Skjemateknikk

Skjemateknikk omfattar fleire typar skjema, avhengig av kva ein skal dokumentere:

Hovedstraumskjema

• Viser hovedstraums kretsen til eit elektrisk system.
• Inkluderer motorar, sikringar, kontaktorar og koplingar for straumforsyning.
• Døme: Korleis ein motor tilkoplast eit 3-fase-nett.

Styrestraumskjema

• Viser korleis ein elektrisk krets styrast via brytarar, rele og kontaktorar.
• Inneheld knappar, sensorar, hjelpekontaktar osv.
• Døme: Start-stopp-krets for ein motor.

PLS-skjema (Programmerbar Logisk Styring)

• Viser signal til og frå ein PLS (Programmable Logic Controller).
• Viser digitale og analoge inngangar/utgangar, samt kommunikasjon med andre einingar.
• Døme: Styring av eit transportband med PLS.

Einlinjeskjema

• Forenkla skjema som viser hovudkomponentane i eit elektrisk anlegg med éi linje per fase.
• Nyttast ofte i høgspentanlegg.

Koplingsskjema/prinsippskjema

• Viser korleis leidningar fysisk skal koplast mellom komponentar.
• Nyttast ved installasjon og feilsøking.

---

Viktige element i skjemateknikk

For å forstå skjemateknikk, må ein kjenne til:

• Symbol: Standardiserte symbol for komponentar som brytarar, relè, motorar, sikringar osv. (IEC 60617 nyttast ofte i Europa).
• Nummerering: Kvar leidning, komponent og tilkopling har unike nummer for enkel identifisering.
• Sperrekretsar: Sørgjer for tryggleik ved å hindre uønska aktivering av komponentar.
• Jording og vern: Beskyttar utstyr og menneske mot elektriske feil.

Kvifor er skjemateknikk viktig?

Feilsøking: Elektrikarar og maskinoffiserar nyttar skjemaer til å finne feil i elektriske system.
Installasjon: Sikrar at elektriske anlegg byggjast riktig.
Dokumentasjon: Viktig for vedlikehald og oppdateringar i eit anlegg.
Tryggleik: Hindrar farlege situasjonar ved å vise riktige koplingar og vernetiltak.

Dei obligatoriske hovudstraumskjemaene og styrestraumskjemaene for start- og stoppfunksjonar til ein asynkronmotor vil også bli gjennomgått.

• Direkte start.
• Dreieretnings vendar.
• Direkte start med to hastigheiter (to viklingssett).
• Dahlanderkopling.
• Start/stopp av luftkompressor med avlastingsventil.
• Stjerne/trekant start.
• Start/stopp med mjukstartar.
• Start/stopp med frekvensomformar.

Vi skal først sjå på symbol som blir nytta når vi teiknar. Det finst ingen fast standard for symbol som blir nytta i Norge. Det finst ei handbok med symbol som heiter NEK 144.

NEK 144 inneheld eit utdrag av symbol frå IEC 60617. Den er rekna for å ha størst utbreiing og nytte innan elektroteknisk dokumentasjon i Norge. Den definerar eit internasjonalt sett symbol for bruk i elektroteknisk dokumentasjon.

---

Symboler

Her er eit lite utvalg av symbol som vi nyttar i teikningar.

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

---

Symbol	Navn	Kode	Symbol	Navn	Kode
	Kontaktor- eller relè-spole	-K, -C eller -D, -R		Trykknapp med fjørretur. NO	-S
	Hovudkontakter for kontaktor.	-K, -C eller -D, -R		Trykknapp med fjørretur. NC	-S
	Termisk føler. Bimetallføler	-F		Trykknapp med sperre. Blir ståande i stilling.	-S
	Termoelektrisk relè 3 fase. Motorvern.	-F		Vribrytar. NO.	-S
	Brytar styrt av eit termisk vern. NC.	-F		Vribrytar. NO.	-S
	Brytar styrt av eit termisk vern. NO.	-F		Nødstoppbrytar	-S
	Spole til tidsrelè, forsinka inn	-K -D		Termostat	-Y
	Spole til tidsrelè, forsinka ut	-K -D		Fotocelle	-Y
	Magnetventil	-Y		Væskenivå	-Y
	Transformator	-T		Gjennomstrøyming	-Y
	Transformator	-T		Grensebrytar. NC. Posisjonsbrytar.	-S
	Strømtrafo			Grensebrytar. NO. Posisjonsbrytar.	-S
	Generator, vekselstrøm, 3 fase	-G		Motor, vekselstrøm 3 fase	-M

---

Symbol	Navn	Kode	Symbol	Navn	Kode
	Sikring (smelte sikring).	-F		Likerettar
	Automatsikring Ikkje IEC normert	-F		Vekselrettar
	Automatsikring 3P	-F		Frekvensomformar
	Automatsikring. 1P. Overlast og kortslutning	-F		Mykstartar
	Automatsikring. 2P. Overlast og kortslutning	-F
	Automatsikring. 3P. Overlast og kortslutning	-F		Brannmeldar hovudsymbol
	Lastsikrings-skillebrytar 3-polt	-Q		Manuell brannmeldar
	Effektbrytar/ motorvernbrytar 3-polt	-Q		Varmedetektor
	Lastskillebrytar	-Q		Røykdetektor
	Voltmeter			Flammedetektor
	Frekvensmeter			Ringeklokke, brannklokker
	Synkronoskop			Horn

---

Kontaktar

Hjelpekontaktane har alltid to siffer:

Lukka kontaktar (NC) sluttar alltid på siffer 1 og 2. T.d. 11 og 12 eller 21 og 22 osv.

Åpne kontaktar (NO) sluttar alltid på siffer 3 og 4. T.d. 13 og 14 eller 23 og 24 osv.

Brytar har berre eit siffer:

Lukka brytarar (NC) har siffer 1 og 2.

Åpne brytarar (NO) har siffer 3 og 4.

Hjelpekontaktane til tidsrelè har to siffer:

Lukka kontaktar sluttar alltid på siffer 5 og 6. T.d. 15 og 16 eller 55 og 56.

Åpne kontaktar sluttar alltid på siffer 7 og 8. T.d. 17 og 18 eller 57 og 58.

Motorvern som vi koplar til kontaktorar, har to hjelpekontaktar:

Ei lukka kontakt som er merka med 95 og 96.

Ei åpen kontakt som er merka med 97 og 98.

Tre fase kontaktor:

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

Spolen til kontaktorar er merka med A1 og A2.

Kontaktoren kan også ha hjelpekontaktar:

Her er hjelpekontakt 13 og 14 komne med, denne nyttar vi ofte som haldekontakt.

---

Kontaktor

1. Spole (elektromagnet):

   • Dette er ein av de viktigaste delane. Når spolen får elektrisk straum, blir den magnetisk og trekkjer på dei bevegelege delane i kontaktoren for å åpne eller lukke kretsane.

