سافت استارتر پمپ آب

پمپ‌های آب در صنایع مختلفی مانند کشاورزی، ساختمان‌سازی و سیستم‌های آبرسانی نقش حیاتی دارد. اما راه‌اندازی ناگهانی پمپ می‌تواند باعث ایجاد ضربه‌های مکانیکی، هیدرولیکی، استهلاک قطعات و مصرف بالای انرژی شود. در این میان سافت استارتر به عنوان یک راهکار هوشمند برای کنترل جریان و ولتاژ هنگام استارت موتور پمپ به کار می‌رود. در این مقاله به تاثیرات استفاده از سافت استارتر در سیستم‌های پمپ آب و مزایای آن می‌پردازیم.

معرفی پمپ آب

پمپ یک تجهیز مکانیکی است که جهت انتقال آب و یا مایعات دیگر در مسیر دلخواه استفاده می‌شود. پمپ‌ها از موتورهای الکتریکی و یا دیزلی تشکیل شده‌اند که عملکرد آن‌ها بر اساس قوانین فیزیک و اصل پرتابه می‌باشد. بخش اصلی پمپ‌ها از سیستم پره‌های منحنی تشکیل شده است که در واقع داخل محفظه پمپ قرار دارند و به دور محور خود می‌چرخند. هنگامی که پمپ شروع به کار می‌کند، پره‌ها آب را از ورودی به سمت محور پمپ و سپس به خروجی پمپ منتقل می‌کنند، این پره‌ها درواقع ایجاد کننده فشار و جریان در سیال‌ها هستند. پمپ‌ها می‌توانند به شکل‌های مختلفی، بسته به کاربرد و شرایط موردنیاز، نصب شوند.

معرفی سافت استارتر

سافت استارتر یک تجهیز ضروری جهت راه‌اندازی کنترل شده الکتروموتورها، به ویژه در سیستم‌های پمپاژ، به حساب می‌آید. هدف اصلی آن کاهش جریان هجومی و گشتاور اولیه در لحظه شروع به کار موتور است، که به نوبه خود تنش مکانیکی و الکتریکی وارد بر تجهیزات را به حداقل می‌رساند. این دستگاه معمولا با استفاده از تریستورها ولتاژ را کنترل کرده و شرایط نرم و کنترل شده را برای روشن و خاموش کردن موتور پمپاژ فراهم می‌کند.

نحوه عملکرد سافت استارتر پمپ آب

• راه‌اندازی نرم: موتورهای القایی مانند الکتروموتور پمپ در زمان استارت، 6 تا 8 برابر جریان نامی خود، جریان از شبکه می‌گیرند. سافت استارتر این جریان را به طور چشمگیری محدود می‌کند و از آسیب به کابل‌ها و فیوزها جلوگیری می‌کند. درواقع جهت راه‌اندازی نرم، Soft starter ولتاژ را کامل به موتور منتقل نمی‌کند. بلکه به صورت تدریجی ولتاژ را افزایش داده تا جریان راه‌اندازی کاهش پیدا کند. این عمل باعث می‌شود موتور به آرامی شتاب بگیرد و از ضربه مکانیکی به شفت، کوپلینگ و پروانه پمپ جلوگیری می‌شود.
• کنترل گشتاور: با کنترل تدریجی ولتاژ ، گشتاور موتور نیز نرم و قابل کنترل می‌شود. این موضع در سیستم‌های پمپ آب بسیار مهم است، چون از پدیده ضربه قوچ در لوله‌ها جلوگیری می‌کند.
• توقف نرم: سافت استارتر هنگام خاموش شدن نیز ولتاژ را تدریجی کاهش می‌دهد. این عملکرد باعث می‌شود جریان آب به آرامی قطع شود و از ایجاد فشار ناگهانی در لوله‌ها جلوگیری شود.
• حفاظت داخلی: بسیاری از سافت استارترها دارای حفاظت در برابر اضافه‌بار، اضافه‌جریان، افت ولتاژ، گیرپاژ پمپ یا کارکرد خشک هستند.

تاثیرات استفاده از سافت استارتر در پمپ‌ها

استفاده از تجهیزاتی مانند سافت استارتر در سیستم‌های پمپ، امکان بهینه‌سازی عملکرد پمپ آب و مصرف انرژی را فراهم می‌کند. در ادامه به تاثیرات استفاده از دستگاه سافت استارتر در  پمپ‌ها می‌پردازیم.

فشار آب

فشار در این سیستم‌ها نشان دهنده نیروی سیال به دیواره لوله‌ها و خروجی پمپ می‌باشد. هرچه پروانه پمپ سریع‌تر بچرخد و یا طراحی هیدرولیکی آن دقیق‌تر باشد، فشار خروجی بیشتر می‌شود. در زمان راه‌اندازی مستقیم و بدون تجهیزات شروع نرم، فشار خروجی به طور ناگهانی زیاد می‌شود و بر سیستم لوله‌کشی اثر مخرب می‌گذارد. با بهره‌مندی از سافت استارتر پروانه‌ها به تدریج شتاب می‌گیرند و فشار خروجی به آرامی افزایش می‌یابد.

