Στο εσωτερικό των τριφασικών κινητήρων υπάρχουν 3 σύνθετα πηνία (τυλίγματα) τα οποία είναι τα U1-U2, V1-V2, W1-W2 ή V-X, V-Y, W-Z
Το ρεύμα εκκίνησης τους είναι 4 έως 8 φορές μεγαλύτερο από το ρεύμα κανονικής λειτουργίας. Για το λόγο αυτό, η απ΄ευθείας εκκίνηση του κινητήρα σε συνδεσμολογία τριγώνου, που είναι η συνδεσμολογία λειτουργίας τους, δημιουργεί προβλήματα στο δίκτυο (πτώση τάσης).
Για να περιοριστεί το ρεύμα εκκίνησης, αλλά και για την προστασία τους, χρησιμοποιείται ο αυτόματος διακόπτης αστέρα-τριγώνου (Υ-Δ), που για συντομία αναφέρεται ως αστεροτρίγωνο.
Συνήθως χρησιμοποιείται σε κινητήρες ισχύος πάνω από τρεις ίππους (περίπου 2 ΚW).

Το ρεύμα εκκίνησης ενός κινητήρα σε συνδεσμολογία αστέρα, είναι 3 φορές μικρότερο από το ρεύμα εκκίνησης σε συνδεσμολογία τριγώνου.
Σύγκριση των δύο συνδεσμολογιών αστέρα και τριγώνου
Έστω ότι στο ίδιο δίκτυο συνδέω δύο ίδιους κινητήρες (επόμενο σχήμα). Αριστερά σε αστέρα και δεξιά σε τρίγωνο
Στη συνδεσμολογία αστέρα παρατηρούμε ότι ενώ εφαρμόζουμε στον κινητήρα πολική τάση 400V, τα πηνία του τροφοδοτούνται με 230V.
Στη συνδεσμολογία τριγώνου παρατηρούμε ότι ενώ εφαρμόζουμε στον κινητήρα πολική τάση 400V, τα πηνία του τροφοδοτούνται και αυτά με 400V.
1. Αν τα πηνία του κινητήρα είναι κατασκευασμένα για 230V, στη συνδεσμολογία αστέρα ο κινητήρας θα λειτουργήσει κανονικά αλλά στη συνδεσμολογία τριγώνου θα καταστραφούν αμέσως λόγω υψηλότερης τάσης.
2. Αν τα πηνία του κινητήρα είναι κατασκευασμένα για 400V, στη συνδεσμολογία τριγώνου ο κινητήρας θα λειτουργήσει κανονικά, αλλά στη συνδεσμολογία αστέρα θα συμβούν τα εξής:
α) Τα πηνία θα δέχονται χαμηλότερη τάση από την κανονική τους
β) Η ισχύς του κινητήρα θα είναι μικρότερη
γ) Δεν θα μπορεί να ανταποκριθεί στο φορτίο του
δ) Θα λειτουργεί σε χαμηλότερες στροφές και η ένταση του ρεύματος στα πηνία θα είναι μεγαλύτερη από την ονομαστική
Το αποτέλεσμα θα είναι να καούν τα τυλίγματα του κινητήρα μετά από λίγη ώρα.
Χωρίς φορτίο στον άξονά του ο κινητήρας θα λειτουργήσει κανονικά χωρίς πρόβλημα
Στη συνδεσμολογία αστέρα το ρεύμα του κινητήρα είναι τρεις φορές μικρότερο από ότι στη συνδεσμολογία τριγώνου, όπως αποδεικνύεται παρακάτω:
ΣΥΝΔΕΣΜΟΛΟΓΙΑ ΚΑΙ ΕΠΕΞΗΓΗΣΗ
Στο παρακάτω σχήμα ο ηλεκτρονόμος Κ1Μ λέγεται ηλεκτρονόμος
δικτύου και συνδέει τις φάσεις L1, L2 και L3 με τους ακροδέκτες U1, V1
και W1 του κινητήρα αντίστοιχα.
Ο ηλεκτρονόμος K2M λέγεται ηλεκτρονόμος
τριγώνου επειδή, όταν ενεργοποιείται συνδέει τα τυλίγματα σε
συνδεσμολογία τριγώνου (γεφυρώνει ανά δύο τα άκρα U1-W2, V1-U2 και W1-V2).
Τέλος ο ηλεκτρονόμος Κ3Μ λέγεται ηλεκτρονόμος αστέρα διότι
με την ενεργοποίησή του, γεφυρώνει τα άκρα U2, V2 και W2 των τυλιγμάτων,
συνδέοντας τα σε συνδεσμολογία αστέρα.
