آشنایی با اتصال ستاره مثلث و نحوه راه اندازی آن

اتصال ستاره مثلث از اتصالات کاربردی در زمینه برق صنعتی است. این اتصال باعث کاهش جریان هجومی هنگام راه اندازی موتور شده و کاربردهای بسیاری در مدارهای الکتریکی دارد. با توجه به اهمیت  این اتصال و کاربردهای بسیار آن در این مطلب قصد داریم به طور کامل با اتصال ستاره مثلث، نحوه سربندی آن، تفاوت میان اتصال ستاره و مثلث آشنا شویم.  اگر قصد آشنایی با این اتصال را دارید توصیه می کنیم تا انتها این مطلب با ما همراه باشید. همچنین در صورتی که علاقه مند یادگیری برق صنعتی به صورت حرفه ای هستید توصیه می کنیم در دوره آموزش برق صنعتی آموزشگاه برق گستران ثبت نام کنید.

اتصال ستاره مثلث موتور سه فاز چیست؟

اتصال ستاره مثلث موتور سه فاز از روش های متداول و کاربردی برای راه اندازی و کارکرد الکتروموتورهای صنعتی به شمار می رود. راه اندازی الکتروموتورها به صورت دقیق و اصولی، یکی از دغدغه های مهم و حائز اهمیت در حوزه برق صنعتی تلقی می گردد. به طور معمول، جریان برق مورد نیاز برای راه اندازی و کارکرد تجهیزات صنعتی، به ویژه الکتروموتورها، از نوع برق سه فاز می باشد. بر این اساس، سربندی موتورهای الکتریکی سه فاز با الکتروموتورهای تک فاز بسیار متفاوت است. برای عملیاتی کردن این نوع از الکتروموتورها می بایست فاکتورها و پارامترهای مختلفی را مد نظر قرار داد.

سیستم سه فاز و تک فاز، دو نوع سیستم مختلف در مدارهای الکتریکی به شمار می روند. الکتروموتورهای سه فاز در بسیاری از حوزه های صنعتی و تولیدی مورد استفاده واقع می شوند. برای تولید یک میدان مغناطیسی چرخان در موتورهای القایی سه فاز، سه سیم پیچ مجزا لحاظ می گردد. با عبور جریان AC از سیم پیچ ها، هر کدام از آنها ضمن تولید یک میدان مغناطیسی، در پی تغییر جهت الکترون ها منجر به تغییر قطبیت و شدت می شود. از سوی دیگر، موتورهای سه فاز، در ساختار خود دارای 6 ترمینال می باشند. به منظور متصل نمودن سه خط ولتاژ به الکتروموتور سه فاز و راه اندازی آن می بایست تغییراتی در ترمینال های موتور اعمال گردد.

همچنین، موتورهای سه فاز برای کارکرد بهینه، به جریانی الکتریکی بسیار بالاتری از جریان نامی شبکه نیاز دارند. این امر امکان صدمه وارد شدن به مدارها و احتمال اختلال ولتاژ را افزایش می دهد. به منظور جلوگیری از بروز این مشکلات، محدود کردن جریان و ولتاژ راه اندازی، در دستور کار قرار می گیرد. در این شرایط اتصال ستاره مثلث موتور سه فاز از روش های موثر برای کاهش ولتاژ راه اندازی محسوب می شود.

حتما بخوانید: آشنایی با اصول طراحی مدار فرمان و قدرت

علت راه اندازی اتصال ستاره مثلث موتور سه فاز

کاهش جریان هجومی در حین راه اندازی الکتروموتور را می توان مهم ترین دلیل استفاده از روش اتصال ستاره مثلث موتور سه فاز برشمرد. از این فرآیند در اصطلاح علمی با عنوان Star Delta (ستاره مثلث) نام برده می شود. در حین شروع به کار موتورهای القایی سه فاز، جریان راه اندازی آنها حدود 5 برابر بالاتر از جریان بار کامل برآورده می گردد. این افزایش شدید جریان غالبا در مواقع تثبیت شدن کارکرد موتور بروز پیدا می کند. افزایش شدت جریان می تواند مشکلات متعددی به وجود آورد.

در این شرایط علاوه بر افزایش ناگهانی دمای تجهیزات الکتریکی، خرابی قطعات و بروز حوادثی مانند آتش سوزی دور از انتظار نمی باشد. همچنین، این امر موجب افت ولتاژ در سیستم الکتریکی و متعاقب آن، بروز مشکلات مختلفی برای سرورها و رایانه ها می شود. در این شرایط، کاهش ولتاژ، کاهش جریان راه اندازی الکتروموتور را به دنبال دارد. برای کاهش جریان راه انداز، شیوه اتصال ستاره مثلث الکتروموتور، از بهترین و مقرون به صرفه ترین راهکارها قلمداد می گردد. به بیان بهتر، با استفاده از این روش راه اندازی، امکان شروع به کار الکتروموتور در گشتاور پایین محقق می شود.