2. Bevegeleg kontakt (armatur):

   • Dette er ein metalldel som bevegar seg når spolen blir magnetisk. Den sørgjer for at dei elektriske kontaktane (hovudkontaktane) lukkast.
3. Hovudkontaktar (NO):
   • Normalt åpne (NO): Når kontaktoren er avslått, er disse kontaktane åpne (straumen kan ikkje gå gjennom). Når kontaktoren er slått på, lukkast dei, og straumen kan gå gjennom.
4. Fjør:
   • Fjøra gjer at dei bevegelege delane (som armaturen) går tilbake til sin opprinnelige posisjon når straumen til spolen blir slått av. Dette gjer at kontaktane åpnast igjen.
5. Hus (ytre kabinett):
   • Alle dei elektriske komponentane er beskytta i eit robust plasthus. Dette beskyttar mot støv, fukt og skadar.
6. Hjelpekontaktar (valgfritt):
   • Nokon kontaktorar har ekstra små kontaktar (hjelpekontaktar) som nyttast til å gi signal til andre delar av systemet.

Motorvernrelé

Under ser de ei skisse og eit bilde av eit termisk motorvern.

Korleis fungerer eit motorvernrelé?

1. Overvåkar straumforbruket til motoren
   • Dersom motoren trekkjer meir straum enn innstilt grense (til dømes grunna overbelasting), vil reléet utløyse og kutte straumen.
2. Beskyttar mot fasesvikt
   • Dersom éin av dei tre fasane forsvinn, kan det føre til at motoren vert overoppheta. Motorvernreléet vil då kople ut motoren.
3. Kan vere termisk eller elektronisk
   • Termisk motorvernrelé: Nyttar ein bimetallstrimmel som bøyast ved høg straum og bryt kretsen.
   • Elektronisk motorvernrelé: Nyttar sensorar og elektroniske kretsar for nøyaktig overvåking av straumforbruk.

Eit termisk motorvern består av sju koplingspunkt; 95 og 96 som er ei NC-kontakt, 97 og 98 som er ei NO-kontakt. 2T1, 4T2 og 6T3 er koplingar som hovedstraumen går gjennom. Dersom motorvernet bryt ved for høg straumgjennomgang vil kontakten 95/96 åpne seg og 97/98 lukke seg. Punkta 2 (T1), 4 (T2) og 6 (T3) vil ikkje bryte og kutte straumgjennomgang til motoren den er kopla til. Kontakten 95/96 vil vere i serie med stoppbrytaren i styrestraumen, den vil stoppe motoren ved for høg straumgjennomgang.

Kor mykje straum som passerar gjennom bestemmast av ein innstillingsskrue som set på framsida av motorvernet. Den stillast på In verdien som er bestemt av kva motoren tåler (som normalt står på merkeskiltet på motoren). Er innstillingsskruen sett i feil verdi og det førekjem for høg straumgjennomgang vil ikkje motorvernet bryte ved motorvernet sin maks I_n verdi og statorviklingane vil ta skade.

På framsida er det også ein resetknapp som vil resette motorvernet når det har kopla ut.

Relé

Hovuddelar i eit relé:

1. Spole (elektromagnet) – Når straum går gjennom denne, skapast eit magnetfelt.
2. Armatur (bevegeleg kontakt) – Ein metallarm som trekkjast mot magneten når reléet aktiverast.
3. Faste kontaktar – Består av normalt åpen (NO) og normalt lukka (NC) kontakt.
4. Fjør – Held armaturen i sin opprinnelege posisjon når spolen ikkje er aktivert.

Funksjonen av eit relé.

1. Når ein styringsstraum sendast til reléet sin spole, skapast eit magnetfelt.
2. Dette magnetfeltet trekkjer armaturen til seg, og endrar kontakten sin tilstand:
   • Normalt åpen (NO) kontakt lukkar og let straum passere.
   • Normalt lukka (NC) kontakt åpnar og bryt straumen.
3. Når styringsstraumen fjernast, forsvinn magnetfeltet, og ei fjør fører armaturen tilbake til sin opprinnelege posisjon.

---

Typar relé

• Mekaniske relé– Nyttar fysiske kontaktar som koplar til og frå.
• Impulsrelé – Endrar tilstand kvar gang det mottek ein impuls.
• Tidsforsinka relé – Aktiverast eller deaktiverast etter ei tidsforsinking.
• Solid State Relé (SSR) – Nyttar elektroniske komponentar, ingen bevegelege delar.

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

Mange relé har eigen pluggsokkel. Her er eit ABB pin relè med sokkel.

Tidsrelé.

Eit tidsrelé er eit relé som aktiverast eller deaktiverast etter ei førehandsinnstilt tidsforsinking. Det nyttast ofte i automasjon, belysningsstyring, motorstartarar og tryggleiksssystem.

Korleis virkar eit tidsforsinka relé?

Tidsforsinka relé fungerer som vanlege relé, men har ein innebygd tidskrets som styrer når reléet slår seg PÅ eller AV.

Typar tidsforsinka relé:

1. Innkoplingsforsinka (On-delay)

   • Når straum påførast, startar ein timer.
   • Etter den førehandsinnstilte tida slår reléet seg PÅ.
   • Nyttast t.d. for mjuk oppstart av motorar.

2. Ut-koplingsforsinka (Off-delay)

   • Reléet aktiverast straks det vert påført straum.
   • Når straumen brytast, fortset reléet å vere aktivt i ei bestemt tid før det slår seg AV.
   • Nyttast ofte til vifter som skal gå litt etter at ein brytar er slått av.

3. Pulstidsrelé (One-shot)

   • Gir ein kort puls uansett kor lenge inngangssignalet varer.
   • Nyttast for t.d. døråpnarar eller alarmfunksjonar.

Impulsrelé

Eit impulsrelé (også kalla eit trapperelè eller bistabilt relé) er ein elektrisk komponent som nyttast til å styre ein krets med hjelp av korte elektriske impulsar. Det fungerer annleis enn eit vanleg relé ved at det skiftar tilstand kvar gang det mottek ein puls, i staden for å forbli aktivert så lenge det vert påført spenning.

1. Impuls aktiverar reléet.
   • Når det mottek ein kort straumimpuls frå ein brytar (til dømes ein trykknapp), skiftar det til motsett tilstand.
   • Dersom det var avslått, vert det slått på. Dersom det var på, vert det slått av.
2. Beheld tilstanden utan kontinuerleg straum
   • I motsetning til vanlege relé, som treng konstant spenning for å halde seg aktivert, beheld impulsreléet sin tilstand til neste impuls kjem.
3. Neste impuls skiftar tilstanden igjen.
   • Kvar gang det får ein ny impuls, bytar det mellom på og av.

Kvar nyttast impulsrelé?

• Trappebelysning: Nyttast ofte i trapperom der fleire brytarar (trykknappar) kan styre same lampe.
• Automatisering: I industrielle styringar og heime styringssystem.
• Energisparing: Fordi det ikkje krevst straum for å halde seg i ein tilstand, er det meir energieffektivt enn vanlege relé.

Fordelar med impulsrelé.

• Kan styrast frå fleire stadar utan behov for komplekse koplingar.
• Energibesparande fordi det ikkje trekkjer straum kontinuerleg.
• Forenklar kablinga samanlikna med tradisjonelle vekslingar mellom brytarar.

---

Solid State Relé (SSR).

Eit Solid State Relé (SSR) er ein elektronisk brytar som fungerer som eit tradisjonelt mekanisk relé, men utan bevegelege delar. I staden for elektromekaniske kontaktar nyttar det halvleiarkomponentar som tyristore, triacs eller transistorar for å kople til og frå ein elektrisk krets.

Korleis fungerer eit Solid State Relé?

