نحوه نصب و سیم بندی سافت استارتر

در این مقاله نحوه نصب و سیم بندی سافت استارتر و انواع روش های راه اندازی چند موتور را بررسی خواهیم کرد. یک سافت‌استارتر را ازنظر مدار قدرت می‌توان به دو شکل خطی یا فازی یا داخل مثلث نصب کرد. در نظر داشته باشید که اتصال نرمال به‌صورت خطی بوده و تمام سافت‌استارترها قابلیت نصب به‌صورت فازی یا داخل مثلث یا 6 سیمه را ندارند.

از طرفی نصب به‌صورت داخل مثلث باعث ازکارافتادن برخی امکانات مانند ترمز‌های جریان مستقیم خواهد شد. پس ابتدا باید نوع راه‌اندازی و توقف را مشخص کرده و بر اساس آن اقدام به تهیه‌ی سافت ‌استارتر باقابلیت نصب فازی یا داخل مثلث کنید.

اتصال خطی سافت استارتر

نصب خطی ساده‌ترین و درعین‌حال پرکاربرد‌ترین نوع اتصال سافت ‌استارتر در صنعت است. طبق تصویر زیز در این حالت تمام دستگاه‌ها ازجمله کنتاکتور اصلی یا بالادست، سیستم اضافه‌بار مجزا و سافت ‌استارتر به‌صورت سری قرارگرفته و هر سه فاز از آن‌ها عبور می‌کند.

درصورتی‌که سافت ‌استارتر مجهز به بای‌پس خارجی باشد، این کنتاکتور به‌صورت موازی با سافت ‌استارتر نصب خواهد شد. در نظر داشته باشید که در این حالت تمام تجهیزات باید توانایی عبور جریان نامی الکتروموتور را داشته باشند.

به‌عنوان‌مثال برای راه‌اندازی یک الکتروموتور 100 آمپر، کنتاکتور اصلی، سیستم اضافه‌بار، کنتاکتور بای‌پس و سافت ‌استارتر حداقل باید 100 آمپر باشند. این مثال بدون در نظر گرفتن ضرایب کاهنده بیان‌شده است.

اتصال داخل مثلث یا اتصال فازی سافت استارتر

این اتصال با نام‌های مختلف مانند اتصال فازی، داخل مثلث یا 6 سیمه نیز شناخته می‌شود. در اتصال فازی این امکان وجود دارد که سافت ‌استارتر در مدار داخل مثلث قرارگرفته و یا به‌سادگی جایگزین مدار ستاره مثلث شود.

وقتی سافت‌استارتر به این صورت نصب می‌شود تنها جریان فازی یا  یا 58 درصد جریان نامی الکتروموتور از آن عبور خواهد کرد. به عبارت ساده‌تر با این نوع اتصال می‌توان از تجهیزات با آمپراژ پائین‌تر استفاده کرده و هزینه‌ها را کاهش داد. به‌عنوان‌مثال و طبق تصویر زیر اگر جریان نامی موتور 100 آمپر باشد، می‌توان از سافت‌استارتر و کنتاکتور با جریان 58 آمپر استفاده کرد.

در نظر داشته باشید که برای اتصال داخل مثلث، الکتروموتور و سافت ‌استارتر باید توانایی کار دائم به شکل مثلث را داشته باشند. در آمریکا و برخی از کشورهای دیگر برای اتصال باید از الکتروموتور 6 سیمه استفاده کرد.

موقعیت کنتاکتور اصلی در حالت داخل مثلث

هنگامی‌که قصد دارید از سافت‌ استارتر به‌صورت داخل مثلث استفاده کنید، دو حالت برای نصب کنتاکتور اصلی وجود دارد. به‌عبارت‌دیگر شما می‌توانید کنتاکتور را داخل یا خارج از مدار ستاره مثلث قرار دهید. هردو حالت باعث توقف الکتروموتور خواهد شد اما در روش A موتور کمی بیش‌تر تحت‌فشار خواهد بود.

در نظر داشته باشید اگر کنتاکتور داخل مدار مثلث قرار بگیرد می‌تواند جریانی معادل 58 درصد جریان نامی موتور داشته باشد اما در حالت خطی یا (b)، جریان آن باید با جریان نامی موتور برابر باشد.

راه‌اندازی چند موتور با یک سافت استارتر

در صورت نیاز می‌توان بیش از یک الکتروموتور را با یک سافت‌استارتر راه‌اندازی کرد. این حالت به‌صورت موازی و ترتیبی قابل انجام بوده و نیاز به رعایت الزامات خاصی دارد. در ادامه هردو روش راه‌اندازی هم‌زمان و ترتیبی شرح داده‌شده است.

