حتما می دانید همه موتورهای الکتریکی که با شیوه کنتاکتوری و با اتصال مستقیم به شبکه استارت می خورند، در لحظات اولیه جریان بسیار بالایی در حدود 6 تا 10 برابر جریان نامی موتور از شبکه کشیده می شود که به مرور عمر موتور را کم می کند. بنابراین نیاز به دستگاه هایی داریم که این جریان هجومی کنترل شود. در صنعت، خوش نام تر و معروف تر از اینورتر و سافت استارتر یا راه انداز نرم سراغ نداریم که بتوانند در زمان راه اندازی الکتروموتور، جلوی آسیب زیاد و کاهش طول عمر مفید که تدریجا رخ می دهد را بگیرند.
اما سوال اینجاست که اگر هر دو دستگاه سافت استارتر و اینورتر مثل اینور دلتا هر دو یک کار مشابه در عمل انجام می دهند پس فرق این دو چیست؟ در این مطلب قصد داریم به بررسی تخصصی و فنی تفاوت سافت استارتر و اینورتر بپردازیم پس با این مقاله تخصصی از آزند اتوماسیون همراه ما باشید.
سافت استارتر چیست؟
قبل از اینکه به بررسی دقیق فرق بین سافت استارتر و اینورتر بپردازیم ابتدا باید با این دو دستگاه به طور کامل آشنا شوید. بنابراین ابتدا به معرفی سافت استارتر (Soft Starter) می پردازیم. راه انداز نرم با فناوری نیمه هادی ساخته شده که برای راه اندازی یا توقف نرم موتور از آن استفاده می کنند تا قطعاتی مثل یاتاقان، گیربکس و بیرینگ و غیره آسیب نبینند.
سافت استارترها برای اینکه چنین آسیبی وارد نشود، ولتاژ ترمینال موتور را موقتا کم می کنند تا موقعی که موتور شروع به کار می کند این ولتاژ از مقدار کم به زیاد برود. به همین دلیل است که به آن سافت استارتر یا راه انداز نرم می گوییم چرا که با این کار سیم پیچ ها جریان هجومی از مدار نمی کشند و سافت استارتر با انجام کار خود از مدار خارج شده و کنتاکتور جای آن را می گیرد.
اینورتر چیست؟
اکنون که با سافت استارتر یا راه انداز نرم آشنا شدید برای درک بهتر تفاوت سافت استارتر و اینورتر یا درایو بهتر است که به طور کامل با این تجهیز هم آشنا شوید. اینورتر یا درایو یا VFD (Variable Frequency Drive) با فناوری نیمه هادی درست شده اند و برای کنترل گشتاور و سرعت دور موتور استفاده می شوند. در واقع همانطور که احتمالا از اسم آنها هم متوجه شده اید اینورترها، فرکانس و ولتاژ پیچ های موتور را تغییر می دهند تا سرعت چرخش شفت کنترل شود.
همانطور که می دانید سرعت الکتروموتورها با فرکانس رابطه مستقیم دارد، وقتی فرکانس یا F تغییر کند، سرعت هم کم و زیاد می شود بنابراین با همین روند می توان سرعت موتور در زمان راه اندازی یا توقف را کنترل نمود. پس اینورترها یا درایوها نسبت بین ولتاژ و فرکانس وارد شده به موتورهای الکتریکی را کنترل می کنند تا نیازی به جریان کشی زیاد از مدار نباشد.
تفاوت های سافت استارتر و اینورتر
اکنون به بررسی دقیق فرق بین سافت استارترها و اینورترها می پردازیم و برای این کار به جنبه های مختلف ورود پیدا می کنیم:
نوع کاربرد سافت استارتر و اینورتر
همانطور که گفیتم راه اندازهای نرم فقط در زمان راه اندازی الکتروموتور استفاده می شوند و پس از آن از مدار خارج می شوند. در واقع سافت استارترها مشتمل بر مدل های با و بدون کنتاکتور داخلی هستند. پس از اینکه موتور به طور کامل راه اندازی نرم را تجربه کرد، کنتاکتور باعث اتصال کوتاه تریستورهای داخلی آن می شود. بنابراین جریان موتورها بجای اینکه توسط تریستورها بسته شود، توسط کنتاکتورها انجام شده و عملا راه انداز نرم را از مدار خارج می کنند و کنترل ما هم بر روی سرعت موتور قطع می شود.
اما در سمت مقابل اینورترها را داریم که کاربرد آنها در تمامی لحظاتی است که کنترل موتور الزامی باشد و فقط برای راه اندازی نیست. از طرفی با اینورترها می توانید موتور را به شکل چپ گرد و راست گرد هدایت کنید و حتی سرعت موتور را هم کنترل نمایید.
