راه انداز ستاره مثلث چیست

مقدمه

همانگونه که در مقاله سافت استارتر چیست به آن اشاره شد روش های مختلفی برای راه اندازی موتور القایی وجود دارد، در این مقاله سعی داریم به بررسی یکی دیگر از روش های راه اندازی موتور القایی یعنی روش ستاره مثلث بپردازیم.

راه انداز ستاره مثلث

راه انداز ستاره مثلث رایج ترین روشی است که برای راه اندازی موتور القایی 3 فاز استفاده می شود. در راه اندازی ستاره مثلث، ابتدا موتور القایی از طریق اتصال ستاره راه اندازی می شود سپس هنگامی که موتور به حدود 80 درصد سرعت نامی خود رسید سیم بندی از اتصال ستاره  به مثلث تغییر می کند. این نوع راه اندازی برای موتورهای کوچک زیر 5 اسب بخار (3.7 کیلو وات) مناسب است.

راه انداز ستاره مثلث نوعی راه انداز با استفاده از کاهش ولتاژ است که به منظور کاهش جریان راه اندازی موتور بدون استفاده از هیچ وسیله یا دستگاه خارجی استفاده می گردد. همانگونه که بیان شد مزیت بزرگ راه انداز ستاره مثلث کاهش جریان راه اندازی است، چرا که جریان هجومی این روش در مقایسه با راه انداز DOL(راه اندازی مستقیم) حدوداً یک‌سوم است.

اجزای راه انداز ستاره مثلث

راه انداز ستاره مثلث به طور معمول از 3 کنتاکتور، فیوز مینیاتوری ،کنترل بار یا بیمتال، کنترل فاز (استفاده از آن آپشنال می باشد) و تایمر برای تنظیم زمان سوئیچینگ ستاره مثلث تشکیل شده است.

• فیوز مینیاتوری (MCB)

فیوز مینیاتوری یک تجهیز الکترومکانیکی است که برای تشخیص اضافه جریان ناشی از اتصال کوتاه یا هرگونه نقص استفاده می شود. MCB یک کلید الکتریکی است که به طور خودکار کار می کند و برای جلوگیری از آسیب به مدار الکتریکی و تجهیزات در نتیجه اضافه جریان استفاده می شود.

• کنتاکتور(Contactor)

کنتاکتور یک وسیله الکتریکی است که برای قطع یا وصل تماس با بار استفاده می شود، به عبارت ساده، برای روشن یا خاموش کردن مدار الکتریکی استفاده می شود. کنتاکتور را می توان به عنوان نوع خاصی رله در نظر گرفت. کنتاکتورها برای حمل جریان های بالا طراحی شده اند و قسمت اصلی کنتاکتور، کویلی است که در داخل کنتاکتور قرار دارد. کویل همچنین آهنربای الکتریکی نامیده می شود.

• تایمر(Timer)

تایمر تاخیر در وصل (On delay timer) که در راه انداز ستاره مثلث استفاده می شود عملا تایمر ستاره مثلث نامیده می شود. استفاده از تایمر در مدار ستاره مثلث به نحوه کنترل مدار بستگی دارد در صورتیکه کنترل مدار به صورت دستی باشد، نیازی به تایمر نمی باشد.  تایمر ستاره مثلث از ترمینال تغذیه و دو تیغه Normally Open (NO) و Normally Closed (NC) تشکیل شده است. تایمر در اینجا برای تغییر خودکار اتصال از ستاره به مثلث استفاده می شود. تایمر دارای دو نوع آنالوگ و دیجیتال است که هر دو را برای راه انداز ستاره مثلث می توان استفاده کرد.

• کنترل بار یا بی متال

کنترل بار یا بی متال هر دو رله هایی هستند که جهت محافظت از موتور و تجهیزات در برابر اضافه جریان مورد استفاده قرار می‌گیرند. بی‌متال مستقیماً توسط حرارت خط و به‌صورت مکانیکی عمل می‌کند ولی کنترل بار توسط ترانس جریانی که بر روی هر فاز قرار دارد(ترانس CT)، جریان مدار را می‌خواند و در صورت اضافه‌بار مدار را قطع می‌کند به این معنی که اساس کار آن الکترونیکی و بسیار دقیق‌تر است.

