موتورهای الکتریکی القایی باتوجه‌به تعداد قطب‌های (پل) استاتور با سرعت‌های نامی مختلفی تولید می‌شوند. پس از شروع به کار (استارت)، موتور برای رسیدن به این سرعت نیاز به مقدار زیادی برق دارد؛ در نتیجه راه‌اندازی الکتروموتور (مخصوصاً توان‌های بالاتر) همواره با جریان اولیه هجومی و شوک‌های مکانیکی سنگینی همراه است.
از طرفی، پس از راه‌اندازی موتور، امکان کنترل دور و گشتاور خروجی آن در حالت عادی وجود ندارد و موتور با سرعت ثابتی کار می‌کند. برای حل این مشکلات، راه‌حل‌های مختلفی ارائه شده است که دو مورد از رایج‌ترین آن‌ها استفاده از سافت استارتر و یا اینورتر است.
سافت استارتر وسیله‌ای الکترونیکی است که با محدودکردن جریان و ولتاژ اعمال شده به موتور در هنگام راه‌اندازی از شوک‌های مکانیکی و مصرف جریان هجومی اولیه جلوگیری نموده و به افزایش عمر مفید موتور کمک می‌نماید. در مقابل درایو کنترل دور که با نام اینورتر یا VFD نیز شناخته می‌شود، علاوه بر مزایای سافت استارتر با تغییر فرکانس و ولتاژ ورودی به موتور، امکان کنترل دقیق دور خروجی آن را نیز فراهم می‌سازد.
در این مقاله قصد داریم به بررسی تفاوت سافت استارتر و درایو پرداخته و به شما در انتخاب بهینه‌تر این دستگاه‌ها کمک نماییم؛ با ما همراه باشید.
عملکرد داخلی سافت استارتر
یک سافت استارتر در حالت عادی از 6 تریستور یا «یک‌سوساز کنترل شده با سیلیکون» (SCR) که به‌صورت ضد موازی چیده شده‌اند، برای راه‌اندازی نرم الکتروموتور استفاده می‌کند. تریستور نوعی سوئیچ نیمه‌هادی است که میتواند ولتاژ و جریان‌های AC را در یک جهت کنترل کند. هر تریستور از سه قسمت اصلی (پایه) تشکیل شده است:
- گیت: این پایه سیگنال کنترلی را دریافت کرده و تعیین می‌کند که تریستور روشن باشد یا خاموش.
- کاتد: ترمینال منفی تریستور
- آند: ترمینال مثبت تریستور
نحوه عملکرد سافت استارتر به شرح زیر است:
هنگامی که یک پالس داخلی به گیت اعمال می‌شود، اجازه عبور جریان از آند به کاتد را صادر کرده و در نهایت جریان به موتور ارسال می‌شود. ولی زمانی که هیچ پالسی به گیت اعمال نشود، تریستور در حالت خاموش بوده و اجازه عبور جریان را نمی‌دهد.
پالس های داخلی، ولتاژ اعمال شده به موتور را محدود نموده و باعث کاهش جریان هجومی می‌شوند. این پالس ها بر اساس زمان‌بندی خاصی (Ramp) ارسال شده و جریان به‌صورت تدریجی به موتور اعمال می‌شود؛ در نتیجه راه‌اندازی موتور با سافت استارتر با یک جریان نرم و ملایم انجام می‌شود و در نهایت به سرعت نامی خود می‌رسد.
پس از رسیدن به سرعت نامی، موتور با همین سرعت به‌صورت یکنواخت کار خواهد کرد. زمانی که آن را خاموش کنیم، سافت استارتر با روشی بسیار مشابه به راه‌اندازی، سرعت موتور را کاهش خواهد داد.
عملکرد داخلی اینورتر
درایو فرکانس متغیر (VFD) از سه جزء اصلی تشکیل شده است:
- یکسوکننده (Rectifier): یکسوکننده مانند یک دیود عمل کرده و ولتاژ AC ورودی را به ولتاژ DC تبدیل می‌کند.
- فیلتر (Filter): فیلتر با استفاده از خازن‌ها، ولتاژ DC را صاف می‌کند تا موتور جریان ورودی نرم‌تری داشته باشد.
- اینورتر (Inverter): در نهایت اینورتر با کمک ترانزیستورها، جریان را مجدداً به DC تبدیل نموده و فرکانسی را به موتور ارسال می‌کند. با کنترل فرکانس، امکان کنترل دور خروجی موتور نیز فراهم می‌شود.
