راه‌اندازی مستقیم یک موتور سه‌فاز در لحظه استارت معمولاً چند برابر جریان نامی از شبکه می‌کشد. در موتورهای بزرگ‌تر این جریان باعث افت ولتاژ، پریدن کلید و فشار به شبکه می‌شود. مدار ستاره مثلث ساده‌ترین و ارزان‌ترین روش کاهش این جریان است: موتور ابتدا در اتصال ستاره راه می‌افتد و پس از چند ثانیه با یک تایمر به اتصال مثلث می‌رود. در این راهنما سیم‌بندی مدار قدرت، مدار فرمان، انتخاب تجهیزات و تنظیم تایمر را مرحله‌به‌مرحله می‌بینید.
هشدار: بستن و آزمودن مدار قدرت و فرمان موتور باید توسط برق‌کار دارای صلاحیت و با قطع کامل برق انجام شود.
ستاره مثلث چرا جریان راه‌اندازی را کم می‌کند
در اتصال مثلث، هر سیم‌پیچ موتور مستقیماً بین دو فاز قرار می‌گیرد و ولتاژ ۴۰۰ ولت را می‌بیند. در اتصال ستاره، ولتاژ هر سیم‌پیچ ۴۰۰ تقسیم بر رادیکال ۳، یعنی حدود ۲۳۰ ولت است. با کاهش ولتاژ سیم‌پیچ، جریان خط و گشتاور راه‌اندازی هر دو تقریباً به یک‌سوم حالت مستقیم می‌رسند. بنابراین ستاره مثلث برای بارهایی مناسب است که در لحظه شروع گشتاور زیادی نمی‌خواهند؛ مثل پمپ گریز از مرکز، فن و کمپرسوری که بی‌بار استارت می‌شود.
اولین شرط: پلاک موتور
موتور فقط وقتی برای ستاره مثلث مناسب است که در حالت کار عادی، یعنی اتصال مثلث، برای ولتاژ شبکه ساخته شده باشد و هر شش سر سیم‌پیچ (U1، V1، W1، U2، V2، W2) در جعبه ترمینال در دسترس باشد. در شبکه ۴۰۰ ولت ایران، پلاک باید ۴۰۰ ولت مثلث را نشان دهد.
| نوشته پلاک | اتصال در شبکه ۴۰۰ ولت | ستاره مثلث ممکن است؟ |
|---|---|---|
| 400Δ / 690Y | مثلث | بله |
| 230Δ / 400Y | ستاره | خیر؛ فقط راه‌اندازی مستقیم، سافت‌استارتر یا اینورتر |
| فقط 400Y یا سه سر سیم در جعبه ترمینال | ستاره | خیر |
اگر موتور 230Δ/400Y را در ستاره مثلث ببندید، در مرحله مثلث هر سیم‌پیچ ۴۰۰ ولت می‌بیند، یعنی حدود ۱.۷ برابر ولتاژ طراحی، و موتور در مدت کوتاهی می‌سوزد.
اجزای مدار ستاره مثلث
در این راهنما نام‌گذاری زیر را به کار می‌بریم. در نقشه‌های مختلف ممکن است شماره کنتاکتورها جابه‌جا باشد، پس همیشه به نقش هر کنتاکتور نگاه کنید.
| جزء | نقش | جریان مبنای انتخاب |
|---|---|---|
| Q1: کلید حفاظت اتصال کوتاه | حفاظت کل راه‌انداز و کابل تغذیه | جریان نامی موتور (In) |
| KM1: کنتاکتور اصلی | تغذیه سرهای U1، V1، W1 | حدود ۰.۵۸ × In در AC-3 |
| KM2: کنتاکتور ستاره | اتصال سرهای U2، V2، W2 به هم | حدود ۰.۳۳ × In؛ بسیاری از طراحان یک سایز با بقیه انتخاب می‌کنند |
| KM3: کنتاکتور مثلث | اتصال سرهای U2، V2، W2 به فازها | حدود ۰.۵۸ × In در AC-3 |
| F2: بی‌متال | حفاظت اضافه‌بار سیم‌پیچ‌ها | تنظیم روی حدود ۰.۵۸ × In (اگر بعد از KM1 باشد) |
| KT: تایمر ستاره مثلث | تعیین زمان ماندن در ستاره | ولتاژ تغذیه برابر ولتاژ مدار فرمان |
عدد ۰.۵۸ همان یک تقسیم بر رادیکال ۳ است، چون در مثلث جریان هر سیم‌پیچ ۰.۵۸ برابر جریان خط است. اصول انتخاب کنتاکتور بر اساس AC-3 را در راهنمای انتخاب کنتاکتور و تنظیم رنج بی‌متال را در راهنمای بی‌متال توضیح داده‌ایم.
