Ster driehoek schakeling: van klemmenbord tot stuurstroom
Een ster driehoek schakeling laat een draaistroommotor eerst aanlopen met ongeveer 230 volt over elke wikkeling in plaats van 400 volt. De stroom uit het net zakt daarmee naar een derde van een directe aanloop, en het koppel zakt naar datzelfde derde. Het werkt alleen bij een motor die op 400 volt in driehoek hoort te draaien, dus met 400/690 V op het typeplaatje. De drie contactoren, het thermisch relais en de omschakeltijd bepalen samen of de motor soepel doorloopt of met een stroompiek in driehoek valt.
Dit heb je nodig
Gereedschap
- Tweepolige spanningstester en een multimeter
- Stroomtang die de aanloopstroom vasthoudt
- VDE-geïsoleerde schroevendraaierset
- Momentschroevendraaier voor de klemmen van de contactoren
- Draadstripper en krimptang voor adereindhulzen
- Kabelschaar en een zaagje voor DIN-rail
- Aderlabels of een labelprinter
Materiaal
- Drie contactoren: net, ster en driehoek
- Thermisch beveiligingsrelais of een motorbeveiligingsschakelaar
- Ster-driehoek tijdrelais met instelbare stertijd
- Hulpcontactblokken en een mechanische vergrendeling tussen ster en driehoek
- Zevenaderige motorkabel, zes aders plus aarde
- Stuurstroomautomaat en eventueel een stuurstroomtransformator
- Noodstop met vergrendeling, start- en stopdrukknop
- Stuurstroomdraad 1,5 mm² en adereindhulzen
- Kabelwartels, DIN-rail en montageplaat
Wat ster driehoek doet met de aanloopstroom
Een draaistroommotor die je rechtstreeks inschakelt, trekt de eerste seconden vijf tot acht keer zijn nominale stroom. Bij een ster driehoek schakeling laat je hem eerst aanlopen met de wikkelingen in ster. Over elke wikkeling staat dan geen 400 volt maar 400 gedeeld door wortel drie, dus ongeveer 230 volt.
Die lagere spanning per wikkeling doet twee dingen tegelijk. De stroom uit het net zakt naar een derde van de directe aanloop, en het koppel zakt naar precies datzelfde derde. Anders dan bij het schakelen van verlichting en apparaten in huis schakel je hier geen lamp maar de wikkelingen van de motor zelf, en dat gaat met contactoren in plaats van met schakelmateriaal in de wand.
Zodra de motor bijna op toeren is, schakelt de besturing over naar driehoek. Elke wikkeling krijgt dan de volle 400 volt en de motor levert zijn normale koppel. De hele schakeling bestaat dus uit twee bedrijfstoestanden en een goed getimede overgang ertussen.
Het praktische winstpunt zit in de aanloopstroom. Waar een directe aanloop van een motor van 11 kW kortstondig ruim honderd ampère kan trekken, blijft dat in ster rond de veertig. Dat scheelt spanningsdips in de rest van het pand en het scheelt zwaardere voorbeveiliging. Hoeveel je groep aankan, reken je uit met onze hulp om het vermogen per groep te berekenen.
Dit is werk aan 400 volt. De vermogenskring blijft ook na het uitschakelen van de stuurstroom onder spanning staan zolang de voedingsgroep niet uit is. Schakel de groep af, vergrendel hem en meet met een tweepolige spanningstester of het echt spanningsloos is voordat je een klem aanraakt.
Eerst het typeplaatje lezen
Niet elke motor kan in ster driehoek starten, en dat hangt volledig af van de spanning waarvoor de wikkelingen gemaakt zijn. Op het typeplaatje staan twee spanningen met de tekens voor driehoek en ster erbij. De laagste waarde hoort bij driehoek, de hoogste bij ster.
Staat er 400/690 V, dan is deze motor bedoeld om op een 400 volt net in driehoek te draaien. Precies die motor kun je in ster laten aanlopen, want ster is dan de tijdelijke, zachte stand. Staat er 230/400 V, dan draait de motor op 400 volt al permanent in ster en is er geen zachtere stand meer over.
Oudere motoren dragen nog de oude netspanningen: 220/380 V is hetzelfde geval als 230/400 V, en 380/660 V hetzelfde als 400/690 V. De verhouding tussen beide getallen is wortel drie, dus zodra je die verhouding herkent, weet je genoeg. Een motor die je toch in driehoek zet terwijl hij daar niet voor gewikkeld is, trekt binnen een minuut zichzelf kapot.
| Wat er op het typeplaatje staat | Wat het betekent | Ster driehoek op een net van 400 volt |
|---|---|---|
| 400/690 V, driehoek en ster | Driehoek bij 400 volt, ster bij 690 volt | Mogelijk, dit is de motor waar de schakeling voor bedoeld is |
| 380/660 V, oudere aanduiding | Zelfde motor, oude netspanning op het plaatje | Mogelijk, verder identiek aan 400/690 V |
| 230/400 V, driehoek en ster | Driehoek bij 230 volt, ster bij 400 volt | Niet mogelijk, de motor draait op 400 volt al in ster |
| 220/380 V, oudere aanduiding | Zelfde geval als 230/400 V | Niet mogelijk, alleen directe aanloop in ster |
| Eén spanning met alleen het driehoekteken | Wikkelingen vast op driehoek bij die spanning | Mogelijk zolang het klemmenbord zes losse klemmen heeft |
| Klemmenkast met drie klemmen of een vaste kabel | De wikkelingen zijn binnenin al doorverbonden | Niet mogelijk zonder de motor open te maken |
| Motor met eigen frequentieregelaar | De aanloop wordt elektronisch begrensd | Niet nodig, de regelaar doet dit al |
Is het plaatje onleesbaar geworden, meet dan de weerstand tussen de zes klemmen. Je hoort drie los van elkaar staande wikkelingen te vinden met onderling vrijwel dezelfde weerstand. Vind je doorgang tussen alle zes de klemmen, dan zitten de bruggen er nog in of is de motor intern al doorverbonden.
