راهنمای جامع استارترهای ستاره-مثلث: دیاگرام سیم کشی، تعیین اندازه و انتخاب قطعات

چرا جریان راه اندازی موتور مهم است (و هزینه برای شما دارد)

هنگامی که یک موتور القایی سه فاز به طور مستقیم آنلاین (DOL) شروع به کار می کند، 5-8 برابر جریان نامی خود را می کشد برای چند ثانیه. برای یک موتور 30 کیلوواتی، این به معنای هجوم بی رحمانه 150-240 آمپری است که:

• باعث قطع شدن مزاحم کلیدهای مدار در تاسیسات کم حجم می شود
• باعث افت ولتاژ می شود که بر تجهیزات حساس روی همان باس تاثیر می گذارد
• استرس حرارتی را بر روی سیم پیچ های موتور جمع می کند و عمر مفید را 20-30٪ کاهش می دهد
• توافق نامه های اتصال به شبکه را برای موتورهای بالای 7.5 کیلووات در بسیاری از مناطق نقض می کند

استارت های ستاره-مثلث این مشکل را با محدود کردن جریان هجومی به 1.8-2.5 برابر جریان نامی حل می کنند- کاهش 65 درصدی که هزینه خود را در جلوگیری از خرابی و افزایش عمر تجهیزات جبران می کند.

استارت ستاره-مثلث چیست؟

استارت ستاره-مثلث یک روش راه اندازی با ولتاژ کاهش یافته است که از پیکربندی سیم پیچی دوگانه موتورهای سه فاز بهره می برد. در اینجا فیزیک در 30 ثانیه آورده شده است:

پیکربندی ستاره (Y): سیم پیچ های موتور متصل به صورت سری دریافت می کنند 1/√3 (58٪) ولتاژ خط, ، تولید 1/3 گشتاور بار کامل اما فقط 1/3 جریان راه اندازی DOL را می کشد.

پیکربندی مثلث (Δ): سیم پیچ های متصل به صورت موازی ولتاژ خط کامل را دریافت می کنند و 100٪ گشتاور و جریان نامی را ارائه می دهند.

استارت به طور خودکار از ستاره ← مثلث پس از یک تاخیر از پیش تعیین شده (به طور معمول 5-15 ثانیه) انتقال می یابد و به موتور اجازه می دهد تا قبل از تغییر به توان کامل به آرامی شتاب بگیرد.

چرا برای پروژه های شما مهم است

برای EPC های خورشیدی: هنگام تعیین اندازه اینورترها و کوپلرهای AC، راه اندازی ستاره-مثلث از قطع شدن کاذب ناشی از هجوم پمپ یا کمپرسور جلوگیری می کند. یک پمپ 22 کیلوواتی روی یک اینورتر 30 کیلوواتی؟ با ستاره-مثلث مشکلی نیست - اما بلافاصله روی DOL قطع می شود.

برای سازندگان تابلو: ستاره-مثلث نقطه شیرین بین هزینه و عملکرد است:

• 40٪ ارزان تر از VFD ها برای کاربردهای با سرعت ثابت
• هارمونیک صفر (برخلاف VFD ها که به فیلترهای گران قیمت نیاز دارند)
• فقط به اجزای استاندارد نیاز دارد - بدون قطعات یدکی اختصاصی

اجزای اصلی: استراتژی BOM VIOX

یک استارت ستاره-مثلث کامل به 6 جزء ضروری. نیاز دارد. در اینجا بینش مهمی وجود دارد که اکثر راهنماها از دست می دهند: شما می توانید اجزا را به طور استراتژیک کوچک کنید بدون به خطر انداختن ایمنی.

تفکیک اجزا

کامپوننت	عملکرد	قانون اندازه	مثال قطعه VIOX
کنتاکتور اصلی (K1)	موتور را به منبع تغذیه متصل می کند	درجه AC3 ≥ FLC موتور	VX-CJX2-6511 (65A)
کنتاکتور ستاره (K2)	اتصال Y را در طول شروع ایجاد می کند	درجه AC3 ≥ 0.58 × FLC موتور	VX-CJX2-4011 (40A)
کنتاکتور مثلث (K3)	اتصال Δ را در سرعت کامل ایجاد می کند	درجه AC3 ≥ FLC موتور	VX-CJX2-6511 (65A)
تایمر رله	زمان بندی انتقال را کنترل می کند	تاخیر قابل تنظیم 5-15 ثانیه	VX-H3CR-A8
اضافه بار حرارتی	حفاظت از موتور	روی جریان پلاک موتور تنظیم شده است	VX-LR2-D3353
قطع کننده مدار	محافظت در برابر اتصال کوتاه	توان موتور در هر جداول NEC	VX-DZ47-63 C63