Eit SSR består av tre hovuddelar:

1. Inngangskrets (styringssignal)
   • Mottek eit lavspenningssignal (f.eks. 3–32V DC eller 24–230V AC) frå ein PLS, mikroprosessor eller ein manuell brytar.
   • Kan vere optokopla for isolasjon.
2. Styrekrets (halvleiarbrytar)
   • Består av ein transistor, tyristor eller triac, som fungerer som hovedbrytaren.
   • Når inngangssignalet aktiverast, leiar halvleiarkomponenten straumen gjennom reléet.
3. Utgangskrets (lastside)
   • Koplar eller bryt straumen til lasta (motor, varmeelement, lampe osv.).
   • Fungerer for både AC- og DC-belastingar, avhengig av type SSR.

Fordelar med Solid State Relé samanlikna med mekaniske relé.

Eigenskap	SSR (Solid State Relé)	Mekanisk relé
Bevegelege delar	Nei	Ja
Slitasje	Ingen (halvleiarar)	Ja (mekaniske kontaktar)
Levetid	Svært lang	Begrensa
Brytarhastigheit	Rask (millisekund)	Langsom (relativt)
Støy	Ingen	Kan klikke
Isolasjon	Ja (optokopling)	Ja (mekanisk isolasjon)
Effekttap	Litt varmeutvikling	Minimal (når lukka)

Typar av Solid State Relé:

• AC-SSR: Nyttast for vekselstraum (AC), ofte til lys, varmeelement og motorar.
• DC-SSR: Nyttast for likestraum (DC), ofte til solcellesystem og batteridrevne kretsar.
• Zero-crossing SSR: Koplar inn lasta når vekselstraumskurva passerar nullpunktet, reduserer elektrisk støy.
• Random-turn-on SSR: Koplar inn lasta straks, nyttast i dimmarar og hurtigkopling

Bruksområder for Solid State Reléer.

• Industriell automasjon – PLS-ar styrer motorar, pumper og transportband.
• Varme- og ventilasjonssystem – Styring av varmeelement utan mekanisk slitasje.
• Lyskontroll og dimmarar – SSR gir jamn regulering utan flimring.
• Medisinsk utstyr – Nyttast i sensitive system der mekaniske relé kan lage forstyrrelsar.

Under ser vi to døme på Solid State Relé.

Mjukstartar (Softstartar)

Ein mjukstartar nyttast for å begrense startstraumen og redusere mekaniske påkjenningar ved oppstart av ein asynkronmotor. Mjukstartaren gir ei gradvis auke i spenning til motoren, slik at den startar jamnt utan rykk.

Ein softstartar er ei elektronisk eining som nyttast til å starte ein elektrisk motor på ein kontrollert måte, ved å gradvis auke spenninga og dermed redusere startstraumen og mekaniske belastningar.

Oppbygging av ein softstartar

Ein typisk softstartar består av følgjande hovudkomponentar:

1. Tyristorar (SCR – Silicon Controlled Rectifiers):

   • Disse halvleiarkomponentane styrer spenninga som sendast til motoren.
   • Plassert i ei trefasekopling (to tyristorer per fase i antiparallell for vekselstraum).

2. Styringseining (Mikroprosessor eller kontrollar):

   • Overvåkar og styrer tenninga av tyristorane.
   • Kan innehalde ulike kontrollalgoritmar for optimal motorstart.

3. Vernekretsar:

   • Termisk vern for å unngå overoppheting.
   • Spennings- og straumovervåking for å beskytte motoren mot feiltilstandar.

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

   • Når motoren har nådd full driftsspenning, koplar ein mekanisk kontaktor inn for å minimere effekttap i tyristorane.

Virkningsmåte

Softstartaren fungerer ved å gradvis auke spenninga til motoren under oppstart. Dette skjer i fleire trinn:

1. Startfase:

   • Softstartaren aktiverer tyristorane med ei lav startspenning.
   • Dette begrensar startstraumen og reduserer mekaniske påkjenningar på motor og drivverk.

2. Spenningstrinn (Ramp-up):

   • Spenninga aukast gradvis i ei førehandsdefinert kurve.
   • Dette gir ein mjukare akselerasjon og reduserer risikoen for spenningsfall i nettet.

3. Full drift:

   • Når motoren når sin nominelle hastigheit, koplar ofte ein bypass-kontaktor inn for å redusere effekttapa i tyristorane.

4. Stoppfase (Soft Stop, dersom aktuelt):

   • Nokon softstartarar har også ein funksjon for å redusere spenninga gradvis ved stopp.
   • Dette er spesielt nyttig for pumper og transportband for å unngå vannslag og brå stopp.

Fordelar med softstartar:

• Reduserer startstraum, noko som beskyttar straumnettet og reduserer spenningsfall.
• Minimerer mekaniske påkjenningar på motor og koplingar.
• Forlengar levetida til motoren og tilknytta komponentar.
• Kan gi moglegheit for kontrollert stopp, avhengig av funksjonaliteten.

Softstartarar nyttst ofte i applikasjonra som pumper, vifter, kompressorar og transportband der ein mjuk oppstart er nødvendig for å beskytte utstyr og forbetre driftstryggleiken.

Under ser vi bilde av ein ABB softstartar serie PSE.

ABB PSE Softstartar – Virkemåte og Funksjona

ABB PSE-serien er ein kompakt og avansert softstartar designa for mellomstore motorapplikasjonar. Den kombinerer tyristorbasert spenningskontroll med integrert motorvern og bypass-relé, noko som gir ein energieffektiv og påliteleg oppstartsløysing.

Oppbyging av ABB PSE-serien.

Softstartaren består av følgjande hovudkomponentar:

Tyristorar (SCR – Silicon Controlled Rectifiers)

• Styrer spenningspådraget til motoren med hjelp av fasekontroll.
• Plassert i kvar fase (to per fase for å handtere vekselstraum).

Integrert Bypass-kontaktor.

• Når motoren når full driftsspenning, aktiverast bypass-kontaktoren.
• Reduserer effekttap i tyristorane og forbetrar energieffektiviteten.

---

Innebygd motorvern.

• Overvåker straum og spenningsubalanse for å beskytte motoren.
• Termisk modell av motoren bereknast kontinuerleg for å hindre overbelasting.

LCD-display og kontrolleining

• Brukarvennleg grensesnitt med innstillingar for start- og stopprampar, med meir.
• Kommunikasjonsmoglegheiter (Modbus RTU, m.fl.) for integrasjon i styringssystem.

Korleis fungerer PSE-serien?

Oppstart (Soft Start)

• Softstartaren startar motoren ved å gradvis auke spenninga.
• Dette reduserer startstraumen, normalt 3–4 gangar nominell straum i staden for 6–10 (IE3 og IE4).
• Gir ein jamn akselerasjon som beskyttar mekaniske komponentar.

Drift (Full hastigheit med bypass)

• Når motoren når nominell hastigheit, aktiverast bypass-kontaktoren.
• Tyristorane koplast ut for å redusere effekttap.
• Motoren går no som om den var kopla direkte til nettet.

Stopp (Soft Stop – valgfritt)

• Dersom aktivert, reduserer softstartaren spenninga gradvis ved stopp.
• Dette er spesielt nyttig for pumper, då det forhindrar vannslag og røyrskadar.

