صنعت تصفیه خانه روغن خوراکی

راه اندازی موتور سه فاز با مدار ستاره مثلث چطور انجام می شود و چه اجزایی دارد؟

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 یک 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، راه انداز ستاره مثلث و … که در این مقاله راه انداز ستاره مثلث را بررسی می کنیم.

راه اندازی موتور سه فاز به روش ستاره مثلث

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 می یابد و از صدمات ناشی از جریان راه اندازی بالا به موتور و سیستم برق جلوگیری می کند. اما چطور این اتفاق می افتد. برای اینکه به نحوۀ عملکرد راه انداز ستاره مثلث بپردازیم باید اول مدار ستاره و مثلث و روابط آن ها را معرفی کنیم.

فیلم راه اندازی ستاره مثلث 

فرمول های ستاره مثلث

عبارت “ستاره مثلث” به معنی یک سیستم سه فاز است که در آن سیم بندی موتور از “اتصال ستاره” به “اتصال مثلث” تغییر می کند. 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. 

محاسبه جریان ستاره مثلث

حال با یک مثال اساسی به بیان چگونگی روابط جریان و ولتاژ در دو حالت اتصال ستاره و مثلث می پردازیم. تصاویر زیر به خوبی گویای این مفاهیم هستند. 

تخته کلم موتور سه فاز

حالا که مفهوم اتصال ستاره مثلث را متوجه شدیم می توانیم یک موتور را با جریان راه اندازی کمتر با این روش راه اندازی کنیم. برای اینکار باید سیستم نیرو برای مدتی به صورت ستاره روی سیم پیچ موتور قرار بگیرد و وقتی جریان موتور به اندازه ۸۰ درصد بار نامی رسید به حالت مثلث تبدیل شود تا موتور کامل راه اندازی شود. پس سراغ جعبه ترمینال موتور می رویم.

روی همه موتورهای سه فاز یک جعبه ترمینال وجود دارد که شامل شش ترمینال هستند 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 های W به فاز ۳ متصل می شوند.

تخته کلم موتور ستاره مثلث 

کلاف فازهای موتور در اتصال ستاره و مثلث مطابق شکل زیر است:

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. برای اینکه مدار از حالت ستاره به مثلث برود لازم است که ابتدا تغذیه به طور کامل قطع شود، 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. 

شکل گرافیکی راه‌‎اندازی به‌صورت ستاره و مثلث، چه تفاوت‌هایی باهم دارند:

راه‌اندازی ستاره:

راه‌اندازی مثلث:

روش های راه اندازی موتور به روش ستاره مثلث 

همان طور که می دانید موتورهای قدرت پایین (کمتر از ۵٫۵ کیلووات، در شبکه ۴۰۰ ولتی) را می توان به طور مستقیم به شبکه وصل کرد. اما الکتروموتور با قدرت های بالاتر را به علت جریان نسبتاً زیاد در راه اندازی (در حدود ۴ تا ۶ برابر جریان نامی موتور) نباید مستقیماً به شبکه وصل کرد. روش های مختلفی برای این کار وجود دارد و ساده ترین آنها راه اندازی با اتصال ستاره مثلث است.

این روش برای الکتروموتورهای سه فاز ۳kW به بالا، مورد استفاده قرار می گیرد. در این روش در لحظۀ راه اندازی موتور به صورت ستاره شروع به کار کرده و در این حالت توان و جریان موتور یک سوم توان درج شده بر روی موتور است. پس از مدت زمانی موتور به حالت مثلث خواهد رفت بنابراین به توان نامی خود دست پیدا خواهد کرد. برای مثال، ما می دانیم که جریان راه اندازی موتور ۳ تا ۷ برابر جریان نامی آن است بنابراین با کاهش جریان به اندازۀ یک سوم می توان جریان لحظۀ راه اندازی را کاهش داد. با استفاده از راه اندازی ستاره، جریان راه اندازی به یک سوم میزان خود خواهد رسید. از آنجا که در هنگام راه اندازی جریان حدوداً دو برابر جریان نامی است تجهیزات حفاظتی می توانند حفاظتی مطمئنی را داشته باشند. پس می توان گفت، روش ستاره – مثلث، یک روش راه اندازی به طریقه کاهش ولتاژ است.