De bruggen in het klemmenbord en de motorkabel
In het klemmenbord van een draaistroommotor zitten zes klemmen in twee rijen. De onderste rij is U1, V1 en W1, de bovenste rij staat er bewust in de volgorde W2, U2 en V2. Door die volgorde maak je zowel ster als driehoek met drie rechte bruggetjes.
Voor een vaste ster leg je één brug over de hele bovenste rij, zodat W2, U2 en V2 aan elkaar zitten. Voor een vaste driehoek leg je drie bruggen recht naar beneden: U1 aan W2, V1 aan U2 en W1 aan V2. Bij een geschakelde ster driehoek gaan alle bruggen eruit, want de contactoren in de kast maken die verbindingen nu.
Dat betekent zes aders naar de motor plus de aardleiding, dus een zevenaderige kabel. Elke ader voert de wikkelingstroom, dat is ongeveer 58 procent van de nominale motorstroom, en niet de volle lijnstroom. Welke kabelsoort en welke aderdoorsnede daarbij horen zoek je op in de tabel met kabelsoorten en aderdiktes. Kies voor een machine die trilt liever een soepele mantelkabel dan stugge YMvK.
Label de aders aan beide uiteinden voordat je de kabel wegwerkt. Zes aders die alleen op kleur uit elkaar te houden zijn, kosten je bij de eerste meting een halfuur zoekwerk. Wie de kabel later ooit opnieuw moet aansluiten, ziet aan U1 tot en met W2 meteen wat waar hoort.
| Aansluitwijze | Bruggen in het klemmenbord | Voeding komt op | Waar het misgaat |
|---|---|---|---|
| Vaste ster | Eén brug over W2, U2 en V2, dus de hele bovenste rij aan elkaar | U1, V1 en W1 | Motor levert blijvend maar een derde van zijn koppel bij een plaatje 400/690 V |
| Vaste driehoek | Drie bruggen recht omlaag: U1 aan W2, V1 aan U2, W1 aan V2 | U1, V1 en W1 | Op 400 volt alleen bij een motor die daar in driehoek voor gewikkeld is |
| Geschakelde ster driehoek | Geen enkele brug, alle zes de klemmen los | Zes aders: U1, V1, W1 en W2, U2, V2 | Eén vergeten brug geeft kortsluiting op het moment dat de stercontactor aantrekt |
| Motorkabel | Zeven aders, zes fasen en aarde | Aarde altijd op de aardklem in de klemmenkast | Een vieraderige kabel volstaat hier niet, de aders moeten los blijven |
Controleer met een doorbelmeting dat alle bruggen eruit zijn. Blijft er één brug tussen twee wikkeleinden zitten, dan legt de stercontactor bij het inschakelen twee fasen rechtstreeks aan elkaar. Dat is geen voorzichtige aanloop maar een harde kortsluiting achter de contactor.
Drie contactoren en de maat die erbij hoort
De vermogenskring bestaat uit drie contactoren. De netcontactor voedt U1, V1 en W1. De stercontactor verbindt W2, U2 en V2 met elkaar tot een sterpunt. De driehoekcontactor legt de wikkeleinden terug op het net: L1 naar W2, L2 naar U2 en L3 naar V2.
Die kruislingse aansluiting van de driehoekcontactor is geen willekeur. Ze zorgt dat het draaiveld in driehoek dezelfde kant op staat als in ster. Sluit je hem recht aan, dus L1 op U2, dan draait het veld bij het omschakelen de andere kant op en remt de motor met een enorme stroompiek af.
De maat van de contactoren is kleiner dan bij een directe aanloop, en dat is geen bezuiniging maar natuurkunde. De netcontactor en de driehoekcontactor voeren de wikkelingstroom van 0,58 keer de nominale stroom. De stercontactor voert nog maar een derde daarvan, want in ster is de stroom al een derde van de driehoekstroom.
Het thermisch relais hangt in de meeste kasten in de wikkelingstak, dus tussen de netcontactor en de motorklemmen. Het meet dan de wikkelingstroom en stel je in op 0,58 keer de nominale stroom van het typeplaatje. Zet je het relais in de voedingsleiding vóór de splitsing, dan meet het de volle lijnstroom en stel je het in op de nominale stroom zelf.
| Motorvermogen bij 400 volt | Nominale stroom, richtwaarde | Instelling thermisch relais in de wikkelingstak | Net- en driehoekcontactor, AC-3 | Stercontactor, AC-3 |
|---|---|---|---|---|
| 2,2 kW | ongeveer 4,8 A | 2,8 A | vanaf 3 A | vanaf 1,6 A |
| 3 kW | ongeveer 6,4 A | 3,7 A | vanaf 4 A | vanaf 2,2 A |
| 4 kW | ongeveer 8,4 A | 4,9 A | vanaf 5 A | vanaf 3 A |
| 5,5 kW | ongeveer 11 A | 6,4 A | vanaf 7 A | vanaf 4 A |
| 7,5 kW | ongeveer 14,7 A | 8,5 A | vanaf 9 A | vanaf 5 A |
| 11 kW | ongeveer 21 A | 12,1 A | vanaf 13 A | vanaf 7 A |
| 15 kW | ongeveer 28 A | 16,2 A | vanaf 17 A | vanaf 10 A |
| 18,5 kW | ongeveer 34 A | 19,7 A | vanaf 20 A | vanaf 12 A |
| 22 kW | ongeveer 40 A | 23,1 A | vanaf 24 A | vanaf 14 A |
De stromen in deze tabel zijn richtwaarden voor gangbare vierpolige motoren. Het typeplaatje van jouw motor is de waarheid, want de stroom verschilt per rendementsklasse en per toerental. Neem bij een motor die vaak start liever een contactormaat groter dan de tabel aangeeft.
De stuurstroom van een ster driehoek schakeling
De stuurstroom is de tweede, lichte kring die de spoelen van de contactoren bedient. In een gewone werkplaatskast loopt hij op 230 volt tussen fase en nul, in machinebouw vaak op 24 volt via een scheidingstransformator. Beveilig die kring apart met een kleine automaat, zodat een kortsluiting in een drukknop niet de hele motorgroep meeneemt.
