Принцип работы звездочка и треугольник в трансформаторах

22 декабря 2020
Принцип работы звездочка и треугольник в трансформаторах

Звездочка и треугольник – это метод группирования обмотки в силовых аппаратах, в том числе и трансформаторах ТМГ. Они отличаются принципом работы, и каждый имеет свое преимущество, в зависимости от конечной цели.

Звездочка

Звездочка – метод, при котором нагрузка в сети, имеющей три фазы, становится симметричной для конечного потребителя, что является главным преимуществом этого соединения.

Разберем на примере трансформатора с тремя фазами, который имеет три магнитопровода (A, B, C) из шихтованного железа (называется также электротехническая сталь или трансформаторная сталь).

Трансформатор заключает в себе два вида обмотки – первичную и вторичную. Первичная принимает высокое напряжение, а вторичная снимает низкое напряжение и подает непосредственно к потребителю.

У каждой обмотки есть начальная и конечная точка. При способе соединения звездочка, концы вторичной обмотки объединяются в одну линию, вследствие чего получается ноль – нулевая фаза(N), а из начальных точек к конечному потребителю выходят 3 фазы (L1, L2, L3). При таком способе получается четырехпроводная трехфазная система. Самый наглядный пример – такая система используется на воздушных линиях электропередач, которые проходят в населенных пунктах. Все они имеют, как правило, четыре провода – три фазы и ноль.

Соединение трансформаторов тока и обмоток реле в неполную звезду

Эта схема хороша тем, что из нее возможно извлечь 2 вида напряжения – линейное (ЛН) и фазное (ФН). Фазный вольтаж измеряется посреди выводов обмотки L1 (L2, L3) и нулевой фазы и равняется значению 220V. Линейный вольтаж меряется уже в линии и равен 380V. Схема соединения звездой, характеризуется тем, что ЛН больше ФН в 1,73 раза, что соответствует корню (√) из трех.

Сам электрический ток тоже может быть фазным (ФТ) и линейным (ЛТ). При способе соединения звездочка, ФТ равен ЛТ, они одинаковы. При использовании такой схемы, и ФТ и ЛТ выходят из обмотки и не имеют другого выхода, в любом случае ток проходит по линейному проводу.

Поскольку большинство бытовых приборов рассчитаны на 220V, способ соединения звездочка обеспечивает именно такой показатель, путем уравнивания током нулевой фазы меняющегося в значении тока фаз L1-L3. Ноль есть только в методе звездочка, в методе треугольника его нет. То есть именно такая схема целесообразна, когда конечная цель – потребление электроэнергии в бытовых целях.

Если изображать этот способ схематически, получается трехлучевая звезда, собственно, поэтому этот вид объединения обмоток получил название звезда или звездочка.

Соединение трансформаторов тока и обмоток реле в неполную звезду

Выигрышные моменты при использовании звездочки таковы:

  • Повышается надежность оборудования за счет понижения его мощности;
  • Устойчивость режима работы;
  • Плавность запуска электрического привода.

Треугольник

Для удобства сравнения возьмем в пример тот же трехфазный трансформатор с фазами A B С.

Если при способе соединения звездочка концы вторичной обмотки соединялись в один, в треугольнике картина совсем другая. Здесь конец фазы А соединяется с началом фазы В, конец фазы В соединяется с началом фазы С, а конец фазы С соединяется, в свою очередь, с началом фазы А. То есть обмотки соединены последовательно. В такой схеме отсутствует нулевая фаза, поскольку ее попросту неоткуда вывести. Если изобразить эту схему в виде изображения, она будет иметь форму треугольника, благодаря чему и получила свое название.

Преимущественно, эта схема используется при симметричной нагрузке, поскольку, где по фазам нагрузка не меняет свое значение и не прыгает, как в методе треугольник, и всегда строго одинаковая.

Применяя соединение треугольником, ФН равно ЛН, и имеет значение 380V. Но в то же время электрический ток здесь разный, в отличие от схемы звездочка. ЛТ больше ФТ в корень (√) из трех раз, поскольку при этой схеме идет геометрическое сложение векторов.

Схемы соединений обмоток треугольник и звезда

Главные преимущества соединения обмотки при схеме треугольник это:

  • Увеличение мощности оборудования;
  • Пусковые токи меньше;
  • Больший крутящий момент;
  • Лучшие тяговые свойства.

У каждого из этих двух способов есть как преимущества, так и недостатки, поэтому важно определить с какой целью будет использоваться первый или второй способ соединения обмотки в трансформаторах.

С одной стороны, метод подключения звездочка, делает работу электродвигателя плавнее и мягче, но не позволяет выйти развить полную мощность, заявленную в технической документации. Кроме того, корпус двигателя не будет нагреваться. В свою очередь, при соединении способом треугольника такой двигатель может быстро развить максимальную заявленную мощность и выдать максимальный КПД, но будет иметь избыточные пусковые токи. Корпус будет греться. В дополнение необходимо использовать реостат пуска для придания плавности.


Обратный звонок
Представьтесь, мы вам перезвоним.
Ваша заявка успешно отправлена!
Необходимо принять условия соглашения
Вы заполнили не все обязательные поля
Произошла ошибка, попробуйте ещё раз