Технический паспорт калькулятора
Автор: Воробьёв Александр Владимирович · Редакция 4.0.0 · Проверено 26.09.2026
Методика определения схемы подключения трёхфазного двигателя и выбора соединения обмоток
Методика определяет возможность подключения трёхфазного асинхронного двигателя к сети заданного напряжения и выбирает схему соединения его обмоток. По маркировке двигателя в виде пары напряжений, например 380/660, определяется номинальное напряжение одной фазной обмотки, равное меньшему значению пары. Меньшее напряжение маркировки соответствует линейному напряжению сети при соединении обмоток треугольником, большее — при соединении звездой. Для каждой схемы вычисляется напряжение, приложенное к обмотке: при соединении треугольником обмотка включается между двумя линейными проводниками, поэтому напряжение на ней равно линейному напряжению сети целиком; при соединении звездой обмотка включается между линейным проводником и нулевой точкой, поэтому напряжение на ней равно фазному напряжению, то есть линейному, делённому на √3. Для каждой схемы вычисляется отклонение напряжения на обмотке от её номинального значения и сравнивается с допуском ±10% по п. 4.2.2 ГОСТ 32144-2013. Схема признаётся допустимой, если отклонение не выходит за этот предел; при допустимости обеих схем предпочтение отдаётся той, у которой отклонение меньше по абсолютной величине. Дополнительно проверяется отношение напряжений маркировки на соответствие √3, определяется справочное фазное напряжение сети по таблице 1.7.101 ПУЭ, устанавливается перечень схем, доступных для заданного числа выводов, и приводятся обозначения выводов для подключения фазных проводников сети и для установки перемычек. Для двигателей с девятью и двенадцатью выводами дополнительно доступен пуск по схеме «звезда — треугольник», проверяемый по схеме треугольника, поскольку в рабочем режиме он работает именно треугольником.
Основные формулы
-
Пара номинальных напряжений обмотки:
U_обм = U_низш; U_Δ = U_низш; U_Y = U_высш
Пара номинальных напряжений в маркировке двигателя, например 380/660, означает, что номинальное напряжение одной фазной обмотки равно меньшему значению пары, то есть 380 В. Меньшее напряжение одновременно является линейным напряжением сети, при котором обмотки соединяются треугольником; большее — линейным напряжением сети, при котором обмотки соединяются звездой. Именно поэтому двигатель с такой маркировкой может работать в сети двух напряжений: при переходе от треугольника к звезде напряжение на обмотке снижается в √3 раз, что компенсируется переходом к сети с напряжением в √3 раз выше. -
Напряжение на обмотке при соединении треугольником:
U_обм = U_сети
При соединении обмоток треугольником конец каждой фазной обмотки соединяется с началом следующей, образуя замкнутый контур. Каждая обмотка оказывается включённой непосредственно между двумя линейными проводниками сети, поэтому напряжение на обмотке равно линейному напряжению сети целиком. Это наибольшее из двух возможных напряжений на обмотке при данном напряжении сети. -
Напряжение на обмотке при соединении звездой:
U_обм = U_сети / √3
При соединении обмоток звездой концы всех трёх фазных обмоток объединяются в общую точку, а начала подключаются к линейным проводникам сети. Каждая обмотка оказывается включённой между линейным проводником и нулевой точкой, поэтому напряжение на ней равно фазному напряжению сети, то есть линейному напряжению, делённому на √3. При напряжении сети 380 В напряжение на обмотке составит 219,4 В, что примерно в 1,732 раза меньше, чем при соединении треугольником. -
Отклонение напряжения на обмотке:
δ = (U_обм − U_ном) / U_ном × 100%
Отклонение напряжения на обмотке от её номинального напряжения вычисляется для каждой схемы отдельно и сравнивается с допустимым значением ±10% по п. 4.2.2 ГОСТ 32144-2013. Схема признаётся допустимой, если абсолютное значение отклонения не превышает допуск. Если допустимы обе схемы, предпочтение отдаётся той, при которой отклонение меньше по абсолютной величине. Если ни одна схема не даёт допустимого отклонения, подключение двигателя к сети такого напряжения невозможно. -
Выбор схемы соединения по напряжению сети:
схема = f(U_сети; U_Δ_ном; U_Y_ном; 6/9/12 выводов)
Выбор схемы выполняется в два этапа. Сначала по отклонению напряжения на обмотке определяются допустимые схемы: треугольник допустим, если линейное напряжение сети близко к номинальному напряжению обмотки; звезда допустима, если делённое на √3 линейное напряжение сети близко к номинальному напряжению обмотки. Затем выбор ограничивается схемами, доступными для заданного числа выводов: шесть выводов позволяют собрать звезду или треугольник перемычками, девять и двенадцать выводов дополнительно позволяют применить пуск по схеме «звезда — треугольник», поскольку имеется доступ к обоим концам каждой обмотки. Схема «звезда — треугольник» проверяется по треугольнику, так как в рабочем режиме она работает именно треугольником, а звезда используется только на время пуска.
Пошаговая инструкция
- Укажите маркировку номинального напряжения двигателя в виде пары напряжений, например 380/660.
- Определите номинальное напряжение одной фазной обмотки: оно равно меньшему значению маркировки.
- Укажите число выводов двигателя: 6, 9 или 12.
- Укажите линейное напряжение сети, к которой подключается двигатель.
