صفحه نخست » مقالات » راه اندازی الکتروموتور با سافت استارتر
Article-Img11

راه اندازی الکتروموتور با سافت استارتر

در این مقاله قصد داریم در مورد روش راه اندازی الکتروموتورها صحبت کنیم . چهار روش اندازی که در زیر آمده است وجود دارد به صورت:

  • راه اندازی مستقیم باولتاژ خط
  • راه اندازی به روش ستاره مثلث
  • راه اندازی با VFD درایو فرکانس متغیر
  • استفاده از راه انداز نرم ( سافت استاتر)

در ادامه هرکدام  از روش­های بالا توضیح داده خواهد شد و در پایان انواع روشها  مقایسه می­شود.

  • راه اندازی مستقیم:

این روش یکی از مرسوم ترین روش راه­اندازی الکترو موتورها می­باشد. تجهیزات راه ­اندازی شامل یک کنتاکتور و یک رله­ی حرارتی و یا الکترونیکی است. اشکال این روش، عبور بیشترین جریان ممکن در هنگام راه ­اندازی است. مقدار نرمال جریان راه­اندازی بین 6 تا 7 برابر جریان نامی می­باشد ولی تا 10 برابر نیز دیده شده است. علاوه بر جریان راه­اندازی، جریانی به نام جریان پیک نیز به علت تخلیه کامل موتور قبل از راه­اندازی وجود دارد که مقدار آن در لحظه­ی راه­­اندازی تا حدود 14 برابر جریان نامی می­رسد. این مقادیر به اندازه و طراحی موتور بستگی دارد ولی معمولا ضرایب برای موتورهای کوچک، بزرگتر است.

در هنگام راه­ اندازی مستقیم گشتاور راه ­اندازی نیز بسیار زیاد بود و برای بسیاری از کاربردها، بیش از مقدار لازم است. گشتاور همانند نیرو عمل کرده و نیروی بیش از حد باعث ایجاد تنش در کوپلینگ ­ها و قسمت­های متحرک می شود. منحنی های جریان و گشتاور راه ­اندازی در روش راه ­اندازی مستقیم بر حسب دور در خروجی در شکل های زیر نشان داده شده است

  • راه اندازی به روش ستاره مثلث

در این روش ابتدا در زمان راه اندازی موتور را به صورت ستاره می­بندند که باعث کاهش جریان و گشتاور راه ­اندازی می­گردد. اجزا شامل سه کنتاکتور، اجزا شامل سه کنتاکتور، یک رله­ی اضافه بار  و یک تایمر جهت تنظیم زمان اتصال ستاره می­باشد. این در روش در صورتی امکان پذیر است که موتور در هنگام کار معمول به صورت مثلث بسته شود.

جریان راه­اندازی دریافتی در حدود 30%  جریان راه­اندازی در روش استارت مستقیم است و گشتاور نیز به حدود 25% مقدار آن درراه­ اندازی مستقیم کاهش می­یابد. این روش راه ­اندازی برای موتورهایی مناسب است که در هنگام استارت بار کمی دارند. اگر موتور کاملا تحت بار باشد، گشتاور لازم جهت شتابگیری موتور تا سرعتی که برای حالت مثلث مناسب است وجود نخواهد داشت.

 در راه ­اندازی بارهایی مثل پمپ و فن گشتاور بار در ابتدا کم است و متناسب با مجذور سرعت افزایش می­یابد. پس از آن که موتور به حدود 80% دور نامی سید گشتاور بار و گشتاور موتور یکسان می­­شود و موتور دیگر توان افزایش سرعت ندارد. برای رسیدن به سرعت نامی باید اتصال به حالت مثلث در آید. اغلب این حالت باعث ایجاد جهش در جریان و عبور سیال می­گردد. در برخی کاربردها این جهش جریان بعضا از حالت راه اندازی مستقیم نیز بیشتر می­شود. در کاربردهایی که گشتاور بار بیش از 50% گشتاور نامی موتور است نمی توان از روش ستاره – مثلث استفاده کرد. در شکل زیر منحنی جریان و گشتاور بر حسب دور خروجی در روش ستاره ح- مثلث  ملاحظه می­شود

