Nadmierny prąd rozruchowy w silnikach elektrycznych od dawna stanowi wyzwanie dla inżynierów elektryków. Podczas bezpośredniego uruchamiania dużego silnika chwilowy prąd rozruchowy może osiągnąć kilkukrotność prądu znamionowego, co może spowodować uszkodzenie silnika i destabilizację sieci energetycznej. Rozruszniki gwiazda-trójkąt okazały się ekonomicznym i skutecznym rozwiązaniem do rozruchu przy obniżonym napięciu, szeroko stosowanym w zastosowaniach przemysłowych.
Standardowy rozrusznik gwiazda-trójkąt ma sześć zacisków przyłączeniowych. Zaciski te odpowiadają sześciu końcówkom uzwojeń stojana silnika, umożliwiając przełączanie między konfiguracją gwiazdy i trójkąta w różnych fazach pracy.
Rozrusznik gwiazda-trójkąt działa poprzez modyfikację połączenia uzwojenia stojana w celu zmniejszenia napięcia i prądu podczas rozruchu:
Faza połączenia w gwiazdę:Podczas pierwszego uruchomienia uzwojenia łączą się tworząc gwiazdę. Taka konfiguracja zmniejsza napięcie na każdym uzwojeniu do około 57,7% napięcia sieciowego (1/√3). W rezultacie prąd rozruchowy spada do około jednej trzeciej prądu rozruchu bezpośredniego, znacznie minimalizując naprężenia mechaniczne silnika i wpływ elektryczny na zasilacz.
Faza połączenia Delta:Gdy prędkość silnika osiągnie około 80% prędkości znamionowej, rozrusznik automatycznie przełącza uzwojenia w konfigurację trójkąta. W tym trybie każde uzwojenie otrzymuje pełne napięcie sieciowe, co pozwala silnikowi pracować z zaprojektowaną mocą wyjściową.
Rozrusznik zazwyczaj wykorzystuje trójbiegunowy przełącznik dwupołożeniowy (TPDT), aby ułatwić przejście między konfiguracją gwiazdy i trójkąta. Ten mechanizm przełączający zawiera trzy bieguny po dwa położenia każdy. Wiele systemów zawiera przekaźniki czasowe umożliwiające precyzyjną kontrolę odstępu przełączania pomiędzy trybami pracy.
- Znacząca redukcja prądu rozruchowego, chroniąca zarówno silnik, jak i infrastrukturę energetyczną
- Prosta konstrukcja i niższe koszty wdrożenia w porównaniu z alternatywnymi metodami rozruchu
- Łatwa konserwacja i szeroka kompatybilność z różnymi silnikami indukcyjnymi klatkowymi
- Zmniejszony moment rozruchowy ze względu na niższe napięcie początkowe, co czyni go nieodpowiednim do zastosowań przy dużych obciążeniach
- Wymaga ręcznego lub automatycznego przełączania między konfiguracjami
Rozruszniki gwiazda-trójkąt stanowią wydajne i ekonomiczne rozwiązanie do zarządzania wysokimi prądami rozruchowymi w silnikach elektrycznych. Chociaż zmniejszony moment rozruchowy ogranicza niektóre zastosowania, ich prostota i niezawodność utrzymują pozycję preferowanego wyboru w wielu scenariuszach przemysłowych. Właściwe zrozumienie konfiguracji ich okablowania i zasad działania zapewnia optymalne wdrożenie i wydajność.