- Проверьте отношение напряжений маркировки: оно должно быть близко к √3, что соответствует связи линейного и фазного напряжения.
- Вычислите напряжение на обмотке при соединении треугольником: оно равно линейному напряжению сети.
- Вычислите напряжение на обмотке при соединении звездой: оно равно линейному напряжению сети, делённому на √3.
- Определите отклонение напряжения на обмотке от номинального для каждой схемы и сравните с допуском ±10%.
- Определите схемы, доступные для заданного числа выводов, и выберите допустимую схему, отдавая предпочтение той, у которой отклонение меньше.
- Определите выводы для подключения фазных проводников сети и выводы для установки перемычек, сверьте маркировку с паспортом двигателя.
Ограничения
- Не проверяется фактически собранная схема: правильность фазировки, соответствие монтажа проекту и направление вращения вала проверяются при пусконаладочных работах.
- Не рассчитываются токи двигателя при каждой схеме и не выполняется выбор аппаратов защиты и коммутации.
- Не учитывается момент сопротивления приводимого механизма: применимость схемы со снижением напряжения на обмотке зависит от условий пуска, которые здесь не рассматриваются.
- Не оценивается достаточность мощности питающей сети и просадка напряжения при пуске двигателя.
- Не рассматриваются двигатели с фазным ротором, однофазные двигатели и подключение трёхфазного двигателя к однофазной сети через конденсаторы.
- Не определяется схема соединения при утраченной маркировке двигателя или необозначенных выводах клеммной колодки.
Допущения
- Маркировка номинального напряжения трактуется как пара напряжений, в которой меньшее значение является номинальным напряжением одной обмотки, а большее — линейным напряжением сети при соединении звездой. Такая трактовка справедлива для двигателей, рассчитанных на два напряжения сети.
- Напряжения в маркировке приняты связанными отношением √3. Фактическое отношение может отличаться на доли процента из-за округления маркировки: 380 × √3 = 658,2 В против маркируемых 660 В, что даёт отклонение 0,28%.
- Расчёт относится к сети синусоидального трёхфазного напряжения номинальной частоты; высшие гармоники, несимметрия напряжений и отклонение частоты не учитываются.
- Допустимое отклонение напряжения сети ±10% применено как предел допустимого несоответствия напряжения, приложенного к обмотке, её номинальному напряжению. Отклонение в пределах допуска означает работу двигателя при напряжении, отличающемся от номинального, что изменяет его момент и нагрев.
- Предполагается, что выводы клеммной колодки маркированы в соответствии с паспортом двигателя и что маркировка не утрачена. При отсутствии маркировки определение начал и концов обмоток требует опытной проверки.
Особые случаи
- Ни одна схема не даёт допустимого напряжения на обмотке: Функция завершается успешно, но статус подключения принимает значение «Подключение невозможно» с уровнем danger, а соответствующая проверка получает уровень error. Для двигателя 380/660 В при напряжении сети 220 В отклонения составляют −42,11% для треугольника и −66,57% для звезды, что выходит за пределы ±10%. Рекомендация предлагает применить согласующий трансформатор или двигатель с подходящим номинальным напряжением обмотки.
- Принудительно задана схема, недопустимая при данном напряжении сети: Выполняется проверка заданной схемы: если отклонение напряжения на обмотке выходит за допуск, статус принимает значение «Заданная схема недопустима для этого напряжения» с уровнем danger, проверка получает уровень error, а рекомендация предлагает допустимую схему. Для двигателя 380/660 В при сети 380 В схема звезда даёт отклонение −42,26% и недопустима.
- Задана схема «звезда — треугольник» для двигателя с шестью выводами: Схема признаётся несовместимой с числом выводов, поскольку требует доступа к обоим концам каждой фазной обмотки. Статус принимает значение «Заданная схема несовместима с числом выводов» с уровнем danger, проверка получает уровень error. Для шести выводов доступны только звезда и треугольник, собираемые перемычками.
- Задана схема «звезда — треугольник», допустимая по напряжению: Схема проверяется по треугольнику, поскольку в рабочем режиме она работает именно треугольником, а звезда используется только на время пуска. Дополнительно выводится напряжение на обмотке в момент пуска, которое намеренно понижено: для двигателя 380/660 В при сети 380 В оно составляет 219,393 В, то есть −42,26% от номинального. Такое понижение является целью способа и не считается дефектом.
- Напряжение сети не совпадает ни с одной стандартной парой таблицы 1.7.101 ПУЭ: Справочное фазное напряжение определяется интерполяцией по таблице пар линейного и фазного напряжения с зажимом по краям диапазона, а статус принимает значение «Напряжение сети не совпадает со стандартным» с уровнем warning. Так происходит, например, при напряжении сети 400 В: справочное фазное напряжение получается равным 231,4 В вместо табличных 220 В, а двигатель 230/400 В подключается звездой с отклонением 0,41%.
- Маркировка двигателя содержит одно напряжение вместо пары: Маркировка не разбирается как пара напряжений, и функция завершается с ошибкой валидации, сообщая о необходимости указать два напряжения через косую черту. Подстановка второго напряжения по умолчанию не выполняется, поскольку это создало бы несуществующую маркировку.
