Схема Звезда-Треугольник подключение электродвигателя

Очевидное превосходство асинхронных двигателей заключается в простоте их конструкции (нет щеток и коллектора), неприхотливости в эксплуатации и беспрецедентной долговечности в случае соблюдения регламента ТО. Необходимость трехфазного питания – основной недостаток машин этого типа – отнюдь не отменяет возможности их запитки от бытовой сети 220 В с одной фазой.

Просто о сложной теории

По сути своей трехфазная сеть представляет собой совокупность трех однофазных линий питания, но со строго определенным сдвигом фаз, равным 120^О. Поэтому обмотки двигателя физически располагаются друг относительно друга с тем же угловым расстоянием. Такая конструкция предполагает, что ток последовательно протекает по первой, второй и третьей обмотке. Это, собственно, создает крутящий момент, заставляя ротор вращаться.

Подключая асинхронную машину к одной фазе, достаточно сымитировать на ее базе наличие еще двух. Для этого использовались различные ухищрения, например, конденсаторная задержка, широко применяемая по сей день. Особо ленивые практиковали даже запуск двигателя с пускача (намотанной на вал веревки). Подавляющее большинство этих способов характеризуются существенной (порой, значительно превосходящей 30%) потерей мощности двигателя относительно номинала и, соответственно, снижением его КПД. Поэтому в последнее время чаще применяют более цивилизованные методы, подключение машины через преобразователь частоты (ПЧ), как оптимальный вариант.

О звездах и не только

Любой асинхронный двигатель работает в одном из режимов – звезда или треугольник, называемых так из-за способа соединения обмоток машины. В первом случае оно напоминает трехлучевую звезду, а во втором – треугольник.

При соединении обмоток звездой, несмотря на межфазные 380, к каждой обмотке приложено только 220 В одной фазы. Этим продиктованы скромные пусковые токи. Недостаток схемы заключен в ограничении мощности машин, что обуславливает ее использование для относительно маломощных двигателей.

В обмотках, соединенных по схеме треугольник, конец каждой из них соединен с началом другой, что объясняет действующие 380 В между ними. Это обуславливает большие токи и, разумеется, возможность подключения мощных двигателей свыше 7,5 кВт.

Режима звезда/треугольник не существует вовсе. Есть схемы коммутации обмоток машины, позволяющие на ходу переключаться со звезды на треугольник. Этот комбинированный режим служит для уменьшения пусковых токов и увеличения крутящего момента при старте машины (звезда). После набора оборотов включается треугольник, оптимальный для мощных двигателей. Переключение между режимами чаще всего выполняется автоматически, используя, к примеру, посредством реле времени.

Зачем нужен ПЧ

ПЧ – устройство, преобразующее далеко не безупречную в нашей энергетике синусоиду 50 Гц в серию импульсов с частотой до 1 кГц. Этим обусловлена возможность плавной регулировки скорости вращения ротора и реализации плавного пуска машины, а также ее работа без потери номинальной мощности. Стабильностью и эффективностью контроля работы двигателя преимущества схемы с ПЧ не ограничиваются. Современные приборы этого типа, ESQ-A500-021, к примеру, автоматически из одной создают три полноценные фазы 220 В/50 Гц, что предельно упрощает подключение трехфазных нагрузок в бытовую сеть. Большинство моделей ПЧ обеспечивает и следующие преференции:

• реализует защиту от КЗ, перегрузок и скачков сетевого напряжения, обеспечивая аварийное отключение нагрузки;
• индицирует основные параметры работы двигателя (в зависимости от модели, возможно их сохранение);
• оптимизирует энергопотребление в соответствии с нагрузкой на машину и позволяет осуществлять запуск с высоким моментом.

Помимо этого, подключение через ПЧ значительно снижает шум и температуру обмоток двигателя, продлевая срок его эксплуатации.

Единственный недостаток использования ПЧ для питания асинхронных двигателей заключается в ограничении их мощности до 4 кВт. Но для большинства нужд, требующих подключения трехфазной машины в 220 В, достаточно и половины этой величины. Циркулярная пила, д/о-станок и/или подобное оборудование чаще всего оснащается силовыми агрегатами не более 1,5 кВТ.