Ekstra funksjonar i PSE-serien:

• Justerbar start- og stopprampe – Gir fleksibilitet til ulike motorlastar.
• Straumbegrensing – Hindrar at motoren trekkjer for høg straum under start.
• Integrert motorvern – Overstraumsvern, fasefeil-deteksjon og termisk vern.
• Understraum/tørrkøyringsvern, låst-rotor-overvåking under drift.
• Justerbar trippklasse 10–20–30.
• Kickstart for lausriving (t.d. tilstoppa pumpe).
• Analog utgang (4 – 20 mA for straumtrekk).
• Innebygd Modbus RTU.
• Momentkontroll for «soft filling» av røyr.
• Kontrollert stopp av pumper for å unngå trykkstøt.
• Kompatibel med PLS – Støtte for Modbus RTU for integrering i industrielle system.

Typiske bruksområder for ABB PSE-softstartarar:

• Pumper (hindrar trykkstøt og vannslag)
• Vifter og kompressorar
• Transportband (hindrar brå bevegelsar og slitasje)
• HVAC-system

Kva er HVAC-system?

HVAC står for Heating, Ventilation, and Air Conditioning – på norsk oppvarming, ventilasjon og klimaanlegg. Dette er system som nyttast for å regulere temperatur, luftfuktigheit og luftkvalitet i innredningar.

Frekvensomformar

Oppbygging av ein frekvensomformar

Ein frekvensomformar består av tre hovuddelar:

Likeretting (AC → DC).

• Nett tilkopla vekselstraum (AC 50/60 Hz) blir først likeretting til likespenning (DC) med hjelp av ei diodebru eller tyristorar.
• Ein kondensatorbank glattar ut spenninga for å gi ein stabil DC-buss.

---

Mellomkrets (DC-buss).

• DC-bussen fungerer som eit energilager.
• Store kondensatorar sørger for at spenninga er stabil og filtrerer ut uønska variasjonar.

Invertar (DC → AC med variabel frekvens)

• IGBT-transistorar (Insulated Gate Bipolar Transistors) omdannar DC tilbake til AC med justerbar frekvens og spenning.
• Dette skjer gjennom ein teknikk kalla PWM (Pulsbredde-modulasjon), som skapar ein tilnærma sinusforma utgangsspenning.

Korleis fungerer ein frekvensomformar?

Justering av frekvens og spenning.
- Motoren sin hastigheit er proporsjonal med frekvensen:

$n = \frac{f * 60}{p}$

der n = hastigheit (RPM), f = frekvens (Hz) og p = antal polpar i motoren.

• Ved å redusere frekvensen, reduserast motorhastigheita.

Mjuk start og stopp.

• I staden for ein brå start med høg startstraum, aukar frekvensomformaren gradvis spenning og frekvens (ramp-up).
• Ved stopp kan hastigheita reduserast gradvis (ramp-down), noko som hindrar mekanisk slitasje.

Moment- og effektstyring.

• Mange frekvensomformarar har funksjonar for å justere moment basert på lasta sitt behov.
• Ved lav belasting kan frekvensomformaren senke effekten for å spare energi.

Regenerativ drift (Valgfritt)

• Nokon avanserte frekvensomformarar kan tilbakeføre energi til straumnettet, noko som er nyttig i t.d heisar eller kranar.

Fordelar med frekvensomformar.

• Energisparing – Reduserer straumforbruk ved å tilpasse motorhastigheita.
• Mjuk start/stopp – Hindrar høge startstraumar og mekanisk slitasje.
• Presis hastigheitskontroll – Viktig for prosessar som krev variabel motorhastigheit.
• Redusert mekanisk slitasje – Gir jamnare drift og lengre levetid på motor og girsystem.
• Moglegheit for fjernstyring – Kan integrerast i industrielle styringssystem via PLC, Modbus, Profibus etc.

Typiske bruksområder for frekvensomformarar.

• Pumper (regulering av vanntrykk, energisparing).
• Vifter (behovsstyrt luftstraum i ventilasjonssystem).
• Transportband (justerbar hastigheit for produksjonslinjer).
• Heisar og kranar (nøyaktig hastigheitskontroll og regenerativ bremsing).
• Kompressorar (tilpassa drift for å spare energi).
• Thrustarar om bord i skip.

Autotransformator

Autotransformator som motorstartar.

Når ein asynkronmotor startast direkte frå nettet (direkte start), kan startstraumen vere 4–7 gangar høgare enn merkestraumen. Dette kan føre til spenningsfall i nettet og mekaniske påkjenningar på motoren og koplingane.

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

1. Startfase (lavare spenning via autotransformator).

   • Motoren tilkoblast ei lavare spenning (f.eks. 50%, 65% eller 80% av nettspenninga).
   • Redusert spenning gir lavare startstraum og lavare startmoment.
   • Straumen tilførast via autotransformatoren sitt tappepunkt.

2. Overgangsfase (kopling til full spenning).

   • Etter ei kort tidsperiode (t.d. nokre sekund) koplast motoren gradvis over til full nettspenning.
   • Autotransformatoren fråkoplast frå kretsen.

3. Driftsfase (full spenning direkte frå nettet).

   • Motoren går no på full spenning, og autotransformatoren er heilt ute av kretsen.

Fordelar med autotransformatorstart:

• Lavare startstraum → Beskyttar straumnettet mot spenningsfall.
• Høgare startmoment enn Y/D-start (stjerne-delta start) → Viktig for tunge lastar.
• Kan tilpassast ulike startspenningsnivå (50%, 65%, 80% av nettspenning).

Ulemper

• Meir komplisert og dyrare enn direkte start og Y/D-start.
• Tek meir plass enn elektroniske startarar som frekvensomformarar.

Kvar nyttast autotransformatorstart?

• Store trefasemotorar med høg startstraum (t.d. > 10 kW).
• Kompressorar, pumper, vifter og andre tunge maskiner
• I industrianlegg der nettspenninga må stabiliserast under oppstart.

Autotransformatorstartaren er ei mellomløysing mellom enkel Y/D-start og meir avanserte frekvensomformarar og nyttast ofte når høgare startmoment er nødvendig.

PLS (Programmerbar Logisk Styring)

1. Oppbygging av ein PLS.

Ein PLS består av fleire hovedkomponentar:

• CPU (Prosessorenhet) – Hjerna i systemet, som behandlar logikk og køyrer programmet.
• Inngangsmodular – Tek imot signal frå sensorar, brytarar og andre einingar.
• Utgangsmodular – Styrer motorar, ventilar, relè og andre aktuatorar.
• Straumforsyning – Gir stabil straum til PLS-en, ofte 24V DC eller 230V AC.
• Kommunikasjonsportar – Nyttast til å kople til HMI (operatørpanel), SCADA-system eller andre PLS-ar via nettverk (t.d. Ethernet, Modbus, Profibus).
• Minne (RAM/ROM/EEPROM) – Lagrar programmet og prosessdata.

2. Virkemåte til ein PLS.

PLS-en følgjer ein syklisk prosess kalla scan cycle, som gjentek seg kontinuerlig:

A) Innhenting av inngangssignal.

• PLS'en les signal fra sensorar, brytarar, temperaturmålarar, fotoceller osv.
• Inngangane kan vere digitale (av/på, 0/1) eller analoge, (varierande verdiar, t.d. 4 - 20 mA eller 0 - 10 V).

B) Behandling i CPU (programutføring).