در ایران، درایوهای کنترل دور موتور را با نام اینورتر نیز می‌شناسند. در درایو VFD نیز همانند سافت استارترها می‌توانیم زمان افزایش و کاهش سرعت (Ramp Up/Down) را تنظیم کنیم.
انتخاب بین سافت استارتر و اینورتر
باتوجه‌به موارد گفته شده، میتوان نتیجه گرفت که اینورترها اساساً یک سافت استارتر با قابلیت کنترل سرعت هستند. تصمیم‌گیری در خصوص انتخاب بین سافت استارتر و اینورتر کاملاً بستگی به میزان کنترل موردنیاز برنامه دارد. در ادامه نکات لازم در خصوص انتخاب بین این دو دستگاه را باتوجه‌به تفاوت درایو و سافت استارتر بیان می‌کنیم.
- کنترل سرعت: اگر موتور جریان هجومی بالایی دارد، اما نیازی به کنترل سرعت ندارد، سافت استارتر گزینه مطلوب‌تری است؛ اما برای کنترل سرعت موتور، حتماً باید از درایو استفاده نمایید.
- قیمت: قیمت این دستگاه‌ها، یکی از عوامل بسیار مهم در انتخاب آن‌ها است. اگرچه قیمت سافت استارترها به‌صورت کلی کمتر از اینورتر است، اما اختلاف قیمت این دو دستگاه چندان زیاد نیست.
- ابعاد: در نهایت، اگر با محدودیت فضای نصب مواجه باشید، ابعاد دستگاه نیز یکی از عوامل اثرگذار در انتخاب بین سافت استارتر و اینورتر است. به‌طورکلی اینورترها ابعاد بزرگ‌تری در مقایسه با سافت استارتر دارند.
- مثال هایی از کاربرد سافت استارتر و اینورتر
- پمپ آب: از آنجایی‌که میزان آب ورودی و خروجی به پمپ‌ها معمولاً یکسان بوده و نیازی به تغییر سرعت موتورپمپ وجود ندارد، استفاده از یک سافت استارتر برای حذف جریان هجومی و راه‌اندازی نرم موتورپمپ گزینه‌ای ایده آل به نظر می‌رسد.
- فن: در سیستم‌های دمنده صنعتی، زمانی که دمای هوای کارخانه به نقطه تنظیم شده دمای بالا برسد، فن روشن می‌شود. سپس با کاهش دما و نزدیک‌شدن به نقطه تنظیم شده دمای پایین، سرعت فن به‌تدریج کند شده و در نهایت خاموش می‌شود. اما اگر دما همچنان افزایش یابد، فن باید سریع‌تر حرکت کند.
در این کاربردها بهتر است از یک اینورتر برای راه‌اندازی نرم موتور و تغییر سرعت آن در دماهای مختلف استفاده شود.
جمع‌بندی
در این مقاله درباره تفاوت‌های سافت استارتر و درایو اینورتر صحبت کردیم؛ برای اطلاع از اینکه کدام یک از این دو دستگاه برای کاربرد شما مناسب‌تر است، پیشنهاد می‌کنیم از مشاوره فنی رایگان کارشناسان کالاصنعتی استفاده نمایید. برای ارتباط با ما با شماره‌تلفن ۰۲۱۹۱۳۰۴۳۰۰ در تماس باشید.
اینورتر یک تجهیز بسیار عالی برای الکتروموتور به شمار می رود. این تجهیز علاوه بر کنترل سرعت و گشتاور الکتروموتور، از بسیاری خطرات احتمالی برای سوختن الکتروموتور جلوگیری خواهد کرد. با AC_Drive به شدت میتوان به بهره وردی و راندمان الکتروموتور اضافه کرد و همچنین به انعطاف پذیری پروژه کمک کرد. اما در مواقعی میتوان بجای استفاده از اینورتر، از سافت استارتر نیز استفاده کرد. در ادامه این دو تجهیز مقایسه خواهد شد تا روشن شود که چه جاهایی باید از اینورتر استفاده کرد و چه جاهایی از سافت استارتر؟
اینورتر یا VFD که به VSD هم شهرت دارد، علاوه بر راه اندازی نرم و کنترل دور، بسیاری مزیت های دیگر دارد. اما سافت استارتر فقط یک راه انداز نرم است و استفاده دیگری نخواهد داشت. سافت استارتر با کنترل ولتاژ میتواند دور را از کن به زیاد ببرد و یک ولتاژ کنترل به شمار می رود و این در حالی است که AC-Drive فرکانس رو هم میتوان کنترل نماید.