Звезда или треугольник: как подключить трехфазный электродвигатель

Схему подключения трехфазного электродвигателя выбирают по напряжению питающей сети и данным на шильде. Обозначения 220/380 В и 380/660 В относятся к одному двигателю, но предусматривают разные соединения обмоток. Ошибка при выборе звезды или треугольника приводит к снижению пускового момента, перегреву обмоток либо повреждению двигателя.

Почему на шильде указаны два напряжения

Статор трехфазного асинхронного двигателя содержит три фазные обмотки. При наличии шести выводов их можно соединить звездой или треугольником.

Каждая обмотка рассчитана на определенное фазное напряжение. Схема соединения определяет, какое линейное напряжение сети будет приложено к этой обмотке.

• При соединении треугольником напряжение на каждой обмотке равно линейному напряжению сети.
• При соединении звездой напряжение на каждой обмотке в √3 раза меньше линейного напряжения сети.

В трехфазной сети 380 В при соединении звездой каждая обмотка получает примерно 220 В: 380 / √3 ≈ 220 В. Поэтому двигатель с обмотками на 220 В подключают к сети 380 В звездой.

Как читать обозначения 220/380 и 380/660 В

На шильде рядом с напряжением обычно указывают символы Δ/Y. Первое значение относится к треугольнику, второе - к звезде.

Если символы Δ и Y на старом шильде не сохранились, выбирать соединение только по двум числам нежелательно. Необходимо проверить паспорт, схему на крышке клеммной коробки или документацию изготовителя.

Подключение двигателя 220/380 В к сети 380 В

Двигатель с маркировкой Δ/Y 220/380 В в трехфазной сети 380 В подключают звездой. Каждая обмотка при этом получает расчетное напряжение около 220 В.

Постоянное соединение такого двигателя треугольником в сети 380 В недопустимо. На обмотку, рассчитанную на 220 В, будет подано 380 В. Это вызывает резкое увеличение тока, перегрев и повреждение изоляции.

По этой же причине двигатель 220/380 В нельзя запускать в сети 380 В переключением со звезды на треугольник. На первом этапе он сможет работать звездой, но после переключения каждая обмотка окажется под напряжением 380 В вместо номинальных 220 В.

Подключение двигателя 380/660 В к сети 380 В

Двигатель с маркировкой Δ/Y 380/660 В в сети 380 В подключают треугольником. Каждая фазная обмотка получает номинальные 380 В, поэтому двигатель способен развивать расчетную мощность и момент.

Если оставить такой двигатель постоянно соединенным звездой в сети 380 В, на каждой обмотке будет около 220 В. Напряжение окажется ниже номинального, а развиваемый момент существенно уменьшится.

На холостом ходу двигатель может набрать обороты, поэтому ошибка не всегда обнаруживается сразу. После приложения нагрузки возможны затяжной разгон, снижение частоты вращения, увеличение тока и перегрев.

Когда применяется пуск «звезда - треугольник»

Пуск «звезда - треугольник» используют для уменьшения пускового тока трехфазного асинхронного двигателя. Сначала обмотки соединяются звездой, а после разгона переключаются на треугольник.

Для применения этой схемы должны выполняться следующие условия:

• номинальное напряжение двигателя при соединении треугольником должно совпадать с напряжением сети;
• в клеммную коробку должны быть выведены начала и концы всех трех обмоток;
• механизм должен допускать запуск с уменьшенным моментом;
• двигатель должен успеть разогнаться до переключения на треугольник;
• пусковая аппаратура должна исключать одновременное включение контакторов звезды и треугольника.

Для трехфазной сети 380 В такое переключение применяется с двигателем Δ/Y 380/660 В. Его рабочая схема при номинальной нагрузке - треугольник.

Как изменяются ток и момент при запуске звездой

При соединении звездой напряжение на каждой обмотке уменьшается в √3 раза по сравнению с соединением треугольником при том же линейном напряжении сети.

В результате пусковой ток, потребляемый из сети, составляет приблизительно одну треть тока прямого пуска треугольником. Пусковой момент также уменьшается примерно до одной трети.

Поэтому схема подходит преимущественно для механизмов, которые запускаются без значительной нагрузки:

• центробежных насосов при подходящих условиях пуска;
• вентиляторов;
• центробежных компрессоров;
• станков, запускаемых без нагрузки;
• оборудования с небольшим моментом сопротивления при разгоне.

