Traditionelles Star-Delta-Motorstartverfahren, das in der Praxis verwendet wird

Start des traditionellen Stern-Dreieck-Motors

Aufgrund ihrer Einfachheit, Robustheit und Wirtschaftlichkeit Käfigläufermotoren sind die bevorzugte Wahl der Industrie. Beim Anfahren entwickeln sie Ströme bis zum ca. 8-fachen des Nennstroms und das damit verbundene hohe Anlaufmoment.

Traditionelles Star-Delta-Verfahren zur Motorstartmethode (Foto: teslacomponents.com.au)

Die hohen Anlaufströme führen oft zu unerwünschten Spannungsabfällen im Versorgungsnetz und das hohe Anlaufmoment belastet die mechanischen Elemente erheblich.

In Bezug auf die Mechanik sind Methoden erforderlichdie das Anlaufdrehmoment reduzieren. Verschiedene Starter und Verfahren können verwendet werden, um Ströme und Drehmoment zu reduzieren. In den folgenden Passagen wird jedoch nur das in der Praxis verwendete traditionelle Stern-Dreieck-Verfahren weiter erläutert.

Es wird unterschieden zwischen:

1. Normale Stern-Delta-Starter
2. Verbesserte Stern-Delta-Starter
3. Stern-Delta-Starter mit unterbrechungsfreier Umschaltung (geschlossener Übergang)

1. Normale Stern-Delta-Starter

Damit der Motor anlaufen kann, sind die Motorwicklungen sternförmig zur Versorgungsspannung konfiguriert. Die an den einzelnen Motorwicklungen anliegende Spannung wird daher um einen Faktor verringert 1 / √3 = 0,58 Diese Verbindung beträgt ca. 30% der Delta-Werte.

Durch das verringerte Anlaufmoment wird derDie Stern-Dreieck-Verbindung eignet sich für Antriebe mit einer hohen Massenträgheit, jedoch mit einem geringen oder nur mit zunehmender Drehzahl steigendem Widerstandsmoment. Sie wird vorzugsweise für Anwendungen verwendet, bei denen der Antrieb erst nach dem Hochlauf belastet wird, d. H. Für Pressen, Zentrifugen, Pumpen, Ventilatoren usw.

Typische Strom- und Drehmomentkurve für Stern-Delta-Starter

Woher:

• ich - Motorstrom
• ich_e - Bemessungsbetriebsstrom des Motors
• M_Δ - Drehmoment für Dreieckschaltung
• M_E - Nennbetriebsdrehmoment des Motors
• n - Geschwindigkeit
• n_s - Synchrone Geschwindigkeit
• M_L - Drehmoment laden
• ich_Y - Strom in Sternschaltung
• ich_Δ - Strom in Dreieckschaltung
• ich_EIN - Aktuelle Kurve für Stern-Dreieck-Start

Stern- und Delta-Verbindung

Aktuelle Verhältnisse für Stern- und Deltaverbindungen:

• ich_LY - Versorgungsstrom für Sternschaltung
• ich_LD - Versorgungsstrom für Dreieckschaltung
• ich_W - Wicklungsstrom
• U_e - Netzspannung zwischen den Leitungen
• Z_W - Wicklungsimpedanz

Nach dem Motorhochlauf meistens eine Automatisches Zeitrelais steuert die Umschaltung von Stern auf Dreieck. Der Hochlauf mit Sternschaltung sollte solange dauern, bis der Motor die ungefähre Betriebsdrehzahl erreicht hat, so dass nach dem Umschalten auf Delta möglichst wenig Nachbeschleunigung erforderlich ist.

Nachbeschleunigung bei Dreieckschaltung führt zu hohen Strömen, wie beim Direktstart.

Die Startdauer bei Sternschaltung hängt von der Motorlast ab. Während der Dreieckschaltung wird die volle Netzspannung an die Motorwicklungen angelegt.

Umschaltung von Stern auf Delta mittels Schützen

Das Hauptschütz verbindet das Netz mit den Wicklungsenden U1, V1, W1. Das Sternschütz schließt die Wicklungsenden kurz U2, V2, W2. Nach erfolgreichem Hochlauf schaltet das Sternschütz ab und das Dreieckschütz verbindet Klemmen U1 / V2, V1 / W2, W1 / U2.

Falsche Phasenfolge kann zu sehr hoch führenStromspitzen während der Kaltumschaltpause aufgrund der leichten Drehmomentreduzierung nach dem Neustart. Diese Spitzen können die Motorwicklungen beschädigen und das Steuergerät unnötig belasten. Die Drehung des Motors muss ebenfalls berücksichtigt werden.

Korrekte Motorverbindung

Es muss ein ausreichender Zeitraum eingehalten werdenzwischen dem Abschalten des Sternschützes und dem Einschalten des Dreieckschützes, um den Trennlichtbogen des Sternschützes sicher zu löschen, bevor das Dreieckschütz eingeschaltet wird Bei einer zu schnellen Umschaltung kann über den Trennlichtbogen ein Kurzschluss entstehen.

