سافت استارتر چیست و چگونه عمل می کند!؟

معرفی ساده و کاربردی سافت استارتر

سافت استارتر (Soft Starter) یک دستگاه الکترونیکی است که برای کنترل شروع نرخ جریان و ولتاژ در موتورها استفاده می‌شود.

این دستگاه به منظور کاهش شوک‌ها و استارت نرمتر موتورها ارائه شده است. سافت استارتر به طور خاص در موتورهایی که برای شروع کار نیاز به جریان بالا دارند و از مدت زمان طولانی شروع به کار می‌کنند، مانند موتورهای القایی (سه فاز) مورد استفاده قرار می‌گیرد.

عملکرد اصلی سافت استارتر به این صورت است:

1. کنترل ولتاژ: سافت استارتر قادر است ولتاژ ورودی به موتور را کنترل کرده و آن را به طور تدریجی افزایش دهد. این کنترل تدریجی ولتاژ کمک می‌کند تا موتور به صورت نرم و بدون ترکیبات ناخواسته (مانند شوکها) شروع به چرخش کند.
2. کنترل جریان: با کاهش شتاب موتور از طریق کنترل جریان، سافت استارتر اجازه می‌دهد تا موتور به طور متداول و با تنظیمات کنترل شده شروع به کار کند.
3. حفاظت: بسیاری از سافت استارترها دارای ویژگی‌های حفاظتی هستند که از موتور در مواقع خاص محافظت می‌کنند، مانند حفاظت در برابر افت ولتاژ، جریان بیش از حد، و گرمای بیش از حد.

استفاده از سافت استارتر به صورت نرمتر در شروع موتورها می‌تواند عمر مفید موتورها را افزایش دهد و همچنین مصرف انرژی را کاهش دهد.

سافت استارتر Soft Starter چیست و چگونه کار میکند. در این مقاله قراره کلی مطلب مفید و کاربردی از سافت استارترها در صنعت بگیم تا رسالت شرکت راستان رادر زمینه آموزش به جا بیاریم.

موتورهای AC و DC ماشین های ارزشمندی هستند که با جریان الکتریسیته حرکت می کنند، اما در صورت استفاده نادرست مستعد خرابی هستند.

این میزان خرابی در صورتی افزایش می‌یابد که موتور در ابتدا جریان زیادی را بکشد که می‌تواند به سیم‌پیچ‌ها و سیم‌کشی آن آسیب برساند.

روش‌های کاملاً متفاوتی برای راه‌اندازی انواع موتورهای الکتریکی وجود دارد که یکی از این روش ها استفاده از سافت استارترها Soft Starter می باشد.

راه اندازی موتورها با سافت استارتر Soft Starter ابزاری مفید برای جلوگیری از چنین آسیب هایی هستند و همچنین با تنظیم این هجوم جریان، کارایی سیستم موتور را افزایش می دهند.

این دستگاه‌ها برای برخی کاربردهای اساسی ضروری هستند، بنابراین این مقاله به خوانندگان کمک می‌کند تا بفهمند سافت استارتر چیست، چگونه کار می‌کنند و چگونه در سیستم‌های دنیای واقعی استفاده می‌شوند.

مبانی سافت استارتر  Soft Starter :

از آنجایی که موتورهای الکتریکی معمولاً در طول شتاب دادن به سرعت نامی خود به مقادیر زیادی الکتریسیته نیاز دارند، می توان از یک سافت استارتر Soft Starter برای محدود کردن افزایش جریان ( به نام “جریان هجومی” ) و گشتاور موتورهای الکتریکی استفاده کرد که در نتیجه ایمن تر، روان تر و راه اندازی آرام تر می شود.

سافت استارتر Soft Starter موتور الکتریکی شما را از آسیب های احتمالی محافظت می کنند و در عین حال طول عمر موتور الکتریکی و کل سیستم را با کاهش گرمایش ناشی از استارت/توقف مکرر، کاهش تنش مکانیکی روی موتور و شفت آن و کاهش دما افزایش می دهند.

تنش های الکترودینامیکی روی کابل های برق ،جریان هجومی زیاد همچنین تقاضای زیادی را برای سیستم تامین برق ایجاد می کند که منجر به هزینه اضافی می شود.

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

سافت استارتر Soft Starter چیست؟

سافت استارترها وسایل الکتریکی هستند که بین منبع تغذیه و موتور متصل می شوند و میزان جریان وارد شده به موتور را تنظیم می کنند.

استارترهای نرم برای هر موتوری استفاده می شود که در ابتدا جریان اضافی را می کشد، که به آن “جریان هجومی” بزرگ نیز می گویند.

نام «استارت نرم» معمولاً به درایوهای الکترونیکی حالت جامد اشاره دارد که به سادگی به معنای درایوی است که از نیمه هادی ها استفاده می کند. برای آشنایی با انواع دیگر استارت‌ها، می‌توانید مقاله ما را در مورد استارت‌های موتور بخوانید.