Графики и визуализация
Наглядное представление зависимости параметров:
График показывает напряжение, приложенное к одной фазной обмотке двигателя с маркировкой 380/660 В, в зависимости от линейного напряжения сети для двух схем соединения. При соединении треугольником напряжение на обмотке равно линейному напряжению сети и растёт линейно; при соединении звездой оно равно линейному напряжению, делённому на √3, то есть примерно в 1,732 раза меньше. Номинальное напряжение обмотки выбрано равным 380 В, поэтому кривая треугольника проходит через номинальное значение в точке сети 380 В, а кривая звезды — в точке сети 660 В. Именно эти два пересечения соответствуют допустимым схемам подключения двигателя.
Параметры: Номинальное напряжение обмотки = 380/660, Число выводов двигателя = 6 выводов, Схема соединения = Подобрать автоматически, Линейное напряжение сети = 380
График показывает отклонение напряжения, приложенного к обмотке двигателя 380/660 В с номинальным напряжением обмотки 380 В, от её номинального значения. Горизонтальная граница ±10% соответствует допуску п. 4.2.2 ГОСТ 32144-2013: схема допустима, если отклонение не выходит за эту границу. Кривая треугольника проходит через ноль при напряжении сети 380 В, кривая звезды — при 660 В. При напряжении сети 220 В оба отклонения отрицательны и значительно превышают допуск, что означает невозможность подключения двигателя к такой сети ни по одной схеме.
Параметры: Номинальное напряжение обмотки = 380/660, Число выводов двигателя = 6 выводов, Схема соединения = Подобрать автоматически, Линейное напряжение сети = 380
Столбчатая диаграмма показывает отклонение напряжения на обмотке от её номинального значения при соединении звездой в сети 380 В для двигателей с разными маркировками номинального напряжения. Каждой маркировке соответствует своё номинальное напряжение обмотки, равное меньшему значению пары: 127, 220, 230, 380 и 400 В. Схема звезда допустима, если абсолютное значение отклонения не превышает 10%: этому условию удовлетворяют маркировки 220/380 и 230/400 В, тогда как для маркировки 380/660 В отклонение составляет −42,26%, а для 127/220 В равно +72,75%. Диаграмма наглядно показывает, что выбор схемы определяется не напряжением сети самим по себе, а соотношением этого напряжения с номинальным напряжением обмотки конкретного двигателя.
Параметры: Число выводов двигателя = 6 выводов, Схема соединения = Подобрать автоматически, Линейное напряжение сети = 380, Номинальное напряжение обмотки = 380/660
Сравнение материалов
| Параметр | Соединение обмоток звездой (Y) | Соединение обмоток треугольником (Δ) | Пуск по схеме «звезда — треугольник» (Y/Δ) | Подключение невозможно |
|---|---|---|---|---|
| Основа правила | Справочные данные по схемам соединения обмоток; проверка напряжения по п. 4.2.2 ГОСТ 32144-2013 | Справочные данные по схемам соединения обмоток; проверка напряжения по п. 4.2.2 ГОСТ 32144-2013 | Справочные данные по схемам соединения обмоток; доступность схемы определяется числом выводов | Проверка отклонения напряжения на обмотке по п. 4.2.2 ГОСТ 32144-2013 с допуском ±10% |
| Диапазон | Напряжение на обмотке равно линейному напряжению сети, делённому на √3: от 127 до 398 В при напряжениях сети от 220 до 690 В | Напряжение на обмотке равно линейному напряжению сети: от 100 до 1000 В в пределах диапазона калькулятора | В момент пуска напряжение на обмотке равно линейному напряжению сети, делённому на √3; в рабочем режиме — полному линейному напряжению | Случай, когда ни треугольник, ни звезда не дают отклонения напряжения на обмотке в пределах ±10% |
| Применение | Рабочая схема двигателя в сети, напряжение которой в √3 раз превышает номинальное напряжение обмотки | Рабочая схема двигателя, у которого номинальное напряжение обмотки совпадает с линейным напряжением сети | Пуск двигателей средней и большой мощности с обмотками, рассчитанными на треугольник при линейном напряжении сети | Двигатели, номинальное напряжение обмотки которых значительно отличается от напряжений сети и от делённого на √3 напряжения |
| Преимущества | Меньшее напряжение на обмотке при том же напряжении сети, меньший пусковой ток, возможность соединения в общую точку | Полное использование обмотки при напряжении сети, равном её номинальному, больший момент при том же токе обмотки | Снижение пускового тока примерно втрое без дополнительного оборудования, кроме пусковой аппаратуры; рабочий режим не отличается от обычного треугольника | Отсутствуют: подключение двигателя к такой сети недопустимо без дополнительных средств согласования |
| Типичное применение | Двигатель 220/380 В в сети 380 В, двигатель 380/660 В в сети 660 В, пуск по схеме «звезда — треугольник» | Двигатель 380/660 В в сети 380 В, двигатель 400/690 В в сети 400 В, рабочий режим после пуска «звезда — треугольник» | Приводы насосов, вентиляторов и компрессоров с лёгким пуском, двигатели с девятью и двенадцатью выводами | Двигатель 380/660 В в сети 220 В, двигатель 220/380 В в сети 660 В, двигатель 380/660 В в сети 1000 В |
| Характеристики | Линейный ток равен фазному, линейное напряжение больше фазного в √3 раз, концы обмоток объединяются в общую точку | Линейный ток больше фазного в √3 раз, линейное напряжение равно фазному, обмотки образуют замкнутый контур | Требует доступа к обоим концам каждой обмотки, поэтому недоступна для двигателей с шестью выводами; снижает пусковой момент тоже примерно втрое | Статус подключения принимает значение «Подключение невозможно» с уровнем danger, проверка получает уровень error |
