راه اندازی موتورهای الکتریکی یکی از چالش های مهم و همیشگی صنایع مختلف بوده است. رفتار خاص موتورها در لحظه راه اندازی منجر به افزایش مصرف توان و تکان های مکانیکی شدیدی می شود. برای غلبه بر این چالش ها راهکارهای مختلفی ارائه شده است. استفاده از سافت استارتر و درایو از جمله این راهکارها است که چالش های راه اندازی موتور را به حداقل می رساند.
اما این تجهیزات تفاوت هایی با هم دارند که در زمان انتخاب تجهیز مناسب باید مورد توجه قرار بگیرد. در این مقاله به مقایسه سافت استارتر و درایو پرداخته و به شما کمک می کنیم انتخاب مناسبی داشته باشید. با من همراه باشید.
چالش راه اندازی موتور الکتریکی
موتور الکتریکی و سایر بارهای القایی از جمله ترانسفورماتورها و … در لحظه وصل برق حکم اتصال کوتاه را دارند. در واقع از لحظه اتصال برق تا تشکیل میدان مغناطیسی و شروع به کار موتور، از نگاه شبکه سیم پیچ موتور، یک سیم یا اتصال کوتاه است. این وضعیت سبب کشیده شدن جریان زیادی از شبکه می شود. جریان راه اندازی موتور بکه به جریان هجومی موسوم است بسته به توان موتور ممکن است تا 10 برابر جریان نامی نیز برسد.
از سوی دیگر شروع به کار ناگهانی موتور سبب ایجاد تنش های مکانیکی شدیدی می شود. این تکان های شدید به بخش های متحرک سیستم آسیب می رساند. تسمه ها، چرخ دنده ها و قسمت های متحرک موتور مانند بلبرینگ، بیشتر در معرض این آسیب ها هستند. از جمله روش های غلبه بر این چالش ها، استفاده از سافت استارتر و درایو است. از اینرو مقایسه سافت استارتر و درایو از اهمیت بالایی برخوردار است.
مقدمه ای بر سافت استارتر
استفاده از تکینیک کاهش ولتاژ برای مدیریت چالش های راه اندازی موتور، اساس کار سافت استارترها است. این تجهیزات در ابتدای راه اندازی، ولتاژ کوچکی را به موتور اعمال می کنند. در واقع موتور با یک ولتاژ کوچک شروع به کار می کند. سپس به صورت پلکانی و با نسبتی مشخص اقدام به افزایش ولتاژ اعمال شده به موتور می کنند. شروع به کار با ولتاژ کوچک سبب از بین رفتن تکان های مکانیکی شدید ناشی از راه اندازی موتور می شود. از سوی دیگر جریان هجومی بزرگ ناشی از راه اندازی موتور را نیز شاهد نخواهیم بود.
برخی از راه اندازهای نرم قابلیت توقف نرم موتور را نیز دارند. در زمان توقف موتور فرآیندی عکس حالت راه اندازی انجام می شود تا تکان های مکانیکی به حداقل برسند. در واقع ولتاژ موتور از حد نامی با یک شیب ملایم به صفر می رسد و موتور به آرامی متوقف می شود. آشنایی با سافت استارترها و عملکرد آن ها در درک مقایسه سافت استارتر و درایو حائز اهمیت است.
از این رو توصیه می کنیم برای آشنایی بیشتر با این تجهیزات مقاله ” سافت استارتر چیست و چه کاربردهایی دارد ” را ببینید.
مقدمه ای بر درایو
درایو فرکانس متغیر، VFD یا درایو سرعت متغیر همه اشاره به یک دستگاه الکترونیکی واحد دارند. درایوها را با نام اینورتر نیز در بازار می شناسند. درایو با تنظیم فرکانس کاری، سرعت موتور را تنظیم می کند. علاوه بر این درایوها روی سطح ولتاژ و جریان تحویل شده به موتور نیز کنترل دارند. از اینرو کنتل دقیقی روی عملکرد موتورها اعمال می کنند.
