Typen motorstarters en overwegingen bij toepassingen

Een industriële motor starten

Een industriële motorstarter is een apparaat dat het benodigde vermogen voor het starten van een driefasige inductiemotor mogelijk maakt. Elke elektromotor trekt de meeste stroom (vijf tot zes keer de nominale stroom) wanneer de motor is afgeslagen. Tijdens de startfase stopt de motor wanneer de stroom is ingeschakeld en staat de motor op het punt te draaien.

In theorie klinkt het eenvoudig, maar er zijn veel verschillende manieren waarop een ontwerper of ingenieur een wisselstroom (AC) inductiemotor kan starten en beveiligen. Sommige manieren zijn efficiënter dan andere.

Figuur 1. Een handmatige/schakelaar motorstarter. Afbeelding gebruikt met dank aan Siemens

Op een basisniveau zal een motorstarter gedurende een korte periode stroom toelaten die de stroomonderbreker of zekering overschrijdt, totdat de motor met een nominaal toerental draait. Met de starter kan de motor ook in omgekeerde richting worden gestart.

Soorten motorstarters

Handleiding :Een handmatige starter is de meest elementaire starter. Het is in wezen een schakelaar met overbelastingsbeveiliging. Deze startstijl wordt alleen gebruikt bij motoren met een lager vermogen en alleen bij motoren die niet fysiek beperkt zijn bij het starten. Een motor die bijvoorbeeld een vliegwiel aandrijft, zou geen handstarter gebruiken, maar een pomp wel.

Magnetisch :Deze starterstijl maakt gebruik van een contactor of een groot relais om de motor aan of uit te zetten. Een technicus zou de contactor besturen via een programmeerbare logische controller (PLC) of een ander soort automatiseringscontroller. De magnetische stijl is vergelijkbaar met de handmatige stijl, behalve dat een klein spanningssignaal de schakelaar kan besturen.

Achteruit :Een omkeerstarter gebruikt twee parallelle magneetschakelaars om de fasen te veranderen, zodat de motor omgekeerd draait. Nogmaals, een klein spanningssignaal van een besturingssysteem zal de motor met de klok mee of tegen de klok in draaien.

Figuur 2. Een omgekeerde starter. Afbeelding gebruikt met dank aan Bay Power

Zacht :Een softstarter verlaagt de spanning, waardoor het stroomverbruik van de motor tijdens het opstarten wordt verminderd. Autotransforming en Start-Delta zijn variaties op softstarters. Deze starters gebruiken transformatoren of dynamische bedradingsconfiguraties om de spanning in het driefasensysteem te verlagen totdat de motor 80-90% volledige spanning bereikt.

Moderne softstarters gebruiken solid-state elektronica, zoals TRIAC's, om de spanning tijdens het opstarten te verlagen. Hoewel de ouderwetse softstarters nog steeds in gebruik zijn, bieden de solid-state versies meer flexibiliteit bij het dimensioneren en zijn ze minder ingewikkeld om te installeren.

Variabele frequentie :Het gebruik van een frequentieregelaar (VFD) om een ​​motor te starten is waarschijnlijk de meest efficiënte manier, vanwege de manier waarop een motor werkt. De magnetische sterkte is directioneel evenredig met de spanning gedeeld door de frequentie.

En de snelheid van een motor is evenredig met de frequentie gedeeld door het aantal magnetische polen.

Deze vergelijkingen vertellen ons dat naarmate de spanningsfrequentie afneemt, ook de snelheid toeneemt, maar de magnetische veldsterkte toeneemt. Door met een lagere frequentie te starten, kunnen we de hoeveelheid stroom die nodig is om de motor te starten, verminderen. De meeste andere oudere softstarters gebruiken weerstanden of transformatoren om de spanning te verlagen. Deze methode zet de overtollige spanning om in warmte.

Combinatie :Een combinatiestarter bevat doorgaans niet alleen de startercomponenten, maar ook een circuitbeveiliging, zekering of stroomonderbreker en het overbelastingsapparaat. Deze stijl van starter is een geweldige manier om wat ruimte te besparen in de elektrische kast.

Figuur 3. Een diagram van hoe een automatische omvormer werkt. Afbeelding gebruikt met dank aan OMRON

Overwegingen bij het selecteren van een motorstarter

Kijk bij het selecteren van een motorstarter naar de toepassing. Draait de motor constant met een vast toerental? Zullen er meerdere starts en stops van de motor zijn? Moet u het toerental wijzigen of de motor op een lager toerental laten draaien?

Als de motor een transportband aandrijft, wilt u de motor niet op volle snelheid starten, omdat de producten op de band kunnen slippen en beschadigd kunnen raken. Normaal gesproken zouden afvoertransportsystemen een starter in VFD-stijl gebruiken. Op deze manier kan de opstartsnelheid worden gecontroleerd en kan de riem eenvoudig worden gestopt.

Ook efficiëntie speelt een rol. Grote koelventilatoren hebben geen starter met verlaagd toerental nodig, maar ze profiteren van het starten met een verlaagd toerental, omdat de motor niet zoveel stroom trekt als starten onder volledige belasting.

Sommige fabrieken vervangen zelfs oude motorstarters door moderne snelheidsverlagende starters om de CO2-uitstoot te verminderen. De grootte van de motor speelt ook een belangrijke rol bij het selecteren van de starter. Sommige grotere motoren kunnen geen magneetstarters gebruiken; deze grotere motoren hebben een softstarter of autotransformatorstarter nodig. Welke starter u ook kiest, probeer ervoor te zorgen dat efficiëntie de hoogste prioriteit heeft om de CO2-uitstoot te helpen verminderen.