| Примечание | Схема звезда применяется, когда линейное напряжение сети в √3 раз превышает номинальное напряжение обмотки. Для двигателя 380/660 В с номинальным напряжением обмотки 380 В в сети 660 В напряжение на обмотке составит 381,051 В, то есть отклонение всего 0,28%. Перемычки устанавливаются между выводами U2, V2 и W2 у двигателя с шестью выводами. Схема также используется как пусковая ступень в способе «звезда — треугольник»: пониженное напряжение на обмотке снижает пусковой ток и момент примерно втрое. | Схема треугольник применяется, когда линейное напряжение сети совпадает с номинальным напряжением обмотки. Для двигателя 380/660 В в сети 380 В напряжение на обмотке равно 380 В, то есть отклонение нулевое. Перемычки устанавливаются между выводами U1 — W2, V1 — U2, W1 — V2 у двигателя с шестью выводами, образуя замкнутый контур. Схема обеспечивает наибольший момент при данном напряжении сети, поэтому её применяют как рабочий режим в способе пуска «звезда — треугольник». | Способ требует, чтобы обмотки двигателя в рабочем режиме соединялись треугольником при линейном напряжении сети. Для двигателя 380/660 В в сети 380 В напряжение на обмотке в момент пуска составит 219,393 В, то есть −42,26% от номинального — это понижение является целью способа. Переключение выполняют контакторы, поэтому перемычки на клеммной колодке не устанавливаются. Основной недостаток — снижение пускового момента примерно втрое наряду со снижением тока, что делает способ непригодным для приводов с тяжёлым пуском под нагрузкой. | Если ни одна схема не даёт допустимого напряжения на обмотке, подключение двигателя к сети такого напряжения невозможно. Для двигателя 380/660 В в сети 220 В отклонения составляют −42,11% для треугольника и −66,57% для звезды; для двигателя 220/380 В в сети 660 В — +200% и +73,21%. Применяют согласующий трансформатор с подходящим коэффициентом трансформации либо двигатель с номинальным напряжением обмотки, соответствующим напряжению сети. Работа при значительно пониженном напряжении приводит к потере момента и перегрузке по току, при повышенном — к насыщению магнитопровода и перегреву. |
Примеры расчёта
Пример 1: Двигатель 380/660 В, сеть 380 В — схема треугольник
Входные данные:
- Номинальное напряжение обмотки: 380/660
- Число выводов двигателя: 6 выводов
- Линейное напряжение сети: 380
- Схема соединения: Подобрать автоматически
Результат:
- Номинальное напряжение одной обмотки: 380
- Напряжение на обмотке при треугольнике: 380
- Напряжение на обмотке при звезде: 219.393
- Отклонение при треугольнике: 0
- Отклонение при звезде: -42.26
- Схема треугольник допустима: Да
- Схема звезда допустима: Нет
- Рекомендуемая схема: delta
- Принятая схема: delta
- Принятая схема (обозначение): треугольник (Δ)
- Выводы для подключения сети: U1, V1, W1
- Выводы для установки перемычек: U1 + W2
- Отношение напряжений маркировки: 1.7368
- Отклонение отношения от корня из трёх: 0.277
- Подключение возможно: Да
- Статус подключения: Схема подобрана
- Число выводов в маркировке: 6
Разбор: Наиболее распространённый случай: двигатель с маркировкой 380/660 В, шесть выводов, сеть напряжением 380 В. Номинальное напряжение одной обмотки равно меньшему значению маркировки — 380 В. Номинальное напряжение одной обмотки равно 380 В. При соединении треугольником напряжение на обмотке составило бы 380 В с отклонением 0%, при соединении звездой — 219.393 В с отклонением -42.26%. Допустимое отклонение равно ±10%. При соединении треугольником обмотка включается на линейное напряжение сети 380 В, что точно совпадает с номинальным, и отклонение равно нулю. При соединении звездой напряжение на обмотке составило бы 219,393 В, то есть −42,26%, что недопустимо. Рекомендуемая схема — треугольник; перемычки устанавливаются между выводами U1 — W2, V1 — U2, W1 — V2, а фазные проводники сети подключаются к выводам U1, V1, W1.
Пример 2: Двигатель 380/660 В, сеть 660 В — схема звезда
Входные данные:
- Номинальное напряжение обмотки: 380/660
- Число выводов двигателя: 6 выводов
- Линейное напряжение сети: 660
- Схема соединения: Подобрать автоматически
Результат:
- Номинальное напряжение одной обмотки: 380
- Напряжение на обмотке при треугольнике: 660
- Напряжение на обмотке при звезде: 381.051
- Отклонение при треугольнике: 73.68
- Отклонение при звезде: 0.28
- Схема треугольник допустима: Нет
- Схема звезда допустима: Да
- Рекомендуемая схема: star
- Принятая схема: star
- Принятая схема (обозначение): звезда (Y)
- Выводы для подключения сети: U1, V1, W1
- Выводы для установки перемычек: U2 + V2 + W2
- Отношение напряжений маркировки: 1.7368
- Отклонение отношения от корня из трёх: 0.277
- Подключение возможно: Да
- Статус подключения: Схема подобрана
- Число выводов в маркировке: 6
Разбор: Тот же двигатель 380/660 В подключён к сети 660 В. При соединении звездой напряжение на обмотке составит 660 / √3 = 381,051 В, что практически совпадает с номинальным напряжением обмотки 380 В. Номинальное напряжение одной обмотки равно 380 В. При соединении треугольником напряжение на обмотке составило бы 660 В с отклонением 73.68%, при соединении звездой — 381.051 В с отклонением 0.28%. Допустимое отклонение равно ±10%. Отклонение напряжения на обмотке равно всего 0,28% и объясняется округлением маркировки: 380 × √3 = 658,2 В против маркируемых 660 В. При соединении треугольником напряжение на обмотке составило бы 660 В, то есть +73,68%, что недопустимо. Перемычки устанавливаются между выводами U2, V2 и W2. Сопоставление примеров 1 и 2 показывает, что один и тот же двигатель работает в сетях 380 и 660 В при разных схемах соединения обмоток.