جریان راه اندازی در حالت ستاره، ۱/۳ جریان راه اندازی در حالت مثلث است.

توان در حالت اتصال مثلث ۳ برابر توان در اتصال ستاره است.

نکته: موتوری که ستاره – مثلث راه اندازی می شود، هیچ گاه در حالت ستاره زیر بار قرار نگیرد. زیرا برای غلبه بر نیروی بار به توان در حالت مثلث نیاز است و همان طور که گفته شد در حالت ستاره توان ۱/۳ توان حالت مثلث است و به توان نامی نمی رسد. این راه اندازی به دو طریق انجام می شود :

۱-مدار فرمان ستاره مثلث

۲-کلید ستاره مثلث

برای طراحی مدار قدرت و فرمان ستاره مثلث به چه تجهیزاتی احتیاج داریم ؟ 

برای طراحی مدار قدرت و فرمان راه انداز ستاره – مثلث از تجهیزاتی چون کنتاکتور، تایمر، شستی و فیوز یا کلید مینیاتوری استفاده می شود. ابتدا با تجهیزات تشکیل دهنده مدار ستاره مثلث آشنا می شویم. سپس انواع پرکاربرد مدار ستاره مثلث را بررسی می کنیم:

۱-کنتاکتور ستاره مثلث

 کنتاکتور یک کلید مغناطیسی است که برای قطع و وصل کردن مدار و کنترل و فرمان مدارهای الکتریکی مورد استفاده قرار می گیرد. 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 هستۀ ثابت، یک بوبین یا سیم پیچ قرار دارد. وقتی بوبین برقدار می شود، در هسته ثابت نیروی 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. کنتاکتور نوعی کلید ساده سه فاز است که ۳ کنتاکت اصلی با قدرت برای ارتباط تجهیزات و دستگاه های الکتریکی به شبکه و همچنین تعدادی کنتاکت  کمکی برای استفاده در طراحی مدارهای فرمان دارد.

مهمترین نکته در مدار ستاره مثلث

۲-کلید مینیاتوری

تایمر یکی از وسایل فرمان دهنده در مدارهای کنترل اتوماتیک هستند که وظیفۀ کنترل مدار را برای مدت زمانی معین برعهده دارند. ﮔﺎﻫﻲ اوﻗﺎت اﻧﺘﻈﺎر ﻣﻲرود ﻛﻪ ﻳﻚ مدار ﻣﺪت زﻣﺎﻧﻲ ﭘﺲ از گرفتن فرمان ﺷﺮوع ﺑﻪ ﻛﺎر ﻧﻤﺎﻳﺪ ﻳﺎ اﻳﻦ ﻛﻪ ﺑﻌﺪ از ﻣﺪت زﻣﺎﻧﻲ از ﻛﺎر ﺑﻴﻓﺘﺪ. مثلاً موتوری با یک سافت استارتر راه اندازی می شود و بعد می خواهیم سافت استارتر پس از راه اندازی از مدار خارج شود. در این نوع مدارهای ﺑﺮق ﺻﻨﻌﺘﻲ از ﺗﺎﻳﻤﺮ ﻫﺎ اﺳﺘﻔﺎده ﻣﻲ ﺷﻮد. 

۴-بی متال

رله بی متال برای حفاظت از موتور الکتریکی در مقابل اضافه بار استفاده و به کنتاکتور متصل می شود. عملکرد بی متال اشنایدر به این صورت است که اگر جریانی بیش از حد جریان تنظیم شده روی بی متال از آن عبور کند، عمل نموده و مسیر جریان را قطع می کند (مدار فرمان را قطع می کند).

