سافت استارتر (Soft Starters) چیست؟
سافت استارتر یک وسیله اضافی است که می تواند به یک موتور الکتریکی معمولی AC اضافه شود که به موتور اجازه می دهد از روش راه اندازی متفاوتی استفاده کند. هدف این دستگاه کاهش فشار وارد شده به موتور در مرحله روشن شدن معمولی موتور است. برای انجام این کار، یک سافت استارتر به آرامی و به تدریج شروع به اعمال ولتاژهای فزاینده به موتور می کند. این اجازه می دهد تا به جای انفجار ناگهانی و شدید نیرو که به طور بالقوه می تواند به موتور و دستگاه به طور کلی آسیب برساند، شتاب یکنواخت نیرو را ایجاد کند.
در حالی که اکثر راهاندازیهای معمولی شامل هجوم جریانهای الکتریکی به یکباره به داخل موتور هستند، سافت استارتر شیب خطی صاف و ثابتی از قدرت را ارائه میدهد. این امر ساییدگی و پارگی کلی مدارهای موتور را کاهش می دهد و در نتیجه دستگاه کلی سالم تری ایجاد می کند که احتمال شکستن سریع آن کمتر است. بسته به اینکه کدام مدل سافت استارتر خاص را انتخاب می کنید، برخی از آنها قابلیت تنظیم ولتاژ راه اندازی و مدت زمان لازم برای روشن شدن کامل موتور را دارند.
سافت استارتر چگونه کار میکند؟
اساساً یک سافت استارتر با کنترل مقدار ولتاژی که از مدارهای موتور عبور می کند کار می کند. این کار را با محدود کردن گشتاور در موتور انجام می دهد. این به نوبه خود به سافت استارتر اجازه میدهد تا ولتاژ را کاهش دهد و به آن اجازه میدهد تا به تدریج کاهش ولتاژ را متوقف کند تا جریان یکنواخت پیش برود.
علاوه بر این، برخی از مدلهای سافت استارتر ممکن است از دستگاههای حالت جامد استفاده کنند. این وسایل وسیله دیگری برای کنترل میزان جریان الکتریکی مجاز برای عبور از موتور هستند. این به سافت استارتر اجازه می دهد تا جریان را در سه فاز مجزا و مجزا کنترل کند تا سطوح کنترل دقیق تری را فراهم کند.
بسیاری از سافت استارترهای الکتریکی نیز از یک سری یکسو کننده های کنترل شده سیلیکونی (SCR) یا تریستورها استفاده می کنند تا ولتاژ را به مقدار قابل کنترل تری برای موتور در هنگام شروع به کار محدود کنند. این SCR ها دارای حالت ON هستند که در آن جریان جریان را عبور می دهند و حالت OFF دارند که در آن جریان الکتریکی را کنترل و محدود می کنند. هنگامی که دستگاه خود را روشن می کنید، این SCR ها فعال می شوند، ولتاژ را محدود می کنند و سپس با رسیدن دستگاه به قدرت کامل، شل می شوند. این امر حرارت موتور را پایین نگه می دارد و فشار کلی را کاهش می دهد.
در حالی که سافت استارترهای الکتریکی نمونه ای از راه حل های ممکن soft start 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.
استارت های نرم 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 گفته شد، این ولتاژ مجاز برای عبور از موتور را محدود میکند و به آن اجازه میدهد تا به آرامی و آسانتر روشن شود.
کاربرد های سافت استارتر
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 به این معنی است که شما نباید فشار بی موردی را برای نصب آنها 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 برخی از موتورها 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. 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 و ناگهانی به این معنی است که کمربند در خطر لیز خوردن از مسیر خود است. یک راه اندازی نرم افزاری این مشکل را اصلاح می کند.
3. تسمه نقاله
با تسمه نقاله، همیشه ممکن است یک شروع ناگهانی ممکن است مشکلاتی ایجاد کند. ممکن است کمربند تکان بخورد و در هم راستا نباشد. 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.
4. هلیکوپترهای برقی
درک اینکه چرا شروع ناگهانی و 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، یک سافت استارتر به پروانه ها اجازه می دهد تا به آرامی شروع به کار کنند.