• CPU'en tolkar inngangssignala og køyrer det programmerte logiske styringssystemet.
• Programmering gjerast i Ladder Logic (LD), Structured Text (ST), Funksjonsblokker (FBD) eller Sekvensiell Funksjonsgraf (SFC).
• Programmet styrer korleis utgangane skal reagere basert på inngangane.

---

C) Oppdatering av utgangssignal.

• Etter at CPU'en har køyrt programmet, aktiverer eller deaktiverer den utgangane.
• Dette kan t.d. starte ein motor, åpne ein ventil eller slå på eit varsellys.

D) Kommunikasjon og overvåking.

• PLS-en sender data til operatørpanel (HMI) eller SCADA-system for overvåking og kontroll.
• Den kan også utveksle data med andre PLS-ar i eit nettverk.

3. Døme på bruk av ein PLS i eit system.

• Skip: Ballastsystem – PLS-en overvåkar tanknivå og styrer pumper for å balansere skipet.
• Industri: Produksjonslinje – PLS styrer transportband, robotar og sensorar for å optimalisere produksjonen.
• Energianlegg: Generatorstyring – PLS regulerer spenning, frekvens og belasting på generatorar.

PLS-ar er robuste, pålitelege og designa for å fungere i krevjande miljø med høg driftstryggleik.

Hovedstraumskjema til ein direktestarta motor

---

Hovedstraumskjema skal innehalde:

• Straumforsyning – Der straumen kjem frå (t.d. 230V eller 400V).
• Sikringsvern – Vern av komponentar mot overbelasting (sikringar, effektbrytarar).
• Hovudkontaktorar og relé – Brytarar som styrer store lastar.
• Motorar eller andre belastingar – Sluttbrukareiningane som drivast av straumen.
• Jording og sikkerheit – Korleis systemet er kopla for sikker drift.

Her er eit enkelt hovedstraumskjema for ei motorstyring med ein 3-fasa motor, sikringar og kontaktor.

Komponentar

• 3-fasa straumforsyning (L1, L2, L3).
• Sikringsvern (F1) – Beskyttar mot kortslutning.
• Kontaktor (K1) – Styrer motoren via eit styresignal.
• Termisk vern (F2 / motorvernrelé) – Beskyttar motoren mot overbelasting.
• 3-fasa motor (M1).

Styrestraumskjema til ein direktestarta motor.

Eit styrestraumskjema viser korleis ein elektrisk krets kontrollerer ei større last, som ein motor eller ein lampe, med hjelp av brytarar, relé og kontaktorar. Det nyttar lavare straum og spenning enn hovedstraums kretsen for å sikre trygg styring og automasjon.

Styrestraumskjema for motorstyring med start/stopp-knappar.

Komponentar

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

Under er eit enkelt styrestraumskjema til direktestart av ein motor.

Korleis fungerer dette?

1. Trykk på Start-knappen (S1):
   • Straum går til kontaktoren (K1), som aktiverast og koplar motoren til hovedstraumen.
   • Haldekontakta (K1 NO) lukkar, slik at K1 forblir aktiv sjølv etter at S2 sleppast.
2. Motoren er no på.
   • Den vil forbli på til den mottek ein annan kommando.
3. Trykk på Stopp-knappen (S0):
   • Kretsen til K1 brytast, og kontaktoren slepp.
   • Motoren stoppar fordi hovedstraums kretsen åpnast.

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

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

Då får vi eit lys som viser at motorvernet har kopla ut.

Kvifor nyttast styrestraumskjema?

Tryggleik – Lavspenningskontroll hindrar farlege situasjonar.
Automatisering – Nyttast i skip, industri, maskiner og smarthus.
Enkel feilsøking – Logisk oppsett gjer det lett å forstå feil i kretsen.

Forskjellen mellom hovedstraumskjema og styrestraumskjema.

Hovedstraumskjema	Styrestraumskjema
Viser korleis kraftstraumen flyt	Viser korleis kretsen styrast
Inneheld sikringar, kontaktorar og last (motor, lys)	Inneheld trykknappar, relé og kontrollutstyr
Nyttar høgare spenning (230V/400V)	Nyttar ofte lavare spenning (24V/230V)
Viktig for energifordeling	Viktig for automasjon og styring

---

Dreieretningsvendar

For ein 3-fase-vekselstraumsmotor (AC-motor)

Ein trefasemotor endrar retning når to av fasane byter plass. Ein dreieretningsvendar koplar om slik at:

• I éin posisjon går fasane inn normalt (L1, L2, L3 → U, V, W).
• I den andre posisjonen bytast to fasar (L3, L2, L1 → U, V, W), noko som får motoren til å rotere motsett veg.

Tryggleik

For å unngå kortslutning må brytaren vere utforma slik at den ikkje koplar saman fasane under omkopling. Vi legg inn forriglingar i styrestraumen.

Hovudstraumskjema dreieretningsvendar

Styrestraum dreieretningsvendar

1. Komponentar i styrestraumkretsen

• Styrestraumsikring (for å slå av/på systemet).
• To kontaktorar (K1 og K2) (ein for framover, ein for revers).
• Termisk motorvern (beskyttar mot overbelasting).
• Trykknappar (to for start og ein for stopp av motor).
• Mekanisk sperre mellom kontaktorane (hindrar at begge aktiverast samtidig).

---

2. Prinsippskjema for styrestraumkretsen

• Framoverdrift: Når du trykkjer på framover-knappen (S1), aktiverast K1, som koplar motoren til normal fase.
• Bakoverdrift: Når du trykkjer på revers-knappen (S2), aktiverast K2, som byter to av fasane og reverserer motoren.
• Stoppknapp (S0) bryt styrestraumen og stoppar motoren.
• Ein elektrisk sperre sørger for at K1 og K2 ikkje aktiverast samtidig, for å unngå kortslutning.

3. Funksjon i praksis.

1. Framover:
   • S1 (framover-knapp) trykkast → K1 aktiverast → Motoren går framover.
2. Bakover:
   • S2 (revers-knapp) trykkast → K2 aktiverast → Motoren roterer motsett veg.
3. Stopp:
   • S0 (stopp-knapp) bryt kretsen → Motoren stoppar.

4. Tryggleikstiltak.

Termisk motorvern: Beskyttar motoren mot overbelasting.
Mekanisk sperre: Hindrar at begge kontaktorane trekkjer inn samtidig.

---

Direkte start med to hastigheitar, to ulike viklingar

Når ein motor har to separate viklingssett, betyr det at den kan ha to uavhengige hastigheiter. Dette skil seg frå ein Dahlander-kopling, fordi kvart viklingssett har eit fast poltal, og ein vel kva for sett som skal vere aktivt. Her er ei forklaring på korleis start-stopp-systemet fungerer i ein slik motor.

Prinsippet bak to viklingssett.

Ein motor med to viklingssett har:

• To separate statorviklingar – éin for lav hastigheit og éin for høg hastigheit.
• To sett med hovedkontaktorar – éin for kvar vikling.
• To motorvern.
• Eit styrestraumsystem som sikrar at berre éi vikling kan vere aktiv om gangen.

