باگسترش روز افزون علم الکترونیک و با توجه به چالش‌ها و نیازهای صنعت، دستگاه‌هایی با استفاده از ادوات نیمه هادی الکترونیک قدرت ساخته شدند که وظیفه اصلی آنها راه اندازی الکتروموتورهای سه فاز از نوع رتور های قفسه سنجابی بود. اصلی‌ترین ایده ساخت این دستگاه‌ها توجه به جریان کشی‌های زیاد الکتروموتورها در زمان راه اندازی و نیاز به توقف‌های خاص در آنها بود. راه اندازی اولیه الکتروموتورها در توان‌های بالا سبب بروز دو عامل می‌شد: نخست افت جریان برق در تأسیسات که عاملی برای ظهور خرابی در دیگر تجهیزات برقی مصرفی بود و دوم آسیب مکانیکی الکترو موتورها در اثر ضربه‌های راه اندازی. بر همین اساس دو دستگاه سافت استارتر و درایو ساخته و روانه بازار شدند. با پیشرفت تکنولوژی، سیستم‌های کنترلی مبتنی بر میکروالکترونیک‌ها نیز به این دستگاه‌ها اضافه شد و باعث تغییرات مختلفی در عملکرد آنها شد. همین مسئله باعث سردرگمی مصرف کنندگان این دو محصول بوده و در بسیاری مواقع نمی‌دانند استفاده از کدام یک از این دو محصول به نفع آنهاست. در این مقاله اشاره‌ای به ویژگی‌ها و تفاوت سافت استارتر و درایو کرده‌ایم که سبب کاهش سردرگمی مصرف کنندگان در انتخاب این دو تجهیز می‌شود. با ما همراه باشید.
سافت استارتر چیست؟
سافت استارتر (Soft Starter) یا راه انداز نرم همان‌گونه که از اسم آن پیداست تجهیزی است که وظیفه آن راه اندازی نرم الکتروموتورها می‌باشد. راه اندازی نرم سبب می‌شود که جریان کشی بسیار زیاد (معمولاً 6 تا 8 برابر جریان نامی موتور) برای راه اندازی اولیه شکل نگیرد و موتور با ضربه راه اندازی نشده و استهلاک‌های مکانیکی آن کاهش یابد. همچنین این مسئله مانع از آسیب به دیگر لوازم برقی می‌شود. وقتی جریان کشی لحظه‌ای وجود نداشته باشد؛ برق کمتری مصرف شده و در نهایت هزینه کمتری برای برق پرداخت می‌شود. در ساختار سافت استارتر ها از همان رله‌های SSR یا کلیدهای استاتیکی استفاده شده که در توان‌های پایین از ترایاک و در توان‌های بالا از تریستور ها بهره مند هستند. یک سافت استارتر عمل راه اندازی نرم را با استفاده از کنترلی که بر روی ولتاژ در خروجی دارد؛ انجام می‌دهد. سافت استارتر های موجود در بازار به دو دسته آنالوگ و دیجیتال تقسیم شده که هر دو نمونه می‌توانند در دو مدل به ای پس دار و بدون به ای پس تقسیم بندی شوند. منظور از به ای پس داشتن یک کنتاکتور داخلی در درون سافت استارتر است که با استفاده از تیغه‌های قدرت و فرمان آن، پس از آنکه موتور به دور نامی خود رسید؛ تغذیه موتور از سیستم سافت استارتر به کنتاکتور واگذار می‌شود. سافت استارتر های آنالوگ دارای کلیدهای آنالوگی برای تنظیم بعضی پارامترها هستند که در جهت روند راه اندازی و حفاظت از سافت و الکتروموتور است. در مقابل، سافت های دیجیتال به همین شکل با پارامترهای کاربردی بیشتر است.
