התנעת כוכב-משולש
🎯 מטרות למידה
בסוף הפרק תוכלו:
- להסביר למה מתניעים מנוע גדול בכוכב ועוברים למשולש.
- לקרוא מעגל כוח של כוכב-משולש ולזהות את תפקיד כל מגען.
- לכתוב סולם להתנעת כוכב-משולש עם קוצב זמן וחיגורים.
- להסביר את הסכנה ברגע המעבר, ולהוסיף השהיית מעבר.
- לשלב היפוך כיוון עם התנעת כוכב-משולש.
❓ שאלת פתיחה
מנוע של 22 קילוואט מושך בהתנעה ישירה זרם של פי 6 עד 8 מהזרם הנומינלי שלו. האורות במפעל מהבהבים, והמפסק הראשי לפעמים קופץ.
איך מקטינים את זרם ההתנעה בלי ממיר תדר?
ידע נדרש
- חיבור כוכב וחיבור משולש של סלילי מנוע, ויחס המתחים ביניהם.
- פרק 7: חיגור משולש.
- פרק 8: קוצב זמן.
ציוד וזמן
| ציוד | כמות |
|---|---|
| בקר אומרון, ספק כוח 24 וולט וכבל תכנות | 1 |
| מגען 24 וולט: ראשי, כוכב ומשולש | 3 |
| ממסר תרמי | 1 |
| מנוע תלת-מופעי עם שישה הדקים, מתאים למשולש ברשת | 1 |
| לחצן פתוח ירוק, להפעלה | 1 |
| לחצן פתוח אדום, לעצירה | 1 |
⏱️ זמן מומלץ: חמישה שיעורים.
- במעבר מכוכב למשולש אסור ששני המגענים יהיו סגורים אפילו לרגע: זה קצר בין מופעים.
- מחברים את המנוע לפי לוחית הנתונים. מנוע שמתאים לכוכב בלבד ברשת שלנו לא מתאים להתנעה כזו.
10.1 למה כוכב ואחר כך משולש
בחיבור כוכב, כל סליל מקבל מתח של 230 וולט במקום 400. הזרם מהרשת והמומנט קטנים פי 3 לעומת משולש. המנוע מתחיל להסתובב בעדינות.
אחרי כמה שניות, כשהמנוע כמעט הגיע למהירות, עוברים למשולש: כל סליל מקבל 400 וולט, והמנוע מקבל את ההספק המלא.
| מגען | תפקיד | מתי סגור |
|---|---|---|
| K1 | ראשי: מזין את U1 V1 W1 | כל זמן שהמנוע עובד |
| K2 | כוכב: מקצר את W2 U2 V2 | בהתנעה בלבד |
| K3 | משולש: מחבר את U2 V2 W2 לרשת | אחרי ההתנעה |
K2 ו-K3 סגורים יחד יוצרים קצר בין מופעים דרך K3 וגשר הכוכב. גם כאן צריך חיגור משולש.
10.2 הסולם: תרגיל 6008
- שורה 0, הראשי. הפעל/הפסק רגיל עם החזקה עצמית.
- שורה 1, הכוכב. פועל כשהראשי פועל, כל עוד קוצב הזמן לא הסתיים ו-K3 לא סגור.
- שורה 2, קוצב הזמן. סופר מרגע ההפעלה. הערך #200 הוא 20 שניות. במעבדה נוח לשנות ל-#50.
- שורה 3, המשולש. נדלק בסוף הזמן, ומחזיק את עצמו. המגע הסגור של הכוכב מבטיח שהמשולש לא ייסגר לפני שהכוכב כבה בסולם.
למה קוצב הזמן מתאפס ולא מפריע? כשהמשולש נדלק, המגע הסגור 100.02 בשורה 2 מכבה את קוצב הזמן, ו-T0001 כבה. המשולש לא נופל, כי הוא מחזיק את עצמו. הכוכב לא חוזר, כי המגע הסגור 100.02 בשורה 1 חוסם אותו.