تفکیک هزینه (مثال موتور 30 کیلوواتی):

• کنتاکتور اصلی (65A): 45 دلار
• کنتاکتور ستاره (40A): 32 دلار
• کنتاکتور دلتا (65 آمپر): $45
• رله تایمر: $28
• اضافه بار حرارتی: $35
• قطع کننده مدار (Circuit Breaker): $18
• جمع کل: $203 در مقابل $850+ برای VFD با توان 30 کیلووات

ترفند کاهش سایز کنتاکتور ستاره

در اینجا بینش مهندسی وجود دارد که 20% در هزینه های قطعات صرفه جویی می کند:

در طول اتصال ستاره،, هر سیم پیچ موتور فقط 1/√3 جریان فاز را حمل می کند. این به این معنی است:

• K2 (کنتاکتور ستاره) می تواند با مقدار 58% جریان نامی بار کامل موتور (FLC) انتخاب شود
• K3 (کنتاکتور دلتا) باید با جریان نامی بار کامل موتور مطابقت داشته باشد زیرا در بار کامل سوئیچ می کند

مثال برای موتور 30 کیلووات/400 ولت (FLC = 57A):

• K1 و K3: کنتاکتورهای 65 آمپر (دسته AC3)
• K2: کنتاکتور 40 آمپر کافی است (57A × 0.58 = 33A)

درک دسته بندی های بهره برداری کنتاکتور AC3 در اینجا حیاتی است - هرگز از کنتاکتورهای دارای رتبه AC1 برای راه اندازی موتور استفاده نکنید.

نمودارهای سیم کشی کامل

مدار قدرت (اتصالات 3 فاز)

نکات مهم سیم کشی:

• ترمینال های موتور U2، V2، W2 (انتهای سیم پیچ) باید قابل دسترسی باشد - استاندارد برای موتورهای دارای توان > 5.5 کیلووات
• هرگز K2 و K3 را به طور همزمان نبندید- این یک اتصال کوتاه مستقیم در سراسر فازها ایجاد می کند
• اضافه بار حرارتی F2 باید از مسیر مشترک (بین K1 و موتور) محافظت کند، نه سیم پیچ های جداگانه

مدار کنترل (منطق ولتاژ پایین)

توالی منطق کنترل:

1. دکمه START را فشار دهید: K1 برق دار می شود ← کنتاکت کمکی K1 (13-14) قفل می شود ← K2 برق دار می شود (حالت ستاره)
2. پس از تاخیر تایمر: کنتاکت های K1T سوئیچ می کنند ← K2 بی برق می شود، K3 برق دار می شود (حالت دلتا)
3. دکمه STOP را فشار دهید: K1 بی برق می شود ← کل مدار بازنشانی می شود

حفاظت های اینترلاک:

• کنتاکت نرمال بسته K2 (21-22) به صورت سری با بوبین K3
• کنتاکت نرمال بسته K3 (21-22) به صورت سری با بوبین K2
• این امر عدم امکان مکانیکی بسته شدن همزمان را تضمین می کند

برای یک راهنمای دقیق از اصول سیم کشی رله تایمر, ، به راهنمای اختصاصی ما مراجعه کنید.

راهنمای سایزبندی: محاسبات دنیای واقعی

توان موتور به رتبه بندی قطعه (400 ولت، 50 هرتز)

توان موتور	جریان بار کامل	رتبه بندی K1/K3	رتبه بندی K2	: مسیر الکتریکی که محافظت می‌شود	اضافه بار حرارتی
15 کیلووات	29 آمپر	32 آمپر (AC3)	20 آمپر (AC3)	C40	30-32 آمپر
22 کیلووات	42 آمپر	50 آمپر (AC3)	25 آمپر (AC3)	C63	40-44 آمپر
30 کیلووات	۵۷الف	65 آمپر (AC3)	40 آمپر (AC3)	C80	55-60 آمپر
45 کیلووات	85A	95 آمپر (AC3)	50 آمپر (AC3)	C125	80-88 آمپر
55 کیلووات	105 آمپر	115 آمپر (AC3)	65 آمپر (AC3)	C160	100-110 آمپر

کاهش ولتاژ: برای سیستم‌های 380 ولت، جریان‌ها را در 1.05 ضرب کنید. برای 440 ولت، در 0.91 ضرب کنید.

