همان‌طور که از نامش پیداست تجهیزی جهت راه‌اندازی الکتروموتورها به‌صورت نرم و تدریجی می‌باشد. حتماً در خیابان جوان‌هایی را در هنگام Take Up دیده‌اید و فشار زیادی که به لاستیک‌ها و موتور وارد می‌شود را احساس کرده‌اید! چنانچه موتور را مستقیم به شبکه برق وصل کنیم شرایط راه‌اندازی شبیه Take Up اتومبیل دارد و با این عمل عمر مفید موتور و اتصالات و کوپلینگ های مکانیکی و بار کاهش پیدا می‌کند . حال در راه‌اندازی مستقیم الکتروموتورها، هم به شبکه برق فشار می‌آورد و هم به لحاظ مکانیکی به اجزای چرخنده فشار می‌آورد و استهلاک آن‌ها را بالا می‌برد، لذا از سافت استارتر استفاده می‌شود.
اگر در هنگام راه‌اندازی موتور از راه‌اندازی مستقیم استفاده شود، الکتروموتور جریانی معادل ۵ تا ۱۰ برابر جریان نامی، در لحظه راه‌اندازی از شبکه می‌کشد و حرکت آنی موتور به بخش‌های مکانیکی ضربه زده که باعث ایجاد آسیب‌هایی به تجهیزات متصل به موتور و حتی خود موتور می‌شود که این آسیب‌ها به شرح زیر می‌باشند:
- فرسودگی و آسیب رساندن به چرخ و زنجیر، کوپلینگ و یاتاقان
- فرسودگی تسمه و پولی‌ها
- کاویتاسیون در پمپ‌های سیالات مایع
- آسیب دیدن کنتاکتورها در اثر کشیدن جریان بالا از آن‌ها
- افت ولتاژ بر روی شبکه اطراف موتور
سافت استارتر چگونه عمل می‌کند؟
Soft starter جهت محدود کردن مقدار جریان مصرفی موتور ، مقدار ولتاژ و در نتیجه مقدار جریان کنترل می‌شود و در لحظه راه‌اندازی دیگر افزایش جریان نخواهیم داشت.
در تصویر زیر بلوک دیاگرام یک سافت استارت را مشاهده می‌نمایید، اصلی‌ترین قسمت هر سافت استارت، تریستور ها می‌باشد که وظیفه برش و تغییر ولتاژ را بر عهده دارد.
همچنین در تصویر زیر مشخصه گشتاور و جریان راه‌اندازی الکتروموتور در سه نوع راه‌اندازی مستقیم، ستاره مثلث و توسط سافت استارت را ملاحظه می‌نمایید:
مزایای سافت استارتر
- حذف جریان هجومی و گشتاور لحظه‌ای در زمان راه‌اندازی
- افزایش طول عمر موتور و پمپ‌ها به علت حذف پیک‌های جریان و گشتاور و بدین ترتیب تنش الکتریکی کمتری بر روی شبکه برق و تنش مکانیکی کمتری بر اجزای دوار وارد می‌شود.
- افزایش قابلیت اطمینان و راندمان سیستم
- کاهش سایز کابل‌های و جریان کلیدهای اتصال به شبکه به علت کاهش جریان موتور
- استارت و استپ سیستم بدون ضربه
- کاهش هزینه‌ها، مخصوصاً هزینه‌های تعمیر و نگهداری
- محدود کردن voltage dip( فرورفتگی ولتاژ – افت ولتاژ) خط
- شتاب گیری و شتاب‌دهی نرم و بدون پله موتور
- امکان راه‌اندازی ضربه‌ای برای بارهای سنگین و کاربردهایی که تحت بار راه‌اندازی می‌شوند
معایب سافت استارتر
- تولید هارمونیک ( کمتر از اینورترها)
- سرعت کارکرد موتور ثابت است (بر خلاف VFD، فرکانس ثابت است)
- امکان تنظیم سرعت وجود ندارد (فقط برای راه‌اندازی، توقف و حفاظت استفاده می‌شود)
- زمان شتاب گیری و شتاب‌دهی به بار بستگی دارد
سافت استارتر کارهایی از قبیل بـی متـال و کنترل فاز و……. را نیز انجام می‌دهد و حفاظت‌های بیشتری را نیز می‌تواند اعمال کند.
