[vc_row][vc_column][vc_column_text css=”.vc_custom_1634452150708{margin: 0px !important;padding: 12px !important;background-color: #e8e8e8 !important;border: 2px initial #262626 !important;border-radius: 10px !important;}”]

دستگاه سافت استارتر (راه‌انداز نرم) با کاهش دادن ولتاژ در زمان راه‌اندازی باعث کاهش گشتاور موتور القایی جریان متناوب می‌شود. دستگاه سافت استارتر به صورت سری بین موتور و منبع تغذیه قرار می‌گیرند و با استفاده از تریستورها جریان موتور و در نتیجه ولتاژ اعمال‌شده بر آن را کنترل می‌کنند

[/vc_column_text][vc_column_text]

دستگاه سافت استارتر (soft starter)

سافت استارتر (soft starter) دستگاهی است که همراه موتورهای جریان متناوب استفاده می‌شود تا به صورت موقت بار و گشتاور واردشده به شبکه قدرت را در زمان راه‌اندازی موتور کاهش دهد. استفاده از انواع سافت استارتر (soft starter) یا راه‌انداز نرم باعث کاهش تنش مکانیکی وارد شده بر موتور و محور می‌شود و تنش‌های الکترودینامیک واردشده بر کابل‌های قدرت و شبکه توزیع نیروی برق را نیز کاهش می‌دهد و موجب بالارفتن طول عمر تجهیزات می‌گردد.
دستگاه سافت استارتر (راه‌انداز نرم) با کاهش دادن ولتاژ در زمان راه‌اندازی باعث کاهش گشتاور موتور القایی جریان متناوب می‌شود. دستگاه سافت استارتر به صورت سری بین موتور و منبع تغذیه قرار می‌گیرند و با استفاده از تریستورها جریان موتور و در نتیجه ولتاژ اعمال‌شده بر آن را کنترل می‌کنند. راه‌ اندازهای نرم دارای عملکرد توقف نرم نیز هستند که با کاهش تدریجی گشتاور موتور در زمان توقف، موتور را تحت کنترل قرار می دهد. شماتیک کلی یک راه انداز نرم به صورت تصویر زیر است.

در دستگاه سافت استارتر (soft starter) یا راه ­انداز نرم با تغییر زاویه آتش تریستورها، ولتاژ اعمالی به ترمینال ورودی موتور تغییر می­کند؛ که موجب ایجاد توقف و راه ­اندازی نرم را ایجاد می ­گردد. این موضوع در تصویر زیر قابل مشاهده است.

سافت استارتر (soft starter) دستگاهی است که همراه موتورهای جریان متناوب استفاده می‌شود تا به صورت موقت بار و گشتاور واردشده به شبکه قدرت را در زمان راه‌اندازی موتور کاهش دهد. استفاده از انواع سافت استارتر (soft starter) یا راه‌اندازهای نرم باعث کاهش تنش مکانیکی وارد شده بر موتور و محور می‌شود و تنش‌های الکترودینامیک واردشده بر کابل‌های قدرت و شبکه توزیع نیروی برق را نیز کاهش می‌دهد و موجب بالارفتن طول عمر تجهیزات می‌گردد.

انتخاب یک سافت استارتر مناسب

تا به این جا هم با انواع روش های راه اندازی موتورهای الکتریکی آشنا شدیم و هم راه اندازی نرم یا سافت استارتر را بهطور کامل موشکافی کردیم و دیدیم که چگونه با کلیدزنی دقیق ادوات الکترونیک قدرت می تواند قدرت برق را تحت کنترل در آورد و یک موتور قدرتمند را در ابتدای راه اندازی رام کرد! هر چند مساله ای که همواره علامت سوالی بزرگ در ذهن مهندسان طراحی بوده است این است که بر اساس چه معیارهایی باید سافت استارتر را انتخاب کرد.

نکته اول در پاسخگویی به این مهم این است که ما باید درک کاملا درستی از سیستم، موتور، شبکه قدرت و به خصوص بار مورد نظر یدا کنیم. هر چقدر بتوانیم دقیق تر این موارد را شناسایی کنیم، انجام یک انتخاب درست و مناسب به شکلی که بهترین عملکرد را با کمترین هزینه برآورده کنیم، سهل تر خواهد شد. اما شرایط همیشه این گونه نیست! گاهی نیاز است درکی کلی نسبت به سیستم داشته باشید و کمی هم هوش مهندسی را چاشنی کار کنید تا بتوانید با چند تقریب دقیق، به بهترین راه حل برسید.