Die Umschaltzeit sollte jedoch für eine Lichtbogenunterbrechung gerade so lang sein, dass die Geschwindigkeit so wenig wie möglich abnimmt. Spezielle Zeitrelais für eine Stern-Delta-Umschaltung erfüllen diese Anforderungen

Motorschutz und Schützdimensionierung

Das Überlastrelais befindet sich in der Motorleitung. Daher ist der einzustellende Strom um den Faktor 1 / √3 = 0,58 niedriger als der Motornennstrom. Aufgrund der in den Motorwicklungen zirkulierenden dritten Oberwellenströme kann eine höhere Einstellung des Überlastrelais erforderlich sein. Dies darf nur auf der Grundlage eines Messgeräts durchgeführt werden, das die korrekten Umdrehungszahlen aufzeichnet. Wert.

Zum Motorschutz mittels Leistungsschalter mit Motorschutzmerkmalen (mehr dazu), der Leistungsschalter istin die Netzzuleitungen geschaltet, da es auch einen Kurzschlussschutz für Starter und Leitungen übernimmt In diesem Fall wird der Strom auf den Motorbemessungsstrom eingestellt. Eine Korrektur des eingestellten Wertes wegen der dritten Oberwellen ist unter diesen Umständen unerheblich. Die Leitungen sind je nach Einstellung der Leistungsschalter thermisch zu proportionieren.

Für den normalen Stern-Dreieck-Start muss das Steuergerät gemäß den folgenden Strömen bemessen werden:

• Hauptschütz K1M 0,58 Ie
• Delta-Schütz K2M 0,58 Ie
• Sternschütz K3M 0,34 Ie

Für Startzeiten von mehr als 15Sekunden muss ein größerer Sternkontakt ausgewählt werden. Ist das Sternschütz gleich dem Hauptschütz, sind Startzeiten von bis zu etwa einer Minute zulässig.

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2. Verbessertes Stern-Delta-Start

Wenn das Drehmoment normal ist Stern-Dreieck-Start reicht nicht aus, um den Antrieb in Dreieckschaltung zu beschleunigen auf die ungefähre Betriebsgeschwindigkeit wird dann der erweiterte Stern-Dreieck-Start verwendet. Mit erhöhtem Drehmoment steigt jedoch auch der Stromverbrauch beim Anfahren.

Es wird unterschieden zwischen:

1. Kombinierter Stern-Delta-Start
2. Teilweise aufgewickeltes Stern-Delta-Start

Beide Typen erfordern Motoren mit entsprechendem GewindebohrerWicklungen. Die gleichen Richtlinien für normale Sternanlasser gelten für Motoranschluss, Schützbetrieb, Motorschutz und Dimensionierung der Wärmeleiter.

2.1 Kombinierte Stern-Delta-Starter

In diesem Fall sind die Motorwicklungen normalerweisein zwei gleiche Hälften geteilt. Beim Start wird eine halbe Wicklung in Delta geschaltet, die andere Hälfte in Stern. Daher wird der Begriff "kombiniert" verwendet. Der Sternstartstrom ist ungefähr 2… 4 Ie.

Kombinierter Stern-Delta-Start

Größenbestimmung der Bedienelemente:

• Hauptschütz K1M 0,58 Ie
• Delta Schütz K2M 0,58 Ie
• Sternschütz K3M 0,34 Ie

2.2 Teilweise aufgewickeltes Stern-Delta-Start

In diesem Fall sind auch die Motorwicklungen unterteilt. Während der Sternschaltung wird nur die Hauptwicklung, d. H. Ein Teil der gesamten Wicklung, verwendet. Daher wird der Begriff „teilweise Wunde“ verwendet.

Der Sternanlaufstrom beträgt - je nach Anzapfung - 2… 4 Ie, was auch zu einem höheren Anlaufmoment führt.

Teilweise gewundenes Stern-Delta-Start

Größe der Controlgear:

• Hauptschütz K1M 0,58 Ie
• Delta Schütz K2M 0,58 Ie
• Sternschütz K3M 0,5 - 0,58 Ie (abhängig vom Startstrom)

3. Ununterbrochener Stern-Delta-Start

Diese Verbindung verhindert ein Absinken der Motordrehzahl während des Umschaltens von Stern auf Dreieck und daher wird die nachfolgende Stromspitze niedrig gehalten.

Anschließend erstellt das Dreieckschütz K2M den endgültigen Schaltzustand und gibt das Übergangsschütz K4M aus.

Ununterbrochener Stern-Delta-Start

Größe der Controlgear:

• Hauptschütz K1M 0,58 Ie
• Delta Schütz K2M 0,58 Ie
• Sternschütz K3M 0,58 Ie
• Übergangsschütz K4M typ. 0,27 Ie (abhängig vom Übergangsstrom)
• Übergangswiderstände typ. 0,35… 0,4 Ue / Ie

Die gleichen Richtlinien für den normalen Stern verbundenAnlasser gelten für den Motoranschluss, den Schützbetrieb (der Anschluss unterscheidet sich aufgrund der Aktivierung der Übergangsschütze), den Motorschutz und die Dimensionierung der Wärmeleiter.

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Referenz // Grundlagen für den praktischen Einsatz Motorstart von Rockwell Automation