L'eccessiva corrente di spunto nei motori elettrici è da tempo una sfida per gli ingegneri elettrici. Quando si avvia direttamente un motore di grandi dimensioni, la corrente di spunto istantanea può raggiungere diverse volte la corrente nominale, danneggiando potenzialmente il motore e destabilizzando la rete elettrica. Gli avviatori stella-triangolo sono emersi come una soluzione economica ed efficace per l'avviamento a tensione ridotta, ampiamente adottata nelle applicazioni industriali.
Un avviatore stella-triangolo standard presenta sei terminali di collegamento. Questi terminali corrispondono alle sei estremità degli avvolgimenti dello statore del motore, consentendo la commutazione tra le configurazioni stella e triangolo durante le diverse fasi operative.
L'avviatore stella-triangolo funziona modificando il collegamento dell'avvolgimento dello statore per ridurre la tensione e la corrente durante l'avviamento:
Fase di collegamento a stella: Durante l'avviamento iniziale, gli avvolgimenti si collegano in una formazione a stella. Questa configurazione riduce la tensione su ciascun avvolgimento a circa il 57,7% della tensione di linea (1/√3). Di conseguenza, la corrente di spunto scende a circa un terzo della corrente di avviamento diretto, riducendo significativamente lo stress meccanico sul motore e l'impatto elettrico sull'alimentazione.
Fase di collegamento a triangolo: Quando la velocità del motore raggiunge circa l'80% della velocità nominale, l'avviatore commuta automaticamente gli avvolgimenti alla configurazione a triangolo. In questa modalità, ogni avvolgimento riceve la piena tensione di linea, consentendo al motore di funzionare alla sua potenza nominale.
L'avviatore utilizza tipicamente un interruttore tripolare a doppia posizione (TPDT) per facilitare la transizione tra le configurazioni stella e triangolo. Questo meccanismo di commutazione contiene tre poli con due posizioni ciascuno. Molti sistemi incorporano relè temporizzati per controllare con precisione l'intervallo di commutazione tra le modalità operative.
- Riduzione significativa della corrente di spunto, proteggendo sia il motore che l'infrastruttura di alimentazione
- Costruzione semplice con costi di implementazione inferiori rispetto ai metodi di avviamento alternativi
- Facile manutenzione e ampia compatibilità con vari motori a induzione a gabbia di scoiattolo
- Coppia di spunto ridotta a causa della minore tensione iniziale, che lo rende inadatto per applicazioni con carichi pesanti
- Richiede la commutazione manuale o automatica tra le configurazioni
Gli avviatori stella-triangolo offrono una soluzione efficiente ed economica per la gestione delle correnti di spunto elevate nei motori elettrici. Sebbene la coppia di spunto ridotta limiti alcune applicazioni, la loro semplicità e affidabilità mantengono la loro posizione come scelta preferita per molti scenari industriali. Una corretta comprensione della loro configurazione di cablaggio e dei principi operativi garantisce un'implementazione e prestazioni ottimali.