برق. قدرت. کنترل. الکترونیک. مخابرات. تاسیسات.

دایره المعارف تاسیسات برق (اطلاعات عمومی برق)

آیا توان مصرف کننده در ستاره با مثلث برابر است؟

چند نکته اساسی و ساده در مورد توان بار سه فاز

توان در بار های سه فاز اگر به صورت مثلث باشد سه برابر در ستاره است چرا ؟
میدانیم:
p∆=pY=3.Vph.Iph.cosф
حال آنکه ولتاژ و جریان فاز در مثلث 3 √ برابر در ستاره است.پس در مجموع توان مثلث سه برابر در ستاره است.
سوال :
اگر بخواهیم توان در هر دو یکسان باشد :
Z∆=3.ZY
سوال:
چرا در راه اندازی موتور های سه فاز موتور را به صورت ستاره و سپس به صورت مثلث میبندند ؟
همانطور که اشاره شد در ستاره جریان کمتری از شبکه کشیده می شود. پس در شبکه هایی که توان بالایی ندارد از این روش استفاده می شود. به عنوان مثال در کشور روسیه در لحظه راه اندازی نیز از روش مثلث استفاده می شود.
سوال :
مگر میشود یک موتور وقتی به صورت مثلث یا ستاره بسته می شود توان های متفاوتی از شبکه بکشد؟
جواب : خیر روی هر موتور دو ولتاژ هک شده است یکی مربوط به حالت ستاره و دیگری مربوط به مثلث است در زمانیکه به صورت ستاره بسته می شود ولتاژ خط باید 3 √ برابر در مثلث باشد.


مثال:
Z= 3 √+j , Vl=380
حل : در ستاره
Vl= 380 , Vph=220 , Iph=110 12<' type="#_x0000_t75"> -3 0 ̊S=3.220. 110≈72200
در مثلث
Vl= 380 , Vph=380 , Iph=190 12<' type="#_x0000_t75"> -3 0 ̊S=3.380. 190≈216600
حال اگر ولتاژ در ستاره 3 √ برابر شود
Vl= 658.17 , Vph=380 , Iph=190 12<' type="#_x0000_t75"> -3 0 ̊S=3.380. 190≈216600
مشاهده میشود توان توان ها برابر میشود
حال اگر :
Z∆=3.ZY
Z∆=5.2+3j , Vph=380 , Iph=63.29 12<' type="#_x0000_t75"> -3 0 ̊S=3.380. (63.29) ≈72200

 


روش های راه اندازی الکترو موتور های سه فازآسنکرون

الف) اتصال مستقیم : ولتاژ کامل .


ب ) کاهش ولتاژ :

1)ستاره ی مثلث
2 )به وسیله ی اتوترانس
3)به وسیله ی قرار دادن مقاومت سر راه استاتور(استاتوریک)
4)وسیله ی قرار دادن مقاومت سر راه روتور در موتور های روتور سیم پیچی شده (روتوریک)

ج)سافت استارتر

د) اینورتر

الف: اتصال مستقیم : الکترو موتور های با قدرت کم (معمولا 4 تا 5.5 کیلو وات) را مستقیما به شبکه وصل می کنند.یعنی ولتاژ380 ولت شبکه را به سیم پیچ های موتور متصل می نمائیم .

نکته : اگر الکتروموتور های القایی با توان بالا به طور مستقیم به شبکه وصل شوند ، در لحظه ی راه اندازی 4 تا 7 برابر جریان نامی خود را از شبکه می گیرند مثلا موتوری با توان 22 کیلو وات در اتصال ستاره با ولتاژ660 وضریب قدرت 0.92 و راندمان 0.85 24 آمپر می کشدو در اتصال مثلثبا ولتاژ380 ولت 42 آمپر را از شبکه دریافت مینماید حال اگر با اتصال ستاره باشد جریان راه اندازی 140 آمپر و اگر با اتصال مثلث مستقیم راه اندازی شود جریان استارت اولیه متناسب با بار حدود 250 آمپر می شود. در نتیجه برای کم کردن جریان راه اندازی از روش های مختلفی استفاده می شود .

