电机的星形接法和三角形接法解析!

2019-07-08

在我国,通用系列电机按照功率分界,3 kW及以下功率电机为星接,3 kW以上规定为角接;YVF变频系列电机45kW及以下功率电机采用星接,45 kW以上为角接;而对于YZ、YZR、YZP等系列起重冶金电机,则采用星接。

所有这些都是异步电机定子接法的惯例,客户和生产厂家也可以按照实际需求进行调整。

以上规定实际上反映出选星接还是角接真有点讲究,种类不同或用途不同,接法的选择各异。

 

1.基本概念

在分析三相交流电路中的负载连接方法及关系时,必然要联系到线值及相值的关系,为理解其概念,首先应掌握有关定义。

1)线电压。指相线(火线)与相线之间的电压,即L1(U) 、L2(V)与L3(W)两两之间的电压,通常用U线表示。我国低压供电系统中的线电压为380V,高压供电系统中的线电压为10kV、35kV、110kV等。

2)相电压。指电源的每相绕组或每相负载两端的电压,通常用U相表示。低压供电系统中的相电压为220V,高压10kV供电系统中的相电压为5.8kV。

3)线电流。指流过相线中的电流,通常用I线表示。

4)相电流。指流过电源每相绕组或每相负载中的电流,通常用I相表示。

当三相负载的性质(电阻性、电感性或电容性)和大小都相同,即为三相对称负载或三相平衡负载时:

星形连接电源的线电压是负载相电压的√3倍,即:U线=√3U相,即380V=1.732×220V,相位上,线电压超前其对应的相电压30度。线电流等于相电流,即I线=I相。任何时刻流经三相的电流矢量和等于零。

三角形连接负载的相电压等于电源的线电压,即U相=U线,电源的线电流等于负载相电流的√3倍,即I线=√3I相,且线电流相位滞后于相电流相位30度。

 

2.电机的星形和三角形接法

电机星形接法和三角形接法都是指电机本身的绕组接法,星形接法指将电机绕组三相末端接在一起,三相首端为电源端;三角形接法指将三相绕组首尾互相连接,三个端点为电源端。接线方法如下图所示。

从上图可以看出,上下桩依次联结是三角形,上面三根桩接一起是星形,根据前文可知电机三角形接法时线电压等于相电压,线电流等于相电流的约1.73倍;电机星形接法时线电压等于相电压的约1.73倍,线电流等于相电流。

 

3.说明

1)电机三角形接法时因为没有中性点,具体方法是电机的三相绕组的头与尾分别连接,这时只有一种电压等级,线电压等于相电压,线电流等于相电流的约1.73倍

2)电机星形接法时因为有中性点(电机一般都是三相对称负载所以一般不引出中性线),具体方法是电机的三相绕组的三条尾连接在一起,三条头接电源,这时有两种电压等级,即线电压和相电压,且线电压等于相电压的约1.73倍,线电流等于相电流。

3)需要注意的是本来星形接法的电机不能接成三角形,(如果接成三角形,这时相电压升高到约1.73倍,长时间运行必然烧毁电机)。

4)同样本来三角形接法的电机不能接成星形,(如果接成星形,这时相电压降低到约1.73倍,达不到正常功率,如果带额定负载,那么这时属于过载状态,时间一长也必然烧毁电机)。

 5)在我国一般3-4KW(千瓦)以下较小电机都规定接成星形,以上较大电机都规定接成三角形。

 6)为什么较大功率电机都接成三角形,好处是轻载启动时,为了方便降压启动(启动时接成星形,运行时换接成三角形,电机启动时间极短接成星形没关系,好处是启动电流可以降低到1/3等。

 

4.两种接法的对比

1)三角形接法:有助于提高电机功率,缺点,启动电流大,绕组承受电压(380V)大。增大了绝缘等级。

2)星形接法:有助于降低绕组承受电压(220V),降低绝缘等级。降低了启动电流。缺点,电机功率减小。 所以,小功率电机4KW以下的大部分采用行星接法。大于4KW的采用三角形接法。

在我国一般3~4kW以下较小电机都规定接成星形,以上较大电机都规定接成三角形。当较大功率电机轻载启动时,可采用Y-△降压启动(启动时接成星形,运行时换接成三角形),好处是启动电流可以降低到1/3。

三角形接法的电机在轻载启动时采用Y-△启动,以降低启动电流!轻载是条件,因为Y接法转矩会变小,降低启动电流是目的,利用Y接法降低了启动电流!三角接法功率大,启动电流也大,星接法功率小,启动电流也小。

 

5.Y-△降压启动电路

对于正常运行时定子绕组接成三角形的三相异步电动机,可采用Y-△减压启动。启动时先将定子绕组接成星形,使得每相绕组电压为正常运行时相电压的1/√3,启动完毕再恢复成三角形联结,电动机便进入全压下正常运行。其优点是启动设备成本低、方法简单易操作。虽然此法的启动电流降至全压启动时的1/3,但启动转矩只有额定转矩的1/3,故这种方法多用于轻载或空载启动。

降压启动控制电路图如下图所示。

电路工作原理:合上电源隔离开关QS,按下起动按钮SB2,KM1得电并自锁,KM3通电,KM3主触头闭合,电动机接成Y形联结,接入三相电源进行减压起动,同时时间继电器KT通电并开始计时,经一段时间延时后,KT的延时常闭触头断开,KM3失电释放,电动机Y中性点断开,同时KT的延时常开触头闭合,KM2通电自锁,电动机接成△联结运行,同时用KM2断开KT线圈,另外辅助触头KM2和KM3为互锁触头,防止KM2和KM3同时带电。至此,电动机Y-△减压起动过程结束,电动机投入正常运行。停车时,按下SB1即可。

 

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