همه چیز در رابطه با تابلو برق ستاره مثلث

موتور سه فاز

سیستم‌ها در مدار الکتریکی بر دو پایه تک فاز و سه فاز هستند که از موتورهای سه فاز بیشتر از موتورهای تک فاز در صنعت استفاده می‌شود.

ساختار این موتورهای به این صورت است که درون آن‌ها سه سیم پیچ جداگانه وجود دارد که وظیفه آن‌ها تولید میدان مغناطیسی چرخان است. با عبور جریان AC از هریک از سیم پیچ‌ها میدانی مغناطیسی تولید می‌شود که با هر بار تغییر جهت الکترون‌ها، شدت و قطبیت میدان مغناظیسی تغییر خواهد کرد. با اتصال هر سیم پیچ به فازی دیگر، میدان مغناطیسی در یک زمان متفاوت نسبت به فازهای دیگر از شدت و قطبیت تغییر خواهدکرد.

پس از آن سیم پیچ‌ها را باید 120 درجه، نسبت به درجه قبلی بچرخانیم. با ترکیب آن‌ها در استاتورموتورها، یک میدان مغناطیسی چرخان تولید می‌شود. از چرخش روتور که با استفاده از همین میدان مغناطیسی چرخشی انجام می‌شود، برای رانش فن‌ها، پمپ‌ها و … استفاده می‌شود.
سیستم‌های جدید به صورت چندفازی طراحی شده‌اند که در آن می‌توان بیش از یک فاز را برای تولید، انتقال و برای سیستم بار استفاده کرد و مدار سه فاز جزء این سیستم‌های چند فازی است که سه فاز از ژنزاتور را به سمت بار ارسال می‌کند. یکی از به صرفه‌ترین روش‌های انجام این کار بستن تابلو برق ستاره مثلث است.

اتصال ستاره

در این اتصال سه سیم فاز و یک سیم خنثی (درمجموع چهار سیم) وجود دارد. سیم خنثی از نقطه ستاره گرفته می‌شود. 

جریان مساوی در این اتصال زمانی برقرار می‌شود که جریانی که از سه سیم فاز عبور می‌کند، یکسان باشد. در غیر این صورت جریان نامتعال است. در حالت متعادل از سیم خنثی استفاده‌ای نخواهد شد ولی در جریان نامتعال، سیم خنثی جریان را به زمین متصل می‌کند که باعث می‌شود ترانسفورماتور آسیبی نبیند. کارایی این اتصال برای انتقال از راه دور است.

اتصال مثلث

در اتصال مثلت، برخلاف اتصال ستاره، از هیچ سیم خنثی‌ای استفاده نمی‌شود. بلکه از اتصال دلتا برای مسافت کوتاه استفاده می‌شود. دلیل این کار فرار از مشکل جریان نامتعادل در مدار است.

تلفیق اتصال ستاره و اتصال مثلث

اتصال ستاره، ولتاژ سیم پیچ را حدودا 58% کاهش می‌دهد و هم‌چنین جریان در این حالت 33% اتصال مثلث است. چراکه ولتاژ پایین، جریان کمتری را تولید می‌کند. نکته سومی که وجود دارد این است که گشتاور اتصال ستاره دربرابر اتصال مثلت 33% خواهد بود که به معنی کاهش گشتاور نیز می‌باشد. همه این موارد باعث می‌شود تابلئ برق ستاره مثلث با اتصال ستاره شروع به کار کند و پس از اینکه موتور به سرعت دلخواه خود رسید،اتصال مثلث وارد عمل شود و موتور از این طریق متصل شود.

همچنین می‌توانید با مطالعه مقاله اسکلت تابلو برق، اطلاعات جامعی در مورد این موضوع به‌دست آورید.

اجزای تشکیل دهنده تابلو برق ستاره مثلث

• کنتاکتور
• رله زمان
• ولتاژ حرارتی سه قطبی 
• عناصر فیوز یا قطع اتوماتیک مدار اصلی
• عنصر فیوز یا قطع خودکار

دلیل استفاده از تابلو برق ستاره مثلث

برای اینکه در موتور سه فاز خود گشتاور پایینی دشته باشیم از مدار ستاره مثلث استفاده می‌کنیم. جریان راه اندازی در موتور سه فاز شش یا هفت برابر بار نامی موتور است. درحالی‌که با استفاده از ستاره مثلث این جریان تا حد قابل توجهی کاهش پیدا می‌کند که باعث جلوگیری از صدمات می‌شود. این صدمات می‌تواند یکی از مثال‌های زیر باشد:

• تقاضای ناگهانی زیاد، سیستم الکتریکی ساختمان را دچار مشکل می‌کند.
• با افزایش دما در زیرساخت‌های الکتریکی، خطر خرابی قطعات و آتش سوزی به وجود می‌آید.
• افت والتاژی که بر اثر تقاضای ناگهانی به‌وجود می‌آید، چراغ‌ها را خاموش خواهد کرد.
• همچنین ممکن است مشکلات قابل توجهی برای رایانه‌ها و سرورها به وجود بیاید.

