سافت استارتر ولتاژ متوسط ​​چیست و چرا موتور بزرگ شما به آن نیاز دارد؟

سافت استارتر ولتاژ متوسط دقیقاً چیست؟

سافت استارتر ولتاژ متوسط ​​یک دستگاه کنترل الکترونیکی است که برای راه اندازی و توقف موتورهای القایی AC بزرگی که در محدوده 2.3kV تا 15kV کار می کنند، استفاده می شود. به جای ضربه زدن به موتور با ولتاژ کامل در لحظه روشن شدن، یک استارت نرم ولتاژ متوسط ​​به تدریج ولتاژ و جریان را افزایش می دهد و به موتور اجازه می دهد به آرامی تا سرعت کامل شتاب بگیرد. این رویکرد "نرم" به همین دلیل است که این فناوری نام خود را یدک می کشد - این روش شروع تند و تکان دهنده یک استارت سنتی در سراسر خط را با یک رمپ کنترل شده و ملایم جایگزین می کند.

در صنایع سنگین مانند معدن، سیمان، تصفیه آب، نفت و گاز و تولید برق، موتورها اغلب عظیم هستند - گاهی اوقات هزاران اسب بخار. راه اندازی مستقیم این موتورها می تواند باعث ایجاد جریان های هجومی عظیم، شوک مکانیکی و کاهش ولتاژ شود که در کل شبکه برق موج می زند. یک سافت استارتر ولتاژ متوسط ​​با مدیریت دقیق میزان ولتاژ دریافتی موتور در چند ثانیه اول کار، این مشکل را از ابتدا حل می کند.

یک سافت استارتر ولتاژ متوسط ​​چگونه کار می کند؟

در هسته یک راه‌انداز نرم ولتاژ متوسط، تریستورها (یکسو کننده‌های کنترل‌شده با سیلیکون) یا دستگاه‌های نیمه‌رسانای قدرت مشابه قرار دارند. این قطعات بین منبع تغذیه و موتور قرار می گیرند و کنترل می شوند تا در یک نقطه خاص در هر چرخه ولتاژ AC باز شوند. با تنظیم "زاویه شلیک" تریستورها، سافت استارتر کنترل می کند که چه مقدار از هر موج ولتاژ در واقع به موتور می رسد.

در هنگام راه‌اندازی، زاویه شلیک محدودکننده شروع می‌شود و به تدریج در یک زمان رمپ تنظیم شده باز می‌شود، معمولاً بین 5 تا 60 ثانیه بسته به بار. با باز شدن زاویه، ولتاژ بیشتری به موتور می رسد و سرعت آن به آرامی افزایش می یابد. هنگامی که موتور به سرعت کامل می رسد، بسیاری از سافت استارترهای ولتاژ متوسط از یک کنتاکتور بای پس برای هدایت نیرو به طور مستقیم به موتور و دور زدن کامل تریستورها استفاده کنید. این امر الکترونیک را از تنش حرارتی مداوم محافظت می کند و کارایی کلی سیستم را در حین کار عادی بهبود می بخشد.

اجزای معمولی در داخل سیستم

• ماژول های قدرت تریستور برای کنترل ولتاژ
• برد منطقی یا ریزپردازنده را برای برنامه نویسی رمپ کنترل کنید
• کنتاکتور را دور بزنید تا حرارت را یک بار با سرعت کامل کاهش دهید
• سیستم خنک کننده، اغلب با هوای اجباری یا خنک کننده مایع برای واحدهای پرقدرت
• رله های حفاظتی برای خطاهای اضافه جریان، کمبود ولتاژ و حرارتی

چرا تاسیسات شروع کننده های نرم ولتاژ متوسط را انتخاب می کنند؟

جذابیت یک سافت استارتر ولتاژ متوسط فراتر از یک راه اندازی روان تر است. این به طور مستقیم بر طول عمر تجهیزات، هزینه های انرژی و حتی اندازه زیرساخت های الکتریکی که یک تاسیسات باید نصب کند، تأثیر می گذارد. در زیر مزایای اصلی مهندسین کارخانه در توجیه سرمایه گذاری ذکر شده است.

• کاهش جریان هجومی، که می تواند جریان شروع را از 6-8 برابر بار کامل به 2-4 بار کاهش دهد.
• فشار مکانیکی کمتر بر کوپلینگ ها، گیربکس ها، تسمه ها و شفت ها در هنگام شتاب گیری
• کاهش افت ولتاژ که در غیر این صورت می تواند تجهیزات حساس روی همان فیدر را مختل کند
• کاهش سرعت کنترل شده یا توقف نرم، که در کاربردهای پمپ به جلوگیری از چکش آب کمک می کند
• افزایش عمر موتور و قطعات مکانیکی به دلیل شوک های حرارتی و مکانیکی کمتر
• از آنجایی که پیک تقاضا کاهش می یابد، نیاز به اندازه ژنراتور یا ترانسفورماتور کوچکتر است

استارت نرم ولتاژ متوسط در مقابل درایو فرکانس متغیر: کدام یک مناسب است؟

این یکی از رایج ترین سؤالاتی است که مهندسان هنگام تعیین تجهیزات کنترل موتور با آن مواجه می شوند. هر دو یک استارت نرم ولتاژ متوسط ​​و یک درایو فرکانس متغیر (VFD) می توانند جریان راه اندازی را کنترل کنند، اما اهداف متفاوتی دارند. یک استارت نرم تنها مراحل شتاب و کاهش سرعت را مدیریت می کند، سپس به موتور اجازه می دهد با سرعت کامل و ثابت کار کند. از طرف دیگر، یک VFD به طور مداوم ولتاژ و فرکانس را تغییر می دهد و کنترل سرعت کامل را در کل چرخه عملیاتی فراهم می کند.

