راه انداز نرم موتور يا سافت استارتر چيست؟ همانطور كه از نامش پيداست ابزاري است جهت راه اندازي الكتروموتورها بصورت نرم و تدريجي.

راه انداز نرم موتور يا سافت استارتر چيست؟

همانطور كه از نامش پيداست وسيله اي است جهت راه اندازي الكتروموتورها بصورت نرم و تدريجي.

با سافت استارتر نمي توان همه موتورها را راه اندازي كرد؟چون موتورها تنوع زيادي دارند و سافت استارتر براي گونه خاصي از آنها مناسب است اين موتورها درصنعت به موتورهاي سه فاز القائي يا قفس سنجابي معروفند.مامي توانيم موتور سه فاز را مستقيماً به برق و الکتریک و الكتريك سه فاز زده و راه اندازي كنيم. به اين روش راه اندازي،‌راه اندازي مستقيم يا Direct Online و يا DOL مي گويند اگر شما مستقيماً موتور را به برق و الکتریک و الكتريك سه فاز وصل كنيد. هيچ كنترلي در راه اندازي آن نخواهيد داشت. در حالي كه سافت استارتر به شما امكان كنترل پريود راه اندازي را مي دهد.در خيلي از اوقات ما نيازي به اعمال نظارت و كنترل در راه اندازي موتور نداريم. مثلاً در خيلي ازكاربردهاي با موتورهاي توان پايين . اما هنوز موارد زيادي هم وجود دارندكه بايد راه اندازي با كنترلهاي مناسب صورت بگيرد.بايد توجه كنيم كه هنگام راه اندازي يك موتور سه فاز يك سري اتفاقات الكترويكي و مكانيكي رخ ميدهد كه متفاوت از حالت كار دائم موتور پس از راه اندازي است مثلاً در هنگام راه اندازي موتور جريان خيلي بيشتري نسبت به حالت دائم آن از شبكه مي  كشد.اگر موتور كوچك باشد اشكال خاصي ايجادنمي شود ولي اگر موتور بزرگ باشد ممكن است، اين جريان زياد را برق و الکتریک و الكتريك كارخانه نتواند براحتي تأمين كند.،‌مثلاً كشيدن جريان ناگهاني زياد از برق و الکتریک و الكتريك كارخانه ممكن است باعث افت ولتاژ لحظه اي شده و در كار ساير تجهيزات برق و الکتریکي و الكترونيكي اختلال ايجادشود.

يكي از قابليتهاي اصلي راه انداز نرم موتور محدود كردن جريان راه اندازي است ولي هنوز راه انداز نرم قابليتهاي ديگري نيز دارد.

مفهوم "نرم" در راه انداز نرم موتور چيست؟

مفهوم "نرم" به ويژگيهاي متفاوتي دلالت مي كند. مثلاً نرم به اين معناست كه جلوي تنشهاي الكتريكي و مكانيكي گرفته ميشود.ازسوي ديگر نرم به اين معناست كه موتور تدريجا" دور ميگرد و به دور اسمي خودمي رسد. به صورت طبيعي مدت زمان راه اندازي در هنگام استفاده از سافت استارتر بيشتر از حالت اتصال مستقيم موتور به شبكه است.به عبارت ديگر سافت استارتر جلوي فشارهاي وارده به موتور را در هنگام راه اندازي مي گيرد؟