۵-شستی یا پوش باتن

پوش باتن یا شستی، وسیله ای است با مکانیزم ساده سوئیچی که برای کنترل کردن پروسه یک سیستم عملیاتی و یا یک دستگاه به کار می رود. جنس بدنه و قسمت های مختلف پوش باتن معمولاً از پلاستیک یا فلز یا باکالیت مقاوم و سخت ساخته می شود.  پوش باتن های فلزی و پلاستیکی دارای کنتاکت کمکی هستند. شستی ها در مدارهای قدرت و فرمان کاربرد زیادی دارند که در مثال ها به آن بر می خوریم. 

حالا که با تجهیزات مورد نیاز در مدار ستاره مثلث آشنا شدیم و نحوه عملکرد هر کدام را بررسی کردیم، نقشه مدار ستاره مثلث را با هم مرور می کنیم. در سیم بندی یک موتور سه فاز ابتدای سیم بندی فازهای مختلف را با حروف U, V ,W و انتهای سیم بندی فازها را با حروف X و Y و Z نشان می دهند. در راه اندازی موتور سه فاز به روش ستاره – مثلث و از طریق مدار فرمان، به سه کنتاکتور نیاز است؛ یک کنتاکتور برای برق نرمال شهر، یکی برای اتصال مثلث و یک کنتاکتور دیگر برای اتصال ستاره.

در حالت ستاره، برای درست کردن نقطه ستاره، باید سه انتهای سیم بندی فازها، یعنی X و Y و Z به کمک یک کنتاکتور به یکدیگر وصل شوند و در ادامه ابتدای سیم بندی فازها یعنی U, V ,W به کمک کنتاکتور دیگری به شبکه (L1 و L2 و L3) اتصال یابند.

برای اتصال سیم بندی موتور به صورت مثلث باید به کمک یک کنتاکتور دیگر، ابتدای سیم بندی هر فاز به انتهای سیم بندی فاز بعدی وصل شود و همانند حالت ستاره و به کمک کنتاکتور دیگری، ابتدای سیم بندی فازها به شبکه متصل می شوند.

به طور کلی برای اتصال سیم بندی موتور به صورت ستاره و مثلث به سه کنتاکتور نیاز است. که یک کنتاکتور برای وصل سرها به شبکه در هر دو اتصال مشترک است.

همانطور که در شکل زیر می بینید، در راه انداز ستاره مثلث سه فاز تغذیه به کنتاکتور اصلی می رود و به سه ترمینال ورودی موتور یعنی U1,V1 و W1 در جعبه ترمینال وصل می شود. 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 است. 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.

چون هر الکتروموتور سه فازی را نمی توان با اتصال مثلث راه اندازی کرد، پس باید توجه داشت که کلید ستاره مثلث برای الکتروموتورهایی به کار می رود که سیم پیچ هر فازش برای ولتاژ خط شبکه حساب شده باشد. در شبکه برق ایران در صورتی یک الکتروموتور می تواند مثلث کار کند که روی پلاکش  Δ ۴۰۰ V یا  Δ / Y 400/660 نوشته شده باشد. ضمناً اگر قدرت موتور از ۲٫۲ کیلووات باشد و مثلث هم باشد، می توان آن را مستقیماً به شبکه وصل نمود (بدون کلید ستاره مثلث) معمولاً موتورهای ۴ کیلووات تا ۱۱ کیلووات را با استفاده از روش ستاره-مثلث راه اندازی می کنند.

البته در شبکه UL=400 موتور با قدرت بالاتر را با استفاده از روش اضافه نمودن مقاومت در سیم پیچ استاتور و یا سیم پیچ رتور (در موتورهای القایی با رتور سیم پیچی شده) راه اندازی می کنند.

معمولاً بر روی پلاک، دو ولتاژ به صورت  ۲۳۰/۴۰۰ و یا ۴۰۰/۶۶۰ 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 کنندۀ حالت مثلث و عدد بزرگتر بیان کنندۀ حالت ستاره است. در ادامه پلاک موتور سه فاز را بیشتر بررسی می کنیم.  در صنعت، کلیدهای زبانه ای و غلتکی به صورت های دیگری نیز ساخته می شوند، از جمله کلید دو طرفه، کلید برای موتورهای دو دور که ساختمان آنها کم و بیش ترکیبی از کلید چپ گرد، راست گرد و یا ستاره مثلث است.