ب : روش کاهش ولتاژ :


روش ستاره مثلث : برای کم کردن جریان راه اندازی الکترو موتور های با قدرت بالا ، از روش ستاره مثلث استفاده می شود . در این حالت موتور ابتدا به صورت ستاره و پس از اینکه راه افتاد و به دور نامی خود رسید ، به حالت مثلث در می آید که این تغییر حالت می تواند به صورت دستی یا خودکار انجام شود.

ILλ = 1/3 ILΔ
t = 4+ 2√p → kw به موتور توان زمان برای راه اندازی ستاره مثلث
λ = 1/3 τ Δτ

دلایل استفاده از روش ستاره مثلث

1-جلوگیری از تشدید افت ولتاژ شبکه
2-جلوگیری از صدمه دیدن خود موتور
3-کاربرد موتور ، نوع مصرف و توان موتور
4-توجه به پلاک موتور

راه اندازی الکترو موتور های سه فازه با توجه به ولتاژ مشخص شده روی پلاک آنها

برای این منظور به موارد زیر توجه می کنیم :


ولتاژ خطی در ایران 380 ولت و ولتاژ فازی 220 ولت می باشد

کمترین ولتاژ ثبت شده روی پلاک الکتروموتورها ، ولتاژ مجاز سیم پیچ هاست
بیشترین ولتاژ ، ولتاژ خطی است اگر 1 ولتاژ مشخص شده باشد ، همان ولتاژ مجاز است.


نکته : موتور با توجه به نکات بالا و پلاک آن راه اندازی می شود .


مثال :نوع راه اندازی الکتروموتورهای زیر را با توجه به پلاک و مشخصات برق ایران را مشخص نمایید.

الف) Δ / λ 380 / 220 ~3
λ 380 ~3
این موتورها به دلیل اینکه سیم پیچ هایش نمی تواند ولتاژ خطی (v 380) را تحمل کند حتما باید ستاره راه اندازی شود.
ب) Δ 380 ~ 3
Δ / λ 660 / 380 ~ 3
λ 660 ~ 3
Δ / λ 440 / 380 ~ 3
چون سیم پیچی این موتورها میتوانند ولتاژ خطی شبکه را تحمل نمایند بهتر است به صورت یکی از روش های کاهش ولتاژ که در ایران معمولا به دلیل هزینه ی بالای نگهداری و خرید تجهیزات اولیه ی راه اندازی ، بیشتر به صورت دو ضرب (ستاره - مثلث) راه اندازی می شوند.

روش اتو ترانس و مقاومت راه انداز کاربردهای کمتری دارند و مخصوص موتورهای توان بالا با بارهای بسیار زیاد می باشند و هچنین دارای تجهزات خاص و هزینه های تعمیر و نگهداری بالا می باشندالبته با پیشرفت الکترونیک قدرت درجهان این روشها حذف و استفاده از سافت استارتر و اینورتر ها بیشتر مورد استقبال قرار گرفته اند.(به طور مجزا در بخشهای مربوطه توضیح داده شده است).


تابلو الکتروموتور و پمپ (راه اندازی الکتروموتورها و الکتروپمپ ها)

اولین مسئله ای که ما باید در مورد الکترو موتورها بفهمیم ،اطلاعاتی مانند:
توان موتور، جریان نامی، ولتاژ، نحوه ی اتصال (ستاره - مثلث - مستقیم)، تعداد دور در دقیقه، که تمامی این اطلاعات روی پلاك حک شده است. مهمترین مورد برای الکترو موتور توان موتور (P) که به KW میباشد، که با داشتن این مطلب میتوانیم تمامی لوازم مورد نیاز برای راه اندازی موتور را محاسبه کنیم.

*نکته: در طراحی تابلو برق ما به روشهای مختلف میتوانیم قطعات لازم راانتخاب کنیم که ما در کل این مجموعه حداقل را در نظر میگیریم چون به هر روش که انجام دهیم، طراحی به چند چیز وابسته است.

اصول و عوامل مهم در طراحی:

1- ایمنی: در انتخاب لوازم و طراحی مدارات فرمان و نحوه ی عملکرد سیستم باید ایمنی رعایت شود.

