مدار ستاره مثلث در راه اندازی موتور

برای کاهش گشتاور و جریان راه‌اندازی موتور سه فاز قفس سنجابی می‌توان از مدار ستاره مثلث استفاده کرد. این مدار می تواند به صورت دستی و توسط کلید ستاره مثلث و یا به صورت کنتاکتوری در مدل های مدار فرمان ستاره مثلث دستی و ستاره مثلث اتوماتیک طراحی شود. طبق تصویر زیر برای ساخت یک مدار راه اندازی ستاره مثلث اتوماتیک به سه کنتاکتور، یک رله اضافه‌بار و یک تایمر برای تنظیم زمان سوئیچ ستاره به مثلث نیاز است. همانطور که می دانید در مدار ستاره مثلث اتوماتیک می‌توان از تایمر پنوماتیک، تایمر تاخیر در وصل یا تایمر ستاره مثلث استفاده کرد. در مدار زیر K1 کنتاکتور اصلی، K2 کنتاکتور مثلث و K3 کنتاکتور ستاره است. ترتیب قرارگیری کنتاکتورها در این مدار با نقشه های دیگر مقاله متفاوت است.

چرا باید از مدار ستاره مثلث استفاده کنیم؟

به منظور محاسبه جریان ستاره مثلث باید کمی در مورد مدارهای سه فاز صحبت کنیم. همانطور که می دانید در اتصال ستاره ولتاژ روی کلاف ها برابر با ولتاژ فاز یا 220 ولت است. این ولتاژ در مدار مثلث برابر با ولتاژ خط یا 380 ولت خواهد بود. این مقادیر در استانداردهای جدید معادل 230 و 400 ولت هستند. طبق تصویر زیر در روش ستاره مثلث ابتدا میزان 58 درصد ولتاژ به الکتروموتور اعمال شده و پس از سوئیچ به حالت مثلث این مقدار به 100 درصد می‌رسد. به علت کاهش ولتاژ در مدار ستاره، جریان راه‌اندازی حدود ۳۰ درصد و گشتاور اولیه حدود ۲۵ درصد در مقایسه با راه‌اندازی الکترموتور به صورت تک‌ضرب خواهد بود. در نظر داشته باشید که مدار ستاره مثلث جریان راه اندازی را تا یک سوم کاهش می دهد اما گشتاور موتور نیز به شدت پائین خواهد آمد. به علت وجود دو مرحله یا سوئیچ به این روش اصطلاحا مدار ستاره و مثلث یا مدار دو ضرب نیز گفته می شود.

برای درک بهتر از کاهش جریان و گشتاور راه‌اندازی یک پمپ یا فن را به صورت ستاره مثلث در نظر بگیرید. طبق بخش (a) از تصویر زیر گشتاور مورد نیاز یا گشتاور بار فن یا پمپ در ابتدای راه‌اندازی کم بوده  ولی در ادامه این مقدار با مربع یا توان دوم سرعت افزایش پیدا می‌کند. به عبارت دیگر با افزایش سرعت میزان توان مکانیکی مورد نیاز پمپ و فن افزایش پیدا خواهد کرد. هنگام رسیدن سرعت الکتروموتور به۸۰ تا ۸۵ درصد مقدار نامی، گشتاور بار با گشتاور تولیدی موتور سه فاز در حالت ستاره برابر شده و شتاب صفر خواهد شد. در این زمان و برای رسیدن به‌سرعت نامی، موتور باید به حالت مثلث سوئیچ شود. با این کار ولتاژ اعمالی به موتور افزایش پیدا کرده و در نتیجه گشتاور آن بیشتر خواهد شد. این تغییر ولتاژ و گشتاور باعث بیشتر شدن جریان می‌شود.

طبق بخش (b) از تصویر بالا، تغییر حالت ستاره به مثلث اغلب باعث ایجاد ترنزینت و دریافت جریان بالا از مدار خواهد شد. در بعضی موارد جریان پیک ناشی از سوئیچ ستاره به مثلث به مقداری بیشتر از جریان راه‌اندازی حالت تک‌ضرب نیز خواهد رسید. در ادامه و با گذشت زمان، میزان جریان، گشتاور موتور و گشتاور بار به مقادیر نامی خود می‌رسند.