نکات مهم در راه انداز ستاره مثلث

۱- هر موتور آسنکرون سه فاز نمی تواند با اتصال ستاره – مثلث راه اندازی شود.

۲- قبل از راه اندازی، باید به پلاک الکتروموتور توجه کرد که سیم پیچ های آن برای ولتاژ خطی طراحی شده باشند؛ یا به عبارت دیگر، ولتاژ حالت مثلث باید برابر ولتاژ خطی شبکه باشد؛ مثلاً در شبکه ایران، فقط موتورهایی با پلاک ۶۶۰/۴۰۰v,∆۴۰۰∆/ג  می توانند به صورت ستاره – مثلث راه اندازی شوند. 

۳- موتوری که ستاره – مثلث راه اندازی می شود، هیچ گاه نباید در اتصال ستاره، زیر بار قرار گیرد.

پلاک موتور سه فاز

1. روی پلاک حالت ستاره و مثلث را به یکی از حالت‌های زیر نمایش داده می‌شود
2. اگر روی پلاک دو عدد درج‌شده بود و علامتی نبود ( مثلاً ۳۸۰/۲۲۰) عدد اول از سمت چپ، کوچک‌تر است و مربوط به مثلث است.

3. در این پلاک فقط دو عدد ۳۸۰/۲۲۰ درج‌شده و خبری از علامت نیست.. پس طبق مورد دو بالا، ۲۲۰ ولت مربوط به مثلث و ۳۸۰ولت مربوط به ستاره است.

   • ۲۲۰ مثلث: یعنی ولتاژ دو سر کلاف حداکثر ۲۲۰ ولت است.
   • ۳۸۰ ستاره: یعنی ولتاژ دو سر کلاف ۳۸۰ ولت تقسیم‌بر رادیکال ۳ یعنی حداکثر ۲۲۰ ولت می‌تواند باشد.

   در شبکه ایران که ۳۸۰ ولت است، چه جوری باید سربندی انجام بدیم که حداکثر ۲۲۰ ولت دو سر کلاف بیفتد؟ پاسخ سربندی به‌صورت ستاره است. چون اگر مثلث ببندیم، کل ولتاژ ۳۸۰ ولت دو سر کلاف خواهد افتاد و موتور می‌سوزد.

در هر دو پلاک بالا، دو ولتاژ و علائم مربوطه را داریم و کار کمی ساده‌تر است.

• ۳۸۰ مثلث: یعنی ولتاژ دو سر کلاف حداکثر ۳۸۰ ولت است.
• ۶۶۰ ستاره: یعنی ولتاژ دو سر کلاف ۶۶۰ ولت تقسیم‌بر رادیکال ۳ یعنی حداکثر ۳۸۰ ولت می‌تواند باشد.

در شبکه ایران که ۳۸۰ ولت است، چه جوری باید سربندی انجام بدیم که حداکثر ۳۸۰ ولت دو سر کلاف بیفتد؟ پاسخ سربندی به‌صورت مثلث است. منتها می‌توانیم با استفاده از مدارهای کنتاکتوری ستاره راه‌اندازی کنیم تا جریان کشی از شبکه کمتر شود ( ولتاژ ۲۲۰ ولت دو سر کلاف خواهد افتاد) منتها باید بعد از یک‌زمان مشخص که موتور اصطلاحاً دور گرفت تبدیل به مثلث شود و در همین حالت کار کند… چون در حالت ستاره، احتمال اینکه موتور زیر بار بخوابد و جریان کشی کند زیاد خواهد بود.

توجه: موتور ۶۶۰/۳۸۰ تنها موتوری در ایران است که می‌توان به‌صورت ستاره-مثلث راه‌اندازی کرد.

در پلاک پایین، یک عدد داریم و یک علامت.۴۰۰ مثلث، در شبکه ایران که ۳۸۰ ولت است، چه جوری باید سربندی انجام بدیم که حداکثر ۴۰۰ ولت دو سر کلاف بیفتد؟ پاسخ سربندی به‌صورت مثلث است. منتها مانند مثال ۲ می‌توانیم اول به‌صورت ستاره راه‌اندازی کنیم و بعد تبدیل به مثلث کنیم.