نحوه سربندی الکتروموتور ستاره مثلث

توجه به سربندی الکتروموتور، اولین قدم برای ایجاد اتصال ستاره مثلث موتور سه فاز قلمداد می گردد.

اتصال درست کلاف های موتور الکتریکی به مدار راه اندازی مطابق با ولتاژهای موجود بر روی پلاک، در مفهوم سربندی تعبیر می گردد. به طور معمول، در ساختار تمامی موتورهای سه فاز، بخشی به عنوان جعبه ترمینال تعبیه شده است.

جعبه ترمینال غالبا دارای شش پایانه مختلف بوده که با اعداد و حروفی مانند U1/V1/W1/U2/V2/W2 مشخص گردیده است. بر این مبنا، پایانه های U، V و W به ترتیب به ترمینال های فاز 1، فاز 2 و فاز 3 اتصال پیدا می کنند.

در اتصال مثلث پایانه U2 به W2، پایانه V1 به U2 و ترمینال W1 به V2 متصل می گردد.

برای ایجاد اتصال ستاره، ترمینال های W2/U2/V2 به یکدیگر اتصال پیدا می کنند. برای تشخیص نوع اتصال در یک مدار می بایست جعبه ترمینال الکتروموتور را مورد بررسی قرار داد. در صورت متصل شدن پایانه های ورودی و خروجی به یکدیگر، اتصال به صورت مثلث می باشد. در صورت وصل شدن ترمینال مجاور به یکدیگر، این اتصال از نوع ستاره است.

اجزای اصلی مدار ستاره مثلث

کنتاکتور، رله زمان، فیوز قطع کننده مدار کنترل، فیوز قطع کننده مدار اصلی و ولتاژ حرارتی سه قطبی، از اجزای اصلی مدار ستاره مثلث محسوب می شوند.

سوئیچ الکتریکی که برای خاموش و روشن کردن مدار الکتریکی مورد استفاده قرار می گیرد، با عنوان کنتاکتور (contactor) شناخته می شود.

در تجهیزات دارای ظرفیت بار زیاد، از کنتاکتور استفاده می گردد. توانایی کنترل قدرت بیش از 100 کیلووات و جریان بالای 5000 آمپر، از مشخصات مهم کنتاکتورها به شمار می رود.

رله زمانی، کلیدی بوده که با استفاده از آن امکان کنترل، باز و بسته شدن و تغییر وضعیت مسیر جریان اصلی فراهم می گردد.

تفاوت اتصال مثلث و ستاره

جریان خط: جریان خط، یکی از تفاوت های اتصال مثلث و ستاره را رقم می زند. در اتصال مثلث جریان خط رادیکال 3 برابر جریان فاز می باشد. در اتصال ستاره، جریان فاز کاملا برابر با جریان فاز است.

ولتاژ خط: ولتاژ خط در اتصال مثلث با ولتاژ فاز برابر بوده ولی در اتصال ستاره ولتاژ خط رادیکال سه برابر بیشتر از ولتاژ فاز است.

نقطه خنثی: در اتصال ستاره یک نقطه خنثی وجود داشته، اما در اتصال مثلث هیچگونه نقطه خنثی وجود ندارد. همچنین، اتصال مثلث بر خلاف اتصال ستاره، به عایق بندی بیشتری نیاز پیدا می کند.

اتصال ستاره (Star Connection) برای انتقال از راه دور و اتصال مثلث (Delta Connection) برای مسافت کوتاه در مدار کاربرد دارند. ضمنا، در اتصال مثلث، قابلیت اتصال سرهای مخالف سیم پیچ ها به یکدیگر وجود دارد. اما در اتصال ستاره، سر ابتدایی و انتهایی سیم پیچ به یکدیگر متصل می شوند. در ضمن، اتصال دلتا در صنایع و سیستم های توزیع بسیار کاربرد دارد. اما اتصال ستاره بیشتر در سیستم های انتقال زمان مورد استفاده واقع می شود. توان خروجی در اتصال دلتا بیشتر و جریان راه اندازی در استار کانکشن، کمتر می باشد.

نتیجه گیری

در این مطلب با اتصال ستاره مثلث و نحوه راه اندازی آن همچنین فرق بین اتصال ستاره و مثلث آشنا شدیم. این اتصال از اتصالات بسیار کاربردی برای طراحی تابلو برق صنعتی بوده و کاربردهای بسیاری دارد. اگر می خواهید به صورت حرفه ای تر با این اتصال و نحوه انجام آن آشنا شوید توصیه می کنیم در دوره آموزش تابلو برق صنعتی برق گستران ثبت نام کنید.