قوانین سرانگشتی تنظیم تایمر

انتقال ستاره ← مثلث باید رخ دهد پس از اینکه موتور به 85-90% سرعت نامی رسید (به طور معمول 5-15 ثانیه بسته به اینرسی بار):

• بارهای سبک (فن‌ها، پمپ‌های سانتریفیوژ): 5-8 ثانیه
• بارهای متوسط (نوار نقاله‌ها، کمپرسورها): 8-12 ثانیه
• بارهای سنگین (سنگ‌شکن‌ها، پمپ‌های پیستونی): 12-15 ثانیه

هشدار: تعویض خیلی زود باعث ایجاد یک پیک جریان ثانویه (4-5 × جریان بار کامل) می‌شود که هدف را از بین می‌برد. سرعت موتور را با یک تاکومتر در طول راه‌اندازی نظارت کنید.

استراتژی انتخاب قطعات

چه زمانی هر کلاس کنتاکتور را انتخاب کنیم

درک تفاوت بین کنتاکتورها و رله‌ها اساسی است، اما در اینجا راهنمایی خاص موتور ارائه شده است:

دسته AC3 (کلیدزنی موتور):

• ظرفیت قطع: 6-10 × جریان نامی
• عمر الکتریکی: 100,000-200,000 عملیات
• استفاده برای: K1، K2، K3 در تمام استارترهای موتور

دسته AC1 (بارهای مقاومتی):

• ظرفیت قطع: فقط 1.5 × جریان نامی
• هرگز برای راه‌اندازی موتور استفاده نکنید— کنتاکت‌ها پس از 50-100 استارت جوش می‌خورند

سایزینگ اضافه بار حرارتی

رله های اضافه بار حرارتی باید تنظیم شود روی جریان پلاک موتور, ، نه رتبه‌بندی کنتاکتور. اشتباهات رایج:

• ❌ تنظیم روی 1.25 × جریان بار کامل موتور (این سایزینگ بریکر است، نه اضافه بار)
• ❌ استفاده از اضافه بارهای یکپارچه با کنتاکتور بدون تنظیم جداگانه
• ✅ محدوده قابل تنظیم پوشش دهنده 90-110% جریان پلاک
• ✅ تریپ کلاس 10 برای موتورهایی با زمان راه‌اندازی معمولی (<10 ثانیه)

جدول مقایسه: ستاره-مثلث در مقابل جایگزین‌ها

پارامتر	استارتر DOL	استارتر ستاره-مثلث	VFD (سرعت ثابت)	سافت استارتر
جریان شروع	5-8 × جریان بار کامل	1.8-2.5 × جریان بار کامل	1.5-2 × جریان بار کامل	2-4 × جریان بار کامل
گشتاور راه‌اندازی	100%	33% (ممکن است در بارهای سنگین با شکست مواجه شود)	100%	50-80%
هزینه قطعات (30 کیلووات)	$65	$203	$850+	$420
زمان نصب	2 ساعت	4 ساعت	6 ساعت	3 ساعت
نقاط خرابی رایج	هیچ (ساده)	رله تایمر، کنتاکت‌های K2/K3	ماژول قدرت، PCB	تریستور، فن خنک‌کننده
هارمونیک‌ها	هیچکدام	هیچکدام	THD 15-40% (نیازمند فیلتر)	مینیمال
فرکانس تعمیر و نگهداری	سالانه	سالانه	فصلنامه	نیمه سالانه
نیازمندی کابل موتور	6 هسته‌ای (3+PE)	6 هسته‌ای (6+PE)	4 هسته‌ای (3+PE)	4 هسته‌ای (3+PE)
بهترین کاربرد	<7.5kW یا جریان هجومی نامحدود OK است	7.5-75kW سرعت ثابت	سرعت متغیر حیاتی است	اولویت با رمپ ملایم

تحلیل هزینه-فایده (TCO 5 ساله برای موتور 30kW):

• ستاره-مثلث: $203 پیش پرداخت + $50/سال نگهداری = $453 کل
• VFD: $850 پیش پرداخت + $180/سال نگهداری + $200 فیلتر هارمونیک = $2,150 کل

برای کاربردهای سرعت ثابت، Star-Delta صرفه‌جویی در هزینه 79% را بدون هیچ گونه مصالحه در عملکرد ارائه می‌دهد.

اشتباهات رایج و عیب‌یابی

خطاهای طراحی که باعث خرابی می‌شوند

1. تاخیر زمانی اشتباه (40% از مشکلات میدانی)

علامت: جریان سنگین در طول انتقال ستاره ← مثلث، قطع ناخواسته بریکر.

