Skjemateknikk

Skjemateknikk omfatter flere typer skjemaer, avhengig av hva man skal dokumentere:

Hovedstrømskjema

• Viser hovedstrøms kretsen til et elektrisk system.
• Inkluderer motorer, sikringer, kontaktorer og koblinger for strømforsyning.
• Eksempel: Hvordan en motor tilkobles et 3-fase-nett.

Styrestrømskjema

• Viser hvordan en elektrisk krets styres via brytere, releer og kontaktorer.
• Inneholder knapper, sensorer, hjelpkontakter osv.
• Eksempel: Start-stopp-krets for en motor.

PLS-skjema (Programmerbar Logisk Styring).

• Viser signaler til og fra en PLS (Programmable Logic Controller).
• Viser digitale og analoge innganger/utganger, samt kommunikasjon med andre enheter.
• Eksempel: Styring av et transportbånd med PLS.

Enlinjeskjema

• Forenklet skjema som viser hovedkomponentene i et elektrisk anlegg med én linje per fase.
• Brukes ofte i høyspentanlegg.

Koblingsskjema/prinsippskjema.

• Viser hvordan ledninger fysisk skal kobles mellom komponenter.
• Brukes ved installasjon og feilsøking.

---

Viktige elementer i skjemateknikk.

For å forstå skjemateknikk, må man kjenne til:

• Symboler: Standardiserte symboler for komponenter som brytere, releer, motorer, sikringer osv. (IEC 60617 brukes ofte i Europa).
• Nummerering: Hver ledning, komponent og tilkobling har unike nummer for enkel identifisering.
• Sperrekretser: Sørger for sikkerhet ved å hindre uønsket aktivering av komponenter.
• Jording og vern: Beskytter utstyr og mennesker mot elektriske feil.

Hvorfor er skjemateknikk viktig?

Feilsøking: Elektrikere og maskinoffiserer bruker skjemaer til å finne feil i elektriske systemer.
Installasjon: Sikrer at elektriske anlegg bygges riktig.
Dokumentasjon: Viktig for vedlikehold og oppdateringer i et anlegg.
Sikkerhet: Forhindrer farlige situasjoner ved å vise riktige koblinger og vernetiltak.

De obligatoriske hovedstrømskjema og styrestrømskjemaene for start- og stoppfunksjoner til en asynkronmotor vil også bli gjennomgått.

• Direkte start.
• Dreieretnings vender.
• Direkte start med to hastigheter (to viklingssett).
• Dahlanderkopling.
• Start/stopp av luftkompressor med avlastingsventil.
• Stjerne/trekant start.
• Start/stopp med mykstarter.
• Start/stopp med frekvensomformer.

Vi skal først sjå på symboler som blir brukt når vi tegner. Det fins ingen fast standard for symboler som blir brukt i Norge. Det fins en håndbok med symboler som heter NEK 144.

NEK 144 inneholder et utdrag av symboler fra IEC 60617. Den er ansett å ha størst utbredelse og bruk innen elektroteknisk dokumentasjon i Norge. Den definerer et internasjonalt sett symboler for bruk i elektroteknisk dokumentasjon.

---

Symboler

Her er et lite utvalg av symboler som vi bruker i tegninger.

Symbol	Navn	Kode	Symbol	Navn	Kode
	Motstand (resistans), Ohmsk last	R		Lampe	-H
	Rekkeklemme. Koblingspunkt.	X		Signallampe	-H
	Jord. (Hoved symbol)			Batteri	-G
	En-polet bryter			Battericelle (den lange streken er +)	-G
	To-polet bryter			Hjelpekontakt Betegnes med NO (Normally open){.h-50 loading="lazy"}
	Kronevender eller vender 5			Hjelpekontakt Betegnes med NC (Normally closed){.h-50 loading="lazy"}
	Stikkontakt			Veksel bryter Veksel kontakt
	Stikkontakt med jord			Kontakt NO, tidsforsinket inn
	Koblingsboks			Kontakt NC, tidsforsinket inn
	Spole	L		Kontakt NO, tidsforsiket ut
	Spole	L		Kontakt NC, tidsforsiket ut
	Kondensator	C		Vekselkontakt Tidsforsinket inn

---

Symbol	Navn	Kode	Symbol	Navn	Kode
	Kontaktor- eller rele-spole	-K, -C eller -D, -R		Trykknapp med fjærretur. NO	-S
	Hovedkontakter for kontaktor.	-K, -C eller -D, -R		Trykknapp med fjærretur. NC	-S
	Termisk føler. Bimetallføler	-F		Trykknapp med sperre. Blir stående i stilling.	-S
	Termoelektrisk rele 3 fase. Motorvern.	-F		Vribryter. NO.	-S
	Bryter styrt av et termisk vern. NC.	-F		Vribryter. NO.	-S
	Bryter styrt av et termisk vern. NO.	-F		Nødstoppbryter	-S
	Spole til tidsrele, forsinka inn	-K -D		Termostat	-Y
	Spole til tidsrele, forsinka ut	-K -D		Fotocelle	-Y
	Magnetventil	-Y		Væskenivå	-Y
	Transformator	-T		Gjennomstrømming	-Y
	Transformator	-T		Grensebryter. NC. Posisjonsbryter.	-S
	Strømtrafo			Grensebryter. NO. Posisjonsbryter.	-S
	Generator, vekselstrøm, 3 fase	-G		Motor, vekselstrøm 3 fase	-M

---

Symbol	Navn	Kode	Symbol	Navn	Kode
	Sikring (smelte sikring).	-F		Likeretter
	Automatsikring Ikke IEC normert	-F		Vekselretter
	Automatsikring 3P	-F		Frekvensomformer
	Automatsikring. 1P. Overlast og kortslutning	-F		Mykstarter
	Automatsikring. 2P. Overlast og kortslutning	-F
	Automatsikring. 3P. Overlast og kortslutning	-F		Brannmelder hovedsymbol
	Lastsikrings-skillebryter 3-polt	-Q		Manuell brannmelder
	Effektbryter/ motorvernbryter 3-polt	-Q		Varmedetektor
	Lastskillebryter	-Q		Røykdetektor
	Voltmeter			Flammedetektor
	Frekvensmeter			Ringeklokke, brannklokker
	Synkronoskop			Horn

---

Kontakter

Hjelpekontaktene har alltid to siffer:

Lukka kontakter (NC) slutter alltid på siffer 1 og 2. F.eks. 11 og 12 eller 21 og 22 osv.

Åpne kontakter (NO) slutter alltid på siffer 3 og 4. F.eks. 13 og 14 eller 23 og 24 osv.

Bryter har bare et siffer:

Lukka brytere (NC) har siffer 1 og 2.

Åpne brytere (NO) har siffer 3 og 4.

Hjelpekontaktene til tidsrele har to siffer:

Lukka kontakter slutter alltid på siffer 5 og 6. F.eks. 15 og 16 eller 55 og 56.

Åpne kontakter slutter alltid på siffer 7 og 8. F.eks. 17 og 18 eller 57 og 58.

Motorvern som vi kobler til kontaktorer, har to hjelpekontakter:

En lukket kontakt som er merket med 95 og 96.

En åpen kontakt som er merket med 97 og 98.

Tre fase kontaktor:

Kontaktoren har tre hovedkontakter som har siffer 1, 3 og 5 på inngang og siffer 2, 4 og 6 ut.

Spolen til kontaktorer er merket med A1 og A2.

Kontaktoren kan også ha hjelpekontakter:

Her er hjelpekontakt 13 og 14 komt med, denne bruker vi ofte som holdekontakt.