Пример 3: Двигатель 220/380 В, сеть 380 В — схема звезда
Входные данные:
- Номинальное напряжение обмотки: 220/380
- Число выводов двигателя: 6 выводов
- Линейное напряжение сети: 380
- Схема соединения: Подобрать автоматически
Результат:
- Номинальное напряжение одной обмотки: 220
- Напряжение на обмотке при треугольнике: 380
- Напряжение на обмотке при звезде: 219.393
- Отклонение при треугольнике: 72.73
- Отклонение при звезде: -0.28
- Схема треугольник допустима: Нет
- Схема звезда допустима: Да
- Рекомендуемая схема: star
- Принятая схема: star
- Принятая схема (обозначение): звезда (Y)
- Выводы для подключения сети: U1, V1, W1
- Выводы для установки перемычек: U2 + V2 + W2
- Отношение напряжений маркировки: 1.7273
- Отклонение отношения от корня из трёх: -0.276
- Подключение возможно: Да
- Статус подключения: Схема подобрана
- Число выводов в маркировке: 6
Разбор: Двигатель с маркировкой 220/380 В имеет номинальное напряжение обмотки 220 В. В сети 380 В такой двигатель включается звездой: на обмотке действует фазное напряжение 380 / √3 = 219,393 В. Номинальное напряжение одной обмотки равно 220 В. При соединении треугольником напряжение на обмотке составило бы 380 В с отклонением 72.73%, при соединении звездой — 219.393 В с отклонением -0.28%. Допустимое отклонение равно ±10%. Отклонение от номинального напряжения обмотки 220 В составляет всего −0,28% и объясняется округлением маркировки: 220 × √3 = 381,05 В против маркируемых 380 В. При соединении треугольником напряжение на обмотке составило бы 380 В, то есть +72,73%, что недопустимо. Схема звезда — единственная допустимая для этого двигателя в сети 380 В.
Пример 4: Двигатель 380/660 В, сеть 220 В — подключение невозможно
Входные данные:
- Номинальное напряжение обмотки: 380/660
- Число выводов двигателя: 6 выводов
- Линейное напряжение сети: 220
- Схема соединения: Подобрать автоматически
Результат:
- Номинальное напряжение одной обмотки: 380
- Напряжение на обмотке при треугольнике: 220
- Напряжение на обмотке при звезде: 127.017
- Отклонение при треугольнике: -42.11
- Отклонение при звезде: -66.57
- Схема треугольник допустима: Нет
- Схема звезда допустима: Нет
- Рекомендуемая схема:
- Принятая схема:
- Принятая схема (обозначение): не определена
- Выводы для подключения сети:
- Выводы для установки перемычек:
- Отношение напряжений маркировки: 1.7368
- Отклонение отношения от корня из трёх: 0.277
- Подключение возможно: Нет
- Статус подключения: Подключение невозможно
- Число выводов в маркировке: 6
Разбор: Двигатель 380/660 В с номинальным напряжением обмотки 380 В предполагается подключить к сети 220 В. При соединении треугольником напряжение на обмотке составит 220 В, при соединении звездой — 127,017 В. Номинальное напряжение одной обмотки равно 380 В. При соединении треугольником напряжение на обмотке составило бы 220 В с отклонением -42.11%, при соединении звездой — 127.017 В с отклонением -66.57%. Допустимое отклонение равно ±10%. Отклонения равны −42,11% и −66,57% соответственно, и оба выходят за пределы ±10%. Ни одна схема соединения не даёт допустимого напряжения на обмотке, поэтому статус подключения принимает значение «Подключение невозможно», а проверка получает уровень error. Для подключения такого двигателя к сети 220 В требуется повышающий трансформатор либо двигатель с номинальным напряжением обмотки 220 В. Проверка уровня error: Ни одна схема соединения не даёт допустимого напряжения на обмотке при напряжении сети 220 В: при треугольнике отклонение -42.11%, при звезде -66.57%, что выходит за пределы ±10% от номинального напряжения обмотки 380 В. Двигатель к сети этого напряжения не подключается.