سیم‌بندی مدار قدرت
- سه فاز از کلید Q1 وارد کنتاکتور اصلی KM1 می‌شوند.
- خروجی KM1 از بی‌متال F2 می‌گذرد و به U1، V1 و W1 موتور می‌رود.
- ورودی کنتاکتور مثلث KM3 به همان سه فاز (بعد از Q1) وصل می‌شود. خروجی آن به این ترتیب به سرهای دوم می‌رود: فاز L1 به W2، فاز L2 به U2 و فاز L3 به V2. نتیجه، اتصال مثلث U1–W2، V1–U2 و W1–V2 است.
- سرهای U2، V2 و W2 همچنین به ورودی کنتاکتور ستاره KM2 می‌روند و خروجی KM2 با یک شینه یا سیم کوتاه به هم وصل می‌شود تا نقطه ستاره ساخته شود.
- برای موتور شش کابل (دو کابل سه‌رشته یا شش رشته جدا) به‌علاوه سیم ارت لازم است.
مراقب جهت چرخش باشید
ترتیب اتصال کنتاکتور مثلث باید طوری باشد که جهت میدان در ستاره و مثلث یکسان بماند. اگر سرها اشتباه جابه‌جا شوند، در لحظه تغییر به مثلث موتور ناگهان ترمز می‌کند، جریان بسیار زیادی می‌کشد و کلید قطع می‌کند. پس از اولین راه‌اندازی، جهت چرخش را در هر دو مرحله کنترل کنید.
مدار فرمان و ترتیب کار
یک مدار فرمان رایج به این صورت کار می‌کند:
- با فشار دادن شستی استارت، بوبین کنتاکتور ستاره KM2 و تایمر KT برق می‌گیرند.
- کنتاکت کمکی باز KM2 بوبین کنتاکتور اصلی KM1 را وصل می‌کند و یک کنتاکت باز KM1 به‌صورت خودنگهدار موازی شستی استارت قرار می‌گیرد. به این ترتیب ستاره قبل از اعمال ولتاژ بسته می‌شود و کنتاکتور ستاره بی‌بار وصل می‌شود.
- پس از زمان تنظیم‌شده، کنتاکت بسته تأخیری تایمر (معمولاً ۱۵-۱۶) باز می‌شود و KM2 قطع می‌شود.
- کنتاکت باز تأخیری تایمر (معمولاً ۱۵-۱۸) بسته می‌شود و پس از رها شدن KM2، کنتاکتور مثلث KM3 وصل می‌شود.
- کنتاکت بسته بی‌متال و شستی استپ به‌صورت سری در ابتدای مدار قرار دارند و هر دو کل مدار را قطع می‌کنند.
اینترلاک ستاره و مثلث
وصل هم‌زمان KM2 و KM3 یعنی اتصال کوتاه سه‌فاز. برای جلوگیری، یک کنتاکت بسته کمکی KM3 در مسیر بوبین KM2 و یک کنتاکت بسته KM2 در مسیر بوبین KM3 قرار می‌گیرد. در موتورهای بزرگ‌تر اینترلاک مکانیکی بین دو کنتاکتور هم توصیه می‌شود. شماره‌گذاری و کاربرد کنتاکت‌های NO و NC را در راهنمای کنتاکت کمکی ببینید.
تنظیم تایمر ستاره مثلث
موتور باید آن‌قدر در ستاره بماند که به نزدیکی دور نامی برسد. اگر زود به مثلث برود، جریان دوم تقریباً به اندازه راه‌اندازی مستقیم می‌شود و فایده ستاره مثلث از بین می‌رود. اگر بیش از حد در ستاره بماند، موتور با گشتاور کم زیر بار گرم می‌شود.
- عدد ثابتی برای همه موتورها وجود ندارد. برای پمپ و فن سبک معمولاً چند ثانیه کافی است و بارهای سنگین‌تر زمان بیشتری می‌خواهند.
- روش عملی: با آمپرمتر انبری جریان را در مرحله ستاره ببینید. وقتی جریان پس از اوج اولیه افت کرد و ثابت شد، آن زمان را به‌علاوه حاشیه کمی روی تایمر بگذارید.
- تایمرهای مخصوص ستاره مثلث یک مکث کوتاه، در حد ده‌ها میلی‌ثانیه، بین قطع ستاره و وصل مثلث ایجاد می‌کنند تا قوس کنتاکتور ستاره کاملاً خاموش شود. اگر از تایمر معمولی استفاده می‌کنید، اینترلاک الکتریکی را حتماً اجرا کنید.
مثال: موتور ۱۵ کیلووات
جریان نامی موتور ۱۵ کیلووات چهار قطب در ۴۰۰ ولت حدود ۲۹ آمپر است.
- کنتاکتور اصلی و مثلث: ۰.۵۸ × ۲۹ ≈ ۱۷ آمپر، پس کنتاکتور ۱۸ آمپر AC-3 مثل LC1D18 اشنایدر.