Οι ηλεκτρονόμοι K2M και Κ3Μ δεν πρέπει ποτέ να
ενεργοποιηθούν ταυτόχρονα, γιατί τότε προκαλείται βραχυκύκλωμα των τριών φάσεων
στις θέσεις 1,3,5 του ηλεκτρονόμου K3M.
Τέλος ο ηλεκτρονόμος Κ3Μ λέγεται ηλεκτρονόμος αστέρα διότι με την ενεργοποίησή του, γεφυρώνει τα άκρα U2, V2 και W2 των τυλιγμάτων, συνδέοντας τα σε συνδεσμολογία αστέρα.

Σε μικρούς κινητήρες αντί για διακόπτη φορτίου, ασφάλειες και θερμικό μπορώ να χρησιμοποιήσω ένα μαγνητοθερμικό, όπως στο παρακάτω κύκλωμα
Ας δούμε και ένα εναλλακτικό κύκλωμα αυτοματισμού με χρονικό 2 βοηθητικών επαφών (17-18 άμεσης ενεργοποίησης και 27-28 χρονικής καθυστέρησης)
Για να συνδεθεί ένας τριφασικός κινητήρας στο δίκτυο, πρέπει η πολική τάση του δικτύου να συμπίπτει με μια από τις τάσεις λειτουργίας του κινητήρα, οι οποίες αναγράφονται στο ταμπελάκι του. Οι δυνατότητες σύνδεσης με το δίκτυο δίνονται στον παρακάτω πίνακα (η τάση που δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί γράφεται με ψιλά γράμματα)
Ο ακριβής υπολογισμός το ρεύματος εκκίνησης ή ρεύματος αιχμής (ΙΑ) των Α.Τ.Κ.β.δ., προκύπτει από τον συντελεστή εκκίνησής τους (k) - ο οποίος δίνεται στα τεχνικά χαρακτηριστικά τους από την κατασκευάστρια εταιρία τους - επί το ονομαστικό τους ρεύμα (ΙΝ), δηλαδή: Ιεκ = k . ΙΝ
Τα όρια αυτά δίνονται στον παρακάτω πίνακα:
Τα όρια αυτά δίνονται στον παρακάτω πίνακα:
Η ρύθμιση του χρόνου μεταγωγής των τυλιγμάτων θέλει ιδιαίτερη προσοχή. Όπως προαναφέρθηκε η μεταγωγή πρέπει να γίνει, όταν ο κινητήρας πλησιάσει την ταχύτητα λειτουργίας του.
Αν γίνει νωρίτερα, μπορεί να καίγονται οι ασφάλειες τήξης (γιατί ο κινητήρας δεν έχει πάρει τον κανονικό αριθμό στροφών του και το ρεύμα θα αυξηθεί απότομα σε μεγάλη τιμή κατά την πρόωρη μεταγωγή σε τρίγωνο) και μετά από μερικές εκκινήσεις καταστρέφονται οι επαφές του ηλεκτρονόμου τριγώνου.
Εάν γίνεται καθυστερημένα, έχουμε μείωση της ισχύος και της ροπής στρέψης του κινητήρα, που και αυτό μπορεί να δημιουργεί προβλήματα.
Ο χρόνος μεταγωγής μπορεί να υπολογιστεί εμπειρικά από τον θόρυβο του κινητήρα, καθώς επιταχύνεται.
Ακριβέστερα όμως μπορεί να υπολογιστεί μετρώντας το ρεύμα του κινητήρα.
Η μεταγωγή πρέπει να γίνει όταν το ρεύμα εκκίνησης, καθώς μειώνεται, πέσει στο διπλάσιο του ονομαστικού ρεύματος του κινητήρα. Αυτό το ρεύμα μπορεί να μετρηθεί με ένα αμπερόμετρο και έτσι να βρεθεί ο χρόνος μεταγωγής.
Ας δούμε και κάποια χρονικά με διπλό χρόνο ρύθμισης
Σε αυτά τα χρονικά ρυθμίζουμε εκτός από το χρόνο που θα γίνει η μεταγωγή από αστέρα σε τρίγωνο και ένα ακόμα χρόνο ρύθμισης σε msec.
Κατά τη μεταγωγή από αστέρα σε τρίγωνο οπλίζει το ρελέ του τριγώνου και ξεοπλίζει το ρελέ του αστέρα ταυτόχρονα. Αυτό προκαλεί καταπόνηση στον κινητήρα και στα ρελέ γιατί δημιουργείται στιγμιαίο βραχυκύκλωμα και σπινθηρισμός κατά τη μεταγωγή από αστέρα σε τρίγωνο Σε μεγάλους κινητήρες προτιμάμαι να ξεοπλίζει πρώτα το ρελέ του αστέρα και μετά από κάποια msec να οπλίζει το ρελέ του τριγώνου.
