Lyt til, at en 15 kW transportørmotor starter, og du hører én solid klunk i stedet for en række klik. Den enkelte lyd besvarer spørgsmålet om, hvordan en motorstarter fungerer. Styrespændingen når en spole, spolen opbygger et magnetfelt, et bevægeligt armatur trækkes ind i en fast kerne, og tre tunge kontakter tæt på for at sende linjespænding til motoren. Fra det øjeblik fortsætter starteren med at måle strøm, så motoren aldrig kører uden beskyttelse.
Det korte svar er, at en motorstarter er en kontaktor plus et overbelastningsrelæ, koblet således, at en startknap aktiverer kontaktorspolen, mens en stopknap, en overbelastningsudløsning eller et forsyningstab afbryder den. Kontaktoren skifter strømmen. Overbelastningsrelæet afgør, hvornår motoren har trukket for meget strøm for længe. Styrekredsløbet bestemmer, hvornår en af dem handler.
Alt andet i familien, bakning, stjerne-trekant, blød start, er bygget på den samme base.
De to job, hver motorstarter udfører
En motor har brug for en kontakt, der overlever indløbet af en start, og den har brug for beskyttelse, der ikke vil forveksle en normal start med en fejl. En kontaktor alene kan skifte, og en afbryder alene kan afbryde en kortslutning, men ingen af dem beskytter viklingen mod en vedvarende overbelastning, såsom en fastklemt transportør eller et slidt leje.
De to funktioner er derfor opdelt. Kontaktoren er valgt til motordrift, som i IEC-termer er anvendelseskategori AC-3, så dens kontakter er dimensioneret til at lave og bryde cirka seks til otte gange motorens fuldlaststrøm. Overbelastningsrelæet er valgt til at følge en termisk model, der tillader indløbet at passere og udløse på den mindre strøm, der fortsætter, efter at motoren skulle have nået hastigheden.
Tabel: de arbejdende dele af en direkte on-line motorstarter og det job, hver enkelt udfører. | Del | Hvad den gør | Hvad skal du kontrollere, når du angiver |
| Kontaktor spole | Skaber det magnetiske felt, der lukker hovedkontakterne | Spolespænding og styretransformerens kapacitet |
| Hovedkontakter | Bær og afbryd motorstrømmen | AC-3-klassificering, ikke kun modstandsbelastning |
| Hjælpekontakt | Giver forseglingsvejen og statussignaler | Antal normalt åbne og normalt lukkede kontakter |
| Termisk overbelastningsrelæ | Turer på vedvarende overstrøm | Indstil strøm, turklasse, omgivende kompensation |
| Elektronisk overbelastningsrelæ | Trips ved overstrøm, fasetab eller ubalance | Justerbar klasse og detektionsfunktioner |
| Styrekredsløb | Start, stop, forsegle og låse | Styrespænding og ledningsspændingsfald |
Inde i kontaktoren: Hvordan spolen lukker kontakterne
Når styrespændingen når spolen, strømmer strømmen gennem tusindvis af vindinger af kobbertråd og producerer et magnetfelt i kernen. Feltet trækker ankerpladen mod kernen mod en returfjeder. Fordi de bevægelige kontakter sidder på samme armatur, lukker hovedkontakterne, og motorkredsløbet er afsluttet. Hjælpekontakter skifter tilstand i samme øjeblik, og det er sådan, tætningskontakten tager over fra startknappen. Det samme magnetiske princip driver en elektromagnetisk relæ til generelle formål , bare ved langt lavere strømniveauer.
To tal betyder noget her, og de er forskellige. Pick-up-kraften, den indstrømning, der er nødvendig for at trække ankeret ind, er meget højere end den forseglede kraft, der er nødvendig for at holde den. En 230 V AC-spole trækker måske 70 VA for at lukke og kun 7 VA for at holde. Hvis styrespændingen falder, klapper ankeret, kontakterne lysbues, og spolen overophedes. Underdimensionerede styretransformatorer forårsager flere starterfejl i marken, end slidte kontakter gør.
Når spolen er afbrudt, skubber fjederen ankeret tilbage, og kontakterne åbnes. En lysbue dannes, når strømmen afbrydes, og lysbuen spalter, afkøler og slukker den. Dette er grunden til, at kontaktlevetid er angivet i driftscyklusser ved nominel belastning snarere end i år.