همانطور که در مقاله ما در مورد موتورهای القایی توضیح داده شد، موتورهای AC معمولی در ابتدا 2 تا 7 برابر جریان نامی خود را می کشند، زیرا برای رساندن این ماشین ها به سرعت کامل از حالت سکون به انرژی زیادی نیاز دارد.

این افزایش قدرت در بهترین حالت می تواند تکان های ناخواسته را به سیستم اضافه کند و در بدترین حالت به سیم پیچ های موتور و سیم کشی آن آسیب برساند.

برای جلوگیری از این اتفاق، یک استارت نرم از چنین هجومی جلوگیری می کند و موتور را “نرم” راه اندازی می کند.

به عبارت دیگر جریان اولیه را پایین می آورند تا موتور بدون کشش جریان اضافی به سرعت کامل برسد. آنها شبیه درایوهای فرکانس متغیر (VFD) هستند، اما فقط می توانند جریان را تغییر دهند و سرعت را تغییر نمی دهند (در مقاله ما در مورد کنترل کننده های موتور AC درباره VFD ها بیشتر بخوانید).

در حالی که سافت استارترها Soft Starter نمی توانند سرعت موتور را تغییر دهند، کارایی و ایمنی را هنگام استفاده افزایش می دهند. سافت استارترها Soft Starter در سیستم های با اینرسی بالا که باید به تدریج به سرعت کامل برسند، محبوب هستند.

سافت استارترها چگونه کار می کنند؟

پیشرفت‌ها در فناوری‌های مبتنی بر سیلیکون به استارت‌های نرم برقی حالت جامد اجازه داده است تا در بازار غوغا کنند.

برای کاهش هجوم جریان و افزایش سرعت به سرعت کامل، استارترهای نرم حالت جامد معمولاً از اجزایی به نام تریستور یا یکسو کننده های کنترل شده با سیلیکون استفاده می کنند (شکل 1 را در زیر ببینید):

این قطعات ولتاژ ورودی به موتور را کاهش می دهند و می توانند به اپراتورها اجازه دهند تا ولتاژ را تا رسیدن به سرعت کامل ثابت نگه دارند.

آنها معمولاً در سه جفت (یا TRIACS) برای محاسبه هر فاز موتور استفاده می شوند، زیرا موتورهای سه فاز معمولاً به راه اندازی نرم نیاز دارند (شکل 2 را در زیر ببینید):

شکل 2: یک نرم استارت معمولی حالت جامد که از سه جفت تریستور (TRIAC) برای کاهش ولتاژ موتور استفاده می کند. به کنتاکت های بالای موتور که در ابتدا جدا شده اند توجه کنید.

پس از راه اندازی، هر فاز قبل از رسیدن به موتور از هر TRIAC عبور می کند. تریستورها ولتاژ (و در نتیجه جریان) را کاهش می دهند و اجازه می دهند سیگنال ضعیف شده به موتور منتقل شود.

جریان تا زمانی که موتور به سرعت کامل برسد کنترل می‌شود، جایی که تریستورها با اتصال مستقیم موتور از طریق کنتاکت‌ها به منبع تغذیه دور می‌شوند (همچنین به عنوان تغذیه موتور در سراسر خط شناخته می‌شود).

منحنی‌های گشتاور-سرعت و جریان-سرعت برای موتورهای سراسر خط در مقابل موتورهای استارت نرم را می‌توان در شکل‌های 3 و 4 در زیر مشاهده کرد و به تجسم تأثیر استفاده از این ماشین‌ها بر خروجی کمک می‌کند:

شکل 3 و 4: مقایسه منحنی های گشتاور-سرعت/جریان-سرعت برای موتورهای با ولتاژ کامل و استارت نرم. قسمت سبز روی منحنی سرعت جریان نشان دهنده محل همپوشانی هر دو منحنی جریان است.

از این نمودارها مشخص است که نه تنها سافت استارترها جریان را در هنگام راه اندازی یکسان می کنند، بلکه گشتاور موتور را نیز کنترل می کنند.

استارت‌های نرم گشتاور قابل اعتماد و ثابتی را در سرعت‌های نامی ارائه می‌کنند، و در حالی که گشتاور راه‌اندازی به خوبی موتورهای سراسر خط ارائه نمی‌کنند، تغییرات را کاهش داده و قدرت پایدار و مطمئن‌تری را ارائه می‌کنند.

مشخصات سافت استارتر:

این بخش به جزئیات برخی از مشخصات معمولی که باید هنگام انتخاب یک شروع کننده نرم برای برنامه خود به آنها توجه کنید، می پردازد.

توجه داشته باشید که این لیست فقط رایج ترین مشخصات را در بین همه نرم افزارها ارائه می دهد، اما موارد بیشتری بر اساس مدل ها و ویژگی های خاص وجود دارد.

نوع بار:

استارت های نرم اغلب همراه با موتورهای سه فاز استفاده می شوند، زیرا این موتورهای AC دارای جریان و گشتاور راه اندازی بالایی هستند.

دانستن اینکه چه نوع بار (کاربرد موتور و موتور) از نظر جریان (آمپر) و توان (کیلووات یا HP) مورد استفاده قرار خواهد گرفت، مهم است، زیرا انتخاب سافت استارتر باید دارای طراحی سازگار باشد.