---

Kontaktor

Her er de viktigste komponentene i en kontaktor:

1. Spole (elektromagnet):

   • Dette er en av de viktigste delene. Når spolen får elektrisk strøm, blir den magnetisk og trekker på de bevegelige delene i kontaktoren for å åpne eller lukke kretsene.

2. Bevegelig kontakt (armatur):

   • Dette er en metalldel som beveger seg når spolen blir magnetisk. Den sørger for at de elektriske kontaktene (hovedkontaktene) enten lukkes.

3. Hovedkontakter (NO):

   • Normalt åpne (NO): Når kontaktoren er avslått, er disse kontaktene åpne (strømmen kan ikke gå gjennom). Når kontaktoren er slått på, lukkes de, og strømmen kan gå gjennom.

4. Fjærer:

   • Fjærene gjør at de bevegelige delene (som armaturen) går tilbake til sin opprinnelige posisjon når strømmen til spolen blir slått av. Dette gjør at kontaktene åpnes igjen.

5. Hus (ytre kabinett):

   • Alle de elektriske komponentene er beskyttet i et robust plast hus. Dette beskytter mot støv, fuktighet og skader.

6. Hjelpekontakter (valgfritt):

   • Noen kontaktorer har ekstra små kontakter (hjelpekontakter) som brukes til å gi signaler til andre deler av systemet.

Motorvernrelé

Under ser de en skisse og et bilde av et termisk motorvern.

Hvordan fungerer et motorvernrelé?

1. Overvåker strømforbruket til motoren

   • Hvis motoren trekker mer strøm enn innstilt grense (for eksempel på grunn av overbelastning), vil reléet utløse og kutte strømmen.

2. Beskytter mot fasesvikt

   • Hvis én av de tre fasene forsvinner, kan det føre til at motoren blir overopphetet. Motorvernreléet vil da koble ut motoren.

3. Kan være termisk eller elektronisk

   • Termisk motorvernrelé: Bruker en bimetallstrimmel som bøyes ved høy strøm og bryter kretsen.
   • Elektronisk motorvernrelé: Bruker sensorer og elektroniske kretser for nøyaktig overvåking av strømforbruk.

Et termisk motorvernet består av sju koblingspunkt; 95 og 96 som er en NC-kontakt, 97 og 98 som er en NO-kontakt. 2T1, 4T2 og 6T3 er koblinger som hovedstrømmen går gjennom. Hvis motorvernet bryter ved for høy strømgjennomgang vil kontakten 95/96 åpne seg og 97/98 lukke seg. Punktene 2 (T1), 4 (T2) og 6 (T3) vil ikke bryte og kutte strømgjennomgang til motoren den er koblet til. Kontakten 95/96 vil være i serie med stoppbryteren i styrestrømmen, den vil stoppe motoren ved for høy strømgjennomgang.

Hvor mye strøm som passerer gjennom bestemmes av en innstillings skrue som sitter på fremsiden av motorvernet. Den stilles på In verdien som er bestemt av hva motoren tåler (som normalt står på merkeskiltet på motoren). Er innstillingsskruen satt i feil verdi og det forekommer for høy strømgjennomgang vil ikke motorvernet bryte ved motorvernets maks I_n verdi og statorviklingene vil ta skade.

På fremsiden er det også en reset knapp som vil resette motorvernet når det har slått ut.

Her er et motorvern reléet koblet til kontaktoren.

Relé

Hoveddeler i et relé:

1. Spole (elektromagnet) – Når strøm går gjennom denne, skapes et magnetfelt.
2. Armatur (bevegelig kontakt) – En metallarm som trekkes mot magneten når reléet aktiveres.
3. Faste kontakter – Består av normalt åpen (NO) og normalt lukket (NC) kontakt.
4. Fjær – Holder armaturen i sin opprinnelige posisjon når spolen ikke er aktivert.

Funksjonen av et relé.

1. Når en styringsstrøm sendes til reléets spole, skapes et magnetfelt.
2. Dette magnetfeltet trekker armaturen til seg, og endrer kontaktens tilstand:
   • Normalt åpen (NO) kontakt lukker og lar strøm passere.
   • Normalt lukket (NC) kontakt åpner og bryter strømmen.
3. Når styringsstrømmen fjernes, forsvinner magnetfeltet, og en fjær fører armaturen tilbake til sin opprinnelige posisjon.

---

Typer reléer:

• Mekaniske reléer – Bruker fysiske kontakter som kobler til og fra.
• Impulsrelé – Endrer tilstand hver gang det mottar en impuls.
• Tidsforsinket relé – Aktiveres eller deaktiveres etter en tidsforsinkelse.
• Solid State Relé (SSR) – Bruker elektroniske komponenter, ingen bevegelige deler.

Symbol for et enkelt relé med vekselkontakt (figur under):

Mange reléer han egen pluggsokkel. Her er et ABB pin rele med sokkel.

Tidsrelé.

Et tidsrelé er et relé som aktiveres eller deaktiveres etter en forhåndsinnstilt tidsforsinkelse. Det brukes ofte i automasjon, belysningsstyring, motorstartere og sikkerhetssystemer.

Hvordan virker et tidsforsinket relé?

Tidsforsinkede reléer fungerer som vanlige reléer, men har en innebygd tidskrets som styrer når reléet slår seg PÅ eller AV.

Typer tidsforsinkede reléer:

1. Innkoblingsforsinket (On-delay)

   • Når strøm påføres, starter en timer.
   • Etter den forhåndsinnstilte tiden slår reléet seg PÅ.
   • Brukes f.eks. for myk oppstart av motorer.

2. Ut-koblingsforsinket (Off-delay)

   • Reléet aktiveres umiddelbart når strøm påføres.
   • Når strømmen brytes, fortsetter reléet å være aktivt i en bestemt tid før det slår seg AV.
   • Brukes ofte til vifter som skal gå litt etter at en bryter er slått av.

3. Pulstidsrelé (One-shot)

   • Gir en kort puls uansett hvor lenge inngangssignalet varer.
   • Brukes for f.eks. døråpnere eller alarmfunksjoner.

Impulsrelerelé

Et impulsrelé (også kalt et trapperele eller bistabilt relé) er en elektrisk komponent som brukes til å styre en krets ved hjelp av korte elektriske impulser. Det fungerer annerledes enn et vanlig relé ved at det skifter tilstand hver gang det mottar en puls, i stedet for å forbli aktivert så lenge spenning påføres.

1. Impuls aktiverer reléet.

   • Når det mottar en kort strømimpuls fra en bryter (for eksempel en trykknapp), skifter det til motsatt tilstand.
   • Hvis det var avslått, slås det på. Hvis det var på, slås det av.

2. Beholder tilstanden uten kontinuerlig strøm

   • I motsetning til vanlige reléer, som trenger konstant spenning for å holde seg aktivert, beholder impulsreléet sin tilstand til neste impuls kommer.

3. Neste impuls skifter tilstanden igjen.

   • Hver gang det får en ny impuls, bytter det mellom på og av.

Hvor brukes impulsreléer?

• Trappebelysning: Brukes ofte i trapperom hvor flere brytere (trykknapper) kan styre samme lampe.
• Automatisering: I industrielle styringer og hjemme styringssystemer.
• Energisparing: Fordi det ikke krever strøm for å holde seg i en tilstand, er det mer energieffektivt enn vanlige reléer.

Fordeler med impulsrelé.

Kan styres fra flere steder uten behov for komplekse koblinger.
Energibesparende fordi det ikke trekker strøm kontinuerlig.
Forenkler kablingen sammenlignet med tradisjonelle vekslinger mellom brytere.