Пример 5: Двигатель 400/690 В, сеть 400 В, двенадцать выводов
Входные данные:
- Номинальное напряжение обмотки: 400/690
- Число выводов двигателя: 12 выводов
- Линейное напряжение сети: 400
- Схема соединения: Подобрать автоматически
Результат:
- Номинальное напряжение одной обмотки: 400
- Напряжение на обмотке при треугольнике: 400
- Напряжение на обмотке при звезде: 230.94
- Отклонение при треугольнике: 0
- Отклонение при звезде: -42.26
- Схема треугольник допустима: Да
- Схема звезда допустима: Нет
- Рекомендуемая схема: delta
- Принятая схема: delta
- Принятая схема (обозначение): треугольник (Δ)
- Выводы для подключения сети: U1, V1, W1
- Выводы для установки перемычек: U1 + W4
- Отношение напряжений маркировки: 1.725
- Отклонение отношения от корня из трёх: -0.407
- Подключение возможно: Да
- Статус подключения: Схема подобрана
- Число выводов в маркировке: 12
Разбор: Двигатель 400/690 В с двенадцатью выводами подключён к сети 400 В. Номинальное напряжение обмотки равно 400 В, а число выводов 12 означает, что каждая фазная обмотка разделена на две полуобмотки и допускает последовательное включение. Номинальное напряжение одной обмотки равно 400 В. При соединении треугольником напряжение на обмотке составило бы 400 В с отклонением 0%, при соединении звездой — 230.94 В с отклонением -42.26%. Допустимое отклонение равно ±10%. Подобрана схема треугольник с нулевым отклонением напряжения на обмотке. Поскольку выводов двенадцать, дополнительно указывается последовательное включение полуобмоток: перемычки U2 — U3, V2 — V3 и W2 — W3, после чего собирается треугольник перемычками U1 — W4, V1 — U4 и W1 — V4. Отношение напряжений маркировки 690 / 400 = 1,725 отличается от √3 на −0,417%, что находится в пределах допуска 2%.
Пример 6: Проверка принудительно заданной схемы звезда при сети 380 В
Входные данные:
- Номинальное напряжение обмотки: 380/660
- Число выводов двигателя: 6 выводов
- Линейное напряжение сети: 380
- Схема соединения: Звезда (Y)
Результат:
- Номинальное напряжение одной обмотки: 380
- Напряжение на обмотке при треугольнике: 380
- Напряжение на обмотке при звезде: 219.393
- Отклонение при треугольнике: 0
- Отклонение при звезде: -42.26
- Схема треугольник допустима: Да
- Схема звезда допустима: Нет
- Рекомендуемая схема: delta
- Принятая схема: star
- Принятая схема (обозначение): звезда (Y)
- Выводы для подключения сети: U1, V1, W1
- Выводы для установки перемычек: U2 + V2 + W2
- Отношение напряжений маркировки: 1.7368
- Отклонение отношения от корня из трёх: 0.277
- Подключение возможно: Да
- Статус подключения: Заданная схема недопустима для этого напряжения
- Число выводов в маркировке: 6
Разбор: Проверяется конкретный вариант подключения: для двигателя 380/660 В при напряжении сети 380 В задана схема звезда вместо автоматического подбора. Исходные данные совпадают с примером 1. Номинальное напряжение одной обмотки равно 380 В. При соединении треугольником напряжение на обмотке составило бы 380 В с отклонением 0%, при соединении звездой — 219.393 В с отклонением -42.26%. Допустимое отклонение равно ±10%. При соединении звездой напряжение на обмотке равно 380 / √3 = 219,393 В при номинальном 380 В, отклонение составляет −42,26% и выходит за пределы ±10%. Статус принимает значение «Заданная схема недопустима для этого напряжения» с уровнем danger, проверка получает уровень error. Рекомендация предлагает использовать схему треугольник, допустимую для этих исходных данных. Проверка уровня error: При заданной схеме звезда (Y) напряжение на обмотке составит 219.393 В при номинальном 380 В, отклонение -42.26% выходит за пределы ±10%.
Пример расчёта
Исходные данные
- Номинальное напряжение обмотки: 380/660
- Число выводов двигателя: 6 выводов
- Линейное напряжение сети: 380
- Схема соединения: Подобрать автоматически
Результат
- Номинальное напряжение обмотки: 380/660
- Номинальное напряжение одной обмотки: 380
- Линейное напряжение при соединении треугольником: 380
- Линейное напряжение при соединении звездой: 660
- Число выводов двигателя: 6 выводов
- Отношение напряжений маркировки: 1.7368
- Отклонение отношения от корня из трёх: 0.277
- Значение корня из трёх: 1.7321
- Линейное напряжение сети: 380
- Справочное фазное напряжение сети: 220
- Напряжение сети соответствует стандартной паре: Да
- Напряжение на обмотке при треугольнике: 380
- Напряжение на обмотке при звезде: 219.393
- Отклонение при треугольнике: 0
- Отклонение при звезде: -42.26
- Допустимое отклонение напряжения: 10
- Схема треугольник допустима: Да
- Схема звезда допустима: Нет
- Заданная схема соединения: Подобрать автоматически
- Задана схема пользователем: Нет
- Заданная схема доступна для числа выводов: Да
- Рекомендуемая схема: delta
- Рекомендуемая схема (обозначение): треугольник (Δ)
- Принятая схема: delta
- Принятая схема (обозначение): треугольник (Δ)
- Доступные схемы: delta, star
- Выводы для подключения сети: U1, V1, W1
- Выводы для установки перемычек: U1 + W2
- Описание соединения: Конец каждой фазной обмотки соединяется с началом следующей, образуя замкнутый контур.
