عنوان: راه اندازی موتور سه فاز به صورت ستاره و مثلث
فهرست مطالب
راه اندازی موتورالقایی به روش ستاره مثلث
راه انداز ستاره مثلث چیست؟
چرا از راه انداز ستاره مثلث برای موتور القایی سه فاز استفاده می شود؟
فرمول های ستاره مثلث
روش سربندی موتور ستاره مثلث
تشخیص اتصال ستاره یا مثلث
مدار ستاره مثلث در موتور سه فاز
کنتاکتور ستاره مثلث
تایمر ستاره مثلث
پلاک موتور سه فاز
راه اندازی موتور القایی به روش ستاره مثلث
راه اندازی موتورهای الکتریکی به خصوص موتورهای سه فاز اهمیت زیادی دارد. موتورهای الکتریکی در هنگام راه اندازی جریانی بسیار بالاتر از جریان نامی از شبکه می کشند که ممکن است به مدارها صدمه بزند. به همین دلیل برای راه اندازی موتور سه فاز روش های مختلفی وجود دارد تا از جریان راه اندازی تا حد امکان کاسته شود، مثل راه اندازی با استفاده از اینورتر، سافت استارتر، راه اندازی مستقیم و … که در این مقاله راه انداز ستاره مثلث را بررسی می کنیم.
راه انداز ستاره مثلث چیست؟
عبارت “ستاره مثلث” به معنی یک سیستم سه فاز است که در آن سیم بندی از “اتصال ستاره” به “اتصال مثلث” تغییر می کند. راه اندازی به روش ستاره مثلث یکی از روش های پرکاربرد در راه اندازی موتور القایی سه فاز است. در این روش، موتور القایی ابتدا در حالت ستاره و در مدت مشخصی قرار می گیرد. بعد از اینکه موتور به سرعتی معادل ۸۰ درصد سرعت در بار نامی رسید، موتور به حالت مثلث می رود.
چرا از راه انداز ستاره مثلث برای موتور القایی سه فاز استفاده می شود؟
راه اندازی به روش ستاره مثلث روشی برای راه اندازی گشتاور پایین در موتور است. جریان راه اندازی در موتور سه فاز به ۶ تا ۷ برابر بار نامی موتور می رسد. در راه انداز ستاره مثلث جریان راه اندازی موتور تا حد زیادی کاهش پیدا می کند و صدمات ناشی از جریان راه اندازی بالا بر روی موتور را کاهش می دهد، اما چطور این اتفاق می افتد. برای اینکه به نحوه عملکرد راه انداز ستاره مثلث بپردازیم باید اول مدار ستاره و مثلث و روابط آن ها را معرفی کنیم.
فرمول های ستاره مثلث
در اتصال ستاره، ولتاژ تغذیه یا ولتاژ خط ۳√ برابر ولتاژ فاز است. اما جریان خط و جریان فاز با هم برابرند. در اتصال مثلث ولتاژ خط با فاز برابر است اما جریان خط ۳√ برابر جریان فاز است. اگر امپدانس هسته را برابر Z در نظر بگیریم خواهیم دید که جریان فاز در اتصال ستاره ۳۳ درصد جریان فاز در اتصال مثلث است. در نتیجه با اتصال ستاره، موتور با جریان کمتری راه اندازی می شود و گشتاور راه اندازی موتور نیز کاهش می یابد.
روش سربندی موتور ستاره مثلث
روی همه موتورهای سه فاز یک جعبه ترمینال وجود دارد که شامل شش ترمینال است و با حروف و عدد مشخص می شوند. U1,V1,W1 و U2,V2,W2 . ترمینال های U به فاز ۱، ترمینال های V به فاز ۲ و ترمینال هایW به فاز سه متصل هستند.
در اتصال ستاره ترمینال های U2,W2 و V2 و در اتصال مثلث W1 به V2 ، ترمینال V1 به U2 و ترمینال U1 به W2 متصل می شود. شکل روبه رو نحوه سربندی موتور ستاره مثلث را نشان می دهد. برای اینکه مدار از حالت ستاره به مثلث برود لازم است که ابتدا تغذیه به طور کامل قطع شود سپس سیم بندی تغییر کند و دوباره تغذیه وصل شود که عملی نیست. به همین دلیل باید از راه انداز ستاره مثلث استفاده کرد. راه انداز ستاره مثلث با استفاده از سه کنتاکتور و یک تایمر به راحتی کار می کند. این مدار موتور را در حالت ستاره راه اندازی می کند تا جریان راه اندازی کاهش یابد، بعد از مدتی با فرمان تایمر مدار به حالت مثلث می رود.
تشخیص اتصال ستاره یا مثلث
برای تشخیص اتصال ستاره یا مثلث یک راه ساده وجود دارد. کافی است به جعبه ترمینال موتور الکتریکی نگاه و با دو تصویر زیر مقایسه کنید. اگر ترمینال های ورودی و خروجی رو به رو به هم متصل شده باشند، اتصال به صورت مثلث و اگر ترمینال های مجاور به هم وصل شده باشند سربندی موتور با اتصال ستاره است.