باز هم یک عدد و یک علامت داریم. ۲۳۰ مثلث، در شبکه ایران که ۳۸۰ ولت است، چه جوری باید سربندی انجام بدیم که حداکثر ۲۳۰ ولت دو سر کلاف بیفتد؟ پاسخ سربندی به‌صورت ستاره است. دقت کنید که علامت تنها راهنمای ماست و اگر مثلث سربندی کنیم، چون ولتاژ ۳۸۰ ولت دو سر کلاف می‌افتند، سیم‌پیچی موتور خواهد سوخت.

جمع‌بندی روشهای بالا: علامت ستاره مثلث روی پلاک تنها نشانه‌ای برای پیدا کردن حداکثر ولتاژ قابل‌تحمل کلاف است و الزاماً مجوز راه‌اندازی به‌صورت ستاره مثلث نیست!! در ایران فقط موتورهایی با پلاک ۶۶۰/۳۸۰ یا ۳۸۰ مثلث را می‌توان به‌صورت ستاره مثلث راه‌اندازی کرد.

نحوه تشخیص سربندی موتور سه فاز

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 یکدیگر متصل شده باشند، اتصال به صورت مثلث و اگر ترمینال های مجاور به هم وصل شده باشند سربندی موتور با اتصال ستاره است. شکل های زیر نحوه سربندی موتور ستاره مثلث را نشان می دهد.

انواع مدار راه اندازی ستاره مثلث برای موتور سه فاز

همانطور که گفتیم یکی از روش های راه اندازی موتور سه فاز، راه اندازی ستاره مثلث است و در این روش حداقل به یک کنتاکتور اصلی، یک کنتاکتور مثلث، یک کنتاکتور ستاره و یک تایمر احتیاج داریم تا موتور راه اندازی شود. اما می توان قابلیت های دیگری هم در حین راه اندازی موتور به روش ستاره مثلث در مدار طراحی کرد تا استفاده از این مدار را به مراتب برای تکنسین برق آسان تر کند. مثلاً مدار ستاره مثلث به صورت دستی یا اتوماتیک راه اندازی شود، یا قابلیت تغییر جهت چرخش موتور را داشته باشد. 

۱- مدار فرمان و قدرت ستاره مثلث دستی

مدار فرمان ستاره مثلث را هم می توان به صورت دستی و هم به صورت اتوماتیک طراحی نمود. در مدار فرمان دستی از یک شستی ساده یا دوبل برای قطع کنتاکتور ستاره و وصل کنتاکتور مثلث استفاده می شود و در مدار فرمان اتوماتیک این وظیفه بر عهده یک تایمر و تیغه بسته آن که در نقش یک شستی استپ ظاهر می شود، گذاشته شده است.

با فشار بر شستی استارت در مدار فرمان اتوماتیک ابتدا باید کنتاکتور ستاره ساز K۱M وارد مدار شود و سپس تیغه باز آن (K1) که بر سر راه کنتاکتور شبکه K۲M قرار دارد، مانند یک شستی استارت عمل کرده، باعث وصل کنتاکتور شبکه (K2M) می شود.

همزمان با وصل کنتاکتور KIM، تایمر K۱۳ نیز وصل شده، شروع به زمان شماری می نماید تیغه باز K۲، برای تغذیه کنتاکتورهای KIM و KM در نقش تیغه خودنگهدار ظاهر می شود. پس از زمان شماری تایمر، تیغه بسته KIT آن بر سر راه کنتاکتور K۱ باعث قطع این کنتاکتور و وصل کنتاکتور مثلث ساز K3M می شود.

مدار فرمان در این حالت باید به گونه ای طراحی شود که کنتاکتور های ستاره ساز K1M و مثلث ساز X3M حتی برای یک لحظه همزمان وارد مدار نشوند، زیرا بین هر سه فاز، اتصال کوتاه پیش خواهد آمد. پس در مدار فرمان، باید در مسیر تغذیه بویین هر یک از کنتاکتورهای فوق، کنتاکت بسته ای از کنتاکتور دیگر قرار گیرد.

