سافت استارتر

نحوه ی عملکرد سافت استارتر و دلایل استفاده از آن

سافت استارتر در واقع  شروع کننده ی عملکرد موتور است. البته سافت استارتر ها می توانند موتور را متوقف کرده، جهت چرخش آن را معکوس کنند، سرعت موتور را افزایش دهند و یا به عنوان یک وسیله حفاظتی مورد استفاده قرار بگیرند. در هر صورت همواره یک فن کوچک، تجهیزات معدنی و یا یک الکتروموتور به عنوان نیرو محرکه برای سافت استارتر وجود خواهد داشت.

موتور های الکتریکی تجهیزاتی هستند که حدود 60 تا 70 درصد از انرژی الکتریکی را در ایالات متحده مصرف می کنند و می توان گفت که تجهیزات پر مصرفی هستند. پس استفاده از سافت استارترها که ترکیبی از یک کنترل کننده و حفاظت کننده در مقابل اضافه بار هستند، در عملکرد آن ها ضروری است.

• سافت استارتر به عنوان کنترل کننده

 جریان الکتریکی الکتروموتور را قطع و وصل می کند. در حقیقت کنتاکتور، کنترلری است که توسط نیروی الکترومغناطیسی کنترل می شود.

• سافت استارتر به عنوان محفاظت کننده در مقابل اضافه بار

از سوختن موتور الکتریکی در هنگام  اضافه جریان که باعث ایجاد حرارت زیادی می شود، محافظت می کند. رله ی اضافه بار نیز جهت تکمیل عملکرد حفاظتی، در سافت استارتر ها تعبیه می شود.

مشخصات فنی سافت استارتر

انواع سافت استارتر موجود در بازار را می توان به سه مدل آنالوگ بدون حفاظت، آنالوگ با حفاظت و دیجیتال تقسیم کرد.

سافت استارتر ها دارای معایب و مزایایی هستند. سافت استار دارای مزایایی همچون افزایش طول عمر و استحکام موتور ها و پمپ ها، جریان و گشتاور مکانیکی بالا در هنگام راه اندازی، افزایش قابیلت اطمینان، کاهش تنش و استرس بر تجهیزات انتقال و کوپلینگ ها، کار در دمای بالا، نگهداری، کارکرد و برنامه ریزی آسا، کاهش هزینه ها، سیم کشی ساده و … است. از معایب آن هم می توان عدم امکان سرعت تغییر موتور، عدم امکان تغییر جهت موتور، عدم امکان افزایش سرعت موتور و … را نام برد.

کاربری های سافت استارتر

سافت استارتر در صنایع مختلفی مورد استفاده قرار می گیرد. ازجمله این کاربری ها می توان به پمپ ها، میکسرها، آسیاب ها، سنگ شکن ها، کانوایرها، فن ها، مخلوط کن ها، پودرکننده ها، پله های متحرک، بلوورها، اگزوسترها، خرد کن ها و … اشاره کرد.

دلایل استفاده از سافت استارتر

• برای جلوگیری از اضافه بار در سیستم توزیع برق
• برای کاهش گشتاور شروع

یک موتور معمولی طرح NEMA می تواند 6 تا 8 برابر جریان اسمی خود را در حالت بار کامل ( لحظه ی راه اندازی ) از شبکه بگیرد. حال اگر شبکه توزیع قدرت ظرفیت لازم را نداشته باشد، در راه اندازی موتور های بزرگ، ممکن است  مشکلاتی از قبیل سوسو زدن نور چراغ ها پیش بیاید.

گاهی اوقات نیز این اضافه بار باعث خنثی کردن سوئیچ های مدارات و سیستم های حفاظتی می شود و به سیستم آسیب می رساند. بسیاری از کمپانی ها می توانند محدودیت هایی را در میزان مصرف مشتریان، در هر زمانی ایجاد کرده و از این طریق توازن را در سیستم توزیع خود برقرار کنند.

آشنایی با مدار داخلی سافت استارتر

سافت استارتر ها همانند دیگر تجهیزات صنعتی از قطعات و برد های الکترونیکی زیادی که به صورت هوشمندانه در کنار یکدیگر قرار گرفته اند، تشکیل می شوند.

از جمله مهم ترین اجزائی که مدار داخلی سافت استارتر را می سازد می توان به پروتکل های ارتباطی، برد کنترلی سافت استارتر، نمایشگر ها، مدار قدرت سافت، صفحه کلید، LED های نشانگر، قسمت ورودی سافت، قسمت خروجی سافت استارتر و سیم های ارتباطی و … اشاره کرد.

وظیفه برد کنترل کننده در مدار داخلی سافت استارتر

در سافت استارتر ها از 6 عدد تریستور (نیمه رسانا) که سه فاز برق را به موتور انتقال می دهند استفاده می شود. در حقیقت این تریستور ها هستند که در هنگام روشن کردن موتور، مقدار ولتاژ و جریان نامی را کنترل می کنند و از ایجاد گشتاور بالای راه اندازی جلوگیری می کنند.