به طور خلاصه، اگر یک فرآیند پس از راه‌اندازی با یک سرعت ثابت اجرا شود - مانند نوار نقاله، فن یا پمپ با سرعت ثابت - یک راه‌انداز نرم ولتاژ متوسط معمولاً انتخاب مقرون‌به‌صرفه‌تر و مطمئن‌تر است. اگر فرآیند نیاز به تغییرات سرعت ثابت داشته باشد، VFD هزینه بالاتر خود را از طریق صرفه جویی در انرژی باز می گرداند.

کاربردهای رایج در سراسر صنایع

سافت استارترهای ولتاژ متوسط هر جا که موتورهای بزرگ نیاز به استارت کنترل شده و قابل اعتماد دارند، ظاهر می شوند. برخی از رایج ترین موارد استفاده عبارتند از:

• پمپ های گریز از مرکز بزرگ در تصفیه خانه های آب و فاضلاب
• فن های بادکش القایی و اجباری در تاسیسات تولید برق
• سنگ شکن ها، نوار نقاله ها و آسیاب ها در معدن و فرآوری مواد معدنی
• کمپرسورهای مورد استفاده در فرآوری نفت، گاز و پتروشیمی
• درایوهای کوره و فن های ID در کارخانه های تولید سیمان

نحوه انتخاب سافت استارتر ولتاژ متوسط مناسب

انتخاب واحد صحیح فقط مربوط به تطبیق رتبه های ولتاژ نیست. مهندسان باید قبل از تصمیم گیری به تصویر کامل موتور، بار و شرایط سایت نگاه کنند.

مشخصات موتور و بار

ولتاژ، جریان و اسب بخار نامی موتور را تأیید کنید، سپس مشخصات گشتاور بار را در نظر بگیرید. بارهای با اینرسی بالا مانند فن های بزرگ یا سنگ شکن ها نسبت به بارهای سبک تر مانند پمپ ها به زمان های شیب دار طولانی تر و محدودیت های جریان بیشتری نیاز دارند.

شروع فرکانس و چرخه وظیفه

اگر موتور به طور مکرر در طول روز روشن می شود، طراحی حرارتی و سیستم خنک کننده استارت نرم باید چرخه های مکرر را بدون گرم شدن بیش از حد انجام دهد. این جایی است که واحدهای خنک‌شونده مایع اغلب در کاربردهای سخت عملکرد بهتری نسبت به نسخه‌های خنک‌کننده با هوا دارند.

محیط سایت

ارتفاع، دمای محیط، رطوبت و سطوح گرد و غبار، همگی بر نحوه محصور شدن و خنک شدن یک استارتر ولتاژ متوسط تأثیر می‌گذارند. تأسیسات ساحلی یا فراساحلی ممکن است به محفظه های مقاوم در برابر خوردگی و درجه بندی حفاظتی اضافی نیز نیاز داشته باشند.

بهترین روش های نصب و نگهداری

نصب صحیح و تعمیر و نگهداری مداوم آن چیزی است که یک استارت نرم ولتاژ متوسط را برای طول عمر کامل خود قابل اعتماد نگه می دارد، که با مراقبت خوب می تواند 15 تا 20 سال طول بکشد. در زیر روش هایی وجود دارد که به طور مداوم زمان خرابی و خرابی های غیرمنتظره را کاهش می دهند.

• اسکن‌های تصویربرداری حرارتی دوره‌ای را برنامه‌ریزی کنید تا اتصالات شل شده را قبل از از کار افتادن پیدا کنید
• فن های خنک کننده، فیلترها و سینک های حرارتی را تمیز و عاری از تجمع گرد و غبار نگه دارید
• عملکرد کنتاکتور بای پس را به طور منظم بررسی کنید زیرا جریان کامل جریان را حمل می کند
• رله‌های حفاظتی و تنظیمات خطا را سالانه تست کنید تا مطمئن شوید که آنها به درستی کار می‌کنند
• جریان راه اندازی و زمان های شیب دار را در طول زمان ثبت کنید تا علائم اولیه تخریب موتور یا استارت را مشاهده کنید

یک سافت استارتر ولتاژ متوسط که به خوبی نگهداری می شود نه تنها از موتوری که با آن جفت شده است محافظت می کند، بلکه از سیستم الکتریکی گسترده تر محافظت می کند، قطعی های برنامه ریزی نشده را کاهش می دهد و در نهایت باعث صرفه جویی در هزینه های انرژی و تعویض تجهیزات در طول سال ها می شود.