กล่องสตาร์ทเตอร์มอเตอร์: คำอธิบายโดยละเอียดเกี่ยวกับอุปกรณ์ไฟฟ้าควบคุมและการลดแรงดันไฟฟ้าแบบ Y-Δ ในการสตาร์ทแบบปฏิบัติ
แผงควบคุมมอเตอร์สตาร์ทเตอร์เป็นอุปกรณ์ควบคุมไฟฟ้าที่ใช้ในการควบคุมการสตาร์ท การทำงาน และการหยุดของมอเตอร์ รวมถึงการให้การป้องกันต่าง ๆ ประกอบด้วยส่วนประกอบควบคุม เช่น สวิตช์ รีเลย์ และคอนแทคเตอร์ ในการควบคุมการสตาร์ทมอเตอร์ ขึ้นอยู่กับกำลังไฟฟ้าและลักษณะของโหลดของมอเตอร์ มักใช้วิธีการสตาร์ทหลายวิธี เช่น การสตาร์ทโดยตรง การสตาร์ทแบบลดแรงดันไฟฟ้า Y-Δ และการสตาร์ทแบบลดแรงดันไฟฟ้าด้วยออโตร์ทรานส์ฟอร์เมอร์ส่วนนี้จะเน้นอธิบายหลักการการทำงานและวิธีการเดินสายไฟของระบบเริ่มต้นแรงดันไฟฟ้าแบบ Y-Δ ลดแรงดัน
1. อุปกรณ์ควบคุม
(1) ปุ่ม
ปุ่มกดเป็นหนึ่งในตัวกระตุ้นที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุด มักใช้เพื่อเปิดหรือปิดวงจรควบคุมที่มีกระแสไฟฟ้าต่ำ การออกแบบของปุ่มกดนั้นเรียบง่ายและสะดวกในการใช้งานมาก รูปที่ 16-11 แสดงโครงสร้างของปุ่มกดและสัญลักษณ์กราฟิกของมัน
รูปที่ 16-11: แผนผังโครงสร้างปุ่มและสัญลักษณ์กราฟิก
การกำหนดสีของปุ่มควบคุมบ่งบอกถึงหน้าที่ของมัน: ปุ่ม “หยุด” ต้องเป็นสีแดง; ปุ่ม “หยุดฉุกเฉิน” ต้องเป็นปุ่มหัวเห็ดสีแดง; และปุ่ม “เริ่ม” ต้องมีวงแหวนป้องกันซึ่งควรยื่นออกมาเหนือหัวปุ่มเพื่อป้องกันการเปิดใช้งานโดยไม่ตั้งใจและการทำงานผิดพลาด
(2) คอนแทคเตอร์ AC
คอนแทคเตอร์ AC เป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าอัตโนมัติที่ใช้แรงแม่เหล็กไฟฟ้าในการปิดหรือเปิดหน้าสัมผัส เป็นส่วนประกอบสำคัญสำหรับการเชื่อมต่อและตัดการเชื่อมต่อมอเตอร์ไฟฟ้าหรืออุปกรณ์ไฟฟ้าอื่นๆ ดังแสดงในรูปที่ 16-12 ประกอบด้วยแกนหลัก หน้าสัมผัส และขดลวด โดยแกนหลักแบ่งออกเป็นแกนคงที่และแกนเคลื่อนที่ และหน้าสัมผัสแบ่งออกเป็นหน้าสัมผัสหลักและหน้าสัมผัสเสริม
รูปที่ 16-12 ตัวตัดวงจรไฟฟ้า AC
(3) ฟิวส์
ในระบบจ่ายและควบคุมกำลังไฟฟ้าแรงดันต่ำ ฟิวส์มีหน้าที่หลักในการป้องกันระบบจากการลัดวงจรและกระแสเกิน เมื่อกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านฟิวส์มีค่าเกินกว่าค่าที่กำหนดไว้ ความร้อนที่เกิดขึ้นจะทำให้ตัวฟิวส์ละลายและตัดวงจรโดยอัตโนมัติ ในขณะทำงาน ฟิวส์จะถูกต่ออนุกรมภายในวงจรที่ต้องการป้องกัน หากเกิดการลัดวงจรหรือกระแสเกินรุนแรง ฟิวส์จะละลายอย่างรวดเร็วและอัตโนมัติ ส่งผลให้วงจรถูกตัดการจ่ายไฟและป้องกันระบบจากความเสียหาย
ฟิวส์ประกอบด้วยสองส่วนหลัก: องค์ประกอบฟิวส์ (ลิงค์ฟิวส์) และตัวจับฟิวส์ (หรือฐานฟิวส์) ฟิวส์มีหลายประเภท; ที่ใช้กันทั่วไปได้แก่ ฟิวส์แบบเสียบ, ฟิวส์แบบเกลียว และฟิวส์แบบหลอดปิดสนิท รูปที่ 16-13 แสดงแผนผังโครงสร้างและสัญลักษณ์ของฟิวส์แบบเกลียว
