ΒΡΕΙΤΕ ΜΑΣ ΣΤΟ FACΕBOOK (Ηλεκτρολογικές Ενημερώσεις) ΚΑΙ ΚΑΝΤΕ LIKE

Τετάρτη, 17 Ιουνίου 2015

ΑΥΤΟΜΑΤΟΣ ΔΙΑΚΟΠΤΗΣ ΑΣΤΕΡΑ -ΤΡΙΓΩΝΟΥ


Ο αυτόματος διακόπτης αστέρα-τριγώνου χρησιμοποιείται για την εκκίνηση των ασύγχρονων τριφασικών κινητήρων βραχυκυκλωμένου δρομέα με σκοπό να περιορίσουμε το ρεύμα εκκίνησης.
Ο κινητήρας ξεκινάει σε αστέρα και στη συνέχεια λίγο πριν αποκτήσει τον ονομαστικό αριθμό στροφών του γυρνάει σε τρίγωνο.



Οι ασύγχρονοι κινητήρες βραχυκυκλωμένου δρομέα είναι απλοί στην κατασκευή και έχουν χαμηλό κόστος συντήρησης. Για το λόγο αυτό η χρήση τους είναι πλατιά διαδεδομένη. Το ρεύμα εκκίνησης τους είναι 4 έως 8 φορές μεγαλύτερο από το ρεύμα κανονικής λειτουργίας. Για το λόγο αυτό, η απ΄ευθείας εκκίνηση του κινητήρα σε συνδεσμολογία τριγώνου, που είναι η συνδεσμολογία λειτουργίας τους, δημιουργεί προβλήματα στο δίκτυο (πτώση τάσης). Για να περιοριστεί το ρεύμα εκκίνησης, αλλά και για την προστασία τους, χρησιμοποιείται ο αυτόματος διακόπτης αστέρα-τριγώνου (Υ-Δ), που για συντομία αναφέρεται ως αστεροτρίγωνο. Συνήθως χρησιμοποιείται σε κινητήρες ισχύος πάνω από τρεις ίππους (περίπου 2 ΚW). Οι κινητήρες αυτοί έχουν τρία τυλίγματα, τα άκρα των οποίων ονομάζονται U1-U2, V1-V2 και W1-W2, ή παλαιότερα U-X, V-Y, W-Z
Συνδεσμολογίες Αστέρα Τριγώνου
Στο ξεκίνημα του κινητήρα τα τρία τυλίγματα πρέπει να συνδεθούν σε συνδεσμολογία αστέρα. Για το σκοπό αυτό συνδέονται μαζί τα άκρα U2 ,V2 και W2 μεταξύ τους, ενώ τα άκρα U1, V1 και W1 συνδέονται με τις φάσεις L1, L2 και L3 αντίστοιχα.
Αφού ο κινητήρας λειτουργήσει για ένα χρονικό διάστημα, ώστε να φτάσει περίπου την ονομαστική ταχύτητα περιστροφής του, ο αυτόματος διακόπτης αλλάζει την συνδεσμολογία του κινητήρα από αστέρα σε τρίγωνο. Αυτό γίνεται γεφυρώνοντας τα άκρα U1-W2, V1-U2 και W1-V2 και συνδέοντας τα στις φάσεις L1, L2, L3 αντίστοιχα. Το ρεύμα εκκίνησης ενός κινητήρα σε συνδεσμολογία αστέρα, είναι 3 φορές μικρότερο από το ρεύμα εκκίνησης σε συνδεσμολογία τριγώνου.