  • راه اندازی با VFD درایو فرکانس متغیر

اینورتر فرکانس که با نام VFD یا VSD و یا درایو نیز شناخته می­شود شامل دو جزء اساسی است که یکی ولتاژ AC (50 یا 60 هرتز) تبدیل کرده و دیگری مجددا ولتاژ DC را به ولتاژ AC البته با فرکانس 0 تا 150 هرتز و بالاتر تبدیل می­کند. و چون سرعت الکتروموتور به فرکانس بستگی دارد بدین وسیله می­توان سرعت الکتروموتور را با تغییر فرکانس تنظیم نمود؛ که این خاصیت در کاربردهایی که نیاز به تنظیم سرعت در حین کار دارد بسیار مهم است. در بسیاری کاربردها درایو تنها به منظور راه­اندازی و توقف موتور مورد استفاده قرار می­گیرد. با تنظیم فرکانس گشتاور یک برابر جریان نامی موتور حتی در دورهای پایین نیز در دسترس است و جریان راه­اندازی نیز در حد 5 می­شود. خاصیت دیگر حالت توقف نرم است که در برخی موارد بسیار مهم می­باشد همچون حالت ضربه چکشی آب در هنگام توقف ناگهانی پمپ و یا توقف یک وار نقاله حامل اجسام شکننده. عمولا برای کاهش نویز و هارمونیک ایجاد شده توسط درایو از فیلتر استفاده می­شود.

  • استفاده از راه انداز نرم ( سافت استاتر)
  • سافت استارتر خواص متفاوتی از سایر روش­های راه­اندازی دارد. در ساختار آن از تریستور استفاده شده و ولتاژ اعمالی به الکتروموتور توسط آن تنظیم می­گردد. سافت استارتر از کاهش ولتاژ به منظور کاهش جریان استفاده می­کند که البته این موضوع باعث کااهش گشتاور راه اندازی می­گردد.

در حین اولین مرحله ی راه­اندازی ولتاژ اعمالی به الکتروموتور در حدی است که تنها باعث لغزش اولیه دنده­ها یا محکم شدن تسمه­ ها یا زنجیرها می­گردد. به بیان  دیگر باعث حذف ضربات نامطلوب در لحظه­ ی راه­ اندازی می­شود. به تدریج ولتاژ و گشتاور افزایش می­یابد تا سرعت ماشین رو به افزایش گذارد. یکی از برتری­ های این روش راه ­اندازی امکان  تنظیم گشتاور و مطابق نیاز بار می­باشد. در واقع در هنگام استفاده از راه ­اندازی نرم گرچه تمام گشتاور راه ­اندازی الکتروموتور در دسترس است ولی این سیستم می­تواند گشتاوری به اندازه ­ی نیاز در اختیار قرار دهد.

  • خاصیت دیگر راه انداز نرم عمل توقف نرم است که در هننگام توقف پمپ­ هایی با هد بالا مانع از ایجاد حالت ضربه ی چکشی سیال می­گردد( این ظربه در روش­های راه ­اندازی مستقیم و ستاره – مثلث باعث آسیب دیدگی پمپ، اتصلات و لوله­ ها می­شود). خاصیت توقف نرم در هنگام توقف نوارهای نقاله نیز باعث جلوگیری از تخریب مواد ناشی از توقف سریع می­گردد.

مقایسه روش­های راه اندازی الکتروموتورهای آسنکرون

نتیجه­ گیری

برای راه اندازی موتورهای روتور قفسه ای دو روش سافت استارتر ها و درایوها از بهترین روشها هستند.اما کجا باید از چه روشی استفاده کرد؟

  • اول از همه اینکه اگر می خواهید موتور با بار کامل راه اندازی شود سافت استارتر اصلا گزینه مناسبی نیست.زیرا در سافت استارتر موتور با ولتاژ کامل راه اندازی نمی شود در نتیجه گشتاور راه اندازی موتور کاهش خواهد یافت.مثلا در دستگاه های سنگ شکن که موتور باید با گشتاور زیادی راه اندازی شود و یا در بالابرها که نیاز به گشتاور راه اندازی دارند نمی توان از سافت استارتر استفاده کرد.
  • دوم اینکه اگر موتور سه فازی داریم که می خواهیم مرتب آن را روشن و خاموش کنیم نه سافت استارتر مقرون به صرفه است و نه درایو و بهتر است از همان روشهای راه اندازی مستقیم یا ستاره مثلث استفاده شود.در واقع در این حالت ویژه گشتاور یا سرعت یا تغییر هر یک نیاز نیست و فقط روشن و خاموش شدن موتور در زمانهای مشخص مورد نیاز است.
  • سوم اینکه اگر برای موتور سه فاز تغییر سرعتهای زیاد و یا سرعتهای بالا نیاز است مسلما درایو بهترین و تنها گزینه خواهد بود. به طور نمونه در صنایع ریسندگی که کشیدن نخ ها و چرخاندن قرقره ها جهت جمع کردن نخ مورد نظر است باید سرعت معقول جمع کردن توسط درایو تعیین شود. و در انتها اگر به راه اندازی موتور سه فاز به صورت ملایم و در یک بازه زمانی مشخص و با گشتاوری حدود 50 درصد گشتاور بار کامل نیاز است بهترین گزینه سافت استارتر خواهد بود