De volgorde in de kring ligt vast. Vanaf de fase gaat het eerst door het verbreekcontact van het thermisch relais, dan door de noodstop, dan door de stopknop, en pas daarna komt de startknop. Alles wat moet kunnen afschakelen zit dus vóór de startknop, want zo valt de motor uit ongeacht welk contact opent.
De startknop is een maakcontact dat je overbrugt met een hulpcontact van de netcontactor. Dat is de zelfhouding: zodra de contactor aantrekt, houdt hij zichzelf vast en kun je de knop loslaten. Bij een wisselschakelaar voor twee bedieningsplekken werkt dat heel anders, want daar blijft de schakelaar zelf in stand staan. Wil je hier vanaf twee plekken bedienen, dan zet je de startknoppen parallel en de stopknoppen in serie.
Een controlelampje sluit je aan op een vrij hulpcontact, niet parallel aan de spoel. Wie het aansluiten van een lamp op een schakelaar gewend is, legt het lampje al snel rechtstreeks over de spoel, en dan gaat het licht ook aan als de spoel al defect is. Op een eigen hulpcontact meldt het lampje wat er echt geschakeld heeft.
| Onderdeel | Klemaanduiding | Wat het in de kring doet |
|---|---|---|
| Spoel van een contactor | A1 en A2 | A1 aan de geschakelde kant, A2 aan de nul of de retour |
| Hoofdcontacten | 1/L1, 3/L2, 5/L3 naar 2/T1, 4/T2, 6/T3 | Voeren de motorstroom, nooit de stuurstroom |
| Maakcontact hulpcontact | 13-14 en 23-24 | Zelfhouding van de netcontactor en doorschakelen naar het tijdrelais |
| Verbreekcontact hulpcontact | 21-22 en 31-32 | Onderlinge vergrendeling: ster blokkeert driehoek en andersom |
| Thermisch relais, verbreekcontact | 95-96 | Onderbreekt de hele stuurstroom bij overbelasting |
| Thermisch relais, maakcontact | 97-98 | Voor een signaallamp of een melding naar de besturing |
| Tijdrelais met wisselcontact | 15 gemeenschappelijk, 15-16 verbreek, 15-18 maak | 16 houdt de ster vast, 18 schakelt na de ingestelde tijd de driehoek in |
| Noodstop | Verbreekcontact met vergrendeling | Altijd in serie vóór de startknop, nooit alleen in de startknop zelf |
Bij een aparte ster-driehoekrelais verschilt de klemaanduiding per merk en serie. Sommige typen hebben twee gescheiden uitgangen met een vaste pauzetijd ertussen, andere hebben één wisselcontact. Werk hier naar het schema in de handleiding en niet naar een schema dat je bij een ander relais gebruikte.
Het ster driehoek relais en de omschakeltijd
Het ster driehoek relais is een tijdrelais met twee taken. Het bepaalt hoe lang de motor in ster blijft, en het houdt een korte pauze aan tussen het afvallen van de stercontactor en het aantrekken van de driehoekcontactor. Die pauze heet de overgangstijd en ligt bij de meeste typen tussen 30 en 100 milliseconden, vaak vast op 50.
Die pauze is er om overlap te voorkomen. Trekken ster en driehoek een fractie tegelijk aan, dan liggen twee fasen rechtstreeks op elkaar en heb je kortsluiting. De vaste pauze is niet instelbaar juist omdat er niets aan te verbeteren valt.
De stertijd stel je wel zelf in, en die is een afweging in plaats van een vast getal. Wij houden aan dat je overschakelt zodra de motor bijna op toeren is en de stroom duidelijk is teruggezakt, meestal na drie tot tien seconden. Meet dat met een stroomtang op de voedingskabel in plaats van het te gokken: het moment waarop de stroom afvlakt, is het moment om over te schakelen.
Te vroeg omschakelen kost je het hele voordeel. De motor draait dan nog te langzaam en trekt bij het aantrekken van de driehoekcontactor alsnog een piek die de directe aanloop benadert. Te laat omschakelen belast de motor onnodig lang met een derde koppel, waardoor hij warm wordt zonder dat hij zijn werk doet.
| Situatie | Wat je op het relais instelt | Waaraan je ziet dat het klopt |
|---|---|---|
| Onbelaste aanloop, bijvoorbeeld een pomp of ventilator | Stertijd van ongeveer drie seconden | De stroom is voor het omschakelen al terug bij de nominale waarde |
| Aanloop met matige massa, bijvoorbeeld een zaagmachine | Stertijd van vijf tot acht seconden | Het toerentalgeluid stabiliseert hoorbaar voordat de driehoek inschakelt |
| Zware vliegwielmassa, bijvoorbeeld een versnipperaar | Tien seconden of meer, en controleer of de motor dat aankan | De motor komt in ster echt op toeren, anders past deze schakeling niet |
| Overgangstijd tussen ster en driehoek | 30 tot 100 milliseconden, meestal vast in het relais | Geen knal en geen stroompiek op het moment van omschakelen |
| Motor haalt in ster geen toeren | Verlengen helpt niet, de schakeling past niet bij deze last | De stroom blijft hoog en zakt niet af tijdens de stertijd |
Wanneer ster driehoek niet de goede keuze is
Het koppel in ster is een derde van het normale koppel, en dat is de grens van deze schakeling. Loopt een machine leeg aan, dan is een derde koppel ruim voldoende. Moet de motor meteen tegen last in draaien, dan komt hij niet op toeren en heeft de hele schakeling geen zin.
Er zijn twee moderne alternatieven die dat probleem niet hebben. Een softstarter regelt de spanning geleidelijk op en maakt de aanloop vloeiend, zonder de harde overgang die ster driehoek altijd houdt. Een frequentieregelaar regelt spanning en frequentie samen en levert bij lage snelheid gewoon vol koppel.
Een frequentieregelaar heeft een bijwerking waar je op moet rekenen. De schakelende elektronica geeft een lekstroom naar aarde die een gewone aardlekschakelaar kan laten afschakelen. Loopt de aardlekschakelaar eruit zonder aanwijsbare oorzaak, dan is dat vaak de regelaar en hoort er een type B aardlekbeveiliging voor die groep.