ولتاژ کاری نامی:

محدوده ولتاژ سافت استارتر چقدر است و ولتاژ چقدر می تواند از این محدوده انحراف داشته باشد؟ به عنوان مثال، یک سافت استارتر می تواند محدوده کاری 230/400 ولت با انحراف مجاز 10% داشته باشد.

دانستن این مقادیر نه تنها به جلوگیری از انرژی کم/بیش از حد موتور کمک می‌کند، بلکه نحوه تغذیه خود استارت را نیز فاکتور می‌کند.

ویژگی های ایمنی:

اغلب سافت استارترها دارای مکانیزم های بای پس هستند که مدار استارت را به ولتاژ کامل در سرعت های تعیین شده کوتاه می کند.

در صورت استفاده طولانی مدت، داشتن ویژگی های ایمنی که از آسیب رسیدن به مدار در هنگام اتصال کوتاه جلوگیری می کند، مهم است.

مانند رله های حفاظتی اضافه بار حرارتی برای اضافه جریان و اضافه ولتاژ. همچنین دانستن حداکثر عدم تعادل بین فازها به حفظ سیستم در پارامترهای کاری کمک می کند.

در نهایت، داشتن نوعی ثبت اطلاعات برای ثبت سوابق خطا می تواند به عیب یابی در حین تعمیر و نگهداری نیز کمک کند.

نصب، محفظه و ابعاد:

روش نصب سافت استارترها مهم است، زیرا توانایی خنک شدن آنها به جهت آنها بستگی دارد.

اغلب سافت استارترها با توصیه هایی برای نحوه و مکان نصب استارتر (به عنوان مثال به صورت عمودی و روی یک سطح صاف) و همچنین حداکثر گرادیان عمودی برای جلوگیری از تجمع گرما ارائه می شوند.

ابعاد نیز مهم هستند، زیرا باید فضای کافی برای سافت استارتر و فضای کافی برای خنک ماندن آن وجود داشته باشد.

برنامه های کاربردی و معیارهای انتخاب

استارت‌های نرم در برنامه‌هایی که نیاز به موتوری با راه‌اندازی کند اما قدرتمند دارند، بهتر استفاده می‌شوند.

آنها معمولاً در کاربردهایی مانند فیلترهای هوای ساختمان یافت می شوند، جایی که یک موتور باید یک فن بزرگ را تغذیه کند.

اگر در این حالت از سافت استارتر استفاده نمی شد، فن با سرعت بالا شروع به کار می کرد و کارایی فیلتر را کاهش می داد و همچنین با اجرای بار اینرسی بالا به موتور آسیب می رساند.

به طور مشابه، سافت استارترها در سیستم های تامین آب کاربرد دارند که در آن آب باید به آرامی پمپ شود تا از افزایش فشار جلوگیری شود.

در نهایت، سیستم‌های نوار نقاله از راه‌اندازهای نرم سود می‌برند، زیرا باید وسایل را از حالت استراحت بدون تکان تسریع کنند، در غیر این صورت خطر افتادن اقلام از تسمه را دارند.

سافت استارترها همچنین ارتقای محبوبی برای استارترهای قدیمی با ولتاژ کاهش یافته هستند، زیرا قابل کنترل تر، قابل برنامه ریزی و کارآمدتر هستند.

استارترهای نرم شتاب نرم و بدون گام موتورهای تشنه جریان را فراهم می کنند که در غیر این صورت ممکن است سیستم قدرت آنها را تحت فشار قرار دهد.

از مشخصات بالا استفاده کنید و با تامین کننده خود صحبت کنید تا بهترین شانس را برای یافتن سافت استارتر مناسب برای کار فراهم کنید.

این ماشین‌ها، اگرچه گران‌تر از سایر استارت‌ها هستند، اما به میزان زیادی از کارایی و ایمنی هر سیستمی که در آن مستقر هستند، سود خواهند برد.

سافت استارترها کنترل بیشتری به اپراتورها می دهند، خطر آسیب را کاهش می دهند و کارایی را افزایش می دهند، بنابراین هزینه اولیه آنها در طول دوره های زمانی عملیاتی پرداخت خواهد شد.

هر برنامه‌ای که دارای بار اینرسی بالا و هجوم جریان زیاد است باید به طور جدی یک راه‌انداز نرم را در نظر بگیرد، در غیر این صورت خطر حرکات ناخواسته، خرابی‌ها و تأخیرهای غیرضروری را در پی دارد.

و در پایان :

این مقاله درک درستی از این که سافت استارتر چیست و چگونه کار می کند، ارائه می کند.

برای اطلاعات بیشتر در مورد محصولات مرتبط، به صفحه مقالات وب سایت راستان کالا مراجعه نمایید و یا میتوانید با کارشناسان ما مشورت کنید تا منابع بالقوه تامین را بیابید یا جزئیات محصولات خاصی چون تجهیزات اتوماسیون صنعتی، خرید و فروش اینورتر، سوموتور ها و…را مشاهده کنید.