به هر حال در این مقاله به چگونگی به کارگیری معیارهای مناسب برای انتخاب یک سافت استارتر مناسب با کاربرد خود می پردازیم.

ابتدا بیایید با چند تعریف ولتاژی در سافت استارترها آشنا شویم.

ولتاژهای گوناگون در سافت استارترها

ولتاژ اصلی (ولتاژ قدرت)

ولتاژ قدرت همان ولتاژی است که قرار است به صورت نامی به موتور شما داده شود و آن را تغذیه کند. این ولتاژ به ادوات الکترونیک قدرت یعنی تریستورها نیز اعمال می شود و در شبکه برق ایران عموما دارای مقادیر سه فاز خطی 400vAC‌ یا 690vAC برای مصارف فشار ضعیف است. این ولتاژ معیار بسیار مهمی برای انتخاب بسیاری از تجهیزات و سوئیچگیر ها از جمله، کلید یا کنتاکتور ورودی، کنتاکتور بایپس، ترانس های ایزوله کننده تغذیه مدارات کنترلی، تجهیزات تابلویی و غیره می باشد.

کاربردهای اصلی سافت استارتر

• • کاربردهایی با گشتاور استارت کم یا متوسط
  • کاربردهای سبک یا راه اندازی بدون بار
  • کاربردهایی که نیاز به کنترل سرعت موتور در حالت کار یا راه­ اندازی ندارند
  • کاربردهایی که کاهش مقداری از ضربات مکانیکی و جلوگیری محدود از صدمه استارت شدید راه اندازی به سیستم شبکه مد نظر است.
  • کنترل بخشی از جریان راه اندازی و ضربه به موتور
  • کنترل و نمایش و ذخیره پارامترهای قدرت موتور و شبکه و حفاظت از موتور
  • بازه پایین شیب استارت و استپ

روش ­های کنترل راه ­اندازی سافت استارتر

روش ­های کنترل راه ­اندازی در دستگاه سافت استارتر (soft starter) را می­ توان به صورت زیر تقسیم بندی نمود:

1. جریان ثابت 
2. شیب جریان 
3. کنترل تطبیقی شتاب 
4. رمپ ولتاژ 
5. کنترل گشتاور 

در ادامه در مورد روش­ هایی که سافت ­استارترها برای راه ­اندازی نرم استفاده می­کنند مطالبی ارائه می­شود.

1- روش جریان ثابت:

در این روش راه اندازی سافت استارتر، جریان از صفر شروع شده، به سطح تعیین شده می­رسد و در آن حد باقی می ماند تا موتور به دور نامی رسیده و جریان آن به جریان نامی برسد. این روش در مواقعی که کاربر نیاز دارد جریان از یک مقدار مشخص بالاتر نرود، مورد استفاده قرار می گیرد. شکل زیر نحوه انجام این روش راه اندازی را نشان می­دهد. این روش از آن جهت بسیار مفید است که سبب اطمینان از حفاظت موتور در مقابل اضافه جریان و همین طور فعال نشدن رله اضافه جریان آن می شود.

شکل 1: روش جریان ثابت

2- راه اندازی با شیب جریان:

در این روش، جریان از یک مقدار مشخص (تایین شده توسط کاربر تحت عنوان I_start) شروع به افزایش می­کند. با افزایش دور موتور این جریان افزایش یافته و در یک مقدار مشخص (این مقدار نیز توسط کاربر تعیین می­گردد تحت عنوان I_limit) باقی می­ماند تا موتور به دور نامی برسد و جریان آن کاهش یابد. شکل زیر نحوه انجام این راه­ اندازی سافت استارتر را نشان می­دهد.

شکل 2: راه اندازی با شیب جریان

این روش راه اندازی سافت استارتر می تواند برای کاربردهای زیر مورد استفاده قرار گیرد:

• در مواقعی که بار در زمان های مختلف متغیر باشد
• مواقعی که بار به راحتی تغییر کند، اما زمان راه اندازی طولانی باشد، به عنوان مثال وقتی که یک الکتروپمپ راه اندازی می شود، به زمانی نیاز دارد که لوله های انتقال پر شود و به فشار حالت عادی شبکه برسد.
• در شرایطی که منبع تغذیه کننده موتور، یک دیزل ژنراتور است. در این موارد ممکن است دیزل محدودیت جریان دهی داشته باشد. بنابراین نیاز است جریان با یک شیب ملایم افزایش یابد.

