یکی از مهمترین نکته ها در مورد موتورهای الکتریکی نحوه نصب و سیم بندی سافت استارتر این موتورهاست. الکتروموتورها هنگام راه اندازی جریان بالایی می کشند که این مساله می تواند حتی تا 10 برابر جریان نامی موتور نیز باشد. این جریان می تواند به قطعات جانبی و مدار دستگاه صدمه وارد کند و طول عمر موتور را کاهش دهد. برای حل این مشکل سیستم ها و قطعات متفاوتی برای راه اندازی موتور طراحی شده که جریان راه انداز را بتوان به وسیله آنها کنترل کرد.
از جمله این قطعات می توان به ستاره مثلث، اینورتر و سافت استارتر اشاره کرد. سافت استارتر باید به روش اصولی و صحیح خود در تابلو برق نصب شود. همچنین سیم بندی سافت استارتر برای تنظیم جریان ورودی متناسب با توان موتور و شرایط کاری از اهمیت بالایی برخوردار است. در این مقاله با نحوه نصب و سیم بندی سافت استارتر آشنا خواهیم شد.
کلیک کنید: آموزش برق صنعتی با 30 درصد تخفیف
سافت استارتر چیست؟
قبل از پرداختن به نحوه نصب و سیم بندی سافت استارتر به اهمیت و کاربردهای خود سافت استارتر می پردازیم. سافت استارتر (Soft Starter) همانطور که از اسمش پیداست به معنی راه انداز نرم می باشد. اگر موتورهای الکتریکی را مستقیم به برق وصل کنیم با کشیدن برق بیش از حد به موتور، کوپلینگ های مکانیکی و اتصالات دیگر آسیب وارد می شود. برای جلوگیری از این آسیب، موتورها را به وسیله یک سافت استارتر و به صورت غیر مستقیم به برق شهری وصل می کنند. بوسیله سافت استارتر می توان جریان ورودی را کنترل و تا حدی تنظیم کرد.
مزایای استفاده از سافت استارتر
استفاده از سافت استارتر فواید بسیاری برای نگهداری و افزایش طول عمر دستگاه دارد. از جمله مزایای سافت استارترها می توان به موارد زیر اشاره کرد.
- راه اندازی و توقف سیستم بدون ضربه
- شتاب گیری و شتاب دهی آرام و بدون پله موتور
- افزایش قابلیت اطمینان و بازدهی سیستم
- کاهش هزینه های تعمیر و نگهداری
- محدود کردن فرورفتگی ولتاژ و افت ولتاژ خط
- حذف جریان هجومی در زمان راه اندازی
- امکان استارت ضربه ای برای بارهای سنگین
- افزایش طول عمر موتور و پمپ ها به علت حذف قله های گشتاور و جریان
- اعمال تنش الکتریکی کمتر روی شبکه برق
- اعمال تنش مکانیکی کمتر روی اجزای دوار
- کاهش جریان کلیدهای اتصال به شبکه به علت کاهش جریان موتور
مقاله مرتبط: انواع سلف (سلف چیست، ساختار سلف، کاربردهای سلف)
کاربردهای نصب و سیم بندی سافت استارترها
سافت استارترها کاربردهای گوناگونی دارند. سافت استارها برای راه اندازی کمپرسورها، پمپ ها، فن ها، میکسرها، کانوایرها، بلوورها و اگزوسترها، خردکن ها، پودرکن ها، آسیاب های چکشی، سنگ شکن ها و پله های متحرک و خیلی موارد دیگر مورد استفاده قرار می گیرد.
هنگامی که سافت استارتر به نوار نقاله حامل اجسام شکستنی متصل می شود می توان بدون حرکت ناگهانی و آسیب به وسایل شکستنی آنها را جابجا کند. البته سرعت یا گشتاور موتور با سافت استارتر قابل کنترل نیست.
نکات مهم نصب و سیم بندی سافت استارترها
در این بخش نکات مهم در رابطه با نحوه نصب و سیم بندی سافت استارتر را بررسی می کنیم. در صورتی که نیاز داشته باشیم سرعت و گشتاور موتور را کنترل کنیم باید از اینورتر استفاده کنیم که هزینه بالاتری نیز دارد. سافت استارترها طوری طراحی شده اند که وقتی موتور در دور نامی خود باشد از مدار خارج می شوند. در واقع کاربرد سافت استارترها فقط برای لحظه شروع به کار الکتروموتورهاست. در واقع پس از راه اندازی سیستم، ادامه کار سافت استارتر موجب استهلاک موتور می شود. بنابراین سافت استارترها پس از راه اندازی از مدار خارج می شوند که به این کار بای-پس (By-pass) کردن می گویند.
