Zapojení vinutí elektromotoru: hvězda a trojúhelník: článek na blogu THERMOELEMENT

O výhodách asynchronních motorů není třeba polemizovat. Odborníci zdůrazňují zejména:

• vysoká produktivita; spolehlivost;
• skromnost; jednoduchost designu;
• mírné náklady na opravy a údržbu atd.

Indukční motor se skládá ze dvou hlavních prvků: statoru a rotoru. Mají vodivá vinutí, jejichž začátky a konce jsou vyvedeny do rozvodné skříně a upevněny ve dvou řadách. Označují se buď písmeny C (C1, C2, C3 – začátek vinutí, C4, C5, C6 – jejich konce), nebo podle nového značení: U1, V1, W1 – začátek, U2, V2 , W2 – konce.

Lidé, kteří se s motory tohoto typu zabývají poprvé, mají velmi často otázku: jaký je nejlepší způsob, jak je připojit? Existují tři schémata připojení:

• „Trojúhelník“;
• „hvězda“;
• kombinované („hvězda-trojúhelník“).

Jak je tedy zapojen motor do hvězdy a trojúhelníku?

Hvězdné spojení

V tomto případě jsou konce statorových vinutí spojeny dohromady v jednom bodě pomocí speciální propojky. Do jejich začátků je přiváděno třífázové napětí. Napětí na fázovém vinutí bude tedy 220 V a lineární napětí mezi dvěma zbývajícími fázovými vinutími bude 380 V.

Připojení třífázových motorů s napájecím napětím 220/127V do standardních jednofázových sítí se provádí pouze do hvězdy, jinak se jednotka rychle stane nepoužitelnou. Podle tohoto schématu jsou také připojeny všechny elektromotory 380V ruské výroby.

Obecně platí, že hvězdicové zapojení poskytuje měkčí start motoru a hladší provoz a také poskytuje možnost restartu. Proto je obvyklé startovat středně výkonné motory podle tohoto schématu. Je však třeba poznamenat, že v tomto případě nebude třífázový motor schopen pracovat na plný výkon.

Delta připojení

Vinutí jsou zapojena sériově do uzavřené buňky, tzn. konec jednoho z nich je spojen se začátkem dalšího atd. Řady kontaktů se svorkami jsou uspořádány tak, že jsou vůči sobě přesazeny (tj. C6 (U2) je umístěn proti svorce C1 (W1) atd.). Připojovací body by měly být připojeny k odpovídajícím fázím napájecího napětí. Síťové napětí sítě a napětí na fázovém vinutí se rovná 220V

Zapojení do trojúhelníku zaručuje dosažení maximálního výkonu asynchronního elektromotoru (tedy plného jmenovitého výkonu, což je jedenapůlkrát více než u zapojení do hvězdy), ale zároveň podléhá většímu zahřívání a má vyšší startovací proudy. To je způsobeno konstrukčními vlastnostmi motorů tohoto typu: rotor je poměrně masivní a má velkou setrvačnost, takže když se roztočí, motor pracuje v režimu přetížení. V souladu s tím může motor rychle selhat. Pokud však potřebujete k síti připojit elektromotor evropské výroby a určený pro jmenovité napětí 400/690, pak je to jediná správná možnost.

Kombinované připojení

Tato funkce se používá pouze u motorů s odpovídající značkou (Δ/Y), která označuje, že jsou možné obě možnosti připojení. Startování se provádí při zapojení do hvězdy pro snížení startovacího proudu, poté po dosažení jmenovitých otáček dojde automaticky k přepnutí do trojúhelníku. Tímto způsobem získáme maximální možný výstupní výkon.

Použití této metody je spojeno s proudovými rázy. Při přepínání mezi okruhy dochází k následujícímu: přívod proudu se zastaví, otáčky rotoru se sníží (někdy dost prudce), poté se obnoví původní rychlost otáčení.

