سافت استارتر یک دستگاه الکترونیکی است که برای افزایش تدریجی ولتاژ و جریان عرضه شده به موتور الکتریکی، در طول راه اندازی از آن استفاده می شود. این کمک می کند تا جریان هجومی زیاد اولیه که می تواند هنگام روشن شدن موتور اتفاق بیفتد، کاهش یابد که می تواند به موتور و سیستم الکتریکی آسیب برساند. سافت استارترها معمولاً شتاب و کاهش سرعت موتور را کنترل میکنند و در نتیجه فرآیند راهاندازی و خاموشی نرم و کنترلشده را به همراه دارند.
به عبارت ساده، سافت استارتر یک وسیله الکترونیکی است که شتاب موتور الکتریکی را کنترل می کند تا جریان راه اندازی و عوارض جانبی راه اندازی مستقیم موتور را تا حد زیادی کاهش دهد.
سافت استارتر (Soft Starter) یا راه انداز نرم موتور دستگاهی است که از آن برای کنترل جریان راه اندازی الکتروموتور استفاده می کنند و به عبارتی دیگر با استفاده از این دستگاه می شود توان را به صورت تدریجی به موتور ها انتقال داد. همان طور که می دانید، موتورهای الکتریکی 3 فاز AC، امروزه در صنایع، کاربردهای بسیار وسیعی دارند و یکی از مهم ترین دغدغه ها برای استفاده از این موتور ها در صنایع، نحوه راه اندازی آن ها می باشد. این موضوع هم به جهت عدم آسیب رسانی به شبکه برق متصل به موتورها و همچنین عدم ایجاد اشکال فنی برای موتور حائز اهمیت می باشد. جریان راه اندازی موتورهای الکتریکی در حدود 5 الی 8 برابر جریان نامی موتور می باشد. زمان راه اندازی می تواند زیر 1 ثانیه تا نیم دقیقه و یا بیشتر طول بکشد. این جریان چند برابری در همین مدت کوتاه باعث ایجاد افت ولتاژ شدید (بسته به سایز موتور) بر روی شبکه برق متصل به موتور می شود و عملکرد تجهیزات حفاظتی و تجهیزات دیگر متصل به شبکه برق را با مشکل مواجه می کند.
پنج نوع اصلی سافت استارتر
هر نوع موتور به نوع خاص خود به سافت استارتر نیاز دارد. پنج نوع اصلی طبقه بندی سافت استارتر وجود دارد که هر کدام مزایا و کاربردهای منحصر به فرد خود را دارند. چه در حال بررسی انواع مختلف سافت استارترها برای موتورهای بزرگ باشید و چه در جستجوی انواع موتورهای کوچکتر، ما به شما کمک می کنیم استارت ولتاژ کاهش یافته مناسب را برای نیازهای خود پیدا کنید.
1. مقاومت اولیه
مقاومت های اولیه یکی از سافت استارت های اصلی هستند که در اوایل دهه 1900 معرفی شدند. همانطور که از نام آن پیداست، مقاومت هایی درگیر هستند، یکی برای هر یک از سه فاز جریان. هنگامی که مقاومت ها در جای خود قرار می گیرند، در هنگام راه اندازی موتور در برابر جریان مقاومت می کنند و باعث کاهش ولتاژ می شوند. هنگامی که موتور به نقطه از پیش تعیین شده شتاب می گیرد، یک تایمر مجموعه کنتاکت ها را می بندد تا مقاومت ها را از مدار خارج کند و قدرت کامل را به موتور می دهد.
مقاومتهای اولیه که بهخاطر راهاندازی نرمشان شناخته میشوند، شتاب دو نقطهای را ارائه میکنند، برای موتورهایی که برای جلوگیری از آسیب به ماشینآلات ایدهآل هستند، مانند موتورهای قفس سنجابی، به گشتاور محدودی نیاز دارند.
