راه اندازی ستاره و مثلث

‏روش‌ها و تفاوت راه اندازی ستاره و مثلث در الکتروموتور به صورت ستاره Yو مثلث Δ  دو تکنیک متفاوتی هستند که برای کاهش افزایش جریان اولیه هنگام راه‌اندازی موتورهای الکتریکی استفاده می‌شوند. در ادامه توضیح مفصلی در مورد هر دو آمده است.

ستارهY شروع:

‏در پیکربندی ستاره، سیم‌ پیچ‌های الکتروموتور به گونه‌ای به هم وصل شده‌اند که هر سیم‌ پیچ با یک فاز منبع تغذیه به‌صورت سری باشد. ولتاژ در هر سیم پیچ به 1/√3 (تقریباً 58٪) ولتاژ خط کاهش می‌یابد، همچنین باعث کاهش گشتاور راه اندازی می‌شود. این روش معمولاً برای موتورهایی استفاده می‌شود که به گشتاور راه اندازی بالا نیاز ندارند.

‏دلتاΔ شروع:

‏در مقابل، پیکربندی مثلث دارای سیم ‌پیچ‌های موتور در فازهای منبع تغذیه است که ولتاژ کامل خط را برای هر سیم‌ پیچ تامین می‌کند. این موضوع منجر به جریان راه اندازی و گشتاور بالاتر در مقایسه با پیکربندی ستاره می‌شود. راه اندازی دلتا اغلب برای برنامه‌هایی استفاده می‌شود که به گشتاور راه اندازی بالا نیاز دارند.

‏انتقال از ستاره به دلتا:

‏بسیاری از موتورها برای محدود کردن جریان اولیه با سیم پیچ‌ها در یک پیکربندی ستاره شروع می‌شوند و پس از رسیدن موتور به سرعت معینی به پیکربندی مثلث تغییر می‌کنند. این انتقال به موتور اجازه می‌دهد تا با جریان کاهش یافته به آرامی شروع به کار و سپس با گشتاور و راندمان بالاتر کار کند.

‏مدار کنترل:

‏انتقال و راه اندازی ستاره و مثلث معمولاً توسط یک تایمر یا یک رله حسگر جریان در مدار کنترل موتور کنترل می‌شود. هنگامی که موتور به سرعت مورد نیاز رسید یا جریان به سطح ایمن کاهش یافت، مدار کنترل سیم پیچ‌های موتور را از ستاره به مثلث تغییر می‌دهد.

‏نکته ایمنی:

‏باید اطمینان پیدا کنید که موتور برای راه اندازی ستاره و مثلث طراحی شده است، زیرا همه موتورها نمی توانند انتقال را بدون آسیب انجام دهند. علاوه بر این، هنگام کار با موتورهای الکتریکی و ولتاژهای بالا باید اقدامات احتیاطی مناسبی را رعایت کرد.

‏این روش راه اندازی به طور گسترده‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرد زیرا به کاهش شوک مکانیکی روی موتور و استرس الکتریکی روی منبع تغذیه در هنگام راه اندازی کمک می‌کند و می‌تواند به ویژه در تنظیمات صنعتی که موتورهای بزرگ رایج هستند مفید باشد.

راه اندازی ستاره و مثلث الکتروموتور چیست؟

‏اتصال ستاره به مثلث روشی است که برای راه اندازی الکتروموتور استفاده می‌شود. این روش برای کاهش افزایش جریان اولیه و افت ولتاژی که هنگام روشن شدن موتور الکتریکی رخ می‌دهد، طراحی شده است.

‏اتصال ستاره (اتصال Y):

‏در اتصال ستاره‌ای، انتهای ابتدایی سه سیم پیچ به یکدیگر متصل می‌شوند تا نقطه خنثی را تشکیل دهند. سرهای دیگر به منبع تغذیه متصل می‌شوند. این پیکربندی منجر به ولتاژی در هر سیم پیچ می شود که 1/√3 (تقریباً 58٪) ولتاژ کامل خط است، که جریان راه اندازی و گشتاور را به یک سوم ولتاژی که در یک اتصال مثلث است کاهش می‌دهد.

‏اتصال دلتا Δ

‏پس از راه اندازی موتور در پیکربندی ستاره، می‌توان آن را به یک اتصال مثلث تغییر داد. در یک اتصال مثلث، هر سیم پیچ از سر به انتها متصل می‌شود تا یک حلقه بسته را تشکیل دهد که منبع تغذیه در هر اتصال متصل است. این به موتور اجازه می‌دهد تا با ولتاژ کامل خط کار کند و قدرت و گشتاور کامل را فراهم کند.

Starter-Delta Starter:

‏استارت ستاره مثلثی نوعی استارت موتور است که ابتدا الکتروموتور را در یک پیکربندی ستاره‌ای برای راه اندازی وصل می‌کند، سپس هنگامی که موتور به سرعت معینی رسید به اتصال مثلث سوئیچ می‌کند. این کار به صورت خودکار با استفاده از تایمر یا به صورت دستی با سوئیچ انجام می‌شود.

‏چرا از Star-Delta استفاده کنیم؟

‏روش ستاره مثلث برای جلوگیری از جریان هجومی زیاد و فشار مکانیکی روی موتور و شفت در هنگام راه اندازی استفاده می‌شود. این موضوع به ویژه برای موتورهای بزرگ مفید است.

‏نمودارهای الکتریکی:

‏در نمودارهای الکتریکی، اتصال ستاره با یک ‘Y’ و اتصال مثلث با یک مثلث Δ  نشان داده می‌شود. سوئیچینگ بین دو پیکربندی را می‌توان با یک شماتیک نشان داد که اتصالات الکتروموتور و راه انداز ستاره-مثلث با مدار مربوط به آن را نشان می‌دهد.