سافت استارتر را می توان به دو صورت داخلی و خارجی بای پس کرد. در روش بای-پس داخلی، مدار داخلی سافت استارتر با تیغه ها موازی شده است. این تیغه ها به طور مستقیم به ورودی و خروجی سافت استارتر متصل می باشند. هنگامی که الکتروموتور به جریان نامی می رسد، تیغه ها مدار سافت استارتر را بای پس یا اتصال کوتاه می کنند تا آن را از مدار خارج کنند.
در نوع بای پس خارجی، سافت استارتر با یک کنتاکتور موازی می شود. در این حالت وقتی الکتروموتور به جریان نامی خود برسد، سیم پیچ به کنتاکتور فرمان اتصال می دهد و سافت استارتر بای پس می شود. بای پس خارجی هزینه بیشتری دارد اما از طرفی نیز قابلیت اطمینان و ماندگاری بیشتری نیز فراهم می کند زیرا در نوع بای پس داخلی، تیغه ها بعد از مدتی از بین می روند و باعث آسیب به سافت استارتر می شوند. تعمیر یا تعویض سافت استارتر خیلی بیشتر از نصب کنتاکتور برای سافت استارتر است به همین دلیل کارشناسان معمولا بای-پس خارجی را ترجیح می دهند.
نحوه نصب و سیم بندی سافت استارتر
به بررسی نحوه نصب و سیم بندی سافت استارتر رسیدیم. از نظر مدار قدرت، سافت استارتر را می توان به دو شکل خطی یا فازی نصب کرد. اتصال نرمال و معمول در مورد سافت استارترها اتصال خطی می باشد که برای همه سافت استارترها فراهم است. اما اتصال فازی یا داخل مثلث فقط برای برخی سافت استارترها فراهم است.
یکی از ایراداتی که اتصال داخل مثلث دارد این است که باعث از کار افتادن ترمزهای AC می شود. بنابراین ابتدا کارشناس نوع استارت و استاپ را معین می کند و سپس سافت استارتر را انتخاب می کند.
اتصال خطی سافت استارتر
ساده ترین و پرکاربردترین نوع اتصال سافت استارترها در موارد صنعتی اتصال خطی است. در این حالت تمام امکانات دستگاه از جمله سیستم اضافه بار، کنتاکتور اصلی و خود سافت استارتر به صورت سری قرار می گیرند و فازها از آنها عبور می کنند.
برای سافت استارترهایی با قابلیت بای پس خارجی، سافت استارتر و کنتاکتور به صورت موازی نصب می شوند. در این صورت باید برای تمامی تجهیزات، امکان عبور جریان نامی الکتروموتور فراهم شود.
یعنی اگر قصد دارید یک الکتروموتور 100 آمپر را راه اندازی کنید، سیستم اضافه بار، کنتاکتور بای پس، کنتاکتور اصلی و سافت استارتر نیز بدون در نظر گرفتن ضرایب کاهنده باید 100 آمپر باشند.
اتصال داخل مثلث
این اتصال با نام های متفاوتی شناخته می شود. از جمله این نام ها می توان به اتصال فازی، داخل مثلث یا 6 سیمه اشاره کرد. در اتصال فازی، سافت استارتر می تواند جایگزین مدار ستاره مثلث شود و یا در داخل آن قرار می گیرد.
در اتصال فازی سافت استارتر، فقط 58 درصد جریان نامی موتور الکتریکی از آن عبور می کند. به همین دلیل در این نوع اتصال می توان از تجهیزاتی که آمپر پایین تری دارند استفاده کنیم و هزینه ها را به شدت کاهش دهیم. برای مثال اگر جریان نامی الکتروموتور 100 آمپر باشد، می توان از سافت استارتر و کنتاکتوری با جریان 58 آمپر بهره برد. برای اتصال فازی، سافت استارتر و الکتروموتور باید قادر باشند به صورت دائم کار کنند.
موقعیت کنتاکتور اصلی در حالت داخل مثلث
برای نصب کنتاکتور اصلی در حالت داخل مثلث دو حالت مختلف وجود دارد. کنتاکتور می تواند داخل یا خارج از مدار ستاره مثلث قرار بگیرد. هر دو حالت باعث می شوند که موتور استاپ شود. اگر کنتاکتور داخل مدار اصلی قرار بگیرد، می تواند تا 58 درصد جریان نامی الکتروموتور را داشته باشد. این در حالی است که اگر به صورت خطی نصب شود جریان آن باید با جریان نامی الکتروموتور مساوی باشد.