Ειδικό χρονικό για εκκίνηση κινητήρων με αστέρα τρίγωνο
Υπάρχουν και κάποια ειδικά χρονικά για να αποφύγουμε την δύσκολη συνδεσμολογία του βοηθητικού κυκλώματος όταν χρησιμοποιούμε ένα απλό χρονικό.Επίσης η χρησιμοποίησή του μεγαλώνει τη διάρκεια ζωής των επαφών του ρελέ και σε περίπτωση βλάβης του χρονικού, ο κινητήρας δεν ξεκινάει σε αστέρα όπως συμβαίνει με τα απλά χρονικά.
Ρυθμιζόμενη καθυστέρηση στην ενεργοποίηση από 1-20 sec.
Καθυστέρηση από 40-60 msec στην ενεργοποίηση του τριγώνου.
LED για ένδειξη λειτουργίας σε τρίγωνο.
Λειτουργεί συνεχώς υπό τάση.
Δείτε εκκίνηση κινητήρα 30 KW (40,7HP) με διακόπτη αστέρα-τριγώνου. Η αλλαγή από αστέρα σε τρίγωνο γίνεται στα 40 περίπου δευτερόλεπτα όπως μπορείτε να καταλάβετε και από την αλλαγή στο θόρυβο του κινητήρα στο παρακάτω video
Το θερμικό ρυθμίζεται στο 0,58 του ονομαστικού ρεύματος του κινητήρα
Αλλά ας δούμε παρακάτω γιατί
Αν ο κινητήρας ξεκινούσε απευθείας σε Δ θα τραβούσε 6*10=60Α
Όταν ο κινητήρας ξεκινάει σε αστέρα Υ το θερμικό θα διαρρέεται από 60/3=20Α (IY=IΔ/3) για λίγα δευτερόλεπτα μέχρι να αποκτήσει τον ονομαστικό αριθμό στροφών.
Όταν ο κινητήρας γυρίσει σε τρίγωνο Δ το θερμικό θα διαρρέεται από 10/2=5 Α.
Γιαυτό το λόγο ρυθμίζω το θερμικό στα 0,58*10=5,8Α
ΠΡΟΒΛΗΜΑ
Έχουμε ένα κινητήρα 10KW και συνφ=0,8
Να βρεθούν:
1.Η ρύθμιση του θερμικού του κινητήρα αν εκκινήσει απευθείας
2.Το ρεύμα εκκίνησης του κινητήρα αν εκκινήσει απευθείας
3.Η ρύθμιση του θερμικού του κινητήρα αν εκκινήσει με διακόπτη Υ/Δ
4.Το ρεύμα που διαρρέει το θερμικό του κινητήρα κατά τη στιγμή της εκκίνησης σε αστέρα Υ, αν εκκινήσει με διακόπτη Υ/Δ
5.Το ρεύμα που διαρρέει το θερμικό του κινητήρα κατά τη διάρκεια της λειτουργίας του κινητήρα σε τρίγωνο Δ, αν εκκινήσει με διακόπτη Υ/Δ
ΛΥΣΗ
Το ρεύμα του κινητήρα θα είναι
Ι=P/(1,73*V*συνφ)=10000/(1,73*400*0,8)=18 Α
Απευθείας εκκίνηση
1. ρύθμιση θερμικού στα 18 Α
2. ρεύμα εκκίνησης κινητήρα Ιεκ=6*Ι=6*18=108 Α
3. ρύθμιση θερμικού στα 0,58*Ι=0,58*18=10,44 Α
4. Το ρεύμα που διαρρέει το θερμικό του κινητήρα κατά τη στιγμή της εκκίνησης σε αστέρα Υ είναι Ιεκ(Υ)=Ιεκ/3=108/3=36 Α
5.Το ρεύμα που διαρρέει το θερμικό του κινητήρα κατά τη διάρκεια της λειτουργίας του κινητήρα σε τρίγωνο Δ είναι 0,5*Ι=0,5*18=9 Α (το θερμικό το ρυθμίζω στα 10,44 Α)
Χειροκίνητος διακόπτης αστέρα-τριγώνου
Εκτός από τον αυτόματος διακόπτη αστέρα τριγώνου παλιά χρησιμοποιούσαν και τον χειροκίνητο όπου η μεταγωγή από αστέρα σε τρίγωνο γίνεται χειροκίνητα, καταπονώντας όμως τον κινητήρα γιατί ο χρόνος μεταγωγής γίνεται κατά τη βούληση του χειριστή






