Start relé

Pro spouštění elektromotoru podle obvodu hvězda-trojúhelník bylo vyvinuto speciální zařízení. Názvy se mohou lišit: relé „Start-trojúhelník“, „Spouštěcí časová relé“ atd., ale schéma jejich činnosti je vždy stejné: po přivedení napětí na relé začíná čas zrychlení, startér hvězda je zapnuto, poté na konci Během zrychlování se kontakty otevřou, startér se vypne a kontakty, které zapínají startér do trojúhelníku, se uzavřou.

Obdobná relé se vyrábí v ČR (CRM-2T, TRS2D), Rakousku (RVP-3, D6DS, VL-32M1), Ukrajině (VL-163), Itálii (řada 80, Finder). Mohou být modulární, programovatelné, odnímatelné, jedno- nebo multifunkční, mechanické nebo digitální, denní, týdenní – výběr je poměrně široký.

Takže otázka: jak připojit elektromotor s hvězdou nebo trojúhelníkem je vyřešena docela jednoduše. Pečlivě si přečtěte pokyny dodané s jednotkou a věnujte zvláštní pozornost značkám na štítku motoru.

Asynchronní motory mají mnoho výhod, mezi které patří vysoký výkon, provozní spolehlivost, relativně nízká cena a nízké nároky na údržbu a opravy. Asynchronní motory navíc docela dobře snášejí mechanické zatížení. Všechny tyto výhody jsou způsobeny jednoduchostí designu. Ale i přes širokou škálu výhod lze identifikovat i některé slabiny. V praxi lze při připojení motoru využít jeden ze dvou třífázových způsobů připojení k elektrické síti. Tyto metody zahrnují spojení hvězda nebo trojúhelník. Při připojení třífázového motoru hvězdicovou metodou jsou konce statorových vinutí spojeny v jednom bodě. Třífázové napětí je v tomto případě přiváděno na začátek vinutí.

Při připojení třífázového motoru pomocí metody „trojúhelník“ Statorová vinutí jsou zapojena jedno po druhém v sekvenčním pořadí. Začátek dalšího vinutí je spojen s koncem předchozího atd. Pokud provedeme praktickou analýzu teoretických a technických základů elektrotechniky, je zřejmé, že elektromotory pracující na hvězdicovém okruhu se spouštějí plynuleji a fungují plynuleji ve srovnání s motory zapojenými do trojúhelníkového obvodu. Ale zároveň asynchronní motory s vinutím zapojeným způsobem „trojúhelník“ získávají podstatně větší výkon. Toho nelze dosáhnout hvězdicovým zapojením. Při zapojení do trojúhelníku je elektromotor schopen pracovat na maximální výkon uvedený v technických specifikacích. Je třeba poznamenat, že startovací proudy zde budou mít vysoké hodnoty. Porovnáme-li provoz elektromotorů zapojených podle různých obvodů, můžeme dojít k závěru, že s trojúhelníkem je výkon dodáván jedenapůlkrát vyšší než při zapojení do hvězdy. Vezmeme-li výše uvedené informace jako základ, pro snížení proudů během spouštění je logické použít připojení vinutí v kombinovaný obvod hvězda-trojúhelník. Tento typ připojení je zvláště důležitý pro vysoce výkonné asynchronní motory. Při použití obvodu hvězda-trojúhelník probíhá přímé spouštění jako hvězda a po nabrání rychlosti se automaticky přepne na obvod trojúhelník.
Můžete také použít jiný řídicí obvod asynchronního motoru, který je následující.
Rozpínací (normálně sepnutý) kontakt časového relé K1 a také rozpínací kontakt relé K2 v obvodu cívky zkratovacího spouštěče jsou napájeny napájecím napětím. Po zapnutí zkratového spouštěče rozpojí normálně zavřené zkratové kontakty obvod cívky spouštěče K2. Kontakt K3 v silovém obvodu startovací cívky K1 se sepne. Když se magnetický startér K1 spustí, jeho cívky v silovém obvodu sepnou kontakty K1. Během stejné doby je sepnuto časové relé. Kontakt tohoto relé K1 v obvodu startovací cívky K3 se rozepne. A v okruhu startovací cívky K2 se uzavře. Když je vinutí spouštěče K3 vypnuto, kontakt K3 v obvodu K2 se sepne. Po zapnutí K2 se otevře napájecí obvod cívky startéru K3. Třífázové napájecí napětí bude přivedeno na začátek každého vinutí W1, U1 a V1 díky silovým kontaktům spouštěče K1. Po spuštění magnetického spouštěče K3 dojde v důsledku jeho kontaktů ke zkratu, poté musí být konce každého vinutí motoru W2, V2 a U2 vzájemně spojeny. Takto jsou vinutí zapojena do hvězdicového typu. Po určité době sepne časové relé s magnetickým startérem K1, poté se magnetický startér K3 vypne a K2 zapne. Napájecí kontakty K2 se sepnou a napájení půjde na konce každého vinutí motoru. Motor začne pracovat v trojúhelníkovém vzoru. Pro spuštění elektromotoru hvězda-trojúhelník mají různí výrobci speciální spouštěcí relé. Viz obrázek níže pro typický spouštěcí obvod hvězda-trojúhelník.
Pro snížení startovacích proudů musí být elektromotor spuštěn v určitém pořadí:

1. Při nízkých rychlostech pomocí hvězdicového připojení;
2. Přechod na schéma „trojúhelník“.

První rozběh do trojúhelníku vytvoří maximální zatížení a další zapojení do hvězdy s nižším rozběhovým momentem bude pokračovat v činnosti ve jmenovitém režimu. Při zvýšení otáček motoru dojde automaticky k přechodu na zapojení do trojúhelníku. Je důležité pochopit, že zatížení vytvořené na hřídeli před spuštěním ovlivní útlum při připojení do hvězdy. Na základě toho je nepravděpodobné, že tento způsob startování je vhodný pro motory s vysokým zatížením, protože za takových podmínek ztrácejí svůj výkon.

Na závěr se podívejme na hlavní výhody a nevýhody jednotlivých způsobů připojení.

Výhody hvězdicového zapojení:

• Stabilita a schopnost provozovat motor po dlouhou dobu;
• Vysoká úroveň spolehlivosti a životnosti díky sníženému výkonu elektromotoru;
• Maximálně hladký start elektrického pohonu;
• Možná tolerance pro krátkodobé přetížení;
• Přehřívání skříně motoru je vyloučeno.

Existují typy zařízení, ve kterých jsou konce vinutí spojeny interně. K bloku jsou připojeny pouze tři piny a není možné použít jiný typ zapojení. Elektroinstalace tohoto typu nevyžadují pro připojení práci odborníka.

Výhody připojení elektromotoru pomocí typu „delta“:

• Možnost zvýšení úrovně výkonu elektromotoru na maximální úrovně;
• Použití reostatu pro startování;
• Zvýšený točivý moment;
• Vysoké tažné síly.

Zvláštní pozornost by měla být věnována nevýhodám:

• Vysoká spotřeba energie při spuštění;
• Přehřívání motoru při dlouhodobém provozu.

Hlavní výhody kombinace:

• Výrazné prodloužení životnosti elektroinstalace;
• Hladký start;
• Eliminace nerovnoměrného zatížení;
• Konzervace mechanických prvků motoru;
• Dostupnost dvouúrovňového napájení.

Pro připojení vinutí asynchronních motorů je nutné použít speciální tepelně odolné bloky. Společnost Termoelement nabízí speciálně navržené steatitové bloky motorů pro elektromotory, které jsou navrženy speciálně pro práci s těmito elektrickými zařízeními. Svorkovnice s mastkovým pláštěm snadno odolávají teplotnímu zatížení až 800°C i při dlouhodobém provozu. U nás si můžete zakoupit svorkovnice v libovolném množství a pro jakékoli vysokoteplotní aplikace.