2. اتوترانسفورماتور
اتوترانسفورماتورها یکی از موثرترین روش های راه اندازی نرم هستند. هنگامی که جریان راه اندازی از خط کشیده می شود و باید به حداقل برسد، اما حداکثر گشتاور راه اندازی در هر آمپر خط ضروری است، ترانسفورماتورهای خودکار بر مقاومت های اولیه ترجیح داده می شوند. این استارت موتور بهجای تکیه بر مقاومتها، از ضربههایی روی سیمپیچهای ترانسفورماتور با انعطافپذیری داخلی برای کنترل توان ورودی به موتور استفاده میکند. با فعال کردن هر یک از سه ضربه روی سیم پیچ ها، جریان های مختلفی به موتور ارسال می شود. اتوترانسفورماتورها یک منبع تغذیه عالی هستند که جریان را به موتور می دهند و در عین حال ولتاژ را پایین نگه می دارند.
هنگامی که شما نیاز به راه اندازی موتورهای القایی 3 فاز متصل به ستاره یا مثلث دارید، اتوترانسفورماتورها یک انتخاب عالی هستند.
3. سیم پیچی قطعه
با استفاده از روش سیمپیچ قطعه سافت استارتر، سیمپیچهای موتور باید به دو یا چند مجموعه مجزا تقسیم شوند که برای کار موازی در نظر گرفته شدهاند. در هنگام راهاندازی، برق فقط به یک مجموعه از سیمپیچها اعمال میشود، اما با رسیدن موتور به سرعت، نیرو به مجموعه دیگر اعمال میشود تا کار عادی خود را از سر بگیرد. سیمپیچهایی که از این طریق انرژی میگیرند، جریان راهاندازی و گشتاور کمتری تولید میکنند. سیم پیچ قطعه همچنین افت ولتاژ و گرمای بیش از حد را در هنگام راه اندازی به حداقل می رساند.
روش سیم پیچ قطعه برای موتورهایی که نیروی گریز از مرکز متحرک مانند پمپ ها، فن ها و دمنده ها را تامین می کنند، ایده آل است.
4. وای دلتا
سافت استارتر Wye-Delta را فقط می توان در موتورهایی استفاده کرد که دارای نقاط اتصال به هر یک از سه سیم پیچ سیم پیچ هستند، مخصوصاً با شش لید برای هر دو اتصال دلتا و وای.
پیکربندی Wye – که به دلیل شکل “Y” آن نامگذاری شده است. منجر به اتصال ولتاژ خط می شود که به سیم پیچ بزرگتر الکتریکی اعمال می شود و به کاهش جریان خط کمک می کند. پس از مدت زمان از پیش تعیین شده، استارت این سیم پیچ ها را به صورت الکتریکی به پیکربندی دلتا تغییر می دهد – که به دلیل شباهت آن به “دلتا” یونانی نامگذاری شده است. که در طی آن سیم پیچ ها به طور معمول وصل می شوند و هر سیم پیچی ولتاژ کامل دریافت می کند.
دو نوع مختلف استارتر Wye-Delta وجود دارد:
Open Transition: استارت در نقطه انتقالی قرار می گیرد که در آن هنگام تعویض از Wye به Delta، موتور باید قطع و وصل شود. این ممکن است باعث ایجاد یک مشکل جزئی در کار شود و مقداری جریان هجومی ایجاد کند.
انتقال بسته: با استفاده از یک تماس اضافی و مجموعه ای از مقاومت ها، موتور در طول انتقال Wye به دلتا به صورت آنلاین نگه داشته می شود. این امر نگرانیهای مربوط به جریان هجومی را از بین میبرد، اما هزینه این سافت استارترها کمی بیشتر از انتقال باز است.
استارتهای Wye-Delta یکی از رایجترین استارتهای ولتاژ کاهشیافته هستند که در موتورهای القایی سه فاز و اسب بخار زیاد استفاده میشوند.
5. حالت جامد
استارترهای حالت جامد جدیدترین و مؤثرترین روش هستند که با استفاده از یکسوساز کنترل سیلیکونی یا SCR، اجزای مکانیکی را با قطعات الکتریکی جایگزین میکنند. در طول شتاب موتور، SCR ولتاژ، جریان و گشتاور موتور را کنترل می کند. همچنین میتواند جریانهای سنگین را به سرعت تغییر دهد، به این معنی که راهانداز نرم میتواند شتاب نرم و بدون گام را فراهم کند، که به عنوان نرمترین روش سافت استارتر در نظر گرفته میشود. یک موتور در سراسر خط (ولتاژ کامل) 5-7 برابر مقدار جریان نامی برای یک جدول زمانی کوتاه در هنگام راه اندازی می کشد.