• کنترل فاز

کنترل فاز به منظور بررسی توالی فاز و یا از بین رفتن فاز در راه انداز ستاره مثلث، جهت محافظت از موتور، طراحی شده است. کنترل فاز، رویدادهایی را که ممکن است سبب آسیب به موتور شود، مانند از دست رفتن ولتاژ در یک یا چند فاز یا عدم تعادل ولتاژ بین فازها را تشخیص می دهد. کنترل فاز همچنین توالی فاز نادرست منبع تغذیه را تشخیص می دهد، بنابراین از چرخش موتور در جهت اشتباه جلوگیری می کند.

ساختار راه انداز ستاره مثلث

مدار قدرت ستاره مثلث

• فیوز F2 به عنوان کلید اصلی منبع قدرت عمل می کند که برق را به مدار قدرت می رساند.
• کنتاکتور اصلی ولتاژ L1, L2, L3 منبع اصلی را به ترمینال اولیه موتور U1,V1,W1 متصل می کند.
• در ابتدا، کنتاکتور اصلی (K2) و کنتاکتور ستاره (K1) بسته می شوند و پس از مدتی کنتاکتور ستاره باز می شود و سپس کنتاکتور مثلث (K3) بسته می شود. کنترل کنتاکتورها توسط تایمر (T1) انجام می شود.

مدار فرمان و قدرت ستاره مثلث اتوماتیک با رله ی اضافه بار در خط

مدار فرمان و قدرت ستاره مثلث اتوماتیک با رله اضافه بار در سیم پیچ

مدار فرمان ستاره مثلث

کنترل تغییر اتصال از حالت ستاره به مثلث در این راه انداز با استفاده از مدار کنترل ستاره مثلث به دست می آید. مدار کنترل شامل کلید فشاری، کنتاکتورها و تایمر است.

• کلید فشاری ON با تحریک بوبین کنتاکتور ستاره (K1) و تایمر (T1) مدار را راه اندازی می کند. هنگامی که بوبین کنتاکتور ستاره (K1) روشن شود، کنتاکتور اصلی و ستاره موقعیت خود را از NO به NC تغییر می دهند.
• هنگامی که کنتاکتور ستاره (که روی مدار بوبین کنتاکتور اصلی قرار می گیرد) به NC تبدیل می شود، مدار بوبین کنتاکتور اصلی (K2) کامل می شود، بنابراین بوبین کنتاکتور اصلی روشن شده و کنتاکتور اصلی و کنتاکتور ستاره موقعیت خود را از NO به NC تغییر می دهد. این توالی در کسری از زمان اتفاق می افتد.
• پس از فشردن کلید فشاری ON، تیغه ی باز کنتاکتور اصلی که به صورت موازی با دکمه فشاری ON قرار دارد، بسته می شود، در نتیجه مدار کنترل حتی پس از رها کردن کلید ON، فعال است.
• هنگامی که کنتاکتور ستاره (K1) اتصال خود را می بندد، موتور به صورت ستاره راه اندازی می شود تا زمانی که تیغه ی بسته تایمر (T1)  به حالت باز(NO)  تبدیل شود.
• هنگامی که تایمر به زمان مشخص شده خود رسید، تیغه ی بسته تایمر (KT) در مدار ستاره، موقعیت خود را از NC به NO تغییر می دهند و همزمان کنتاکتور دلتا از NO به NC تغییر حالت می دهد. اکنون اتصال ترمینال موتور از  ستاره به مثلث تغییر می کند.
• کنتاکت کمکی NC (تیغه کمکی بسته) کنتاکتورهای ستاره و مثلث به صورت سری به ترتیب در مسیر تغذیه بوبین های کنتاکتور مثلث و ستاره قرار می گیرد، این کنتاکت های اینترلاک به عنوان سوئیچ های ایمنی برای جلوگیری از فعال شدن همزمان بوبین های کنتاکتور ستاره و مثلث عمل می کنند، به طوری که نمی توان بوبین کنتاکتور ستاره یا مثلث را بدون اینکه دیگری قطع شود، فعال کرد. بنابراین در صورت فعال بودن بوبین کنتاکتور ستاره، بوبین کنتاکتور مثلث فعال نمی شود و بالعکس.
• مدار ستاره مثلث از دو تجهیز حفاظتی برای خاموش کردن موتور استفاده می کند. کلید استاپ که در صورت لزوم مدار کنترل و موتور را قطع میکند و رله اضافه بار حرارتی که جریان اضافه بار را تشخیص داده و به طور خودکار مدار کنترل را قطع میکند، این امر برای جلوگیری از سوختن موتور در صورت اضافه بار بیش از ظرفیت نامی موتور است.