---

Solid State Relé (SSR)

Et Solid State Relé (SSR) er en elektronisk bryter som fungerer som et tradisjonelt mekanisk relé, men uten bevegelige deler. I stedet for elektromekaniske kontakter bruker det halvlederkomponenter som tyristore, triacs eller transistorer for å koble til og fra en elektrisk krets.

Hvordan fungerer et Solid State Relé?

Et SSR består av tre hoveddeler:

1. Inngangskrets (styringssignal)

   • Mottar et lavspenningssignal (f.eks. 3–32V DC eller 24–230V AC) fra en PLS, mikroprosessor eller en manuell bryter.
   • Kan være optokoblet for isolasjon.

2. Styrekrets (halvlederbryter)

   • Består av en transistor, tyristor eller triac, som fungerer som hovedbryteren.
   • Når inngangssignalet aktiveres, leder halvlederkomponenten strømmen gjennom reléet.

3. Utgangskrets (lastside)

   • Kobler eller bryter strømmen til lasten (motor, varmeelement, lampe osv.).
   • Fungerer for både AC- og DC-belastninger, avhengig av type SSR.

Fordeler med Solid State Relé sammenlignet med mekaniske reléer.

Egenskap	SSR (Solid State Relé)	Mekanisk relé
Bevegelige deler	Nei	Ja
Slitasje	Ingen (halvledere)	Ja (mekaniske kontakter)
Levetid	Svært lang	Begrenset
Bryterhastighet	Rask (millisekunder)	Langsom (relativt)
Støy	Ingen	Kan klikke
Isolasjon	Ja (optokobling)	Ja (mekanisk isolasjon)
Effekttap	Litt varmeutvikling	Minimal (når lukket)

Typer av Solid State Reléer:

• AC-SSR: Brukes for vekselstrøm (AC), ofte til lys, varmeelementer og motorer.
• DC-SSR: Brukes for likestrøm (DC), ofte til solcellesystemer og batteridrevne kretser.
• Zero-crossing SSR: Kobler inn lasten når vekselstrømskurven passerer nullpunktet,reduserer elektrisk støy.
• Random-turn-on SSR: Kobler inn lasten umiddelbart, brukes i dimmere og hurtigkobling

Bruksområder for Solid State Reléer.

• Industriell automasjon – PLS-er styrer motorer, pumper og transportbånd.
• Varme- og ventilasjonssystemer – Styring av varmeelementer uten mekanisk slitasje.
• Lyskontroll og dimmere – SSR gir jevn regulering uten flimring.
• Medisinsk utstyr – Brukes i sensitive systemer der mekaniske reléer kan lage forstyrrelser

Under ser vi to eksemplarer for Solid State Relé.

Mykstarter (Softstarter).

En mykstarter brukes for å begrense startstrømmen og redusere mekaniske påkjenninger ved oppstart av en asynkronmotor. Mykstarteren gir en gradvis økning i spenning til motoren, slik at den starter jevnt uten rykk.

En softstarter er en elektronisk enhet som brukes til å starte en elektrisk motor på en kontrollert måte, ved å gradvis øke spenningen og dermed redusere startstrømmen og mekaniske belastninger.

Oppbygning av en softstarter:

En typisk softstarter består av følgende hovedkomponenter:

1. Tyristorer (SCR – Silicon Controlled Rectifiers):

   • Disse halvlederkomponentene styrer spenningen som sendes til motoren.
   • Plassert i en trefasekobling (to tyristorer per fase i antiparallell for vekselstrøm).

2. Styringsenhet (Mikroprosessor eller kontroller):

   • Overvåker og styrer tenningen av tyristorene.
   • Kan inneholde forskjellige kontrollalgoritmer for optimal motorstart.

3. Beskyttelseskretser:

   • Termisk beskyttelse for å unngå overoppheting.
   • Spennings- og strømovervåkning for å beskytte motoren mot feiltilstander.

4. Bypass-kontaktor (valgfritt, men ofte inkludert):

   • Når motoren har nådd full driftsspenning, kobler en mekanisk kontaktor inn for å minimere effekttap i tyristorene.

Virkningsmåte

Softstarteren fungerer ved å gradvis øke spenningen til motoren under oppstart. Dette skjer i flere trinn:

1. Startfase:

   • Softstarteren aktiverer tyristorene med en lav startspenning.
   • Dette begrenser startstrømmen og reduserer mekaniske påkjenninger på motor og drivverk.

2. Spenningstrinn (Ramp-up):

   • Spenningen økes gradvis i en forhåndsdefinert kurve.
   • Dette gir en mykere akselerasjon og reduserer risikoen for spenningsfall i nettet.

3. Full drift:

   • Når motoren når sin nominelle hastighet, kobler ofte en bypass-kontaktor inn for å redusere effekttapene i tyristorene.

4. Stoppfase (Soft Stop, hvis aktuelt):

   • Noen softstartere har også en funksjon for å redusere spenningen gradvis ved stopp.
   • Dette er spesielt nyttig for pumper og transportbånd for å unngå vannslag og brå stopp.

Fordeler med softstarter:

• Reduserer startstrøm, noe som beskytter strømnettet og reduserer spenningsfall.
• Minimerer mekaniske påkjenninger på motor og koblinger.
• Forlenger levetiden til motoren og tilknyttede komponenter.
• Kan gi mulighet for kontrollert stopp, avhengig av funksjonaliteten.

Softstartere brukes ofte i applikasjoner som pumper, vifter, kompressorer og transportbånd der en myk oppstart er nødvendig for å beskytte utstyr og forbedre driftssikkerheten.

ABB PSE Softstarter – Virkemåte og Funksjoner

ABB PSE-serien er en kompakt og avansert softstarter designet for mellomstore motorapplikasjoner. Den kombinerer tyristorbasert spenningskontroll med integrert motorbeskyttelse og bypass-relé, noe som gir en energieffektiv og pålitelig oppstarts løsning.

Oppbygning av ABB PSE-serien.

Softstarteren består av følgende hovedkomponenter:

Tyristorer (SCR – Silicon Controlled Rectifiers)

• Styrer spenningspådraget til motoren ved hjelp av fasekontroll.
• Plassert i hver fase (to per fase for å håndtere vekselstrøm).

Integrert Bypass-kontaktor.

• Når motoren når full driftsspenning, aktiveres bypass-kontaktoren.
• Reduserer effekttap i tyristorene og forbedrer energieffektiviteten.

Innebygd motorvern.

• Overvåker strøm og spenningsubalanse for å beskytte motoren.
• Termisk modell av motoren beregnes kontinuerlig for å forhindre overbelastning.

LCD-display og kontrollenhet

• Brukervennlig grensesnitt med innstillinger for start- og stoppramper, med mer.
• Kommunikasjonsmuligheter (Modbus RTU, m.fl.) for integrasjon i styringssystemer.

Hvordan fungerer PSE-serien?

Oppstart (Soft Start)

• Softstarteren starter motoren ved å gradvis øke spenningen.
• Dette reduserer startstrømmen, normalt 3–4 ganger nominell strøm i stedet for 6–10 (IE3 og IE4).
• Gir en jevn akselerasjon som beskytter mekaniske komponenter.

Drift (Full hastighet med bypass)

• Når motoren når nominell hastighet, aktiveres bypass-kontaktoren.
• Tyristorene kobles ut for å redusere effekttap.
• Motoren går nå som om den var koblet direkte til nettet.

Stopp (Soft Stop – valgfritt)

• Hvis aktivert, reduserer softstarteren spenningen gradvis ved stopp.
• Dette er spesielt nyttig for pumper, da det forhindrer vannslag og rørskader.