Wat niet werkt, is proberen het toerental te regelen zonder regelaar. Het toerental van een draaistroommotor volgt de netfrequentie en het aantal poolparen, niet de spanning. Een dimmer voor verlichting aansluiten lukt prima op een lamp, maar op een motor levert spanning verlagen alleen minder koppel en meer warmte op.
| Aandrijving | Loopt hij in ster op toeren? | Wat er dan beter past |
|---|---|---|
| Ventilator of centrifugaalpomp | Ja, het koppel van de last loopt mee op met het toerental | Ster driehoek is hier de goedkoopste goede oplossing |
| Compressor met aanloopontlasting | Ja, mits de ontlastklep bij het starten echt opent | Controleer de ontlasting voordat je de stertijd verlengt |
| Compressor die tegen volle keteldruk start | Nee, de motor blijft brommen op laag toerental | Softstarter of frequentieregelaar, of de ontlasting herstellen |
| Hydraulische pomp onder druk | Nee, de last staat er vanaf de eerste omwenteling op | Frequentieregelaar met aanlooprampe |
| Beladen transportband | Vaak niet, afhankelijk van de belading | Softstarter, die trekt de band ook rustiger op gang |
| Machine met zware vliegwielmassa | Soms, maar de aanloop duurt lang en de motor wordt warm | Frequentieregelaar, of een motor met een zwaardere aanloopklasse |
| Machine waarvan je het toerental wilt regelen | Niet van toepassing | Alleen een frequentieregelaar kan dat |
| Motor tot ongeveer 4 kW op een ruime groep | Ja, maar het is meestal niet nodig | Directe aanloop met een motorbeveiligingsschakelaar |
Draairichting, fasevolgorde en het omzetten van bestaand werk
Draait de motor de verkeerde kant op, dan wissel je twee fasen in de voeding vóór de netcontactor. Daarmee draait het veld in ster en in driehoek allebei om en blijft de schakeling verder kloppen. Dat is de enige plek waar je mag wisselen.
Wisselen binnen de driehoekcontactor of in het klemmenbord is precies de fout die de meeste schade doet. Ster en driehoek draaien dan tegengesteld, en het omschakelmoment wordt een remstoot met een stroompiek die zekeringen laat vallen. Het gekke is dat de motor in ster gewoon lijkt te werken, waardoor de fout pas na een paar seconden zichtbaar wordt.
Bij een oude machine kom je nog wel eens een handbediende ster-driehoekschakelaar tegen, een draaischakelaar met de standen nul, ster en driehoek. Zo'n schakelaar met drie standen doet hetzelfde werk mechanisch, met een nokkenwerk in plaats van contactoren. Ze zijn slijtgevoelig en missen elke beveiliging, dus bij vervanging bouw je meestal om naar contactoren met een thermisch relais.
Let bij het lezen van oude schema's op de naamgeving. Een serieschakelaar in de woningbouw is iets heel anders dan iets in serie schakelen: in huis bedoelen we met een serieschakelaar voor twee lichtpunten een dubbele wip in één sokkel. In een motorschema betekent in serie gewoon achter elkaar in dezelfde kring.
In bedrijf stellen en meten
De eerste keer inschakelen doe je niet zomaar met de motor eraan. Test eerst de stuurstroom met de vermogenskring afgeschakeld, zodat je de contactoren hoort aantrekken zonder dat er iets draait. Je hoort dan drie geluiden: de netcontactor en de stercontactor tegelijk, en na de ingestelde tijd de omschakeling naar driehoek.
Controleer daarna de vergrendeling door met de hand een contactor in te drukken terwijl de kast spanningsloos is. De mechanische vergrendeling hoort te verhinderen dat ster en driehoek tegelijk sluiten. De elektrische vergrendeling controleer je met een doorbelmeting op de verbreekcontacten 21-22 van beide contactoren.
Pas als dat klopt, zet je de motor erop en meet je de aanloop met een stroomtang om één voedingsader. Noteer de piek bij het inschakelen, de stroom vlak voor de omschakeling en de piek op het omschakelmoment. Die drie getallen vertellen je meteen of de stertijd goed staat.
Doe de laatste controle met de machine warm en beladen zoals hij normaal werkt. De stroom in bedrijf hoort onder de nominale waarde van het typeplaatje te blijven. Zit hij daar structureel boven, dan is de motor te licht voor de machine of loopt er iets zwaar, en dan lost een andere instelling van het relais niets op.
Zet de stertijd bij de eerste proef bewust een paar seconden te lang. Je ziet dan aan de stroomtang precies wanneer de stroom afvlakt, en dat moment stel je daarna in als stertijd. Andersom beginnen kost je een paar onnodige stroompieken door de installatie.
Waar dit werk vergunning, kennis of een installateur vraagt
De grens ligt niet bij de kast maar bij de aansluiting ervan. Het bijplaatsen of verzwaren van een krachtstroomgroep gebeurt achter de hoofdzekering in de meterkast en dat laat je uitvoeren door een erkend installateur. Dat geldt ook als de kast zelf verder helemaal jouw werk is.
Werk je in een bedrijf of werkplaats, dan geldt NEN 3140 voor het werken aan elektrische installaties en arbeidsmiddelen. Kort gezegd mag alleen iemand die daarvoor aangewezen en onderricht is aan een installatie onder spanning werken, en moet de machine na een wijziging opnieuw worden gecontroleerd. Een machine die je zelf ombouwt, valt bovendien onder de eisen voor arbeidsmiddelen, met een noodstop en een afsluitbare werkschakelaar als minimum.
Hang de bedieningskast op werkhoogte en op een plek waar je bij het starten zicht hebt op de machine. Voor het montagewerk gebruiken wij de gangbare hoogtes uit onze maatvoeringstabel voor schakelmateriaal als vertrekpunt en passen we die aan de machine aan. Een noodstop hoort altijd binnen handbereik van de bedienplek te zitten.
Voor het lichtere werk in huis, zoals het aansluiten van schakelmateriaal en verlichting, vind je alles bij de gidsen over elektra in en om het huis. De stap van 230 volt eenfase naar 400 volt draaistroom is groter dan hij lijkt, want fouten hebben hier meteen gevolgen voor de machine erachter.
Zo bouw je een ster driehoek schakeling op
Deze volgorde gaat uit van een bestaande krachtstroomgroep en een motor met 400/690 V op het typeplaatje.