۲- مدار فرمان و قدرت ستاره مثلث اتوماتیک 

مدار قدرت ستاره مثلث در شکل زیر نشان داده شده است، اما در مدار فرمان همان طور که در شکل دوم می بینید دیگر شستی S2 جهت قطع کنتاکتور حالت ستاره نیست. بلکه تیغه بسته تایمر KT1 این عمل را انجام می دهد. یعنی با استارت توسط شاستی S1 ابتدا علاوه بر کنتاکتور حالت ستاره کنتاکتور اصلی و بوبین تایمر هم برق دار می شوند. پس از زمان تنظیمی بر روی تایمر، تایمر عمل کرده و باعث قطع مسیر عبور جریان عادی برای کنتاکتور K2 می شود که با قطع بوبین K2 تیغه باز K2 نیز باز شده و به حالت عادی بر می گردد. در نتیجه هیچ جریانی به کنتاکتور K2 و تایمر نمی رسد و تنها کنتاکتور K1 و K3 برق دار هستند و موتور به حالت مثلث رفته، از آنجا که تیغه بسته آن در مسیر کنتاکتور K2 بوده و مسیر عبور جریان کنتاکتور K2 باز است با تحریک S1 هیچ موتوری به حالت ستاره نمی رود و این خواسته ماست و قطع کامل مدار توسط S0 صورت می گیرد.

با START مجدد توسط  S1 لحظه اندکی (تنظیم شده به روی تایمر) به حالت ستاره رفته و سپس به طور اتوماتیک حالت ستاره قطع و به مثلث رفته و به همان حال باقی می ماند.

در تصویر زیر یک مدار فرمان ستاره مثلث اتوماتیک و دستی را مشاهده می کنید:

۳- مدار فرمان و قدرت ستاره مثلث اتوماتیک با تایمر

در شکل زیر یک مدار راه اندازی ستاره مثلث به وسیله تایمر را مشاهده می کنید:

راه اندازی موتور سه فاز با اتصال ستاره و مثلث با برق تک فاز را مشاهده می کنید:

۴-مدار فرمان و قدرت ستاره مثلث چپگرد راستگرد

مدار قدرت تغذیه کننده موتور در این حالت شبیه به مدار قدرت ستاره – مثلث است، با این تفاوت که در ابتدای مدار فرمان از کنتاکتور دیگری نیز برای تعویض جای دو فاز و در نتیجه تعویض جهت چرخش موتور استفاده می شود. شماره های ۳۱ تا ۳۴ که در مدار قدرت مشاهده می شوند، شماره مسیرهای جریان مختلف در مدار قدرت هستند هر سه فاز یک شماره می گیرند).

برای جلوگیری از اتصال کوتاه دو فاز در بخش راست گرد و چپ گرد، کنتاکت بسته ای از کنتاکتور KL1 بر سر راه کنتاکتور KL۲ در مسیر ۳ و کنتاکت بسته ای از کنتاکتور KL۲ بر سر راه کنتاکتور KL۱ در مسیر ۱ قرار می گیرد. همچنین برای جلوگیری از اتصال کوتاه سه فاز در بخش ستاره مثلث باید کنتاکت بسته ای از کنتاکتور ستاره ساز بر سر راه کنتاکتور مثلث ساز در مسیر ۶ و کنتاکت بسته ای از کنتاکتور مثلث ساز بر سر راه کنتاکتور ستاره ساز در مسیر ۵ قرار گیرد.

در حالت اتوماتیک، تایمر K۱۲ وظیفه دارد تا مانند یک شستی استپ عمل نماید و پس از سپری شدن یک زمان مشخص، کنتاکتور ستاره ساز را از مدار خارج کند تا در همان زمان شرایط برای ورود کنتاکتور مثلث ساز فراهم شود.