ΣΥΝΔΕΣΜΟΛΟΓΙΑ ΚΑΙ ΕΠΕΞΗΓΗΣΗ
 ηλεκτρονόμος Κ1Μ λέγεται ηλεκτρονόμος δικτύου και συνδέει τις φάσεις L1, L2 και L3 με τους ακροδέκτες U1, V1 και W1 του κινητήρα αντίστοιχα. 
Ο ηλεκτρονόμος K2M λέγεται ηλεκτρονόμος τριγώνου επειδή, όταν ενεργοποιείται συνδέει τα τυλίγματα σε συνδεσμολογία τριγώνου (γεφυρώνει ανά δύο τα άκρα U1-W2, V1-U2 και W1-V2). Τέλος ο ηλεκτρονόμος Κ3Μ λέγεται ηλεκτρονόμος αστέρα διότι με την ενεργοποίησή του, γεφυρώνει τα άκρα U2, V2 και W2 των τυλιγμάτων, συνδέοντας τα σε συνδεσμολογία αστέρα.
Οι ηλεκτρονόμοι K2M και Κ3Μ δεν πρέπει ποτέ να ενεργοποιηθούν ταυτόχρονα, γιατί τότε προκαλείται βραχυκύκλωμα των τριών φάσεων στις θέσεις 1,3,5 του ηλεκτρονόμου K3M.


Aυτόματος διακόπτης αστέρα-τριγώνου

Για να μπεί σε λειτουργία ο κινητήρας, πρέπει πρώτα να κλείσει χειροκίνητα ο διακόπτης Q1 και στη συνέχεια να πατηθεί το μπουτόν εκκίνησης (START). Τότε διέρχεται ηλεκτρικό ρεύμα από τα πηνία του ηλεκτρονόμου Κ3Μ και του χρονικού Κ1Τ ενεργοποιώντας τα.
Ας εξετάσουμε τώρα τι συμβαίνει με την ενεργοποίηση του ηλεκτρονόμου Κ3Μ. Με την ενεργοποίηση του ηλεκτρονόμου:
·         κλείνουν οι κανονικά ανοικτές επαφές ισχύος 1-2, 3-4, 5-6 του Κ3Μ
·         κλείνει η κανονικά ανοικτή επαφή του 13-14
·         ανοίγει η κανονικά κλειστή επαφή του 21-22
Το κλείσιμο των επαφών 1-2, 3-4 και 5-6 του Κ3Μ, συνδέει τα τυλίγματα του κινητήρα σε συνδεσμολογία αστέρα. Το κλείσιμο της επαφής 13-14 έχει σαν συνέπεια την ενεργοποίηση του ρελέ Κ1Μ, που μέσω των επαφών 1-2, 3-4 και 5-6 ισχύος του συνδέει,μέσω του θερμικού, τις τρεις φάσεις L1, L2, L3 του δικτύου με τους ακροδέκτες U1, V1, W1 των τυλιγμάτων του κινητήρα. Έτσι ο κινητήρας ξεκινά σε συνδεσμολογία αστέρα. Το άνοιγμα της επαφής 21-22 του Κ3Μ, αποκλείει την ενεργοποίηση του ηλεκτρονόμου K2M παράλληλα με τον Κ3Μ, που θα είχε σαν συνέπεια την βραχυκύκλωση των τριών φάσεων.
Με την ενεργοποίηση του ηλεκτρονόμου Κ1Μ:
·         κλείνει η κανονικά ανοικτή επαφή του 13-14 τροφοδοτώντας με ρεύμα το κύκλωμα ελέγχου του αυτοματισμού και μετά την απελευθέρωση του κομβίου εκκίνησης START. Αυτή είναι η επαφή αυτοσυγκράτησης
·         ανάβει η ενδεικτική λύχνία Η1 λειτουργίας του κινητήρα.
Όπως αναφέρθηκε με πάτημα του START, ενεργοποιήθηκε επίσης το χρονικό Κ1Τ. Όταν περάσει ο χρόνος για τον οποίο έχει ρυθμιστεί, ανοίγει η επαφή του 15-16. Τότε απενεργοποιείται ο ηλεκτρονόμος αστέρα K3M, με αποτέλεσμα να κλείσει η επαφή του 21-22 ενεργοποιώντας τον ηλεκτρονόμο τριγώνου Κ2Μ, που ενώνει τα τυλίγματα του κινητήρα σε συνδεσμολογία τριγώνου.
Η ενεργοποίηση του Κ2Μ, ανοίγει την επαφή του 11-12, αποκλείοντας έτσι την ταυτόχρονη ενεργοποίηση του ηλεκτρονόμου αστέρα Κ3Μ.
Τέλος πατώντας το κομβίο STOP, διακόπτεται η τροφοδοσία όλου του κυκλώματος ελέγχου, απενεργοποιώντας όλους τους ηλεκτρονόμους και διακόπτοντας τη λειτουργία του κινητήρα. Τότε σβήνει και η ενδεικτική λυχνία λειτουργίας Η1.