این افزایش جریان مصرف برق را بالا می برد و همان چیزی است که در قبض آب و برق خود برای آن هزینه دریافت می کنید. استارت حالت جامد (سافت استارتر) این جریان هجومی را کنترل می کند و تلفات الکتریکی را کاهش می دهد، بنابراین در هزینه انرژی و همچنین فرسودگی مکانیکی صرفه جویی می کند.
به عنوان یک استارت موتور AC، استارتهای حالت جامد اغلب در کاربردهای صنعتی و همچنین سیستمهای HVAC، تجهیزات پردازش، آسانسورها، استخراج و غیره استفاده میشوند.
عملکرد سافت استارتر موتور بر اساس اصل کنترل میزان ولتاژ اعمال شده به موتور است. این ولتاژ کنترل شده با محدود کردن گشتاور موتور به دست می آید. این محدود کردن گشتاور به سافت استارتر اجازه میدهد تا ولتاژ را کاهش دهد و به آن اجازه میدهد تا افت ولتاژ را به تدریج متوقف کند تا جریان روان را به دست آورد.
در بسیاری از سافت استارترهای الکتریکی از یک سری دستگاه های حالت جامد به نام تریستور استفاده می شود. این تریستورها برای محدود کردن ولتاژ به سطح قابل کنترل تری در هنگام شروع به کار موتور استفاده می شوند. این تریستورها حالت ON دارند و به جریان جریان و حالت خاموش اجازه می دهند تا جریان را محدود کنند. هنگامی که تریستورها روشن هستند، موتور روشن می شود و هنگامی که موتور به قدرت کامل خود رسید، این تریستورها شل می شوند. به این صورت است که سافت استارتر دمای موتور را پایین نگه می دارد و فشار وارده به آن را کاهش می دهد.
در حالی که سافت استارترهای الکتریکی نمونه ای از راه حل های ممکن راه انداز نرم هستند، آنها تنها راه حل موجود نیستند. گزینه های مکانیکی نیز وجود دارد که کمتر به جریان الکتریکی و بیشتر به محلول های فیزیکی و مکانیکی متکی هستند.
سافت استارترهای مکانیکی به کلاچ ها و کوپلینگ های مختلف متکی هستند که از سیالات، شات فولادی یا نیروهای مغناطیسی برای کاهش میزان گشتاور در موتور استفاده می کنند. همانطور که قبلاً بحث شد، این ولتاژ مجاز برای عبور از موتور را محدود میکند و به آن اجازه میدهد تا به آرامی و آسانتر روشن شود.
اکنون که پیشینه ای در مورد اینکه سافت استارتر چیست، چگونه کار می کند و برای چه مواردی استفاده می شود دارید، سوال منطقی بعدی این است: چه زمانی به یک سافت استارتر نیاز دارم؟ آیا برای هر موتوری به آن نیاز دارید؟ آیا فقط برای برخی از ماشین های شما لازم است یا باید یک گزینه سافت استارتر روی هر موتوری که دارید نصب کنید؟
اولین پاسخ این است که هیچ موتوری مطلقاً به یک سافت استارتر نیاز ندارد. هر موتوری می تواند بدون آنها کار کند. این بدان معنی است که شما نباید برای نصب آنها فشار بی موردی را احساس کنید.
با این حال، موتورهای زیادی وجود دارند که از نصب سافت استارتر سود زیادی خواهند برد و برخی از موتورها بیشتر از سایرین سود خواهند برد. این به این دلیل است که موتورهای خاصی به دلیل جریان الکتریکی بیش از حد در مرحله راه اندازی، مستعد خراب شدن و فرسودگی هستند. در اینجا فقط چند مورد از مکان هایی که معمولاً از سافت استارترها برای تسهیل فرآیند راه اندازی استفاده می شود آورده شده است:
1. کاربردهای پمپ
در کاربردهای مختلف پمپ، خطر نوسانات برق وجود دارد. با نصب سافت استارتر و تغذیه جریان الکتریکی به موتور به صورت تدریجی، این خطر تا حد زیادی کاهش می یابد.