3- راه اندازی ضربه:

این عملکرد فقط در کاربردهای خاص نظیر الکتروموتورهای شناور (به منظور جلوگیری از سائیده شدن کفگرد آن ها) و یا بارهایی که نیاز به گشتاور راه ­اندازی بالا دارند، اعمال می گردد. در اصل در این روش، به موتور اجازه داده می­شود یک ضربه جریان (که ضریبی از جریان نامی می باشد)، به مدت 1/0 الی 2 ثانیه از شبکه دریافت کند. این موضوع حرکت الکتروموتور در زمان راه ­اندازی را با یک گشتاور مناسب تضمین می­کند. لازم به ذکر است که با فعال شدن این عملکرد، محدودیت جریان در زمان پالس ضربه برداشته می شود. پس از تمام شدن پالس ضربه ، راه اندازی با روش شیب ادامه خواهد داشت. شکل زیر این روش راه اندازی را نشان می دهد.

شکل 3: راه اندازی ضربه

در رابطه با این روش راه اندازی سافت استارتر توجه به نکات زیر ضروری است:

• زمان پالس ضربه معمولا در اکثر سیستم ها قابل تنظیم بوده و مقدار آن بین 1/0 ثانیه تا 2 ثانیه می­باشد. در هر حال و به منظور حفظ کفگرد الکتروپمپ شناور، توصیه می شود که هیچ­گاه این زمان بیش از 3 ثانیه تنظیم نگردد.
• مقدار سطح پالس ضربه معمولا در اکثر راه اندازها بین 300 تا 600 درصد جریان نامی است.

4- رمپ ولتاژ:

وقتی که از رمپ ولتاژ برای راه اندازی استفاده می شود، ولتاژ از زمان شروع راه اندازی تا رسیدن به ولتاژ نامی به طور خطی افزایش می یابد. اما از آنجایی که گشتاور، وابسته به ولتاژ و جریان می باشد؛ لذا گشتاور به صورت خطی تغییر نکرده و سرعت نیز به صورت خطی تغییر نخواهد کرد. شکل زیر منحنی ولتاژ در این روش راه اندازی را نشان می دهد. در راه اندازهای نرمی که امکان تنظیم مشخصه جریان راه اندازی سافت استارتر وجود دارد، استفاده از راه اندازی رمپ ولتاژ توصیه نمی شود.

شکل 4: رمپ ولتاژ

5- کنترل گشتاور:

در مواردی که از کنترل گشتاور برای راه اندازی سافت استارتر زیمنس استفاده می شود، گشتاور مقدار بهینه ­ای موقع راه اندازی خواهد داشت؛ لذا ولتاژ نمی تواند به صورت خطی افزایش یابد. اما در این روش سرعت موتور به صورت خطی افزایش یافته و در نتیجه رفتار مکانیکی موتور نرم­تر خواهد شد.

6- کنترل پمپ:

این قابلیت که در برخی از سیستم ها تعبیه شده است. برای جلوگیری از ضربات هیدرولیکی در شبکه‌های سیالات و آسیب رسیدن به خطوط لوله ها و یا مستهلک شدن آن ها، الگوریتم ویژه ای را برای راه اندازی الکتروپمپ ها به کار می گیرد. این الگوریتم باعث کنترل گشتاور می شود. راه اندازهای نرم مورد استفاده در صنایع آب و فاضلاب، مجهز به این امکان هستند.

در روش کنترل پمپ، معمولا باید قبل از روشن کردن و راه اندازی سافت استارتر، این مشخصه را غیر فعال نموده و پارامترهای ولتاژ اولیه، زمان راه اندازی، زمان خاموش شدن و حد جریان را تعیین نموده و سپس راه انداز را روشن کرد. سپس جهت چرخش، دبی پمپ و جریان موتور را بررسی نموده و بعد از این مراحل حالت کنترل پمپ را فعال می کنیم.

منحنی های حالت کنترل پمپ مشابه حالت کنترل تطبیقی خواهند بود که در بخش بعد مورد بررسی قرار خواهند گرفت.

7- کنترل تطبیقی برای راه اندازی (XLR-8):

این مشخصه ویژگی برخی از راه‌اندازها می‌باشد و برای راه‌اندازی موتورهایی که نیاز به شتاب‌گیری آرام دارند مفید است. (این مسئله در شکل زیر نمایش داده شده است.)

شکل 5: کنترل تطبیقی

در این روش راه اندازی سافت استارتر، سرعت موتور مطابق منحنی و زمان راه اندازی تغییر خواهد کرد. ضمنا در کنترل تطبیقی شتاب نمی توان موتور را زودتر از حالت راه اندازی مستقیم راه اندازی نمود. برای استفاده از این روش راه اندازی، باید نوع و مقادیر دو پارامتر را در قسمت تنظیمات تعیین نماییم.

• بهره کنترل تطبیقی شتاب

این پارامتر نحوه اجرای کنترل تطبیقی شتاب را مشخص می‌نماید. همچنین مقدار این مشخصه معمولا از 1 تا 200 درصد قابل تنظیم است. اگر موتور در مرحله آخر راه اندازی سافت استارتر یا توقف شتاب افزایشی یا کاهشی دارد. مقدار گین تنظیم شده باید قدری افزایش پیدا کند. اگر سرعت موتور در زمان راه اندازی یا توقف نوسانی است، مقدار گین باید به آرامی کاهش داده شود.

• نوع راه اندازی تطبیقی شتاب

این مشخصه نوع منحنی راه اندازی سافت استارتر را مشخص می نماید. بر حسب شرایط کاری موتور، یکی از سه روش زیر را می‌توان انتخاب نمود:

• شتاب راه‌اندازی سریع
• شتاب راه‌اندازی ثابت
• شتاب راه‌اندازی کند

در زمان توقف موتور نیز پارامترهای بالا قابل تنظیم است و می­توان توقف تطبیقی را ایجاد نمود.

انواع سافت استارتر

راه انداز نرم یا سافت استارتر(soft starter) زیمنس: 

سافت استارتر زیمنس همانطور كه از نامش پيداست وسيله ای است که باعث راه اندازی نرم و تدريجی الكتروموتورها میگردد. سافت استارتر زیمنس كارهایی از قبيل كنترل فاز را نيز انجام می دهد. همچنین حفاظت های بيشتری را نيز می تواند اعمال كند.
با سافت استارتر زیمنس نمی توان همه موتورها را راه اندازی كرد. چون موتورها تنوع زيادی دارند و سافت استارتر زیمنس برای موتورهای سه فاز القائی يا قفس سنجابی مناسب است.

ما می توانيم موتور سه فاز را مستقيماً به برق سه فاز متصل و راه اندازی کنيم. به اين روش راه اندازی، راه اندازی مستقيم يا Direct Online و يا DOL می گويند. هيچ كنترلی در راه اندازی آن نخواهيد داشت. در حاليكه راه انداز نرم زیمنس به شما امكان كنترل زمانی در راه اندازی را می دهد. در خيلی از اوقات ما نيازی به اعمال نظارت و كنترل در راه اندازی موتور نداريم. مثلاً در خيلی از كاربردهای با موتورهای توان پايين. اما هنوز موارد زيادی هم وجود دارند كه بايد راه اندازی با كنترلهای مناسب صورت بگيرد.

هنگام راه اندازی موتور سه فاز اتفاقات الكتريكی و مكانيكی رخ مي‌دهد كه متفاوت از حالت كار دائم موتور است. مثلاً در هنگام راه اندازی موتور جريان خيلی بيشتری نسبت به حالت دائم آن از شبكه می كشد. اگر موتور كوچك باشد اشكال خاصی ايجاد نمی‌شود ولی اگر موتور بزرگ باشد ممكن است، اين جريان زياد تامین نشود.

پس راه انداز نرم موتور زیمنس وسيله ای است كه جريان راه اندازی موتور را كاهش می دهد. در واقع ما با تنظيم سافت استارتر زیمنس جريان راه اندازی موتور را به ميزان مورد نياز محدود مي كنيم و اجازه كشيدن جريان هاي زياد را از برق كارخانه به موتور نمی دهيم. برای تهیه این محصول کافی است با کارشناسان ما در لیان الکتریک تماس حاصل نمایید. [button title=”تماس با ما” link=”https://www.lianelectric.com/%d8%aa%d9%85%d8%a7%d8%b3-%d8%a8%d8%a7-%d9%85%d8%a72/” target=”_blank” align=”” icon=”” icon_position=”” color=”blue” font_color=”” size=”2″ full_width=”1″ class=”” download=”” rel=””]

مفهوم “نرم” در راه انداز نرم زیمنس :

مفهوم “نرم” به اين معناست كه جلوی تنشهای الكتريكی و مكانيكی گرفته ميشود.از سوی ديگر نرم به اين معناست كه موتور تدريجا” دور ميگرد و به دور اسمی خود می رسد. مدت زمان راه اندازی با راه انداز نرم بيشتر از  اتصال مستقيم موتور به شبكه است. به عبارت ديگر سافت استارتر زیمنس جلوی فشارهای وارده به موتور را در هنگام راه اندازی می گيرد.

سافت استارترهای زیمنس در بازار در سه مدل عرضه می شوند:

1- آنالوگ بدون حفاظت
2- آنالوگ با حفاظت
3- دیجیتال

اجزای تشکیل‌دهنده در طراحی سافت استارتر عبارتند ازمدار چاپی ، هیت‌سینک، تریستورها، فن­ها، و بدنه (پلاستیکی یا فلزی). مدارهای کنترلی در طراحی سافت استارتر می توانند از نوع آنالوگ، دیجیتال و یا ترکیبی از آنها باشد. سیگنال­های خروجی می توانند به صورت توابع قابل برنامه ریزی باشند که امکان انتخاب های متفاوتی را به کاربر می‌دهد. سافت‌استارترها می‌توانند مجهز به رله‌های اضافه‌بار الکترونیکی (EOL) باشند که جایگزین رله های بی متال حرارتی مرسوم می­شود.

بحث پایانی 

در پایان باید گفت که این شرکت لیان الکتریک ویرا عموماً در تامین انواع رله های حفاظتی، کنترل دورهای موتورDrive، تجهیزات تابلویی فشار ضعیف و متوسط و سایر تجهیزات ابزار دقیق از شرکت های سازنده معتبر خارجی و داخلی می باشد، لیکن با اتکا به تجربیات و ارتباطات بین الملی بخش بازرگانی این شرکت امکان تامین سایر اقلام مورد نیاز سایر صنایع به صورت خاص و سفارشی را نیز دارا است.
طی سال گذشته بخش بازرگانی شرکت لیان الکتریک ویرا به عنوان مجری فرایند خرید به همراه کادر فنی متبحر تمامی تلاش خود را در جهت تامین کالا از برترین سازندگان جهانی معطوف نموده تا در افزایش بهره وری با ارائه خدمات با کیفیت و نهایتاً رضایتمندی مشتریان خود سهیم باشد.

 در مقالات بعدی درباره روش های کنترل راه اندازی سافت استارتر (soft starter) و انواع سافت استارتر صحبت خواهد شد.

سوالات متداول

1. آیا سافت استارتر زیمنس علاوه بر راه اندازی ملایم موتور از جریان نیز حفاظت می کند؟

پاسخ: اکثر انواع راه انداز نرم کار حفاظت جریان را نیز انجام می دهند. در مورد سافت استارتر زیمنس نیز به همین صورت است. به جز یکی از مدل ها به نام زیمنس 3RW30 بقیه انواع سافت استارترهای زیمنس کار حفاظت جریان را نیز انجام می دهند. یعنی در برابر جریان های غیر معمول از سیستم محافظت می کنند. عمل حفاظت از جریان توسط رله های حفاظتی صورت می پذیرد.

2. انواع سافت استارترهای زیمنس کدامند؟

پاسخ: راه انداز نرم زیمنس به سه دسته کلی قابل تقسیم است که عبارتند از: راه انداز با عملکرد پایه که دو نوع  3RW30  و RW40 در این دسته قرار می گیرند که اولی تا توان kw 55 و دومی تا توان kw 250 موجودند. دسته دوم راه اندازهای با عملکرد متوسط هستند که برای کاربردهای عمومی مناسب‌اند. مدل های 3RW55  و 3RW44 در این دسته هستند و دسته سوم راه اندازهای با کارآیی بالا هستند که این دسته نسبت به اقسام قبلی پیشرفته تر است و سافت استارترهای تا توان 315 و 516 کیلووات نیز در این رده موجود هستند.

3. تفاوت سافت استارتر با درایو کنترل دور چیست؟

پاسخ: درایو می تواند به عنوان راه انداز نرم نیز کارآیی داشته باشد ولی توجه داشته باشید که کارکرد دیگر درایو ها کنترل سرعت می باشد که این عمل خارج از محدوده وظایف راه انداز نرم است. زیرا راه انداز نرم توان را به تدریج به موتور اعمال می کند ولی فرکانس آن همان فرکانس ولتاژ خط است ولی در درایو به دلیل تبدیل ولتاژ متناوب به مستقیم و تولید جریان متناوب در شرایط خاص، امکان کنترل و تغییر ولتاژ و فرکانس وجود دارد. به همین جهت درایو می تواند سرعت و گشتاور موتور را کنترل نماید.

[/vc_column_text][/vc_column][/vc_row]