Для конвейеров с грузом, дробилок, поршневых компрессоров, подъемных механизмов и оборудования с большим моментом инерции сниженного момента может оказаться недостаточно. Двигатель не успеет разогнаться, а после переключения возникнет высокий бросок тока.

Почему нельзя использовать звезду как универсальный мягкий пуск

Соединение звездой не является универсальным способом безопасного подключения любого двигателя к сети 380 В. Оно допустимо только в соответствии с номинальными напряжениями обмоток.

Если двигатель рассчитан на работу треугольником при 380 В, звезда может использоваться как временная пусковая схема. Если двигатель рассчитан на работу звездой при 380 В, последующее переключение на треугольник недопустимо.

Кроме того, снижение пускового тока всегда сопровождается снижением момента. Если механизм требует высокого момента уже при начале движения, пуск звездой не решает задачу.

Как устанавливаются перемычки в клеммной коробке

У стандартного односкоростного двигателя в клеммной коробке обычно находятся шесть выводов:

• U1, V1, W1 - начала обмоток;
• U2, V2, W2 - концы обмоток.

Соединение звездой

Выводы U2, V2 и W2 соединяют вместе. Фазы питающей сети L1, L2 и L3 подключают к U1, V1 и W1.

Соединение треугольником

Конец каждой обмотки соединяют с началом следующей: U1 с W2, V1 с U2, W1 с V2. К трем полученным точкам подключают фазы L1, L2 и L3.

Фактическое расположение выводов на клеммной колодке может отличаться. Ориентироваться нужно по маркировке клемм и заводской схеме, а не только по положению перемычек.

В старых двигателях могут использоваться обозначения C1-C6. Если маркировка стерта или выводы ранее менялись, начала и концы обмоток определяют измерениями.

Что проверить на шильде перед подключением

Перед включением двигателя проверяют не только напряжение. На шильде должны быть сопоставлены:

• обозначения Δ и Y;
• номинальные напряжения;
• номинальные токи для обеих схем;
• частота питающей сети;
• мощность;
• частота вращения;
• режим работы;
• схема подключения выводов;
• наличие термодатчиков, тормоза и других дополнительных устройств.

Номинальный ток двигателя зависит от напряжения и схемы соединения. Настройку защиты выполняют по току, соответствующему фактическому рабочему подключению.

Подключение электродвигателя через частотный преобразователь

При работе через преобразователь частоты схему обмоток выбирают по напряжению на его выходе, а не только по напряжению питающей сети.

Например, двигатель Δ/Y 220/380 В подключают:

• треугольником при выходном напряжении преобразователя 220 В;
• звездой при выходном напряжении преобразователя 380 В.

Для двигателя Δ/Y 380/660 В и преобразователя с выходом 380 В рабочим соединением остается треугольник.

Параметры преобразователя настраивают по данным шильда: номинальному току, мощности, частоте, частоте вращения и напряжению для выбранной схемы.

Типичные ошибки при подключении

Подключение 220/380 В треугольником к сети 380 В

Обмотки получают повышенное напряжение. Возникает большой ток и быстрый перегрев двигателя.

Постоянная работа двигателя 380/660 В звездой в сети 380 В

Напряжение на обмотках оказывается пониженным. Двигатель не развивает номинальный момент и может перегреваться под нагрузкой.

Пуск «звезда - треугольник» двигателя 220/380 В

После переключения на треугольник обмотки, рассчитанные на 220 В, подключаются к линейному напряжению 380 В. Такая схема для этого двигателя не подходит.

Выбор перемычек только по их расположению

Положение выводов у разных двигателей и после ремонта может отличаться. Необходимо проверять буквенную маркировку и схему изготовителя.

Настройка защиты по неподходящему значению тока

На шильде могут быть указаны разные токи для треугольника и звезды. Защиту выбирают с учетом рабочей схемы и расположения теплового реле в силовой цепи.

Какие данные нужны для подбора двигателя

Для замены необходимо указать напряжение и частоту сети, требуемую мощность, частоту вращения, способ запуска, рабочую схему соединения, номинальный ток, режим работы и количество выводов в клеммной коробке.

При выборе общепромышленного электродвигателя также проверяют монтажное исполнение, высоту оси, размеры вала, степень защиты и условия эксплуатации.

Подключение должен выполнять квалифицированный специалист после проверки шильда, заводской схемы и полного снятия напряжения. Специалисты НПО «Энергомаш» помогут подобрать электродвигатель с подходящим напряжением обмоток и схемой подключения для промышленного оборудования.