Motorstarter typen & essentiële toepassingsrichtlijnen

Een Industriële Motor Starten

Een industriële motorstarter is een apparaat dat de benodigde stroom voor een driefasige inductiemotor faciliteret om te starten. Elke elektrische motor trekt de meeste stroom (vijf tot zes keer de nominale stroom) wanneer de motor geblokkeerd is. Tijdens de startfase is de motor geblokkeerd toen de stroom toegepast is, en de motor is net draaiende.

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

Figuur 1. Een handmatige/schakelaar motorstarter. Afbeelding gebruikt met toestemming van Siemens

Op basismacht laat een motorstarter stroom toe die de circuitbreker of zekering-nominale waarde overschrijdt voor een korte periode, totdat de motor op een nominale snelheid draait. De starter kan ook toestaan dat de motor in de omgekeerde richting start.

Typen Motorstarters

Handmatig: Een handmatige starter is de meest basale starter. Het is essentieel een schakelaar met overbelastingbescherming. Deze starterstijl wordt alleen gebruikt op lagere pk-motoren en alleen met motoren die niet fysiek beperkt zijn bij het starten. Een motor die een zwenkwiel aandrijft, zou bijvoorbeeld geen handmatige starter gebruiken, maar een pomp zou er een kunnen gebruiken.

Magnetisch: Deze starterstijl gebruikt een schakelaar of grote relais om de motor aan of uit te zetten. Een ingenieur zou de schakelaar 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.

Omkeerbaar: Een omkeerbare starterstijl gebruikt twee schakelaars in parallel om de fasen te veranderen, zodat de motor in omgekeerde richting draait. Opnieuw triggert een klein spanningssignaal van een besturingssysteem de kloksgewijze of tegenkloksgewijze richting van de motor.

Figuur 2. Een omkeerbare starter. Afbeelding gebruikt met toestemming van Bay Power

Zacht (Soft): Een zachte starter verlaagt de spanning, wat de stroomtrekking van de motor tijdens opstart vermindert. Auto-transformeren en Start-Delta zijn variaties van zachte starters. Deze starters gebruiken transformatoren of dynamische bedradingsconfiguraties om de spanning in het driefasige systeem te verlagen totdat de motor 80-90% van de volle spanning bereikt.

Moderne zachte starters gebruiken solid-state elektronica, zoals TRIACs, om de spanning tijdens opstart te verlagen. Terwijl de oude stijl zachte starters nog steeds in gebruik zijn, laten de solid-state versies meer flexibiliteit met dimensionering toe en zijn minder ingewikkeld te installeren.

Variabele frequentie: Het gebruik van een variabele frequentie-aandrijving (VFD) om een motor te starten is waarschijnlijk de meest efficiënte manier, vanwege hoe een motor werkt. De magnetische sterkte is evenredig aan de spanning gedeeld door de frequentie.

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

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

Combinatie: Een combinatiestarter bevat typisch niet alleen de startercomponenten, maar ook een circuitbeschermingsapparaat, zekering of circuitbreker, en het overbelastingapparaat. Deze starterstijl is een geweldige manier om ruimte in het elektriciteitskastje te besparen.

Figuur 3. Een diagram van hoe een automatische inverter werkt. Afbeelding gebruikt met toestemming van OMRON

Overwegingen bij het Selecteren van een Motorstarter

Bij het selecteren van een motorstarter, kijk naar de toepassing. Draait de motor constant op een vaste snelheid? Zullen er meerdere starts en stops van de motor zijn? Heb je de snelheid nodig om te veranderen of de motor op een verlaagde snelheid te laten draaien?

Als de motor een transportband aandrijft, wil je de motor niet op volle snelheid starten, want de producten op de band kunnen glijden en beschadigd raken. Typisch zouden offload-transportsystemen een VFD-stijl starter gebruiken. Op deze manier kan de opstartsnelheid gecontroleerd worden, en de band kan gemakkelijk gestopt worden.

Efficiëntie speelt ook een rol. Grote koelventilatoren vereisen geen verlaagde snelheidsstarter, maar ze profiteren wel van het starten met een verlaagde snelheid, omdat de motor niet zoveel stroom trekt als bij starten onder volle belasting.

Sommige fabrieken vervangen zelfs oude motorstarters door moderne snelheidsverlagende starters om koolstofemissies te verminderen. De grootte van de motor speelt ook een belangrijke rol bij het selecteren van de starter. Sommige grotere motoren kunnen geen magnetstarters gebruiken; deze grotere motoren vereisen een zachte starter of autotransformatorstarter. Welke starter je ook kiest, probeer te zorgen dat efficiëntie de hoogste prioriteit heeft om koolstofemissies te helpen reduceren.