Motorstartmethoden vergelijken — DOL, ster-driehoek, softstarter, frequentieomvormer

De motor-vervangen-gids behandelt hoe je een motor veilig vervangt, inclusief de ster/driehoek-keuze op het typeplaatje. Dit artikel behandelt een ander aspect van dezelfde motor: welke startmethode je kiest, en waarom dat direct van invloed is op de inschakelstroom, het aanloopkoppel en de belasting van kabel en schakelmateriaal.

De vier gangbare startmethoden

Let op: dit zijn typische ordes van grootte uit de praktijk, geen gegarandeerde waarden voor elke motor — de daadwerkelijke inschakelstroom hangt af van het motorontwerp (kooivorm), de belasting tijdens het starten en de instelling van de softstarter/VFD.

Waarom ster-driehoek niet altijd een goed alternatief is

Ster-driehoek verlaagt de inschakelstroom, maar het aanloopkoppel daalt evenredig mee — omdat koppel bij benadering evenredig is met het kwadraat van de aangeboden spanning, levert de sterstand slechts ongeveer een derde van het DOL-aanloopkoppel. Voor een belasting met een hoog aanloopkoppel (bijvoorbeeld een volle transportband of een compressor die al onder druk staat) kan de motor in ster domweg niet op toeren komen — hij blijft "hangen" totdat de stroom te hoog oploopt of de motorbeveiliging aanspreekt. Ster-driehoek is daarom vooral geschikt voor laag-aanloopkoppel-belastingen zoals ventilatoren en centrifugaalpompen die relatief onbelast opstarten.

Ook de omschakelmoment zelf (van ster naar driehoek) veroorzaakt een korte, scherpe stroom- en koppelpiek doordat de motor tijdens de omschakeling kortstondig spanningsloos is en vervolgens weer met een faseverschil wordt bijgeschakeld — bij een verkeerd ingestelde omschakeltijd (te vroeg, voordat de motor voldoende is opgetoerd) kan die piek net zo hoog worden als een DOL-inschakeling.

Softstarter versus frequentieomvormer

Een softstarter regelt alleen de spanning (via fasesnijding met thyristoren) en houdt de netfrequentie vast — geschikt om de inschakelstroom en de mechanische schok bij het starten te beperken, maar biedt geen snelheidsregeling tijdens bedrijf; na de rampfase wordt de motor doorgaans kortgesloten (bypass) naar het volle net.

Een frequentieomvormer regelt zowel spanning als frequentie gelijktijdig (V/f-verhouding), waardoor het slip — en dus de opgenomen stroom — tijdens de hele aanloop laag blijft terwijl het motorkoppel intact blijft. Dat maakt een VFD geschikt voor toepassingen die ook tijdens bedrijf variabele snelheid nodig hebben (pompen, ventilatoren met debietregeling), maar brengt een eigen aandachtspunt met zich mee: zie de frequentieomvormer-aarding-emc-gids voor de EMC-aarding en lagerstromen die bij PWM-aansturing horen.

Praktische relevantie

Bij het kiezen of vervangen van een startmethode voor een driefasemotor moet worden vastgesteld: wat is het benodigde aanloopkoppel van de belasting (hoog aanloopkoppel sluit een eenvoudige ster-driehoekstart vaak uit), is variabele snelheid tijdens bedrijf nodig (dan een VFD), en is de bekabeling/motorbeveiliging (zie ook de motor-vervangen-gids) berekend op de daadwerkelijk gekozen inschakelstroom van de gekozen methode.

Veelgemaakte fouten

1. Ster-driehoek toepassen op een belasting met hoog aanloopkoppel — het aanloopkoppel in ster is slechts ongeveer een derde van het DOL-koppel; de motor komt dan niet op toeren.
2. De omschakeltijd van ster naar driehoek te kort instellen — de motor is dan nog niet voldoende opgetoerd bij de omschakeling, wat een scherpe stroom-/koppelpiek veroorzaakt die de bedoelde stroombeperking teniet doet.
3. Een softstarter en een frequentieomvormer als onderling uitwisselbaar behandelen — een softstarter regelt alleen de inschakelfase (vaste netfrequentie, geen snelheidsregeling in bedrijf), een VFD regelt spanning én frequentie continu.

Gerelateerd

• Een 3-fase motor veilig vervangen
• Frequentieomvormers installeren — EMC-aarding en lagerstromen
• Automaat-karakteristieken B, C, D