Quelle est la différence entre les schémas de connexion des enroulements du moteur avec une étoile et un triangle

Le système de courant électrique triphasé a été développé à la fin du XIXe siècle par le scientifique russe M.O. Dolivo-Dobrovolsky. Trois phases, dont la tension est décalée l'une par rapport à l'autre de 120 degrés, entre autres avantages, facilitent la création d'un champ magnétique tournant. Ce champ entraîne avec lui les rotors des moteurs asynchrones triphasés les plus courants et les plus simples.

Les trois enroulements statoriques de tels moteurs électriques sont dans la plupart des cas interconnectés selon le schéma "étoile" ou "triangle". Dans la littérature étrangère, les termes "étoile" et "delta" sont utilisés, abrégés en S et D. La désignation mnémonique D et Y est plus courante, ce qui peut parfois prêter à confusion - la lettre D peut être marquée à la fois "étoile" et "Triangle".

Tensions de phase et de ligne

Pour comprendre les différences entre les méthodes de connexion des enroulements, vous devez d'abord comprendre avec les notions de tension phase et linéaire. La tension de phase est la tension entre le début et la fin d'une phase. Linéaire - entre les mêmes conclusions de différentes phases.

Pour un réseau triphasé, les tensions ligne à ligne sont des tensions entre les phases, par exemple, A et B, et les tensions de phase sont entre chaque phase et le conducteur neutre.

Ainsi les tensions Ua, Ub, Uc seront en phase, et Uab, Ubc, Uca seront linéaires. Ces tensions sont différentes. Ainsi, pour un réseau domestique et industriel de 0,4 kV, les tensions linéaires sont de 380 volts et les tensions de phase sont de 220 volts.

Connexion des enroulements du moteur selon le schéma "étoile"

Lors de la connexion des phases d'un moteur électrique avec une étoile, les trois enroulements sont interconnectés à leurs débuts en un point commun. Les extrémités libres sont connectées chacune à leur propre phase du réseau. Dans certains cas, le point commun est relié au bus neutre du système d'alimentation.

On peut voir sur la figure que pour cette inclusion, la tension de phase du réseau est appliquée à chaque enroulement (pour les réseaux de 0,4 kV - 220 volts).

Connexion des enroulements du moteur selon le schéma "triangle"

Avec le schéma "triangle", les extrémités des enroulements sont connectées les unes aux autres en série. Il s'avère qu'il s'agit d'une sorte de cercle, mais dans la littérature, le nom de "triangle" est accepté en raison du style souvent utilisé. Il n'y a nulle part où connecter le fil neutre dans ce mode de réalisation.

Bien entendu, les tensions appliquées à chaque enroulement seront linéaires (380 volts par enroulement).

Comparaison des schémas de connexion entre eux

Pour comparer les deux schémas entre eux, il est nécessaire de calculer la puissance électrique développée par le moteur électrique lors de l'une ou l'autre inclusion. Pour cela, il faut considérer les notions de courants linéaires (Ilin) et de phase (Iphase).Le courant de phase est le courant circulant dans l'enroulement de phase. Le courant de ligne circule dans le conducteur connecté à la borne de l'enroulement.

Dans les réseaux jusqu'à 1000 volts, la source d'électricité est transformateur, dont l'enroulement secondaire est allumé par une "étoile" (sinon il est impossible d'organiser un fil neutre) ou un générateur dont les enroulements sont connectés de la même manière.

La figure montre que lorsqu'il est connecté à une "étoile", les courants dans les conducteurs et les courants dans les enroulements du moteur sont égaux. Le courant de phase est déterminé par la tension de phase :

   

où Z est la résistance de l'enroulement d'une phase, ils peuvent être pris égaux. On peut écrire que

   

.

Pour une connexion en triangle, les courants sont différents - ils sont déterminés par les tensions linéaires appliquées à la résistance Z :

   

.

Par conséquent, pour ce cas .

Nous pouvons maintenant comparer la puissance totale (), consommée par des moteurs électriques avec différents régimes.

• pour une connexion en étoile, la puissance totale est ;
• pour une connexion en triangle, la puissance totale est .

Ainsi, lorsqu'il est allumé par une « étoile », le moteur électrique développe une puissance trois fois plus faible que lorsqu'il est connecté à un triangle. Cela entraîne également d'autres conséquences positives :

• les courants de démarrage sont réduits ;
• le fonctionnement et le démarrage du moteur deviennent plus fluides ;
• le moteur électrique supporte bien les surcharges à court terme;
• le régime thermique du moteur asynchrone devient plus doux.

Le revers de la médaille est qu'un moteur à enroulement en étoile ne peut pas développer une puissance maximale. Dans certains cas, le couple peut même ne pas être suffisant pour faire tourner le rotor.