Ekstra funksjoner i PSE-serien:

• Justerbar start- og stopprampe – Gir fleksibilitet til ulike motorlaster.
• Strømbegrensning – Hindrer at motoren trekker for høy strøm under start.
• Integrert motorvern – Overstrømsbeskyttelse, fasefeil-deteksjon og termisk vern.
• Understrøm/tørrkjøringsbeskyttelse, låst-rotor-overvåking under drift.
• Justerbar trippklasse 10–20–30.
• Kickstart for løsriving (f.eks. tilstoppet pumpe).
• Analog utgang (4 – 20 mA for strømtrekk).
• Innebygd Modbus RTU.
• Momentkontroll for «soft filling» av rør.
• Kontrollert stopp av pumper for å unngå trykkstøt.
• Kompatibel med PLS – Støtte for Modbus RTU for integrering i industrielle systemer.

Typiske bruksområder for ABB PSE-softstartere:

• Pumper (hindrer trykkstøt og vannslag)
• Vifter og kompressorer
• Transportbånd (forhindrer brå bevegelser og slitasje)
• HVAC-systemer

Hva er HVAC-systemer?

HVAC står for Heating, Ventilation, and Air Conditioning – på norsk oppvarming, ventilasjon og klimaanlegg. Dette er systemer som brukes for å regulere temperatur, luftfuktighet og luftkvalitet i innredninger.

Frekvensomformer

Oppbygning av en frekvensomformer

En frekvensomformer består av tre hoveddeler:

Likeretting (AC → DC).

• Nett tilkoblet vekselstrøm (AC 50/60 Hz) blir først likeretting til likespenning (DC) ved hjelp av en diodebro eller tyristorer.
• En kondensatorbank glatter ut spenningen for å gi en stabil DC-buss.

---

Mellomkrets (DC-buss)

• DC-bussen fungerer som et energilager.
• Store kondensatorer sørger for at spenningen er stabil og filtrerer ut uønskede variasjoner.

Inverter (DC → AC med variabel frekvens).

• IGBT-transistorer (Insulated Gate Bipolar Transistors) omdanner DC tilbake til AC med justerbar frekvens og spenning.
• Dette skjer gjennom en teknikk kalt PWM (Pulsbredde-modulasjon), som skaper en tilnærmet sinusformet utgangsspenning.

Hvordan fungerer en frekvensomformer?

Justering av frekvens og spenning.

• Motorens hastighet er proporsjonal med frekvensen:

  $n = \frac{f * 60}{p}$
  hvor n = hastighet (RPM), f = frekvens (Hz) og p = antall polpar i motoren.

• Ved å redusere frekvensen, reduseres motorhastigheten.

Myk start og stopp.

• I stedet for en brå start med høy startstrøm, øker frekvensomformeren gradvis spenning og frekvens (ramp-up).
• Ved stopp kan hastigheten reduseres gradvis (ramp-down), noe som forhindrer mekanisk slitasje.

Moment- og effektstyring.

• Mange frekvensomformere har funksjoner for å justere moment basert på lastens behov.
• Ved lav belastning kan frekvensomformeren senke effekten for å spare energi.

Regenerativ drift (Valgfritt).

• Noen avanserte frekvensomformere kan tilbakeføre energi til strømnettet, noe som er nyttig i f.eks. heiser eller kraner.

Fordeler med frekvensomformer.

• Energibesparelse – Reduserer strømforbruk ved å tilpasse motorhastigheten.
• Myk start/stopp – Forhindrer høye startstrømmer og mekanisk slitasje.
• Presis hastighetskontroll – Viktig for prosesser som krever variabel motorhastighet.
• Redusert mekanisk slitasje – Gir jevnere drift og lengre levetid på motor og girsystem.
• Mulighet for fjernstyring – Kan integreres i industrielle styringssystemer via PLC, Modbus, Profibus etc.

Typiske bruksområder for frekvensomformere.

• Pumper (regulering av vanntrykk, energisparing).
• Vifter (behovsstyrt luftstrøm i ventilasjonssystemer).
• Transportbånd (justerbar hastighet for produksjonslinjer).
• Heiser og kraner (nøyaktig hastighetskontroll og regenerativ bremsing).
• Kompressorer (tilpasset drift for å spare energi).
• Thrustere om bord i skip.

Autotransformator

Autotransformator som motorstarter

Når en asynkronmotor startes direkte fra nettet (direkte start), kan startstrømmen være 4–7 ganger høyere enn merkestrømmen. Dette kan føre til spenningsfall i nettet og mekaniske påkjenninger på motoren og koblingene.

Autotransformatorstart reduserer startstrømmen ved å tilføre motoren en redusert spenning i startfasen. Dette skjer i tre trinn:

1. Startfase (lavere spenning via autotransformator).

   • Motoren tilkobles en lavere spenning (f.eks. 50%, 65% eller 80% av nettspenningen).
   • Redusert spenning gir lavere startstrøm og lavere startmoment.
   • Strømmen tilføres via autotransformatorens tappepunkter.

2. Overgangsfase (kobling til full spenning).

   • Etter en kort tidsperiode (f.eks. noen sekunder) kobles motoren gradvis over til full nettspenning.
   • Autotransformatoren frakobles fra kretsen.

3. Driftsfase (full spenning direkte fra nettet).

   • Motoren går nå på full spenning, og autotransformatoren er helt ute av kretsen.

Fordeler med autotransformatorstart:

• Lavere startstrøm → Beskytter strømnettet mot spenningsfall.
• Høyere startmoment enn Y/D-start (stjerne-delta start) → Viktig for tunge laster.
• Kan tilpasses forskjellige startspenningsnivåer (50%, 65%, 80% av nettspenning).

Ulemper

• Mer komplisert og dyrere enn direkte start og Y/D-start.
• Tar mer plass enn elektroniske startere som frekvensomformere.

Hvor brukes autotransformatorstart?

• Store trefasemotorer med høy startstrøm (f.eks. > 10 kW).
• Kompressorer, pumper, vifter og andre tunge maskiner
• I industrianlegg der nettspenningen må stabiliseres under oppstart.

Autotransformatorstarteren er en mellomløsning mellom enkel Y/D-start og mer avanserte frekvensomformere og brukes ofte når høyere startmoment er nødvendig.

PLS (Programmerbar Logisk Styring)

1. Oppbygging av en PLS.

En PLS består av flere hovedkomponenter:

• CPU (Prosessorenhet) – Hjernene i systemet, som behandler logikk og kjører programmet.
• Inngangsmoduler – Tar imot signaler fra sensorer, brytere og andre enheter.
• Utgangsmoduler – Styrer motorer, ventiler, releer og andre aktuatorer.
• Strømforsyning – Gir stabil strøm til PLS-en, ofte 24V DC eller 230V AC.
• Kommunikasjonsporter – Brukes til å koble til HMI (operatørpaneler), SCADA-systemer eller andre PLS-er via nettverk (f.eks. Ethernet, Modbus, Profibus).
• Minne (RAM/ROM/EEPROM) – Lagrer programmet og prosessdata.

2. Virkemåte til en PLS.

PLS-en følger en syklisk prosess kalt scan cycle, som gjentar seg kontinuerlig:

A) Innhenting av inngangssignaler.

• PLS'en leser signaler fra sensorer, brytere, temperaturmålere, fotoceller osv.
• Inngangene kan være digitale (av/på, 0/1) eller analoge, (varierende verdier, f.eks. 4 - 20 mA eller 0 - 10 V).

B) Behandling i CPU (programutførelse).

• CPU'en tolker inngangssignalene og kjører det programmerte logiske styringssystemet.
• Programmering gjøres i Ladder Logic (LD), Structured Text (ST), Funksjonsblokker (FBD) eller Sekvensiell Funksjonsgraf (SFC).
• Programmet styrer hvordan utgangene skal reagere basert på inngangene.