 

۵-ستاره مثلث در سیم بندی موتور دالاندر

نوعی دیگر از اتصال ستاره مثلث در الکتروموتور دالاندر کاربرد دارد. با کمک به سیم بندی دالاندر می توان تعداد قطب های موتور را با نسبت ۲ به ۱ تغییر داد. به عبارت دیگر در موتور با سیم بندی دالاندر در حالت دور تند سرعت موتور دو برابر سرعت در حالت دور کند آن است. در موتور با سیم بندی دالاندر معمولاً مجموعه گروه کلاف های سه فاز، در حالت دور کند یا قطب زیاد به صورت مثلث و در حالت دور زیاد یا قطب کم به صورت ستاره دوبل به هم وصل می شوند.

نحوه اتصال سیم بندی موتور را در حالت دور کند و دور تند به صورت ساده در شکل زیر نشان می دهد که برای اتصال سیم بندی موتور به صورت مثلث تنها به یک کنتاکتور و برای اتصال سیم بندی موتور به صورت ستاره دوبل به دو کنتاکتور و در مجموع به ۳ کنتاکتور نیاز است.

نخستین کنتاکتوری که در مدار فرمان، می تواند وارد مدار شود، کنتاکتور مثلث ساز KMM یا همان کنتاکتور حالت دور کند است. برای تغییر اتصالات از حالت دور کند به حالت دور تند ابتدا باید کنتاکتور مثلث ساز KIM قطع شود و در همان لحظه کنتاکتور K۲M که نقطه ستاره را در حالت دور تند (در حالت ستاره دوبل) می سازد، وارد مدار شود. برای این منظور باید از یک شستی دوبل II استفاده شود تا همزمان با قطع کنتاکتور KIM کنتاکتور KYM وارد مدار شود.

 

با ورود کنتاکتور ستاره ساز K۲M باید کنتاکتور K۳M نیز که انشعابات سیم بندی موتور را در حالت دور تند به شبکه وصل می کند، وارد مدار شود. به همین منظور کنتاکت بازی از کنتاکتور KM در نقش شستی استارت، بر سر راه کنتاکتور K۳M قرار می گیرد.

کنتاکت باز K۳M در مسیر ۴ به عنوان کنتاکت خود نگهدار یا مسیر دوم برای تغذیه کنتاکتورهای K۲M و K۳M به کار گرفته می شود. همچنین برای جلوگیری از بروز اتصال کوتاه سه فاز نباید کنتاکتورهای اتصال مثلث و اتصال ستاره دوبل همزمان با هم وارد مدار شوند. به همین دلیل کنتاکت های بسته ای از کنتاکتورهای K۲M و K۳M بر سر راه بوبین کنتاکتور KIM و دو کنتاکت بسته از کنتاکتور KIM بر سر راه کنتاکتورهای K۲M و K۳M قرار می گیرند.

دلیل استفاده از کنتاکتور کمکی K1 در مدار فرمان این موتور و استفاده از کنتاکت باز آن در مسیر ۳ و بر سر راه تغذیه بویین کنتاکتور ستاره ساز KYM این است که حتما موتور کار خود را با دور کند شروع کند. زیرا تا کنتاکتور K1 از طریق کنتاکت باز کنتاکتور دور کند KIM وارد مدار نشود و کنتاکت باز K۱ آن در مسیر تغذیه بویین کنتاکتور KM بسته نشود، امکان کارکرد موتور با دور تند فراهم نخواهد شد.

کلید ستاره مثلث

اگر بخواهیم اتصال ستاره مثلث را اقتصادی تر پیاده کنیم می توانیم از کلید ستاره مثلث یا (Star-delta Switch) استفاده کنیم. کلید ستاره مثلث ساده معمولاً به صورت غلتکی و زبانه ای ساخته می شود. این کلید ابتدا سیم پیچ های موتور را به صورت ستاره به شبکه وصل می کند. پس از اینکه موتور به سرعت نرمال خود رسید، با تغییر حالت کلید، سیم پیچ های موتور را به حالت مثلث در شبکه قرار می دهد. بنابراین کلید دارای سه حالت معمولی، ستاره و مثلث است.

