Як працює пускач зірка–трикутник

Один motor, дві схеми з’єднання

Усередині motor три однакові windings: U, V і W. Кожна має початок, позначений 1, і кінець, позначений 2. Усі шість кінців виведено в terminal box.

Кожна winding розрахована на одну напругу. На цьому motor це 440 V. Links у terminal box визначають, яку напругу насправді отримує кожна winding.

На nameplate вказано Δ 440 V / Y 760 V: delta при мережі 440 V, star при мережі 760 V. Той самий motor, ті самі windings, змінюються лише links.

Чому motor бере такий великий струм під час пуску

Нерухомий асинхронний motor поводиться як трансформатор із закороченою вторинною обмоткою. Стрижні ротора і є цією закороченою вторинною обмоткою. Щойно подано живлення, обертове поле з повною швидкістю проходить повз стрижні й жене через них величезний струм, і статор мусить цей струм забезпечити.

Цей струм майже нічим не обмежений, крім індуктивного опору розсіювання windings. Тому motor із короткозамкненим ротором при пуску direct-on-line бере в шість-сім разів більше за свій full-load current: близько 360 A для цього motor замість 61 A.

Коли ротор розганяється, поле ковзає відносно стрижнів дедалі повільніше, струм ротора падає, а разом із ним і струм статора. Поблизу повної швидкості лишається тільки робочий струм. На малих обертах насос — легке навантаження, тож у цього насоса розгін триває менше секунди.

Більша частина пускового струму реактивна: у нерухомого motor коефіцієнт потужності лише близько 0,3. Generator може віддати такий струм, лише дозволивши своїй напрузі на мить просісти. Саме ця просадка і є справжньою проблемою на судні.

Star: 254 V на winding

У star кінці U2, V2 і W2 з’єднано в один star point. Кожна winding стоїть між однією phase і цією точкою.

Напруга на ній — лінійна напруга, поділена на √3: 440 ÷ 1,73 = 254 V. Струм у кожному живильному проводі такий самий, як струм у його winding.

Delta: 440 V на winding

У delta кожна winding стоїть між двома phases і отримує повні 440 V. Саме так цей motor і має працювати від суднової мережі.

Кожен живильний провід спільний для двох windings, тому лінійний струм у √3 раза більший за струм winding. При повному навантаженні це 61 A у кабелі й 35,2 A у кожній winding.

Пуск у star: третина струму

При пуску direct-on-line у delta цей motor бере від MSB близько 360 A.

У star кожна winding отримує 1/√3 напруги, тож її струм падає в √3 раза. До того ж у star лінійний струм дорівнює струму winding, а в delta він у √3 раза більший. √3 × √3 = 3: пуск у star бере третину струму.

Generator бачить третину кидка струму, і провал напруги на MSB зменшується разом із ним.

Ціна: третина моменту

Момент зростає пропорційно квадрату напруги. 1/√3 напруги дає (1/√3)² = 1/3 моменту на будь-якій швидкості.

Відцентровому насосу в нерухомому стані момент майже не потрібен: його момент опору зростає пропорційно квадрату швидкості. Тож третини моменту motor усе одно досить, щоб його розігнати. Момент у star і навантаження насоса зрівнюються приблизно на 94 % швидкості, і швидше в star уже не розігнатися.

Навантаженому поршневому компресору, лебідці з вантажем на гаку або об’ємному насосу, наприклад гвинтовому, що запускається проти повного тиску нагнітання, потрібен великий момент із місця. У star такий механізм не рушає або зависає на малих обертах, бере великий струм і вимикається через перевантаження.

Перевірте себе