---

C) Oppdatering av utgangssignaler.

• Etter at CPU'en har kjørt programmet, aktiverer eller deaktiverer den utgangene.
• Dette kan f.eks. starte en motor, åpne en ventil eller slå på et varsellys.

D) Kommunikasjon og overvåking.

• PLS-en sender data til operatørpaneler (HMI) eller SCADA-systemer for overvåking og kontroll.
• Den kan også utveksle data med andre PLS-er i et nettverk.

3. Eksempel på bruk av en PLS i et system.

• Skip: Ballastsystem – PLS-en overvåker tanknivåer og styrer pumper for å balansere skipet.
• Industri: Produksjonslinje – PLS styrer transportbånd, roboter og sensorer for å optimalisere produksjonen.
• Energianlegg: Generatorstyring – PLS regulerer spenning, frekvens og belastning på generatorer.

PLS-er er robuste, pålitelige og designet for å fungere i krevende miljøer med høy driftssikkerhet.

Bildet under viser en PLS AC 500 fra ABB.

Hovedstrømskjema til en direktestartet motor

---

Hovedstrømskjema skal inneholde:

• Strømforsyning – Hvor strømmen kommer fra (f.eks. 230V eller 400V).
• Sikringsvern – Beskyttelse av komponenter mot overbelastning (sikringer, effektbrytere).
• Hovedkontaktorer og reléer – Brytere som styrer store laster.
• Motorer eller andre belastninger – Sluttbrukerenhetene som drives av strømmen.
• Jording og sikkerhet – Hvordan systemet er koblet for sikker drift.

Her er et enkelt hovedstrømskjema for en motorstyring med en 3-faset motor, sikringer og kontaktor.

Komponenter

• 3-faset strømforsyning (L1, L2, L3).
• Sikringsvern (F1) – Beskytter mot kortslutning.
• Kontaktor (K1) – Styrer motoren via et styresignal.
• Termisk vern (F2 / motorvernrelé) – Beskytter motoren mot overbelastning.
• 3-faset motor (M1).

Styrestrømskjema til en direktestartet motor.

Et styrestrømskjema viser hvordan en elektrisk krets kontrollerer en større last, som en motor eller en lampe, ved hjelp av brytere, reléer og kontaktorer. Det bruker lavere strøm og spenning enn hovedstrøms kretsen for å sikre trygg styring og automasjon.

Styrestrømskjema for motorstyring med start/stopp-knapper.

Komponenter

• F2 = Termisk motorvernrelé (95–96 og 97–98).
• S0 = Stopp-knapp (NC = normalt lukket).
• S1 = Start-knapp (NO = normalt åpen).
• K1 = Kontaktor (styrer hovedstrøms kretsen).
• K1 NO = Holdekontakt (selvhold).
• H1 = Driftslys.
• H2 = Feil lys.

Under er et enkelt styrestrømskjema til direktestart av en motor.

Hvordan fungerer dette?

1. Trykk på Start-knappen (S1):

   • Strøm går til kontaktoren (K1), som aktiveres og kobler motoren til hovedstrømmen.
   • Holdekontakten (K1 NO) lukker, slik at K1 forblir aktiv selv etter at S2 slippes.

2. Motoren er nå på.

   • Den vil forbli på til en annen kommando gis.

3. Trykk på Stopp-knappen (S0):

   • Kretsen til K1 brytes, og kontaktoren slipper.
   • Motoren stopper fordi hovedstrøms kretsen åpnes.

Vil vi ha et driftslys (H1) kan vi parallellkoble det over spolen på kontaktoren (A1-A2).

Fra L1 kan vi og gå til 97–98 på motorvernet og videre til ei lampe (H2) og videre til L2.

Da får vi et lys som viser at motorvernet har koblet ut.

Hvorfor brukes styrestrømskjemaer?

Sikkerhet – Lavspenningskontroll forhindrer farlige situasjoner.
Automatisering – Brukes i skip, industri, maskiner og smarthus.
Enkel feilsøking – Logisk oppsett gjør det lett å forstå feil i kretsen.

 

Forskjellen mellom hovedstrømskjema og styrestrømskjema.

Hovedstrømskjema	Styrestrømskjema
Viser hvordan kraftstrømmen flyter	Viser hvordan kretsen styres
Inneholder sikringer, kontaktorer og last (motor, lys)	Inneholder trykknapper, reléer og kontrollutstyr
Bruker høyere spenning (230V/400V)	Bruker ofte lavere spenning (24V/230V)
Viktig for energifordeling	Viktig for automasjon og styring

Dreieretningsvender

For en 3-fase-vekselstrømsmotor (AC-motor)

En trefasemotor endrer retning når to av fasene bytter plass. En dreieretningsvender kobler om slik at:

• I én posisjon går fasene inn normalt (L1, L2, L3 → U, V, W).
• I den andre posisjonen byttes to faser (L3, L2, L1 → U, V, W), noe som får motoren til å rotere motsatt vei.

Sikkerhet

For å unngå kortslutning må bryteren være utformet slik at den ikke kobler sammen fasene under omkobling. Vi legger inn forriglinger i styrestrømmen.

Hovedstrømskjema dreieretningsvender.

Styrestrøm dreieretningsvender

1. Komponenter i styrestrømkretsen.

• Styrestrømsikring (for å slå av/på systemet).
• To kontaktorer (K1 og K2) (en for forover, en for revers).
• Termisk motorvern (beskytter mot overbelastning).
• Trykknapper (to for start og en for stopp av motor).
• Mekanisk sperre mellom kontaktorene (hindrer at begge aktiveres samtidig).

2. Prinsippskjema for styrestrømkretsen.

• Foroverdrift: Når du trykker på forover-knappen (S1), aktiveres K1, som kobler motoren til normal fase.
• Bakover drift: Når du trykker på revers-knappen (S2), aktiveres K2, som bytter to av fasene og reverserer motoren.
• Stoppknapp (S0) bryter styrestrømmen og stopper motoren.
• En elektrisk sperre sørger for at K1 og K2 ikke aktiveres samtidig, for å unngå kortslutning.

3. Funksjon i praksis.

1. Forover:

   • S1 (forover-knapp) trykkes → K1 aktiveres → Motoren går forover.

2. Bakover:

   • S2 (revers-knapp) trykkes → K2 aktiveres → Motoren roterer motsatt vei.

3. Stopp:

   • S0 (stopp-knapp) bryter kretsen → Motoren stopper.

4. Sikkerhetstiltak.

   • Termisk motorvern: Beskytter motoren mot overbelastning.
   • Mekanisk sperre: Hindrer at begge kontaktorene trekker inn samtidig.

Direkte start med to hastigheter, to forskjellige viklinger

Når en motor har to separate viklingssett, betyr det at den kan ha to uavhengige hastigheter. Dette skiller seg fra en Dahlander-kobling, fordi hvert viklingssett har et fast poltall, og man velger hvilket sett som skal være aktivt. Her er en forklaring på hvordan start-stopp-systemet fungerer i en slik motor.

Prinsippet bak to viklingssett.

En motor med to viklingssett har:

• To separate statorviklinger – én for lav hastighet og én for høy hastighet.
• To sett med hovedkontaktorer – én for hver vikling.
• To motorvern.
• Et styrestrømsystem som sikrer at bare én vikling kan være aktiv om gangen.

Hovedstrøm:

Styrestrøm:

Start-stopp-systemet.