- کنتاکتور ستاره: ۰.۳۳ × ۲۹ ≈ ۱۰ آمپر؛ کنتاکتور ۱۲ آمپر انتخاب محتاطانه است.
- بی‌متال بعد از KM1: تنظیم روی حدود ۱۷ آمپر، با رنجی مثل ۱۲ تا ۱۸ آمپر.
- کلید حفاظت اتصال کوتاه بر اساس جریان کامل موتور و هماهنگ با کابل تغذیه.
این اعداد تقریبی است. برای پروژه از جدول هماهنگی ستاره مثلث سازنده و ابزار انتخاب راه‌انداز موتور استفاده کنید و راه‌اندازی مستقیم را با جدول انتخاب راه‌انداز موتور سه‌فاز مقایسه کنید.
کابل موتور در ستاره مثلث
در حالت مثلث، از هر رشته از شش رشته کابل موتور جریان سیم‌پیچ، یعنی حدود ۰.۵۸ جریان نامی، عبور می‌کند. پس هر رشته بر اساس این جریان و با در نظر گرفتن روش نصب و افت ولتاژ انتخاب می‌شود. کابل تغذیه تابلو تا راه‌انداز باید جریان کامل موتور را تحمل کند. برای انتخاب سطح مقطع از جدول انتخاب سیم و کابل کمک بگیرید.
اشتباه‌های رایج در مدار ستاره مثلث
- استفاده از موتور 230Δ/400Y در شبکه ۴۰۰ ولت.
- تنظیم بی‌متال روی جریان کامل موتور وقتی بی‌متال بعد از KM1 و در مسیر سیم‌پیچ قرار دارد؛ در این حالت سیم‌پیچ‌ها عملاً بی‌حفاظت می‌مانند.
- نبود اینترلاک الکتریکی بین ستاره و مثلث.
- زمان تایمر خیلی کوتاه که جریان مرحله مثلث را به اندازه راه‌اندازی مستقیم می‌رساند.
- جابه‌جا بستن سرهای مثلث و تغییر جهت میدان در لحظه گذر.
- استفاده از ستاره مثلث برای باری که در شروع گشتاور زیاد می‌خواهد؛ این‌جا سافت‌استارتر یا اینورتر گزینه بهتری است.
خرید تجهیزات راه‌انداز ستاره مثلث
کنتاکتورهای اشنایدر TeSys Deca، زیمنس SIRIUS، ال‌اس Metasol و هیوندای، بی‌متال و کلید مینیاتوری مناسب مدار ستاره مثلث در لمپاولت عرضه می‌شوند و قیمت روز هر کالا در صفحه آن درج شده است. اگر فهرست کامل یک تابلو را دارید، از سفارش سریع استفاده کنید.
سؤالات متداول
مدار ستاره مثلث برای چه موتوری مناسب است؟
برای موتور سه‌فازی که پلاک آن ۴۰۰ ولت مثلث (مثلاً 400Δ/690Y) را نشان می‌دهد، شش سر سیم‌پیچ آن در دسترس است و باری دارد که در شروع گشتاور زیادی نمی‌خواهد؛ مثل پمپ گریز از مرکز و فن.
جریان راه‌اندازی در ستاره مثلث چقدر کم می‌شود؟
جریان خط و گشتاور راه‌اندازی در مرحله ستاره تقریباً یک‌سوم راه‌اندازی مستقیم است. به همین دلیل باری که گشتاور شروع زیادی می‌خواهد ممکن است در ستاره راه نیفتد.
تایمر ستاره مثلث را روی چند ثانیه تنظیم کنیم؟
عدد ثابتی وجود ندارد. موتور باید در ستاره به نزدیکی دور نامی برسد. با آمپرمتر انبری زمانی را که جریان پس از اوج اولیه افت و ثابت می‌شود اندازه بگیرید و کمی حاشیه به آن اضافه کنید.
بی‌متال در ستاره مثلث روی چه عددی تنظیم می‌شود؟
اگر بی‌متال بعد از کنتاکتور اصلی و در مسیر سیم‌پیچ‌ها باشد، روی حدود ۰.۵۸ برابر جریان نامی موتور تنظیم می‌شود. اگر در خط تغذیه، قبل از تقسیم مسیر، باشد روی جریان نامی کامل تنظیم می‌شود.
چرا موتور در لحظه رفتن از ستاره به مثلث کلید را می‌پراند؟
رایج‌ترین علت‌ها زمان کوتاه تایمر، جابه‌جا بستن سرهای مثلث و تغییر جهت میدان، یا نبود مکث کافی بین قطع ستاره و وصل مثلث است. سیم‌بندی U2، V2 و W2 و زمان تایمر را بررسی کنید.
