
2026-04-07
В случае трехфазных двигателей схема подключения обмоток зависит от различных технических параметров, таких как условия эксплуатации, напряжение и мощность. Например, в двигателях высокого напряжения чаще всего используется звездообразная схема подключения, как и в двигателях для подъемных и металлургических установок. Что касается двигателей низкого напряжения, то схема подключения зависит от мощности: двигатели мощностью 3 кВт и менее подключаются по схеме «звезда», а двигатели мощностью 4 кВт и более — по схеме «треугольник».
В практическом проектировании электродвигателей многие мощные подъемно-металлургические двигатели подключаются по треугольнику; чтобы избежать проблемы контурных токов, в подъемно-металлургических двигателях все чаще используется звездообразное подключение. Так почему же в этих двигателях используется треугольное подключение?

Введем самую простую формулу (1) и проанализирум величину мощности P1, поступающей из электросети на двигатель.
P1 = m1U1I1cosϕ1……………………………(1)
В формуле (1):
m1 — количество фаз двигателя;
U1 — фазное напряжение статора двигателя;
I1 — фазный ток статора электродвигателя;
cosϕ1 — коэффициент мощности статора электродвигателя
Из формулы (1) видно, что при постоянном входном напряжении увеличить мощность можно только за счет увеличения силы тока. Чем больше мощность двигателя, тем сильнее ток и тем больше требуется площадь сечения проводника; при одинаковом количестве витков обмотки статора размеры пазов статорных пластин также увеличиваются. Однако увеличению размеров пазов статорных пластин всегда есть предел, поэтому для увеличения мощности приходится уменьшать количество витков. Таким образом, мощность, ток, площадь сечения проводника, размеры пазов штампованных пластин, количество витков и многие другие факторы взаимосвязаны, образуя систему взаимосвязей и ограничений. Электромагнитное проектирование двигателя заключается в поиске варианта реализации, удовлетворяющего конкретным требованиям к мощности и характеристикам, на основе оптимизации вышеуказанных взаимосвязанных и ограничивающих факторов. Поскольку в двигателях малой мощности ток невелик, количество витков обмотки статора может быть больше или размеры пазов штампованных пластин могут быть меньше, в то время как в двигателях большой мощности ток велик, количество витков обмотки статора не может быть слишком большим, а размеры пазов штампованных пластин не могут быть слишком большими, что приводит к неизбежной тенденции: двигатели малой мощности имеют небольшие размеры, а двигатели большой мощности — большие. С другой стороны, у двигателей большого объема или больших размеров сечение магнитного контура больше, а индуцированное напряжение на единицу длины проводника выше, поэтому для уравновешивания фазового напряжения двигателя U1 требуется меньшее количество проводников, которое может достигать даже одного проводника на паз; или, иными словами, для того, чтобы по возможности увеличить количество проводников на паз, в конструкции двигателей большой мощности необходимо увеличить фазовое напряжение двигателя U1. в то время как при проектировании двигателей малой мощности всегда ищутся способы уменьшить фазовое напряжение U1, чтобы избежать слишком большого количества проводников в каждой пазу и слишком малого диаметра проволоки. Учитывая вышеуказанные причины, в двигателях малой мощности обычно используется звездообразное соединение, при котором фазное напряжение статора U1 составляет лишь 1/ от входного напряжения двигателя или напряжения источника питания, а в двигателях большой мощности обычно используется треугольное соединение, при котором фазное напряжение статора U1 равно входному напряжению двигателя или напряжению источника питания. Конечно, при конкретном проектировании все далеко не так просто: необходимо учитывать множество факторов, таких как безопасность, устранение зонтичного тока или использование его демпфирующего эффекта.