درایو فرکانس متغیر یا VFD و سافت استارتر زیمنس هر دو دو نوعی از استارت موتور هستند. از آنجایی که هر دوی اینها از اجزای نیمه هادی برای کار استفاده می کنند، مردم بیشتر آنها را با یکدیگر اشتباه می گیرند. از هر دوی آنها می توان برای راه اندازی و توقف ایمن موتور القایی استفاده کرد. به غیر از آن، آنها بر اساس ویژگی های مختلف دیگر کاملاً متفاوت هستند. برخی از این ویژگی ها نسبت به دیگری مزیت دارند.
قبل از پرداختن به لیست تفاوت های VFD و سافت استارتر، بیایید بحث کنیم که استارت موتور چیست.
استارت موتور
استارت موتور وسیله ای است که برای راه اندازی و توقف ایمن موتور القایی استفاده می شود. یک موتور القایی به دلیل مقاومت کم سیم پیچی که دارد، مقدار زیادی جریان الکتریکی (تقریباً 8 برابر جریان نامی خود) در هنگام راه اندازی می کشد. این جریان راه‌اندازی عظیم، جریان هجومی نامیده می‌شود که می‌تواند به سیم‌پیچ‌های داخلی موتور آسیب برساند و طول عمر آن را کاهش دهد و در بدترین حالت باعث فرسودگی موتور شود.
استارت موتور برای کاهش جریان راه اندازی استفاده می شود تا بتواند با خیال راحت بدون هیچ آسیبی به سیم پیچ ها یا سایر قطعات مکانیکی به دلیل تکان های ناگهانی راه اندازی شود. همچنین به متوقف کردن موتور پس از خاموش شدن برق کمک می کند. آنها همچنین محافظت در برابر ولتاژ پایین و جریان اضافی را ارائه می دهند. به همین دلیل است که باید از استارت موتور استفاده کنیم.
سافت استارتر
نوعی استارت موتور است که با کاهش ولتاژ اعمال شده به موتور، جریان راه اندازی یا جریان هجومی زیاد را کاهش می دهد. از تریستورهای نیمه هادی برای کنترل ولتاژ تغذیه شده استفاده می کند. یک جفت تریستور در یک سازند پشت سر هم برای کنترل جریان جریان در هر دو جهت استفاده می شود. بنابراین، یک سافت استارتر سه فاز از 6 تریستور برای کاهش ولتاژ در هر سه فاز به طور همزمان استفاده می کند. اطلاعات بیشتر در مورد ساختار آن در مقاله “سافت استارتر چیست“
تریستور دارای 3 پایانه یعنی آند، کاتد و گیت است. جریان نمی تواند جریان یابد مگر اینکه یک پالس ولتاژ به دروازه تریستور اعمال شود. اعمال سیگنال گیت تریستور را فعال می کند و جریان از آن عبور می کند. مقدار جریان یا ولتاژ مجاز توسط تریستور با تغییر زاویه سیگنال دروازه به نام زاویه شلیک کنترل می شود. بنابراین جریان هجومی راه اندازی عرضه شده به موتور را کاهش می دهد.
هنگامی که موتور روشن می شود، زاویه شلیک برای تامین ولتاژ پایین کنترل می شود که به تدریج افزایش می یابد. با رسیدن ولتاژ به ولتاژ خط، موتور به آرامی سرعت خود را افزایش می دهد و موتور با سرعت نامی خود شروع به کار می کند. معمولاً از کنتاکتور بای پس برای تامین ولتاژ خط مستقیم به موتور در حالت عادی استفاده می شود.
در هنگام توقف موتور، همین عملیات برای کاهش تدریجی ولتاژ برای کاهش سرعت موتور و در نهایت قطع شدن منبع ولتاژ ورودی اتفاق می افتد.
از آنجایی که سافت استارتر تنها ولتاژ تغذیه را در هنگام راه اندازی و توقف موتور کاهش می دهد، نمی تواند سرعت موتور را در طول کارکرد عادی تغییر دهد. بنابراین از آنها برای کاربرد سرعت ثابت استفاده می شود.
سافت استارتر هیچ هارمونیکی در سیستم ایجاد نمی کند. بنابراین برای حذف هارمونیک ها از سیستم نیازی به فیلتر اضافی ندارد.
طراحی بسیار فشرده ای دارد و اندازه آن در مقایسه با VFD بسیار کوچکتر است زیرا به قطعات کمتری برای عملکرد آن نیاز دارد. همچنین هزینه کلی سافت استارتر را در مقایسه با VFD کاهش می دهد.
VFD (درایو فرکانس متغیر)
یک درایو فرکانس متغیر “VFD” یک استارت موتور مبتنی بر نیمه هادی است. این می تواند با خیال راحت موتورهای الکتریکی را راه اندازی و متوقف کند و همچنین سرعت موتور را در حین کار به طور کامل کنترل کند. می تواند ولتاژ تغذیه و همچنین فرکانس آن را کنترل کند. از آنجایی که سرعت موتور القایی به فرکانس تغذیه بستگی دارد، VFD بیشتر برای تغییر سرعت موتور در طول کار استفاده می شود.
یک VFD دارای سه مدار است یعنی یکسو کننده، فیلتر DC و اینورتر. ابتدا ولتاژ خط AC با استفاده از مدار یکسو کننده به DC تبدیل می شود. سپس با عبور از فیلتر DC صاف می شود. سپس ولتاژ DC ثابت با استفاده از مدار اینورتر به AC تبدیل می شود. مدار کنترل منطقی اینورتر اجازه می دهد تا ولتاژ و فرکانس ولتاژ AC خروجی را تغییر دهید. می توان از آن برای افزایش هموار سرعت موتور از 0 دور در دقیقه به سرعت نامی آن و گاهی اوقات بالاتر از سرعت نامی خود با افزایش فرکانس استفاده کرد. بنابراین، کنترل کاملی بر ویژگی های سرعت گشتاور موتور ارائه می دهد.
پیشنهاد VFD می تواند سرعت موتور را در حین کار با تغییر فرکانس ولتاژ عرضه شده تغییر دهد. بنابراین در کاربردهایی که سرعت موتور نیاز به تغییر دارد استفاده می شود. یک مثال بهتر می تواند سرعت فن بر اساس دما و سرعت پمپ آب بر اساس فشار آب ورودی باشد.
گشتاور موتور به طور مستقیم با جریان تغذیه و با ولتاژ تغذیه متناسب است. ما می توانیم به طور کامل ولتاژ و همچنین فرکانس را برای کنترل گشتاور موتور کنترل کنیم.
استارت موتورهای سنتی مانند استارت DOL و سافت استارتر نمی توانند سرعت موتور را تغییر دهند. بنابراین، می تواند موتور را با سرعت کامل (با قدرت کامل) روشن کند یا موتور را متوقف کند. در حالی که VFD می تواند با برنامه ریزی برای کارکرد موتور با سرعت مشخص، مصرف برق را به حداقل برساند.
متأسفانه VFD می تواند هارمونیک ها را در خط تولید کند، به همین دلیل است که فیلترهای اضافی باید به یک VFD متصل شوند. به دلیل استفاده از مدارها و قطعات بسیار، اندازه کلی VFD بزرگتر از سافت استارتر است. همچنین بر هزینه VFD که تقریباً 3 برابر بیشتر از سافت استارتر است تأثیر می گذارد.
تفاوت بین Soft Starter و VFD
جدول زیر تفاوت های اصلی بین Soft Starter و Variable Frequency Drive “VFD” را نشان می دهد.
|
سافت استارتر |
VFD |
| یک استارت موتور نیمه هادی که قادر به راه اندازی و توقف ایمن موتور است. | استارت موتور نیمه هادی که می تواند با خیال راحت راه اندازی شود، متوقف شود و همچنین سرعت موتور را تغییر دهد. |
| در سرعت کامل، سافت استارتر با استفاده از کنتاکتور دور می زند. | در تمام طول کارکرد موتور کار می کند.. |
| فقط با استفاده از تریستور ولتاژ AC را تنظیم می کند. | AC را به DC و دوباره به AC با مقدار دلخواه تبدیل می کند. |
| فقط می تواند ولتاژ تغذیه را تغییر دهد. | این می تواند ولتاژ و همچنین فرکانس را تغییر دهد. |
| می تواند گشتاور راه اندازی بالایی ایجاد کند. | می تواند گشتاور راه اندازی کم تا متوسط ایجاد کند. |
| در سیستم هارمونیک ایجاد می کند. | هیچ هارمونیک در سیستم تولید نمی شود. |
| به دلیل تزریق هارمونیک در خط نیاز به فیلتر دارد. | نیازی به فیلتر اضافی ندارد. |
| برای کاربردهای سرعت موتور متغیر استفاده می شود. | برای کاربرد سرعت موتور ثابت استفاده می شود. |
| اندازه آن بزرگتر است. | اندازه آن در مقایسه با VFD کوچکتر است. |
| گران تر است. | ارزان تر از VFD است. |
به طور کلی، هر دو سافت استارتر و VFD برای عملکرد ایمن موتور استفاده می شوند، اما استارت نرم در مواردی استفاده می شود که در آن کنترل سرعت لازم نیست در حالی که VFD برای کنترل سرعت استفاده می شود. با این حال، VFD باید زمانی استفاده شود که گشتاور راه اندازی بالا مورد نیاز است و هزینه بالا مشکلی ایجاد نمی کند.