علت اصلی: تایمر <5 ثانیه روی بارهای با اینرسی بالا تنظیم شده است. سرعت موتور قبل از سوئیچینگ فقط به 60-70% می‌رسد.

رفع: به 12-15 ثانیه افزایش دهید. در طول انتقال با آمپرمتر کلمپی بررسی کنید - جریان باید قبل از سوئیچینگ به 1.2 × FLC کاهش یابد.

---

2. اینترلاک‌های از دست رفته (25% از خرابی‌های راه‌اندازی)

علامت: صدای بلند، سوختن فیوزها، آسیب دیدن کنتاکتورها.

علت اصلی: هر دو K2 و K3 به طور همزمان به دلیل عدم وجود اینترلاک مکانیکی/الکتریکی بسته می‌شوند.

رفع:

• کنتاکت‌های کمکی نرمالی بسته را همانطور که در نمودار کنترل نشان داده شده است اضافه کنید
• کنتاکتورهایی با اینترلاک‌های مکانیکی داخلی را در نظر بگیرید (سری VIOX VX-CJX2-IK)

---

3. کنتاکتور ستاره با سایز نامناسب (15% از خرابی‌های زودرس)

علامت: کنتاکت‌های K2 بعد از 6-12 ماه جوش می‌خورند.

علت اصلی: به جای قانون 58% از 50% FLC موتور استفاده شده است. در طول استارت‌های سرد حاشیه‌ای است.

رفع: K2 را به سایز استاندارد بعدی ارتقا دهید. برای موتور 57A، از کنتاکتور 40A (نه 32A) استفاده کنید.

---

4. موتور سازگار با Star-Delta نیست

علامت: استارتر کار می‌کند، موتور شروع به کار نمی‌کند.

علت اصلی: ترمینال‌های موتور فقط U1، V1، W1 را بیرون می‌آورند (پیکربندی فقط مثلث).

رفع: بررسی کنید که پلاک موتور نشان دهد “Δ/Y” یا “400V/690V”. اگر نه، Star-Delta غیرممکن است - به جای آن از سافت استارتر استفاده کنید.

فلوچارت تشخیص

سوالات متداول

What is the difference between Star-Delta and DOL starting?

Direct-On-Line (DOL) موتور را بلافاصله با ولتاژ کامل متصل می‌کند و 5-8 برابر جریان نامی را می‌کشد. Star-Delta موتور را با ولتاژ 58% (1/√3) راه‌اندازی می‌کند و جریان هجومی را به 1.8-2.5 × FLC محدود می‌کند. نکته منفی: Star-Delta فقط 33% گشتاور راه‌اندازی را فراهم می‌کند، بنابراین برای بارهای با اینرسی بالا مانند نوار نقاله‌های بارگیری شده یا کمپرسورهای پیستونی کار نمی‌کند.

Can I use Star-Delta starting for all motor sizes?

محدوده عملی: 7.5kW تا 75kW. زیر 7.5kW، DOL کافی و ارزان‌تر است. بالاتر از 75kW، تنش مکانیکی انتقال Star → Delta مشکل‌ساز می‌شود - VFDها یا استارترهای اتوترانسفورماتور ترجیح داده می‌شوند. علاوه بر این، موتورها باید شش ترمینال قابل دسترسی (U1/U2، V1/V2، W1/W2) داشته باشند.

How long should the Star-Delta timer be set?

قانون کلی: 5-15 ثانیه, ، اما در طول راه‌اندازی اعتبار سنجی کنید:

• آمپرمتر کلمپی روی هر ترمینال موتور در طول استارت
• جریان باید قبل از انقضای تایمر از پیک استارت به 1.2-1.5 × FLC کاهش یابد
• اگر جریان هنگام سوئیچینگ هنوز بالا است، تایمر را 2-3 ثانیه افزایش دهید

بارهای سبک (فن‌ها، پمپ‌های سانتریفیوژ): 5-8 ثانیه
بارهای متوسط (نوار نقاله‌ها، کمپرسورها): 8-12 ثانیه
بارهای سنگین (سنگ‌شکن‌ها، پمپ‌های پیستونی): 12-15 ثانیه

چه اتفاقی می‌افتد اگر هر دو کنتاکتور ستاره و مثلث به طور همزمان بسته شوند؟

اتصال کوتاه فوری. L1، L2، L3 مستقیماً از طریق سیم‌پیچ‌های موتور متصل می‌شوند و یک خطای فاز به فاز ایجاد می‌کنند. این کار:

• کنتاکت‌های کنتاکتور را به طور غیرقابل تعمیر جوش می‌دهد
• بریکرهای بالادست را قطع می‌کند (در صورت سایز مناسب)
• به طور بالقوه عایق موتور را از جریان خطا (10-20kA) آسیب می‌زند

پیشگیری: همیشه از اینترلاک‌های الکتریکی (کنتاکت‌های کمکی NC) استفاده کنید و قفل‌های مکانیکی در صورت وجود.