سربندی موتور-اتصال ستاره
سربندی موتور -اتصال مثلث
مدار ستاره مثلث در موتور سه فاز
برای راه اندازی موتور سه فاز به صورت ستاره مثلث باید ابتدا ﺗﺠﻬﻴﺰات ﻣﻮرد ﻧﻴﺎز برای راه اندازی را در نظر گرفت. یک کنتاکتور اصلی، یک کنتاکتور مثلث، یک کنتاکتور ستاره و یک تایمرتجهیزات مورد نیاز برای راه ندازی است. بیایید نگاهی به این دو قطعه بیاندازیم :
کنتاکتور ستاره مثلث
تایمر ستاره مثلث
کنتاکتور ستاره مثلث
کنتاکتور یک کلید مغناطیسی است که وظیفه کنترل و فرمان مدار را به عهده دارد و می تواند تغذیه مدار را قطع و وصل کند. این کلید از دو هسته به شکل E یا U که یکی ثابت و دیگری متحرک است تشکیل شده است که با یک فنر از هم جدا شده اند. در میان هسته ثابت، یک بوبین یا سیم پیچ قرار دارد. وقتی بوبین برقدار می شود، در هسته ثابت نیرو الکترومغناطیسی القا می شود با استفاده از خاصیت مغناطیسی، نیروی کششی فنر را خنثی می کند و هسته متحرک به هسته ثابت نزدیک و سبب می شود که کنتاکت ها به یکدیگر متصل شوند.
تایمر ستاره مثلث
تایمرها یکی از وسایل فرمان دهنده در مدارهای کنترل اتوماتیک هستند که وظیفه کنترل مدار را برای مدت زمانی معین برعهده دارد. ﮔﺎﻫﻲ اوﻗﺎت اﻧﺘﻈﺎر ﻣﻲرود ﻛﻪ ﻳﻚ مدار ﻣﺪت زﻣﺎﻧﻲ ﭘﺲ از گرفتن فرمان ﺷﺮوع ﺑﻪ ﻛﺎر کند ﻳﺎ اﻳﻦ ﻛﻪ ﺑﻌﺪ از ﻣﺪت زﻣﺎﻧﻲ از ﻛﺎر ﺑﻴﻓﺘﺪ ﻛﻪ ﺑﻪ اﻳﻦ ﻣﻨﻈﻮر، در ﻣﺪارات ﺑﺮق ﺻﻨﻌﺘﻲ از ﺗﺎﻳﻤﺮ ﻫﺎ اﺳﺘﻔﺎده ﻣﻲ ﺷﻮد.
حال که با تجهیزات مورد استفاده در مدار ستاره مثلث آشنا شدیم، طرز کار راه انداز ستاره مثلث را بررسی می کنیم.
همانطور که در شکل زیر می بینید، در راه انداز ستاره مثلث سه فاز تغذیه به کنتاکتور اصلی و به سه ترمینال ورودی موتور یعنی U1,V1 و W1 در جعبه ترمینال می رود. از طرف دیگر کنتاکتور مثلث اضافه می شود که یک سر آن به سه فاز تغذیه و سر دیگر آن به ترمینال های V2,U2 و W2 متصل می شود. کنتاکتور بعدی کنتاکتور ستاره است. این کنتاکتور از یک سمت به سه فاز ورودی وصل می شود. در سمت دیگر هر سه ترمینال کنتاکتور به هم متصل شده تا اتصال ستاره ایجاد شود.
یک نکته مهم و راحت برای فهمیدن اینکه در راه انداز ستاره مثلث نصب شده در تابلو کدام کنتاکتور، کنتاکتور ستاره است : کنتاکتوری که ترمینال های آن به هم متصل باشد کنتاکتور ستاره است.
در راه اﻧﺪازی ﻣﻮﺗﻮر سه فاز به صورت ﺳﺘﺎره ﻣﺜﻠﺚ ابتدا باید ﺑﻪ ﭘﻼک ﻣﻮﺗﻮر توجه کنید. معمولاً بر روی پلاک، دو ولتاژ به صورت ۲۲۰/۳۸۰ و یا ۳۸۰/۶۶۰ و … درج شده است. ابتدا ما باید بدانیم که موتور در چه شرایطی می تواند کار کند. معمولاً دو عدد درج شده بدین صورت تفسیر می شود که عدد کوچک بیان کننده حالت مثلث و عدد بزرگتر بیان کننده حالت ستاره است. در ادامه پلاک موتور سه فاز را بیشتر بررسی می کنیم.
پلاک موتور سه فاز
با توجه به ۲۲۰/۳۸۰ و ولتاژ درج شده بر روی پلاک و دانستن این موضوع که برق سه فاز شبکه ایران ۳۸۰ ولت است. بنابراین موتور در نظر گرفته شده، در حالت مثلث نیاز به ۲۲۰ ولت دارد.اگر به برق ۳۸۰ ولت وصل شود حتماً خواهد سوخت. اما در حالت ستاره می تواند ۳۸۰ ولت شبکه را تحمل نماید.
حال در مورد پلاک موتور، زمانی که به صورت ۳۸۰/۶۶۰ درج شده باشد، یعنی ولتاژ مثلث ۳۸۰ ولت و ولتاژ ستاره ۶۶۰ ولت است و با توجه به در نظر گرفتن ولتاژ شبکه ایران این موتور می تواند هم به صورت ستاره و هم به صورت مثلث راه اندازی شود. همان طور که می دانید در حالت ستاره توان ۱/۳ و جریان ۱/۳ حالت مثلث است. یعنی موتور در حالت ستاره جریان کمتری می کشد و در حالت مثلث جریان نامی از آن عبور می کند.
با تشکر از توجه شما