کلید ستاره مثلث دو نوع کنترلی و قدرت دارد. خروجی کلید ستاره مثلث کنترلی به سه کنتاکتور وصل می شود و با استفاده از کنتاکتورها کار می کند اما دیگر به تایمر و مدار فرمان احتیاجی نیست. اگر از کلید ستاره مثلث قدرت استفاده شود نیاز به کنتاکتور نیست و کنترل مدار به طور کامل توسط این کلید انجام می شود.

 

تعداد کنتاکت ها در کلید ستاره مثلث، ۹ تا است. کنتاکت ۲،۹،۱۴ برای سه فاز ورودی (L1,L2,L3) ، کنتاکت ۳،۶،۱۵ برای (U1,V1,W1) و کنتاکت های ۷،۱۲،۸ برای (U2,V2,W2) استفاده می شود. 

      جدول اتصالات کلید ستاره مثلث

اتصال مستقیم یک موتور سه فاز به شبکه با استفاده از کلید زبانه ای

برای اتصال این کلید به موتور، ولتاژ سه فاز را به پیچ های L₁، L₂، L₃ متصل می کنیم و ۶ ترمینال تخته کلم را به ترمینال های Z، Y، X، U، V، W متصل می کنیم. این کلید با علامت      مشخص می شوند.

 کلیدهای ستاره مثلث را برای موتورهایی می توان به کار برد که سیم پیچ هر فاز آن ها قدرت تحمل ولتاژ خط شبکه را داشته باشد، به عبارت دیگر ولتاژ مجاز سیم پیچ هر فاز آن ها برابر با ولتاژ خط شبکه باشد. در صورتی که ولتاژ خط شبکه ۴۰۰ ولت باشد، بر روی پلاک موتور معمولاً عبارت Δ۴۰۰ یا ۴۰۰/۶۶۰ نوشته می شود (عدد کمتر همواره حداکثر ولتاژ مجاز سیم پیچ هر فاز را نشان می دهد).

توان در موتور الکتریکی

در موتور های الکتریکی سه دسته توان داریم:

1. توان اکتیو (P): توان حقیقی و توانی که باعث چرخش شفت موتور می شود و واحد آن وات (W) سنجیده می شود.
2. توان راکتیو (Q): یک توان فرضی در صورت وجود اختلاف فاز بین ولتاژ و جریان در مدار است و نقشی در چرخش شفت موتور ندارد و  واحد آن کیلووار (KVAR) است.
3. توان ظاهری (S): از ترکیب دو توان اکتیو و راکتیو توان ظاهری به دست می آید و به عنوان توان کل در نظر گرفته می شود و واحد آن کیلو ولت آمپر (KVA) است.

محاسبه توان برای الکتروموتورهای سه فاز

توان اکتیو

توان راکتیو

توان ظاهری

ضریب توان

رابطه بین توان ها

 

برای مثال جریان خط یک الکتروموتور سه فاز که با آمپرمتر اندازه گیری شده برابر ۱۰۴ آمپر است و ضریب توان آن ۰٫۸ بوده، توان این موتور چقدر است؟

بنابراین توان این موتور ۵۵ کیلووات است.

فرمول محاسبه جریان الکتروموتور سه فاز

 

برای مثال جریان الکتروموتوری با توان ۴۵ کیلووات و ضریب توان ۰٫۷ و ولتاژ خط ۳۸۰ ولت به صورت زیر محاسبه می شود:

معایب و مزایای روش ستاره مثلث

مدار ستاره مثلث نیز مانند هر روش راه اندازی موتور دیگری دارای یک سری معایب و مزایا می باشد که مهمترین آنها در جدول زیر شرح داده شده است.

معایب	مزایا
راه اندازی پیچیده تر نسبت به تک ضرب	مناسب برای موتورها با توان بین ۳ تا ۱۰ کیلو وات
گشتاور راه اندازی کم	استهلاک کمتر
هزینه متوسط(بیشتر از dol)	جریان راه اندازی کم

فیلم نحوه تست سیم پیچ موتور سه فاز با اهم متر دیجیتال