در این ویدئو که برگرفته از دوره راه اندازی و حفاظت موتور سه فاز است یک تابلو برق ستاره مثلث را بررسی میکنیم:

چه موتوری را می توان ستاره مثلث راه اندازی کرد؟

قبل از طراحی نقشه ستاره مثلث باید از توانایی کار دائم الکتروموتور به صورت مثلث در شبکه‌ی برق ایران مطمئن شویم. برای این کار کافی است به پلاک الکتروموتور مراجعه کرده و میزان ولتاژ درج شده در کنار علامت مثلث را بررسی کنیم. به عنوان مثال بخش (a) تصویر زیر مربوط به پلاک یک الکتروموتور به صورت 690/400 ولت بوده که می‌تواند در شبکه‌ی برق ایران به صورت ستاره مثلث راه‌اندازی شود. مدار ستاره مثلث برای موتورهایی توصیه می‌شود که می‌توانند به‌صورت مثلث دائم به شبکه متصل شوند. در موتورهای قدیمی ممکن است بجای 690/400 عددهای 660/380 روی پلاک ثبت شده باشد. این موتور نیز می تواند به صورت ستاره مثلث راه اندازی شود. جهت کسب اطلاعات بیشتر در خصوص پلاک الکتروموتورها می توانید مقالات مختلف مانند پلاک خوانی و نوع اتصال موتور را مطالعه کنید.

با توجه به راه‌اندازی الکتروموتور به صورت ستاره مثلث، دیگر نیازی به نوارهای فلزی داخل تخته کلم نیست. این نوارها تنها برای ایجاد اتصال ستاره یا مثلث دائم در موتور استفاده می‌شوند. طبق بخش (b) از تصویر بالا این نوارها باید کاملا باز شده و هر 6 ترمینال الکتروموتور به مدار راه‌انداز متصل شود. معمولا برای این کار از دو رشته کابل مجزا استفاده شده و ابتدا و انتهای هر کلاف با رنگ بندی یا شماره گذاری مشخص می‌گردد.

به‌عنوان‌مثال هادی قرمز رنگ در کابل اول به U1 و همین رنگ در کابل دوم به U2 متصل می‌شود. این روش برای هادی‌های دیگر مانند زرد برای V1 و V2 و آبی برای W1 و W2 نیز تکرار خواهد شد. تاکید می شود که رنگ هادی‌های کابل ممکن است متفاوت بوده و این مثال فقط جهت شرح روش رنگ بندی برای ابتدا و انتهای کلاف‌ها است.  هنگام اتصال کابل‌های الکتروموتور به مدار راه‌انداز باید به این نکته توجه کنیم که حتما هر کلاف بین دوفاز مخالف قرار بگیرد. درصورت عدم رعایت این نکته، الکتروموتور در حالت ستاره راه‌اندازی شده ولی هنگام سوئیچ به مثلث دچار اختلال خواهد شد. برای تغییر جهت گردش نیز توصیه می‌شود جابجایی فازها قبل یا بعد از فیوز انجام شود تا از اشتباه احتمالی جلوگیری شود.

برای اتصال موتور سه فاز به مدار ستاره مثلث باید نکات مهمی را مد نظر داشته باشید. اولین و مهم ترین نکته مربوط به باز کردن هادی های اتصال کوتاه یا جامپرهای داخل جعبه ترمینال موتور است. این اتصالات برای راه اندازی موتور به صورت ستاره دائم یا مثلث دائم استفاده می شوند. در راه اندازی ستاره مثلث حتما باید این هادی ها باز شوند. در این ویدئو با نکات مهم راه اندازی ستاره مثلث بیشتر آشنا می شویم. این ویدئو برگرفته از دوره جامع راه اندازی و حفاظت موتورهای سه فاز است:

کلید ستاره مثلث دستی

ابتدایی ترین روش برای راه اندازی ستاره مثلث استفاده از کلید زبانه ای ستاره مثلث است. در این روش نیازی به مدار فرمان نبوده و تنها کافی است از یک کلید و یک فیوز استفاده کنیم. تاکید می شود که فیوزها قادر به حفاظت موتور در برابر اضافه بار نبوده و بهتر است از مدل های دیگر مانند بریکر محافظ موتور استفاده شود. دیاگرام فنی کلید ستاره مثلث دستی در تصویر زیر آورده شده است. این کلید دارای 3 ترمینال ورودی جهت اتصال سیم های فاز با عنوان L1 و L2 و L3 است. همانطور که مشاهده می کنید هر 6 سیم مربوط به ابتدا و انتهای کلاف های موتور به کلید ستاره مثلث زبانه ای متصل می شود. در این حالت با قرار دادن کلید در حالت ستاره قسمت های انتهایی با حروف U2 و V2 و W2 اتصال کوتاه شده و به سرهای دیگر سه فاز متصل می شود. با قرار دادن کلید در حالت مثلث ابتدا اتصال کوتاه باز شده و در ادامه انتهای کلاف ها به فاز مخالف متصل خواهد شد. روش نصب و سیم بندی این کلید به همراه چندین کلید دیگر را می توانید در بخش تخصصی مقالات آموزش مدار فرمان مطالعه کنید.

مدار قدرت ستاره مثلث

روش بعدی در راه اندازی ستاره مثلث استفاده از کنتاکتور یا کلید مغناطیسی است. در تصویر زیر مدار قدرت ستاره مثلث کنتاکتوری با جزئیات بیشتری ترسیم شده‌است. در این مدار از فیوزهای ذوب شونده با تگ F1 برای حفاظت فیدر در برابر اتصال کوتاه و از بی‌متال با تگ F2 برای حفاظت موتور در برابر اضافه بار استفاده شده‌است. در نظر داشته باشید که فیوزها بر‌اساس جریان کامل الکتروموتور سایز می‌شوند ولی کنتاکتورها و بی متال می‌توانند مقادیر کمتری مانند 58 و 30 درصد جریان موتور را داشته باشند.

جریان تنظیم شده در بی متال نیز به موقعیت آن بستگی دارد. در صورتی که تمام جریان از بی متال عبور کند باید آن را طبق جریان کامل موتور تنظیم کنیم. در اغلب موارد بی متال زیر کنتاکتور اصلی بسته شده و 58 درصد جریان از آن عبور می کند. در این شرایط باید بی متال روی 58 درصد جریان کامل موتور تنظیم شود. در مدار زیر K1 کنتاکتور ستاره، K2 کنتاکتور اصلی و K3 کنتاکتور مثلث است.

کیت راه اندازی ستاره مثلث چیست؟

در مدار قدرت ستاره مثلث باید اتصالات زیادی بین کنتاکتورها قرار داده شود. این اتصالات توسط سیم یا انواع شینه طراحی شده و از نظر اتصال بسیار حساس هستند. شرکت های سازنده به منظور کاهش زمان و خطای انسانی در مونتاژ مدار قدرت ستاره مثلث کیت های خاصی را ارائه می کنند. در این کیت معمولا سه کنتاکتور، اینترلاک مکانیکی، باسبارهای آماده و یک تایمر پنوماتیک وجود دارد. کیت های ستاره مثلث بر اساس آمپراژ تهیه شده و متاسفانه در ایران بسیار کمیاب هستند. در ویدئوی زیر یک نمونه کیت ستاره مثلث اشنایدر الکتریک و نحوه مونتاژ آن را مشاهده می کنید.

مدار فرمان ستاره مثلث

در ابتدای مقاله اشاره شد که راه‌انداز ستاره مثلث می‌تواند با کلیدهای دستی نیز انجام شود. روش دیگر استفاده از مدار فرمان کنتاکتوری به صورت دستی و خودکار است. در مدار ستاره مثلث دستی معمولا از یک شستی برای سوئیچ حالت ستاره به مثلث استفاده می شود. این کار نیاز حضور اپراتور و توصیه می شود تا مدار به صورت خودکار طراحی شود. مدار فرمان ستاره مثلث اتوماتیک در شکل‌های متنوعی طراحی شده و تمام آن‌ها مجهز به یک تایمر هستند. تایمر برای سوئیچ ستاره به مثلث استفاده شده و می‌تواند به شکل‌های پنوماتیک، تاخیر در وصل یا تایمر ستاره مثلث انتخاب شود.

