Trijų fazių elektros srovės sistemą XIX a. pabaigoje sukūrė rusų mokslininkas M. O. Dolivo-Dobrovolskis. Be kitų privalumų, trys fazės, kurių įtampos viena kitos atžvilgiu pasislinkusios 120 laipsnių kampu, leidžia lengvai sukurti besisukantį magnetinį lauką. Šis laukas įtraukia labiausiai paplitusių ir paprasčiausių trifazių asinchroninių elektros variklių rotorius.
Trys šių variklių statoriaus apvijos paprastai jungiamos žvaigžde arba delta. Užsienio literatūroje vartojamos sąvokos "žvaigždė" ir "delta", sutrumpintai vadinamos S ir D. Dažniau naudojamas mnemoninis žymėjimas D ir Y, kuris kartais gali sukelti painiavą - D gali būti naudojamas ir žvaigždei, ir deltai žymėti.
Turinys
Fazės ir linijos įtampos
Norint suprasti skirtumus tarp apvijų jungčių, pirmiausia reikia suprasti fazinių ir linijinių įtampų sąvokos.. Fazinė įtampa - tai įtampa tarp vienos fazės pradžios ir pabaigos. Tiesinė įtampa - tai įtampa tarp tų pačių skirtingų fazių gnybtų.
Trijų fazių tinkle linijinės įtampos yra įtampos tarp fazių, pvz., A ir B, o fazinės įtampos yra įtampos tarp kiekvienos fazės ir nulinio laidininko.
Taigi įtampos Ua, Ub, Uc bus fazinės įtampos, o Uab, Ubc, Uca - linijinės įtampos. Skirtumas tarp šių įtampų yra viengubas. Taigi 0,4 kV buitinio ir pramoninio tinklo linijų įtampa yra 380 voltų, o fazių įtampa - 220 voltų.
Variklio apvijų jungimas žvaigžde
Jungiant žvaigžde, trys apvijos sujungiamos žvaigždės formos galais bendrame taške. Kiekvienas laisvasis galas prijungtas prie skirtingos fazės. Kai kuriais atvejais bendrasis taškas prijungiamas prie elektros sistemos nulinės šynos.
Paveikslėlyje parodyta, kad šio sujungimo atveju į kiekvieną apviją tiekiama tinklo fazės įtampa (0,4 kV tinklams - 220 V).
Elektros variklio apvijų jungimas delta jungtimi
Delta grandinėje apvijų galai sujungti nuosekliai. Susidaro savotiškas apskritimas, tačiau dėl dažnai naudojamo išdėstymo literatūroje prigijo pavadinimas "delta". Šioje versijoje neutralaus laido nėra kur prijungti.
Akivaizdu, kad į kiekvieną apviją tiekiama įtampa bus tiesinė (380 voltų kiekvienai apvijai).
Laidų schemų palyginimas tarpusavyje
Norint palyginti abi grandines tarpusavyje, reikia apskaičiuoti elektros variklio sukuriamą elektros galią, kai jungiama viena ar kita grandinė. Tam reikia atsižvelgti į linijinės srovės (Ilin) ir fazinės srovės (Iphase) sąvokas. Fazinė srovė - tai srovė, tekanti per fazinę apviją. Prie apvijos gnybto prijungtu laidininku teka tiesinė srovė.
Iki 1000 V įtampos tinkluose elektros energijos šaltinis yra transformatoriusTransformatoriaus, kurio apvija sujungta žvaigžde (kitaip nebūtų galima įrengti nulinio laidininko), arba generatoriaus, kurio apvija sujungta taip pat, antrinė apvija.
Iš paveikslėlio matyti, kad jungiant žvaigžde laidininko srovės ir variklio apvijos srovės yra lygios. Fazės srovę lemia fazės įtampa:
![\[I_faz=\frac{U_faz}{Z}\]](https://bgk.electricianexp.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-f4518d61a0fe68758ecd5221efdc8d3a_l3.png "Rendered by QuickLaTeX.com")
kur Z yra vienos fazės apvijos varža, galima daryti prielaidą, kad jos yra lygios. Galima rašyti, kad
![{\[I_faz=I_lin\]]](https://bgk.electricianexp.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-be70a1b78bb7c7fd8a17275f34f188ee_l3.png "Rendered by QuickLaTeX.com")
Delta jungties atveju srovės yra kitokios - jas lemia linijos įtampos, taikomos varžai Z:
![\[I_faz=\frac{U_lin}{Z}\]](https://bgk.electricianexp.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-04741f4af117efbb0661c26c4ee10334_l3.png "Rendered by QuickLaTeX.com")
Taigi šiuo atveju 
.
Dabar galime palyginti bendrąją galią (
), kuriuos sunaudoja skirtingų grandinių varikliai.
- žvaigždės jungties atveju tariamoji galia yra
; - delta jungties atveju tariamoji galia yra
.
Taigi, jungiant žvaigžde, variklis išvysto tris kartus mažesnę galią nei jungiant delta jungtimi. Tai turi ir kitų teigiamų pasekmių:
- sumažėja paleidimo srovės;
- variklis veikia ir įsijungia sklandžiau;
- variklis gali susidoroti su trumpalaikėmis perkrovomis;
- asinchroninio variklio šiluminės savybės tampa švelnesnės.