يك مثال : حتماً گاهي اوقات در خيابان بعضي جوانها را در هنگام Take Up ديده ايد! و فشار زيادي كه به لاستيكها و موتور وارد ميشود را حس كرده ايد ! وقتي موتور را مستقيماً به برق و الکتریک و الكتريك وصل مي كنيم شرايط راه اندازي شباهت به Take Up ناگهاني اتوموبيل دارد . بديهي است كه شما اتومبيل خود را به اين صورت راه اندازي نمي كنيد بلكه با كنترل مناسب سرعت خودرو را بتدريج افزايش مي دهيدو آنرا به سرعت مطلوب مي رسانيد.به اين ترتيب عمر مفيد موتور واتصالات و كوپلينگهاي مكانيكي و بار كاهش پيدا ميكند . چون راه اندازي تحت تنش هم به برق و الکتریک و الكتريك كارخانه فشار مي آورد و هم به لحاظ مكانيكي به اجزاي چرخنده فشار مي آورد و استهلاك آنها را بالا مي برد.مي توانيم بگوئيم كه راه انداز نرم موتور وسيله اي است جهت راه اندازي الكتروموتورهاي سه فاز بصورت كنترل شده؟

راه انداز نرم موتور خواصهاي ديگري هم دارد؟بسته به مشخصات طراحـي و كـاربرد،سافت استارتها متنوع بوده و قابليتهاي ديگري علاوه بر قابليت اصلي خود دارند.

 سافت استارتها علاوه بر تفاوت درروشهاي مختلفي كـه براي راه اندازي اعمال مي كنند. در ميزاني كه موتور وخود را حفاظت مي كنند هم تفاوت دارند. مثلا يك راه انداز نرم موتور پشرفته مي تواند به طور كامل موتور را در مقابل هر نوع خطا حفاظت كند.

سافت استارتر كارهائي از قبيل بـي متـال و كنترل فاز و....... را نيز انجام مي دهدو حفاظت هاي بيشتري را نيز مي تواند اعمال كند

بصورت مدار الكترونيكي از يك راه انداز نرم چگونه استفاده مـي شود.

 به اين شكل نگاه كنيد. نخست برق و الکتریک و الكتريك سه فازبه سافت استارتر وارد مي شود و خروجي سه فاز سافت استارتر به وصل مي شود. در يك كاربرد ساده با استفاده از پانل روي دستگاه ، موتور استارت مي شود.موتور بر اساس تنظيمات از پيش انجام گرفته دور مي گيرد و در يك زمان مشخص به دور نامي خود مي رسد

دراينجاست كه ماموريت اصلي آن تمام شده است و فقط وظيفه آن حفاظت از موتور است. سافت استارتر كار كنتاكتور ورودي موتور را نيز انجام مي دهدكه بستگي به مدل سافت استارتر دارد.

بطوركلي سافت استارترها به دو نوع بيسيك و مجهز تقسيم مي شوند.

1- در مدلهاي بيسيك يك كنتاكتور باي پاس با سافت استارتر پارالل مي شود كه پس از راه اندازي موتور كنتاكور مذكور عملاً  سافت استارتر را باي پس كرده و از مدارخارج مي كند.

2- اما در مدلهاي مجهز كنتاكتور باي پس خارجي مورد نياز نيست. بطور مثال در سافت استارترهاي Aucom  مدل Csxi كنتاكتور باي پس وجود دارد ولي مدلهاي IMS2 همواره در مسير مي مانند البته قابليّت گذاردن كنتاكتور باي پس را با حفاظت كامل موتور دارند.

باي پس ؟

يعني آنرا از مدار خارج كنيد و از مسيرديگري برق و الکتریک و الكتريك موتور را تأمين كنيد به عبارتي يك كنتاكتور بصورت موازي با سافت استارت نصب مي شود. و اين كنتاكتور پس از راه اندازي موتور توسط خود سافت استارت تغذيه شده و كنتاكتهاي آن وصل مي شود و برق و الکتریک و الكتريك بطور مستقيم به موتوراعمال مي شود.

با توجه به اينكه جريان از مسير خارج ازسافت استارت به موتور وصل ميشود. سافت استارت چگونه موتور را در مقابل اضافه جريان حفاظت مي كند؟

يك مدار ابتدائي سافت استارت نمي تواند موتور را در مقابل اضافه جريان حفاظت كند، در واقع يك سافت استارت مجهز به راحتي اين كار را انجام مي دهد. قبلاً گفتيم كه سافت استارتها مدلهاي مختلفي دارند.

