Пуск двигателя звезда – треугольник: схема и принцип работы

Пуск трёхфазного асинхронного двигателя по схеме «звезда – треугольник» применяют для снижения пускового тока по сравнению с прямым включением обмоток треугольником. Сначала обмотки соединяются звездой, затем после разгона переключаются на треугольник. В рассматриваемой схеме используются три магнитных пускателя, реле времени и токовое реле с трансформаторами тока.

Когда применяется пуск двигателя «звезда – треугольник»

Такой способ подходит не каждому электродвигателю. Необходимы шесть доступных выводов обмоток и паспортная возможность длительной работы треугольником при напряжении питающей сети. Например, для сети 400 В это обычно двигатель с обозначением Δ400/Y690 В на табличке. Двигатель с маркировкой Δ230/Y400 В нельзя после пуска переключать треугольником непосредственно на сеть 400 В.

При пуске звездой фазное напряжение на каждой обмотке уменьшается в √3 раза по сравнению с работой треугольником при том же линейном напряжении. Пусковой ток из сети и пусковой момент в типовом приближении составляют около трети от соответствующих величин при прямом пуске треугольником. Поэтому метод применим прежде всего к механизмам с относительно небольшим моментом сопротивления при запуске.

Из каких элементов состоит схема пуска

В оригинальной схеме используются:

• АВ – автоматический выключатель;
• КМ – основной магнитный пускатель;
• КМ2 – пускатель соединения обмоток звездой;
• КМ1 – пускатель соединения обмоток треугольником;
• ТТ1, ТТ2 – трансформаторы тока;
• РТ – токовое реле;
• РВ – реле времени;
• БКМ, БКМ1, БКМ2 – вспомогательные блок-контакты соответствующих пускателей;
• кнопки «Пуск» и «Стоп» – управление цепью.

В отличие от простого варианта с переключением только по выдержке времени, здесь момент перехода связан также с изменением тока двигателя.

Как работает схема переключения «звезда – треугольник»

1. Включение двигателя звездой

После включения автомата АВ напряжение поступает на силовую часть и цепь управления. При нажатии кнопки «Пуск» срабатывают основной пускатель КМ и пускатель КМ2, соединяющий обмотки звездой. Двигатель начинает разгоняться с уменьшенным напряжением на обмотках.

В силовой цепи возникает пусковой ток. Его контролирует токовое реле РТ, подключённое через трансформаторы тока ТТ1 и ТТ2.

2. Удержание режима звезды

В исходном описании контакт РТ шунтирует контакт реле времени РВ, поддерживая питание КМ2 во время разгона. Пока ток выше уставки реле, двигатель остаётся подключённым звездой.

Когда ток снижается ниже уставки, РТ возвращается в исходное состояние, его контакт размыкается и КМ2 отключается. Конкретный порядок срабатывания зависит от изображённой цепи управления и характеристик реле.

3. Переход на треугольник

После отключения КМ2 его нормально замкнутый вспомогательный контакт разрешает включение КМ1 через подготовленную цепь реле времени РВ. Пускатель КМ1 соединяет обмотки треугольником, и двигатель переходит в рабочий режим.

Контакт БКМ1 обеспечивает предусмотренный схемой самоподхват. Пускатели звезды и треугольника не должны быть включены одновременно: это создаёт опасность короткого замыкания.

4. Остановка двигателя

Нажатие кнопки «Стоп» снимает питание с цепи управления. Пускатели отключаются, двигатель отсоединяется от сети, а схема возвращается в исходное состояние.

Зачем нужны реле времени и токовое реле

Реле времени РВ формирует необходимую последовательность переключения контактов. В исходной статье отдельно описано реле с задержкой возврата контактов. Эта особенность учитывается при работе блок-контактов и переходе от звезды к треугольнику.

Токовое реле РТ контролирует изменение тока при разгоне и участвует в определении момента отключения звезды. Уставку нельзя выбирать произвольно: её рассчитывают с учётом характеристик двигателя, трансформаторов тока и нагрузки. При слишком раннем переходе на треугольник возможен значительный бросок тока; при слишком позднем – затяжной разгон и перегрев.

Блокировка контакторов КМ1 и КМ2

В цепях катушек КМ1 и КМ2 используются нормально замкнутые вспомогательные контакты противоположных пускателей. Когда включён контактор звезды, цепь включения треугольника разомкнута, и наоборот.

Для практической сборки обычно также предусматривают механическую блокировку между контакторами звезды и треугольника и соответствующую защиту двигателя. Наличие механической блокировки нельзя считать подтверждённым только по электрической схеме, если она на ней не показана.

Принцип самоподхвата и взаимной электрической блокировки подробно рассмотрен в статье «Реверсивная и нереверсивная схема магнитного пускателя». Хотя назначение схем различается, приёмы управления контакторами похожи.

Частые ошибки при подключении

• Неверное паспортное напряжение двигателя. Нельзя выбирать схему только по наличию шести выводов: важно допустимое напряжение обмоток в режиме треугольника.
• Одновременное включение КМ1 и КМ2. Без надёжной взаимной блокировки возникает риск межфазного короткого замыкания.
• Неправильная уставка РТ или выдержка РВ. Переход может происходить до разгона двигателя либо слишком поздно.
• Слишком тяжёлый пуск. При соединении звездой момент заметно снижается, поэтому двигатель может не разогнаться под нагрузкой.

Часто задаваемые вопросы

Итог

Схема пуска «звезда – треугольник» снижает ток при запуске, но требует подходящего двигателя, правильной последовательности коммутации и взаимной блокировки пускателей. В рассматриваемом варианте момент перехода определяется не только реле времени, но и токовым реле. Перед практическим применением необходимо сверить схему с паспортом двигателя и характеристиками всех аппаратов управления и защиты.