10.3 חיווט הבקר
| כתובת | תגית | רכיב | תפקיד |
|---|---|---|---|
| 0.00 | O.L | F2 (97-98) | הגנה תרמית |
| 0.01 | Stop | S0 | עצירה |
| 0.02 | Start | S1 | הפעלה |
| 100.00 | C1_Main | K1 | מגען ראשי |
| 100.01 | C2_Star | K2 | מגען כוכב |
| 100.02 | C3_Delta | K3 | מגען משולש |
| TIM 0001 | Timer | זמן ההתנעה בכוכב |
10.4 דוגמה פתורה: הרגע המסוכן
בסולם הכול נראה תקין, אבל במגענים לא. הבקר מכבה את 100.01 ומדליק את 100.02 באותה כתיבת מוצאים. מגען צריך כמה עשרות אלפיות שנייה כדי להיפתח, אבל המגען השני נסגר באותו זמן בערך. ברגע הזה K2 ו-K3 עלולים להיות סגורים יחד, וזה קצר. החיגור בחומרה עוזר, אבל המגע העזר נפתח לפני שהמגעים הראשיים מתנתקים לגמרי.
השהיית מעבר: מוסיפים קוצב זמן קצר של 100 אלפיות שנייה עד חצי שנייה בין כיבוי הכוכב להדלקת המשולש. כך המגען של הכוכב נפתח לגמרי, והקשת שעליו נכבית, לפני שהמשולש נסגר. בתרגיל רמה 2 תוסיפו השהיה כזו.
10.5 תרגול
רמה 1 · בסיסי הוסיפו לסולם של 6008 נורית "התנעה" (100.03) שדולקת בזמן הכוכב, נורית "עבודה" (100.04) שדולקת במשולש, ונורית תקלה (100.05) שמהבהבת כשההגנה התרמית פועלת.
רמה 2 · בינוני השהיית מעבר. שנו את הסולם כך שבין כיבוי הכוכב להדלקת המשולש יעברו חצי שנייה. השתמשו ב-TIM 0002. כתבו רק את השורות שמשתנות.
אתגר: מנוע שמתניע הרבה פעמים ברצף מתחמם. הוסיפו מונה שלא מאפשר יותר מ-5 התנעות בדקה. איזה מונה, איזה קוצב זמן, ומה מאפס אותם?
רמה 3 · מתקדם · תרגיל 6009 התנעת כוכב-משולש לשני כיווני סיבוב. שני מגענים ראשיים: ימינה (100.00) ושמאלה (100.03), עם החלפת מופעים כמו בפרק 7. בכל אחד מהכיוונים המנוע מתניע בכוכב ועובר למשולש.
| כתובת | תגית | תפקיד | כתובת | תגית | תפקיד |
|---|---|---|---|---|---|
| 0.00 | O.L | הגנה תרמית | 100.00 | Right | ראשי ימינה |
| 0.01 | Stop | עצירה | 100.01 | Star | כוכב |
| 0.02 | Start_R | הפעלה ימינה | 100.02 | Delta | משולש |
| 0.03 | Start_L | הפעלה שמאלה | 100.03 | Left | ראשי שמאלה |
שני המגענים הראשיים צריכים חיגור במוצאים וגם בלחצנים. הכוכב וקוצב הזמן צריכים לפעול כשאחד משני הראשיים פועל, ולכן שימו את שני הראשיים במקביל בשורות של הכוכב ושל קוצב הזמן.
תרגלו כוכב-משולש דו-כיווני בסימולטור של ניסוי 3:
10.6 סיכום
- בכוכב כל סליל מקבל 230 וולט, והזרם בהתנעה קטן פי 3 לעומת משולש.
- K1 ראשי, K2 מקצר את קצות הסלילים לכוכב, K3 מחבר אותם למשולש.
- K2 ו-K3 סגורים יחד הם קצר, ולכן יש ביניהם חיגור משולש.