راه‌اندازی موازی چند الکتروموتور

اگر بخواهید از یک سافت‌استارتر برای راه‌اندازی چند موتور به‌صورت هم‌زمان (موازی یا Parallel Start) استفاده کنید، دو نکته‌ی مهم را باید در نظر داشته باشید:

• جریان نامی سافت‌استارتر باید برابر با جمع جریان تمام الکتروموتورهای متصل شده به آن باشد.
• سافت‌استارتر باید توانایی تأمین جریان راه‌اندازی تمام الکتروموتورها را به‌صورت هم‌زمان داشته باشد.

در دیاگرام تک‌خطی زیر، راه‌اندازی دو الکتروموتور به‌صورت موازی توسط یک سافت‌استارتر را مشاهده می‌کنید. در این مدار KM1 کنتاکتور اصلی یا بالادست، FR1 سیستم اضافه‌بار و Q1 سافت‌استارتر می‌باشد.

به‌عنوان‌مثال اگر هر یک از الکتروموتورهای نمایش داده‌شده در این دیاگرام جریان نرمال 100 آمپر و محدودیت جریان 4 برابر جریان نامی داشته باشند، از چه سافت‌استارتری باید استفاده کنیم؟

زمان راه‌اندازی در این مثال را معادل 10 ثانیه در نظر بگیرید. در این مثال مشخصه‌ی الکتروموتورها با هم یکسان بوده و هرکدام جریان 100 آمپر را در حالت عادی دریافت خواهند کرد. پس جریان نامی سافت ‌استارتر باید برابر یا بیشتر از جمع هردو جریان یا 200 آمپر باشد.

برای هر الکتروموتور محدودیت جریان (Current Limiting) معادل 4 برابر جریان نامی یا 400 آمپر در نظر گرفته‌شده است. پس سافت‌استارتر باید توانای تأمین جریان راه‌اندازی هردو الکتروموتور معادل 800 آمپر را داشته باشد. با این شرایط سافت‌استارتر باید جریان نامی حداقل 200 آمپر را داشته و بتواند جریان راه‌اندازی معادل 800 آمپر را در 10 ثانیه تحمل کند. به علت برابر بودن جریان هردو الکتروموتور، در این مدار می‌توان حفاظت اضافه‌بار و کاهش جریان را با تنظیم دقیق سافت‌استارتر انجام داد.

بهتر است این مشخصات را در نرم‌افزارهای انتخاب سافت ‌استارتر وارد کرده و شرایط محیطی و تعداد استارتر را نیز معین کنید. در ادامه می‌توانید به منحنی‌های مربوط به ظرفیت جریان‌های راه‌اندازی سافت ‌استارتر مراجعه کرده و از انتخاب خود اطمینان حاصل کنید.

در نظر داشته باشید که می‌‌توان با یک سافت‌استارتر چند موتور با سایزهای متفاوت را به‌صورت هم‌زمان راه‌اندازی کرد. فقط هنگام انتخاب سافت ‌استارتر باید به جمع جریان نرمال و جریان راه‌اندازی تمام الکتروموتورها توجه کنید. در نظر داشته باشید در این روش زمان راه‌اندازی برای هر الکتروموتور به‌صورت جداگانه قابل تنظیم نبوده و برای کل سیستم یکسان است.

درصورتی‌که جریان الکتروموتورها باهم متفاوت باشد، باید از رله‌های اضافه‌بار مجزا در مسیر هر الکتروموتور استفاده کنیم. عدم استفاده از این رله‌ها می‌تواند باعث به خطر افتادن سلامت الکتروموتورها شود.

تصور کنید چند الکتروموتور با سایز مختلف به یک سافت‌استارتر متصل شده باشند. در این حالت ممکن است اضافه‌بار شدن کوچک‌ترین الکتروموتور باعث تریپ سافت‌استارتر نشده و دمای سیم‌پیچ آن به‌شدت بالا رود. برای رفع این مشکل می‌توان از رله‌های اضافه‌بار مجزا و سنسور دما نیز استفاده کرد. مدار فرمان در این روش باید طوری طراحی شود که با رخ دادن خطا در هر یک از الکتروموتورها، سافت‌استارتر تریپ شود.  برای تریپ سافت‌استارتر در چنین شرایطی می‌توان از ورودی‌های قابل‌برنامه‌ریزی استفاده کرده و یا فرمان توقف را صادر کرد.

در تصویر زیر اتصال سه الکتروموتور با توان مختلف به یک سافت‌استارتر را مشاهده می‌کنید. در این نمونه هر الکتروموتور دارای یک رله‌ی اضافه‌بار و سنسور دمای مجزا می‌باشد. با طراحی صحیح مدار فرمان می‌توان حفاظت الکتروموتورها در برابر اضافه جریان و افزایش دما را تضمین کرد.

