انواع سافت استارتر

در موتورهای الکتریکی به ویژه موتورهای القایی، جریان راه‌اندازی بالا می‌تواند موجب افت ولتاژ و آسیب مکانیکی به تجهیزات شود. این پدیده به شدت عمر تجهیزات سیستم را کاهش داده و موجب افزایش هزینه‌ها می‌شود. استفاده صحیح از دستگاه سافت استارتر موجب کنترل تدریحی ولتاژ ورودی به موتور و کاهش شوک‌های الکتریکی و مکانیکی سیستم شود. پیشنهاد می‌شود برای استفاده از این دستگاه الکترونیکی ابتدا اقدام به دانلود دفترچه راهنمای سافت استارتر از برند خریداری شده نمایید و روش اتصال صحیح آن به اینورتر را بیاموزید. با استفاده از راه‌ انداز نرم می‌توان از شوک‌های الکتریکی و مکانیکی جلوگیری نمود. در این مقاله، انواع سافت استارتر را از نظر ساختار، روش کنترل و کاربردهای صنعتی مورد بررسی قرار می‌دهیم و مزایا و محدودیت‌های هر نوع را تحلیل می‌کنیم.

انواع سافت استارتر

راه‌اندازی موتورهای الکتریکی همواره یکی از چالش‌های اصلی در سیستم‌های صنعتی به حساب می‌آید. روش‌های سنتی مانند استارت مستقیم و استارت ستاره مثلث، کنترل دقیقی بر گشتاور و جریان راه‌اندازی ندارند. به همین دلیل استفاده از سافت استارترها که تجهیزاتی الکترونیکی برای کاهش جریان راه‌اندازی و کنترل تدریجی گشتاور موتور هستند، در صنعت امروز رواج یافته‌اند. عملکرد کلی آن‌ها برپایه کنترل زاویه آتش تریستورها و یا تنظیم هوشمند ولتاژ است. سافت استارتر را می‌توان بر اساس فناوری، نوع کنترل و سطح هوشمندی تقسیم‌بندی نمود. در ادامه به بیان انواع سافت استارتر و مقایسه آن‌ها می‌پردازیم.

سافت استارتر آنالوگ

سافت استارترهای آنالوگ به‌عنوان نخستین نسل از سافت استارترها شناخته می‌شوند. در این نوع تجهیزات، کنترل ولتاژ به‌وسیله مدارهای آنالوگ و پتانسیومتر انجام می‌گیرد و تنظیمات به‌صورت دستی و در محدوده‌ای نسبتاً محدود قابل انجام است.

• مزایا: از مهم‌ترین مزایای این نوع سافت استارتر می‌توان به قیمت پایین، ساختار ساده و سهولت در تعمیر سافت استارتر و نگهداری از آن اشاره نمود.
• معایب: در مقابل، سافت استارترهای آنالوگ از دقت کمتری در کنترل برخوردار بوده و فاقد حفاظت‌های پیشرفته مانند حفاظت در برابر اضافه‌جریان، اضافه‌حرارت و سایر خطاهای الکتریکی هستند. همچنین این نوع دستگاه‌ها امکان برقراری ارتباط با سیستم‌های کنترلی مدرن، نظیر PLC یا شبکه‌های صنعتی را ندارند.
• کاربرد: از سافت استارترهای آنالوگ معمولاً در موتورهای کوچک یا کاربردهای ساده نظیر فن‌های تهویه و پمپ‌های کم‌قدرت استفاده می‌شود، جایی که نیازی به کنترل دقیق یا امکانات حفاظتی پیشرفته وجود ندارد.

سافت استارتر دیجیتال

در سافت استارترهای جدیدتر که نوع دیجیتال این تجهیزات می‌باشد، با استفاده از میکروکنترلرها زاویه آتش تریستورها را به طور دقیق کنترل می‌کنند. سافت استارتر دیجیتال جهت تنظیم و مانتورینگ پارامترهای حایتی سیستم از نمایشگرهای دیجیتال بهره‌مند هستد. همچنین با امکان ذخیره‌سازی داده‌ها و تنظیمات ورودی، کنترل جریان را مطابق با دلخواه کاربر، ممکن می‌سازند.

• مزایا: از مهم‌ترین مزیت‌های این نوع سافت استارتر می‌توان به کنترل دقیق جریان و گشتاور موتور و وجود حفاظت‌های پیشرفته نظیر حفاظت در برابر اضافه‌بار، کاهش جریان و قطع فاز و همچنین قابلیت عیب‌یابی سریع و نمایش خطاها اشاره نمود.
• معایب: در مقایسه با نوع آنالوگ، سافت استارترهای دیجیتال هزینه‌ی بالاتری دارند و برای عملکرد بهینه نیازمند تنظیمات دقیق‌تر هستند. با این حال، دقت و قابلیت‌های حفاظتی بالای آن‌ها این هزینه را توجیه‌پذیر می‌کند.
• کاربرد: از سافت استارترهای دیجیتال معمولاً در سیستم‌هایی مانند پمپ‌ها، فن‌ها، نوار نقاله‌ها و کمپرسورهای با توان متوسط استفاده می‌شود، جایی که کنترل دقیق و حفاظت هوشمند از موتور اهمیت بالایی دارد.

سافت استارتر تریستوری

سافت استارترهای تریستوری، پرکاربردترین نوع سافت‌استارترها در صنعت به شمار می‌آیند. در این نوع تجهیزات، در هر فاز دو عدد تریستور به‌صورت پاد‌سری نصب می‌شوند تا امکان کنترل دوطرفه جریان فراهم شود. فرآیند کنترل ولتاژ خروجی از طریق تغییر زاویه آتش انجام می‌شود، درنتیجه موجب راه‌اندازی نرم و تدریجی در موتورهای الکتریکی می‌شود.