 شرح يك مدار سافت استارتر مجهز ؟

برق و الکتریک و الكتريك سه فاز به ورودي سافت استارت وارد ميشود و مجدداً از آن خارج ميشود در بين راه ترانسهاي اندازه گيري جريان قرار دارد . بنابراين سافت استارت با كمك آن ترانسها دقيقاً جريان موتور را اندازه مي گيرد. از آن كاملتر سافت استارتهاي كاملاً مجهز هستند كه اساساً در آنها نياز به نصب كنتاكتورخارجي نيست.

 ساير حفاظتهاي يك سافت استارت پيشرفته.

سافت استارتهاي IMS2 ساخت شركت Aucom  نمونهاي از سافت استارتهاي پيشرفته است اين سافت استارت نياز به كنتاكتور بايپس ندارد( در صوتيكه كنتاكتور باي پس اضافه كنيم حفاظت انجام مي دهد) و قادر است موتور را در مقابل اضافه جريان، بر اساس يك مدل گرمائي از موتورحفاظت كند. از سوي ديگر اگر موتور داراي ترميستور حفاظتي باشد ميتوان آنرا به سافت استارت متصل نمود و سافت استارت، موتور را در مقابل قطع شدن فاز ورودي و يا بهم خوردن توالي فازها و همچنين عدم تقارن جريانهاي سه فازحفاظت مي نمايد.وظايف بي متال و كنترل فاز را سافت استارت تقبل نمود.

علاوه بر آن سافت استارت مدل IMS2 شركت IMS2 مي تواند با كنترل گشتاور، نيروي دوراني روي شفت و ساير آسيبهاي مكانيكي، محدود نمايد. (ELectronic shearpin) يا سافت استارت IMS2 در صورت بي بار شدن ناگهاني موتور نظير مواقعي كه تسمه پاره مي شود و يا ساير اشكالات مكانيكي را سنس كرده و هشدار متناسبي مي دهد.

 حفاظت سافت استارت IMS2 ازخود؟

براي مثال IMS2 شركت Aucom  خودش را در مقابل سوختن SCR ، اشكالات مدار قدرت ، گرم شدن هيت سينگ و يا طولاني شدن زمان راه اندازي حفاظت مي كند.سافت استارت را نمي توان براي راه اندازي همه موتورهاي سه فاز و با هر باري استفاده نمود.چون راه اندازيهاي نرم موتور براي همه بارها و موتورها مناسب نيستند. و معمولاً لازم است با يك متخصص مربوطه مشورت شود.

يك راه انداز براي اينكه بتواند جريان راه اندازي را محدود كند ولتاژ را كاهش مي دهد، كاهش ولتاژباعث كاهش گشتاور راه اندازي موتور ميشود . منظور از گشتاور راه اندازي،نيروي دوراني مورد نياز جهت كندن بار و به چرخش در آوردن آن مي باشد. بنابراين اگر بار طوري باشد كه گشتاور راه اندازي(يا نيروي دوراني راه اندازي)بالائي نياز داشته باشد عملاً با راه انداز نرم موتور نميتوان آن بار را راه اندازي نمود.

چگونگي تشخيص راه انداز نرم براي كاربرد مورد نظر خيلي هم نگران كننده نيست. طبيعت بسياري از بارها طوري است كه گشتاور راه اندازي كمي دارند. براي مثال فنها، كمپرسورها و پمپ ها بارهاي ايده آل براي راه اندازي با سافت استارت ميباشند. اينها در مقياس وسيعي در كارخانجات مورد استفاده قرار مي گيرند.

سافت استارت براي راه اندازي كليه پمپ ها و فن ها جوابگو است ولي ممكن است گاهي اوقات بررسيهاي ديگري نيز مورد نياز باشد. ولي بصورت كلي اين برداشت درست است.