درایو (اینورتر) چیست؟
درایو به معنی راه انداز و اینورتر به معنای مبدل است. منظور ما از اینورتر در این مقاله اشاره به مبدل‌های برق نیست؛ بلکه اشاره به تجهیزی است که نام اصلی آن VFD (Variable Frequency Drive) بوده و به معنی دستگاه‌های راه انداز فرکانس متغیر است. علت نام گذاری این تجهیز به اینورتر در بین مهندسان و فروشندگان به نحوه ساختار و عملکرد این دستگاه باز می‌گردد. درایوها به مراتب تجهیز پیشرفته‌تری نسبت به سافت استارتر ها بوده که برای راه اندازی موتور به جای ولتاژ با فرکانس سروکار دارند. درایوها در ساختار خود بیش از سافت استارتر ها از تکنولوژی میکروالکترونیک‌ها بهره برده‌اند و قابلیت ارتباط با سیستم‌های اتوماسیون صنعتی را به خوبی دارا هستند. ساختار ساده عملکرد یک درایو به این شکل است که برق ورودی جریان متناوب در ابتدا تبدیل به برق جریان مستقیم شده و سپس با استفاده از ادوات نیمه هادی نظیر تریستور ها و IGBT ها و تحت فرآیندی بنام PWM تبدیل به پالس‌های مربعی شبه سینوسی بر مبنای فرکانس تنظیمی می‌شوند. از آنجایی که الکتروموتور تفاوت آنچنانی میان پالس‌های مربعی شبه سینوسی و پالس‌های سینوسی حس نمی‌کند؛ به کار خود ادامه می‌دهد. درایوها به تناسب نوع مصرف کننده دارای توابع متنوع هستند. بر همین اساس درایوها را برای مصارف عمومی، آسانسوری، پمپ‌ها، فن‌ها، تاورکرین ها و… تولید می‌کنند. درایوها برای مصارف تکفاز و سه فاز تولید می‌شوند و بازه توانی آنها از 0.1 کیلووات تا بیش از 450 کیلووات می‌باشد.
تفاوت سافت استارتر و درایو های کنترل دور موتور
اگرچه سافت استارتر های دیجیتال از نظر شکل با درایوهای کنترل دور موتور شباهت بسیاری دارند؛ اما تفاوت‌های زیاد آنها در ساختار و عملکرد سبب تفاوت قیمت آنهاست. در ادامه به معرفی آنها می‌پردازیم:
1) تفاوت در نوع کنترل خروجی (مد های کنترلی)
یک دستگاه سافت با اعمال کنترل بر روی ولتاژ خروجی را تنظیم می‌کند. این در حالی است که یک درایو می‌تواند مدل‌های کنترلی مختلفی داشته باشد. پایه‌ای ترین مدل کنترل یک درایو، مدل VF می‌باشد. در این مدل درایو تحت دو عامل ولتاژ و فرکانس خروجی خود را که به موتور متصل است؛ کنترل می‌کند و موتور را به دور نامی می‌رساند.
2) تفاوت در نحوه راه اندازی
همواره صحبت از راه اندازی نرم این دو دستگاه مطرح می‌شود اما خوب است بدانید که در درایوهای نسبتاً پیشرفته راه اندازی موتورها اگرچه نرم است اما می‌تواند تابع متفاوتی داشته باشد. آنچه در ذهن بسیاری از ماست، مدل راه اندازی تابع شیب است؛ اما درایوها با تابع مربعی نیز راه اندازی را انجام می‌دهند.
3) روش های مختلف توقف
یک سافت پس از راه اندازی یک الکترو موتور تنها می‌تواند به صورت اعمال ولتاژ به منظور توقف و یا روش رها کردن سازی شفت عمل توقف را انجام دهد. در اینورتر ها روش‌های مختلفی برای توقف الکتروموتورها آمده است از جمله توقف آرام همانند راه اندازی، قفل کردن شفت، تزریق جریان DC، ترمز دینامیکی و… که هرکدام در هر پروژه‌ای و به تناسب کاری که انجام می‌شود؛ جایگاه خود را دارند.
4) سرعت بالاتر از فرکانس نامی
سافت استارتر ها می‌توانند الکتروموتورها را ماکزیمم تا محدوده سرعت نامی راه اندازی کنند. با توجه به اینکه درایوها با عامل فرکانس سروکار دارند و براساس قابلیت PWM که در بخش قبلی شرح داده شد؛ درایوها قابلیت راه اندازی تا 4 برابر فرکانس نامی را نیز دارند. البته راه اندازی و استفاده از موتور در فرکانسی بالاتر از فرکانس نامی به طور دائم سفارش نمی‌شود و استفاده از این قابلیت به صورت دائم سبب گرم شدن موتور و از کار افتادن آن می‌شود.