Styrestrømmen brukes til å kontrollere hvilken vikling som aktiveres. Dette gjøres ved hjelp av:

• To startknapper (én for lav hastighet, én for høy hastighet)
• Én felles stoppknapp
• To hovedkontaktorer (K1 og K2) som kobler inn hver sin vikling
• Elektriske sperrekontakter som hindrer at begge viklingene er på samtidig
• To motorvern

Koblingslogikk

Start lav hastighet:

• Når knappen for lav hastighet trykkes, aktiveres K1.
• K1 kobler inn lavhastighetsviklingen.
• En hjelpkontakt på K1 sperrer for at K2 kan aktiveres samtidig.

Start høy hastighet:

• Når knappen for høy hastighet trykkes, aktiveres K2.
• K2 kobler inn høyhastighetsviklingen.
• En hjelpkontakt på K2 sperrer for at K1 kan aktiveres samtidig.

Stoppe motoren:

• Når stoppknappen trykkes, faller begge kontaktorer ut, og motoren stopper helt.

Sikkerhet og sperrefunksjoner.

For å hindre at begge viklinger er aktive samtidig (noe som kan føre til kortslutning eller skade), brukes:

• Elektriske sperrekontakter (hjelpkontakter på K1 og K2) som fysisk hindrer samtidig aktivering.
• Termisk vern (overbelastningsvern) som beskytter motoren mot overbelastning.

Motor med Dahlander viklinger

Den er oppkalt etter den svenske ingeniøren Robert Dahlander, som utviklet prinsippet.

En Dahlander-motor har én statorvikling, men den kan kobles om på forskjellige måter for å endre antall polpar, og dermed hastigheten. Dette skjer ved hjelp av en polomkoblingsmetode, som gir følgende effekter:

🔹 Seriekobling (Dobbelt antall poler, lav hastighet)

• Strømmen går gjennom hele viklingen.
• Gir lavere turtall (nominelt f.eks. 750 RPM).

🔹 Parallellkobling (Halvert antall poler, høy hastighet)

• Viklingene kobles om for å gi færre polpar.
• Gir høyere turtall (f.eks. 1500 RPM).

To forskjellige måter å koble på:

$\mathrm{\Delta}/YY$ eller $Y/YY$

Eksempel på polforhold:

• 2/4 poler → 3000/1500 RPM (50 Hz)
• 4/8 poler → 1500/750 RPM (50 Hz)
• 6/12 poler → 1000/500 RPM (50 Hz)

---

Fordeler med Dahlander-motorer:

Enkel hastighetsregulering – Ingen frekvensomformer nødvendig.
Høy effektivitet – Lite effekttap i viklingene.
Enkelt elektrisk oppsett – Bruker et kontaktorsystem for omkobling.
Brukes i skip, industri og HVAC – Vanlig i vifter, pumper og dreiebenker.

Typiske bruksområder:

Vifter og pumper – Justerer luftstrøm eller væskestrøm uten frekvensomformer.
Maskinverktøy – For hastighetskontroll i motorer som driver båndsager og dreiebenker.
Heiser og kraner – Der to-trinns hastighet er nødvendig.
Sceneteknikk – Brukes i teater og konsertutstyr for kontrollert bevegelse.

Hovedstrøm Dahlander kobling Y/YY.

Styrestrøm Dahlander kobling.

Dahlander-koblingen fungerer ved å endre hvordan statorviklingene er koblet, noe som påvirker motorens poltall. Typisk gjelder:

• Lav hastighet (Δ-kobling, f.eks. 1400 o/min): Motorviklingene kobles i serie, noe som gir dobbelt så mange poler og dermed lavere hastighet.
• Høy hastighet (YY-kobling, f.eks. 2800 o/min): Motorviklingene kobles i parallell, noe som gir færre poler og dermed høyere hastighet.

Dette kan gjøres ved hjelp av tre kontaktorer, der én gir lav hastighet, og dei to andre gir høy hastighet.

Styrestrømmen brukes til å kontrollere kontaktorene som styrer hovedstrømmen. En typisk styrestrømkrets består av:

• Startknapp (lav hastighet)
• Startknapp (høy hastighet)
• Stoppknapp
• Tre kontaktorer (K1 for lav hastighet, K2 og K3 for høy hastighet)
• Mekaniske og elektriske sperrer (slik at begge hastigheter ikke kan være aktive samtidig)

Koblingslogikk

Lav hastighet aktiveres:

• Når lavhastighetsknappen trykkes, aktiveres kontaktor K1.
• K1 kobler motoren i Δ-konfigurasjon (serie), noe som gir lav hastighet.
• En hjelpkontakt på K1 sperrer for aktivering av høy hastighet samtidig.

Høy hastighet aktiveres:

• Når høyhastighetsknappen trykkes, deaktiveres K1. K2 og K3 aktiveres.
• K2 og K3 kobler motoren i YY-konfigurasjon (parallell), noe som gir høyere hastighet.
• En hjelpkontakt på K2 og en på K3 sperrer for aktivering av lav hastighet samtidig.

Stoppe motoren:

• Når stoppsignalet gis, slippes begge kontaktorer, og motoren stopper.

Sikkerhet og sperrefunksjoner.

For å sikre at motoren ikke får begge koblinger samtidig (som kan føre til kortslutning eller skade), brukes:

• Elektriske sperrekontakter (hjelpkontakter på K1, K2 og K3) som forhindrer at begge hastighetene kan være aktive samtidig.
• Termisk vern (overbelastningsvern) for å beskytte motoren mot overbelastning.

---

Luft kompressor

Dette er et enkelt koblingsskjema for en luftkompressor, der vi har en avlastningsventil som er åpen noen sekunder under start.

En avlastningsventil (også kalt utløsningsventil eller trykkavlastningsventil) på en luftkompressor har flere viktige funksjoner, primært for å beskytte systemet og sikre effektiv drift.

Hovedfunksjoner til avlastningsventilen

Redusere startmotstand (for en stempelkompressor)

• Når en kompressor stopper, kan det fortsatt være trykk i sylinderen og rørledningene.
• Hvis motoren forsøker å starte mot dette trykket, krever det mye strøm og kan føre til overbelastning eller oppstarts vansker.
• Avlastningsventilen slipper ut trykket fra sylinderen, slik at motoren kan starte uten motstand.

Beskytte systemet mot overtrykk

• Dersom trykkbryteren eller andre sikkerhetsmekanismer svikter, kan trykket bli for høyt.
• Avlastningsventilen vil da slippe ut luft for å hindre skade på kompressoren eller luftsystemet.

Forlenge levetiden til kompressoren

• Ved å redusere belastningen på motoren under oppstart, unngår man unødig slitasje.
• Dette bidrar til lengre levetid for både motor og kompressor.

Hvordan fungerer avlastningsventilen?

• Når kompressoren stopper, åpner en elektrisk eller mekanisk ventil som slipper ut trykket fra sylinderen.
• Når kompressoren starter igjen, lukkes ventilen automatisk for å bygge opp trykk.
• På enkelte modeller er avlastningsventilen integrert i trykkbryteren.

Hvor finner du avlastningsventilen?

• Vanligvis montert på trykkbryteren eller i nærheten av kompressorens sylindertopp.
• På større kompressorer kan den være koblet til et elektromagnetisk system.

---

Hovedstrømskjema luftkompressor:

Styrestrømskjema luftkompressor.

En luftkompressor trenger et styresystem for å:

• Starte og stoppe motoren automatisk basert på trykk.
• Avlaste trykket fra sylinderen ved stopp for enkel oppstart.
• Beskytte motoren mot overbelastning.

