Трифазний асинхронний двигун можна з’єднати двома способами — зіркою або трикутником. Різниця не косметична: від правильного вибору залежить, чи запрацює двигун взагалі, чи згорить за перші секунди роботи. І тут якраз та ситуація, де плутанина коштує грошей — новій обмотці або новому двигуну.
Розберемось без зайвої теорії, на пальцях і з прикладами з практики.
Що взагалі означають ці схеми
У трифазному двигуні три обмотки статора. Кожна має два виводи — початок і кінець. На клемній колодці це шість контактів: U1, V1, W1 (початки) і U2, V2, W2 (кінці).
При з’єднанні зіркою всі три кінці обмоток (U2, V2, W2) з’єднуються разом в одну точку — так звану нейтральну точку. А початки підключаються до трьох фаз мережі.
При з’єднанні трикутником кінець однієї обмотки з’єднується з початком наступної: U1 з W2, V1 з U2, W1 з V2. Виходить замкнуте кільце, і саме в точки з’єднання подається живлення від мережі.
Різниця принципова: при зірці напруга мережі ділиться між двома обмотками, при трикутнику кожна обмотка отримує повну лінійну напругу мережі напряму. Звідси й різні пускові струми, і різна максимальна потужність, яку двигун може віддати.
Головне — маркування на шильдику двигуна
Ось де більшість людей помиляється. На табличці двигуна пишуть щось на кшталт “220/380 В” або “380/660 В”. Це не означає “зірка чи трикутник”, це означає, на яку фазну напругу розрахована кожна окрема обмотка при різних схемах з’єднання.
Приклад: маркування 220/380 В.
Це означає, що обмотка розрахована на 220 В. Якщо з’єднати трикутником — мережа з лінійною напругою 220 В подається напряму на обмотку, все ок. Якщо ж мережа 380 В — трикутником вмикати не можна, обмотка згорить. Тоді потрібна зірка: лінійна напруга 380 В ділиться між обмотками, і на кожну фактично припадає ті самі 220 В.
Тепер інший приклад: маркування 380/660 В.
Для звичайної української промислової мережі 380 В такий двигун потрібно вмикати трикутником — тоді на обмотку якраз і потрапляє 380 В. А зіркою його вмикають тільки в мережах 660 В, які у побуті практично не зустрічаються.
Тому фраза “зірка — це завжди для 380 В, а трикутник для 220” — невірна за замовчуванням. Все залежить від того, що написано на шильдику конкретного двигуна.
Як підключити зіркою — покроково
- Знаходимо на клемній колодці контакти U2, V2, W2.
- З’єднуємо їх між собою металевими перемичками (зазвичай вони йдуть у комплекті з двигуном, лежать прямо в клемній коробці).
- До U1, V1, W1 підключаємо три фази мережі через автомат і, за потреби, через магнітний пускач.
- Заземлення — окремо, на спеціальний болт у корпусі, ніколи не змішувати з робочими виводами.
Візуально на колемній колодці перемички при зірці стоять “стовпчиком” — з’єднують нижній ряд контактів.
Як підключити трикутником
- З’єднуємо U1 з W2, V1 з U2, W1 з V2 — перемичками навхрест, по діагоналі колодки.
- У ці ж точки з’єднання (фактично в U1-W2, V1-U2, W1-V2) підводимо три фази мережі.
- Заземлення так само окремо.
На колодці перемички при трикутнику розташовуються “по діагоналі” — це видно навіть візуально, схема нагадує трикутник, звідки й назва.
Навіщо взагалі пускають двигун через зірку-трикутник
Для невеликих двигунів — до 3-4 кВт — переключення схем під час пуску не має сенсу, вони запускаються напряму, одразу в робочій схемі.
А от для двигунів потужніших, від 5,5 кВт і вище, прямий пуск дає величезний пусковий струм — у 6-7 разів більше номінального. Це б’є по мережі, викликає просідання напруги, іноді вибиває автомати навіть у сусідніх лініях цеху.
Рішення — схема “зірка-трикутник” через два контактори і реле часу. Двигун стартує в схемі зірки (пусковий струм менший, але й момент теж менший), розганяється кілька секунд, а потім автоматика перемикає обмотки на трикутник — і двигун виходить на повну потужність.
Типова схема пуску:
- контактор лінії — постійно замкнутий, поки працює двигун;
- контактор зірки — замикається на старті на 3-5 секунд;
- контактор трикутника — замикається після відключення зірки, для основного режиму роботи.
Реле часу тут ключовий елемент — саме воно визначає, скільки триває розгін у зірці. Занадто короткий час — двигун не встигне розігнатись, занадто довгий — сенс економії струму втрачається.
Типові помилки при підключенні
Найчастіше зустрічається переплутана схема — двигун, розрахований на зірку в конкретній мережі, підключили трикутником. Наслідки різні: іноді двигун просто не стартує і сильно гуде, іноді запускається, але за кілька хвилин перегрівається до критичних температур і спрацьовує тепловий захист (якщо він взагалі стоїть).
Друга поширена проблема — обрив однієї з перемичок або поганий контакт у клемній коробці. Двигун при цьому працює “на двох фазах”, гуде важче звичайного, вібрує, гріється нерівномірно. Візуально це важко відрізнити від обриву фази в мережі, тому перше, що варто перевірити — саме з’єднання на колодці.
Ще один момент — переплутана послідовність фаз при перемиканні. Якщо після ремонту або обслуговування переплутати фази, двигун почне обертатись у зворотному напрямку. Для насоса чи вентилятора це критично — механізм або не качає взагалі, або працює з мінімальним ККД.
Якщо маркування виводів стерлось
Буває, що на старому двигуні бирки давно відпали або нечитабельні. У такому випадку визначити пари обмоток можна мультиметром у режимі прозвонки — три пари контактів дадуть звуковий сигнал (це початок і кінець однієї обмотки), решта комбінацій — обрив. Так знаходять три пари, а вже яка з них U, яка V, яка W — за великим рахунком не важливо, головне не переплутати початок з кінцем усередині кожної пари при збиранні схеми.
Складніше визначити саме полярність (де початок, а де кінець) без документації — тут іноді доводиться підключати тестово через понижену напругу і дивитись напрямок обертання, або звертатись до довідників по типорозміру двигуна.
—
Різниця між зіркою і трикутником — це не про “краще чи гірше”, а про відповідність конкретному двигуну і конкретній мережі. Дивіться на шильдик, рахуйте напругу обмотки, і тільки тоді обирайте схему. Для потужних двигунів додайте пускову автоматику зірка-трикутник — це збереже і мережу, і сам двигун від зайвого навантаження при старті. А якщо сумніваєтесь у маркуванні чи розводці — краще витратити зайвих 10 хвилин на прозвонку мультиметром, ніж потім купувати нову обмотку.