کاربردهای سافت استارتر
پمپ‌ها (خلأ ، گریز از مرکز و …)، کمپرسورها، فن‌ها ، بلوورها و اگزوسترها، میکسرها و مخلوط‌کن‌ها، کانوایر ها، بلوورهای محوری، پودر کننده‌ها، خردکن‌ها و سنگ‌شکن‌ها، آسیاب‌های چکشی، پله‌های متحرک
پارامترهای یک سافت استارتر چگونه تعیین می‌شوند؟
همان‌گونه که تا کنون بررسی کردیم یکی از مهم‌ترین پارامترهایی که باید در سافت استارتر تنظیم نمود، زمان شروع برای رسیدن دور موتور از صفر به مقدار نامی ( استارت نرم) و بالعکس از دور نامی به صفر (استاپ نرم) می‌باشد. این تنظیم به‌راحتی و تنها با استفاده از پتانسیومتر موجود بر روی سافت استارتر انجام می‌گیرد. در مدل‌هایی که دارای حفاظت اضافه‌بار موتور به‌صورت داخلی می‌باشند، امکان تنظیم جریان نیز وجود دارد. سافت استارت‌های پیشرفته‌تر و با قابلیت و کاربرد بیشتر وجود دارد که در این مدل‌ها از صفحه‌کلید (KeyPad) و نمایشگر روی سافت استارتر برای اعمال تنظیمات استفاده می‌گردد. همچنین از همین طریق نیز می‌توان سافت استارتر را عیب‌یابی یا راه‌اندازی نمود.
ممکن است پارامترهایی که در اینجا عنوان می‌شود بر روی همه سافت استارترها نباشد ولی در اکثر آن‌ها این امکان‌ها وجود دارد.
- Start ramp : مدت‌زمانی است که سافت استارتر موتور را از یک ولتاژ ابتدایی (Initial Voltage) تا یک ولتاژ نهایی راه‌اندازی می‌کند. در واقع سافت استارتر با افزایش تدریجی ولتاژ موتور، موتور را به‌صورت نرم راه‌اندازی کرده و جریان راه‌اندازی آن را کنترل می‌کند. این زمان تنظیم‌شده نباید زیاد باشد زیرا موتور گرم شده و حتی کلیدها و رله‌های سر راه موتور trip خواهند کرد.مسلماً هرچه بار موتور کمتر باشد می‌توانیم این زمان را کمتر کنیم و بالعکس.
- Stop ramp : مدت‌زمانی است که موتور از ولتاژ حداکثری به ولتاژ پایینی که برایش تعیین‌شده (Step down voltage) می‌رسد تا موتور به‌صورت نرم استوپ(متوقف) شود. این زمان هم نباید خیلی کم باشد زیرا قرار است موتور آرام متوقف شود. مثلاً فرض کنیم این سافت استارتر برای موتور نقاله‌ای استفاده‌شده که روی آن بطری شیشه‌ای قرار دارد هر چه نرم استوپ شود، طبیعتاً بهتر است.
- Initial voltage: این پارامتر همان ولتاژ اولیه‌ای است که موتور با آن استارت می‌شود. ذکر این نکته لازم است که در یک موتور سه فاز اگر در راه‌اندازی ولتاژ را کم کنیم گشتاور راه‌اندازی هم کم می‌شود. مثلاً اگر ولتاژ راه‌اندازی ۱۰ درصد از ولتاژ سه فاز ۳۸۰ ولتی باشد( یعنی ۳۸ ولت) آنگاه طبق رابطه بین گشتاور راه‌اندازی و ولتاژ، گشتاور راه‌اندازی، ۱/۰ به توان دو (که می‌شود یک‌صدم )یعنی درصد گشتاور راه‌اندازی یک درصد گشتاور نامی خواهد شد و این یعنی موتور اصلاً راه نخواهد افتاد!
- Current limit: این پارامتر تنظیم محدودیت جریان در زمان راه‌اندازی است. اگر در زمان راه‌اندازی، موتور دارای بار سنگینی باشد و جریانی بیش از Current Limit بخواهد، سافت استارتر دیگر افزایش تدریجی ولتاژ نخواهد داشت و تا جریان راه‌اندازی افت کرده و دوباره سافت استارتر شروع به افزایش جریان راه‌اندازی خواهد کرد.
- Step down voltage: ولتاژ پایینی است که موتور پس از استوپ کردن از ولتاژ بالا به سمت این ولتاژ پایین می‌آید. این ولتاژ همه‌جا نیاز به تنظیم ندارد و بهترین جایی که کارایی دارد مربوط به پمپ‌های آب است.
چه معیارهایی برای انتخاب جریان راه‌اندازی وجود دارد؟
مهم‌ترین نکته‌ای که وجود دارد اینست که باید در نظر داشته باشیم که بسته به موتور و بار اگر جریان را از حدی کمتر تنظیم نماییم، موتور راه‌اندازی نخواهد شد. چون با کاهش جریان راه‌اندازی، گشتاور راه‌اندازی موتور نیز کم می‌شود و جریان را باید در حدی تنظیم کرد که گشتاور موتور توانایی کندن بار و به حرکت درآوردن شفت موتور را داشته باشد.
همچنین باید توجه داشت که هرچه جریان راه‌اندازی کمتر باشد، موتور مدت‌زمان بیشتری برای رسیدن به دور نامی نیاز دارد، بنابراین باید تعادل را رعایت نمود.
نکات ایمنی در استفاده از سافت استارتر
- همیشه قبل از تماس با قسمت‌های برق‌دار و بدنه سافت استارتر برق ورودی را قطع کنید و بعد از قطع برق نیز حداقل ۳ دقیقه منتظر بمانید تا ولتاژ ذخیره‌شده در برخی از قسمت‌های برق‌دار و خازن‌های موجود در آن خالی شود.
- برق ورودی باید دارای ارت باشد.
- فیوز مورداستفاده در ورودی سافت استارتر از نوع فیوزهای نیمه‌هادی با سرعت قطع بالا انتخاب شود.
- برای ارت کردن بدنه از سیم ارت مجزا استفاده کنید و از کابل نول به این منظور استفاده نکنید.
- تمامی قسمت‌های بردهای الکترونیکی و تجهیزات آن‌ها به الکتریسیته ساکن حساس‌اند. بدون استفاده از دستبند مناسب ارت به این قسمت‌ها دست نزنید.
- اندازه کابل ارت مورداستفاده باید با توجه به جدول سایزینگ کابل ارت برحسب نوع سافت استارتر انتخاب شود .کابل ارت را به شین ارت یا به چاه ارت با مقاومت کمتر از ۱۰ اهم وصل کنید.
- ارت سافت استارتر را با تجهیزات قدرت که با جریان‌های بالا(موتورهای ولتاژ بالا، دستگاه‌های جوشکاری و غیره )کار می‌کنند، مشترک نکنید.
- درصورتی‌که بیشتر از یک سافت استارتر استفاده می‌شود، ارت آن‌ها باید مطابق استاندارد انجام شود.
- همیشه بدنه موتور را در تابلویی که سافت استارتر در آن قرار دارد، ارت کنید.
- سیم خروجی سافت استارتر به موتور بایستی از کابل ورودی، کابل‌های سیگنال و کنترل مجزا شود.
امروزه با توجه به نیاز به اعمال کنترل‌های بیشتر روی موتور، بیشتر از درایوها برای کنترل موتور استفاده می‌شود. در مقاله‌ای جداگانه، سافت استارتر را با درایو مقایسه کردیم، که خواندن آن را به شما پیشنهاد می‌کنیم، همچنین چنانچه با اصول اولیه درایو آشنایی کامل ندارید، حتما مقاله آشنایی با درایو را مطالعه کنید.
در ویدیوی زیر کاربردی از سافت استارتر در صنعت را مشاهده می‌فرمایید:
در ویدیوی زیر تأثیر استفاده از یک سافت استارتر را در راه‌اندازی الکتروموتور سه فاز ۷٫۵ kw ملاحظه می‌فرمایید:
همچنین در ویدیوی زیر امکانات و ویژگی‌های یکی از سافت استارتر های شرکت زیمنس را مشاهده می‌فرمایید:
منابع:
۵ پاسخ
با سلام ، ممنون از مطالب مفیدتون
شرکت نیکسا یک فایل اکسل کاربردی جهت انتخاب سافت استارتر از سه برند ای بی بی ، زیمنس و اشنایدر تهیه کرده ، لینک دانلود رایگان
https://nicsaco.com/downloads/1/76
سلام مهندس بی زحمت نحوه تنظیم جریان و زمان سافت استارت متناسب با پلاک موتور توضیح بدین ممنون میشم
سلام. اینمورد بیشتر از اینکه به پلاک موتور مربوط بشه به نوع بار متصل به شفت موتور و میزان لختی اون و نوع فرآیند مربوط میشه
سلام به چه علت باید سافت استارتر رو با بدنه موتور ارت کنیم
شما باید بدنه موتور رو ارت کنید، بدنه سافت رو هم اگر فلزیست ارت کنید…. برای حذف ولتاژ القایی