Hovedkomponenter i styrestrøms kretsen:

• Trykkbryter (P) – Starter og stopper kompressoren avhengig av trykknivå.
• Start- og stoppknapper (S0, S1) – For manuell betjening.
• Hovedkontaktor (K1) – Kobler inn motoren.
• Tidsrele (D2) – forsinka ut, holder strøm på magnetventilen ved manuell stopp.
• Termisk vern (F2) – Beskytter motoren mot overbelastning.
• Avlastningsventil (Y1) – Slipper ut trykk fra sylinderen ved stopp.

Forklaring av kretsen.

1. Start prosess:

   • Når S1 (startknappen) trykkes, aktiveres D1 (hjelperelé) og holder seg inne via sin egen hjelpkontakt 13–14. Hjelpekontakten 23–24 på D1 vil legge inn K1. D2 vil få strøm og vil aktivere kontakta si (17–18).
   • Motoren starter, og kompressoren begynner å bygge trykk.

2. Trykkbryterkontroll:

   • Når systemet når øvre trykkgrense, åpner P (trykkbryteren) og kutter strømmen til K1.
   • Dette stopper motoren og aktiverer hjelpekontakten 11–12 på K1 som aktiverer Y1 (avlastningsventilen) og slipper ut resttrykket i sylinderen.

3. Automatisk restart:

   • Når trykket synker under nedre trykkgrense, lukker P, og kompressoren starter automatisk igjen.
   • Y1 stenges, slik at systemet kan bygge opp trykk på nytt.

4. Manuell stopp:

   • Trykkes S2 (stoppknappen), kuttes strømmen til D1, K1 og D2, motoren stopper. D2 vil holde kontakten sin lukket til innstilt tid (3 sek), da vil den åpne.
   • Avlastningsventilen Y1 vil da ha 3 sek på å slippe ut trykk for å lette neste oppstart.

---

Sikkerhetstiltak

• Termisk vern (F1) – Hindrer overbelastning.
• Trykkbryter (P1) – Stopper motoren ved for høyt trykk.
• Avlastningsventil (Y1) – Hindrer hard oppstart.
• Selvhold i D1 – Sørger for kontinuerlig drift til stopp er nødvendig.

Stjerne trekant start

En kortslutningsmotor tar ca. 5–7 ganger merkestrømmen i startøyeblikket ved direkte start. Den høye startstrømmen kan forårsake sterke strømstøt i svake anlegg eller nett, dermed følgende sterke spenningsfall. Ombord i skip har vi svake nett, og derfor er det viktig å unngå spenningsfall på nettet. Motorer som er større enn ca. 3 kW bør derfor ha en anordning som begrenser strømmen i startøyeblikket. Den enkleste måten er å bruke stjerne/trekantstart.

Vanligvis så føres alle seks endene til motorviklingen frem til klemmebrettet. Når dette gjøres så er det lett og kople om fra stjerne til trekant.
Ved igangsetning blir statorviklingen koplet i stjerne, hvilket har samme virkning som om motoren påtrykkes ca. 58 % av den normale nettspenningen. Ved stjernekopling får nemlig hver fase $1/\sqrt{3}$ av nettspenningen.

Startstrømmen synker nå til en tredjedel av hva den ville være ved trekantkopling med samme nettspenning. Det samme kan vi si om momentet det vil også synke til en tredjedel i stjerne. Omkoplingen fra stjerne til trekant bør ikke skje før turtallet har kommet opp i over 80 prosent av nominelt turtall. Dersom omkoplingen skjer for tidlig får vi et høyt strømstøt som kan være uheldig for svake nett.

Stjerne/trekantstart brukes kun der hvor man har lettstartede motorer dvs. at lastmomentet ikke må overskride motorens moment i stjernekopling.

Hvordan plassere overstrømsvernet.

Ved stjerne/trekantstart er det viktig at overstrømsvernet beskytter motoren både i stjernekjøring og trekantkjøring, og da skal det termiske vernet plasseres i fasetilledningene. Ved denne plasseringen så får motoren beskyttelse både ved stjernekobling og trekantkobling.

• OVERSTRØMSVERN generelt se NEK 410 A-202 (2021)
• VERN FOR MOTORER NEK 410A
• VERN FOR STYREMASKINMOTORER NEK 410A

En stjerne-trekant starter brukes for å redusere startstrømmen i en asynkronmotor. Motoren starter i stjernekobling for lavere startstrøm og skifter til trekantkobling når den når nominell hastighet.

Hovedstrøms krets (håndterer kraften til motoren).

• 3-fase tilførsel (L1, L2, L3)
• Sikringsvern (F1) – Beskytter mot kortslutning
• Hovedkontaktorer:
  • K1 (Hovedkontakt) – Kobler inn motoren
  • K2 (Trekantkontakt) – Kobler motoren om til trekant
  • K3 (Stjernekontaktor) – Starter motoren i stjerne
• Termisk vern (F2) – Beskytter mot overbelastning
• Motor (M1)

Hovedstrøms tegning for stjerne – trekant starter:

Styrestrøm stjerne – trekant vender:

Komponenter

• S1 – Startknapp (N.O. – Normally Open)
• S2 – Stoppknapp (N.C. – Normally Closed)
• K1 – Hovedkontaktoren
• K2 – Trekantkontakt
• K3 – Stjernekontaktor
• D1 – Tidsrelé (styrer overgangen fra stjerne til trekant)

Startprosessen
S1 (Startknappen) trykkes, og K1 (Hovedkontaktoren) aktiveres.
K1 kobler inn K3 (Stjernekontaktoren), motoren starter i stjernekobling.
D1 (Tidsrelé) teller ned (forhåndsinnstilt tid, f.eks. 5 sekunder).
Når D1 utløses, kobles K3 ut, og K2 (Trekantkontaktoren) aktiveres.
Motoren går nå i trekantkobling til den stoppes.

Stoppe motoren:

Når S2 (Stoppknappen) trykkes, faller K1, K2 og K3 ut, og motoren stopper.

Sperre- og sikkerhetsfunksjoner.

Elektrisk sperre mellom K2 og K3:

• K2 kan ikke aktiveres før K3 er utkoblet.
• Dette sikrer at motoren ikke går i feilkobling (både stjerne og trekant samtidig).

Termisk vern (F2):

• Bryter kretsen dersom motoren trekker for mye strøm.

Tidsforsinkelse (D1):

• Sørger for at motoren ikke kobles om til trekant for tidlig.

Styrestrøms tegning for stjerne – trekant vender:

---

Start-stopp-krets for motor med mykstarter (softstarter)

Koblingsmetoder for mykstartere.

Det finnes tre hovedmåter å koble en mykstarter til en motor: Inline-kobling, bypass-kontaktor og inside-the-delta-kobling. Hver metode har sine fordeler og ulemper, avhengig av motorens behov og oppsettet ditt. Å velge riktig metode er viktig for en stabil og effektiv drift.

Vanlige koblingsmetoder.

Metode 1: Inline-kobling

• Mykstarteren kobles direkte i serie med motoren, slik at all strømmen går gjennom den. Dette gir en jevn oppstart og reduserer slitasje på motoren.
• Passer godt for mindre motorer der enkel installasjon er viktig.
• Enkel å sette opp, men kan være mindre egnet for store motorer, da de krever mer strøm enn mykstarteren kan håndtere.

Metode 2: Bypass-kontaktor

• En bypass-kontaktor kobles inn i kretsen. Mykstarteren styrer oppstarten, men når motoren når full hastighet, tar kontaktoren over og kobler ut mykstarteren.
• Ideell for større motorer eller der energieffektivitet er viktig, siden mykstarteren ikke trenger å være aktiv hele tiden.
• Krever ekstra komponenter og er mer kompleks å installere, men kan redusere driftskostnader over tid.