- Число выводов в маркировке: 6
- Напряжение на обмотке в звезде при пуске:
- Отклонение напряжения в звезде при пуске:
- Подключение возможно: Да
- Статус подключения: Схема подобрана
- Уровень статуса подключения: success
- Статус отношения напряжений: Отношение напряжений соответствует корню из трёх
- Уровень статуса отношения напряжений: success
- Статус напряжения сети: Напряжение сети совместимо с двигателем
- Уровень статуса напряжения сети: success
- Статус стандартности напряжения сети: Напряжение сети соответствует стандартной паре линейного и фазного напряжения
- Уровень статуса стандартности напряжения: success
- Статус числа выводов: Двигатель с шестью выводами: доступны звезда и треугольник
- Уровень статуса числа выводов: success
- Статус маркировки выводов: Маркировка выводов определена для числа выводов 6
- Уровень статуса маркировки: success
Рекомендации
-
Определите номинальное напряжение обмотки по маркировке
Все расчёты опираются на номинальное напряжение одной фазной обмотки, которое равно меньшему значению пары в маркировке двигателя. Для маркировки 380/660 В номинальное напряжение обмотки равно 380 В, для 220/380 В — 220 В, для 400/690 В — 400 В. Не пытайтесь определить это значение по напряжению сети или по мощности двигателя: ошибочное определение приведёт к неверному выбору схемы соединения. Если табличка двигателя неразборчива, восстановите данные по паспорту или каталогу изготовителя, а при их отсутствии определите схему опытным путём.
Пример: Маркировка 380/660 В означает номинальное напряжение обмотки 380 В, а не 660 В. -
Добивайтесь совпадения напряжения на обмотке с номинальным
Оптимально, когда напряжение на обмотке равно её номинальному значению, поскольку тогда двигатель развивает номинальный момент и работает без перегрева. При соединении треугольником этого добиваются в сети, линейное напряжение которой равно номинальному напряжению обмотки; при соединении звездой — в сети, линейное напряжение которой в √3 раз больше. Оба варианта для одного двигателя реализуются редко, поэтому выбирается схема, при которой отклонение меньше; она и считается предпочтительной.
Пример: Двигатель 380/660 В: в сети 380 В треугольник даёт отклонение 0%, звезда −42,26%; предпочтителен треугольник. -
Проверяйте отклонение напряжения на обмотке по допуску
Отклонение напряжения на обмотке от номинального не должно выходить за пределы ±10%, принятые по п. 4.2.2 ГОСТ 32144-2013. Отклонение в пределах допуска означает работу двигателя при напряжении, отличающемся от номинального, что изменяет его момент и нагрев, но остаётся работоспособным режимом. При выходе за допуск схема считается недопустимой. Обратите внимание, что отклонения, вызванные округлением маркировки, составляют доли процента и всегда укладываются в допуск: для двигателя 380/660 В в сети 660 В отклонение равно 0,28%.
Пример: Двигатель 230/400 В в сети 400 В: звезда даёт отклонение 0,41%, что допустимо. -
Учитывайте число выводов при выборе способа пуска
Число выводов клеммной колодки ограничивает доступные схемы. Для шести выводов доступны только звезда и треугольник, собираемые перемычками при отключённом питании. Пуск по схеме «звезда — треугольник» требует доступа к обоим концам каждой фазной обмотки, поэтому возможен только для двигателей с девятью или двенадцатью выводами. Если требуется снизить пусковой ток двигателя с шестью выводами, применяют устройство плавного пуска, преобразователь частоты или реактор в цепи статора.
Пример: Для двигателя с шестью выводами схема «звезда — треугольник» недоступна, статус — ошибка. -
Сверяйте маркировку выводов с паспортом двигателя
Обозначения выводов и правила установки перемычек отнесены к справочным данным, поскольку ни один документ нормативной базы проекта не устанавливает соединение обмоток и маркировку выводов трёхфазных двигателей. Обозначения U1, V1, W1 для начал обмоток и U2, V2, W2 для концов соответствуют общепринятой практике, однако у двигателей с девятью и двенадцатью выводами порядок выводов зависит от конструкции конкретной машины и может отличаться у разных изготовителей. Перед подключением обязательно сверьтесь с паспортом или схемой, нанесённой на крышке клеммной коробки.
Пример: Для двигателя с двенадцатью выводами при звезде объединяются U4, V4 и W4 после соединения U2 — U3 и аналогичных перемычек. -
Проверьте направление вращения после подключения
Порядок подключения фазных проводников к выводам U1, V1 и W1 определяет направление вращения вала. Если после первого пуска направление не соответствует требуемому, необходимо снять напряжение и поменять местами любые два фазных проводника, подходящих к двигателю. Не пытайтесь изменить направление вращения перестановкой перемычек на клеммной колодке: перемычки задают схему соединения обмоток, а не порядок чередования фаз сети.
Пример: Перестановка двух любых фазных проводников меняет направление вращения на обратное. -
Учитывайте возможность отклонения напряжения сети
Расчёт выполняется для указанного напряжения сети, тогда как фактическое напряжение может отличаться от него в пределах ±10% по норме качества электроэнергии. Если напряжение на обмотке близко к границе допуска, дополнительное отклонение сети может вывести режим за допустимые пределы. Для двигателя 230/400 В в сети 400 В отклонение составляет 0,41%, и даже снижение напряжения сети на 10% оставит режим работоспособным. Если же расчётное отклонение близко к 10%, предусмотрите запас или средства стабилизации напряжения.
Пример: Маркировка 230/400 В: справочное фазное напряжение 231,4 В вместо табличных 220 В.
Частые ошибки
-
Номинальным напряжением обмотки считают большее значение маркировки, например 660 В для двигателя 380/660 В.