Why does my Star-Delta starter trip the breaker during transition?

دو علت رایج:

1. تایمر خیلی کوتاه: موتور هنوز در حال شتاب‌گیری است (70-80% سرعت نامی) هنگام سوئیچینگ. اتصال مجدد ناگهانی در حالت مثلث، یک پیک جریان 3-4 برابری ایجاد می‌کند. رفع: زمان تایمر را به 12-15 ثانیه افزایش دهید.

2. کنتاکتور ستاره جوش خورده و بسته شده است: اگر K2 باز نشود، سوئیچ به K3 شرایط اتصال کوتاه فوق را ایجاد می‌کند. رفع: K2 را تعویض کنید، بررسی کنید چرا جوش خورده است (کوچک‌تر از حد؟ ورود گرد و غبار؟).

آیا استارترهای ستاره-مثلث می‌توانند موتورهای معکوس‌شونده را کنترل کنند؟

نه به طور مستقیم. استارترهای ستاره-مثلث استاندارد فقط کنترل یک‌طرفه را ارائه می‌دهند. برای معکوس کردن:

• یک جفت کنتاکتور جلو/عقب قبل از مدار ستاره-مثلث اضافه کنید.
• از قفل مکانیکی/الکتریکی بین جلو و عقب اطمینان حاصل کنید.
• این کار 2 کنتاکتور دیگر (معمولاً در محدوده 25A-32A) اضافه می‌کند.

راهنمای ما را در مورد مدارهای کنترل موتور برای منطق معکوس کردن، ببینید.

عمر مفید معمولی قطعات استارتر ستاره-مثلث چقدر است؟

عمر الکتریکی (قبل از تعویض کنتاکت):

• کنتاکتورها (K1، K3): 100,000-200,000 عملیات (وظیفه AC3)
• کنتاکتور ستاره (K2): 150,000-300,000 عملیات (تنش کمتر)
• رله تایمر: 10-15 سال (حالت جامد) یا 5-8 سال (الکترومکانیکی)
• اضافه بار حرارتی: 15-20 سال (به ندرت خراب می‌شود مگر اینکه به شدت اضافه بار شود)

عمر مکانیکی: کنتاکتورها می‌توانند 1-5 میلیون عملیات بدون بار را تحمل کنند. عامل محدود کننده همیشه قوس الکتریکی در هنگام سوئیچینگ موتور است.

نتیجه‌گیری: چه زمانی استفاده از ستاره-مثلث منطقی است

برای موتورهای با سرعت ثابت بین 7.5 کیلووات و 75 کیلووات, ، استارت ستاره-مثلث تعادل بهینه‌ای از هزینه، قابلیت اطمینان و کاهش جریان هجومی را ارائه می‌دهد. هزینه آن کمتر از VFDها است، هیچ هارمونیکی تولید نمی‌کند و از قطعات تجاری با دسترسی جهانی استفاده می‌کند.

چه زمانی استارتر ستاره-مثلث را انتخاب کنیم:

• ✅ کاربردهای با سرعت ثابت (پمپ‌ها، فن‌ها، کمپرسورها)
• ✅ محدودیت‌های بودجه مانع از استفاده از VFDها می‌شود
• ✅ محدودیت‌های شرکت برق، جریان هجومی را >3 برابر FLC موتور محدود می‌کند
• ✅ موتور دارای شش ترمینال قابل دسترسی است (پیکربندی Δ/Y)

چه زمانی از استارتر ستاره-مثلث اجتناب کنیم:

• ❌ گشتاور راه‌اندازی بالا مورد نیاز است (>50% FLT)
• ❌ عملکرد با سرعت متغیر مورد نیاز است
• ❌ موتورهای 75 کیلووات (از سافت استارتر/VFD استفاده کنید)

برای راهنمایی کامل در مورد انتخاب قطعات، به جداول سایزبندی قطع‌کننده مدار و کنتاکتورمراجعه کنید—و برای BOMهای خاص پروژه با قیمت‌گذاری حجمی با VIOX تماس بگیرید.