• مزایا: برای بیان مزیت‌های سافت استارتر تریستوری باید به قابلیت کنترل نرم جریان و گشتاور موتور، کاهش ضربه‌های مکانیکی هنگام راه‌اندازی و افزایش عمر مفید موتور به‌دلیل حذف جریان هجومی اولیه اشاره نمود.
• معایب: با وجود مزایای فراوان این نوع راه انداز نرم، سافت‌استارترهای تریستوری موجب ایجاد هارمونیک در شبکه برق می‌شوند و برای کاهش تداخلات الکترومغناطیسی معمولاً نیاز به استفاده از فیلتر دارند.
• کاربرد: از این نوع سافت‌استارتر معمولاً در بارهای سنگین مانند پمپ‌های بزرگ، کمپرسورها، نوار نقاله‌های صنعتی و آسیاب‌ها استفاده می‌شود؛ جایی که راه‌اندازی نرم، حفاظت موتور و کنترل دقیق جریان از اهمیت بالایی برخوردار است.

سافت استارتر همراه با ریزپردازنده

این نوع سافت استارترها نسل پیشرفته‌تری از مدل‌های دیجیتال محسوب می‌شوند و به‌واسطه‌ی بهره‌مندی از پردازنده مرکزی، توانایی تحلیل هوشمند شرایط کاری موتور را دارند. سافت استارتر همراه با ریزپردازنده (میکروپروسسوری)، قادر است منحنی شتاب و توقف را به‌صورت دینامیک و دقیق کنترل کرده و عملکرد موتور را متناسب با بار تنظیم کند.

• مزایا: از جمله مهم‌ترین مزایای این سافت استارترها می‌توان به حفاظت‌های بسیار پیشرفته مانند خطای اتصال زمین، عدم تعادل فاز و گیرکردن روتور اشاره نمود. همچنین این تجهیزات امکان تنظیم دقیق زمان راه‌اندازی، گشتاور اولیه و ولتاژ نهایی را فراهم کرده و موجب کاهش قابل‌توجه مصرف انرژی در فرآیند راه‌اندازی موتور می‌شوند.
• معایب: در مقایسه با سایر سافت استارتر، مدل‌های میکروپروسسوری از قیمت بالاتری برخوردارند و برای نصب و راه‌اندازی صحیح آن‌ها نیاز به حضور متخصص فنی وجود دارد.
• کاربرد: این نوع سافت استارتر به‌دلیل دقت بالا و قابلیت‌های حفاظتی گسترده، در صنایع سنگین از جمله فولاد، سیمان، پتروشیمی، آب و فاضلاب و سایر پروژه‌های اتوماسیون صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

سافت استارتر هوشمند

راه‌اندازهای نرم هوشمند جدیدترین نسل از این تجهیزات هستند که با پشتیبانی از فناوری اینترنت اشیا  (IoT)  و قابلیت ارتباط شبکه‌ای، امکان کنترل و مانیتورینگ از راه دور را فراهم می‌کنند. این مدل‌ از راه‌اندازهای نرم از پروتکل‌های صنعتی نظیر Modbus، Profibus  وEthernet/IP  پشتیبانی می‌کنند و قابلیت تحلیل لحظه‌ای عملکرد موتور و ارسال داده به سیستم‌های نظارتی را دارند.

• مزایا: از مهم‌ترین مزایای این نوع سافت استارتر می‌توان به قابلیت پیش‌بینی و تشخیص خطا قبل از وقوع اشاره کرد که باعث کاهش توقف‌های ناگهانی و افزایش طول عمر تجهیزات می‌شود. همچنین این دستگاه‌ها قابلیت اتصال به سیستم‌های مدیریت انرژی (EMS) را دارند که موجب بهینه‌سازی مصرف انرژی و کاهش هزینه‌های نگهداری می‌شوند.
• معایب: سافت استارترهای هوشمند به دلیل برخورداری از فناوری پیشرفته و امکانات ارتباطی گسترده، هزینه اولیه بالاتری نسبت به انواع سنتی دارند و برای بهره‌برداری کامل از قابلیت‌های آن‌ها، زیرساخت شبکه و نرم‌افزارهای مانیتورینگ تخصصی، نیاز است.
• کاربرد: این نوع سافت استارترها در صنایع هوشمند، کارخانه‌های خودکار و سیستم‌های حیاتی که نیاز به پایداری و نظارت مستمر دارند، به‌طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرند.

انتخاب سافت استارتر مناسب

انتخاب سافت استارتر مناسب یکی از مهم‌ترین تصمیم‌ها در طراحی یا بهره‌برداری از سیستم‌های الکتریکی صنعتی است، چون انتخاب اشتباه می‌تواند منجر به مشکلاتی مثل سوختن موتور، افت ولتاژ، کاهش راندمان و استهلاک مکانیکی بشود. برای خرید سافت استارتر توجه به پارامترهایی مانند جریان موتور (نه صرفا توان)، نوع بار  و حساسیت پروژه، بسیار حیاتی است. پیشنهاد می‌شود جهت استفاده از انواع سافت استارتر در کاربردهای حساس، از وجود قابلیت بای‌پس داخلی مطمئن شوید. همچنین در کاربردهایی که از بارهای سنگین استفاده می‌شود، از سافت استارترهایی که قابلیت تنظیم گشتاور را دارند، استفاده شود.