ساز و کار درایوها به این صورت است که ولتاژ AC ورودی به یک طبقه یکسو کننده وارد می شود. پس از یکسوسازی و عبور از فیلتر، یک ولتاژ DC صاف تولید می شود. در مرحله بعد این ولتاژ به یک مدار اینورتر تزریق می شود. در این مدار با کلیدزنی ترانزیستورهای قدرت (عموما IGBT) یک ولتاژ AC ثانویه تولید می شود. مدار کنترل درایو وظیفه تنظیم مشخصات ولتاژ خروجی را بر عهده دارد.
جزئیات بیشتر در مورد ساختار و عملکرد درایوها را در مقاله ” درایو چیست و چه کاربردهایی دارد ” ببینید.
مقایسه سافت استارتر و درایو
پس از آشنایی اولیه با ساختار و عملکرد این تجهیزات، به مقایسه آن ها در پارامترهای مختلف می پردازیم. این دو دستگاه را از جنبه های مختلفی می توان مورد کنکاش و ارزیابی قرار داد. در ادامه به مقایسه پارامترهای زیر در این دستگاه ها خواهیم پرداخت:
- ساختار و مدار داخلی
- قابلیت ها یا تاثیر استفاده از دستگاه بر عملکرد سیستم
- جایگاه و تنوع
- برندهای تولید کننده
اگر چه می توان به نکات دیگری نیز در این باره اشاره کرد.
ساختار و مدار داخلی
اولین پارامتر مهم در مقایسه سافت استارتر و درایو، بررسی ساختار و مدار داخلی آن ها است. با نگاهی بر عملکرد و خروجی دستگاه های مورد بحث، می توان به تفاوت زیاد آن ها پی برد. در ساختار سافت استارترها از تریستور برای تنظیم سطح ولتاژ استفاده می شود. تریستورها در واقع یکسو کننده های ولتاژ قابل تنظیم هستند. هدایت تریستور از زمانی آغاز می شود که سیگنال فعال ساز به پایه گیت آن اعمال شود. در واقع بخش کنترلر سافت استارتر تنها وظیفه تنظیم زاویه آتش تریستورها را بر عهده دارد. راویه آتش بین صفر تا 180 درجه متغیر است. زوایای آتش کوچکتر، عبور ولتاژ بزرگتر را به همراه دارند.
اما درایوها ساختار به مراتب پیچیده تری دارند. طبقه یکسوساز، طبقه اینورتر (تبدیل DC به AC) و طبقه کنترل، بخش های تشکیل دهنده ساختمان درایو هستند. پیچیدگی بیشتر ساختمان درایو با افزایش قابلیت و کارایی آن ها نسبت سافت استارتر و همچنین بیشتر بودن قیمت آن ها همراه شده است. بنابراین در مقایسه سافت استارتر و درایو از منظر ساختار داخلی، پیچیدگی سافت استارتر کمتر است.
مقایسه سافت استارتر و درایو در قابلیت ها
سافت استارترها و درایوها قابلیت های مشترکی دارند که عبارتند از:
- راه اندازی نرم موتور
- توقف نرم موتور (در برخی از نمونه های سافت استارتر این قابلیت وجود دارد)
- کاهش مصرف توان (در درایوها بیشتر این پارامتر به چشم می آید)
- کاهش تکانه های مکانیکی ناشی از راه اندازی و توقف موتور
- افزایش طول عمر بخش های متحر ک سیستم
اما در صورت استفاده از درایو از قابلیت های بیشتری بهره مند خواهید شد. درایوها تنها تجهیزاتی هستند که قابلیت کنترل عملکرد موتور را فراهم می کنند. با استفاده از درایو می توانید کنترل دقیقی روی عملکرد موتور در تمام مدت کار داشته باشید. اما سافت استارتر تنها در لحظه شروع و توقف می تواند راهگشا باشد.