چگونگي راه اندازي پمپ توسط سافت استارت؟

 اولاً در هنكام راه اندازي جريان را به ميزان زيادي محدود ميكندبدين ترتيب تنشهاي الكتريكي وارده به شبكه و موتور را ميگيرد.حتماتوجه دارد كه جريان راه اندازي يك موتور با اتصال مستقيم آن به شبكه حدود 6 برابر جريان اسمي موتور است. يعني يك موتوري كه جريان اسمي آن100A است در هنگام راه اندازي با اتصال مستقيم به شبكه ۶۰۰A از شبكه جريان ميكشد. ثانياً سافت استارت گشتاور (نيروي دوراني) اضافي رابه موتور و پمپ محدود نموده و جلوي خيلي از مشكلات مكانيكي و استهلاك بعدي را مي گيرد. در بعضي از پمپها مثل پمپهاي شفت و غلاف كه در آبياري استفاده ميشوند قطعات چرخنده زيادي وجود دارد. تنشهاي مكانيكي هنگام راه اندازي ميتواند عمر آنها را كاهش دهد در بعضي از كاربردها مثل چاههاي عميق آّب كشاورزي، با استفاده از سافت استارتر و دور گرفتن دريجي موتور و پمپ ازتلاطم دوراني ناگهاني آب در داخل چاه مي توان جلوگيري نمود. اين تلاطم ها مي توانند به جداره برخي از چااههاي عميق كه ماسه اي هستند آسيب برساند وعمر مفيد چاه را كاهش دهد.‌بامحدود كردن سرعت راه اندازي در پمپها پديده كاويتاسيون راه اندازي هم تحت كنترل در مي آيد.

منظور از كاويتاسيون چيست؟

كاويتاسيون عبارتند از بروز حبابهايي هوائي كه بخار  آب ناشي از كاهش فشار ( يا خلأ ) در پمپ بدليل شتاب سريع ايجاد مي شود و بعد  از دور گرفتن پمپ و جبران فشار ، اين حبابها مي تركندو باعث خوردگي تدريجي پره ها مي شود.يكي از دلايل ايجاد كاويتاسيون، استارت ناگهاني پمپ و دور گرفتن سريع پره ها است. اين امر باعث مي شود در پشت پره ها خلا درست شده و آب در داخل آن فضا بسرعت تبخير مي شود و تركيدن اين حبابهاي بخار و شتاب ذرات آب اطراف آن با پره ها بسيار خورنده است.

تا اينجا در مورد مزاياي سافت استارتر در  راه اندازي پمپ توضيح داديم. ولي در هنگام توقف پمپ هم راه انداز نرم در بعضي از كاربردهاي پمپ بسيار مفيد ظاهر مي شود.كه سافت استارترها در هنگام توقف موتور هم آنرا كنترل مي كنند.براي مثال پك پمپ كه هد بالائي دارد را تجسم كنيد.

 هد بالا چيست؟

يك پمپ آب را در نظربگيريد، كه آب را از يك موقعيت پائين به ارتفاع بالاتري هدايت مي كند. اين اختلاف سطح را هد مي گويند.يك چنين پمپي در هنگام توقف اختلالات زيادي درست مي كند. چون پمپ ناگزير است به سيال (مثلاً آب ) بميزاني انرژي جنبشي بدهد كه به آن اختلاف ارتفاع غلبه كند. حالا تجسم كنيد اين پمپ، باقطع كردن كنتاكاور ورودي آن ناگهان خاموش شود. در اين حالت آبي كه در لوله ها وجود دارد و داراي انرژي پتانسيل بالائي بسته به هد پمپ مي باشد، بطورناگهاني بطرف پمپ سرازير مي شود. اين آب پس از برخورد به پمپ كه به آن كله قوچي مي گويند مجدداً به عقب رانده مي شده و اين سيكل چند بار تكرار ميشود تا آنكه انرژي آب تمام شود.

