سافت استارتر (Softstar)

تا حالا به این فکر کردید دستگاه های بزرگ صنعتی و الکتروموتورها چگونه روشن می شوند؟ در این مقاله ما به بررسی دستگاهی می پردازیم به نام سافت استارتر.

سافت استارتر ها در ساده ترین تعریف واسطه ای بین الکتروموتورها و برق سه فاز هستند. به بیان تخصصی تر سافت استارتر یک وسیله ی الکتریکی است که برای راه اندازی و توقف ایمن الکتریکی از آن استفاده می شود، موتور القایی (الکتروموتورها) به طور گسترده برای انواع مختلفی از صنایع مورد استفاده قرار می گیرند.

سافت استارتر یا راه انداز نرم از قطعات نیمه هادی مانند تریستور و بردهای الکترونیکی ساخته شده است و برای راه اندازی الکتروموتورهای سه فاز استفاده می شود.

هنگامی که یک الکتروموتور سه فاز با توان بالا ( یک دستگاه نوار نقاله یا سنگ شکن یا میکسر ها و آسیاب های چکشی و….) در شبکه شروع به کار می کند، جریان زیادی از شبکه کشیده می شود، این جریان بالا ممکن است باعث افت ولتاژ شدید خط شود که روی سایر تجهیزات آثار مخربی ایجاد می کند.

علاوه بر آن جریان راه اندازی بالا، باعث ایجاد حرارت در خود الکتروموتور میشود و در نتیجه استهلاک،آسیب دیدن سیم پیچ ها و کاهش عمر مفید الکتروموتور ها رخ می دهد در اینجا با استفاده از سافت استارتر یا (راه انداز نرم) ولتاژ راه اندازی الکتروموتور را کاهش می دهیم.

طرز کار سافت استارتر

الکتروموتورها در زمان راه اندازی ولتاژی ما بین 6 تا 8 برابر ولتاژ نامی مصرف می کنند که این عمل سبب راه اندزی آنها با تنش و ضربات الکتریکی و مکانیکی فراوان می شود که به مرور زمان موجب استهلاک دستگاه را فراهم می کند که این به نوبه خود هزینه ی تعمیر و نگهداری دستگاه را بالا می برد.

وظیفه ی سافت استارتر اینجا شروع می شود راه اندازی نرم و آهسته الکتروموتور،به این صورت که با محدود کردن ولتاژ مانع از کشیدن ولتاژ بیش از حد منبع می شود و در نتیجه راه اندازی نرم و ایمن را به همراه دارد.

بعضی از انواع سافت استاترها امکان توقف نرم و آهسته را هم فراهم می کنند برای مثال تسمه ی نوار نقاله که برای جابه جایی اشیا شکستنی از آن استفاده می کنند یا پمپ های شناور باید هنگام اتمام کار و خاموش شدن توقف آرام و کنترل شده داشته باشند.

مزایای استفاده از سافت استارتر

• راه اندازی نرم و ایمن بدون فشار مکانیکی و جرقه ای که معمولا باعث آسیب دیدگی موتور می شود.
• کنترل شتاب و ترمز
• کنترل تغییرات ناگهانی توان
• راه اندازی چندگانه: در برخی موارد باید در زمان کمی موتور را چندین بار راه اندازی و متوقف کنیم، چنین موتوری در صورت استفاده از استار معمولی دستگاه، به دلیل جریان زیاد راه اندازی،گرمای بیش از حدی را تجربه خواهد کرد، با این حال سافت استاتر ها تعداد راه اندازی های یک موتور را در مدت زمان مشخص به طور چشمگیری افزایش می دهند.
• کاهش گرمای بیش از حد: گرمای بیش از حد موتور یک مشکل جدی است که به دلیل جریان زیاد سیم پیچ هنگام راه اندازی رخ می دهد، سافت استارتر با مقدار کمی جریان موتور را راه اندازی می کند که مانع گرم شدن بیش از حد موتور می شود.
• اندازه ی کوچک: سافت استارتر ها طراحی بسیار مناسبی دارند و فضای بسیار کمی را اشغال میکنند .
• هزینه ی کم: در مقایسه با سایر راه انداز ها مانند VFD ، سافت استاتر هزینه ی کمتری دارد.
• افزایش طول عمر موتور و پمپ ها و کاهش هزینه ی نگهداری
• حذف جریان هجومی و گشتاور زیاد در لحظه ی راه اندازی
• کاهش اندازه ی کابل ها و کلید های اتصال به شبکه ی تغذیه به علت کاهش جریان شروع و توقف

سافت استارتر ها کاربردهای متنوعی دارند، برای راه اندازی کمپرسورها، پمپ های آب یا مایعات، فن ها، کانوایرها، بلوئرها و اگزسترها، خردکن ها، پودر کن ها، سنگ شکن ها و پله های متحرک و خیلی از موارد دیگر.