انواع سافت استارترها
پنج نوع اصلی Soft Starter وجود دارد:
- مقاومت اولیه (Primary Resistor)
- ترانسفورماتور خودکار (Auto Transformer)
- سیم پیچی قطعه (Part Winding)
- وای دلتا (Wye Delta)
- حالت جامد (Solid State)
1.) Primary Resistor
این واحد ساده که در اوایل دهه 1900 ساخته شد، یکی از اولین سافت استارتر هایی است که به کار گرفته شد. شکل زیر نشان می دهد که برای هر یک از سه فاز جریان یک مقاومت وجود دارد. مقاومت ها در برابر جریان جریان مقاومت می کنند. هنگامی که موتور راه اندازی می شود، مقاومت ها در برابر جریان جریان مقاومت می کنند که منجر به افت ولتاژ می شود. تقریباً 70 درصد ولتاژ خط هنگام راه اندازی به پایانه های موتور ارسال می شود. یک تایمر مجموعه ای از کنتاکت ها را پس از شتاب گرفتن موتور به نقطه از پیش تعیین شده می بندد. این مقاومت ها را از مدار خارج می کند و قدرت کامل را به موتور می دهد.
استارتر های مقاومت اولیه به دلیل استارت صاف خود شناخته می شوند. آنها شتاب دو نقطه ای یا یک مرحله مقاومت را ارائه می دهند. برای شروع بسیار روان، مراحل اضافی مقاومت و کنتاکتور را اضافه کنید.
2.) ترانسفورماتور خودکار
راه اندازی ترانسفورماتور خودکار یکی از موثرترین روش های راه اندازی سافت استارتر است. این نسبت به مقاومت اولیه ترجیح داده می شود که وقتی جریان راه اندازی از خط کشیده می شود باید به حداقل برسد، اما حداکثر گشتاور راه اندازی در هر آمپر خط مورد نیاز است. این استارت به جای استفاده از مقاومت، از ضربه هایی روی سیم پیچ های ترانسفورماتور برای کنترل برق ورودی به موتور استفاده می کند. شیرها معمولاً به ترتیب 80٪، 65٪ و 50٪ ولتاژ خط را تامین می کنند.
این شیرها انعطاف پذیری داخلی را فراهم می کنند. فعال کردن هر یک از سه ضربه بر روی سیمپیچها باعث میشود که مقدار جریان متفاوتی به موتور برسد. در شکل 6، موتور در حال دریافت ولتاژ از سه شیر دوم است. این نوع استارت می تواند جریان بیشتری را نسبت به سافت استارترهای دیگر به موتور برساند و در عین حال ولتاژ را پایین نگه دارد. ترانسفورماتور جریان را افزایش می دهد و آن را از جریان ورودی خط در هنگام راه اندازی بیشتر می کند.
3.)Part Winding
روش سیم پیچی قطعه مستلزم تقسیم سیم پیچ های موتور به دو یا چند مجموعه جداگانه است. این مجموعه های سیم پیچ یکسان برای عملیات موازی در نظر گرفته شده اند. در هنگام راه اندازی، برق تنها به یک مجموعه از سیم پیچ ها اعمال می شود. با افزایش سرعت موتور، نیرو به مجموعه سیم پیچ دیگر برای کارکرد عادی اعمال می شود. وقتی سیمپیچها به این روش انرژی میگیرند، جریان راهاندازی کاهش یافته و گشتاور راهاندازی کاهش مییابد. اکثر موتورهای دو ولتاژ (230V/460V) با استارت سیم پیچ قطعه در ولتاژ 230 ولت سازگار هستند.
4.)Wye Delta
راه اندازی Wye Delta مستلزم داشتن نقاط اتصال موتور به هر یک از سه سیم پیچ سیم پیچ است. اینها مخصوصاً با شش لید برای اتصالات دلتا و وای زخمی می شوند. شکل زیر پیکربندی سیمپیچها را هنگام اتصال به هنگام راهاندازی نشان میدهد.
این پیکربندی Wye نامیده می شود زیرا شکل آن مانند حرف “Y” است. این اتصال منجر به اعمال ولتاژ خط به سیم پیچ بزرگتر الکتریکی می شود و جریان خط را کاهش می دهد. 33 درصد گشتاور راه اندازی معمولی و 58 درصد ولتاژ راه اندازی معمولی را فراهم می کند.
پس از یک زمان از پیش تعیین شده، استارت سیم پیچ ها را به صورت الکتریکی به پیکربندی دلتا تغییر می دهد. این پیکربندی شبیه حرف یونانی “دلتا” است. سیمپیچها در پیکربندی معمولی خود با هر سیم پیچی که ولتاژ کامل دریافت میکند متصل میشوند.
یک نکته مهم در مورد این استارت در نقطه انتقال است، جایی که استارت از Wye به Delta سوئیچ می شود، موتور باید قطع و وصل شود. این نوع راهانداز Wye Delta به عنوان Open Transition شناخته میشود و میتواند یک اتصال لحظهای در کار داشته باشد که اجازه ورود جریان لحظهای را میدهد.
Closed Transition نوع دیگری از استارتر Wye Delta است. از یک کنتاکتور اضافی و مجموعه ای از مقاومت ها برای روشن نگه داشتن موتور در طول انتقال استفاده می کند. نگرانی هجومی را از بین می برد و هزینه کمی بالاتر از نسخه انتقال باز است.
5.)Solid State
جدیدترین روش سافت استارتر، نوع حالت جامد است. قطعات مکانیکی را با قطعات الکتریکی جایگزین می کند. کلید یکسو کننده کنترل سیلیکون یا SCR است. در هنگام شتاب موتور، این دستگاه ولتاژ، جریان و گشتاور موتور را کنترل می کند. شکل زیر نشان می دهد که چگونه راه انداز نرم حالت جامد کشش جریان و گشتاور راه اندازی را کنترل می کند. SCR توانایی تعویض سریع جریان های سنگین را دارد. این به سافت استارتر اجازه می دهد تا شتاب بدون پله صاف را ارائه دهد.
انتخاب یک Soft Starter
سافت استارترها دارای خواصی هستند که بیشتر برای کاربردهای خاص مناسب هستند. برای انتخاب مناسب، موارد زیر مورد نیاز است:
- آمپرهای بار کامل پلاک موتور، آمپرهای روتور قفل شده، امتیاز HP، منحنی گشتاور/سرعت موتور در صورت وجود.
- الزامات راه اندازی و توقف – زمان شروع و توقف طولانی تر اجازه می دهد تا عملکرد نرم تری داشته باشید. گزینه شروع پالس و/یا دویدن برای خمیر میکسرها، کنترل کننده های زغال سنگ یا اکسترودرهای پلاستیکی مفید است. کاربردهای پمپ به توقف های صاف برای جلوگیری از آسیب چکش آب نیاز دارد.
- نیازهای گشتاور ماشینی رانده شده و اینرسی بار.
- تعداد شروع های مورد نیاز در ساعت – اگر تعداد شروع ها بیش از حد زیاد باشد، اتلاف گرما می تواند مشکل ساز شود.
- الزامات حفاظت از اضافه بار – حفاظت اضافه بار بر اساس کلاس است. تریپ استارت کلاس 10 جریان جریان 6 برابر آمپر بار پر کردن موتور برای بیش از 10 ثانیه مداوم است. استارت کلاس 20 در 20 ثانیه حرکت می کند.
- محدوده خدمات برق (ولتاژ خط)
- نوع محوطه
- و…
مجموعه گسترده ای از سافت استارترها از جمله ورودی 200-690 VAC، حداکثر 700 اسب بخار در 230 ولت و حداکثر 1600 آمپر معمولی موجود است. قبل از انتخاب نهایی خود، با کارشناسان متخصص تک اینورتر مشورت کنید.
مزیت استفاده از Soft Starter چیست؟
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 بر روی این 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 سافت استارتر 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 سافت استارتر، ولتاژ به تدریج به حداکثر می رسد. این بدان معناست که در مجموع انرژی کمتری مصرف می شود.
2. کاهش خطر افزایش قدرت
هنگامیکه حداکثر ولتاژ بلافاصله وارد موتور شما می شود تا آن را شروع به کار کند، همیشه این احتمال وجود دارد که مدارها بیش از حد بارگذاری شوند و موتور شما با افزایش برق مواجه شود. شروع نرم 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 سافت استارتر به این گزینه مجهز نیست، اما برخی از آنها مجهز هستند – و این مزیت قابل توجهی را فراهم می کند. 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 یک سافت استارتر، موتور شما با هر بار روشن شدن انرژی کمتری مصرف می کند، به این معنی که می تواند 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 soft start 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. 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 سافت استارت 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.
تفاوت بین سافت استارت و VFD چیست؟
یک VFD شباهت هایی به سافت استارتر دارد، اما تفاوت های کافی برای قرار دادن آن در یک کلاس خاص وجود دارد. VFD که رسماً به عنوان درایو فرکانس متغیر شناخته می شود، یک دستگاه کنترل موتور است که سرعت موتور القایی AC را کنترل می کند. این به این 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 soft start 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.
VFD چیست؟
VFD مخفف درایو فرکانس متغیر (Variable Frequency Drive) یا درایو فرکانس قابل تنظیم است. فرکانس RPM موتور را مشخص می کند و با کنترل فرکانس AC می توان RPM موتور را کنترل کرد. انواع مختلفی از VFD ، از برنامه های کوچک مربوط به موتور، تا موتورهای القایی با قدرت بالا ، در بازارهای الکتریک و الکترونیک در دسترس هستند. به غیر از VFD های سه فاز ، VFD های تک فاز نیز موجود هستند.
آیا باید از Soft Starter استفاده کنم یا VFD؟
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 توان 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.
برخی از دلایل رایج برای شکست سافت استارتر چیست؟
همانقدر که سافت استارترها عالی هستند، خطاناپذیر نیستند. مانند هر قطعه دیگر از تجهیزات یا ماشین آلات، ترکیب مناسب مشکلات می تواند باعث از کار افتادن یا شکستن آنها شود. در حالی که سافت استارتر شما باید برای آینده قابل پیش بینی در شرایط کار خوب باشد، هرگز نمی دانید چه اتفاقی ممکن است بیفتد.
اگر متوجه مشکل یا نقص در سافت استارتر خود شدید، ممکن است با یکی از این مشکلات زیر مرتبط باشد:
گرمای بیش از حد: همانطور که قبلاً ذکر شد، گرم شدن بیش از حد دستگاه می تواند انواع مشکلات دیگر را ایجاد کند. احتمال داغ شدن بیش از حد ماشینی با سافت استار کمتر از ماشینی با استارت معمولی است، اما هنوز هم ممکن است.
ولتاژ بیش از حد: از آنجایی که هدف اصلی یک سافت استار در ابتدا محدود کردن مقدار جریان الکتریکی است، احتمالاً این اتفاق نمی افتد. با این حال، اگر ولتاژی بالاتر از حد معمول در هنگام راهاندازی به موتور شما ضربه بزند، میتواند منجر به مشکلاتی شود.
جریان بیش از حد: این مشکل مشابه مشکل ولتاژ بیش از حد است. اگر در ابتدا جریان بیش از حد به موتور شما وارد شود، ممکن است مدارها را بیش از حد بارگذاری کند و باعث اختلال در عملکرد شود.
در حالی که این ممکن است به نظر برسد که سافت استارتر مستعد مشکلات و نقص است، در واقع برعکس این موضوع صادق است. سافت استارتر های نرم موتورها و ماشینآلات شما را کمتر در معرض خرابی قرار میدهند و کار فوقالعادهای برای محافظت از آنها در برابر گرمای بیش از حد و نوسانات برق انجام میدهند. آنها همچنین کار زیادی برای افزایش طول عمر بیشتر موتورها انجام می دهند.
غیرممکن است که بگوییم سافت استارتر هرگز خراب نمی شوند یا با مشکل مواجه نمی شوند، اما به طور کلی بسیار قابل اعتماد هستند و یک لایه امنیتی و حفاظتی اضافی برای موتورهای شما ایجاد می کنند.
سوالات متداول کاربران
سافت استارتر چیست؟
یک وسیله اضافی است که می تواند به یک موتور الکتریکی معمولی AC اضافه شود که به موتور اجازه می دهد از روش راه اندازی متفاوتی استفاده کند.
سافت استارتر چگونه کار میکند؟
اساساً یک سافت استارتر با کنترل مقدار ولتاژی که از مدارهای موتور عبور می کند کار می کند. این کار را با محدود کردن گشتاور در موتور انجام می دهد. این به نوبه خود به سافت استارتر اجازه میدهد تا ولتاژ را کاهش دهد و به آن اجازه میدهد تا به تدریج کاهش ولتاژ را متوقف کند تا جریان یکنواخت پیش برود.
سافت استارتر چیست و چه کاربردی دارد ؟
سافت استارتر یا راه انداز نرم دستگاهی جهت راه اندازی الکتروموتورها بصورت نرم و تدریجی است. زمانی که یک موتور الکتریکی مستقیماً به شبکۀ برق وصل شود جریان راه اندازی زیادی از شبکه می کشد، عمر مفید موتور و اتصالات و کوپلینگ های مکانیکی و بار کاهش پیدا می کند. بنابراین در راه اندازی مستقیم الکتروموتورها به شبکه برق فشار زیادی وارد می شود و به لحاظ مکانیکی به اجزای دوار فشار می آید. اگر هنگام راه اندازی الکتروموتور از راه اندازی مستقیم استفاده شود، الکتروموتور جریانی معادل ۵ تا ۱۰ برابر جریان نامی، در لحظۀ راه اندازی از شبکه می کشد. در سافت استارتر یا... بیشتر