Overbelastningsrelæet: Langsommere og smartere beskyttelse
Overbelastningsrelæet er bevidst langsomt. En motor trækker seks til otte gange sin nominelle strøm under en normal start, så en enhed, der reagerede øjeblikkeligt, ville aldrig lade motoren køre.
I et termisk overbelastningsrelæ passerer motorstrømmen gennem varmeelementer eller gennem det primære af en strømtransformator. En bimetalstrimmel bøjes, når den opvarmes, og efter tilstrækkelig tid udløser den en mekanisme, der åbner en normalt lukket kontakt i spolekredsløbet. Tripklasse beskriver hastigheden ved seks gange den indstillede strøm. Klasse 10 rejser inden for 10 sekunder, klasse 20 inden for 20 sekunder, og klasse 30 inden for 30 sekunder. Ventilatorer med høj inerti, fyldte transportører og lange starter kræver normalt klasse 20 eller derover.
Elektroniske overbelastningsrelæer erstatter bimetallet med strømtransformatorer og et målekredsløb. De følger stadig en termisk model, men de tilføjer fasetab, faseubalance og jordfejlsdetektering, og tripklassen er justerbar. I et panel bygget med sikringer, hvor en enkelt sprunget sikring kan lade en motor køre på to faser, er den ekstra detektion værd at betale ekstra. Indstil strømmen til motorens typeskilt med fuld belastning forstærkere, og juster derefter for servicefaktor og for temperaturen inde i kabinettet i stedet for temperaturen i rummet.
Kontrolkredsløbet: Start, stop og forseglingskontakten
Styrekredsløbet er det, der får starteren til at opføre sig forudsigeligt. Dens rækkefølge er enkel, og hvert trin betyder noget:
- Styrestrøm er tilgængelig ved stopknappen, som normalt er lukket.
- Ved at trykke på startknappen lukkes en normalt åben kontakt, og der løber strøm til kontaktorspolen.
- Spolen aktiveres, hovedkontakterne lukker, og en normalt åben hjælpekontakt lukker parallelt med startknappen.
- Når startknappen slippes, efterlades spolen strømforsynet gennem den hjælpekontakt, kendt som tætnings- eller holdekontakten.
- Ved at trykke på stop, miste kontrolstrømmen eller udløse overbelastningsrelæet bryder spolekredsløbet, kontakterne åbnes, og tætningskontakten nulstiller sig selv.
Det sidste trin forklarer en sikkerhedsadfærd, der er værd at huske. Hvis forsyningsspændingen forsvinder, falder starteren ud og starter ikke igen af sig selv, når strømmen kommer tilbage. En operatør skal trykke på start igen. Det er underspændingsbeskyttelse, og det er en klar forskel mellem en kontaktorbaseret starter og et magnetisk låserelæ, som holder sin sidste position uden spolestrøm overhovedet.
Når en starter skal gøre mere end at starte og stoppe
- Vendestarter: to kontaktorer med mekaniske og elektriske låse, der skifter to faser for at ændre rotation.
- Stjerne-trekant-starter: tre kontaktorer omkonfigurerer viklingen og skærer startstrømmen til ca. en tredjedel af den direkte online-værdi.
- Softstarter: tyristorer øger spændingen, hvorefter en bypass-kontaktor fører den løbende strøm.
- Frekvensomformer: styrer hastighed såvel som start med en kontaktor, der bruges som afbryder i stedet for som omskifter.
Relæmoduler og låserelæer inde i et startpanel
Ikke alle koblingsjob i et kontrolpanel tilhører kontaktoren. Mellemliggende relæer isolerer en PLC-udgang fra et spolekredsløb, multiplicerer kontakter til indikation og alarmer og skifter små belastninger, der ville spilde en stor kontaktors levetid. Til disse jobs, skinnemonteret industrielle kontrolmoduler holde panelet ryddeligt og brugbart.
Et slankt skinnerelæmodul er et praktisk svar, når et panel skal vokse uden ny skabsplads, da flere kanaler passer i bredden af en konventionel enhed.