Façons de commuter les circuits étoile-triangle

La conception de la plupart des moteurs électriques permet de passer d'un schéma de connexion à un autre.Pour cela, les débuts et les fins des enroulements sont affichés sur le terminal de sorte qu'en changeant simplement la position des superpositions, il est possible de faire un "triangle" à partir d'une "étoile" et inversement.

Le propriétaire du moteur électrique peut choisir lui-même ce dont il a besoin - un démarrage en douceur avec de petits courants de démarrage et un fonctionnement en douceur ou la plus grande puissance développée par le moteur. Si vous avez besoin des deux, vous pouvez basculer automatiquement à l'aide de puissants contacteurs.

Lorsque le bouton de démarrage SB2 est enfoncé, le moteur électrique est allumé selon le schéma "étoile". Le contacteur KM3 est tiré vers le haut, ses contacts ferment les sorties des enroulements du moteur d'un côté. Les conclusions opposées sont connectées au réseau, chacune à sa propre phase à travers les contacts KM1. Lorsque ce contacteur est activé, une tension triphasée est appliquée aux enroulements et le rotor du moteur électrique est entraîné. Après un certain temps réglé sur le relais KT1, la bobine KM3 commute, elle est désexcitée, le contacteur KM2 s'allume, commutant les enroulements en «triangle».

La commutation se produit après que le moteur a pris de la vitesse. Ce moment peut être contrôlé par le capteur de vitesse, mais en pratique tout est plus facile. La commutation est contrôlée relais temporisé - après 5-7 secondes, on considère que les processus de démarrage sont terminés et vous pouvez allumer le moteur en mode puissance maximale. Cela ne vaut pas la peine de retarder ce moment, car un fonctionnement prolongé avec un excès de charge admissible pour "l'étoile" peut entraîner une panne de l'entraînement électrique.

Lors de la mise en œuvre de ce mode, rappelez-vous ce qui suit :

1. Le couple de démarrage d'un moteur à enroulements en étoile est nettement inférieur à la valeur de cette caractéristique d'un moteur électrique avec une connexion en triangle, il n'est donc pas toujours possible de démarrer un moteur électrique avec des conditions de démarrage difficiles de cette manière. Il n'entrera tout simplement pas en rotation. Ces cas incluent les pompes à entraînement électrique fonctionnant avec une contre-pression, etc. Des problèmes similaires sont résolus à l'aide de moteurs à rotor de phase, augmentant progressivement le courant d'excitation au démarrage. Le démarrage en étoile est utilisé avec succès lorsque vous travaillez avec des pompes centrifuges fonctionnant sur une vanne fermée, en cas de charges de ventilateur sur l'arbre du moteur, etc.
2. Les bobinages du moteur doivent supporter la tension de ligne du réseau. Il est important de ne pas confondre les moteurs D/Y 220/380 volts (généralement des moteurs asynchrones de faible puissance jusqu'à 4 kW) et les moteurs D/Y 380/660 volts (généralement 4 kW et plus). Le réseau 660 volts n'est pratiquement utilisé nulle part, mais seuls les moteurs électriques avec cette tension nominale peuvent être utilisés pour la commutation étoile-triangle. Un variateur 220/380 en réseau triphasé est mis en marche uniquement par une "étoile". Ils ne peuvent pas être utilisés dans le schéma de commutation.
3. Une pause doit être maintenue entre l'arrêt du contacteur "étoile" et l'enclenchement du contacteur "triangulaire" afin d'éviter les recouvrements. Mais il est impossible de l'augmenter outre mesure pour éviter que le moteur électrique ne s'arrête. Lorsque vous créez vous-même un circuit, vous devrez peut-être le sélectionner expérimentalement.

L'inverseur est également appliqué. Cela a du sens si un moteur puissant fonctionne temporairement avec une petite charge.Dans le même temps, son facteur de puissance est faible, car la consommation de puissance active est déterminée par le niveau de charge du moteur électrique. Le réactif, quant à lui, est principalement déterminé par l'inductance des enroulements, qui ne dépend pas de la charge sur l'arbre. Pour améliorer le rapport entre la puissance active et réactive consommée, vous pouvez commuter les enroulements sur le circuit "étoile". Cela peut aussi être fait manuellement ou automatiquement.

Le circuit de commutation peut être assemblé sur des éléments discrets - relais temporisés, contacteurs (démarreurs), etc. Des solutions techniques prêtes à l'emploi sont également produites qui combinent le circuit de commutation automatique dans un seul boîtier. Il suffit de connecter un moteur électrique et une alimentation à partir d'un réseau triphasé aux bornes de sortie. Ces appareils peuvent avoir des noms différents, par exemple, "relais de temps de démarrage", etc.

Allumer les enroulements du moteur selon différents schémas a ses avantages et ses inconvénients. La base d'un fonctionnement compétent est la connaissance de tous les avantages et inconvénients. Ensuite, le moteur durera longtemps, apportant un effet maximal.

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