مقالات

سافت استارتر چیست

what-is-a-soft-starter

در این مقاله، یاد خواهید گرفت که “سافت استارتر” چیست و چگونه کار می کند.

برای راه‌اندازی یک موتور الکتریکی روش‌های کاملاً متفاوتی وجود دارد : مانند

  • « Direct On Line (DOL » ( راه اندازی مستقیم )
  •  «Star-Delta» ( ستاره – مثلث )
  •  «Auto Transformer» (راه اندازی با اتو ترانس )
  • » «Primary Resistor
  • «VFD»  و یا « SOFT Starter»

هر روشی کاربردها و مزایای خاص خود را دارد. در این مقاله ، از میان این موارد می خواهیم روش «سافت استارتر» را مورد بحث قرار دهیم. ادامه مطلب را بخوانید تا یاد بگیرید که سافت استارتر چیست.

عکس (1)

مبانی سافت استارتر

از آنجایی که موتورهای الکتریکی معمولاً در زمان شتاب دادن به سرعت نامی خود به مقادیر زیادی الکتریسیته نیاز دارند، می توان از یک Soft Starter برای محدود کردن افزایش جریانی به نام “جریان هجومی” و گشتاور موتورهای الکتریکی استفاده کرد که در نتیجه ایمن تر، روان تر و تدریجی تر می شود.

سافت استارترها، موتور الکتریکی شما را از آسیب های احتمالی محافظت می کنند و در عین حال طول عمر موتور الکتریکی و نیز کل سیستم را با کاهش گرمایش ناشی از استارت/توقف مکرر، کاهش تنش مکانیکی روی موتوروشفت آن ونیز کاهش  تنش های الکترودینامیکی روی کابل های قدرت ، افزایش میدهد .

عکس (2)

جریان راه اندازی زیاد همچنین، تقاضای زیادی را برای سیستم تامین برق ایجاد می کند که منجر به هزینه اضافی می شود.

سافت استارترها برای موتورهایی که معمولاً در کاربردهای صنعتی، دارای بار اینرسی بالا هستند و نیاز به جریان زیاد دارند استفاده می شوند.

نمونه هایی از کاربردهای سافت استارتر

  1. فن (جمع کننده گرد و غبار)

سافت استارترها معمولاً در کاربردهای صنعتی ای استفاده می‌شوند که دارای بار اینرسی بالا هستند و نیاز به جریان زیادی دارد.

یکی از نمونه های این دستگاه اسکرابر هوا یا جمع کننده گرد و غبار است. آنها  دارای فن های بزرگی می باشند که در داخل دستگاه تعبیه شده اند.

در این فرآیند، مدتی طول می کشد تا فن به حرکت درآید، اما هنگامی که فن حرکت می کند، بار جریان و گشتاور روی موتور کاهش می یابد.

دراین سیستم ، فن هوا را به داخل فیلترهایی که ذرات گرد و غبار در آنجا جمع می شوند، می کشد. سپس هوای تمیز به داخل کارخانه هدایت می شود.

  1. پمپ (سیستم تامین آب)

فرآیند تامین آب یکی دیگر از کاربردهای بزرگ سافت استارتر است. هنگام استفاده از پمپ ها در یک فرآیند، باید آنها را به آرامی بالا بیاورید. در غیر این صورت، باعث افزایش فشار در سیستم آب خواهید شد که می تواند منجر به شرایط خطرناک شود.

  1. نوار نقاله (سیستم کانوایر بار سنگین)

سیستم های نوار نقاله ای که بارهای سنگین را جابجا می کنند را می توان با استفاده از یک سافت استارتر نیز به حداکثر قدرت رساند.

یک سافت استارتر در داخل پنل کنترلی قرار خواهد گرفت و از قسمت بالا با برق سه فاز تامین می گردد. در نهایت سافت استارتر برق سه فاز خروجی را از قسمت پایین به  موتور هدایت می کند.

عکس (3)

روش های کنترل سافت استارتر

سافت استارتر را می توان با سیم کشی مستقیم شروع/پایان یا از طریق اترنت کنترل کرد. هر دو روش کنترل مزایا و معایب خود را دارند.

سیگنال های شروع / پایان مستقیم نیازی به PLC ندارند. و ارزان تر خواهند بود. با استفاده از کنترل اترنت، یک PLC مورد نیاز است. اجازه می دهد تا بازخورد وجود داشته باشد، که قابلیت های کنترل و نظارت قابل تنظیم را به شما می دهد.

عکس (4)

عملکردهای داخلی سافت استارتر

اکنون که در مورد برخی از کاربردها و نحوه اتصال سافت استارتر به یک سیستم صحبت کردیم، اجازه دهید به عملکرد داخلی سافت استارتر بپردازیم.

جزء اصلی سافت استارتر تریاک (Triac) است که برای محدود کردن ولتاژ اعمال شده به موتور طراحی شده است.

تریاک از دو تریستور (Thyristors) پشت‌ به‌ پشت یا SCR تشکیل‌ شده است، هنگامی که یک پالس داخلی به گیت آن اعمال می شود، اجازه عبور جریان را داده سپس این جریان را به موتور می رساند. پالس ها بر اساس زمان رمپ ارسال میشوند بنابراین جریان به آرامی به موتور اعمال می شود. این پروسه به موتوری که میخواهیم به نرمی و آرامی استارت شود اجازه میدهد تا با کاهش گشتاور و جریان هجومی به آرامی شروع به کارکند .

این تریستورها شکل موج را برش زده و مقدار ولتاژ را در لحظه‌ی راه‌اندازی کم می‌کنند تا گشتاور کم شده و به تبع جریان کاهش یابد. بدین صورت با استفاده از سافت استارتر، هنگام راه‌اندازی موتور هیچ‌گونه ضربه و تنشی به آن وارد نمی‌شود و موتور به‌آرامی و به‌تدریج راه‌اندازی می‌شود.

عکس (5)

سافت استارتر (راه اندازی نرم) در مقابل Direct On Line (DOL) استارتر (راه اندازی مستقیم)

  1. مقایسه منحنی ها

DOL مخفف Direct On Line (راه اندازی مستقیم )  است. استارت DOL ساده ترین راهی است که می توانید برای یک راه اندازی ابتدایی موتور تصور کنید.

یک راه اندازی به روش  DOL معمولاً از یک قطع کننده مدار(Circuit Breaker)، کنتاکتور و یک رله اضافه بار برای حفاظت تشکیل شده است. خیلی ساده است، درست است؟

هنگامی که موتور به سرعت کامل رسید سافت استارتر و DOL یکسان کار می کنند. تفاوت در نحوه عملکرد آنها در حین رسیدن به سرعت کامل است.

عکس (6)

هنگام مقایسه ولتاژ بین یک  سافت استارتر و یک DOL، می بینیم که یک هجوم مستقیم ولتاژ در DOL وجود دارد، درحالی که  سافت استارتر زمان بیشتری را  برای رسیدن به ولتاژ کامل نیاز دارد.

عکس (7)

جریان با استفاده از یک سافت استارتر بیشتر تنظیم می شود. در یک DOL، با روشن شدن موتور، جرقه های بزرگتری در جریان وجود خواهد داشت.

عکس (8)

با یک سافت استارتر،مدت زمانی که موتور به سرعت کامل میرسد ، طولانی تر یوده وفرایند کنترل شده تر میباشد . در حالی که یک DOL فوراً موتور را به سرعت بالا می برد.

این حرکت می تواند اثرات نامطلوبی داشته باشد که در ادامه در مورد آن صحبت خواهیم کرد.

عکس (9)

گشتاور اعمال شده به موتور با افزایش سرعت در هنگام استفاده از DOL بیشتر است و درحالی که سافت استارتر باعث افزایش تدریجی و کنترل شده گشتاور می شود.

عکس (10)

  1. مقایسه روش های سافت استارتر و DOL در کاربردهای صنعتی

اکنون که می دانیم سافت استارتر چیست و چگونه کار می کند، به کاربردهای صنعتی خود بازگردیم و هر آنچه را که میدانیم که  چرا سافت استارتر می تواند از اثرات نامطلوب مکانیکی و الکتریکی جلوگیری کند، اعمال کنید.

هنگامی که از روش DOL در این عملکردها استفاده می شود، یک ضربه ناگهانی در هنگام راه اندازی بر روی بار همراه با شتاب سریع که باعث سایش بیش از حد می شود وجود خواهد داشت.

فن اسکرابر هوای ما توسط یک موتور با استفاده از تسمه و قرقره راه اندازی میگردد. استفاده از روش DOL می تواند باعث لغزش و سایش تسمه ها شود.

عکس (11)

در مورد مثال سیستم تامین آب ، DOL باعث ایجاد نوسانات  فشار در خطوط آب می شود.

این امر می تواند باعث سایش بیش از حد شود به طوری که  منجر به شکستگی خط گردد.

عکس (12)

آخرین کاربرد ما سیستم کانوایر (نوار نقاله) است. روش DOL به قطعاتی که نوار نقاله ها را به همراه کوپلینگ ها و یاتاقان ها هدایت می کنند، فشار می آورد.

این اثرات نامطلوب مکانیکی می تواند منجر به تعمیر و نگهداری مداوم، توقف های  برنامه ریزی نشده و عمر کوتاه تر قطعات شود.

همچنین اثرات الکتریکی وجود دارد که می خواهیم با استفاده از یک سافت استارتر از آنها جلوگیری کنیم. نوسانات شدید جریانی که روش DOL می تواند ایجاد کند، می تواند کنتاکت ها و موتورها را بسوزاند.

عکس (13)

سخن پایانی

در نتیجه، هنگامی که یک برنامه صنعتی دارای بار اینرسی بالایی است که به جریان زیادی نیاز دارد، یک سافت استارتر گزینه ایده‌آلی برای کنترل سیستم است. همچنین در مورد سیم کشی و کنترل سافت استارتر و همچنین اجزای داخلی و نحوه کنترل ولتاژ موتور توسط Triacs بر اساس زمان رمپ صحبت کردیم. ما با اثرات نامطلوب مکانیکی و الکتریکی نتیجه گرفتیم که با استفاده از سافت استارتر می توان از آنها جلوگیری کرد.

سافت استارتر زیمنس از خانواده تجهیزات SIRUS جایگزین مناسب جهت راه اندازی مستقیم یا ستاره مثلث الکتروموتورهای سه فاز می باشد. مقاله سافت استارتر چیست توسط تیم تولید محتوا اتوماسیون فرسان نمایندگی زیمنس نوشته و انتشار یافته است.

 

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

سیزده + ده =