بخش دوم

انواع روش‌های راه‌اندازی موتورهای القایی ( راه‌اندازی به صورت ستاره مثلث )

بخش دوم

در بخش قبل در رابطه با راه‌اندازی مستقیم موتور و مزایای و معایب آن مطالبی ارائه شد. هم‌چنین دلیل جریان هجومی شدید در لحظه راه‌اندازی نیز تحلیل شد. در ادامه روش دوم راه‌اندازی الکتروموتورها تحت عنوان راه‌اندازی دوضرب ستاره-مثلث بررسی می‌شود.

در این روش تمام 6 پایه موتور سیم‌بندی می‌شوند. برای این کار در حالت عادی به 3 عدد کنتاکتور و 1 عدد تایمر نیاز است که مدار قدرت و فرمان آن به شکل زیر می‌باشد.

در این روش ابتدا ولتاژ در حالت ستاره به دو انتهای دو سیم‌پیچ موتور اعمال می‌شود که در تصویر زیر قابل مشاهده است:

همان‌طور که در تصویر فوق مشاهده می‌شود در حالت ستاره ولتاژ اعمالی به هر سیم‌پیچی استاتور برابر  ولتاژ خط می‌باشد.

پس از اعمال ولتاژ از طریق سربندی ستاره وقتی دور موتور به دور نامی نزدیک شد مدار قدرت سربندی موتور را به صورت مثلث تبدبل می‌کند که تصویر آن در شکل زیر قابل مشاهده است.

هنگامی که سربندی موتور به حالت مثلث تبدیل می‌شود همان‌طور که در تصویر نیز قابل مشاهده است ولتاژ خط عینا بر روی هر سیم‌پیچ اعمال می‌شود.

در هر دو حالت ستاره و مثلث فرکانس ولتاژ اعمالی به موتور برابر فرکانس شبکه توزیع یعنی 50 هرتز است پس در هر دو حالت سیم‌پیچی های موتور مقاومت معادل یکسانی را از خود نشان می‌دهد ( با فرض یکسان بودن شرایط بار در هر دو حالت و وجود گشتاور بار ثابت) اما در حالت مثلث ولتاژ اعمالی به سیم‌پیچ‌های موتور  برابر ولتاژ اعمالی به آن‌ها درحالت ستاره است درنتیجه با ثابت بودن مقدار مقاومت سیم‌پیچ‌ها، جریان کشیده شده توسط هریک از سیم‌پیچ‌های موتور در حالت مثلث  بیشتر از حالت ستاره است اما در مجموع همان‌طور که تصویر بعد نشان داده شده است جریان خط در حالت مثلث 3 برابر جریان خط در حالت ستاره است پس جریان راه‌اندازی در حالت ستاره   جریان راه‌اندازی درحالت مثلث خواهد بود.

اساسا این روش جزو دسته روش‌های راه‌اندازی موتور با کاهش ولتاژ دسته‌بندی می‌شود. می‌دانیم ولتاژ با گشتاور رابطه‌ایی به شکل زیر دارد:

همان‌طور که از رابطه فوق مشخص است گشتاور با توان دوم ولتاژ رابطه مستقیم دارد پس با استفاده از روش راه‌اندازی دوضرب با توجه به این‌که سربندی موتور هنگام راه‌اندازی به‌صورت ستاره است و ولتاژ هنگام راه‌اندازی کاهش می‌یابد، پس گشتاور نیز هنگام راه‌اندازی به صورت نمایی کاهش می‌یابد. به صورت کلی گشتاور راه‌اندازی در حالت ستاره  تا  حالت مثلث است. منحنی‌های جریان و گشتاور در حالت ستاره و مثلث در نمودار زیر با یکدیگر مقایسه شده‌اند.

با توجه به نکته اخیر باید عنوان کرد که درمورد بارهای سنگین اگرچه که پیک جریان در حالت ستاره نسبت به حالت مثلث کاهش پیدا می‌کند اما با تضعیف زیاد گشتاور، با توجه به افزایش زمان رسیدن به حالت کار پایدار موتور، مدت زمان اضافه جریان درحالت راه‌اندازی افزایش پیدا می‌کند که تاثیر مخربی بر موتور دارد.

در هر دو حالت ستاره و مثلث با توجه به این‌که فرکانس 50 هرتز به موتور اعمال می‌شود و تعداد قطب موتور نیز با توجه به ساختار مکانیکی موتور ثابت است، سرعت میدان دوار برابر است.

نکته دیگر در مورد این روش راه‌اندازی، حالت گذار مدار باز آن است. هنگام تغییر وضعیت از حالت ستاره به مثلث برای مدت زمان کوتاهی ترمینال‌های متصل به موتور باز می‌شوند. با توجه به این که ثابت زمانی برای مدار معادل روتور نسبتا طولانی است در این مدت زمان سوئیچ بین دو سربندی ستاره و مثلث، وجود میدان در روتور درحال چرخش میدان و ولتاژی در استاتور القا می‌کند و پس از اعمال وضعیت مثلث به موتور، دامنه و فاز میدان ایجاد شده توسط روتور در استاتور با میدان ناشی از اعمال سه فاز به استاتور متفاوت است و این موضوع باعث ایجاد شوک مکانیکی و ضربه جریانی در موتور می‌شود. درصورت اختلاف فاز زیاد بین این دو میدان در لحظه سوئیچ، حتی ممکن است ضربه جریان از ضربه جریان راه‌اندازی مستقیم بیشتر باشد.

در نهایت مزایای و معایب این روش را ازقرار زیر می‌توان نام برد:

مزایا:

  1. کاهش جرایان راه‌اندازی
  2. ساختار ساده
  3. هزینه پایین
  4. سیم‌بندی آسان
  5. قابلیت اطمینان قابل قبول
  6. مقاوم در برابر شرایط محیطی
  7. گشتاور راه‌اندازی پایین
  8. عیب‌یابی آسان

معایب:

  1. اضافه جریان در راه‌اندازی
  2. گشتاور راه‌اندازی پایین
  3. ضربه جریانی و مکانیکی در راه‌اندازی گشتاور بارهای کوچک
  4. ضربه جریانی و مکانیکی به موتور و بار در لحظه تغییر وضعیت
  5. عدم امکان کنترل سرعت موتور
  6. عدم امکان کنترل موقعیت موتور
  7. عدم امکان کنترل نحوه شتابگیری و توقف موتور
  8. هزینه بالای کابل در مواردی که موتور و تابلو فاصله زیادی دارند

در پایان باید ذکر کرد که راه‌اندازی همه انواع موتورها با روش راه‌اندازی دوضرب کار استاندارد و صحیحی نیست.

برای دانلود این مقاله روی لینک زیر کلیک کنید.

© کپی رایت - آگر الکترونیک