รูปที่ 16-13: แผนภาพเชิงสัญลักษณ์และสัญลักษณ์ของฟิวส์แบบเกลียว
(iv) รีเลย์
1. รีเลย์เกินกระแส
รีเลย์กระแสเกินเป็นรีเลย์ชนิดหนึ่งที่ออกแบบมาเพื่อป้องกันการทำงานเกินกำลัง โดยทั่วไปใช้เพื่อป้องกันมอเตอร์จากการทำงานเกินกำลังในระหว่างการทำงาน ลักษณะ หลักการทางโครงสร้าง และสัญลักษณ์แสดงในรูปที่ 16-14มันทำงานโดยอาศัยผลกระทบทางความร้อนของกระแสไฟฟ้า เมื่อมอเตอร์มีภาระเกินพิกัด องค์ประกอบความร้อนภายในรีเลย์กระแสเกินจะสร้างความร้อน ทำให้แถบโลหะสองชนิดโค้งงอ การกระทำนี้จะดันแผ่นนำทาง ทำให้หน้าสัมผัสตัดวงจรเคลื่อนที่ในวงจรควบคุมเปิดออก ส่งผลให้ขดลวดคอนแทคเตอร์ขาดพลังงาน วงจรหลักของมอเตอร์ถูกตัดผ่านหน้าสัมผัสหลักของคอนแทคเตอร์ จึงบรรลุวัตถุประสงค์ในการป้องกันมอเตอร์จากภาวะโอเวอร์โหลด
รูปที่ 16-14: ลักษณะภายนอก หลักการโครงสร้าง และสัญลักษณ์ของรีเลย์เกินกระแส
2. รีเลย์เวลา
รีเลย์เวลาเป็นอุปกรณ์ที่มีลักษณะเฉพาะคือการทำงานของหน้าสัมผัสที่ล่าช้าหลังจากได้รับหรือสูญเสียสัญญาณไฟฟ้า มีหลายประเภท เช่น แบบแม่เหล็กไฟฟ้า แบบหน่วงอากาศ แบบไฟฟ้า แบบลูกตุ้ม และแบบสารกึ่งตัวนำ ขึ้นอยู่กับความต้องการในการทำงานภายในวงจร โดยทั่วไปจะแบ่งออกเป็นสี่ประเภท ได้แก่ หน้าสัมผัสเปิดปกติที่เปิดล่าช้า หน้าสัมผัสปิดปกติที่เปิดล่าช้า หน้าสัมผัสปิดปกติที่ปิดล่าช้า และหน้าสัมผัสเปิดปกติที่ปิดล่าช้าข้อกำหนดการปฏิบัติการและสัญลักษณ์กราฟิกสำหรับแต่ละประเภทของการติดต่อแสดงไว้ในรูปที่ 16-15
รูปที่ 16-15: ข้อกำหนดการปฏิบัติการและสัญลักษณ์กราฟิกสำหรับประเภทต่างๆ ของการติดต่อ
3. การฝึกปฏิบัติเกี่ยวกับการตั้งค่าพารามิเตอร์และการเดินสายของรีเลย์เวลา AH3-3
(1) การตั้งค่าพารามิเตอร์:ดังแสดงในรูปที่ 16-16 โดยการถอดปุ่มปรับตั้งค่าและแผ่นสเกล (ซึ่งมีหลายแผ่น) ออกจากรีเลย์เวลา AH3-3 คุณจะเห็นสวิตช์เลือกสำหรับการเปลี่ยนการตั้งค่าเวลาภายในได้ เมื่ออ้างอิงจากแผ่นป้ายระบุค่า ให้ตั้งสวิตช์เลือกให้อยู่ในตำแหน่งที่สอดคล้องกับนาที (MIN) จากนั้นติดตั้งแผ่นสเกลและปุ่มกลับเข้าที่เดิม
รูปที่ 16-16 แผงหน้าปัดรีเลย์เวลา AH3-3
(4) การทำความเข้าใจขั้วต่อรีเลย์:ทำความคุ้นเคยกับฟังก์ชันของขั้วต่อแต่ละตัวบนรีเลย์เวลา AH3-3 ตามที่แสดงในรูปที่ 16 และ 17 ขั้วต่อ 1, 3 และ 4 เป็นหน้าสัมผัสแบบไม่หน่วงเวลา ในขณะที่ขั้วต่อ 5, 6 และ 8 เป็นหน้าสัมผัสแบบหน่วงเวลา
รูปที่ 16-17 การเชื่อมต่อขั้วรีเลย์เวลา AH3-3
(5) การเชื่อมต่อไฟฟ้า:ค้นหาขั้วต่อ 2 และ 7 ซึ่งทำเครื่องหมายว่า 'Power Input' หากแหล่งจ่ายไฟเป็น AC และแรงดันไฟฟ้า 220 V ให้เชื่อมต่อสายไฟที่มีไฟกับขั้วต่อ 2 และสายไฟที่ไม่มีไฟกับขั้วต่อ 7; หากแหล่งจ่ายไฟเป็น DC ให้ระวังขั้วบวกและขั้วลบ และเชื่อมต่อขั้วบวกกับขั้วต่อ 7 และขั้วลบกับขั้วต่อ 2 ให้ถูกต้อง—ขั้วบวกกับขั้วต่อ 7 และขั้วลบกับขั้วต่อ 2 ตรวจสอบให้แน่ใจว่าแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายเข้ากันกับแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดของรีเลย์