از سوی دیگر درایوها قابلیت کنترل دور موتور را دارند. این قابلیت نیاز صنایع به استفاده از گیربکس و تجهیزات مکانیکی دیگر جهت تنظیم سرعت موتور متناسب با کاربرد مورد نظر را از بین می برد. این قابلیت نیز در سافت استارتر وجود ندارد.
جایگاه و تنوع
مقایسه سافت استارتر و درایو از منظر جایگاه و تنوع کار نسبتا سختی است. هر دو تجهیز کاربردهای مختلفی در صنایع دارند. در کاربردهایی که نیاز به کنترل دقیق عملکرد موتور نباشد و تنها غلبه بر چالش های راه اندازی مورد نیاز باشد، سافت استارترها گزینه های مقرون به صرفه و کارآمدی هستند. بیشترین کاربرد سافت استارتر در موارد زیر است:
- کنترل فن
- کنترل پمپ
- نوار نقاله (در کاربردهای سبک)
اما درایوها به دلیل قابلیت کنترل عملکرد موتور و به ویژه توانایی کنترل گشتاور، حوزه کاربردی گسترده تری دارند. درایوها علاوه بر کاربردهای رایجی که برای سافت استارتر بیان شد، در موارد زیر نیز مورد استفاده قرار می گیرند:
- کنترل عملکرد ربات ها
- جابجایی مواد در کاربردهای سنگین
- کنترل آسیاب ها و میکسرها
- سیستم های تهویه مطبوع
- کنترل فرآیندهای پیچیده صنعتی
- و …
از منظر تنوع نمونه های موجود در بازار، به صورت کلی درایوها در رنج توان های گسترده تری عرضه می شوند. به عنوان مثال سافت استارترهای کاربرد سنگین زیمنس تا توان حداکثر 1200 کیلووات عرضه می شوند. اما درایوهای سری S زیمنس تا توان 6840 کیلووات نیز قابل استفاده هستند.
برندهای تولید کننده
با توجه به کاربرد گسترده درایو و سافت استارتر در صنایع مختلف، برندهای زیادی اقدام به تولید این تجهیزات نموده اند. تقریبا همه تولید کنندگان درایو، سافت استارتر هم تولید می کنند. اما نکته ای که در مقایسه تولید کنندگان سیافت و درایو می تواند حائز اهیمت باشد، رنج توان و گستردگی محصولات آن هاست. به عنوان مثال سافت استارتر اشنایدر در سری های ATS01 و ATS 48 را می توانید از فروشگاه پناپ کالا سفارش دهید.
سافت استارتر زیمنس نیز در سری های استاندارد 3RW30، 3RW40 و 3RW44 قابل سفارش است. در مورد درایوها اما با گستردگی بیشتری مواجه هستیم. بسته به نوع کاربرد، صنعت و رنج توان مورد نظر گزینه های زیادی در دسترس شما خواهد بود. برای آشنایی بیشتر با محصولات موجود به صفحه درایو زیمنس و درایو اشنایدر مراجعه کنید.
جمع بندی
اگر قصد انتخاب دستگاهی جهت کنترل عملکرد موتور الکتریکی داشته باشید، مقایسه سافت استارتر و درایو می تواند دید خوبی به شما بدهد. این دو دستگاه قادرند چالش های راه اندازی موتور الکتریکی را به حداقل برسانند. اما درایوها علاوه بر این قابلیت های دیگری نیز دارند که کنترل دقیق عملکرد موتور از جمله آن هاست. پیچیدگی بیشتر ساختار و مدار داخلی و رنج گسترده تر توان تحت پوشش از دیگر تفاوت های درایو نسبت به سافت استارتر است. برای کسب اطلاعات بیشتر و در یافت مشاوره رایگان انتخاب درایو و سافت استارتر با ما تماس بگیرید. کارشناسان ما مشتاق پاسخگویی به سوالات شما هستند.