Η αποστολή των θερμικών είναι η προστασία του κινητήρα από συνεχή υπερφόρτιση, η οποία μπορεί να καταστρέψει τα τυλίγματα του. Έτσι αν ο χρόνος υπερφόρτισης του κινητήρα, υπερβεί το χρονικό διάστημα στο οποίο έχει ρυθμιστεί το θερμικό F3, τότε αυτό ενεργοποιείται: Η επαφή 95-96 ανοίγει, ενώ η 97-98 κλείνει. Το άνοιγμα της επαφής 95-96 έχει σαν συνέπεια τη διακοπή της τροφοδοσίας των πηνίων των ηλεκτρονόμων και το σταμάτημα του κινητήρα. Η ενδεικτική λυχνία λειτουργίας H1 σβήνει, ενώ ανάβει η λυχνία βλάβης H2. Στο σημείο αυτό αναφέρουμε ότι το ρεύμα του θερμικού ρυθμίζεται στο 0,58.Ιον (δηλ. στο φασικό ρεύμα τριγώνου), όπου Ιον είναι το ονομαστικό ρεύμα λειτουργίας του κινητήρα.
Μετά την εξάλειψη του αιτίου που προκάλεσε την υπερφόρτιση του κινητήρα, για να μπορέσει να ξαναλειτουργήσει ο κινητήρας, πιέζουμε το μπουτόν επαναφοράς του θερμικού.




Ας δούμε βήμα -βήμα πάλι τη λειτουργία του κυκλώματος
















Σε γενικές γραμμές, στους Α.Τ.Κ.β.δ. το ρεύμα εκκίνησής τους ή ρεύμα αιχμής τους (Ιεκ) είναι πολλαπλάσιο του ονομαστικού τους ρεύματος (ΙΝ) ανάλογα με τον χαρακτηρισμό του κινητήρα ως προς τον αριθμό των πόλων του και θεωρούμε πως ακολουθεί τα στοιχεία του παρακάτω πίνακα:




Ο ακριβής υπολογισμός το ρεύματος εκκίνησης ή ρεύματος αιχμής (ΙΑ) των Α.Τ.Κ.β.δ., προκύπτει από τον συντελεστή εκκίνησής τους (k) - ο οποίος δίνεται στα τεχνικά χαρακτηριστικά τους από την κατασκευάστρια εταιρία τους - επί το ονομαστικό τους ρεύμα (ΙΝ), δηλαδή: Ιεκ = k . ΙΝ
Τα όρια της ανώτατης ζήτησης  του ρεύματος εκκίνησης που ορίζεται από τη ΔΕΗ σε σχέση με το πλήθος των εκκινήσεων του κινητήρα αφορούν το είδος του δικτύου χαμηλής τάσης (Χ.Τ.) που ηλεκτροδοτεί την εγκατάσταση, δηλαδή, αν αυτό είναι εναέριο ή υπόγειο.
Τα όρια αυτά δίνονται στον παρακάτω πίνακα:


Στην περίπτωση που ο καταναλωτής διαθέτει τον δικό του υποσταθμό, τότε το όριο του επιτρεπόμενου ρεύματος εκκίνησης που ορίζεται από τη ΔΕΗ, εξαρτάται από την φαινομένη ισχύ (KVA) του ιδιωτικού υποσταθμού.
Τα όρια αυτά δίνονται στον παρακάτω πίνακα:


Αν δεν τηρείται τίποτα από τα παραπάνω θα πρέπει να περιορίσουμε το ρεύμα εκκίνησης με έναν από τους τρόπους να είναι ο αυτόματος διακόπτης Υ/Δ



Δείτε εκκίνηση κινητήρα 30 KW (40,7HP) με διακόπτη αστέρα-τριγώνου. Η αλλαγή από αστέρα σε τρίγωνο γίνεται στα 40 περίπου δευτερόλεπτα όπως μπορείτε να καταλάβετε και από την αλλαγή στο θόρυβο του κινητήρα στο παρακάτω video


video