در نظر داشته باشید که مدار ستاره مثلث اتوماتیک در مدل های بسیار متنوعی طراحی می شود ولی هدف کلی آن جابجا کردن کنتاکتورهای ستاره و مثلث پس از گذشت زمان مشخصی است. در طراحی این مدار سعی کنید حداکثر ایمنی و اینترلاک ها را در نظر بگیرید. در ادامه مدار ستاره مثلث دستی و دو مدل کلی از مدارهای ستاره مثلث اتوماتیک آورده شده است.

مدار فرمان ستاره مثلث دستی

در تصویر زیر یک نمونه مدار فرمان ستاره مثلث دستی را مشاهده می کنید. در برخی از منابع این مدار با نام مدار فرمان ستاره مثلث ساده نیز شناخته می شود. در بالاترین سطح این مدار فرمان از یک فیوز میناتوری 4 آمپر به منظور حفاظت کلی استفاده شده است. خروجی میناتوری وارد پلاتین کنترل فاز شده و در ادامه از پلاتین بی متال عبور می کند. خروجی بی متال پس از عبور از شستی قارچی یا ضطراری وارد شستی استپ با تگ SF02 می شود. در این مدار فرمان با زدن شستی استارت SF03 ابتدا کنتاکتور ستاره با تگ KF01 روشن می شود. این کنتاکتور پلاتین نرمال باز خود را در مسیر کنتاکتور اصلی با تگ KF02 بسته و موتور شروع به حرکت می کند. در نظر داشته باشید که در این مرحله کنتاکتور اصلی دو پلاتین نرمال باز خود را بسته و مدار پایدار می شود.

برای تغییر حالت ستاره به مثلث از شستی دوبل با تگ SF04 استفاده شده است. با فشار دادن این شستی ابتدا پلاتین نرمال بسته ی آن در مسیر کنتاکتور ستاره باز شده و در ادامه پلاتین نرمال باز آن در مسیر کنتاکتور مثلث بسته می شود. این کار باعث سوئیچ موتور به حالت مثلث شده و مدار به کار خود ادامه می دهد. در نظر داشته باشید که پلاتین های بسته که در مسیر کنتاکتور ستاره و مثلث قرار دارد از همزمانی جلوگیری کرده و نوعی اینترلاک الکتریکی محسوب می شود. به منظور افزایش اطمینان مدار می توان از اینترلاک مکانیکی نیز استفاده کرد.

در این مدار فرمان فشردن هردو شتی SF03 و SF04 باعث راه اندازی موتور نخواهد شد. در این حالت کنتاکتور ستاره روشن نشده و در پی آن کنتاکتور اصلی نیز فرمان نخواهد گرفت. با فشردن هم زمان دو شستی فقط کنتاکتور مثلث وارد مدار شده و با برداشتن دست از روی شستی استارت به حالت اول باز می گردد. همانطور که می دانید روشن شدن کنتاکتور مثلث به تنهایی فقط انتهای کلاف ها را برقدار می کند. از آنجایی که سمت اول کلاف ها برقدار نبوده و هیچ اختلاف پتانسیلی در سیم پیچ وجود ندارد با این کار موتور راه اندازی نخواهد شد. برای رفع این مشکل می توان از یک پلاتین نرمال باز کنتاکتور نرمال در مسیر بوبین کنتاکتور مثلث استفاده کرد.

این مدار با قطع برق، عملکرد کنترل فاز، عملکرد بی متال و فشردن شستی های اضطراری یا استپ متوقف خواهد شد. در نظر داشته باشید که ممکن است مدار ستاره مثلث در مدل های بسیار متفاوتی ترسیم شود. نکته ی منفی این مدار عدم عملکرد خودکار بوده و حتما باید اپراتور شستی مربوط به تغییر حالت ستاره به مثلث را فشار دهد. برای رفع این مشکل می توان از انواع مدار فرمان ستاره مثلث اتوماتیک استفاده کرد.

در این ویدئو که برگرفته از دوره جامع راه اندازی موتورهای سه فاز است روش راه انداز دستی ستاره مثلث را مشاهده می کنید.