دبی سیالات

دبی پارامتری پرکاربرد در علم مکانیک و هیدرولیک است که میزان حجم سیالی که در واحد زمان از نقطه مشخصی (مانند پمپ) عبور می‌کند، نشان می‌دهد. در سیستم‌های آبرسانی، ابیاری و صنعتی، جریان پایدار و یکنواخت آب بسیار حیاتی است. با خرید سافت استارتر می‌توان سرعت جریان آب را کنترل کرد و دبی یکنواخت و کنترل شده را ایجاد نمود. تاثیر سافت استارتر بر دبی سیستم پمپ آب را در موارد زیر می‌توان خلاصه نمود.

گشتاور موتور

گشتاور موتور پارامتری ضروری در سیستم پمپ می‌باشد. با استفاده از آن، نیروی چرخشی که موتور برای به چرخش درآوردن پروانه نیاز دارد، تولید می‌شود. اما گشتاور بالا در پمپ باعث فشار بر شفت، کوپلینگ و یاتاقان می‌شود که کنترل این نیرو توسط Soft starter انجام می‌شود. اثر سافت استارتر بر گشتاور موتور را در موارد زیر می‌توان بیان نمود.

هد سیال

هد سیال پارامتری جهت تعریف ارتفاع یا انرژی سیال است که پمپ می‌تواند تولید کند. درواقع هد در نشان دهنده توانایی پمپ و ارتفاعی که می‌تواند آب را منتقل کند، می‌باشد. این پارامتر معمولا در کاربردهایی که پمپ آب را به ارتفاع مشخصی منتقل می‌کند، اهمیت پیدا می‌کند. در صورت استفاده نکردن از سافت استارتر، در زمان توقف، آب با انرژی بالایی به طرف پمپ بازمی‌گردد و باعث تخریب تجهیزات مکانیکی و پمپ می‌شود. با استفاده از استارتر می‌توان توقف نرم را نیز  در سیستم ایجاد نمود تا جریان آب به آرامی متوقف شود.

کاویتاسیون

به حباب هوای بخار آب که در پروانه پمپ به دلیل افت فشار و یا شتاب سریع تشکیل می‌شود، کاویتاسیون می‌گویند. تشکیل این حباب‌ها در اثر شروع کار ناگهانی موتور پمپ و چرخش سریع پره‌ها می‌باشد که باعث لرزش، صدا و آسیب به پره‌ها می‌شود. درصورت کنترل نکردن سرعت استارت و توقف در سیستم آبرسانی، طول عمر پروانه و رانمان پمپ به شدت کاهش می‌یابد.

ایمنی سیستم لوله‌کشی

استارت و توقف ناگهانی بدون استفاده از تجهیزات کنترل سرعت و گشتاور موتور، باعث ایجاد ضربه قوچ و فشار زیاد در لوله‌ها می‌شود. با استفاده از سافت استارتر شاهد افزایش آرام فشار، تضمین ایمنی تجیهزات داخل سیستم و کاهش خط ترکیدگی یا نشتی لوله‌ها هستیم. راه‌اندازی و نگهداری منظم پمپ آب از مهم‌ترین اقدامات افزایش بهره‌وری در سیستم‌های پمپاژ می‌باشد. توجه به هرگونه نشتی و نگهداری از سیستم‌های تنظیم و کنترل سیستم باید به طور منظم انجام شوند تا در صورت مشاهده کوچکترین خطا، سریعا اقدام به تعمیر سافت استارتر سیستم نمایید.

مقایسه کارکرد سیستم پمپ با و بدون سافت استارتر

مزایای استفاده از سافت استارتر در سیستم پمپ آب

• جریان به تدریج افزایش می‌یابد، فشار روی کابل‌ها و شبکه برق کمتر می‌شود و افت ولتاژ ناگهانی رخ نمی‌دهد.
• گشتاور به آرامی افزایش می‌یابد، فشار مکانیکی روی شفت و قطعات کاهش پیدا می‌کند و عمر مکانیکی طولانی‌تر می‌شود.
• فشار به آرامی بالا می‌رود و از شوک و ضربه قوچ جلوگیری می‌کند.
• رسیدن به هد نامی تدریجی و بدون ایجاد شوک یا فشار ناگهانی در سیستم انجام می‌شود.
• استارت و توقف نرم باعث کاهش افت فشار ناگهانی در مکش و کاهش احتمال کاویتاسیون می‌شود.
• لرزش و صدا در زمان استارت و توقف کاهش می‌یابد.
• کاهش تنش مکانیکی و هیدرولیکی باعث افزایش طول عمر تجهیزات می‌شود.
• کاهش جریان هجومی باعث کاهش مصرف انرژی در لحظه استارت می‌شود.
• جریان راه‌اندازی کاهش می‌یابد و کیفیت توان شبکه بهبود می‌یابد.
• افزایش آرام فشار باعث ایمنی بیشتر و کاهش خطر ترکیدگی یا نشتی لوله‌ها می‌شود.