*** در راه انداز ستاره مثلث، ابتدا موتور به صورت ستاره راه اندازی می شود که این امر باعث کاهش جریان راه اندازی تا یک سوم جریان در حالت راه اندازی به صورت DOL می گردد، بنابراین جریان هجومی موتور، هنگام راه‌اندازی را کاهش می‌دهد. ***

نحوه انتخاب فیوز، کنتاکتور و بی متال در راه انداز ستاره مثلث

1. فیوز اصلی

جریان فیوز اصلی بایستی برابر جریان نامی موتور در نظر گرفته شود.

2. رله ی اضافه بار یا بی متال

در راه انداز ستاره مثلث، رله اضافه بار یا بی متال می تواند به صورت در خط یا در سیم پیچ قرار گیرد.

• رله اضافه بار در خط

در این حالت، رله ی اضافه بار قبل از کنتاکتور اصلی قرار میگیرد و بایستی بر روی جریان نامی موتور تنظیم گردد:

رله اضافه بار= جریان کامل خط (جریان نامی موتور)

معایب: اگر رله ی اضافه بار روی جریان نامی موتور القایی تنظیم شده باشد، در این حالت از موتور در حالت مثلث محافظت نمی کند.

• رله اضافه بار روی سیم پیچ

در این حالت، رله ی اضافه بار بین کنتاکتور اصلی و موتور قرار میگیرد که در این صورت داریم:

رله اضافه بار= جریان کامل خط*0.58

معایب: باید از تجهیزات حفاظتی اتصال کوتاه و اضافه بار جداگانه استفاده کنیم.

3. کنتاکتور اصلی و مثلث

کنتاکتورهای اصلی و مثلث در حین کار بسته اند و جریان گذرنده از آنها برابر 58% جریان نامی موتور هستند، از این رو:

کنتاکتور اصلی و مثلث= جریان نامی موتور القایی*0.58

4. کنتاکتور ستاره

کنتاکتور سوم کنتاکتور ستاره می باشد که تنها در حالت ستاره وظیفه جریان رسانی به موتور را دارد. جریان در حالت ستاره 3√/1= (58%) جریان مثلث است، بنابراین کنتاکتور ستاره را می توان متناسب یک سوم (33%) جریان نامی موتور انتخاب کرد.

کنتاکتور ستاره= جریان نامی موتور القایی* 0.33

** معمولا ظرفیت کنتاکتور ستاره را برابر با  کنتاکتورهای اصلی و مثلث انتخاب می کنند.**

جمع بندی

در این مقاله سعی کردیم به صورت کاربردی و جامع روش راه انداز ستاره مثلث را شرح دهیم، اگر در انتخاب تجهیزات برای راه انداز ستاره مثلث نیاز به راهنمایی و کمک دارید، می توانید به صورت تلفنی و یا از طریق شبکه های مجازی با کارشناسان فنی مجموعه الکتروسامه ارتباط برقرار کرده و به صورت رایگان مشاوره دریافت کنید، همچنین خواهشمند است با ارسال دیدگاه خود، ما را در بهبود این مقاله و مقالات دیگر یاری نمایید.