2- کارکرد عملی: یعنی در هر روشی باید یک خروجی مساوی داشته باشیم و تمامی خواسته هایمان برآورده شود.(نتیجه تغییر نکند)

3- صرفه ی اقتصادی: هر سیستمی نسبت به حساسیت آن مجموعه با قیمتهای متفاوت طراحی میشوند.

مثلا کنتاکتوری که برای دستگاه CNC استفاده میشود، چون دستگاه بسیار حساس و گران قیمت می باشد باید از جنسهای مرغوب و مارکهای معتبر باشد.

*نکته: مهمترین نکته در مورد لوازمی مثل کنتاکتور ، عمر کنتاکت آن است که به تعداد قطع و وصل شدن زیر بار میگویند. مثلا "یک میلیون بار قطع و وصل"

4- خطاهای انسانی: در هر سیستمی باید سعی کنیم، کوچکترین احتمال خطا و سهل انگاری که از کاربر و یا اپراتور سر می زند را در نظر بگیریم. 

تابلوهای راه اندازی الکتروموتور ها و الکترو پمپ ها را به سه دسته تقسیم می کنیم:

۱ـ راه اندازی تک ضرب

متداول ترین نوع راه اندازی است و برای الکتروموتورهای تکفاز و سه فاز با توان کمتر از ۱۱ کیلو وات مورد استفاده قرار می گیرد.

- قطعات لازم برای موتورهای تک فاز

1- فیوز محافظ (میتواند فیوز کاردی، مینیاتوری، کلید حرارتی و... باشد)
2- کنتاکتور
3- بی متال (در مواردی که کلید حرارتی وجود دارد، نیازی به بی متال نیست) برای موتورهای تک فاز سه مورد بالا و برای موتورهای سه فاز کنترل فاز هم استفاده میشود.

- قطعات لازم برای موتورهای سه فاز تک ضرب :

1- فیوز محافظ (میتواند فیوز کاردی، مینیاتوری، کلید حرارتی و... باشد)
2- کنتاکتور
3- بی متال
4- کنترل فاز

**فرمول کاربردی: محاسبه ی جریان برای موتور برای تعیین توان، آمپر، ولتاژ:

بی متال - کنتاکتور - کلید محافظ

P = I * V * 1.73 * cosφ

P توان موتور به KW
I جریان مصرفی به A
V ولتاژ موتور به V
Cosφ حدودا بین 0.7 – 1 میباشد.

نکته:
1- کلید محافظ بسته به نوع و کارکرد موتور، معمولا از 1.5 تا 2 برابر جریان موتور، بالاتر گرفته میشود.

- در استاندارد امریکا (AWG): فیوز تندکار (مانند مینیاتوری) 3 برابر جریان نامی موتور فیوز کندکار (ذوب شونده) 1.7 برابر جریان نامی موتور

2- به طور کلی اگر به روشهای فرمولی، محاسبه میکنید احتمال کمی تفاوت با جدول وجود دارد که میتواند به خاطر دلایل زیر باشد:

- کسینوس فی - جریان اولیه و راه انداز موتورها (درمصارف مختلف جریانها فرق میکنند) - نوسان ولتاژ - دور موتور – ولتاژی که در جدول محاسبه شده ( 400 یا 380) و...

3- کنتاکتور را به علت کارکرد بالا (قطع و وصل زیاد) باید حتی المقدور 1.5 تا 2 رنج نسبت به نوع کارکرد و تعداد ضربات آن بالاتر در نظر گرفت.

 

۲ـ راه اندازی دو ضرب (ستاره - مثلث)

همانطور که میدانید این روش، برای کم کردن جریان راه انداز موتورهای با قدرت بالا استفاده میشود. که ابتدا موتور به حالت ستاره شروع بکار میکند و پس از رسیدن به دور نامی خود ، به حالت مثلث در می آید.

- برای مشخص شدن این نوع اتصال باید به پلاك موتور توجه کرد.

