تفاوت بین درایوهای فرکانس متغیر (VFD) و Soft Starter

در ادامه نحوه کاهش اصطکاک موتورها در هنگام راه‌اندازی و مقایسه سافت استارتها و درایوهای فرکانس متغیر (VFD) را بررسی می‌کنیم.

الکتروموتورهای صنعتی فرآیندهای زیادی را در عملیت تولید انجام می توانند انجام دهند. درک اینکه چه چیزی باعث افزایش اصطکاک موتورها می شود به کاهش زمان خرابی ، افزایش طول عمر آن و کاهش هزینه های نگهداری کمک می کند.
یک الکترو موتور در راه اندازی به طور مستقیم جریان لحظه ای زیادی از شبکه میکشد. این می تواند چندین برابر جریانی باشد که یک موتور در طول کار معمولی می کشد(یعنی چند برابر جریان نامی موتور). و همین راه اندازی سریع که موتور بلافاصله به سرعت نامی میرسد باعث افزایش سایش در قطعات مکانیکی مانند چرخ دنده ها یا تسمه گردد.
سیم‌پیچ‌هایی که جریان‌های بیش از حد  جریان را دریافت می‌کنند می‌توانند آسیب ببینند و این سیم پیچ های آسیب دیده در مقابل عبور جریان از خود مقاومت نشان میدهند که باعث کاهش راندمان میگردد . بسته به کاربرد، سایر قطعات نیز ممکن است آسیب ببینند.در راه اندازی مستقیم، ضربه مکانیکی به سایر تجهیزات نیز وارد میشود. به عنوان مثال، اگر از تسمه برای راه اندازی یک فن استفاده شود، این بار بیش از حد در راه اندازی می تواند باعث لغزش تسمه شود. حتی اگر برای مدت کوتاهی این اتفاق بیافتد، طول عمر تسمه را کوتاه میکند.

برای کاهش اططکاک و پارگی تسمه مرتبط با راه‌اندازی موتور، بسیاری از راه انداز های نرم(Soft Starter) یا VFD استفاده کرده‌اند . اغلب در برنامه هایی مانند موارد زیر یافت می شود

• پمپ
• کمپرسورها
• نوار نقاله
• فن/ دمنده ها

Soft Starter و VFD می‌توانند جریان ورودی را هنگامی که موتور در حال شتاب گرفتن به سرعت نامی است محدود کنند و می‌توانند به کنترل توقف کمک کنند. 

یک درایو فرکانس متغیر تصویر از ELEPO

تفاوت اصلی بین این درایوها این است که یک استارت نرم فقط برای راه اندازی و توقف است، در حالی که VFD ها می توانند علاوه بر سرعت تمام پارامترهای موتور و همچینین فرایند کاری را کنترل کنند.

مزایای Soft Starter

1. کاهش تنش مکانیکی روی موتور و تجهیزات محرک
2. کاهش تنش الکترومکانیکی روی سیستم قدرت
3. افزایش عمر موتور

محدودیت های سافت استارتر

سافت استارتر را می توان برای راه اندازی و توقف موتور در ولتاژ کاهش یافته به منظور کاهش جریان راه اندازی در سرعت صفر استفاده کرد.

ما نمی توانیم از سافت استارتر برای اهداف تنظیم سرعت و سایر پارامترهای کنترلی استفاده کنیم.

اصل کار سافت استارتر

سافت استارتر در هر فاز دارای SCR(Silicon Controlled Rectifier) است. ولتاژ خروجی هر فاز با استفاده از تغییر زاویه اتش کنترل می شود. با کاهش زاویه آتش، ولتاژ AC خروجی افزایش می یابد.

در هنگام شروع، SCR ها با حداکثر زاویه آتش روشن می شوند تا خروجی ولتاژ کم باشند.

مهمتر از آن، خروجی سافت استارتر در ولتاژ کاهش یافته فرکانس ثابتی دارد. سافت استارتر فرکانس را تغییر نمی دهد. شار در موتور متناسب با نسبت ولتاژ و فرکانس است.

وقتی موتور با ولتاژ پایین راه اندازی می شود نسبت V/f کم است. گشتاور راه اندازی موتور زمانی که با استارت نرم راه اندازی می شود کم است.

بنابراین، سافت استارتر برای کاربردهایی که نیاز به گشتاور راه اندازی کم است، مناسب است. اگر نیاز به گشتاور راه اندازی زیاد باشد، راه انداز نرم جریان زیادی را می کشد و ممکن است با یک خطای جریان اضافه قطع شود.

هنگامی که موتور به سرعت نامی خود می رسد، کنتاکتور بای پس برای دور زدن SCR ها عمل میکند تا یک ولتاژ سینوسی کامل به موتور القایی از طریق شبکه برق تامین شود.

درایو فرکانس متغیر (VFD)

VFD دو عملکرد را انجام می دهد.

1. راه اندازی و توقف نرم موتور القایی
2. کنترل سرعت موتور بر اساس نیاز فرآیند

سرعت موتور القایی متناسب با فرکانس و با تعداد قطب ها نسبت معکوس دارد.

N _s = 120f/p

VFD دارای بخش های زیر است.

1. بخش مبدل ولتاژ از AC به DC
2. لینک DC
3. بخش اینورتر

ولتاژ AC سه فاز ابتدا به ولتاژ DC تبدیل می شود. خروجی یکسو کننده بیشتر فیلتر می شود تا هامونیک های AC در DC حذف شود. ولتاژ DC دوباره توسط فناوری PWM به AC تبدیل می شود .

اینورتر PWM عرض پالس را کنترل می کند و در نتیجه ولتاژ خروجی با افزایش فرکانس تغییر می کند. بنابراین نسبت V/f خروجی اینورتر ثابت می ماند.

موتور قادر است گشتاور ثابت را از حداقل سرعت تا سرعت نامی موتور ارائه دهد.

VFD معمولاً در صنایعی همچون برای کاربردهای فن و پمپ استفاده می شود. توان جذب شده توسط فن و پمپ متناسب با مکعب سرعت است. بنابراین، در سرعت کاهش یافته، می توان به صرفه جویی در مصرف انرژی دست یافت.

مقایسه بین Soft Starter و VFD

جدول مقایسه زیر تفاوت های مختصری را بین سافت استارتر و VFD نشان می دهد.

در صورتی که برنامه فرآیند نیاز به کنترل سرعت موتور داشته باشد، باید از درایوهای VFD استفاده کنیم، زیرا سافت استارتر این قابلیت را ندارد.

شما میتوانید جهت مشاهده قابلیتهای درایو ELEPO به بخش دانلودها جهت دریافت دستورالعمل کاربری درایو مراجعه نمایید.