Hovedstraum:

Styrestraum:

Start-stopp-systemet

Styrestraumen nyttast til å kontrollere kva for vikling som aktiverast. Dette gjerast med hjelp av:

• To startknappar (éin for lav hastigheit, éin for høg hastigheit)
• Éin felles stoppknapp
• To hovudkontaktorar (K1 og K2) som koplar inn kvar sin vikling
• Elektriske sperrekontaktar som hindrar at begge viklingane er på samtidig
• To motorvern

Koplingslogikk

Start lav hastigheit:

• Når knappen for lav hastigheit trykkast, aktiverast K1.
• K1 koplar inn lavhastigheitsviklinga.
• Ei hjelpkontakt på K1 sperrar for at K2 kan aktiverast samtidig.

Start høg hastigheit:

• Når knappen for høg hastigheit trykkast, aktiverast K2.
• K2 koplar inn høghastighei tsviklinga.
• Ei hjelpkontakt på K2 sperrar for at K1 kan aktiverast samtidig.

Stoppe motoren:

• Når stoppknappen trykkast fell begge kontaktorar ut, og motoren stoppar heilt.

Tryggleik og sperrefunksjonar

For å hindre at begge viklingar er aktive samtidig (noko som kan føre til kortslutning eller skade), nyttast:

• Elektriske sperrekontaktar (hjelpkontaktar på K1 og K2) som fysisk hindrar samtidig aktivering.
• Termisk vern (overbelastningsvern) som beskyttar motoren mot overbelasting.

Motor med Dahlander viklingar

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

Ein Dahlander-motor har éi statorvikling, men den kan koplast om på ulike måtar for å endre antal polpar, og dermed hastigheita. Dette skjer med hjelp av ein polomkoplingsmetode, som gir følgjande effektar:

🔹 Seriekopling (Dobbelt antal polar, lav hastigheit)

• Straumen går gjennom heile viklinga.
• Gir lavare turtal (nominelt t.d. 750 RPM).

🔹 Parallellkopling (Halvert antal polar, høg hastigheit)

• Viklingane koplast om for å gi færre polpar.
• Gir høgare turtal (t.d. 1500 RPM).

To ulike måtar å kople på:

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

Døme på polforhold:

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

---

Fordelar med Dahlander-motorar:

• Enkel hastigheitsregulering – Ingen frekvensomformar nødvendig.
• Høg effektivitet – Lite effekttap i viklingane.
• Enkelt elektrisk oppsett – Nyttar eit kontaktorsystem for omkopling.
• Nyttast i skip, industri og HVAC – Vanleg i vifter, pumper og dreiebenkar.

Typiske bruksområder:

• Vifter og pumper – Justerer luftstraum eller væskestraum utan frekvensomformar.
• Maskinverktøy – For hastigheitskontroll i motorar som driv bandsager og dreiebenkar.
• Heisar og kranar – Der to-trinns hastigheit er nødvendig.
• Sceneteknikk – Nyttast i teater og konsertutstyr for kontrollert bevegelse.

Hovedstraum Dahlander kopling Y/YY.

Styrestraum Dahlander kopling.

Dahlander-koplinga fungerer ved å endre korleis statorviklingane er kopla, noko som påvirkar motoren sitt poltal. Typisk gjeld:

• Lav hastigheit (Δ-kobling, t.d. 1400 o/min): Motorviklingane koplast i serie, noko som gir dobbelt så mange polar og dermed lavare hastigheit.
• Høg hastigheit (YY-kopling, t.d. 2800 o/min): Motorviklingane koplast i parallell, noko som gir færre polar og dermed høgare hastigheit.

Dette kan gjerast med hjelp av tre kontaktorar, der éin gir lav hastigheit, og dei to andre gir høg hastigheit.

Styrestraumen nyttast til å kontrollere kontaktorane som styrer hovedstraumen. Ein typisk styrestraumkrets består av:

• Startknapp (lav hastigheit)
• Startknapp (høg hastigheit)
• Stoppknapp
• Tre kontaktorar (K1 for lav hastigheit, K2 og K3 for høg hastigheit)
• Mekaniske og elektriske sperrer (slik at begge hastigheiter ikkje kan vere aktive samtidig)

---

Koplingslogikk

Lav hastigheit aktiverast:

• Når lavhastigheitsknappen trykkast, aktiverast kontaktor K1.
• K1 koplar motoren i Δ-konfigurasjon (serie), noko som gir lav hastigheit.
• Ei hjelpkontakt på K1 sperrar for aktivering av høg hastigheit samtidig.

Høg hastigheit aktiverast:

• Når høghastigheitsknappen trykkast, deaktiverast K1. K2 og K3 aktiverast.
• K2 og K3 koplar motoren i YY-konfigurasjon (parallell), noko som gir høgare hastigheit.
• Ei hjelpkontakt på K2 og ei på K3 sperrar for aktivering av lav hastigheit samtidig.

Stoppe motoren:

• Når stoppsignalet blir gitt, slepp begge kontaktorane, og motoren stoppar.

Tryggleik og sperrefunksjonar

For å sikre at motoren ikkje får begge koplingar samtidig (som kan føre til kortslutning eller skade), nyttast:

• Elektriske sperrekontaktar (hjelpkontaktar på K1, K2 og K3) som hindrar at begge hastigheteine kan vere aktive samtidig.
• Termisk vern (overbelastingsvern) for å beskytte motoren mot overbelasting.

---

Luftkompressor

Dette er eit enkelt koplingsskjema for ein luftkompressor, der vi har ein avlastingsventil som er åpen nokre sekund under start.

Ein avlastningsventil (også kalt utløysingsventil eller trykkavlastingsventil) på ein luftkompressor har fleire viktige funksjonar, primært for å beskytte systemet og sikre effektiv drift.

Hovudfunksjonar til avlastingsventilen

Redusere startmotstand (for ein stempelkompressor)

• Når ein kompressor stoppar, kan det fortsatt vere trykk i sylinderen og røyrleidningane.
• Dersom motoren forsøker å starte mot dette trykket, krev det mykje straum og kan føre til overbelasting eller oppstartsvanskar.
• Avlastingsventilen slepp ut trykket frå sylinderen, slik at motoren kan starte utan motstand.

Beskytte systemet mot overtrykk

• Dersom trykkbrytaren eller andre tryggleiksmekanismer sviktar, kan trykket bli for høgt.
• Avlastingsventilen vil då sleppe ut luft for å hindre skade på kompressoren eller luftsystemet.

Forlenge levetida til kompressoren

• Ved å redusere belastinga på motoren under oppstart, unngår ein unødig slitasje.
• Dette bidreg til lengre levetid for både motor og kompressor.

Korleis fungerer avlastingsventilen?

• Når kompressoren stoppar, åpnar ein elektrisk eller mekanisk ventil som slepp ut trykket frå sylinderen.
• Når kompressoren startar igjen, lukkast ventilen automatisk for å bygge opp trykk.
• På enkelte modeller er avlastingsventilen integrert i trykkbrytaren.

Kvar finn du avlastingsventilen?

• Vanlegvis montert på trykkbrytaren eller i nærleiken av kompressoren sin sylindertopp.
• På større kompressorar kan den vere kopla til eit elektromagnetisk system.

---

Hovedstraumskjema luftkompressor:

Styrestraumskjema luftkompressor.

