راه اندازی موتورهای الکتریکی، به ویژه موتورهای سه فاز، اهمیت زیادی دارد. زمانی که یک موتور الکتریکی را راه‌اندازی می‌کنیم، جریان ولتاژ بسیار بالا به موتور وارد می‌شود، که این موضوع می‌تواند به مدارها و تجهیزات الکتریکی صدمه بزند. به همین دلیل برای راه‌اندازی یک موتور سه فاز، از روش‌های مختلفی استفاده می‌شود تا جریان راه‌اندازی به حداقل کاهش یابد. این روش‌ها شامل راه‌اندازی با استفاده از اینورتر، سافت استارتر، راه‌اندازی مستقیم، راه‌اندازی با ستاره-مثلث و … می‌شوند.
راه اندازی موتور سه فاز به روش ستاره مثلث
راه اندازی موتور سه فاز به روش ستاره-مثلث یکی از متداول‌ترین روش‌های استفاده از موتورهای الکتریکی سه فاز برای کاربردهای صنعتی است. این روش به موتور اجازه می‌دهد با گشتاور کمتری راه‌اندازی شود و جلوی شوک‌ها و صدمات جریان راه‌اندازی بالا را بگیرد. در ادامه، مراحل راه‌اندازی موتور به روش ستاره-مثلث را توضیح می‌دهم:
- اتصال کابل‌ها: در این روش، سه سیم موتور سه فاز به نام‌های A، B و C داریم. ابتدا، سیم‌های موتور به خطوط فازهای مختلف شبکه الکتریکی متصل می‌شوند.
- اتصال موتور به روش ستاره (Star Connection): در این مرحله، سه اتصال موتور به نام‌های U، V و W به ترتیب به فازهای A، B و C متصل می‌شوند. این نوع اتصال به شکل مثلث نیست، بلکه به شکل ستاره انجام می‌شود.
- اتصال موتور به روش مثلث (Delta Connection): برای ادامه عملیات، موتور را در حالت ستاره به کار می‌اندازیم و پس از چند ثانیه، به حالت مثلث تغییر می‌دهیم. برای انجام این کار، اتصال‌های U، V و W به نوبت به فازهای A، B و C تغییر می‌کنند. این تغییر در اتصال به موتور جریان راه‌اندازی را به طور قابل ملاحظه‌ای کاهش می‌دهد.
- کنترل و حفاظت: برای انجام راه‌اندازی ستاره-مثلث، از یک دستگاه کنترلی مانند کنتاکتورها و رله‌ها استفاده می‌شود. این دستگاه‌ها برای کنترل تغییر وضعیت اتصال‌ها و زمان‌بندی مناسب برای تغییر اتصال به کار می‌روند.
با انجام این مراحل، موتور به روش ستاره-مثلث راه‌اندازی می‌شود و جریان راه‌اندازی به حداقل می‌آید. این روش منجر به افزایش عمر مفید موتور و کاهش خطرات مرتبط با جریان‌های بالای راه‌اندازی می‌شود
راه اندازی موتور سه فاز با استفاده از روش ستاره-مثلث یک روش است که برای کاهش گشتاور آغازین در موتور استفاده می‌شود. در هنگام راه‌اندازی موتور سه فاز، جریان آغازین به میزان حدود ۶ تا ۷ برابر جریان نامی موتور می‌رسد. اما با استفاده از راه‌اندازی ستاره-مثلث، جریان آغازین به حد زیادی کاهش می‌یابد و از وقوع صدمات به موتور و سیستم برق جلوگیری می‌شود.
برای درک بهتر نحوه عملکرد راه‌اندازی ستاره-مثلث، ابتدا باید مفهوم مدار ستاره و مدار مثلث را معرفی کنیم. سپس به توضیح روابط میان آنها می‌پردازیم
فرمول های ستاره مثلث
مفهوم “ستاره-مثلث” به یک سیستم سه فاز اشاره دارد که در آن نوع اتصال سیم‌بندی موتور از حالت “ستاره” به حالت “مثلث” تغییر می‌کند. در اتصال ستاره، ولتاژ تغذیه (یا ولتاژ خطی) به نسبت ۳√ برابر ولتاژ فازی موتور است. اما جریان خطی و جریان فازی با هم برابر هستند. در اتصال مثلث، ولتاژ خطی با ولتاژ فازی برابر است، اما جریان خطی به نسبت ۳√ برابر جریان فازی موتور است.
اگر مقاومت هسته را با Z نمایش دهیم، متوجه خواهیم شد که جریان فازی در اتصال ستاره حدود ۳۳ درصد جریان فازی در اتصال مثلث است. به عبارت دیگر، در اتصال ستاره، موتور با جریان کمتری راه‌اندازی می‌شود و در نتیجه، گشتاور راه‌اندازی موتور نیز کاهش می‌یابد.
در نتیجه، اتصال ستاره-مثلث یک روش کاربردی برای کاهش جریان راه‌اندازی و افزایش عمر موتور در مواردی که نیاز به گشتاور کمتری در زمان راه‌اندازی داریم، است. این روش به کاربران امکان می‌دهد موتورهای سه فاز را با ایمنی بیشتری راه‌اندازی کنند و از تخریب موتور و تجهیزات الکتریکی جلوگیری کنند
تخته کلم موتور سه فاز
اکنون که مفهوم اتصال ستاره-مثلث را درک کرده‌ایم، می‌توانیم موتورهای سه فاز را با جریان راه‌اندازی کمتری راه‌اندازی کنیم. برای انجام این عمل، سیستم نیرو باید به مدتی در حالت ستاره بر روی پیچ‌های موتور قرار بگیرد. وقتی جریان موتور به میزان حدود ۸۰ درصد از بار نامی موتور می‌رسد، به حالت مثلث تغییر می‌کند تا موتور به طور کامل راه‌اندازی شود. برای این کار، به جعبه ترمینال موتور مراجعه می‌کنیم.
روی تمام موتورهای سه فاز، یک جعبه ترمینال وجود دارد که شامل شش ترمینال است و با حروف و اعداد مشخص می‌شوند. این ترمینال‌ها به نام‌های U1، V1، W1 و U2، V2، W2 شناخته می‌شوند. ترمینال‌های U به فاز ۱، ترمینال‌های V به فاز ۲ و ترمینال‌های W به فاز ۳ متصل می‌شوند. این اتصالات و ترمینال‌ها مهمی برای راه‌اندازی صحیح موتورهای سه فاز و تغییر اتصال از ستاره به مثلث (یا برعکس) هستند
روش های راه اندازی موتور به روش ستاره مثلث
همان‌طور که می‌دانید، موتورهای با قدرت پایین (کمتر از ۵.۵ کیلووات در شبکه ۴۰۰ ولتی) می‌توانند به طور مستقیم به شبکه برق وصل شوند. اما موتورهای الکترومکانیکی با قدرت بیشتر نباید به علت جریان نسبتاً زیاد در زمان راه‌اندازی (که حدوداً ۴ تا ۶ برابر جریان نامی موتور است) به صورت مستقیم به شبکه وصل شوند. برای انجام این کار، روش‌های مختلفی وجود دارد و از جمله‌ی ساده‌ترین آنها روش راه‌اندازی با اتصال ستاره-مثلث است