2. تسمه نقاله
با تسمه نقاله، همیشه ممکن است با یک شروع ناگهانی مشکلاتی ایجاد کند. ممکن است کمربند تکان بخورد و به هم نخورد. استارت معمولی همچنین فشار غیرضروری به اجزای محرک تسمه اضافه می کند. با نصب سافت استارتر، تسمه به تدریج راه اندازی می شود و تسمه شانس بیشتری برای ماندن در مسیر مناسب دارد.
3. فن ها و سیستم های مشابه
در سیستم های دارای محرک تسمه، مشکلات احتمالی مشابه مشکلاتی است که در تسمه نقاله ایجاد می شود. شروع ناگهانی به این معنی است که کمربند در خطر لیز خوردن از مسیر خود قرار دارد. یک سافت استارتر این مشکل را اصلاح می کند.
4. هلیکوپترهای برقی
درک اینکه چرا شروع ناگهانی یک هلیکوپتر می تواند فاجعه بار باشد، دشوار نیست. اگر پروانه ها به طور ناگهانی و شدید با یک موج ناگهانی شروع شوند، این می تواند خطرناک باشد. در عوض، سافت استارتر به پروانه ها اجازه می دهد تا به آرامی شروع به کار کنند.
چرا باید از سافت استارتر استفاده کرد؟ پس از همه، این به معنای سرمایه گذاری پول اضافی خواهد بود. آیا واقعا ارزشش را دارد؟ آیا باید زمان و پول خود را در این علاوه بر موتور خود سرمایه گذاری کنید؟
در حالی که به خود موتور بستگی دارد، ما فکر می کنیم ارزش آن را دارد. در اینجا برخی از مزایای اصلی وجود دارد که می توانید انتظار داشته باشید هنگام نصب یک استارت نرم روی موتور خود تجربه کنید:
1. کاهش مصرف انرژی
کاهش میزان انرژی مورد نیاز ماشین های شما همیشه یک هدف ایده آل است. منطقی است که یک سافت استارتر به این امر کمک کند. با استارت معمولی، موتور بلافاصله شروع به مصرف حداکثر انرژی می کند و این کار را برای تمام مدت کارکرد موتور ادامه می دهد.
با شروع نرم، ولتاژ به تدریج به حداکثر می رسد. این بدان معناست که در مجموع انرژی کمتری مصرف می شود.
2. کاهش خطر افزایش قدرت
هنگامی که حداکثر ولتاژ بلافاصله وارد موتور شما می شود تا آن را راه اندازی کند، همیشه این احتمال وجود دارد که مدارها بیش از حد بارگذاری شوند و موتور شما با افزایش برق مواجه شود. سافت استارتر یک اقدام محافظتی عالی در برابر نوسانات برق است. به جای اینکه تمام برق به یکباره به مدارها پرتاب شود، ولتاژ به تدریج افزایش می یابد.
3. زمان شتاب قابل تنظیم
هر شروع نرم به این گزینه مجهز نیست، اما برخی از آنها مجهز هستند – و این یک مزیت قابل توجه است. با استفاده از این گزینه، میتوانید انتخاب کنید که میخواهید موتور شما چه مدت برای روشن شدن زمان صرف کند.
برای مثال، اگر میدانید که موتور یا دستگاه شما مستعد نوسانات برق است یا قدیمی و فرسوده است، ممکن است آن را طوری تنظیم کنید که روشن شود. از سوی دیگر، اگر می دانید دستگاه شما محکم و قابل اعتماد است، ممکن است اجازه دهید زمان کوتاه تری برای روشن شدن آن صرف شود، مشکلی ندارید. در هر صورت، این انعطاف پذیری و شخصی سازی یک مزیت بزرگ است.
4. افزایش احتمالی شروع های ممکن در هر ساعت
برای روشن شدن متعارف یک موتور انرژی زیادی لازم است. این بدان معنی است که بسته به دستگاه، ممکن است نتواند در یک ساعت خاص تعداد دفعات زیادی را روشن کند.