-
Schakel de groep af en controleer op spanning
Zet de voedingsgroep uit, vergrendel hem en hang er een kaartje aan. Meet daarna met een tweepolige spanningstester tussen alle fasen onderling en tussen elke fase en aarde. Een uitgeschakelde automaat is een aanname, een meting is zekerheid.
-
Lees het typeplaatje en haal de bruggen eruit
Controleer of er 400/690 V of 380/660 V op het plaatje staat. Verwijder daarna alle bruggen uit het klemmenbord en bel door of de drie wikkelingen echt los van elkaar staan. Blijft er één brug zitten, dan maakt de stercontactor straks kortsluiting.
-
Leg de zevenaderige motorkabel en label de aders
Trek een kabel met zes aders plus aarde van de kast naar de motor en zet de aarde op de aardklem in de klemmenkast. Label elke ader aan beide zijden met U1, V1, W1, W2, U2 en V2. Kies de doorsnede op de wikkelingstroom van 0,58 keer de nominale stroom.
-
Bedraad de vermogenskring met de drie contactoren
De netcontactor voedt U1, V1 en W1, met het thermisch relais ertussen. De stercontactor verbindt W2, U2 en V2 tot een sterpunt. De driehoekcontactor legt L1 op W2, L2 op U2 en L3 op V2, dus kruislings, zodat het draaiveld in beide standen dezelfde kant op staat.
-
Bouw de stuurstroom met een dubbele vergrendeling
Zet het verbreekcontact 95-96 van het thermisch relais, de noodstop en de stopknop vóór de startknop, en overbrug de startknop met een hulpcontact van de netcontactor. Vergrendel ster en driehoek onderling met de verbreekcontacten 21-22 en zet er ook een mechanische vergrendeling tussen. Twee vergrendelingen zijn hier geen overdaad, want overlap betekent kortsluiting tussen twee fasen.
-
Stel het thermisch relais en het tijdrelais in
Staat het relais in de wikkelingstak, stel het dan in op 0,58 keer de nominale stroom van het typeplaatje. Staat het in de voedingsleiding, dan is de nominale stroom zelf de instelling. Zet de stertijd voorlopig op ongeveer vijf seconden en laat de vaste overgangstijd staan.
-
Test de stuurstroom zonder motorspanning
Schakel alleen de stuurstroom in en druk op start. Luister of de netcontactor en de stercontactor tegelijk aantrekken en of de driehoekcontactor pas na de ingestelde tijd volgt. Controleer daarna of de stopknop, de noodstop en het thermisch relais alle drie de zelfhouding onderbreken.
-
Meet de aanloop en stel de stertijd definitief in
Zet de vermogenskring erop en meet met een stroomtang om één voedingsader. Kijk wanneer de aanloopstroom afvlakt en stel de stertijd op dat moment in. Loopt de motor de verkeerde kant op, wissel dan twee fasen in de voeding vóór de netcontactor en nergens anders.
Maatvoering
De gangbare hoogtes en maten voor sanitair, elektra, keuken en trap, met de marge die in de praktijk werkt. Bekijk alle gegevens
| Ruimte of vakgebied | Onderdeel | Gangbare maat | Marge die in de praktijk werkt | Waar je op moet letten |
|---|---|---|---|---|
| Sanitair | Wastafel, bovenkant | 85 cm boven de vloer | 80 tot 90 cm | Meet vanaf de afgewerkte vloer. Bij een opzetkom reken je vanaf de bovenkant van de kom, dus zakt het meubel naar ongeveer 70 cm. |
| Sanitair | Wastafelkraan, uitloop | 25 tot 30 cm boven de wastafelrand | wat past bij de kom | Te hoog geeft spatten, te laag krijg je je handen er niet onder. |
| Sanitair | Fonteintje in het toilet | 80 tot 85 cm | 75 tot 90 cm | Vaak iets lager dan een wastafel omdat de ruimte krap is. |
| Sanitair | Toiletpot, bovenkant zitting | 40 tot 43 cm | 38 tot 48 cm | Een verhoogd toilet zit op 46 tot 48 cm en zit voor veel mensen prettiger. |
| Sanitair | Hangend toilet, onderkant pot | 40 cm boven de vloer | 38 tot 45 cm | De hoogte bepaal je bij het stellen van het inbouwreservoir, daarna ligt hij vast. |
| Sanitair | Toiletrolhouder | 70 cm hoog, 25 cm voor de pot | 60 tot 80 cm | Te ver naar achteren betekent draaien terwijl je zit. |
| Sanitair | Douchekraan, thermostaat | 100 tot 110 cm | 95 tot 120 cm | Je wilt hem kunnen bedienen zonder in de straal te staan. |
| Sanitair | Doucheglijstang, bovenkant | 180 tot 200 cm | afhankelijk van de lengste gebruiker | Reken op minstens 20 cm boven de kruin. |
| Sanitair | Regendouche, onderkant kop | 205 tot 215 cm | 200 tot 220 cm | Onder de 200 cm stoot een lange gebruiker zijn hoofd. |
| Sanitair | Handdoekradiator, onderkant | 20 tot 30 cm boven de vloer | 15 tot 40 cm | Laag genoeg voor luchtcirculatie, hoog genoeg om onder te dweilen. |
| Sanitair | Afvoer wastafel, muurdoorvoer | 50 tot 55 cm | 45 tot 60 cm | Onder de sifon door, en houd rekening met de kastindeling. |
| Elektra | Stopcontact in een woonruimte | 30 cm hart boven de vloer | 25 tot 40 cm | Bij nieuwbouw vaak 30 cm, bij renovatie kom je van alles tegen. |
| Elektra | Stopcontact boven een aanrechtblad | 115 tot 125 cm | 10 tot 20 cm boven het blad | Uit de spatzone van de kraan blijven. |
| Elektra | Lichtschakelaar | 105 cm hart boven de vloer | 90 tot 120 cm | Gelijk houden met de deurklink geeft een rustig beeld. |
| Elektra | Deurklink | 100 cm hart boven de vloer | 95 tot 105 cm | Ook de referentiehoogte waar schakelaars zich naar voegen. |