موقعیت در مدار
سافت استارتر یا راه انداز نرم، برای حفاظت کردن از موتور نیست. بنابراین برای اینکه سافت استارترها در مدار قرار بگیرند باید از کلید حرارتی و کامپکت هم استفاده کنید در نتیجه مدار برق پیچیده می شود. اما اینورتر نقش حفاظتی در برابر جریان و بار اضافه و عوامل مخرب دیگر دارد و وسیله جانبی هم نمی خواهد.
تفاوت مصرف انرژی
راه اندازهای نرم و اینورترها از لحاظ میزان مصرف انرژی تفاوت خاصی ندارند و هر دو دستگاه مصرف برق اولیه زیادی دارد و هدف آنها کمتر فشار اولیه به دستگاه است.
تفاوت سافت استارتر و اینورتر از نظر مدار داخلی
سافت استارترهای معمولی دارای 6 تریستور که هر کدام از سه قسمت، گیت، کاتد و آند ساخته شده اند. وقتی پالس تحریکی به گیت می رسد، از آند به سمت کاتد و سپس به سمت موتور می رود. اما اگر پالس تحریکی به تریستور نرسد، در حالت خاموش باقی می مانند و جریان ورودی به موتور کم می شود. بعد از اینکه موتور راه اندازی می شود، مسیر جریان از کنتاکتور بسته شده و سوئیچ شدن اتفاق نمی افتد و شبکه برق دچار عمل هارمونیک نمی شود.
اما درایوها یا اینورترها از سه جزء به نام های فیلتر، IGBT و یکسو کننده تشکیل شده اند که ابتدا برق شهری وارد یکسو کننده می شود تا از طریق خازن و سلف های متعدد صاف شود. سپس وارد مجموعه ای از 6 قطعه IGBT می شود تا دامنه و فرکانس ولتاژ AC تغییر کند. اینورترها می توانند همیشه و دائما موتور را کنترل کنند بنابراین سوئیچ کردن دائمی هم در مدار خواهیم شد تا اثر هارمونیک روی شبکه و موتور داشته باشیم.
قیمت سافت استارتر و اینورتر
حتما متوجه شده اید که چون سافت استارتر فقط روی راه اندازی نرم دخالت دارند و کاربرد دیگری نمی توان متصور شد به همین دلیل است که قیمت سافت استارتر از اینورتر کمتر است. از طرفی اینورترها چون کاربرد بسیار گسترده ای دارند قیمت بالاتری هم پیدا می کنند. اما با این حال برای موتور ماشین های سنگین که نیازی به قابلیت های اضافه اینورتر ندارند، بررسی دقیق تفاوت سافت استارتر و اینورتر نشان می دهد که استفاده از آن مقرون به صرفه تر است.
سرعت اعمال شده بر موتور
همانطور که در اوایل صحبت ها نیز مطرح کردیم، درایوهای اینورتر می توانند فرکانس را تغییر دهند تا با افزایش حالت نامی موتور، سرعت را بیشتر کرد. اما در سافت استارترها حداکثر سرعت مجازی که در الکترومورتوها می توان پیدا کرد معادل سرعت نامی گزارش شده است که نیاز به DC دارد. پس اگر لازم است که فرکانس بیشتری از سمت برق شهری به موتور و سپس سرعت موتور برود، بهتر است که از اینورتر استفاده کنید. اما اگر هدف شما این است که صرفا برق را قطع و وصل کنید، سافت استارتر بهتر است.
مقایسه سافت استارتر و اینورتر از نظر اندازه بدنه
به طور کلی وقتی سافت استارتر و درایو با کارکرد مشابه را کنار هم می گذارید، سافت استارتر کوچکتر است بنابراین اگر حرفه ای باشید از روی سایز و حجم تجهیز هم می توانید متوجه شوید کدام یک راه انداز نرم موتور و یا اینورتر بزرگتر هستند. سافت استارترها کوچکتر از درایوها هستند.
فرق سافت استارتر و اینورتر از نظر کنترل سرعت
در صورتی که برنامه شما علی رغم مواجه شدن با جریان بسیار بالا، به کنترل سرعت نیاز ندارد بهتر است که از سافت استارترها استفاده کنید در غیر این صورت اینورتر یا درایو گزینه بهتری است.