 اين ضربه و نواسانات بعدي آن، هم به پمپ و هم به لوله ها مي تواند آسيب بزند.اين موضوع بقدري جدي است كه براي كنترل آن همواره ازيك تجهيزات مكانيكي استفاده مي شود.مثلاًممكن است از يك انباره هوائي براي گرفتن جلو ضربه كله قوچي استفاده كنند. و يا قبل از خاموش كردن پمپ نخست يك شير برق و الکتریکي را در خروجي پمپ ببندد ، كه تازه در اين صورت تنها پمپ حفاظت مي شود، و هنوز معلوم نيست تكليف نوسانات اعمال شده به لوله ها و فيتينگ ها چه مي شود.

سافت استارتر چگونه مسئله را حل مي كند.و چگونه جلو ضربه كله قوچي را مي گيرد؟

سافت استارتر با توقف تدريجي پمپ باعث مي شود كه انرژي پتانسيل آب بتدريج ميرا شود و بدين ترتيب ضمن جلوگيري ازضربه از نواسانات مكانيكي بعدي آن هم جلوگيري مي كند.پس سافت استارتر نقش يك سافت استاپ يا توقف نرم را هم بازي مي كند.و اين خاصيت در خيلي از كاربردها حائز اهميت است.

با اين همه خواصي كه برشمرديم فكرمي كنيد يك سافت استارتر گران قيمت باشد؟

به لحاظ كار چيز بارزشي است ولي به لحاظ قيمت فروش آن گران نبوده و حتي اختلاف قيمت چنداني با راه اندازهاي متداول ديگر، مثل راه انداز ستاره مثلث ندارد.

 در يك سافت استارت ولتاژ از مقدار قابل تنظيمي شروع به افزايش مي كند و بصورت تدريجي پيوسته افزايش مي يابد، تا همه ولتاژ به موتور اعمال شود.

   نمي توانيم نتيجه بگيريم كه جريان هم بتدريج از صفر و متناسب با ولتاژ افزايش پيدا مي كند تا به دور اسمي برسد.چون در يك سافت استارت جريان به ميزان از قبل تعريف شده محدود مي شود و در تمام مدت راه اندازي جريان از آن مقدار اضافه نمي شود . پس از پايان زمان راه اندازي جريان كاهش پيدا كرده و به ميزان مورد نياز بار محدود ميشود.

چه معيارهائي براي انتخاب جريان راه اندازي وجود دارد؟

 اولاً بايد توجه كنيم كه بسته به موتور و بار اگر اين جريان را از يك حدي كمتر انتخاب كنيم، ممكن است موتور اصلاً راه اندازي نشود. چون قبلاً گفتم كه با كاهش جريان راه اندازي، گشتاور راه اندازي موتور نيز كم مي شود. حال اگر جريان راه اندازي را آنقدر كاهش بدهيم كه در نتيجه گشتاور راه اندازي موتور ازراه اندازي بار كمتر بشود. اصلاً بار از جا كنده نخواهد شد. (منظور اگرنيروي دوراني توليد شده در شفت موتور از نيروي دوراني مورد نياز براي كندنبار كمتر باشد اصلاً بار حركت نخواهد كرد)دقيقاً مشابه اين كه يك موتور سيكلت كاميوني را به حركت در آورد. نكته ديگري كه بايد به آن توجه كنيم آنست كه هر گاه جريان راه اندازي را كم انتخاب كنيم ، با فرض اينكه بتوانيم به گشتاور مقاوم بار غلبه كنيم، و آنرا به حركت در بياوريم ، مدت زماني كه طول خواهد كشيد تا سرعت موتور به سرعت نامي آن برسد تابع جريان انتخاب شده ما خواهد بود. به عبارت ديگر جريان كمتر مدت زمان بيشتر وجريان بيشتر مدت زمان كمتري طول خواهد كشيد، تا موتور به دور اسمي خودبرسد.