Ein luftkompressor treng eit styresystem for å:

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

Hovudkomponentar i styrestraums kretsen:

• Trykkbrytar (P) – Startar og stoppar kompressoren avhengig av trykknivå.
• Start- og stoppknappar (S0, S1) – For manuell styring.
• Hovudkontaktor (K1) – Koplar inn motoren.
• Tidsrelè (D2) – forsinka ut, held straum på magnetventilen ved manuell stopp.
• Termisk vern (F2) – Beskyttar motoren mot overbelasting.
• Avlastingsventil (Y1) – Slepp ut trykk frå sylinderen ved stopp.

Forklaring av kretsen.

1. Start prosess:

   • Når S1 (startknappen) trykkast, aktiverast D1 (hjelperelé) og held seg inne via sin eigen hjelpekontakt 13–14. Hjelpekontakta 23–24 på D1 vil legge inn K1. D2 vil få straum og vil aktivere kontakta si (17–18).
   • Motoren startar, og kompressoren byrjar å bygge trykk.

2. Trykkbrytarkontroll:

   • Når systemet når øvre trykkgrense, åpnar P (trykkbrytaren) og kuttar straumen til K1.
   • Dette stoppar motoren og aktiverer hjelpekontakten 11–12 på K1 som aktiverer Y1 (avlastingsventilen) og slepp ut resttrykket i sylinderen.

3. Automatisk restart:

   • Når trykket fell under nedre trykkgrense, lukkar P, og kompressoran startar automatisk igjen.
   • Y1 stengast, slik at systemet kan byggje opp trykk på nytt.

4. Manuell stopp:
   - Trykkast S2 (stoppknappen), kuttast straumen til D1, K1 og D2, motoren stoppar. D2 vil halde kontakten sin lukka til innstilt tid (3 sek), då vil den åpne.
   - Avlastingsventilen Y1 vil då ha 3 sek på å sleppe ut trykk for å lette neste oppstart.

---

Tryggleikstiltak

• Termisk vern (F1) – Hindrar overbelasting.
• Trykkbrytar (P1) – Stoppar motoren ved for høgt trykk.
• Avlastingsventil (Y1) – Hindrar hard oppstart.
• Sjølvhald i D1 – Sørger for kontinuerlig drift til stopp er nødvendig.

Stjerne trekant start

Ein kortslutningsmotor tek ca. 5–7 gangar merkestraumen i startaugneblinken ved direkte start. Den høge startstraumen kan føre til sterke straumstøt i svake anlegg eller nett, dermed følgjande sterke spenningsfall. Ombord i skip har vi svake nett, og difor er det viktig å unngå spenningsfall på nettet. Motorar som er større enn ca. 3 kW bør difor ha ei anordning som begrensar straumen i startaugeblikket. Den enklaste måten er å nytte stjerne/trekantstart.

Vanlegvis førast alle seks endane til motorviklinga fram til klemmebrettet. Når dette gjerast er det lett å kople om frå stjerne til trekant.
Ved igangsetting vert statorviklinga kopla i stjerne, som har same virkning som om motoren påtrykkast ca. 58 % av den normale nettspenninga. Med stjernekopling får nemlig kvar fase $1/\sqrt{3}$ av nettspenninga.

Startstraumen fell no til ein tredjedel av kva den ville vere ved trekantkopling med same nettspenning. Det samme kan vi seie om momentet som også vil synke til ein tredjedel i stjerne. Omkoplinga frå stjerne til trekant bør ikkje skje før turtalet har kome opp i over 80 prosent av nominelt turtal. Dersom omkoplinga skjer for tidlig får vi et høgt straumstøt som kan vere uheldig for svake nett.

Stjerne/trekantstart nyttast kun der ein har lettstarta motorar dvs. at lastmomentet ikkje må overskride motoren sitt moment i stjernekopling.

Korleis plassere overstraumsvernet

Ved stjerne/trekantstart er det viktig at overstraumsvernet beskyttar motoren både i stjernekøyring og trekantkøyring, og då skal det termiske vernet plasserast i fasetilleidningane. Med denne plasseringa får motoren vern både ved stjernekopling og trekantkopling.

• OVERSTRAUMSVERN generelt sjå NEK 410 A-202 (2021)
• VERN FOR MOTORAR NEK 410A
• VERN FOR STYREMASKINMOTORAR NEK 410A

Ein stjerne-trekant startar nyttast for å redusere startstraumen i ein asynkronmotor. Motoren startar i stjernekopling for lavare startstraum og skiftar til trekantkopling når den når nominell hastigheit.

Hovedstraums krets (handterar krafta til motoren)

• 3-fase tilføring (L1, L2, L3)
• Sikringsvern (F1) – Beskyttar mot kortslutning
• Hovudkontaktorar:
  • K1 (Hovudkontakt) – Koplar inn motoren
  • K2 (Trekantkontakt) – Koplar motoren om til trekant
  • K3 (Stjernekontaktor) – Startar motoren i stjerne
• Termisk vern (F2) – Beskyttar mot overbelasting
• Motor (M1)

Hovedstraums teikning for stjerne – trekant startar:

Styrestram stjerne – trekant vendar:

Komponentar

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

Startprosessen

S1 (Startknappen) trykkast, og K1 (Hovudkontaktoren) aktiverast.
K1 koplar inn K3 (Stjernekontaktoren), motoren startar i stjernekopling.
D1 (Tidsrelé) tel ned (førehandsinnstilt tid, t.d. 5 sekund).
Når D1 utløysast, koplast K3 ut, og K2 (Trekantkontaktoren) aktiverast.
Motoren går no i trekantkopling til den stoppast.

Stoppe motoren:

Når S2 (Stoppknappen) trykkast fell K1, K2 og K3 ut, og motoren stoppar.

Sperre- og tryggleiksfunksjonar.

Elektrisk sperre mellom K2 og K3:

• K2 kan ikkje aktiverast før K3 er utkopla.
• Dette sikrar at motoren ikkje går i feilkopling (både stjerne og trekant samtidig).

Termisk vern (F2):

• Bryt kretsen dersom motoren trekkjer for mykje straum.

Tidsforsinking (D1):

• Sørger for at motoren ikkje koblast om til trekant for tidlig.

Styrestraums teikning for stjerne – trekant vendar:

---

Start-stopp-krets for motor med mjukstartar (softstartar)

Koplingsmetodar for mjukstartarar

Det finst tre hovudmåtar å kople ein mjukstartar til ein motor: Inline-kopling, bypass-kontaktor og inside-the-delta-kopling. Kvar metode har sine fordelar og ulemper, avhengig av motoren sitt behov og oppsettet ditt. Å velge riktig metode er viktig for ei stabil og effektiv drift.

Vanlege koplingsmetodar.

Metode 1: Inline-kopling

• Mjukstartaren koplast direkte i serie med motoren, slik at all straumen går gjennom den. Dette gir ein jamn oppstart og reduserer slitasje på motoren.
• Passar godt for mindre motorar der enkel installasjon er viktig.
• Enkel å sette opp, men kan vere mindre eigna for store motorar, då dei krev meir straum enn mjukstartaren kan handtere.

Metode 2: Bypass-kontaktor

• Ein bypass-kontaktor koplast inn i kretsen. Mjukstartaren styrer oppstarten, men når motoren når full hastigheit, tek kontaktoren over og koplar ut mjukstartaren.
• Ideell for større motorar eller der energieffektivitet er viktig, siden mjukstartaren ikkje treng å vere aktiv heile tida.
• Krev ekstra komponentar og er meir kompleks å installere, men kan redusere driftskostnadar over tid.