| Elektra | Meterkast, groepenkast | 150 tot 180 cm | bereikbaar zonder trapje | De hoofdschakelaar moet zonder klimmen te bedienen zijn. |
| Elektra | Wandcontactdoos buiten | minimaal 30 cm boven maaiveld | hoger bij kans op opspattend water | Spatwaterdicht uitvoeren en op een aardlekschakelaar aansluiten. |
| Elektra | Bedrade deurbel, drukknop | 110 tot 130 cm | 100 tot 140 cm | Ook bereikbaar voor kinderen en vanuit een rolstoel. |
| Elektra | Wandlamp naast een spiegel | 160 tot 170 cm | op ooghoogte van de gebruiker | Licht van opzij geeft minder schaduw dan licht van boven. |
| Elektra | Televisieaansluiting | 40 cm of op de hoogte van het scherm | afhankelijk van de opstelling | Bij een hangend scherm wil je de doos achter het scherm. |
| Keuken | Werkblad, bovenkant | 90 tot 95 cm | 85 tot 100 cm | Vuistregel: elleboog min 10 tot 15 cm. Lange mensen willen echt hoger. |
| Keuken | Bovenkasten, onderkant | 50 tot 60 cm boven het blad | 45 tot 65 cm | Te laag en je kunt niet met een pan onder de kast werken. |
| Keuken | Afzuigkap boven een elektrische kookplaat | 60 cm | 55 tot 70 cm | Onder de 55 cm wordt de kap te warm en vet hij snel dicht. |
| Keuken | Afzuigkap boven een gaspit | 65 cm | 65 tot 75 cm | Bij gas altijd hoger dan bij inductie in verband met de vlam. |
| Keuken | Plint onder de keukenkasten | 10 tot 15 cm | standaard 15 cm | Terugliggend zodat je met je tenen bij het blad kunt staan. |
| Keuken | Inbouwoven op ooghoogte | onderkant op 85 tot 90 cm | naar de gebruiker | Scheelt bukken met een hete plaat in je handen. |
| Trap | Trapleuning | 90 cm boven de voorkant van de trede | 85 tot 100 cm | Meet loodrecht vanaf de neus van de trede, niet vanaf de vloer. |
| Trap | Leuning langs een bordes | 100 cm | 90 tot 110 cm | Bij een bordes gelden strengere eisen dan langs de schuine trap. |
| Trap | Optrede, hoogte per trede | 18 tot 20 cm | maximaal 21 cm binnen een woning | Alle treden even hoog, ook de eerste en de laatste. |
| Trap | Aantrede, diepte van de trede | 22 tot 24 cm | minimaal 22 cm | Vuistregel: 2 keer de optrede plus de aantrede is 60 tot 64 cm. |
| Trap | Vrije doorloophoogte boven de trap | 230 cm | minimaal 210 cm | Meet loodrecht vanaf de neus van de trede naar het plafond. |
| Trap | Spijlafstand van een balustrade | maximaal 10 cm | kleiner bij kinderen | Zo kan een kinderhoofdje er niet tussen. |
| Deuren | Binnendeur, standaardmaat | 83 bij 201,5 cm | 78 tot 93 cm breed | De dagmaat van het kozijn is groter dan het deurblad. |
| Deuren | Voordeur, standaardmaat | 88 bij 201,5 cm | 83 tot 100 cm breed | Breder is prettig bij verhuizen en bij een rollator. |
| Deuren | Speling onder een binnendeur | 1 tot 1,5 cm | 2 cm bij mechanische ventilatie | De kier is de luchttoevoer naar de afzuiging, dus dicht hem niet. |
| Deuren | Speling rondom in het kozijn | 3 mm | 2 tot 4 mm | Te weinig speling en de deur klemt zodra het hout werkt. |
| Deuren | Scharnieren, afstand tot de hoek | 20 cm van boven en onder | 15 tot 25 cm | Bij een zware deur een derde scharnier in het midden. |
| Ventilatie | Ventilatierooster in een raam | boven in het kozijn | op de bovenregel | Warme lucht komt boven binnen en zakt langs het glas, dat tocht minder. |
| Ventilatie | Afzuigpunt in een badkamer | hoog in de ruimte | 20 tot 30 cm onder het plafond | Vocht stijgt, dus laag afzuigen werkt niet. |
| Ventilatie | Muurrooster kruipruimte | net boven het maaiveld | minimaal 15 cm | Anders slaat regenwater naar binnen en loopt het rooster dicht. |
| Ventilatie | Dakdoorvoer, afstand tot de nok | minimaal 50 cm | afhankelijk van het type | Te dicht bij de nok geeft terugslag bij wind. |
Niets gevonden. Probeer een kortere zoekterm.
Controleren voordat de motor voor het eerst draait
Uit de praktijk
Een knal en een gesprongen zekering op het omschakelmoment
Een korte knal precies op het moment dat de driehoekcontactor aantrekt, betekent bijna altijd dat ster en driehoek elkaar even overlappen. Twee fasen liggen dan rechtstreeks op elkaar en dat is kortsluiting achter de contactoren, niet in de motor.
Er zijn drie oorzaken die dit geven. De verbreekcontacten 21-22 van de vergrendeling zijn verwisseld met maakcontacten, de mechanische vergrendeling ontbreekt, of een contactor is verkleefd en valt niet meer af. Een verkleefde contactor herken je eraan dat het anker niet terugveert als je hem spanningsloos met de hand indrukt, en die vervang je in plaats van hem los te tikken.
De motor loopt in ster wel op, maar valt terug bij het omschakelen
Zakt het toerental hoorbaar in op het moment dat de driehoek inschakelt, dan was de motor nog niet ver genoeg op toeren. In driehoek moet hij dan alsnog versnellen vanaf een laag toerental, en dat kost een stroompiek die de directe aanloop benadert.
De oorzaak zit in de stertijd of in de last. Meet met een stroomtang of de stroom tijdens de stertijd echt afvlakt: gebeurt dat niet, dan komt de motor met een derde koppel simpelweg niet op snelheid en helpt een langere stertijd ook niet. Blijft de stroom hoog tot het einde van de stertijd, dan hoort bij deze machine een softstarter of een frequentieregelaar.