Последствие: Схема соединения выбирается неверно: для двигателя 380/660 В в сети 380 В вместо треугольника выбирают звезду. Напряжение на обмотке составит 219,393 В вместо 380 В, то есть отклонение −42,26%. Момент двигателя упадёт примерно втрое, и при номинальной нагрузке он не разгонится или остановится, а ток возрастёт до опасных значений.
Как избежать: Номинальное напряжение одной фазной обмотки равно меньшему значению пары в маркировке: 380 В для 380/660, 220 В для 220/380, 400 В для 400/690. Меньшее напряжение одновременно является линейным напряжением сети при соединении треугольником. Калькулятор выводит номинальное напряжение обмотки отдельным полем именно для контроля этого значения. -
Схему выбирают по принципу «звезда для меньшего напряжения, треугольник для большего», не проверяя напряжение на обмотке.
Последствие: Напряжение на обмотке может значительно отличаться от номинального. Для двигателя 380/660 В в сети 220 В оба варианта недопустимы: отклонения равны −42,11% и −66,57%. При значительно пониженном напряжении двигатель теряет момент и перегружается по току, при повышенном — насыщается магнитопровод и перегреваются обмотки, что приводит к ускоренному старению изоляции.
Как избежать: Вычисляйте напряжение на обмотке для каждой схемы: при треугольнике оно равно линейному напряжению сети, при звезде — линейному, делённому на √3. Сравнивайте полученное значение с номинальным напряжением обмотки и допускайте схему только при отклонении в пределах ±10%. Калькулятор выполняет эту проверку и сообщает уровень error, если ни одна схема не подходит. -
Считают, что любой двигатель с шестью выводами можно включать и звездой, и треугольником в сети любого из двух напряжений маркировки.
Последствие: Двигатель с шестью выводами действительно позволяет собрать обе схемы, но допустима из них только та, при которой напряжение на обмотке близко к номинальному. Для двигателя 380/660 В в сети 380 В звезда технически собирается, но даёт недопустимый режим. Формальная возможность собрать схему не означает её допустимость.
Как избежать: Различайте техническую возможность собрать схему и допустимость режима. Проверяйте отклонение напряжения на обмотке для каждой схемы и применяйте только ту, у которой оно в пределах допуска. При принудительном задании схемы калькулятор проверяет её и сообщает уровень error, если схема недопустима при данном напряжении сети. -
Планируют пуск по схеме «звезда — треугольник» для двигателя с шестью выводами.
Последствие: Способ требует доступа к обоим концам каждой фазной обмотки, чтобы переключать соединение под нагрузкой. У двигателя с шестью выводами такой доступ отсутствует, поскольку обмотки соединены на клеммной колодке попарно. Попытка реализовать переключение приведёт либо к невозможности собрать схему, либо к короткому замыканию при ошибочном соединении выводов.
Как избежать: Учитывайте число выводов: пуск по схеме «звезда — треугольник» доступен только для двигателей с девятью или двенадцатью выводами. Для двигателя с шестью выводами применяйте устройство плавного пуска, преобразователь частоты или реактор в цепи статора. Калькулятор сообщает уровень error, если задана схема, несовместимая с числом выводов. -
Переставляют перемычки на клеммной колодке при работающем или находящемся под напряжением двигателе.
Последствие: Перестановка перемычек под напряжением означает разрыв цепи под током и переключение схемы соединения обмоток на работающей машине. Возникает электрическая дуга, повреждающая выводы и клеммную колодку, возможна травма от дуги и поражение электрическим током. При переключении под нагрузкой также возникают недопустимые броски тока.
Как избежать: Все переключения перемычек выполняйте только при снятом напряжении и после проверки отсутствия напряжения на выводах. Автоматическое переключение со звезды на треугольник выполняется специальной пусковой аппаратурой на контакторах с паузой между размыканием звездового и замыканием треугольного контактора. Такое переключение возможно только для двигателей с девятью или двенадцатью выводами. -
Направление вращения двигателя пытаются изменить перестановкой перемычек на клеммной колодке.
Последствие: Перемычки задают схему соединения обмоток — звезду или треугольник. Их перестановка не меняет порядок чередования фаз питающей сети, поэтому направление вращения не изменится, а схема соединения может оказаться недопустимой. Двигатель будет работать в неправильном режиме с риском перегрева или потери момента.
Как избежать: Направление вращения определяется порядком подключения фазных проводников сети к выводам U1, V1 и W1. Для изменения направления снимают напряжение и меняют местами любые два фазных проводника. Перемычки при этом остаются в положении, соответствующем выбранной схеме соединения обмоток. -
Проверку отношения напряжений маркировки не выполняют, принимая любую указанную пользователем пару за корректную.
Последствие: Маркировка с некорректным отношением напряжений указывает на то, что данные введены с ошибкой или что двигатель не рассчитан на два напряжения. Например, при вводе пары 660/380 вместо 380/660 меньшее напряжение будет принято равным 660 В, и схема выберется неверно: для сети 380 В подключение окажется невозможным, хотя двигатель подключается к ней треугольником.
Как избежать: Проверяйте, что отношение большего напряжения маркировки к меньшему близко к √3, соответствующих таблице 1.7.101 ПУЭ. Калькулятор вычисляет отклонение отношения от √3 отдельным полем и предупреждает, если оно превышает 2%, а также отклоняет маркировку, в которой меньшее напряжение указано не первым.