- קוצב הזמן סופר מרגע ההפעלה, ודגל הסיום מעביר מכוכב למשולש.
- המשולש מחזיק את עצמו, וקוצב הזמן מתאפס אחרי המעבר.
- השהיית מעבר קצרה מבטיחה שהכוכב נפתח לגמרי לפני שהמשולש נסגר.
- בהיפוך כיוון עם כוכב-משולש, הכוכב וקוצב הזמן תלויים בשני הראשיים במקביל.
מונחים
| מונח | באנגלית | הסבר קצר |
|---|---|---|
| חיבור כוכב | Star (Y) | קצות הסלילים מחוברים לנקודה משותפת |
| חיבור משולש | Delta (Δ) | הסלילים מחוברים בשרשרת סגורה |
| זרם התנעה | Inrush current | הזרם הגבוה ברגע ההפעלה |
| השהיית מעבר | Transition delay | הפסקה קצרה בין כוכב למשולש |
| לוחית נתונים | Nameplate | הלוחית על המנוע עם המתחים והזרמים |
בדיקה עצמית
- פי כמה קטן זרם ההתנעה בכוכב לעומת התנעה ישירה במשולש?
- מה תפקיד המגע הסגור 100.02 בשורת הכוכב?
- למה קוצב הזמן מתאפס אחרי המעבר, ולמה זה לא עוצר את המנוע?
- מה הסכנה בכך שהכוכב כבה והמשולש נדלק באותה סריקה?
- ענו על שאלת הפתיחה של הפרק.
התשובות בסוף הפרק.
פתרונות תרגילי הפרק
רמה 1: נוריות
רמה 2: השהיית מעבר של חצי שנייה
שורה 3 החדשה מתחילה לספור חצי שנייה ברגע ש-T0001 נדלק, כלומר ברגע שהכוכב כבה. בשורת המשולש, T0002 מחליף את T0001. המגע הסגור 100.02 בשורת TIM 0002 מאפס אותו אחרי שהמשולש נדלק.
האתגר: 5 התנעות בדקה. מונה CNT סופר את ההדלקות של 100.00. הדלקה ראשונה מפעילה קוצב זמן של 60 שניות (#600) עם זיכרון. כשקוצב הזמן מסתיים, הוא מאפס את המונה ואת הזיכרון. דגל הסיום של המונה, כמגע סגור בשורת ההפעלה, חוסם התנעה שישית בתוך הדקה. רעיון התרגיל לקוח מחוברת העזר של מור-טק.
רמה 3: תרגיל 6009
- שורות 0 ו-1 הן היפוך כיוון עם חיגור כפול: במוצאים ובלחצנים.
- שורות 2 ו-3 הן הכוכב וקוצב הזמן. שני הראשיים במקביל, ולכן ההתנעה בכוכב קורית בשני הכיוונים.
- שורה 4 היא המשולש, כמו בתרגיל 6008.
אם בשורת הכוכב יש רק את הראשי של כיוון אחד, בכיוון השני המנוע מתניע ישר במשולש, אחרי השהיה בלי חיבור בכלל. בודקים תמיד את שני הכיוונים בסימולציה.
תשובות לבדיקה העצמית
- פי 3, כי בכוכב המתח על כל סליל קטן פי שורש 3, וגם הזרם בקו קטן בהתאם.
- הוא מונע מהכוכב להידלק שוב אחרי שהמשולש פועל. זה החיגור בתוכנה.
- המגע הסגור 100.02 מכבה את הכניסה של קוצב הזמן. המשולש מחזיק את עצמו בעזרת המגע הפתוח שלו, ולכן הוא לא נופל.
- המגענים לא נפתחים ונסגרים מיד. ייתכן ש-K2 עדיין סגור כש-K3 נסגר, וזה קצר בין מופעים.
- מתניעים בכוכב, ואחרי כמה שניות עוברים למשולש. בכוכב הזרם מהרשת קטן פי 3, ולכן האורות לא מהבהבים והמפסק לא קופץ.