Brommen en trillen zodra de driehoek inschakelt
Een motor die in ster netjes aanloopt en in driehoek gaat brommen, trillen of hard afremmen, heeft in driehoek een draaiveld dat de andere kant op staat. Dat komt van een driehoekcontactor die recht is aangesloten in plaats van kruislings, dus L1 op U2 in plaats van op W2.
Blijft de motor alleen brommen zonder aan te lopen, dan ontbreekt er een fase in de driehoektak. Denk aan een losse ader op de contactor, een doorgebrande zekering van één fase of een klem die niet op moment is aangedraaid. Meet in dat geval de stroom in alle drie de aders: één ader met duidelijk afwijkende stroom wijst de tak aan waar het misgaat.
Het thermisch relais valt uit terwijl de motor koud blijft
Een beveiliging die afschakelt terwijl de motor niet eens warm wordt, staat meestal verkeerd ingesteld voor zijn plaats in de kring. Het relais in de wikkelingstak meet 0,58 keer de lijnstroom, en wie het instelt op de nominale stroom van het typeplaatje krijgt juist te weinig beveiliging.
Andersom komt vaker voor: een relais in de voedingsleiding dat op 0,58 keer de nominale stroom staat, ziet de volle lijnstroom en valt bij normale belasting uit. Kijk dus eerst waar het relais fysiek hangt en pas daarna naar de schaal. Valt het relais tijdens de aanloop uit bij een lange stertijd, dan is niet de instelling het probleem maar de aanlooptijd zelf.
Veelgemaakte fouten
Een motor met 230/400 V op het plaatje in ster driehoek willen starten
Deze motor draait op een net van 400 volt permanent in ster. Zet je hem in driehoek, dan krijgt elke wikkeling wortel drie keer te veel spanning en verbrandt de isolatie binnen korte tijd. De verhouding tussen de twee getallen op het plaatje is de enige controle die je nodig hebt.
Een brug in het klemmenbord laten zitten
Bij een geschakelde ster driehoek moeten alle bruggen eruit. Blijft er één zitten, dan legt de stercontactor twee wikkeleinden aan elkaar die al met een fase verbonden zijn. Dat is geen zachte aanloop maar een kortsluiting op het moment van inschakelen, en dat kost minstens een set zekeringen.
De driehoekcontactor recht in plaats van kruislings aansluiten
De driehoekcontactor hoort L1 op W2, L2 op U2 en L3 op V2 te leggen. Sluit je hem recht aan, dan draait het veld in driehoek de andere kant op dan in ster. De motor remt op het omschakelmoment met een stroompiek die veel hoger is dan een gewone aanloop.
Geen mechanische vergrendeling naast de elektrische
De verbreekcontacten voorkomen dat de besturing beide contactoren aanstuurt, maar ze doen niets als een contactor mechanisch blijft hangen. De vergrendeling tussen de twee spoelen blokkeert dat fysiek. Bij een schakeling die dagelijks vaak start, is dat het onderdeel dat een kortsluiting voorkomt.
De stertijd op gevoel instellen
Drie seconden klinkt redelijk, maar bij een zware massa is de motor dan nog lang niet op toeren. Meet de aanloopstroom met een stroomtang en kijk wanneer die afvlakt. Dat moment is de stertijd, en die verschilt per machine zelfs bij hetzelfde motorvermogen.
Een vieraderige kabel naar de motor trekken
Bij een geschakelde ster driehoek moeten alle zes de wikkeleinden naar de kast, dus je hebt zes aders plus aarde nodig. Wie een bestaande vieraderige kabel wil hergebruiken, komt onvermijdelijk bij een noodoplossing uit waarbij de bruggen alsnog in de motor blijven. Dan schakel je niets meer.
De draairichting omdraaien in het klemmenbord
Twee aders wisselen bij de motor of in de driehoekcontactor haalt de logica van de schakeling uit elkaar. Wisselen doe je in de voeding vóór de netcontactor, want dan draaien ster en driehoek allebei mee. Alles daarachter geeft twee verschillende draairichtingen in één schakeling.
De noodstop alleen in de startknop opnemen
Een noodstop moet de zelfhouding onderbreken, niet alleen de startpuls. Zit hij verkeerd in de kring, dan blijft de netcontactor gewoon aangetrokken en draait de motor door terwijl de knop is ingedrukt. Zet daarom alles wat moet kunnen afschakelen vóór de startknop.
Veelgestelde vragen
Wat doet een ster driehoek schakeling precies?
Hij laat een draaistroommotor aanlopen met de wikkelingen in ster, zodat over elke wikkeling ongeveer 230 volt staat in plaats van 400 volt. De stroom die de motor uit het net trekt is dan een derde van een directe aanloop. Na een paar seconden schakelt de besturing over naar driehoek en krijgt elke wikkeling de volle spanning. Je koopt daarmee een zachte aanloop, met als prijs dat het koppel tijdens de aanloop ook maar een derde is.
Hoe werkt de stuurstroom van een ster driehoek schakeling?
De stuurstroom is een aparte lichte kring die alleen de spoelen van de contactoren voedt, meestal op 230 volt tussen fase en nul of op 24 volt via een transformator. Vanaf de fase loopt hij door het verbreekcontact van het thermisch relais, de noodstop en de stopknop naar de startknop, die overbrugd wordt door een hulpcontact van de netcontactor. Dat hulpcontact is de zelfhouding, waardoor de motor blijft draaien nadat je de knop loslaat. Het tijdrelais zit in dezelfde kring en schakelt de ster af en de driehoek in.
Wat is een ster driehoek relais en welke tijd stel je in?
Een ster driehoek relais is een tijdrelais dat de omschakeling regelt. Het houdt de stercontactor de ingestelde stertijd vast, laat die vallen en trekt na een korte pauze de driehoekcontactor aan. Die pauze, de overgangstijd, ligt bij de meeste typen tussen 30 en 100 milliseconden en is vaak vast ingebouwd om overlap te voorkomen. De stertijd stel je zelf in, meestal tussen drie en tien seconden, en je bepaalt hem door met een stroomtang te kijken wanneer de aanloopstroom afvlakt.
