Ster driehoek starters, welk aansluitschema is correct?
19/01/2021
Ster driehoek schakelingen voor het starten van motoren worden steeds schaarser, ze worden steeds vaker vervangen door frequentieregelaars of softstarters. Er zijn echter nog een groot aantal toepassingen waarin de Ster driehoek starters worden gebruikt. Redenen hiervoor kunnen zijn: prijs, hoge betrouwbaarheid, eenvoud van de starter, bepaalde spanningen en motorvermogens.
Om de Ster driehoek starter correct te laten werken is het van belang om de starter correct te bedraden. Gebeurt dit niet dan resulteert dit in hoge stroompieken. In dit artikel staat een toelichting beschreven over de noodzaak van toepassen van de juiste bedrading. Tevens wordt het aanbevolen ster driehoek-aansluitschema met stuurstroom behandeld.
Noodzaak van juiste bedrading
Bij het starten van de Ster driehoek wordt als eerste de ster-contactor ingeschakeld. Wanneer de motor uit de ster-stand wordt omgeschakeld naar de driehoek-stand zal de motor als generator werken. De spanningen over de wikkelingen E(u-x), E(v-y) en E(w-z) zullen in eerste instantie in fase zijn met het L1-L2-L3 van het net. Wanneer de motor, die nu als generator werkt, in driehoek-stand wordt geschakeld , zal in het ideale geval aan de volgende eisen voldaan moeten worden:
a. Frequentie draaiveld motor dient gelijk te zijn aan die van het net
b. Motorspanning dient gelijk te zijn aan die van het net
c. Fase motorspanning dient gelijk te zijn aan de van het net
Dit om te voorkomen dat er een grote inschakelstroom ontstaat (tot 15x In) bij het inschakelen van de driehoek-contactor.
Bovenstaande drie algemene eisen die gelden voor het parallel schakelen van een generator aan een voedingsnet. Dit wil zeggen dat de twee vectordiagrammen (motor en net) moeten samenvallen. Dit is het ideale geval waarbij de minste problemen te verwachten zijn.
Opmerkingen:
1. De hoeksnelheid (toerental) van de motor is door de aanwezige slip iets lager dan die van het net. Bovendien zal de motor tijdens de omschakeling nog iets langzamer gaan draaien veroorzaakt door de afremming door het aan de motor gekoppelde werktuig.
2. De spanning van het net is constant. De EMK van de motor is lager en zal gedurende de omschakeling nog lager worden, daar het magnetisch veld in de motor afneemt.
3. Bij de omschakeling ster naar driehoek zal de fase van de netspanning 30° verspringen. Het verspringen kan in voor-ijlende en na-ijlende zin gebeuren, afhankelijk van de manier van aansluiten van de motorklemmen.
Voor wat betreft punt 1 en 2 moeten we snel omschakelen. De omschakeltijd van het tijdrelais ligt vast waardoor we het onder punt 3 gestelde kunnen beïnvloeden.
Draairichting aanpassen
Wanneer de draairichting van de motor andersom gekozen wordt, moet de aansluiting van de motor nog steeds volgens Δ1 geschieden. Alleen twee fase-aansluitingen van het net worden verwisseld, maar de draairichting van het vectordiagram blijft ongewijzigd. Er zullen nog steeds dezelfde vectordiagrammen gelden. Het vectordiagram van de motor zal ook rechtsom draaien. Om de gunstige omschakeling te krijgen dient nog steeds de aansluiting volgens Δ1 te gemaakt te worden.
Omschakeltijd ster driehoek
Met de omschakeltijd van ster naar driehoek wordt bedoeld: het afvallen van de ster-contactor en inkomen van de driehoek-contactor. Deze tijd is van belang want wanneer deze te kort is, dan is de onderbrekingsvlamboog van de ster-contactor mogelijk nog niet gedoofd. Het inkomen van de driehoek contactor zou dan leiden tot een kortsluiting. Is de tijd te lang, dan vertraagd de motor te veel waardoor de motorspanning teveel uit fase raakt en vervolgens weer een hoge inschakelpiekstroom veroorzaakt.
Schakeltijd aanloop ster driehoek
Het omschakelen van ster naar driehoek aansluiting moet plaatsvinden wanneer de machine op toeren is gekomen. Het is van belang de aanloopduur in ster te meten en daarop de timer af te stellen.
Conclusie
Het juist aansluiten van de motor, zeker bij motoren met een zware aanloop zoals ventilatoren en zuigercompressoren, is van belang omdat de grote inschakelstroom in de Δ stand (15 x In mogelijk) de contactoren kunnen beschadigen. Tevens kan de motor, koppeling en werktuig schade ondervinden, omdat het mechanisch moment bij deze grote stromen, ook al is het kortstondig, enorm toeneemt.
Bronvermelding
- Telemecanique – Technische informatie – ing. Jan Koppelman
- Tesys Catalogue 2020 Innovative and connected solutions for motor starters
Netherlands