با این حال، با شروع نرم، موتور شما با هر بار روشن شدن انرژی کمتری مصرف میکند، به این معنی که میتواند بیشتر اوقات روشن شود.
5. کاهش خطر گرمای بیش از حد
موج بزرگ انرژی مرتبط با راه اندازی معمولی گاهی اوقات می تواند باعث گرم شدن بیش از حد موتور شود. این گرمای بیش از حد می تواند بی ضرر باشد، اما همچنین می تواند منجر به خاموش شدن موقت موتور شود و حتی می تواند باعث آسیب دائمی به موتور شود.
ناگفته نماند که یک شروع نرم شامل این انفجار اولیه قدرت نمی شود. در عوض، یک موج ملایم الکتریسیته به موتور وارد می شود که منجر به کاهش شدید خطر گرمای بیش از حد می شود.
6. بهبود بهره وری عملیاتی
استارت آپ های معمولی گاهی اوقات می توانند کاملاً خوب کار کنند. اما در مواقع دیگر می توانند مشکلاتی را ایجاد کنند. موتور ممکن است بیش از حد گرم شود. ممکن است دستگاه دچار مشکل شود. ممکن است یک موج برق وجود داشته باشد.
از آنجایی که خطر این مشکلات با شروع نرم از بین می رود یا به میزان زیادی کاهش می یابد، دستگاه شما می تواند کارآمدتر و با خطر کمتر مشکل و آسیب کار کند.
7. طول عمر طولانی
تضمین چیزی مانند طول عمر یک دستگاه غیرممکن است. هر چیزی ممکن است اتفاق بیفتد و آسیب ممکن است در هر زمان رخ دهد. با این حال، شرط بسیار خوبی است که با افزودن یک استارت نرم به دستگاه خود، عمر مفید آن را افزایش دهید.
این منطقی است! شما خطر بسیاری از حوادث و سوانح را که پتانسیل پایان دادن به عمر مفید ماشین را دارند، کاهش می دهید.
یک VFD شباهت هایی به سافت استارتر دارد، اما تفاوت های کافی برای قرار دادن آن در یک کلاس خاص وجود دارد. VFD که رسما به عنوان درایو فرکانس متغیر شناخته می شود، یک دستگاه کنترل موتور است که سرعت موتور القایی AC را کنترل می کند. این بدان معنی است که می تواند سرعت کار موتور را در هر دو چرخه استارت و توقف و همچنین در طول چرخه کار معمولی کنترل کند.
بر این اساس، به راحتی می توان شباهت های بین VFD و سافت استارتر را مشاهده کرد. هر دو روشی برای کنترل مقدار نیرویی که از طریق موتور در حال راه اندازی است را کنترل می کنند و هر دو می توانند از مواردی مانند نوسانات برق و مشکلات در هنگام راه اندازی جلوگیری کنند. با این حال، آنها در مورد روشی که برای دستیابی به این هدف به کار می برند متفاوت هستند.
اگر هدف اصلی شما صرفه جویی در انرژی باشد، معمولا VFD ترجیح داده می شود. این به این دلیل است که VFD فقط سرعت موتور را در مرحله روشن کردن محدود نمی کند. همچنین می تواند به شما در کنترل سرعت در چرخه دویدن معمولی و همچنین در مرحله خاموش شدن کمک کند. این آنها را برای کاهش قدرت در مواقعی که نیازی به آن نیست ایده آل می کند و در نتیجه انرژی کمتری مصرف می شود.
VFD ها همچنین در شرایطی که کنترل سرعت و عملکرد روان یک ماشین مهم است، انتخاب خوبی هستند. برنامه هایی مانند آسانسور و پله برقی با این توضیحات مطابقت دارند. در برنامه هایی مانند این، شما قادر خواهید بود سرعت ثابت این قطعات تجهیزات را کنترل کرده و از تجربه هر گونه افزایش غیرمنتظره قدرت در آنها جلوگیری کنید.
برای مشاوره بیشتر و گفت و گو با کارشناسان ما میتوانید همین حالا تماس بگیرید.