راهنمای انتخاب سایز قطعات و سیم ها در راه اندازی ستاره مثلث

مقدمه

راه‌اندازی ستاره–مثلث یکی از رایج‌ترین روش‌ها برای کاهش جریان راه‌اندازی موتورهای سه‌فاز آسنکرون است. در این روش موتور ابتدا در حالت ستاره استارت می‌شود و سپس پس از چند ثانیه به مثلث تغییر وضعیت می‌دهد. انتخاب درست تجهیزات و سایز سیم‌ها در این مدار بسیار مهم است تا هم ایمنی برقرار باشد و هم موتور و تجهیزات الکتریکی عمر طولانی‌تری داشته باشند.

این مقاله به طور مختصر و مفید صرفا توی انتخاب سایز تجهیزات به کارتون میاد پس یادتون باشه یادداشت برداری کنید تا داشته باشینش.

۱. اجزای اصلی مدار ستاره–مثلث

برای اجرای صحیح این مدار به تجهیزات زیر نیاز داریم:

• کنتاکتور اصلی (Main Contactor)
• کنتاکتور ستاره (Star Contactor)
• کنتاکتور مثلث (Delta Contactor)
• کلید حرارتی (Overload Relay)
• تایمر یا PLC برای زمان‌بندی تغییر حالت
• فیوز یا کلید اتوماتیک حفاظتی
• سیم و کابل‌های قدرت و فرمان

۲. معیارهای انتخاب تجهیزات

الف) انتخاب کنتاکتورها

• جریان نامی موتور (In) از روی پلاک موتور مشخص می‌شود.
• کنتاکتور اصلی و کنتکتور مثلث باید برابر یا کمی بیشتر از جریان نامی موتور انتخاب شود.
• کنتاکتور ستاره معمولاً 57% جریان نامی و کمی بیشتر انتخاب میشود. این عدد از آنجا می آید که جریان در حالت ستاره برابر است با : جریان نامی تقسیم بر 3√ میشود.
• کلاس استفاده (AC-3) برای موتورهای القایی در نظر گرفته شود.

ب) انتخاب رله حرارتی (Overload)

• بر اساس جریان نامی موتور (In) تنظیم می‌شود.
• معمولاً در محدوده‌ی ۰٫۸۵ تا ۱٫۱ برابر جریان نامی موتور تنظیم می‌گردد.
• اما معمولا برابر جریان نامی موتور تنظیم می شود تا بیشترین حفاظت را داشته باشد.

ج) انتخاب فیوز یا کلید حفاظتی

• باید متناسب با جریان راه‌اندازی و شرایط کاری موتور انتخاب شود.
• برای حفاظت موتور در برابر اتصال کوتاه، کلید اتوماتیک یا فیوز کندکار توصیه می‌شود.
• سایز MCB/MCCB معمولا 1.2 تا 1.6 برابر (In) انتخاب می شود و عموما یک سایز بالاتر.

۳. نحوه انتخاب سایز سیم و کابل در مدار ستاره–مثلث

الف) سیم‌کشی قدرت

• در حالت ستاره، هر فاز موتور تنها جریان خط تقسیم بر 3√ را می‌کشد.
• در حالت مثلث، جریان کامل نامی موتور برقرار می‌شود.
• بنابراین کابل‌های متصل به موتور باید بر اساس جریان نامی موتور در حالت مثلث انتخاب شوند.
• کابل‌های بین کنتاکتورها (مثل کابل ستاره) می‌توانند کمی باریک‌تر باشند چون جریان کمتری از آن‌ها عبور می‌کند، اما برای سهولت و یکسان‌سازی معمولاً همه‌ی کابل‌ها با یک سایز در نظر گرفته می‌شوند.

ب) سیم‌کشی مدار فرمان

• جریان سیم‌های فرمان بسیار پایین است. معمولاً سیم ۱ یا ۱.۵ میلی‌متر مربع کافی است.