انواع سافت استارتر های موجود در بازار را می توان به سه مدل سافت استار آنالوگ بدون حفاظت و آنالوگ با حفاظت و دیجیتال و با ابعاد متفاوت تقیسیم کرد.

 برای مثال در رنج سافت استارترهای کوچک بعد از اتمام کار، توقف (بای پاس) به صورت داخلی و در رنج سافت استارترهای بزرگتر بای پس به صورت خارجی انجام می گیرد. سافت استارتر ها طوری طراحی شده اند که وقتی موتور در دور نامی خود باشد از مدار خارج می شوند، در واقع پس از راه اندازی سیستم، ادامه ی کار سافت استاتر موجب استهلاک موتور می شود، بنابراین پس از راه اندازی از مدار خارج می شوند که به این کار بای پس گفته می شود. که سافت استارترها این کار را به دو صورت داخلی یا خارجی انجام می دهند.

در روش بای پس داخلی، مدار داخلی سافت استارتر با تیغه ها موازی شده است، این تیغه ها به طور مستقیم به ورودی و خروجی سافت استارترها متصل هستند و هنگامی که الکتروموتور به جریان نامی می رسد، تیغه ها مدار سافت استاتر را بای پس یا اتصال کوتاه می کنند تا آن را از مدار خارج کنند، نکته ی منفی در این روش تیغه ها پس از مدتی از بین می روند و باعث آسیب به سافت استارتر می شوند، تعمیر یا تعویض سافت استارتر خیلی بیشتر از نصب کنتاتور برای سافت استارتر است به همین دلیل معمولا بای پس خارجی توصیه می شود.

اما بای پس خارجی چگونه انجام می شود؟ در نوع بای پس خارجی سافت استارتر با یک کنتاکتور موازی می شود در این حالت وقتی الکتروموتور به جریان نامی خود برسد، سیم پیچ به کنتاکتور فرمان اتصال می دهد و سافت استارتر بای پس می شود و این روش هزینه ی بیشتری دارد اما از طرفی قابلیت اطمینان و ماندگاری بیشتری فراهم می کند.

امروزه حفاظت های سافت استارتر به نسبت کامل تر شده و بیشتر دستگاه های راه انداز موتور، حفاظت های اصلی را روی الکتروموتور سه فاز دارند و نیاز به استفاده از تجهیزات جانبی مانند کنترل بار و کنترل فاز نیست، البته در برخی مدل های قدیمی تر و ارزان تر حفاظت های سافت استار کامل نیست که باید به کاتالوگ سافت استارتر حتما توجه داشته باشید.

تنها مزیت سافت استار آنالوگ نسبت به سافت استار دیجیتال قیمت آن است و معمولا در توان های پایین تر تولید میشود و اغلب از نوع دو فاز کنترل است.

امروزه بیشتر سافت استارترهای تولیدی از نوع سافت استارتر دیجیتال هستند که به راحتی می توانید تنظیمات سافت استارتر را که شامل تعداد زیادی پارامتر است بااستفاده از دکمه های روی نمایشگر کاملا متناسب با نیاز موتور سه فاز تنظیم کنید همچنین می توانید جریان، ولتاژ، گشتاور را روی نمایشگر سافت استارتر دیجیتال مشاهده کنید.

سافت استاترها بسته به نوع کاربرد آن و نوع بار و خصوصیات شبکه دارای مزایا و معایبی هستند، یکی از معایب آن ها عدم تنظیم سرعت است یعنی فقط امکان کنترل ولتاژ ورودی یعنی از صفر ولت تا ولتاژ خط با فرکانس ثابت خط را دارد  و برای ویژگی تغییر فرکانس بهتر است از VFD ( درایو فرکانس متغیر ) استفاده کنید.