M41F Slankt DIN-skinnerelæmodul, 6A Pladsbesparende skinnerelæmodul med op til 32 kanaler, 6A switching, indbygget beskyttelse og stærk/svag strømisolering til kompakte styreskabe. Se produkt → Når den koblede belastning er en resistiv varmebank eller en høj strømudgang i stedet for en motor, fører et højstrømsrelæ strømmen uden kontaktorens fodaftryk.
CYT90 High-Current SPDT Power Relay Kompakt SPDT-relæ klassificeret 20A/30A 250VAC, velegnet til højstrømsudgangskobling i apparater, industrielle varmeapparater og automatisering. Se produkt → For udgangskredsløb, der kræver en defineret kontaktværdi og en ren DIN-skinneinstallation, dækker et 16 A industrielt skinnerelæmodul de fleste hjælpe- og signalopgaver i et startpanel.
MCYF3 14F 16A industriskinnerelæmodul Modulopbygget 16A skinnerelæmodul med op til 32 kanaler, velegnet til centraliseret industriel kontrol og startpaneludgangskredsløb. Se produkt → Udvælgelsestjek, der afgør, om en starter overlever
De fleste starterproblemer spores tilbage til en valgbeslutning, der blev truffet på tilbudsstadiet, snarere end til en fabrikationsfejl. Dette er de checks, der er værd at køre, før en ordre afgives.
Tabel: kontroller for at køre før bestilling af en motorstarter eller en udskiftningskontaktor og overbelastningssæt. | Parameter | Hvad skal verificeres | Hvorfor det betyder noget |
| Udnyttelseskategori | AC-3 til egern-burmotorer, AC-1 kun til resistive belastninger | AC-1 kontakter bruges på motorbrugssvejsning for tidligt |
| Spolespænding | Matcher styretransformatoren og ledningsspændingsfaldet | Lav spænding forårsager støj og spoleudbrænding |
| Overbelastningsindstilling | Motor fuldlast forstærkere, justeret for servicefaktor og panelvarme | Kopierede indstillinger forårsager generende ture eller slet ingen beskyttelse |
| Tur klasse | 10, 20 eller 30 baseret på målt starttid | En klasse rejser for hurtigt ved hver normal start |
| Hjælpekontakts | Forsegling, interlock og PLC-feedback tælles separat | Manglende kontakter fremtvinger en feltændring senere |
| Arbejdscyklus | Starter i timen og om der bruges jogging | Hyppig inching forkorter kontaktens levetid kraftigt |
Fejltilstande og hvad de fortæller dig
- Klap ved start: styrespænding for lav, en løs spoleterminal eller en defekt styretransformator.
- Svejste hovedkontakter: underdimensionerede kontakter, jogging pligt eller et mekanisk problem i den drevne maskine.
- Generende udløsning: overbelastning sat under motorens fuldlastforstærkere, enkeltfaset, et varmt kabinet eller den forkerte tripklasse.
- Spoleudbrænding: kontinuerlig drift ved reduceret spænding eller et anker, der ikke kan sidde korrekt.
- En fase åben efter en tur: inspicer overbelastningsrelæets kontakter og styrekredsløbet, før hele starteren udskiftes.
Hurtige svar
Hvad er forskellen mellem en kontaktor og en motorstarter?
En kontaktor skifter kun strøm. En starter kombinerer en kontaktor med et overbelastningsrelæ og et styrekredsløb, så den skifter og beskytter på samme tid.
Hvorfor tripper starteren få sekunder efter start?
Oftest er overbelastningen sat for lavt, turklassen er for hurtig til en lang start, eller der mangler en fase. Tjek først den indstillede strøm mod typeskiltet, og mål derefter starttid og strøm på alle tre faser.
En motorstarter virker, fordi to enheder med forskellige tidsskalaer samarbejder. Kontaktoren reagerer i millisekunder og skifter den fulde motorstrøm. Overbelastningsrelæet reagerer på få sekunder og fjerner den strøm, før viklingen beskadiges. Når først spolekredsløbet, tætningskontakten og overbelastningsindstillingen er forstået, stopper fejlfinding af en starter med at være gætværk og bliver en kort liste over målinger.
Hvis du specificerer startere, udskiftningskontaktorer eller relæerne, der sidder ved siden af dem i panelet, er det at matche kontaktværdier og spolespændinger til den faktiske drift forskellen mellem et panel, der kører i et årti og et, der åbnes hvert kvartal.