Kita medalio pusė yra ta, kad variklis su žvaigždine apvija negali išvystyti maksimalios galios. Kai kuriais atvejais sukimo momento gali net nepakakti rotoriui sukti.
Žvaigždės-delta grandinių perjungimo būdai
Dauguma variklių suprojektuoti taip, kad būtų galima perjungti vieną jungtį į kitą. Apvijų pradžios ir galai yra ant gnybtų bloko, todėl žvaigždę galima sujungti į trikampį tiesiog pakeičiant apvijų kaladėlių padėtį.
Elektros variklio savininkas gali pasirinkti, ar jis nori švelnaus paleidimo su mažomis paleidimo srovėmis ir sklandžiu veikimu, ar didžiausios variklio išvystomos galios. Jei reikia ir vieno, ir kito, galima automatiškai perjungti naudojant didelės galios kontaktorius.
Paspaudus SB2 paleidimo mygtuką, variklis įjungiamas žvaigždės konfigūracijos režimu. Kontaktorius KM3 įjungiamas, jo kontaktai blokuoja variklio apvijos laidus vienoje pusėje. Priešingi laidai per KM1 kontaktus prijungiami prie elektros tinklo, kiekvienas - prie skirtingos fazės. Kai šis kontaktorius įjungiamas, į apvijas paduodama trifazė įtampa ir variklis suka rotorių. Praėjus tam tikram laikui, nustatytam relėje KT1, perjungiama ritė KM3, ji išjungiama, įjungiamas kontaktorius KM2, perjungiantis apvijas į deltą.
Perjungimas atliekamas varikliui įgavus pagreitį. Šį momentą galima stebėti per greičio jutiklį, tačiau praktiškai tai yra paprasčiau. Perjungimą valdo laiko estafetė - po 5-7 sekundžių manoma, kad paleidimo procesas baigtas ir variklį galima perjungti į maksimalią galią. Ilgalaikis darbas viršijant žvaigždės apkrovą gali sugadinti pavarą.
Atliekant šią operaciją reikia nepamiršti toliau nurodytų dalykų:
- Žvaigždės jungties variklio paleidimo momentas yra gerokai mažesnis nei delta jungties variklio, todėl variklis, kurio paleidimo sąlygos yra sudėtingos, ne visada gali būti paleidžiamas šiuo būdu. Jis paprasčiausiai neįsijungia. Tokie atvejai apima elektra varomus siurblius, veikiančius su priešslėgiu ir pan. Tokias problemas galima išspręsti naudojant variklį su faziniu rotoriumi, sklandžiai didinant žadinimo srovę paleidimo metu. Sėkmingas paleidimas žvaigžde naudojamas, kai išcentriniai siurbliai veikia ant uždarytų vartų, variklio veleną apkrauna ventiliatorius ir pan.
- Elektros variklio apvijos turi atlaikyti elektros tinklo įtampą. Svarbu nepainioti D/Y 220/380 voltų variklių (paprastai mažos galios iki 4 kW galios indukciniai varikliai) su D/Y 380/660 voltų varikliais (paprastai 4 kW ir daugiau). 660 voltų tinklas beveik niekada nenaudojamas, tačiau žvaigždės ir trikampio jungimui galima naudoti tik šios vardinės įtampos elektros variklius. 220/380 trifazę pavarą galima perjungti tik jungiant žvaigžde. Jų negalima naudoti perjungimo grandinėje.
- Tarp žvaigždės kontaktoriaus išjungimo ir trišakio kontaktoriaus įjungimo turi būti daroma pauzė, kad būtų išvengta sutapimo. Tačiau jo negalima per daug padidinti, kad variklis neužgestų. Jei grandinę pasigaminsite patys, ją gali tekti sureguliuoti eksperimentiškai.
Taip pat naudojamas atvirkštinis perjungimas. Tai prasminga, jei galingas variklis laikinai veikia su nedidele apkrova. Galios koeficientas yra žemas, nes aktyviosios galios suvartojimą lemia variklio darbo ciklas. Reaktyviąją galią daugiausia lemia apvijų induktyvumas, kuris nepriklauso nuo veleno apkrovos. Norint pagerinti aktyviosios ir reaktyviosios galios suvartojimo santykį, apvijas galima perjungti į žvaigždę. Tai taip pat galima atlikti rankiniu arba automatiniu būdu.
Perjungimo grandinė gali būti sudaryta iš diskrečiųjų elementų - laiko relių, kontaktorių (paleidiklių) ir kt. Taip pat yra gatavų sprendimų, kuriuose automatinio perjungimo grandinė integruota į vieną korpusą. Tereikia prie išėjimo gnybtų prijungti variklį ir trifazį maitinimą. Tokie įtaisai gali turėti skirtingus pavadinimus, pavyzdžiui, "paleidimo laiko relė" ir pan.
Variklio apvijų jungimas pagal skirtingas schemas turi privalumų ir trūkumų. Tinkamo veikimo pagrindas - žinoti privalumus ir trūkumus. Tuomet variklis veiks ilgai ir duos maksimalų efektą.
Susiję straipsniai:
