روش ‌های تعیین زمان ستاره مثلث

راه ‌اندازی الکتروموتورها همواره موضوعی پر چالش بوده است. برای راه‌ اندازی الکتروموتورها چهار روش راه ‌اندازی مستقیم، استفاده از درایو، استفاده از سافت استارتر و روش ستاره مثلث پیشنهاد شده است. الکتروموتورها در روش راه‌ اندازی مستقیم به جریان راه‌ اندازی بسیار زیادی نیاز دارند که این جریان زیاد در شبکه اختلال ایجاد می‌ کند.

برای جلوگیری از ایجاد مشکلات، باید جریان راه ‌اندازی را محدود کرد. روش راه ‌اندازی ستاره مثلث با تایمر از پر کاربرد ترین روش‌ ها برای محدود کردن جریان راه ‌اندازی است. در این روش پس از این‌ که تایمر گذشت زمان از پیش تعیین‌ شده ‌ای را نشان دارد، مدار تغییر وضعیت می‌ دهد. موضوع این مقاله تعیین زمان تایمر است.

کلیه نکات مربوط به سربندی ستاره مثلث و نکات طلایی از این دست را در “دوره ‌ی آموزش برق صنعتی ماهر” خواهید یافت.

سربندی ستاره مثلث

روی همه ‌ی موتور ها شش ترمینال می ‌توان یافت که آن‌ ها را با نماد های U1، V1، W1، U2، V2، W2 می ‌شناسیم. ترمینال ‌های U1 به فاز اول، ترمینال‌ های V1 به فاز دوم و ترمینال‌ های W1 به فاز سوم متصل می ‌شوند.

• اتصال ستاره: اتصال کوتاه U1، V1، W1 یا U2، V2، W2.
• اتصال مثلث: اتصال کوتاه ابتدای U1 به انتهای W2، ابتدای V1 به انتهای U2 و ابتدای W1 به انتهای V2.

برای اینکه مدار از حالت ستاره به مثلث برود لازم است که:

• تغذیه به طور کامل قطع شود
• سیم‌ بندی به حالت مثلث تغییر کند
• و دوباره تغذیه وصل شود!

همانطور که مشخص است این کار در صنعت عملی نخواهد بود. اما با استفاده از یک تایمر و سه کنتاکتور مطابق شکل 1 می ‌توان به چالش انتقال از حالت ستاره به مثلث پاسخ داد.

شکل 1- اتصالات ستاره- مثلث با سه کنتاکتور

• سه فاز به کنتاکتور اول و از خروجی آن به U1، V1 و W1 متصل می ‌شود. به کنتاکتور اول، کنتاکتور اصلی گفته می ‌شود.
• کنتاکتور دوم یا کنتاکتور مثلث در ورودی خود به سه‌ فاز و در خروجی به U2، V2 و W2 وصل می ‌شود.
• خروجی سه ترمینال کنتاکتور سوم اتصال کوتاه شده و ورودی به سه ‌فاز تغذیه وصل می‌شود. کنتاکتور سوم یا کنتاکتور ستاره، اتصال ستاره را ایجاد می‌ کند.

روش ستاره مثلث

 در این روش موتور ابتدا با سربندی ستاره وارد مدار می ‌شود با این کار جریان راه ‌اندازی به حدود 33 درصد جریان راه ‌اندازی در حالت مستقیم می‌ رسد. اما چون در حالت ستاره گشتاور موتور کم است، لازم است زمانی که دور موتور به 75 تا 80 درصد دور نامی رسید به حالت مثلث تغییر وضعیت دهد.

اما سوال اینجاست که چند ثانیه بعد از راه ‌اندازی، موتور به 75 تا 80 درصد دور نامی رسیده تا بتواند به حالت مثلث تغییر وضعیت دهد؟ با ما همراه باشید تا به این سوال پاسخ دهیم.

شکل2-روش ستاره مثلث

به طور کلی چهار روش برای تعیین زمان تغییر وضعیت موتور از حالت ستاره به مثلث (t) می‌ توان پیشنهاد داد:

1. روش تاکومتر-کرنومتر
2. استفاده از محاسبات ریاضی
3. روش تایمر-آمپر
4. روش سنتی

1- روش تاکومتر-کرنومتر

در این روش موتور در حالت ستاره راه ‌اندازی می‌ شود. تاکومتری که روی شنت قرار گرفته دور موتور را اندازه ‌گیری می ‌کند. مدت زمانی که طول می‌ کشد تا تاکومتر عددی حدود 75 تا 80 درصد دور نامی را نشان دهد با کرنومتر اندازه‌ می ‌گیریم. زمان ثبت شده روی کرنومتر همان پارامتر مجهول یعنی زمان t است.

2- استفاده از محاسبات ریاضی

برای محاسبه‌ ی زمان تغییر وضعیت از ستاره به مثلث می ‌توان از رابطه ‌ی زیر استفاده کرد:

که در آن P توان موتور بر حسب کیلووات است.

فرض کنید موتوری 11 کیلووات را در حالت ستاره راه‌ اندازی کرده ‌ایم،

 طبق رابطه حدود 6/10 ثانیه لازم است تا موتور به 75 تا 80 درصد دور نامی رسیده و به حالت مثلث تغییر وضعیت دهد.

3- روش تایمر-آمپر

در این روش هم موتور با حالت ستاره راه‌ اندازی می ‌شود، با محاسبه‌ ی همزمان جریان و زمان، بازه‌ ی زمانی که طول می ‌کشد که  جریان به مقدار ثابتی برسد همان بازه‌ زمانی 0 تا t است.

نکته: مقدار جریان ثابت همان جریان حالت ستاره است.

4- روش سنتی

در این روش تجربی افراد با گوش دادن به صدای دور موتور به طور تقریبی دور نامی را تشخیص داده و مدت زمان رسیدن به 75 تا 80 درصد دور نامی را اندازه ‌گیری کرده و به عنوان زمان t در نظر می ‌گیرند.

تعیین زمان تغییر وضعیت در روش پر طرفدار ستاره- مثلث را با هم بررسی کردیم.  بیایید جمع ‌بندی کوتاهی از این مقاله داشته باشیم.

جمع‌بندی

• برای راه اندازی الکتروموتورها چهار روش پیشنهاد می ‌شود، که روش راه ‌اندازی ستاره مثلث یکی از پر کاربرد ترین آن ‌ها است.
• در روش ستاره مثلث موتور با سربندی ستاره و در حالت بدون بار راه ‌اندازی می ‌شود. با این کار جریان راه‌ اندازی به یک‌ سوم جریان در راه ‌اندازی مستقیم می‌ رسد. گشتاور نیز به همین نسبت کاهش پیدا می‌ کند.
• پس از رسیدن موتور به 75 تا 80 درصد دور نامی، برای رسیدن به گشتاور مناسب لازم است موتور به حالت مثلث تغییر وضعیت دهد.
• تعیین مدت زمان لازم برای رسیدن به 75 تا 80 درصد دور نامی چالشی است که در این مقاله با چهار روش به آن پاسخ دادیم.
• روش ‌های تاکومتر-کرنومتر، محاسبات ریاضی، تایمر-آمپر و سنتی روش‌ های مورد استفاده برای تعیین زمان t هستند.

منبع: آکادمی ماهر