مدار فرمان ستاره مثلث اتوماتیک با تایمر تاخیر در وصل

فرم کلی مدار ستاره مثلث خودکار به این صورت است که ابتدا کنتاکتور نرمال و ستاره وارد مدار شده و بعد از سپری شدن زمان راه اندازی، کنتاکتور ستاره از مدار خارج و کنتاکتور مثلث جایگزین آن می‌شود. در نظر داشته باشید وصل کنتاکتور نرمال و ستاره تقریبا هم‌زمان بوده ولی در برخی مدارها مانند تصویر زیر بر این اصل تأکید شده که ابتدا باید کنتاکتور ستاره و بعد از آن کنتاکتور نرمال وارد مدار شود. این اختلاف زمانی با توجه به بزرگی کنتاکتور ممکن است در حد چند دهم ثانیه باشد. در این تصویر مدار فرمان ستاره مثلث اتوماتیک با تایمر الکترونیک تأخیر در وصل را مشاهده میکنید. در صورت استفاده از تایمر پنوماتیک، بوبین KT1 از مدار فرمان زیر حذف خواهد شد.

در مدار فوق با فرمان استارت توسط شستی SF3، تایمر تاخیر در وصل KT1 به همراه کنتاکتور K1 یا کنتاکتور ستاره روشن خواهند شد. همانطور که مشاهده می کنید روشن شدن K1 باعث بسته شدن پلاتین فرمان آن در مسیر بوبین K2 یا کنتاکتور اصلی می شود. روشن شدن کنتاکتور K2- یا اصلی به معنی بستن شدن دو پلاتین نرمال باز آن در مدار فرمان است. یکی از این پلاتین های نرمال باز به موازات شستی استارت قرار داشته و برق کل مدار را تامین می کند. پلاتین دوم نیز کنتاکتور اصلی یا نرمال را پایدار کرده تا مدار به کار خود ادامه دهد.

با سپری شدن زمان تنظیم شده در تایمر تاخیر در وصل KT1- پلاتین‌های N.C و N.O آن تغییر وضعیت داده و باعث قطع کنتاکتور ستاره و وصل کنتاکتور مثلث یا K3- خواهند شد. در این مدار و به منظور جلوگیری از وصل همزمان کنتاکتورهای ستاره و مثلث در لحظه‌ی سوئیچ از پلاتین های نرمال بسته در مسیر بوبین ها استفاده شده است. پلاتین نرمال بسته کنتاکتور مثلث در مسیر بوبین ستاره و پلاتین نرمال بسته کنتاتور ستاره در مسیر بوبین مثلث وجود دارد. به منظور افزایش سطح ایمنی در این مدار می‌توان از اینترلاک مکانیکی نیز استفاده کرد.

در مدار بالا از پلاتین نرمال باز کنتاکتور مثلث به منظور پایدار سازی آن استفاده نشده و تایمر باید همیشه در مدار باقی بماند. به منظور افزایش طول عمر تایمر می توان از پلاتین نرمال باز کنتاکتور مثلث به منظور پایداری خود و از پلاتین نرمال بسته ی آن به منظور خارج کردن بوبین تایمر از مدار استفاده کرد. این روش به منظور افزایش طول عمر تایمر توصیه می شود.

فشردن شستی استپ، قطع برق، عملکرد بی متال یا قطع بریکر فرمان باعث خاموش شدن مدار فوق می شود. البته پلاتین نرمال بسته ی بی متال باید پس از بریکر مینیاتوری و در بالاترین سطح مدار قرار داشته باشد. این بخش حفاظتی را می توانید در نقشه بعدی مشاهده کنید. قابل ذکر است که در مدار ستاره مثلث اتوماتیک می توان از تجهیزات حفاظتی دیگر مانند بریکر محافظت موتور، رله الکتروموتور، کنترل بار، کنترل فاز و رله های ترمیستور نیز استفاده کرد.

مدار فرمان ستاره مثلث اتوماتیک با تایمر ستاره مثلث

علاوه بر اینترلاک‌های مکانیکی و الکتریکی و جهت افزایش سطح ایمنی می‌توان از تایمر ستاره مثلث بجای تایمر تاخیر در قطع استفاده کرد. تایمر ستاره مثلث از نظر تعداد پلاتین فرمان و زمان های قابل تنظیم در مدل های مختلفی تولید می شود. این تایمر به صورت معمول دارای دو پلاتین مستقل برای کنتاکتورهای ستاره و مثلث با یک وقفه‌ی زمانی است. در برخی از تایمرها وقفه‌ی بین خاموش کردن کنتاکتور ستاره و روشن کردن کنتاکتور مثلث به صورت ثابت و در برخی قابل تنظیم است. این مورد با توجه به پتانسیومترهای روی تایمر مشخص می شود.

در شکل زیر مدار فرمان راه انداز ستاره مثلث با تایمر ستاره مثلث را مشاهده می‌کنید. در این مدار سیم فاز پس از عبور از فیوز F3 وارد پلاتین بسته بی متال F2 می شود. ساختار مدار تقریبا مشابه با مورد قبلی بوده و تنها نکته ی آن باز بودن هردو پلاتین تایمر ستاره مثلث است. توجه داشته باشید که این مدار اشتباه نبوده و بر اساس عملکرد یکی از انواع تایمرهای ستاره مثلث ترسیم شده است. هر دو پلاتین فرمان این تایمر در لحظه ی خاموش به صورت باز هستند. به عبارت دیگر با فشردن شستی استارت و روشن شدن بوبین تایمر KT1 بالا فاصله پلاتین 15 و 18 آن وصل شده و کنتاکتور ستاره را روشن می کند.

کنتاکتور ستاره باعث روشن شدن کنتاکتور اصلی و پایدار شدن مدار خواهد شد. پس از اتمام زمان سنجی پلاتین 15 و 18 جدا شده و ضمن خاموش شدن کنتاکتور ستاره یک وقفه زمانی آغاز می شود. پس از اتمام این وقفه پلاتین 25 و 28 بسته شده و کنتاکتور مثلث وارد مدار می شود. همانطور که مشاهده می کنید در این مدار نیز از پلاتین باز و بسته ی کنتاکتور مثلث استفاده نشده و تایمر باید دائم در مدار بماند.

راه اندازی موتور با کنترل فاز ستاره مثلث شیوا امواج

اخیرا یک شرکت ایرانی با عنوان شیوا امواج اقدام به ترکیب تایمر ستاره مثلث با کنترل فاز کرده است. این رله با عنوان کنترل فاز ستاره مثلث شیوا امواج عرضه شده و دارای سه خروجی مجزا برای کنتاکتورهای اصلی، ستاره و مثلث است. در این رله زمان وقفه بین خاموش کردن کنتاکتور ستاره و روشن کردن کنتاکتور مثلث به صورت ثابت و 50 میلی ثانیه است. همانطور که مشاهده می کنید در بخش ورودی این رله 6 ترمینال جهت اتصال سه فاز بعلاوه نول و فرمان های استارت و استپ است. کنترل فاز ستاره مثلث دستگاهی مناسب برای راه اندازی موتورهای رتور قفسی با تبدیل ستاره به مثلث همراه با حفاظت کامل در برابر نوسانات برق شبکه است.

نشانگرهای اعلام وضعیت

طبق تصویر بالا روی این رله شش عدد سیگنال LED با علائم و رنگ های مختلف وجود دارد. این سیگنال ها وضعیت های نرمال و خطا را به شکل های مختلفی مانند چشمک زن آرام، سریع و روشن دائم نشان می دهند. در جدول زیر مفهوم مدل های مختلف روشن و خاموش شدن این سیگنال ها آورده شده است.

حفاظت و تنظیمات

رله های ولتاژی دارای تنظیمات مختلفی از جمله تقارن، حداکثر ولتاژ، حداقل ولتاژ، تایمر تاخیر در قطع، تاخیر در وصل و غیره هستند. این موارد در مقاله ی کنترل فاز به صورت کامل شرح داده شده است. در این رله سه ولوم جهت تنظیم عدم تقارن، تاخیر در وصل و زمان سوئیچ ستاره به مثلث وجود دارد. با ولوم UNBALANCE می توان عدم تقارن ولتاژ را بین 7 تا 25 درصد تنظیم کرد. ولوم ON DELAY به منظور تایمر تاخیر در وصل بوده و قابلیت تنظیم از 2 تا 30 ثانیه را دارد. با ولوم STAR TIMER نیز می توان زمان سوئیچ ستاره به مثلث را از 2 تا 30 ثانیه تنظیم کرد.

همانطور که مشاهده می کنید میزان دامنه ی ولتاژ ها و تایمر تاخیر در قطع این رله قابل تنظیم نیستند. این رله در ولتاژ های بالای 440 و کمتر از 300 ولت مدار را با تاخیر 3 ثانیه قطع می کند. حفاظت های موجود در این دستگاه به صورت کلی عبارتند از:

• افزایش و کاهش ولتاژ شدید ولتاژ
• عدم توالی و عدم تقارن فازها
• قطع هر کدام از فازها

عملکرد دستگاه

این رله را می توان به صورت دو و سه سیمه کنترل کرد. به منظور انتخاب این روش از ترمینال Select استفاده می شود. در صورت قطع بودن ترمینال Select رله با شستی استارت و استپ به صورت پالس کنترل خواهد شد. به این منظور می توان شستی ها را به ترمینال های Start و Stop متصل کرد. در نظر داشته باشید که شستی استپ حتما باید دارای پلاتین N.C باشد. در این حالت با وصل شدن برق ابتدا چراغ سیگنال سبز رنگ On به صورت چشمک زدن سریع در خواهد آمد.

پس از گذشت زمان قابل تنظیم 30-2 ثانیه، نشانگر ON به صورت دائم روشن شده و دستگاه آماده استارت می شود. طبق جدول بالا در صورتی که ورودی استپ قطع شود، سیگنال سبز رنگ به صورت آهسته چشمک زده و زمان سنجی انجام نخواهد شد. در شرایط نرمال با فشار دادن شستی استارت رله فعال شده و خروجی های اصلی و ستاره را وصل می کند. پس از سپری شدن زمان تنظیمی در بخش STAR TIMER، رله ستاره خاموش شده و پس از 50 میلی ثانیه رله ی مثلث روشن می شود. به منظور توقف در حالت سه سیمه کافی است که شستی استپ یک بار فشرده شود.

به منظور کنترل دو سیمه باید ترمینال Select به سیم فاز متصل شود. در این روش ورودی Start از حالت پالس خارج شده و باید به صورت دائم تغذیه شود. به عبارت دیگر در این حالت با وصل ورودی استارت رله روشن شده و با قطع آن خاموش می شود. این مدل را می توان در کنترل موتور با PLC استفاده کرد. در حالت دو سیمه می توان از ورودی استپ در مدارهای اضطراری مانند شستی های قارچی استفاده کرد.

در صورت توقف دستی یا اضطراری نشانگرهای روی رله طبق جدول زیر عمل خواهند کرد:

اساس کار کنترل فاز بر مبنای تشخیص ولتاز است. در این رله تشخیص قطع 1 یا 2 فاز و همچنین عدم تقارن یا پارامترهای دیگر بر مبنای کاهش یا افزایش ولتاژ هر 3 فاز و برآیند آنها انجام می گیرد. در بعضی از موتورها هنگام قطع یکی از فازهای شبکه به دلیل ولتاژ برگشتی بالا، ممکن است این رله قادر به تشخیص آن نباشد. توصیه می شود در مدار حفاظتی موتور حتما از کنترل بار یا بی متال استفاده گردد. اطلاعات مربوط به رله های جریانی موتور را می توانید در مقالات کلید محافظ موتور یا رله ی کنترل موتور مطالعه کنید.

تنظیم تایمر ستاره مثلث

همانطور که در ابتدای مقاله شرح داده شد از راه اندازی ستاره مثلث به منظور کاهش جریان اولیه موتور استفاده می شود. این روش باعث کاهش گشتاور شده و ممکن است معایبی مانند عدم راه اندازی موفق یا طولانی شدن راه اندازی را ایجاد کند. در بخش راه اندازی موتورهای سه فاز به صورت کامل شرح داده شد که در بسیاری از بارها مانند پمپ سانتریفیوژ یا فن سانتریفیوژ با افزایش سرعت موتور گشتاور مورد نیاز بار نیز افزایش پیدا می کند. در این گونه بارها هنگام رسیدن سرعت به 80 تا 85 درصد دور نامی گشتاور تولیدی موتور یا گشتاور مورد نیاز بار مساوی شده و عملا شتاب گیری متوقف خواهد شد. به عبارت دیگر اگر زمان تایمر ستاره مثلث به درستی تنظیم نشود ممکن است موتور در پروسه راه اندازی دچار اختلال شود. در اغلب منابع محدوده ی زمان سوئیچ ستاره مثلث در 75 درصد دور نامی بیان شده است. با این کار موتور می تواند گشتاور کافی برای ادامه ی راه اندازی را ایجاد کند.

تنظیم تایمر ستاره مثلث می تواند با توجه به صدای موتور، آمپراژ دریافتی، اندازه گیری دور یا توسط فرمول \(t=4+2\sqrt{P_{kW}}\) انجام شود. در این فرمول P توان موتور بر اساس کیلو وات بوده و t زمان تنظیمی در تایمر بر اساس ثانیه است. در صورت ثابت بودن بار موتور هنگام راه اندازی می توانید جریان آن را بررسی و رسیدن به 75 درصد دور نامی را به صورت تقریبی اندازه گیری کنید. در این روش حداکثر جریان راه اندازی موتور باید مد نظر قرار بگیرد. به عبارت ساده تر موتور راه اندازی شده و ضمن ثبت حداکثر جریان باید زمان سنجی را آغاز کنیم. با کاهش این جریان و رسیدن آن به محدوده ی 20 تا 30 درصد می توان زمان سنجی را متوقف کرده و تایمر را بر اساس زمان به دست آمده تنظیم کرد. روش استاندارد دیگر اندازه گیری دور موتور به همراه ثبت زمان است. شما می توانید بالافاصله پس از راه اندازی موتور زمان سنجی را شروع کرده و پس از رسیدن به 75 درصد دور نامی آن را متوقف کنید. در این روش باید از دور سنج استفاده کرده و حداکثر سرعت موتور را از روی پلاک برداشت کنید.

انتخاب تجهیزات مدار ستاره مثلث

تجهیزات مدار ستاره مثلث به سه بخش حفاظت، کنتاکتورها و تجهیزات فرمان تقسیم می شود. در بخش حفاظتی حداقل به یک فیوز یا بریکر نیاز دارید. همانطور که می دانید فیوز نمی تواند المان مناسبی برای حفاظت اضافه بار موتور باشد. برای رفع این مشکل می توانید از بریکر محافظ موتور یا رله های اضافه بار استفاده کنید. رله های اضافه بار در مدل های الکترونیک و حرارتی ساخته شده و آمپر آن ها بر اساس موقیت قرار گیری در مدار انتخاب می شود.

در مدار قدرت ستاره مثلث به سه عدد کنتاکتور نیاز است. این کنتاکتورها می توانند یک اندازه و یا با آمپراژ مختلف انتخاب شوند. در نهایت در بخش فرمان تعدادی شستی و یک تایمر قرار داده می شود. به منظور اضافه کردن حفاظت ها می توان از کنترل فاز و انواع رله ترمیستور نیز استفاده کرد. قابل ذکر است که استفاده از رله ی ترمیستور مشروط به وجود سنسورهای حرارتی در الکتروموتور است.

انتخاب تجهیزات مدار قدرت ستاره مثلث مانند کنتاکتور و بی متال در دو شکل کوردینه سازی تیپ 1 و تیپ 2 انجام می شود. به منظور درک بهتر این موارد و مشاهده جدول انتخاب کنتاکتور و بی متال توصیه می شود مقاله انتخاب سایز تجهیزات ستاره مثلث را مطالعه کنید. قابل ذکر است که در بخش موتورهای سه فاز موارد بیشتری مانند نحوه انتخاب فیوز و بریکرهای کامپکت و محافظ موتور به همراه روش های استفاده از رله های کنترل فاز و مدیریت موتور شرح داده شده است. برای مشاهده تمام مقالات این بخش لطفا روی عبارت راه اندازی موتور سه فاز کلیک کنید.

ستاره مثلث یکی از روش های روتین جهت کنترل جریان راه اندازی است. این روش با عنوان راه اندازی دو ضرب نیز شناخته می شود. در حالت ستاره ولتاژ کمتری به موتور اعمال شده و جریان به همراه گشتاور کاهش پیدا می کند. با گذشت زمان مدار به حالت مثلث سوئیچ شده و راه اندازی کامل خواهد شد. در این ویدئو با تجهیزات قدرت مدار ستاره مثلث آشنا می شویم. این ویدئو برگرفته از دوره جامع راه اندازی و حفاظت موتورهای سه فاز است: