به گزارش پول نیوز، روش های راه اندازی موتور با استفاده از سافت استارتر، سافت استارتر یک دستگاه الکترونیکی است که برای کاهش جریان راهاندازی موتورهای الکتریکی استفاده میشود. این دستگاه به طور خاص در موتورهای القایی کاربرد دارد و هدف اصلی آن، کنترل جریان و ولتاژ اولیهای است که به موتور اعمال میشود تا موتور به آرامی و به صورت تدریجی به سرعت نامی خود برسد. این کار از بروز شوکهای الکتریکی و مکانیکی ناگهانی در هنگام راهاندازی موتور جلوگیری میکند و باعث افزایش عمر مفید موتور و تجهیزات متصل به آن میشود.
سافت استارترها به طور معمول شامل اجزای اصلی مانند تریستورها، کنترلرهای میکروپروسسوری و مدارهای حفاظتی هستند. تریستورها وظیفه کنترل ولتاژ و جریان را دارند و با استفاده از سیگنالهای کنترلی از میکروپروسسور، جریان ورودی به موتور را به تدریج افزایش میدهند. این فرآیند باعث میشود که موتور به طور نرم و بدون ضربه به سرعت نهایی خود برسد.
از مزایای استفاده از سافت استارترها میتوان به کاهش مصرف انرژی، کاهش استهلاک قطعات مکانیکی، کاهش نویز و لرزش، و بهبود کیفیت برق اشاره کرد. همچنین، این دستگاهها میتوانند در مواقع لزوم به عنوان سیستمهای حفاظتی عمل کنند و در صورت بروز خطا یا مشکل در عملکرد موتور، جریان ورودی را قطع کنند تا از آسیبهای احتمالی جلوگیری شود.
سافت استارترها در صنایع مختلف از جمله صنایع نفت و گاز، پتروشیمی، فولاد، سیمان، آب و فاضلاب، و صنایع غذایی کاربرد دارند. به طور کلی، هر جایی که نیاز به راهاندازی نرم و کنترل شده موتورهای الکتریکی وجود دارد، میتوان از سافت استارترها بهره برد.
تکنیک های راهاندازی نرم موتور
سافتاستارترها روش های گوناگونی برای کنترل راهاندازی موتور ارائه میدهند. هر تکنیک پارامتری اولیۀ متفاوتی را کنترل میکند.
| تکنیک راهاندازی نرم موتور | پارامتر اولیه | پارامترهای عملکردی تحت تأثیر |
| شیب ولتاژ زمان | ولتاژ | جریان راهاندازی، گشتاور راهاندازی، شتاب |
| جریان پایدار | جریان | گشتاور راهاندازی، شتاب |
| کنترل گشتاور | گشتاور | جریان راهاندازی، شتاب |
| کنترل شتاب انطباقی | شتاب | جریان راهاندازی، گشتاور راهاندازی |
برای انتخاب سافتاستارتر مناسب، روش راهاندازی را در نظر بگیرید که به طور مستقیم پارامتری را کنترل میکند که در کاربرد مورد نظرتان بیشترین اهمیت را دارا باشد. به طور معمول از سافتاستارترها برای کنترل جریان راهاندازی موتور استفاده میشود.
راهاندازی با تکنیک TVR
این تکنیک از قدیمیترین روش های راهاندازی نرم موتور به شمار میرود. TVR از طریق کاهش ولتاژ راهاندازی جریان استارت را کاهش میدهد. در نتیجه گشتاور راهاندازی کاهش یافته و نرخ شتابگرفتن موتور کاهش خواهد یافت.
مزیتهای اصلی کنترل ولتاژ
-
جریان استارت کاهش یافته و نیز گشتاور راهاندازی پایین
-
از بین بردن قسمتی از تنشهای مکانیکی و الکتریکی گذرا
راهاندازی نرم موتور برای بارهای اینرسی (مانند فنها) مناسب نیست. راهاندازی نرم موتور با استفاده از تکنیک TVR به طور معمول در سافتاستارترهای چرخه بسته6 (که بر جریان عبوری نظارت کرده و آنرا کنترل میکنند.) کاربرد ندارد.
- ولتاژ استارت اولیه
- ولتاژ کامل
- زمان استارت اولیه
راهاندازی با تکنیک محدود کردن جریان
در راهاندازی با محدود کردن جریان، سافت استارتر ولتاژ را به موتور انتقال میدهد تا جایی که به سطح جریان مشخصی برسد؛ پس از آن شیب ولتاژ را متوقف میکند. هنگامی که جریان افت کرد، شیب ولتاژ ادامه خواهد یافت. جریان راهاندازی موتور به طور طبیعی بسته به عواملی مانند بار و غیره باید متفاوت باشد ولی با استفاده از این تکنیک شدت جریان در محدوده مورد نیاز ثابت خواهد شد.
راه اندازی با جریان پایدار
با استفاده از این تکنیک، جریان از صفر تا سطح مشخصی افزایش یافته و در سطح مشخصی پایدار خواهد ماند تا موتور به شتاب برسد. راهاندازی با جریان پایدار در مواردی که جریان استارت حتماً بایستی از مقدار مشخصی پایینتر باشد ایدهآل خواهد بود.
-
جریان اولیه
-
محدودۀ جریان
-
جریان ولتاژ کامل
راهاندازی نرم موتور با استفاده از شیب جریان
در راهاندازی نرم موتور با استفاده از شیب جریان، جریان در یک بازۀ زمانی طولانیتر از راهاندازی به روش مستقیم از سطح مشخصی به تدریج افزایش مییابد تا به محدودۀ بیشینه جریان برسد راه اندازی با استفاده از تکنیک شیب جریان در موارد زیر مفید خواهد بود:
- زمانی که بار بین استارت ها ممکن است متفاوت باشد. (برای مثال راهاندازی هنگام گذاشتن بار روی تسمه نقاله و نیز راهاندازی پس از برداشتن بار از روی نقاله.)
- زمانی که موتور میتواند به راحتی بار را مهار کند ولی نیاز داریم مدت زمان راهاندازی افزایش یابد. (برای مثال در پمپهای سانتریفیوژ نیاز داریم که فشار روی خط لوله به صورت تدریجی و آهسته افزایش یابد.)
- زمانی که منبع الکتریکی محدود است (برای مثال زمانی که از ژنراتور استفاده میکنیم.) در این حالت افزودن تدریجی بار مدت زمانی بیشتری در اختیار منبع میگذارد تا قدرت را تأمین کند.
-
جریان اولیه
-
بازه زمانی شیب راهاندازی
-
محدودیت جریان
-
جریان ولتاژ کامل
راه اندازی نرم موتور با تکنیک کنترل گشتاور
کنترل گشتاور به عنوان روشی برای فراهم کردن شیب سرعت خطیتر در سافت استارترها معرفی شده است. با فراهم کردن یک گشتاور شتاب پایدار، کنترل گشتاور به موتور اجازه میدهد تا به صورت خطی سرعت بگیرد یا سرعت آن کاهش یابد. این روش بر کنترل گشتاور جریان و ضریب قدرت نظارت میکند و توان خروجی موتور را تنظیم میکند تا اختلاف بین گشتاور موتور و بار آن را به پایدارترین حالت ممکن برساند. کنترل گشتاور برای کاربردهای زیر مناسب خواهد بود:
- هنگامی که گشتاور بار در طول راهاندازی پایدار است. (خطی)
- هنگامی که گشتاور راه اندازی بین استارت ها پایدار است.
راهاندازی نرم موتور با استفاده از کنترل شتاب انطباقی
کنترل شتاب انطباقی یک تکنیک هوشمندانه و جدید است. در راهاندازی انطباقی موتور، سافت استارتر جریان را تنظیم میکند به صورتی که موتور را در بازه زمانی مشخص و با استفاده از یک پروفایل شتابگیری مشخص راهاندازی کند.
در هر موردی بسته به ویژگیهای بار و موتور روش به خصوصی برای راهاندازی موتور بهتر جواب خواهد داد. تکنیک کنترل شتاب انطباقی سه پروفایل متفاوت برای راهاندازی ارائه میگردد تا متناسب با نیازهای مختلف برای کاربردهای گوناگون باشد. انتخاب پروفایل متناسب با کاربرد، به راهاندازی نرم موتور کمک میکند. در این تکنیک سافت استارتر عملکرد موتور را در هر بار استارت ثبت میکند تا در راهاندازی های بعدی کنترل موتور بهبود پیدا کند.
نکته: با استفاده از این تکنیک سافت استارتر پروفایل سرعت موتور را در بازه زمانی محدود برنامهریزی شده کنترل میکند. این امر ممکن است منجر به سطوح بالاتری از جریان نسبت به روشهای سنتی کنترل گردد.
-
شتاب زودهنگام
-
شتاب پایدار
-
شتاب دیرهنگام
-
لحظۀ راهاندازی
چگونه پروفایل کنترل شتاب راهاندازی متناسب را انتخاب کنیم؟
بهترین پروفایل بستگی به جزئیات دقیق هر کاربرد دارد. اگر نیازهای عملکردی مشخصی دارید، بایستی جزئیات کاربرد مورد نظر خود را در نظر بگیرید. برخی از بارها مانند پمپ های شناور، نباید در سرعتهای پایین کار کنند. در این حالت بایستی با ایجاد شتاب اولیه بالا مدت زمان رسیدن به سرعت بالا را کاهش داد سپس بایستی شتاب را در ادامه فرآیند راهاندازی کنترل نمود.
پروفایل کنترل انطباقی برای کاربردهای معمول
| کاربرد | پارامتر | فرجۀ پیشنهادی |
| پمپ سانتریفیوژ | پروفایل راهاندازی انطباقی
پروفایل توقف انطباقی |
دور گرفتن زودهنگام
از دور افتادن دیرهنگام |
| شناور | پروفایل راهاندازی انطباقی
پروفایل توقف انطباقی |
دور گرفتن زودهنگام
از دور افتادن دیرهنگام |
| فن دمپ شده | حالت استارت
جریان محدود |
جریان دائمی
350 درصد |
| فن دمپ نشده | پروفایل استارت انطباقی | شتاب گیری پایدار |
| کمپرسور اسکرو | حالت استارت
جریان محدود |
جریان پایدار
400 درصد |
| کمپرسور پیستونی | حالت استارت
جریان محدود |
جریان پایدار
450 درصد |
| تسمه نقاله | حالت استارت
جریان محدود پروفایل توقف انطباقی |
جریان پایدار
400 درصد از دور افتادن پایدار |
| سنگ شکن مخروطی | حالت استارت
جریان محدود |
جریان پایدار
400 درصد |
| سنگشکن فکی | حالت استارت
جریان محدود |
جریان پایدار
450 درصد |
راهاندازی ضربهای
راهاندازی ضربه ای امکان ایجاد گشتاور فزاینده در بازه زمانی کوتاهی در ابتدای راهاندازی موتور را فراهم کرده و میتواند با روش راهاندازی شیب جریان و یا راهاندازی جریان پایدار ترکیب شود. راهاندازی ضربهای در مواردی که نیاز به گشتاور بالایی در راهاندازی داشته ولی در ادامه به راحتی شتاب میگیرند (مانند فلایول) بسیار مفید خواهد بود.
- سطح استارت ضربهای
- مدت زمان شیب راهاندازی
- لحظه استارت ضربهای
- محدودۀ جریان
- جریان اولیه
- جریان ولتاژ کامل
روشهای توقف
سافت استارترها روشهای گوناگونی برای کنترل توقف موتور ارائه میکنند:
| روش توقف | نتیجه عملکرد |
| توقف با شفت آزاد | توقف در مدت زمان طبیعی |
| توقف نرم TVR | توقف در مدت زمان طولانیتر |
| کنترل انطباقی | توقف در مدت زمان طولانیتر بسته به پروفایل انتخاب شده |
| توقف | زمان توقف طولانیتر |
| ترمز | زمان توقف کوتاهتر |
-
از سافتاستارترها معمولاً برای پمپ ها استفاده میشود تا از اثرات مخرب ضربه قوچ جلوگیری کنند. کنترل انطباقی بهترین تکنیک در استفاده از سافتاستارترهایی با چنین کاربردهایی به شمار میرود.
توقف با شفت آزاد
توقف با شفت آزاد به موتور امکان میدهد که سرعت آن در نرخ طبیعی پایین بیاید و سافت استارتر هیچ نقشی در این توقف نخواهد داشت. زمان لازم برای توقف به نوع بار روی شفت بستگی دارد.
روش توقف نرم TVR
در این روش برخلاف روش توقف با شفت آزاد ولتاژ به صورت ناگهانی قطع نمیشود بلکه سافت استارتر ولتاژ را به صورت خطی و در یک بازۀ زمانی مشخص کاهش میدهد. ممکن است شفت پس از قطع کامل ولتاژ به چرخش خود به صورت آزاد ادامه داده و سپس متوقف شود. در مواردی که نیاز داریم مدت زمان توقف را افزایش دهیم روش TVR بسیار مفید خواهد بود.
روش توقف نرم انطباقی
با استفاده از روش توقف نرم انطباقی، سافت استارتر جریان را کنترل میکند تا موتور را در یک بازۀ زمانی خاصی متوقف کند. این بازه زمانی به صورت دلخواه قابل تنظیم است. این روش برای افزایش مدت زمان توقف در بارهایی با اینرسی پایین میتواند مفید باشد.
نکته: کنترل انطباقی به صورت فعالانه دور موتور را کاهش نمیدهد و موتور را سریعتر از روش توقف با شفت آزاد متوقف نخواهد کرد. برای کاهش زمان بارهایی با اینرسی بالا، بایستی از ترمز استفاده شود.
هر کاربرد پروفایل توقف مخصوصی داشته و بنا به مشخصات بار و موتور متفاوت خواهد بود. از دور افتادن موتور به روش کنترل انطباقی سه پروفایل توقف متفاوت ارائه میکند. پروفایلی را انتخاب کنید که به بهترین نحو با کاربرد مورد نظر شما تطابق داشته باشد.
-
از دور افتادن زودهنگام
-
از دور افتادن پایدار
-
از دور افتادن دیر هنگام
-
زمان توقف
-
روش کنترل انطباقی حل مشکل ضربۀ قوچ را بسیار آسان کرده است زیرا با استفاده از این روش میتوان متناسبترین پروفایل از دور افتادن موتور بسته به کاربرد مد نظر را انتخاب کرد.
| پروفایل توقف انطباقی | کاربرد |
| از دور افتادن با تأخیر | در سیستمهای با هد زیاد که حتا اندکی کاهش سرعت موتور / پمپ منجر به گذار سریع بین جریان رو به جلو و جریان رو به عقب میشود. |
| از دور افتادن پایدار | در سیستمهای با هد پایین تا متوسط که جریان تکانۀ بالایی دارد کاربرد دارد. |
| از دور افتادن زود هنگام | در پمپهای باز کاربرد دارد که در هنگام توقف سیال بایستی از طریق پمپ به عقب برگردد بدون اینکه بتواند پمپ را در جهت معکوس به گردش درآورد. |
روش های راه اندازی موتور با استفاده از سافت استارتر
- مشخصات هیدرولیکی سیستمهای پمپ به میزان قابل توجهی متفاوتاند. این اختلاف بدین معنی است که پروفایل از دور افتادن ایدهآل و مدت زمان توقف از کاربردی به کاربرد دیگر متفاوت خواهد بود. جدول فوق راهنمایی برای انتخاب پروفایل کنترل انطباقی مناسب را ارائه میدهد ولی توصیه میشود که هر سه پروفایل برای انتخاب پروفایل مناسب تست شود.
برای خواندن مقاله های بیشتر به سایت فیوتکس سر بزنید.
آژانس خلاقیت کوانتا