~220/380 بصورت ستاره - مثلث
~380/660 بصورت ستاره - مثلث
~380 بصورت ستاره - مثلث
~660 بصورت ستاره - مثلث

موتورهای ستاره - مثلث

 - قطعات لازم برای موتورهای ستاره - مثلث (کنتاکتوری) :

1- فیوز محافظ (میتواند فیوز کاردی، مینیاتوری، کلید حرارتی و ... باشد)
2- کنتاکتور 3 عدد
3- بی متال
4- کنترل فاز
5- تایمر

** نکات مورد توجه در ستاره - مثلث:

1- بهتر است برای محافظت، از کلید حرارتی (برای حفاظت کل مدار)، و هم بیمتال، (برای حفاظت خط اصلی) استفاده شود.

2- در مدارات ستاره - مثلث، جریان کل موتور، روی دو خط : "اصلی و مثلث"، تقسیم میشود یعنی هر خط 0.58 آمپر کل جریان موتور را تحمل میکند.

3- کلید محافظ (فیوز) حدودا ، 2.2 برابر توان (kw) موتور باشد.

4- رنج بی متال را از طریق فرمول زیر محاسبه میکنیم: رنج بیمتال (ستاره - مثلث) = Inm * 0.58 جریان نامی موتور Inm

۳ـ راه اندازی نرم (کنترل دور)

در برخی از موارد ضربه ناشی از استارت اولیه ممکن است به سیستم صدمه بزند، یا نیاز به کنترل دور موتور باشد، به همین خاطر از راه اندازی نرم استفاده می شود. این نوع راه اندازی توسط درایو های و سافت استارتر انجام می شود. اصول کاری کنترل دور بر اساس کنترل همزمان ولتاژ و ac و dc فرکانس می باشد.

در سیستمهای کنترل حلقه بسته مانند آبرسانی تحت فشار ثابت، کنترل فرایند دما، تهویه و عملا در جاهایی که نیاز به کنترل دور باشد مورد استفاده قرار می گیرد.



توان در بار های سه فاز اگر به صورت مثلث باشد سه برابر در ستاره است

چرا ؟

میدانیم:

p∆=pY=3.Vph.Iph.cosф

حال آنکه ولتاژ و جریان فاز در مثلث  3 √  برابر در ستاره است.پس در مجموع توان مثلث سه برابر در ستاره است.

سوال : اگر بخواهیم توان در هر دو یکسان باشد :

Z∆=3.ZY

سوال: چرا در راه اندازی موتور های سه فاز موتور را به صورت ستاره و سپس به صورت مثلث میبندند ؟

همانطور که اشاره شد در ستاره جریان کمتری از شبکه کشیده می شود. پس در شبکه هایی که توان بالایی ندارد از این روش استفاده می شود. به عنوان مثال در کشور روسیه در لحظه راه اندازی نیز از روش مثلث استفاده می شود.

سوال : مگر میشود یک موتور وقتی به صورت مثلث یا ستاره بسته می شود توان های متفاوتی از شبکه بکشد؟

جواب : خیر روی هر موتور دو ولتاژ هک شده است یکی مربوط به حالت ستاره و دیگری مربوط به مثلث است در زمانیکه به صورت ستاره بسته می شود ولتاژ خط باید 3 √  برابر در مثلث باشد.

مثال:

Z= 3 √+j , Vl=380

حل : در ستاره

Vl= 380 , Vph=220 , Iph=110 -3 0 ̊→S=3.220. 110≈72200

در مثلث

Vl= 380 , Vph=380 , Iph=190 -3 0 ̊→S=3.380. 190≈216600

حال اگر ولتاژ در ستاره 3 √ برابر شود

Vl= 658.17 , Vph=380 , Iph=190 -3 0 ̊→S=3.380. 190≈216600

مشاهده میشود توان توان ها برابر میشود

حال اگر :

Z∆=3.ZY

  Z∆=5.2+3j , Vph=380 , Iph=63.29 -3 0 ̊→S=3.380. (63.29) ≈72200

صفحات جانبی

نظرسنجی

    لطفاً نظرات خود را درمورد وبلاگ با اینجانب در میان بگذارید.(iman.sariri@yahoo.com)نتایج تاکنون15000مفید و 125غیرمفید. با سپاس


  • آخرین پستها

آمار وبلاگ

  • کل بازدید :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :