سافت استارتر چیست؟

سافت استارتر زیمنس همانطور که از اسمش پیداست از دو کلمه soft و start به معنی راه اندازی نرم می باشد و از آن در مواردی استفاده میشود که می خواهیم الکتروموتور را به صورت نرم راه اندازی کنیم. نکته ای که باید در نظر گرفت از سافت استارت به منظور راه اندازی نرم موتور استفاده می شود و نمیتوانیم سرعت الکتروموتور را با استفاده از آن تغییر داد. در صورتی که علاوه بر راه اندازی نرم نیاز به تغییر سرعت نیز داشته باشیم میتوانیم به جای استفاده از سافت استارت از اینورتر زیمنس استفاده کنیم.

استفاده از سافت استارت مزایایی دارد که در ادامه به آن می پردازیم:

• استارت و استوپ سیستم بدون ضربه
• افزایش قابلیت اطمینان و راندمان سیستم
• شتاب گیری و شتاب دهی نرم و بدون پله موتور
• کاهش هزینه ها، مخصوصاً هزینه های تعمیر و نگهداری
• حذف جریان هجومی و گشتاور لحظه ای در زمان راه اندازی
• محدود کردن voltage dip (فرورفتگی ولتاژ – افت ولتاژ) خط
• کاهش سایز کابل ها و جریان کلیدهای اتصال به شبکه به علت کاهش جریان موتور
• امکان راه اندازی ضربه ای برای بارهای سنگین و کاربردهایی که تحت بار راه اندازی می شوند
• افزایش طول عمر موتور و پمپ ها به علت حذف پیک های جریان و گشتاور و بدین ترتیب تنش الکتریکی کمتری بر روی شبکه برق و تنش مکانیکی کمتری بر اجزای دوار وارد می شود.

همچنین معایب استفاده از سافت استارت شامل عدم امکان تنظیم سرعت موتور، اتلاف حرارت و کاهش گشتاور راه اندازی می باشد.

سوئیچ های نیمه هادی داخل سافت استارتر مقداری انرژی را به شکل گرما تلف می کند بنابراین برای خنک کردن سوئیچ های قدرت نیاز به هیت سینک می باشد.

از آن جا که سافت استارتر با کاهش ولتاژ ورودی مطابق با جریان ورودی می شود و با گشتاور راه اندازی موتور القایی متناسب است به طور قابل توجهی کشتاور راه اندازی را کاهش می دهد، به همین دلیل برای کاربردهایی با گشتاور راه اندازی کم یا متوسط استفاده می شود.

از سافت استارت زیمنس در مواردی همچون پمپ، فن، کمپرسور، نوار نقاله، آسیاب، سانترفیوژ و… استفاده میشود که بسته به نوع کاربردی نیاز به یک تکنسین متخصص دارد تا به صورت اصولی نصب و راه اندازی شود.

سافت استارت که به آن راه انداز نرم موتور نیز می گویند به دو دسته کلی سافت استارتر دیجیتال و آنالوگ تقسیم میشوند.

نحوه عملکرد سافت استارتر

موتورهای القایی به دلیل جریان راه اندازی بالای موتور هنگام راه اندازی ۵ تا ۸ برابر جریان نامی خود را از شبکه می کشند بدین منظور از سافت استارتر برای محدود کردن جریان هجومی و کنترل گشتاور موتور استفاده می شود که منجر به راه اندازی ایمن تر و نرم تر میشود، در عین حال از موتور الکتریکی در برابر آسیب احتمالی محافظت میکند و با کاهش گرمایش ناشی از استارت و استپ های مکرر، کاهش فشار مکانیکی موتور و افزایش طول عمر موتور و سیستم موثر می باشد.

سافت استارت برای راه اندازی موتور از کاهش ولتاژ استفاده می کند. کاهش ولتاژ راه اندازی، کاهش گشتاور راه اندازی را به دنبال خواهد داشت، بنابراین از روش کاهش ولتاژ در زمان راه اندازی برای موتورهایی استفاده میشود که زیر بار نیستند یا بار سبکی دارند مناسب است.

اجزای سافت استارتر

در مدار داخلی سافت استارتر سر راه هر فاز دو تریستور (SCR) که به صورت موازی معکوس (پشت به پشت یا ترایاک) وصل شده اند وجود دارد که در مجموع ۶ عدد SCR به موتور وصل است. این تریستور ها با استفاده از یک مدار منطقی جداگانه شامل مدار کنترل کننده PID یا یک میکرو کنترلر باشد کنترل می شوند. مدار منطقی با استفاده از یک مدار یکسو کننده از برق اصلی تغذیه می کند.

به غیر از سوئیچ های قدرت و مدار های منطقی، سایر اجزای حفاظتی مانند بریکر یا فیوز، کنتاکتور مغناطیسی برای ایزولاسیون و یک رله اضافه بار (OLR) برای جلوگیری از اضافه جریان استفاده می شود. هنگامی که ولتاژ راه اندازی به مقدار نامی برسد، کنتاکتور بای پس موتور های الکتریکی را بر می دارد و مستقیما به کار می اندازد.

نحوه نصب سافت استارت

سافت استارت هم شبیه به کنتاکتور سیم بندی قدرت و فرمان دارد، سه تا ورودی دارد و سه خروجی که به الکتروموتور وصل میشود، خود سافت استارت نیز برق جداگانه نیاز دارد یعنی یک فاز و نول باید به آن وصل کنیم و شبیه به اینورتر نیست که از سیم ورودی قدرت تغذیه شود.

نکته ای که باید در مورد سافت استارتر مد نظر داشت اینکه سافت استارتر فقط در لحظۀ راه اندازی و توقف، روی موتور الکتریکی کنترل دارد و زمانی که موتور در دور نامی باشد در عملکرد موتور تأثیری نمی گذارد. در اصل سافت استارتر روی فرکانس کار نمی کند. سافت استارتر با کاهش گشتاور، جریان راه اندازی را کاهش می دهد. پس بعد از راه اندازی موتور، باید سافت استارتر یا راه انداز نرم از مدار خارج شود تا استهلاک موتور و سافت استارتر کاهش پیدا کند. به این عمل بای پس کردن گفته می شود.

روش های کنترل سافت استارتر

سافت استارت را میتواند با سیم کشی مستقیم شاسی های استارت/استپ کنترل کرد یا از طریق اترنت که هر دو روش کنترلی مزایا و معایبی دارند. در روش اتصال مستقیم نیازی به plc نیست که به طبع روش ارزان تری می باشد اما با استفاده از روش کنترلی شبکه اترنت به plc نیاز می باشد، که در این روش امکان داشتن فیدبک را می دهد که قابلیت کنترل و مانیتورینگ را می دهد.