Metode 3: Inside-the-Delta-kobling

• Mykstarteren kobles internt i motorens deltakobling (trekantkobling), slik at den håndterer en del av strømmen i stedet for hele belastningen. Dette gjør det mulig å bruke en mindre og rimeligere mykstarter.
• Passer godt for store motorer som krever mye kraft, men der kostnadsbesparelser er viktig.
• Den mest teknisk avanserte metoden. Krever god forståelse av trefasemotorer og kan være utfordrende for nybegynnere.

Hovedstrøms krets:

• L1, L2, L3 – 3-faset tilførsel.
• F1 – Sikringsvern (kortslutningsbeskyttelse).
• K1 – Hovedkontaktoren (kobler inn mykstarteren).
• MS1 – Mykstarter (Fabrikat ABB serie PSE).
• M1 – 3-fase asynkronmotor.

Hovedstrømskjema ABB Soft Starter PSE18.

• Når K1 aktiveres, får MS1 (mykstarteren) strøm.
• MS1 øker gradvis spenningen til motoren.
• Når motoren har full hastighet, aktiveres en intern bypass-kontaktor. Dette reduserer strømforbruket fordi mykstarteren ikke trenger å håndtere strømmen kontinuerlig.
• Ved stopp reduserer MS1 spenningen gradvis til motoren stopper.

---

Hovedstrømskjema ABB Soft Starter PSE18

Styrestrøms krets:

Styrespenning (Control Supply Voltage)

• PSE18 krever en ekstern styrespenning for å fungere (100 – 250 V).
• Typiske spenninger: 100–250V AC eller 24V AC/DC, avhengig av modell.
• Styrespenningen må være tilkoblet for at mykstarteren skal være aktiv.

Start- og stoppsignal

• Mykstarteren har inn- og utganger for styring:
  • Startsignal (DI1 – Digital Input 1) → Når et eksternt startrelé eller en bryter aktiverer dette inngangssignalet, begynner motoren å starte med en programmerbar startprofil.
• Stoppsignal (DI2 – Digital Input 2) → Stoppsignalet må være HØYT for at motoren skal gå, Når stoppsignalet brytes oppfatter mykstarteren det som en stopp-kommando. (ABB PSE og PSTX)
• Styresignaler kan komme fra en PLC, bryter eller annet styringssystem.

Integrert bypass-kontaktor

• Når motoren når full hastighet, aktiveres en intern bypass-kontaktor.
• Dette reduserer strømforbruket fordi mykstarteren ikke trenger å håndtere strømmen kontinuerlig.

Tilbakemelding og beskyttelse

• Statusutganger (DO – Digital Output):

  • Gir signal om drift, feil eller alarm til et eksternt system (f.eks. en PLS eller indikatorlampe).

• Feilbeskyttelse:

  • Overstrøm, ubalanse, høy temperatur osv.
  • Mykstarteren kan stoppe motoren hvis en feil oppdages.

Forenklet koblingsoppsett:

Tilkoble styrespenning (100–250V AC eller 24V AC/DC).
Tilkoble start- og stoppsignal fra en PLS, bryter eller relé.
Koble mykstarterens utganger til motoren.
Programmere parametere (starttid, stopptid, strømbegrensning osv.).
Test systemet og overvåk driftstilstanden via statusutganger.

---

ABB Softstarter PSE18

Her ser en at en kan ha to måter å koble start-stopp.

---

Start - stopp med frekvensomformer

Her er en oversikt over hoved- og styrestrømskjema for en frekvensomformer (VFD – Variable Frequency Drive), inkludert riktige forbindelser og komponenter.

Hovedstrømskjema

Komponentforklaring

• L1, L2, L3 – 3-faset tilførsel
• F1 – Sikringer (kortslutningsvern)
• K1 – Hovedkontaktoren (kobler inn frekvensomformeren)
• VFD – Frekvensomformer (regulerer frekvens og spenning)
• M1 – 3-fase asynkronmotor
• F2 – Termisk vern (overbelastningsbeskyttelse)

Hovedstrømmen går via frekvensomformeren (VFD), som styrer motorens hastighet ved å variere frekvens og spenning.

Styrestrømskjema

Styrestrøms kretsen styrer start, stopp og hastighet via VFD-innganger.

Komponentforklaring

• S1 – Startknapp (N.O. – Normally Open)
• S2 – Stoppknapp (N.C. – Normally Closed)
• VFD RUN – Digital inngang på VFD for start
• VFD STOP – Digital inngang på VFD for stopp
• K1 – Hovedkontaktoren (aktiverer VFD)
• Potensiometer (valgfritt) – Justerer frekvens (hastighet)

Startknappen sender signal til VFD, som starter motoren. Stoppknappen stopper den. Potensiometer eller eksternt signal kan justere hastigheten.

Sikkerhet og sperrer.

Nødstoppsignal til VFD for sikker utkobling.
Overstrømsbeskyttelse via F2.
Elektrisk sperre mellom K1 og VFD for å unngå feilaktig innkobling.

Et eksempel på bypasskobling er vist nedenfor.

---

Oppbygging og virkemåte til ABB ACS150 frekvensomformer

1. Oppbygging av ABB ACS150.

ACS150 består av følgende hoveddeler:

• Likeretter (Rectifier): Konverterer innkommende vekselstrøm (AC) fra strømnettet til likestrøm (DC).
• DC-buss (mellomkrets): Inneholder kondensatorer som glatter ut og stabiliserer likestrømmen fra likeretteren.
• Inverter (IGBT-transistorer): Konverterer den stabile DC-spenningen tilbake til AC med variabel frekvens og spenning ved hjelp av pulsbreddemodulasjon (PWM).
• Styrekort (Control Unit): Inneholder programvare og reguleringsalgoritmer som styrer hastigheten og beskyttelsesfunksjonene.
• Kjølesystem: Vifter og kjøleprofiler som sørger for varmeavledning og sikker drift under belastning.
• Inngangs- og utgangsterminaler: Tilkoblinger for strømforsyning, motor og eventuelle styresignaler (digitale og analoge).

2. Virkemåte til ABB ACS150

a) AC til DC-konvertering:
- Frekvensomformeren mottar 1-faset eller 3-faset AC fra strømnettet.
- Likeretteren omdanner denne til likestrøm (DC), som overføres til DC-bussen.

b) Effektregulering i DC-bussen:
- Kondensatorene i DC-bussen jevner ut spenningen og filtrerer bort elektriske støy og spenningssvingninger.

c) DC til AC-konvertering (Inverter):
- Inverteren bruker IGBT-transistorer til å bytte DC-spenningen av og på i høy hastighet.
- Ved hjelp av pulsbreddemodulasjon (PWM) genereres en sinuslignende vekselspenning med justerbar frekvens og spenning.

d) Styring av motor:
- Ved å justere frekvensen styres motorens hastighet – lavere frekvens gir lavere turtall, og høyere frekvens gir høyere turtall.
- Samtidig justeres spenningen for å opprettholde et stabilt dreiemoment og effektiv drift.

3. Viktige funksjoner i ABB ACS150.

• Enkel installasjon: Leveres ofte forhåndsinnstilt og krever lite oppsett ("plug-and-play").
• Nøyaktig hastighetskontroll: Perfekt for bruk i små og mellomstore applikasjoner som vifter, pumper og transportutstyr.
• Innebygd motorbeskyttelse: Overvåker forhold som overbelastning, overtemperatur, jordfeil og spenningsvariasjoner.
• Energisparing: Reduserer strømforbruk ved å tilpasse effekten etter last og behov.

---

Koblinger til en ABB ACS150