اتلاف حرارت موضوع دیگری ست که همواره در رابطه با سافت استاترها مطرح میشود سوئیچ های نیمه هادی مدار سافت استاتر مقداری انرژی را به صورت گرما تلف می کنند،بنابراین برای خنک شدن سوئیچ های برق نیاز به سینک های حرارتی وجود دارد. و نکته ی آخر در رابطه با سافت استاترها این است که برای کاربرد هایی با گشتاور راه اندازی کم یا متوسط بهترین گزینه هستند

انواع سافت استارتر

انواع سافت استارتر های موجود در بازار را می توان به سه مدل سافت استار آنالوگ بدون حفاظت و آنالوگ با حفاظت و دیجیتال و با ابعاد متفاوت تقیسیم کرد.

 برای مثال در رنج سافت استارترهای کوچک بعد از اتمام کار، توقف (بای پاس) به صورت داخلی و در رنج سافت استارترهای بزرگتر بای پس به صورت خارجی انجام می گیرد. سافت استارتر ها طوری طراحی شده اند که وقتی موتور در دور نامی خود باشد از مدار خارج می شوند، در واقع پس از راه اندازی سیستم، ادامه ی کار سافت استاتر موجب استهلاک موتور می شود، بنابراین پس از راه اندازی از مدار خارج می شوند که به این کار بای پس گفته می شود. که سافت استارترها این کار را به دو صورت داخلی یا خارجی انجام می دهند.

در روش بای پس داخلی، مدار داخلی سافت استارتر با تیغه ها موازی شده است، این تیغه ها به طور مستقیم به ورودی و خروجی سافت استارترها متصل هستند و هنگامی که الکتروموتور به جریان نامی می رسد، تیغه ها مدار سافت استاتر را بای پس یا اتصال کوتاه می کنند تا آن را از مدار خارج کنند، نکته ی منفی در این روش تیغه ها پس از مدتی از بین می روند و باعث آسیب به سافت استارتر می شوند، تعمیر یا تعویض سافت استارتر خیلی بیشتر از نصب کنتاتور برای سافت استارتر است به همین دلیل معمولا بای پس خارجی توصیه می شود.

اما بای پس خارجی چگونه انجام می شود؟ در نوع بای پس خارجی سافت استارتر با یک کنتاکتور موازی می شود در این حالت وقتی الکتروموتور به جریان نامی خود برسد، سیم پیچ به کنتاکتور فرمان اتصال می دهد و سافت استارتر بای پس می شود و این روش هزینه ی بیشتری دارد اما از طرفی قابلیت اطمینان و ماندگاری بیشتری فراهم می کند.

امروزه حفاظت های سافت استارتر به نسبت کامل تر شده و بیشتر دستگاه های راه انداز موتور، حفاظت های اصلی را روی الکتروموتور سه فاز دارند و نیاز به استفاده از تجهیزات جانبی مانند کنترل بار و کنترل فاز نیست، البته در برخی مدل های قدیمی تر و ارزان تر حفاظت های سافت استار کامل نیست که باید به کاتالوگ سافت استارتر حتما توجه داشته باشید.

معایب استفاده از سافت استارتر

سافت استارترها بسته به نوع کاربرد آن و نوع بار و خصوصیات شبکه دارای مزایا و معایبی هستند،یکی از معایب آن ها عدم تنظیم سرعت است یعنی فقط امکان کنترل ولتاژ ورودی یعنی از صفر ولت تا ولتاژ خط با فرکانس ثابت خط را دارد  و برای ویژگی تغییر فرکانس بهتر است از VFD ( درایو فرکانس متغیر ) استفاده کنید.

اتلاف حرارت موضوع دیگری ست که همواره در رابطه با سافت استارترها مطرح میشود سوئیچ های نیمه هادی مدار سافت استاتر مقداری انرژی را به صورت گرما تلف می کنند،بنابراین برای خنک شدن سوئیچ های برق نیاز به سینک های حرارتی وجود دارد. و نکته ی آخر در رابطه با سافت استارترها این است که برای کاربرد هایی با گشتاور راه اندازی کم یا متوسط بهترین گزینه هستند.

 نتیجه:

به طور کلی روش های مختلفی برای راه اندازی الکتروموتور ها وجود دارد مانند روش ستاره-مثلث یا اینورتر یا VFD که هر کدام با توجه به نوع بار و خصوصیات شبکه و دستگاه مورد نظر ویژگی و معایبی دارند، ما در این مقاله به به بررسی روش سافت استاتر به عنوان یکی از روش های رایج، معایب و مزایا و انواع آن  پرداختیم.