ج) جدول تقریبی انتخاب سطح مقطع سیم قدرت

جریان موتور (A)سطح مقطع کابل (Cu)

نکته: این جدول تقریبی است و باید شرایط محیطی، طول کابل، افت ولتاژ مجاز و استاندارد IEC یا VDE در نظر گرفته شود.

۴. نکات مهم در طراحی و اجرا

• حتماً از تایمر ستاره–مثلث با قابلیت تنظیم زمان استفاده کنید (معمولاً بین ۵ تا ۱۵ ثانیه).
• ترتیب فازها در موتور باید بررسی شود تا جهت گردش درست باشد.
• در صورت طولانی بودن کابل، افت ولتاژ محاسبه و سطح مقطع کابل افزایش داده شود.
• برای موتورهای بالای 30 کیلووات بهتر است از کابل آلومینیومی با سایز مناسب یا باس‌داکت استفاده شود.
• رعایت کامل ایمنی و استانداردها الزامی است.

🔹 معیارهای تعیین مدت زمان سوئیچ (Star → Delta)

1. رسیدن موتور به سرعت نزدیک به سنکرون
   • در حالت ستاره، موتور باید به حدود ۸۰ تا ۹۰٪ سرعت نامی خودش برسه.
   • اگر زودتر به مثلث سوئیچ کنیم → جریان لحظه‌ای خیلی زیاد میشه و ضربه به شبکه و موتور وارد میشه.
   • اگر دیرتر سوئیچ کنیم → موتور ممکنه زیر بار کم بیاره یا حتی خاموش بشه.

2. زمان شتاب مکانیکی بار (Load Acceleration Time)
   • بسته به نوع بار:
     • بار سبک (فن، پمپ گریز از مرکز): زمان کوتاه‌تر (۳ تا ۵ ثانیه).
     • بار سنگین (کمپرسور، نوار نقاله سنگین): زمان بلندتر (۸ تا ۱۵ ثانیه یا بیشتر).

3. جریان موتور در حالت ستاره
   • باید بررسی بشه که جریان در حالت ستاره به اندازه کافی افت کرده باشه (معمولاً کمتر از ۱٫۵ برابر جریان نامی موتور).
   • این نشون می‌ده موتور آماده‌ی تغییر به مثلث هست.

4. اندازه موتور و اینرسی بار
   • هرچه موتور بزرگ‌تر و بار اینرسی بالاتر باشه → مدت زمان بیشتری برای رسیدن به سرعت نیاز داره.

🔹 مقادیر معمول (Rule of Thumb)

• برای موتورهای کوچک و بار سبک: ۳ تا ۸ ثانیه
• برای موتورهای متوسط: ۸ تا ۱۲ ثانیه
• برای موتورهای بزرگ و بار سنگین: ۱۰ تا ۲۰ ثانیه

🔹 روش‌های عملی تنظیم زمان

• در تایمر ستاره–مثلث، معمولاً بین ۵ تا ۱۵ ثانیه تنظیم می‌کنند و با آزمایش بار واقعی بهترین زمان مشخص میشه.
• معیار نهایی:
  • موتور باید در حالت ستاره به سرعت نزدیک به نامی برسه.
  • جریان پس از سوئیچ به مثلث نباید بیشتر از ۲ تا ۲.۵ برابر جریان نامی بشه.

نتیجه‌گیری

انتخاب درست تجهیزات و سیم‌ها در مدار ستاره–مثلث نقش بسیار مهمی در کارکرد ایمن و پایدار موتور دارد. استفاده از کنتاکتور، رله حرارتی و کابل با سایز مناسب نه تنها از آسیب به موتور جلوگیری می‌کند بلکه هزینه‌های تعمیر و نگهداری را هم کاهش می‌دهد.

امیدوارم این مطالب به کارتون بیاد چون خیلی وقت ها اصول رو کامل بلدیم اما موقع انتخاب سایز قطعات به مشکل میخوریم.