Der Stern-Dreieck-Schalter
Fast jeder Tischler hat sich irgendwann einmal gefragt, warum sich die Drehzahl der Tischfräse, obwohl sie vielleicht recht neu ist, nur mechanisch über die Keilriemen ändern lässt.
Die Antwort ist recht einfach. Die Maschinen arbeiten mit einem Drehstrommotor dessen Drehzahl von der Netzfrequenz (50 Hz) des Stromnetzes abhängig ist. Ausnahmen bilden Maschinen mit Frequenzumwandler.
Einschaltschutz
Der Nachteil dieser starker Motoren insbesondere bei großen schweren Maschinen ist, dass sie sehr viel "Saft aus dem Netz saugen".
Alle Drehstrommotoren mit einer Leistung von über 4KW müssen eine Anlassvorrichtung besitzen, da sonst einerseits die Spannung drastisch absinken (folglich der Strom übermäßig ansteigen) und andererseits die Wicklungen des Motors schaden nehmen könnten.
Merke: Wird der Motor in Y (Stern) -Stellung voll belastet oder gar blockiert, dann nehmen die Wicklungen den drei- bis zu achtfachen Strom auf und werden beschädigt !
Die einfachste Anlassvorrichtung bildet der Stern - Dreieck - Schalter.
Schema
Der Drehstrommotor besitzt 3 Spulen. Jede Spule hat einen "Namen":
- Spule 1 = U
- Spule 2 = V
- Spule 3 = W
Eine Spule besteht bekanntlich aus einem langen gewickelten Draht, folglich hat sie zwei Enden (Anschlüsse). Diese werden zur Identifizierung mit dem Namen einfach Durchnummeriert (U1 + U2, V1 +usw.)
Der Drehstrommotor "läuft" über drei Phasen (im Volksmund: Starkstrom) die jeweils an die einzelnen Spulen mit der Nr. 1 (U1, V1, W1) angeschlossen werden. Der Nullleiter wird nicht benötigt.
Die Sternschaltung
Wer im Berufsschulunterricht aufgepasst hat, der wird noch wissen das zwei gleiche Verbraucher in Reihe geschaltet die Spannung halbieren (Linear ändert sich die Spannung bei 3 oder mehr gleichgroße Verbraucher: z.B.: Lichterkette am Weihnachtsbaum). Genau das geschieht bei der Sternschaltung.
Zur Verdeutlichung: An den Anschlüssen W1 + V1 besteht eine Spannung von 400V. Durch die Brücken werden nun zwei Spulen in Reihe geschaltet. Das gleiche gilt bei V + U und auch W + U. Der Stromlaufplan hat nun die Form eines Sternes.
Die Dreieckschaltung
In der oben genannten Sternschaltung hatte der Motor die Möglichkeit "Fahrt" aufzunehmen. Die volle reduzierte Drehzahl hat er bereits zu diesem Zeitpunkt erreicht. Um nun volle 400V pro Spule zu erreichen müssen die Anschlüsse neu geschaltet werden.
Zur Verdeutlichung: Durch die Brücken hat V1 und V2 je einen Leiter, das gleiche gilt für U + W. Der Stromlaufplan hat nun die Form eines Dreiecks.
Der Schalter
Selbstverständlich kann man das Überbrücken nicht selbst übernehmen. Zum einen wäre es mühselig (abgesehen davon das es verboten ist, unter Spannung stehende Teile zu verändern), zum anderen müsste man recht schnell sein da sich der Motor in Bewegung befinden muss. Aber genau dafür haben wir den Schalter der uns genau diese Arbeit abnimmt.