‏این روش راه اندازی ستاره و مثلث به طور گسترده‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرد زیرا به طور موثر جریان راه اندازی را بدون نیاز به دستگاه‌های خارجی یا مدارهای کنترل پیچیده کاهش می‌دهد. این یک راه حل ساده، قابل اعتماد و مقرون به صرفه برای راه اندازی الکتروموتور است.

علت راه اندازی اتصال ستاره و مثلث الکتروموتور

‏اتصالات ستاره (Y) و مثلث (Δ) دو روش متفاوت برای راه اندازی الکتروموتور هستند که هر کدام هدف خاصی را انجام می دهند:

اتصال ستاره (Y):

‏راه اندازی ولتاژ کاهش یافته: از اتصال ستاره برای راه اندازی موتور با ولتاژ کاهش یافته استفاده می‌شود. این موضوع به کاهش جریان راه‌اندازی و گشتاور اولیه کمک می‌کند، که می‌تواند برای موتورهایی که به گشتاور راه‌اندازی بالا نیاز ندارند و برای محدود کردن تاثیر بر شبکه تامین برق مفید باشد.

• ‏محافظت از موتور: موتور را در برابر کشیدن جریان‌های زیاد که به طور بالقوه می تواند به سیم پیچ ها در هنگام راه اندازی آسیب برساند، محافظت می‌کند.
• ‏کاربردها: معمولاً در برنامه‌هایی استفاده می‌شود که در آن بار در ابتدا سنگین نیست، مانند پمپ‌ها یا فن‌ها.

اتصال دلتا Δ:

• ‏راه اندازی ولتاژ کامل: هنگامی که موتور به سرعت معینی رسید، معمولاً اتصال از ستاره به مثلث تغییر می‌کند. در اتصال مثلث، موتور به ولتاژ خط کامل متصل می‌شود که به آن اجازه می‌دهد جریان بیشتری داشته باشد و گشتاور بیشتری تولید کند.
• ‏گشتاور راه اندازی بالا: برای کاربردهایی که به گشتاور بالا در هنگام راه اندازی نیاز دارند، مانند ماشین آلات سنگین یا نوار نقاله، مناسب است.
• ‏مکانیسم سوئیچینگ: انتقال از ستاره به مثلث اغلب توسط یک تایمر یا مکانیزم سنجش سرعت کنترل می شود که سوئیچ زمانی رخ می دهد که موتور سرعت کافی را به دست آورد.

مزایا و معایب راه اندازی ستاره و مثلث الکتروموتور

‏راه اندازی یک موتور الکتریکی در پیکربندی ستاره (Y) یا مثلث (Δ) یک روش رایج است که برای کاهش موج اولیه جریان و به حداقل رساندن تنش مکانیکی استفاده می شود. در اینجا نگاهی دقیق به مزایا و معایب هر کدام آورده شده است:

اتصال ستاره (Y):

‏مزایا:

• ‏جریان راه اندازی کاهش یافته: جریان راه اندازی معمولاً یک سوم جریان در یک اتصال مثلث است که به کاهش تنش الکتریکی روی سیم پیچ استاتور کمک می‌کند.
• ‏استرس مکانیکی کمتر: گشتاور راه اندازی کمتر منجر به کاهش تنش مکانیکی بر اجزای موتور و بار محرکه می‌شود.
• ‏انعطاف ولتاژ: موتورها را می‌توان به گونه ای طراحی کرد که در دو ولتاژ مختلف کار کند، یکی برای اتصال ستاره و دیگری برای اتصال مثلث.

‏معایب:

• ‏گشتاور راه اندازی پایین تر: گشتاور راه اندازی نیز تقریباً یک سوم آن در اتصال مثلث است، که ممکن است برای راه اندازی بارهای سنگین مناسب نباشد.
• ‏کنترل مجتمع: به یک راه اندازی ستاره ومثلث یا دستگاه کنترل مشابهی نیاز دارد تا پس از راه اندازی به اتصال مثلث تبدیل شود.

اتصال دلتا Δ:

‏مزایا:

• ‏ گشتاور راه اندازی بالاتر: گشتاور بالاتری را در هنگام راه اندازی فراهم می‌کند که برای راه اندازی بارهای سنگین مفید است.
• ‏کنترل ساده: اگر موتور برای مقاومت در برابر جریان راه اندازی بالا طراحی شده باشد، به مکانیسم‌های کنترل پیچیده ای نیاز ندارد.

‏معایب:

• ‏جریان راه اندازی بالا: می‌تواند جریان راه اندازی را بکشد که 5-8 برابر جریان بار کامل است که منجر به افت ولتاژ و شوک الکتریکی قابل توجهی می‌شود.
• ‏شوک مکانیکی: گشتاور بالا می‌تواند باعث افزایش فشار مکانیکی بر روی موتور و تجهیزات شود.

‏در عمل، موتورها اغلب در یک پیکربندی ستاره ای راه اندازی می‌شوند تا جریان راه اندازی را محدود کنند و سپس به پیکربندی مثلث تغییر پیدا می‌کنند تا پس از کارکردن، گشتاور عملیاتی بالاتری بدست آید. این ترکیب از مزایای هر دو پیکربندی و در عین حال کاهش معایب فردی آنها بهره می‌برد.

نتیجه گیری

روش راه اندازی ستاره و مثلث یک فرآیند دو مرحله‌ای است که با اتصال ستاره برای محدود کردن جریان اولیه و گشتاور شروع، و سپس یک سوئیچ به اتصال مثلث برای تامین توان کامل برای عملکرد عادی ادامه پیدا می‌کند. این روش به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد زیرا شروع آرامی را فراهم می‌کند که می تواند طول عمر موتور را افزایش دهد.