 در يك سافت استارتر ما ناگزير نيستيم تنظيمات مختلفي انجام بدهيم؟بصورت كلي با تنظيم سه، چهار پارامتر كه مشخصه استارت و جريان موتور مي باشد براحتي تنظيم مي گردد.راه اندازهاي ديگري نيز وجود دارندكه يا كم استفاده هستند و يا موارد خاص بكار گرفته مي شوند. منظورم آنست كه زياد متداول نيستند.

راه اندازهاي نرم از چند كيلووات تا چند مگاوات در دسترس مي باشند و ولتاژ كار آنها مي تواند380vتا11kv باشد.

براي موتورهاي چند صد كيلووات و يا چند مگاواتي هم سافت استارتر ساخته مي شود؟البته تعداد محدودي سازنده وجود دارند كه براي توانهاي مگاوات راه انداز نرم مي سازند كه Aucom  يكي از آنهاست.

سيستمهاي درايو چيست؟

سيستمهاي درايو شامل كنترل كننده هاي دور موتور، راه اندازهاي نرم موتور، الكتروموتورها و ترانسفورماتورهاي مرتبط با آنها و سنسورها و ساير تجهيزات مرتبط مي شود.

در يك پروژه سيستمهاي درايو مسائل كاملاً تخصصي و كارشناسانه است و حتماً ‌لازم است مشتريان صنعتي پارتنرهاي مناسبي براي اين كار داشته باشند. همانطور كه اشاره كرديد مسائل مرتبط شامل، بررسي و انتخاب راه حلهاي مناسب، انتخاب محصول مناسب با توجه به مسائل بعدي آن، نصب و راه اندازي درست محصولات وخدمات پس از فروش شامل تامين قطعات يدكي و تعميرات و نظاير آن مي باشد واز اينجا مشتريان صنعتي بايد با يك شركت معتبر و پايدار كار كنند چون پشتيباني سيستمهاي درايو بيش از خريد آنها اهميّت دارد.

در انتخاب يك محصول به تنهائي ويژگيهاي خود محصول كافي نيست البته بديهي است محصول بايد كيفيت مطلوبي داشته باشد ولي بايد توجه كرد كه چه سيستمهائي در پشت غرفه آن محصول نهفته است. مثلاً شما ممكن است يك اتومبيل فراري را در ايران تهيه كنيد ولي بايد توجه كنيم كه اين خودرو در ايران فاقد نهادهاي حمايتي مناسب است.بنابراين در انتخاب محصول فرآيندهاي سازماني ساپلاير محصول، لاجستيك،‌خدمات پس ازفروش و نكات ديگر را بايد مورد توجه قرار داد. مثلاً بايد توجه كرد كه نمايندگيهاي داخلي كه يك محصول ولو با كيفيت خوب را عرضه مي كنند خودشان كيفيت خدماتي مناسبي دارند يا نه!

تفاوت مدلهاي مختلف راه اندازهاي نرم موتور Aucom  ؟

راه انداز هاي نرم موتور Aucom  در سه سريCsxi و IMS2 و MVS عرضه مي شوند.

 مدل Csxi مدل آنالوگ بوده و با هفت ولوم پيش بيني شده در روي آن تنظيمات انجام مي شود در ضمن كنترل ولتاژ روي دو فاز انجام مي شود و رلهBypass در آن پيش بيني شده است اين مدل تا رنج 110kw عرضه مي شود.

 سري IMS2 مدل ديجيتال بوده كه كنترل روي هر سه فاز بوده و نمايشگر ديجيتال جهت پارامترها و جريان و گرماي دستگاه دارد ، همچنين كليه پارامترها توسط كيپد تنظيم مي گردد و قابليّت برنامه ريزي دارد در ضمن اين سري تا ۸۰0kw عرضه مي شود.

اين متن به سفارش وبسايت پارسيان الكتريك لاله زار بخش مقالات برق و الکتریک و الكتريك گردآوري شده است.شمارگان 262

گردآوري و تدوين: فاطمه فروغي