شرایط راه اندازی تابلو برق ستاره مثلث

1. شرط ابتدایی این است که ولتاژ نامی الکتروموتور حتما باید به صورت 380/360 باشد. برای مثال برای موتوری که ولتاژ نامی آن 230 ولت باشد، استفاده از این روش امکان پذبر نیست. نکته معمولی که وجود دارد این است که موتورهای سه فاز بزرگتر از چهار اسب (سه kw)، ولتاژ نامی 380 را دارا می‌باشند.
2. شرط مهم بعدی به کلاف‌ها مربوط است. مجموعا 6 سر کلاف در تخته الکتروموتور وجود دار که باید هر 2 سر کلاف در دسترس باشد. به صورتی که با باز کردن درپوش تخته این 6 ترمینال دیده شوند.

چگونگی اتصال موتور ستاره مثلث

موتورهای سه فاز دارای یک جعبه ترمینال هستند که این جعبه حاوی شش ترمنیال است. این ترمینال‌ها با استفاده از اعداد و حروف مشخص می‌شوند. (U1,V1,W1 و U2,V2,W2) روش اتصال این‌گونه است که ترمینال‌های نوع U به فاز 1 و ترمنیال‌های نوع V به فاز 2 و در نهایت نوع W به فاز 3 متصل می‌شوند. به صورت دقیق‌تر در اتصال ستاره ترمینال‌ها U2,W2 به V2 متصل خواهندشد. انی درحالی است که در اتصال مثلث W1 به V2، ترمینال V1 به U2 و ترمینال U1 به W2 متصل می شود. 

سوئیچ شدن مدار از حالت ستاره به مثلث نیلز به این دارد که تغذیه به‌صورت کامل قطع شود و در مرحله دوم سیم‌بندی تغییر کرده و در نهابت تغذیه مجدد وصل شود. این روش عملی نیست. دلیل استفاده از راه‌انداز ستاره مثلث نیز همین است.

مزایا و معایت مدار ستاره مثلث

در ادامه به بررسی مزایا و معایت مدار ستاره مثلث می‌پردازیم:

مزایای مدار ستاره مثلث

مزایای تابلو برق ستاره مثلث به شرح زیر می‌شد:

• تولید گرما ندارد
• دستگاه تعویض شیر در آن استفاده نمی‌شود
• این شیوه دارای قیمت بسیار مناسبی است.
• توانایی ایجاد گشتاور بالا در هر آمپر جریان خط تولید
• کاهش جریان راه اندازی تا 1/3 جریان مستقیم

معایب مدار ستاره مثلث

معایب تابلو برق ستاره مثلث به شرح زیر می‌شد:

• در ابتدا از گشتاور کمی برخوردار است
• نیاز به شش ترمینال موتور
• در این روش فقط 33% گشتاور راه اندازی تولید می‌شود. این مسئله باعث می‌شود اگر در شروع موتور به گشتاور بیشتری نیاز داشته باشد، تنش‌هایی ایجاد شود که به دلیل فشار بالا باعث خرابی مکانیکی خواهد شد. دلیل ایجاد تنش در اینجا، تغییر از اتصال ستاره به مثلث است.
• نیازمند بودن به دو مجموعه از استارت تا راه‌افتادن کامل موتور
• احتمال شکستن در گذراهای احتمالی

مدار فرمان و قدرت تابلو برق ستاره مثلث

به صورت کلی مدار فرمان مداری است که به کمک آن بتوان کار دستگاه‌ها و تجهیزات الکتریکی را برنامه ریزی کرد. همچنین از طریق این مدار می‌توان تعیین کرد هر کدام از دستگاه‌ها در چه زمانی قطع یا وصل شوند. علاوه بر موارد گفته شده، به کمک مدار فرمان ضریب ایمنی کارکرد تجهیزات افزایش پیدا خواهد کرد. از قطعات مهمی که در این مدار به‎‌کار می‌رود می‌توان به کنتاکتور اشاره کرد. با استفاده از این قطعه مدارات فرمان متنوعی طراحی می‌شود.

مزایای کنتاکتور مدار ستاره مثلث

• این نوع کنتاکتور سرعت قطع و وصل زیاد و استهلاک کمی دارد. 
• ایمنی مناسبی دارد و از نظر حفاظتی مورد تایید است.
• فضای اشغالی این کنتاکتور در نوع خود بی‌نظیر است. (حدودا یک رله تایمر)
• بازدهی بیشتر