5) امکان اعمال کنترل حلقه بسته
در حال حاضر در بسیاری از درایوها امکان راه اندازی سیستم کنترلی حلقه بسته تحت کنترل PID وجود دارد. این در حالی است که در سافت ها سیستم کنترل خاصی تعریف نشده و یک سافت استارتر تنها به وظیفه اصلی خود تحت قالب راه اندازی نرم عمل می‌کند.
6) امکان کنترل از راه دور با استفاده از شبکه های صنعتی
اگرچه این قابلیت به مرور به سافت استارترهای پیشرفته اضافه شد؛ اما قابلیتی بود که از ابتدا بر روی درایوهای کنترل دور موتور موجود بود. درایوهای کنترل دور موتور با سیستم‌های مدباس، پروفی بأس، نت بأس و… به خوبی ارتباط می‌گیرند و امکان اعمال هر نوع عملیاتی را ممکن می‌سازند. این ارتباط با استفاده از رابط‌های RS232، RS485 و LAN انجام می‌شود.
7) امکان راه اندازی چندین موتور
یک سافت استارتر با استفاده از قابلیت به ای پس توانایی راه اندازی 10 موتور یا بیشتر را دارد. در درایوها پیشنهاد همواره بر این است که هر موتور با یک درایو راه اندازی شود تا به وسیله آن بتوان کنترل کامل را بر موتور داشت. با این حال این امکان وجود دارد که با استفاده از همین شیوه به ای پس تا حداکثر 4 الی 6 موتور را با یک درایو راه اندازی کرد.
8) توابع حفاظتی
سافت استارتر و درایو هر دو دارای توابع حفاظتی مختلفی هستند تا در صورت وقوع هرگونه خطایی در سیستم عملکرد، فرمان قطع عملیات را صادر و علت آن را به اپراتور اعلام کنند. در این میان، درایوها به علت داشتن سیستم هوشمند مبتنی بر میکرو الکترونیک‌ها، دارای دقت بیشتر و عملکرد بهتر بوده‌اند. همچنین توابع حفاظتی اینورتر ها با در نظر داشتن یک سیستم کنترل حلقه بسته، بسیار بیشتر از یک سافت استارتر است. اینورتر ها در مقابل فقدان هر کدام از فازهای ورودی، فازهای خروجی، ارت، گرم شدن بیش از حد، اعوجاج هارمونیکی، مشکل در قطعات داخلی، گرم شدن موتور، اضافه بار و… فرمان خطا را صادر می‌کنند.
9) ابعاد
به طور کلی در یک کیلووات یکسان، سابقاً سافت استارتر ها به دلیل داشتن ملزومات کمتر دارای ابعاد کوچک‌تری بودند. در حال حاضر با رشد تکنولوژی و موارد این چنینی و البته بر حسب کاربرد، درایوها دارای ابعادی مشابه با ابعاد سافت ها و در برخی برندها دارای ابعادی کوچک‌تر از آنها هستند.
10) قیمت
قیمت متفاوت سافت استارتر و درایو بدلیل این است که، اینورترها به دلیل کنترل پذیری و قابلیت بیشتر، دارای قیمت بالاتری نسبت به سافت استارتر ها هستند که این مورد در خصوص تمامی برندها صدق می‌کند.
اگرچه تعداد تفاوت سافت استارتر و درایو بیش از 10 مورد است؛ اما ما به مواردی اشاره کردیم که بین بیشتر سافت استارتر ها و درایوها مشترک است. ما در این مقاله به مواردی همچون فیلترها، چوک ها، مقاومت‌ها، روش‌های راه اندازی، کنترل گشتاور و… اشاره نکردیم. با این حال خرید هرکدام از این دو تجهیز در کنار امکاناتی که دارند؛ وابسته به پروژه‌هایی هستند که تعریف می‌شوند. در پروژه‌هایی که کنترل سرعت، کنترل دبی و از این قبیل مطرح است؛ استفاده از درایو حرف اول را می زند. در مقابل در پروژه‌هایی که صحبت از کنترل داخلی نیست و راه اندازی هایی تا دور نامی و فقط بحث راه اندازی نرم مدنظر هست؛ استفاده از سافت استارتر ها گزینه قابل قبولی است. شما می‌توانید برای آگاهی از امکانات این دو تجهیز سری به دسته محصولات درایو و محصولات سافت استارتر ما بزنید. برای اطلاعات بیشتر در خصوص این تجهیزات می‌توانید با کارشناسان فنی ما در تماس باشید. انرژی در دستان تو!