Kan elke draaistroommotor in ster driehoek starten?
Nee, alleen een motor die op de netspanning in driehoek hoort te draaien. Op een net van 400 volt betekent dat 400/690 V op het typeplaatje, of de oudere aanduiding 380/660 V. Staat er 230/400 V of 220/380 V, dan draait de motor op 400 volt al in ster en is er geen zachtere aanloopstand meer beschikbaar. Een motor met een klemmenkast met maar drie klemmen of een vaste aansluitkabel valt eveneens af, want dan zijn de wikkelingen binnenin al doorverbonden.
Hoeveel scheelt ster driehoek in aanloopstroom en koppel?
Een directe aanloop trekt vijf tot acht keer de nominale stroom. In ster wordt dat ongeveer een derde daarvan, dus twee tot ruim twee en een half keer de nominale stroom. Het koppel zakt met dezelfde factor mee, want koppel loopt op met het kwadraat van de spanning over de wikkeling. Die verhouding is vast: je kunt niet de stroom beperken en toch vol koppel houden, en dat is meteen de reden dat deze schakeling niet bij elke machine past.
Hoeveel aders heeft de kabel naar de motor nodig?
Zes aders plus aarde, dus een zevenaderige kabel. Bij een geschakelde ster driehoek gaan alle bruggen uit het klemmenbord en moeten alle zes de wikkeleinden naar de schakelkast. Elke ader voert de wikkelingstroom van ongeveer 0,58 keer de nominale motorstroom, dus de doorsnede mag kleiner zijn dan bij een directe aanloop met drie aders. Kies bij een machine die trilt of beweegt een soepele mantelkabel in plaats van stugge YMvK.
Waar stel ik het thermisch relais op in?
Dat hangt af van waar het relais hangt. Zit het in de wikkelingstak, dus tussen de netcontactor en de motorklemmen, dan meet het de wikkelingstroom en stel je het in op 0,58 keer de nominale stroom van het typeplaatje. Zit het in de voedingsleiding vóór de splitsing, dan meet het de volle lijnstroom en stel je de nominale stroom zelf in. Kijk dus eerst fysiek waar het relais zit, want dezelfde motor krijgt op de twee plekken een heel verschillende instelling.
Wat gebeurt er als ster en driehoek tegelijk inschakelen?
Dan liggen twee fasen via de wikkeleinden rechtstreeks op elkaar en heb je kortsluiting achter de contactoren. Meestal hoor je een korte knal en valt de voorbeveiliging, en in het slechtste geval branden de contacten van beide contactoren vast. Daarom zitten er twee vergrendelingen in: de verbreekcontacten 21-22 die elkaar elektrisch blokkeren, en een mechanische vergrendeling tussen de twee contactoren. De vaste overgangstijd in het tijdrelais is de derde beveiliging tegen datzelfde probleem.
Hoe draai ik de draairichting van de motor om?
Door twee fasen te wisselen in de voeding vóór de netcontactor. Dan draait het veld in ster en in driehoek allebei om en blijft de rest van de schakeling kloppen. Wissel nooit twee aders bij de motor of op de driehoekcontactor: dan hebben ster en driehoek een tegengestelde draairichting en remt de motor op het omschakelmoment hard af met een grote stroompiek. Controleer de richting altijd kort, met de machine mechanisch vrij.
Wanneer kies ik liever een softstarter of een frequentieregelaar?
Zodra de motor onder last moet aanlopen. Een compressor die tegen keteldruk start, een hydraulische pomp onder druk en een beladen transportband komen met een derde koppel niet op toeren. Een softstarter regelt de spanning geleidelijk op en maakt de overgang vloeiend, een frequentieregelaar levert ook bij laag toerental vol koppel en kan de snelheid regelen. Reken bij een regelaar wel op lekstroom naar aarde, waardoor een gewone aardlekschakelaar kan afschakelen en er een type B nodig is.
Kan ik het toerental regelen met de ster stand?
Nee. Het toerental van een draaistroommotor volgt de netfrequentie en het aantal poolparen, niet de spanning. In ster draait de motor uiteindelijk net zo snel, alleen met een derde van het koppel en met meer slip onder last. Blijf je in ster draaien met een machine die last vraagt, dan neemt de slip toe, loopt de stroom door de wikkelingen op en wordt de motor heet. Toerental regelen kan alleen met een frequentieregelaar.
Mag ik een ster driehoek schakeling zelf aansluiten?
Aan je eigen installatie thuis mag je werken, maar de krachtstroomgroep waar de kast op komt zit achter de hoofdzekering in de meterkast en die laat je door een erkend installateur aanleggen. In een bedrijf of werkplaats geldt NEN 3140: daar mag alleen iemand die daarvoor is aangewezen en onderricht aan de installatie werken, en na een wijziging hoort de machine opnieuw gecontroleerd te worden. Twijfel je over de vergrendeling of over de instelling van de beveiliging, laat de kast dan nakijken voordat de motor voor het eerst draait.
Wanneer je beter een vakman belt
Het opbouwen en bedraden van de kast zelf is werk dat een handige klusser met kennis van 400 volt kan doen. Er zijn drie momenten waarop je beter belt.
Het eerste is de voeding. Een nieuwe krachtstroomgroep of het verzwaren van een bestaande gebeurt achter de hoofdzekering in de meterkast, en dat is werk voor een erkend installateur. Datzelfde geldt als er een aardlekbeveiliging van type B bij moet omdat er een frequentieregelaar achter komt.
Het tweede is de machine waar de motor in zit. Bij een productiemachine of een pers hangt er meer aan de besturing dan alleen starten en stoppen, met veiligheidscircuits, deurschakelaars en noodstopketens die als geheel moeten kloppen. Een los ingebouwde ster driehoek schakeling kan zo'n keten stilletjes onderbreken.
Het derde is twijfel over de motor zelf. Wordt hij warm, ruikt hij scherp of blijft de stroom te hoog terwijl de schakeling klopt, dan zit het probleem in de wikkeling of in de aangedreven machine. Een motorrevisiebedrijf meet de isolatieweerstand en de wikkelingweerstanden en zegt binnen een halfuur of er nog wat te redden valt.