Геометрия трехфазных цепей: «звезда» и «треугольник»
Говоря о звездах, мы представляем ночное небо, усыпанное светящимися небесными телами. Или летнее утро с ярким светом Солнца – ближайшей к Земле звезды. Кто-то вспомнит о красной ковровой дорожке с мировыми звездами кино. И только те, кто знаком с электротехникой, сразу подумают о системах трехфазного переменного тока.
«Звездой» и «треугольником» в электротехнике принято называть схемы соединения потребителей в трехфазной электрической сети. Свои названия они получили благодаря сходству с соответствующими геометрическими фигурами. К примеру, в соединении звездой концы трех фаз соединяются в одну точку, называемую нейтральной, а начала фаз расходятся в разные стороны, как лучи.
В соединении треугольником три фазы соединены последовательно: конец первой фазы соединяется с началом второй, конец второй – с началом третьей, а конец третьей – с началом первой.
Важными параметрами трехфазных цепей являются токи и напряжения – линейные и фазные. В соединении звездой линейные и фазные токи равны, а линейное напряжение больше фазного в 1,73 раза. В соединении треугольником все наоборот: линейные и фазные напряжения равны, а линейный ток больше фазного в 1,73 раза.
На практике схемы трехфазных цепей используются для подключения к сети электрических двигателей. Выбор вида соединения зависит от нескольких параметров. В первую очередь стоит обратить внимание на информацию в паспорте двигателя. Если на заводской табличке (шильдике) указано 220/380 В, значит электрический двигатель следует подключать «треугольником» при напряжении 220 В и «звездой» при напряжении 380 В. Рассмотрим, что произойдет при неверном выборе соединения на примере обычных лампочек. Линейное напряжение 380 В. В соединении звездой фазное напряжение в 1,73 раза ниже, то есть на каждой фазе будут привычные нам 220 В. Работе лампочек ничего не угрожает.
Изменим схему: в соединении треугольником фазные и линейные напряжения равны. Значит, каждая лампочка получит уже по 380 В и просто сгорит, лишив себя светлого будущего.
То же самое произойдет и с электрическим двигателем, с тем лишь отличием, что процесс его ремонта и замены будет намного сложнее и дороже, чем покупка новой лампочки.
Вернемся к электрическим двигателям: соединение звездой рекомендуется применять для снижения пусковых токов и нагрева в момент пуска, при работе с небольшими нагрузками и недостаточной мощности сети. «Звезда» обеспечивает стабильное и равномерное электроснабжение, повышает эффективность и надежность работы электрической сети.
Соединение треугольником позволит достичь высокого пускового момента и мощности двигателя, а также работать со значительными нагрузками. «Треугольник» позволяет сбалансировать напряжение.
Стоит помнить, что ошибка в выборе вида соединения может привести к перегреву двигателя и снижению ресурса изоляции обмоток. Увеличение температуры способствует возникновению возгорания, особенно при наличии пыли или волокон на поверхности устройства. Неправильная схема подключения уменьшает коэффициент полезного действия и приводит к окончательному выходу электрического двигателя из строя. Вывод прост: всегда обращайте внимание на паспортные данные электрооборудования и изучайте документы сразу, а не только в случае возникновения неполадок.