بررسی شیوه کارکرد
همانطور که در مقاله هم توضیح دادیم، سافت استارترها برای راه اندازی نرم موتور هستند بنابراین خیلی کاربری خاصی ندارند اما اینورترها چون روی سرعت و تغییر آن در موتور دخیل هستند کاربری بیشتری پیدا کرده و حتی در راه اندازی مناسب و تغییر جهت چرخش موتور هم به کار می روند.
نحوه اتصالات به دستگاه های مختلف
اینورترها به خاطر قابلیت هایی که گفتیم امکان اتصال به چندین موتور را دارند اما بهتر است در هر زمان به یک دستگاه موتور وصل باشند. اما در سمت مقابل سافت استارترها می توانند در هر زمان و به طور همزمان به 10 موتور وصل شوند و روی تمامی آنها عملکرد کنترلی خوبی داشته باشند.
شیوه ریموت کنترل سافت استارتر و اینورتر
یکی از مهمترین تفاوت هایی که صنعتکاران باید در رابطه با تفاوت بین سافت استارتر و اینورتر به آن دقت کنند، شیوه کنترل از راه دور آنهاست. اینورترها را می توان از راه دور هم کنترل کرد اما سافت استارترها چنین ویژگی ندارند.
روش توقف موتور
سافت استارترها برای توقف موتور از روش اعمال ولتاژ یا رها سازی شفت استفاده می کنند اما در اینورترها روش ها متنوع است. با اینورترها می توان از طریق شیوه مشابه با راه اندازی، تزریق جریان DC، ترمز دینامیکی، قفل کردن شفت و غیره بسته به نوع پروژه اقدام به متوقف کردن موتور کرد.
پتانسیل راه اندازی براساس سرعت نامی موتور
سافت استارترها می توانند الکتروموتورها را نهایتا به اندازه سرعت نامی آنها راه اندازی کنند اما اینورترها اینگونه نیستند و تا 4 برابر فرکانس نامی می توانند سرعت راه اندازی موتور را بالا ببرند چون با فرکانس سروکار دارند و از قابلیت PWM برخوردار هستند. با این حال این ویژگی، قابلیتی نیست که خیلی بتوانیم در بحث تفاوت سافت استارتر و اینورتر روی آن مانور دهیم چون در طولانی مدت سبب گرم شدن موتور و از کار افتادگی آن می شود.
پشتیبانی از کنترل حلقه بسته
سافت استارترها فقط به وظیفه اصلی خودشان که همان راه اندازی نرم الکتروموتور است می پردازند و از سیستم کنترلی خاصی پشتیبانی نمی کنند. اینورترها از سیستم کنترلی حلقه بسته که تحت کنترل PID است پشتیبانی کرده و می توان بر روی آنها اعمال کرد.
دقت و تعداد توابع حفاظتی
هر دو سافت استارتر و اینورتر توابع حفاظتی دارند تا اگر خطایی در حین عملکرد رخ داد، فرمان قطع عملیات را به سمت اپراتور بفرستند. اما درایوها چون سیستم هوشمند مبتنی بر میکرو الکترونیک دارند، هم دقت توابع حفاظتی آنها بیشتر است و هم بخاطر پشتیبانی از سیستم کنترل حلقه بسته، تعداد توابع حفاظتی بیشتری دارند. به عنوان مثال در صورتی که فازهای ورودی و خروجی هر کدام قطع شوند، بیش از حد گرم شوند، قطعات داخلی اینورتر مشکل پیدا کند یا اعوجاج هارمونیک رخ دهد و غیره، اینورترها خطای مرتبط با آن را به سمت اپراتور می فرستند.
میزان تولید نویز در حین کار
انتظار ما این است که چون سافت استارترها با سرعت ثابت کار می کنند و تغییر فرکانس و ولتاژ ندارند، نویز و صدای خیلی کمی هم تولید کنند اما در سمت مقابل اینورترها چون دائما با تغییر فرکانس و ولتاژ هستند تا به کمک آن سرعت موتور را کنترل کنند، نویز و صدای بیشتری هم تولید کنند.
جمع بندی مطالب
در این مطلب به طور کامل در خصوص تفاوت سافت استارتر و اینورتر صحبت کردیم اما سوال اینجاست که کدام یک را بخریم؟ به طور کلی سافت استارتر برای مواقعی که کنترل سرعت لازم نیست گزینه خیلی بهتری هستند و از اینورترها موقعی استفاده کنید که گشتاور بالایی برای شروع کار نیاز دارید و محدودیت هزینه هم ندارید. با این حال می توانید انتخاب دقیق خود را پس از مشاوره رایگان در مورد تجهیزات اتوماسیون صنعتی، با کارشناسان آزند اتوماسیون انجام دهید.