 نحوه ی عملکرد تریستور ها به این صورت است که پس از برق دار کردن موتور، سیگنال های مشخصی را از یک سری مدارات مختلف الکترونیکی که قدرت پردازش اطلاعات و تبدیل آن ها به سیگنال را دارند و در کنار هم به یک برد کنترل کننده تبدیل می شوند، دریافت می کنند. سپس به صورت برنامه ریزی شده ایی روشن و خاموش شده و می توانند از این طریق امکان کنترل کردن مقدار ولتاژ و جریان را در لحظات اولیه فراهم آورند.

انواع سافت استارتر

به طور کلی 5 نوع سافت استارتر وجود دارد:

• مقاومت اولیه
• ترانسفورماتور خودکار
• سیم پیچ
• WEY دلتا
• حالت جامد

انتخاب سافت استارتر مناسب

هر یک از انواع سافت استارتر دارای ویژگی هایی هستند که برای برنامه های مخصوص به خود مناسب هستند. بنابراین برای انتخاب مناسب ترین نوع سافت استارتر باید به نکات زیر توجه کرد:

• مشخصات درج شده روی پلاک موتور الکتریکی، آمپر روتور قفل شده، رتبه HP، منحنی گشتاور موتور/ سرعت (در صورت موجود بودن )
• زمان شروع و توقف (هر چه زمان START و STOP  طولانی تر باشد راه اندازی نرم تر صورت می گیرد)
• حفاظت در برابر اضافه بار ( این نوع حفاظت براساس کلاس حفاظتی مشخص می شود)
• محدوده ی خدمات برق (ولتاژ خط )
• نوع محفظه

تفاوت سافت استارتر و درایو

همانطور که اشاره کردیم سافت استارتر وظیفه ی راه اندازی نرم یک موتور را به عهده دارد. تفاوت سافت استارتر و درایو در این است که درایو علاوه بر راه اندازی نرم مزایایی همچون کنترل کردن دور الکتروموتور، تغییر جهت و سرعت، افزایش استحکام و مقاومت، کاهش مصرف انرژی و … دارا است.

نکات ایمنی در استفاده از سافت استارتر

• همیشه قبل از تماس با قسمت های برق دار سافت استارتر برق ورودی به آن را قطع نمایید.
• حداقل 3 دقیقه منتظر بمانید تا ولتاژ ذخیره شده در برخی از قسمت های برق دار و خازن های موجود در آنها خالی شود.
• برق ورودی به سافت استارتر باید زمین شده باشد. (نوع برق ورودی Y باشد)
• فیوز مورد استفاده در ورودی سافت استارتر از نوع فیوز های نیمه هادی با سرعت قطع بالا انتخاب شود.
• برای اینکه  از موتور در برابر جریان به‌ درستی حفاظت کند، نباید جریان موتور کمتر از 30 درصد جریان سافت استارتر باشد.
• برای ارت نمودن بدنه سافت استارتر از سیم ارت مجزا استفاده نمایید.
• تمامی قسمت های بردهای الکترونیکی و تجهیزات آن ها به الکتریسیته ساکن حساس هستند. بدون استفاده از دستبند مناسب ارت با این قسمت ها هرگز تماس برقرار نکنید.
• اندازه کابل ارت مورد استفاده برای سافت استارتر با توجه به جدول سایزینگ کابل ارت بر حسب نوع سافت استارتر انتخاب شود. کابل ارت را به شین ارت یا به چاه ارت با مقاومت کمتر از 10 اهم وصل کنید.
• از کابل نول برای اهداف ارت استفاده نکنید. از یک کابل مجزا برای این کار استفاده شود.
• ارت سافت استارتر را با تجهیزاتی که با جریان های بالا(موتورهای ولتاژ بالا، دستگاه های جوشکاری و غیره)کار می کنند مشترک نکنید.
• در صورتی که بیشتر از یک سافت استارتر استفاده می شود، ارت آن ها باید مطابق استاندارد انجام شود.
• همیشه بدنه موتور ارت شود. موتور را در تابلویی که سافت استارتر در آن قرار دارد ارت کنید.
• سیم خروجی سافت استارتر به موتور باید از کابل ورودی، کابل های سیگنال و کنترل مجزا شود.

