Die kombinierte Stern Dreieck Schaltung, ist eine Massnahme zur Herabsetzung des Anlaufstromes, beim Starten eines Drehstrommotors. Der Motor wird also zuerst mit der Stern Schaltung gestartet, durch diese Massnahme ist der Anlaufstrom nur etwa 30% so hoch, wie beim Start einer Dreieck Schaltung. Ist der Motor nun mit der Stern Schaltung angelaufen, wird direkt auf die Dreieck Schaltung umgeschaltet.
Man kann sich das wie bei einer Fahrradschaltung vorstellen. Angefahren wird mit einem kleineren Gang und dann für die Normalgeschwindigkeit hochgeschaltet somit ist der Kraftaufwand beim Anfahren geringer. Etwas ähnliches passiert bei der Stern Dreieck Schaltung.
Was ist eine Stern bzw. Dreieckschaltung?
Drehstrom Motoren
Auf dem Motorenklemmbrett befinden sich sechs Kontakte. Der Drehstrom Motor hat drei Wicklungen. Jede dieser drei Wicklungen hat zwei Kontakte und diese sechs Kontakte sind am erwähnten Klemmbrett zu finden.
So sieht ein Motorenklemmbrett aus. Bestückt mit sechs Kontakten. Die erste Wicklung ist mit dem Buchstaben U, die zweite mit V und die dritte mit W gekennzeichnet.
Wicklungen eines Drehstrommotors
Auf dieser Zeichnung sind die Wicklungen eines Drehstrommotor vereinfacht Dargestellt. Hier sieht man wie die Wicklungen ungefähr angebracht sind. Die Wicklungen bestehen aus aufgewickelten Kupferdrähten, sie sehen aus als ob sie blank wären, doch sie haben eine hauchdünne Isolationsschicht aufgetragen.
Zurück zum Motorklemmbrett. Immer zwischen zwei Kontakten mit den selben Buchstaben z.B U1 und U2 ist eine der drei Wicklungen des Drehstrommotors angeschlossen. Anfang und Ende der Wicklung. Das rote Viereck stellt hier die Wicklung dar. Die drei Aussenleiter (L1, L2, L3) werden immer so angeschlossen:
L1 an U1
L2 an V1
L3 an W1
Die Stern Schaltung
Öffnet man die Abdeckung des Klemmbretts, sind die notwendigen Kupferbrücken (Verbindungen) beigelegt oder bereits eingebaut. Auf dieser Zeichnung sind die Brücken violett dargestellt. Sind diese Brücken so verbaut, hat der Motor eine Stern Schaltung.
In einer anderen Darstellung sieht das ganze dann so aus. Nun haben wir eine Sternförmige Schaltung, daher auch der Name. Auch hier sind die Brücken in violett dargestellt.
Die Dreieck Schaltung
Sind die Brücken so verbaut, hat der Motor einer Dreieck Schaltung eingebaut.
Auch hier die übliche Darstellung der Dreieckschaltung, die für den Namen der Schaltung verantwortlich ist.
Stern Dreieck Motorschaltung
Nun stellt sich die Frage, warum ist der Anlaufstrom bei der Sternschaltung deutlich geringer als bei der Dreieckschaltung?
Bei der Sternschaltung liegt eine Spannung von 230V an den Wicklungen. Dabei ist die Leiterspannung 400V.
Bei der Dreieckschaltung liegt eine Spannung von 400V an den Wicklungen, bei gleicher Leiterspannung.
Durch die geringere Spannung an den Wicklungen bei der Sternschaltung ist auch die maximale Drehzahl geringer, dadurch ist auch der Anlaufstrom geringer.
Bei der Stern Dreieck Schaltung handelt es sich eigentlich um eine reine Dreieckschaltung. Mittels einer vorübergehenden Umschaltung auf die Sternschaltung beim Anlauf des Motors, wird der Anlaufstrom reduziert.
Um die Stern Dreieck Schaltung zu verstehen, sollte man sich zuerst den Steuerstromkreis anschauen. Angefangen von oben.
– Taste Ein schaltet das Zeitrelais und die Schütze K1 und K3 ein. Durch die Selbsthaltung bleibt K1 gezogen
– Der Motor läuft nun mit der Stern Schaltung an. Die eingestellte Verzögerungszeit am Zeitralais KT läuft ab.
– Nach Ablauf dieser Verzögerungszeit öffnet der Kontakt K1T und K3 fällt ab. Der Motor läuft nun nicht mehr mit der Stern Schaltung.
– Nach einer Verzögerungszeit von ca. 0,2 s schliesst K2T und schaltet somit K2 ein. Der Motor läuft nun mit der Dreieck Schaltung weiter.
– Damit es durch eventuelle Fehler in der Steuerung zu keinem gleichzeitigen Einschalten von K2 und K3 kommen kann, sind diese zwei Schütze mechanisch gegenseitig verriegelt. Es kann also nur einer von beiden gezogen sein.
Erklärungen zu den verschiedenen Kontakten findet man unter Elektrosymbole > Kontakte
Auf dieser Zeichnung ist das Ganze noch einmal im Allpoligen Starkstromkreis aufgezeichnet. Hier ist zu sehen, wie die Schützen (K1, K2, K3) beim Motor (M1), die Stern und Dreieck Schaltungen schalten.
Zu beachten ist, dass K2 und K3 “nur” die Aufgabe haben, die Brücken zu ändern um eine Stern- bzw. Dreick-Schaltung zu ermöglichen. K1 hat dabei die Aufgabe den Motor ein- und auszuschalten.
Der Motor hat nun sechs Drähte angeschlossen, die üblichen geschalteten Aussenleiter L1, L2, L3 von K1 kommend, angeschlossen am Motor (U1, V1, W1). Und von den Klemmen U2, V2, W2 verbunden mit den schützen K2 und K3.
– Beim Einschalten werden K1 und K3 gezogen.
– Schön zu sehen ist nun, dass eine Verbindung von U2, V2 und W2 entsteht. Dabei entsteht eine Verbindung von U2, V2 und W2 wie auf der Zeichnung mit der Sternschaltung.
– Der nächste Schritt der Schaltung ist nun, dass K3 abfällt und nur kurze Zeit später K2 geschaltet wird. Der Motor läuft in Dreieck Schaltung weiter und erreicht die volle Drehzahl. Auch hier passiert nichts anders als auf dieser Zeichnung, die Dreieckschaltung.
Zum Schluss gibt es noch ein Foto von einem Motorenklemmbrett eines doch schon älteren Elektromotors. Nun sollte es kein Problem mehr sein, zu bestimmen ob dieser Motor eine Stern oder eine Dreieck Schaltung hat.
Alle Angaben ohne Gewähr. Wer ohne spezielle Ausbildung an Starkstrom arbeitet, begibt sich in Lebensgefahr!
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