Metode 3: Inside-the-Delta-kopling

• Mjukstartaren koplast internt i motoren sin deltakopling (trekantkopling), slik at den handterar ein del av straumen i staden for heile belastinga. Dette gjer det mogleg å nytte ein mindre og rimeligare mjukstartar.
• Passar godt for store motorar som krev mykje kraft, men der kostnadsbesparing er viktig.
• Den mest teknisk avanserte metoden. Krev god forståing av trefasemotorar og kan vere utfordrande for nybyrjarar.

Hovedstraums krets:

• L1, L2, L3 – 3-fasa tilføring.
• F1 – Sikringsvern (kortslutningsvern).
• K1 – Hovudkontaktoren (koplar inn mjukstartaren).
• MS1 – Mjukstartar (Fabrikat ABB serie PSE).
• M1 – 3-fase asynkronmotor.

Hovedstraumskjema ABB Soft Starter PSE18

• Når K1 aktiverast, får MS1 (mjukstartaren) straum.
• MS1 aukar gradvis spenninga til motoren.
• Når motoren har full hastigheit, aktiverast ein intern bypass-kontaktor. Dette reduserer straumforbruket fordi mjukstartaren ikkje treng å handtere straumen kontinuerleg.
• Ved stopp reduserer MS1 spenninga gradvis til motoren stoppar.

---

Hovedstraumskjema ABB Soft Starter PSE18

Styrestraums krets:

Styrespenning (Control Supply Voltage)
- PSE18 krev ei ekstern styrespenning for å fungere (100 – 250 V).
- Typiske spenningar: 100–250V AC eller 24V AC/DC, avhengig av modell.
- Styrespenninga må vere tilkopla for at mjukstartaren skal vere aktiv.

Start- og stoppsignal

• Mjukstartaren har inn- og utgangar for styring:
• Startsignal (DI1 – Digital Input 1) → Når eit eksternt startrelé eller ein brytar aktiverar dette inngangssignalet, byrjar motoren å starte med ein programmerbar startprofil.
• Stoppsignal (DI2 – Digital Input 2) → Stoppsignalet må vere HØGT for at motoren skal gå, Når stoppsignalet brytast oppfattar mjukstartaren det som ein stopp-kommando. (ABB PSE og PSTX)
• Styresignal kan komme frå ein PLC, brytar eller anna styringssystem.

Integrert bypass-kontaktor

• Når motoren når full hastigheit, aktiverast ein intern bypass-kontaktor.
• Dette reduserer straumforbruket fordi mjukstartaren ikkje treng å handtere straumen kontinuerleg.

Tilbakemelding og vern

• Statusutgangar (DO – Digital Output):
• Gir signal om drift, feil eller alarm til eit eksternt system (f.eks. ein PLS eller indikatorlampe).
• Feilvern:

• Overstraum, ubalanse, høg temperatur osv.

  • Mjukstartaren kan stoppe motoren dersom ein feil oppdagast.

Forenkla koplingsoppsett:

Tilkople styrespenning (100–250V AC eller 24V AC/DC).
Tilkople start- og stoppsignal frå ein PLS, brytar eller relé.
Kople mjukstartaren sine utgangar til motoren.
Programmere parameter (starttid, stopptid, straumbegrensing osv.).
Test systemet og overvåk driftstilstanden via statusutgangar.

---

ABB Softstartar PSE18

Her ser ein at ein kan ha to måtar å kople start-stopp.

---

Start - stopp med frekvensomformar

Her er ei oversikt over hovud- og styrestraumskjema for ein frekvensomformar (VFD – Variable Frequency Drive), inkludert riktige forbindelsar og komponentar.

Hovedstraumskjema

Komponentforklaring

• L1, L2, L3 – 3-fasa tilføring
• F1 – Sikringar (kortslutningsvern)
• K1 – Hovudkontaktoren (koplar inn frekvensomformaren)
• VFD – Frekvensomformar (regulerer frekvens og spenning)
• M1 – 3-fase asynkronmotor
• F2 – Termisk vern (overbelastingsvern)

Hovedstraumen går via frekvensomformaren (VFD), som styrer motoren sin hastigheit ved å variere frekvens og spenning.

Styrestraumskjema

Styrestraums kretsen styrer start, stopp og hastigheit via VFD-inngangar.

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 – Hovudkontaktoren (aktiverer VFD)
• Potensiometer (valgfritt) – Justerer frekvens (hastigheit)

Startknappen sender signal til VFD, som startar motoren. Stoppknappen stoppar den. Potensiometer eller eksternt signal kan justere hastigheita.

Tryggleik og sperrer.

Naudstoppsignal til VFD for sikker utkopling.
Overstraumsvern via F2.
Elektrisk sperre mellom K1 og VFD for å unngå feilaktig innkopling.

Eit døme på bypasskopling er vist nedanfor.

Oppbygging og virkemåte til ABB ACS150 frekvensomformar

1. Oppbygging av ABB ACS150.

ACS150 består av følgjande hovuddeler:

• Likerettar (Rectifier): Konverterer innkommande vekselstraum (AC) frå straumnettet til likestraum (DC).
• DC-buss (mellomkrets): Inneheld kondensatorar som glattar ut og stabiliserer likestraumen frå likerettaren.
• Inverter (IGBT-transistorar): Konverterer den stabile DC-spenninga tilbake til AC med variabel frekvens og spenning med hjelp av pulsbreddemodulasjon (PWM).
• Styrekort (Control Unit): Inneheld programvare og reguleringsalgoritmar som styrer hastigheita og vernefunksjonane.
• Kjølesystem: Vifter og kjøleprofilar som sørger for varmeavleiing og sikker drift under belasting.
• Inngangs- og utgangsterminalar: Tilkoplingar for straumforsyning, motor og eventuelle styresignal (digitale og analoge).

2. Virkemåte til ABB ACS150

a) AC til DC-konvertering:

• Frekvensomformaren mottek 1-fasa eller 3-fasa AC fra straumnettet.
• Likerettaren omdannar denne til likestraum (DC), som overførast til DC-bussen.

b) Effektregulering i DC-bussen:

• Kondensatorane i DC-bussen jamnar ut spenninga og filtrerer bort elektrisk støy og spenningssvingingar.

c) DC til AC-konvertering (Inverter):

• Inverteren nyttar IGBT-transistorar til å byte DC-spenninga av og på i høg hastigheit.
• Ved hjelp av pulsbreddemodulasjon (PWM) genererast ein sinusliknande vekselspenning med justerbar frekvens og spenning.

d) Styring av motor:

• Med å justere frekvensen styrast motoren si hastigheit – lavare frekvens gir lavare turtal, og høgare frekvens gir høgare turtal.
• Samtidig justerast spenninga for å oppretthalde eit stabilt dreiemoment og effektiv drift.

3. Viktige funksjonar i ABB ACS150.

• Enkel installasjon: Leverast ofte førehandsinnstilt og krev lite oppsett ("plug-and-play").
• Nøyaktig hastigheitskontroll: Perfekt for bruk i små og mellomstore applikasjonar som vifter, pumper og transportutstyr.
• Innebygd motorvern: Overvåkar forhold som overbelasting, overtemperatur, jordfeil og spenningsvariasjonar.
• Energisparing: Reduserer straumforbruk ved å tilpasse effekten etter last og behov.

---

Koplingar til ein ABB ACS150.