راه اندازی چند موتور با یک سافت استارتر
سافت استارترها قادرند بیش از یک موتور را به صورت هم زمان یا ترتیبی راه اندازی کنند. البته برای انجام این کار باید مواردی را به لحاظ فنی رعایت کرد. در ادامه موارد مختلفی که باید در راه اندازی هم زمان و ترتیبی رعایت کنیم را معرفی می کنیم.
راه اندازی موازی چند الکتروموتور
برای پیاده سازی روش راه اندازی همزمان (Parallel Start) باید نکات زیر را رعایت کرد.
اولا اینکه جریان نامی سافت استارتر باید با جمع جریان الکتروموتورهای متصل به آن مساوی باشد. نکته دوم اینست که سافت استارتر باید قادر باید جریان راه اندازی همه الکتروموتورها را به صورت همزمان فراهم کند. البته در صورتی که از اتصال کوتاه خارجی استفاده کنیم، مورد دوم یعنی تامین جریان لازم برای راه اندازی همزمان الکتروموتورها از اهمیت بیشتری برخوردار است.
به عنوان مثال فرض کنیم دو الکتروموتور داریم و هر کدام از الکتروموتورها جریان 100 آمپر و جریان 4 برابر جریان نامی داشته باشند. اگر زمان راه اندازی را 10 ثانیه در نظر بگیریم، جریان نامی سافت استارتر باید از جمع جریان نامه هر دو الکتروموتور بیشتر باشد. یعنی در این حالت جریان نامی سافت استارتر باید مساوی یا بزرگتر از 200 آمپر باشد.
از طرفی محدودیت جریان (Current limit) برای هر موتور الکتریکی 4 برابر جریان نامی یعنی معادل 400 آمپر در نظر گرفته شده است. در این صورت سافت استارتر باید قادر باشد جریان استارت هر دو موتور را که معادل 800 آمپر می باشد تامین کند. برای این حالت یک سافت استارتر با جریان نامی حداقل 200 آمپر تهیه می کنیم که قادر باشد جریان راه اندازی 800 آمپری را برای 10 ثانیه تحمل کند.
در مثال بالا جریان هر دو الکتروموتور برابر هستند اما می توان موتورهای با توان متفاوت را نیز به صورت همزمان راه اندازی کرد. در این حالت باید هنگام انتخاب سافت استارتر به جمع جریان نرمال و جریان راه اندازی موتورها باهم دقت کنید. در این حالت نمی توان زمان راه اندازی را برای هر موتور جداگانه تنظیم کرد و برای کل سیستم یکسان می باشد.
اگر جریان الکتروموتورها متفاوت باشد، باید از سیم پیچ های اضافه بار جداگانه در مسیر موتورهای الکتریکی استفاده کنیم. عدم استفاده از این سیم پیچ ها می تواند سلامت موتورهای الکتریکی را به خطر بیاندازد.
راه اندازی ترتیبی چند موتور
اگر قصد داشته باشید از یک سافت استارتر برای راه اندازی الکتروموتورها به صورت ترتیبی (Sequential Start) بهره ببرید، سافت استارتر شما باید توانایی راه اندازی هر الکتروموتور به صورت مجزا را داشته باشد. در این حالت زمان راه اندازی به نوع مدار بستگی دارد و می تواند متفاوت باشد. اگر راه اندازی به صورت پیوسته صورت بگیرد، سافت استارتر نمی تواند حرارت تولید شده را از دست بدهد و در این حالت باید زمان راه اندازی آن از مجموع زمان راه اندازی همه الکتروموتورها بیشتر باشد.
جمع بندی نحوه نصب و سیم بندی سافت استارتر
در این مقاله نحوه نصب و سیم بندی سافت استارتر مورد بررسی قرار گرفت. همانطور که مشاهده کردید نحوه سیم بندی سافت استارترها در تابلو برق از اهمیت زیادی برخوردار است. برای نصب درست سافت استارتر و قطعات صنعتی دیگر باید به طور اصولی آموزش دید. اگر توزیع برق موتورهای الکتریکی و تنظیم جریان ورودی سافت استارترها به طور دقیق صورت نگیرد می تواند به موتور آسیب وارد کند.
آموزشگاه فنی سازان با برگزاری دوره جامع و فوق تخصصی برق صنعتی، کارآموزان را به صورت عملی برای ورود به بازار کار آماده می کند. این دوره در کارگاه مجهز و تحت نظر اساتید مجرب برگزار می شود و در پایان کارآموزان مدرک رسمی از سازمان فنی حرفه ای دریافت می کنند که برای کار و دریافت جواز کسب معتبر می باشد.