روش های استفاده از سافت استارتر

• اتصال سه سیمه استاندارد

 در این حالت از الکتروموتور سه سیم خارج می شود که مستقیماً به خروجی سافت استارتر U،V،W وصل می شوند و جریان عبوری از سافت استارتر معادل جریان الکتروموتور است. در صورت اتصال سه سیمه سافت استارتر، مقدار پارامتر 150 باید صفر انتخاب شود. (0=P150)

• اتصال 6 سیمه مثلثی

در این نوع اتصال از الکتروموتور شش سیم خارج می شود و جریان عبوری از سافت استارتر 1/1.3 برابر جریان الکتروموتور است که برای کاهش هزینه ها و استفاده از سافت استارتر توان پایین تر برای الکتروموتور های توان بالا استفاده می شود. در این حالت باید اختلاف قیمت حاصل از هزینه کابل و کابل کشی و کاهش قیمت حاصل از انتخاب سافت استارتر توان پایین محاسبه و بررسی شود و در صورت مقرون به صرفه بودن می توان از این روش استفاده کرد. در صورت بستن سافت استارتر به صورت اتصال 6 سیمه مقدار پارامتر 150 باید یک انتخاب شود. (1=P150)

فرمان های ورودی و خروجی در سافت استارتر

سافت استارتر دارای 5 تیپ کانکتور است که به نام‌های X1E – X1D – X1C – X1B – X1A نام گذاری شده است.

• کانکتورX1A

این کانکتور شامل ترمینال های 1، 2 و PE می شود و برای تغذیه برد الکترونیکی مورد استفاده قرار می گیرد. برای تغذیه این قسمت نیاز به ولتاژ متناوب بین 110 تا 230 ولت است.

• کانکتور X1B

این کانکتور ترمینال های شماره 3 تا 17 را شامل می شود و دارای 5 ورودی ایزول دیجیتال و یک ورودی PTC و دو خروجی آنالوگ است.

• کانکتور X1C

این کانکتور شامل ترمینال های شماره 3 تا 17 بوده و دارای سه رله است. رله ی اول و دوم رله ای با یک کنتاکت نرمالی باز هستند و به ترتیب ترمینال های 18-19 و 20-21 را به خود اختصاص داده‌اند. ولی رله سوم یک رله با دو کنتاکت باز و بسته است که ترمینال 23 تغذیه (مشترک) و ترمینال های 22 و 24 آن به ترتیب نرمالی باز و نرمالی بسته هستند.

• کانکتور X1D

این کانکتور شامل ترمینال های شماره 25 تا 32 بوده و دارای 4 ورودی است که به سیستم داخلی سافت استارتر ارتباط دارد.

• کانکتور X1E

این کانکتور شامل ترمینال های شماره 33 و 34 بوده و برای تغذیه فن داخلی مورد استفاده قرار می گیرد.

انواع مدل های کنترلی سافت استارتر

• شیب ولتاژ(voltage ramp)-(0=P202)

ولتاژ به صورت شیب دار به موتور داده می‌شود و در این حالت هیچ فیدبکی از ولتاژ و جریان گرفته نمی‌شود. تنظیم پارامترها و برنامه ریزی سافت استارتر در این رابطه کنترلی به آسانی صورت می گیرد.

• حد جریان (current limit)-(1=P202)

 جریان کشیده شده از سافت استارتر در هنگام راه اندازی موتور توسط مقدار ماکزیمم تعیین شده محدود می‌شود. در این روش تنظیم پارامترها و برنامه‌ریزی سافت استارتر به آسانی صورت می گیرد.

• کنترل پمپ(pump control)-(2=P202)

روش کنترل بهینه است و گشتاور مورد نیاز برای راه اندازی آرام پمپ ها را ارائه می دهد.

 (اگر خطایی در حین استارت موتور مشخص شود، تمام اتصالات سافت استارتر به برق ورودی و موتور را بررسی نمایید. همچنین سطح ولتاژ برق ورودی فیوزها و کلید های حفاظتی واقع در مدار برق ورودی به سافت استارتر را چک کنید.

• کنترل گشتاور ( torque control )-(3=P202)

با استفاده از الگوریتم کنترل گشتاور جهت راه اندازی مناسب بارها مورد استفاده قرار می گیرد. کنترل گشتاور به سه صورت با یک نقطه تنظیم، با دو نقطه تنظیم و سه نقطه تنظیم انجام می شود.

1. گشتاور ثابت (constat)-(1=125&P120)
2. گشتاور خطی (linear)-(2=125 & P120)
3. گشتاور مربع (square)-(3=125&P120)

برای این روش کنترلی امکان چهار حالت زیر وجود دارد:

• بار با گشتاور راه اندازی بالا
• بار با گشتاور ثابت و منحنی سرعت S
• بار با گشتاور درجه 2 و منحنی سرعت خطی
• بار به صورت درجه 2 و گشتاور راه اندازی بالا
• شیب جریان(current ramp)-(4=P202)

در این روش کنترلی علاوه بر محدود بودن جریان ماکزیمم در حین راه اندازی، مقادیر ابتدایی و انتهایی جریان نیز قابل تنظیم هستند.

برندهای سافت استارتر

از انواع برندهای سافت استارتر می توان ایموترون سوئد، دانفوس دانمارک، زیمنس آلمان، ABB فنلاند، سانترنو ایتالیا، اوکام نیوزلند و… را نام برد.

دریافت کاتالوگ سافت استارتر