- ① การปิดล่าช้า (ปกติเปิด): หากใช้ในแอปพลิเคชันเช่นการเริ่มต้นมอเตอร์ล่าช้า จำเป็นต้องใช้ฟังก์ชันการปิดล่าช้า ค้นหาขั้ว 6 และ 8 ซึ่งสอดคล้องกับหน้าสัมผัสการปิดล่าช้า และเชื่อมต่อปลายด้านหนึ่งของโหลดกับขั้ว 6 และปลายอีกด้านหนึ่งกับขั้วที่เหมาะสมบนแหล่งจ่ายไฟ
- ② การตัดการเชื่อมต่อล่าช้า (หน้าสัมผัสปกติปิด): หากใช้ในแอปพลิเคชันเช่นการควบคุมการหยุดชะลอของมอเตอร์ไฟฟ้า จำเป็นต้องใช้ฟังก์ชันการตัดการเชื่อมต่อแบบล่าช้า ค้นหาขั้ว 5 และ 8 ซึ่งสอดคล้องกับหน้าสัมผัสการตัดการเชื่อมต่อแบบล่าช้า และเชื่อมต่อปลายด้านหนึ่งของโหลดกับขั้ว 5 และปลายอีกด้านหนึ่งกับขั้วที่เหมาะสมบนแหล่งจ่ายไฟ
- ③ การเดินสายของหน้าสัมผัสชั่วขณะ: สัมผัสชั่วขณะ 1 และ 3 สามารถใช้ในลอจิกการควบคุมที่ต้องการการกระทำทันทีได้ ตัวอย่างเช่น โดยการเชื่อมต่อสัมผัสชั่วขณะกับตัวบ่งชี้สัญญาณเตือน ตัวบ่งชี้จะสว่างขึ้นทันทีเมื่อรีเลย์เวลาได้รับพลังงาน ให้เชื่อมต่อปลายด้านหนึ่งของตัวบ่งชี้กับขั้วต่อ 1 และปลายอีกด้านหนึ่งกับขั้วต่อที่สอดคล้องกันบนแหล่งจ่ายไฟ
(7) การตรวจสอบและทดสอบการเดินสายไฟ:
II. การเดินสายไฟสำหรับการแปลงการเชื่อมต่อแบบ Y-Δ สำหรับมอเตอร์เหนี่ยวนำสามเฟส
วงจรควบคุมการเริ่มต้นด้วยแรงดันไฟฟ้าต่ำแบบ Y-Δ เป็นเทคโนโลยีที่ได้รับการยอมรับอย่างแพร่หลายและได้ถูกนำมาใช้ในอุปกรณ์เริ่มต้นเฉพาะทาง เช่น ซีรีส์ QX3 ในระหว่างการเริ่มต้น การเชื่อมต่อขดลวดสเตเตอร์จะเริ่มต้นในรูปแบบดาว (star) เมื่อความเร็วเพิ่มขึ้นใกล้เคียงกับความเร็วที่กำหนด ขดลวดสเตเตอร์จะถูกสลับไปเป็นรูปแบบสามเหลี่ยม (delta) และมอเตอร์จะเข้าสู่โหมดการทำงานปกติ
รูปที่ 16–18 แสดงวงจรแปลงการเชื่อมต่อ Y-Δ สำหรับมอเตอร์เหนี่ยวนำสามเฟส วงจรนี้ใช้คอนแทคเตอร์สามตัวและรีเลย์เวลาหนึ่งตัว คอนแทคเตอร์ KM เชื่อมต่อแหล่งจ่ายไฟสามเฟส KM₃ เชื่อมต่อขดลวดสเตเตอร์สามเฟสในรูปแบบเดลต้า KM₂ เชื่อมต่อขดลวดสเตเตอร์สามเฟสในรูปแบบดาว รีเลย์เวลาให้การหน่วงเวลา ทำให้สามารถแปลงการเชื่อมต่อจากแบบดาวเป็นแบบเดลต้าได้
รูปที่ 16–18: การเดินสายไฟแปลงการเชื่อมต่อ Y-Δ สำหรับมอเตอร์เหนี่ยวนำสามเฟส
หากคุณต้องการจำกัดกระแสเริ่มต้นโดยไม่ลดแรงบิดเริ่มต้น มอเตอร์เหนี่ยวนำสามเฟสแบบโรเตอร์พันสายเป็นทางเลือกที่เหมาะสม ในระหว่างการเริ่มต้นการทำงาน ตัวต้านทานเริ่มต้นหรือรีโอสแตทที่ไวต่อความถี่จะถูกเชื่อมต่อในอนุกรมกับวงจรโรเตอร์ เมื่อการเริ่มต้นเสร็จสมบูรณ์ วงจรควบคุมจะตัดการเชื่อมต่อตัวต้านทานเริ่มต้นหรือรีโอสแตทที่ไวต่อความถี่ออกจากวงจรโรเตอร์โดยอัตโนมัติ