راه‌اندازی الکتروموتورهای موازی تنها به‌صورت خطی امکان‌پذیر بوده و نمی‌توان از حالت فازی یا داخل مثلث استفاده کرد. در ضمن در این روش زمان راه‌اندازی و توقف به‌صورت مجزا قابل تنظیم نیست.

راه‌اندازی ترتیبی چند موتور

اگر بخواهید از یک سافت‌استارتر برای راه‌اندازی چند الکتروموتور به‌صورت ترتیبی (Sequential Start) استفاده کنید، بسیار مهم است که توانایی سافت‌استارتر برای تأمین جریان راه‌اندازی الکتروموتورها به‌صورت جداگانه را کنترل کنید. در این روش اگر جریان الکتروموتورها با یکدیگر برابر نباشد، سافت‌استارتر باید توانایی تأمین جریان راه‌اندازی بزرگ‌ترین الکتروموتور و زمان راه‌اندازی تمام آن‌ها را داشته باشد.

البته زمان راه‌اندازی به نوع مدار وابسته بوده و می‌تواند متفاوت باشد. اگر راه‌اندازی الکتروموتورها به‌صورت پیوسته صورت بگیرد، سافت‌استارتر زمانی برای از دست دادن حرارت تولیدشده نخواهد داشت. در این حالت سافت‌استارتر باید زمان راه‌اندازی بزرگ‌تری از مجموع زمان راه‌اندازی الکتروموتورها داشته باشد.

در این ویدیو یک نمونه تابلو راه انداز الکتروموتور را بررسی می کنیم. در این تابلو دو الکتروموتور به وسیله یک سافت استارتر راه اندازی می شود. روند این مدار به این صورت است که سافت استارتر توسط کنتاکتور موتور اول راه اندازی کرده و پس از کامل شدن راه اندازی کنتاکتور بای پس موتور اول سافت استارتر را از مدار خارج و آماده برای راه اندازی موتور دوم می کند. این ویدیو برگرفته از دوره جامع تصویری راه اندازی و حفاظت الکتروموتور های سه فاز است.

در دیاگرام تک‌خطی بعد، راه‌اندازی سه الکتروموتور را به‌صورت ترتیبی توسط یک سافت‌استارتر مشاهده می‌کنید. در این مدار از 7 کنتاکتور و سه رله‌ی اضافه‌بار استفاده‌شده است. لیست تجهیزات عبارت‌اند از:

• KM1 کنتاکتور اصلی با جریان معادل تمام موتورها
• کنتاکتورهای K25، K27 و K29 برای اتصال موتورها به سافت‌استارتر
• کنتاکتورهای K26، K28 و K30 به‌عنوان بای‌پس یا راه‌اندازی اضطراری
• رله‌های FR1,2,3 جهت حفاظت اضافه‌بار الکتروموتورها
• Q1 سافت‌استارتر

از این تجهیزات می‌توان در راه‌اندازی غیر ترتیبی نیز استفاده کرد. به‌عبارت‌دیگر حتماً نباید الکتروموتورها با ترتیب خاصی راه‌اندازی شوند. به‌عنوان‌مثال برای راه‌اندازی الکتروموتور اول، ابتدا کنتاکتور KM1 بسته‌شده و ورودی سافت‌استارتر برق‌دار می‌شود.

در ادامه کنتاکتور K25 بسته‌شده و موتور اول به سافت‌استارتر متصل می‌شود. در این حالت فرمان راه‌اندازی باعث حرکت الکتروموتور خواهد شد. با پایان یافتن راه‌اندازی، کنتاکتور K26 بسته و کنتاکتور K25 باز می‌شود. این جابجایی دقیقاً شبیه به استفاده از بای‌پس‌ خارجی بوده و برای راه‌اندازی الکتروموتورهای دیگر نیز دقیقاً این روند تکرار خواهد شد.

برای توقف نرم می‌توان از عکس حالت بالا استفاده کرد. در این روش یک کنتاکتور الکتروموتور را به سافت‌استارتر متصل کرده و بای‌پس باز می‌شود. در این حالت جریان از سافت‌استارتر عبور کرده و می‌توان از قابلیت‌های توقف نرم و ترمز به‌صورت مجزا استفاده کرد.

اگر هر یک از الکتروموتورهای نمایش داده‌شده در این دیاگرام جریان نرمال 100 آمپر و محدودیت جریان 4 برابر جریان نامی داشته باشند، از چه سافت‌استارتری باید استفاده کنیم؟ زمان راه‌اندازی برای موتور اول 5، موتور دوم 10 و موتور سوم 8 ثانیه می‌باشد.

در این مثال مشخصه‌های الکتروموتورها با هم یکسان بوده و جریان 100 آمپر را در حالت عادی دریافت خواهند کرد. برای هر الکتروموتور محدودیت جریان معادل 4 برابر جریان نامی یا 400 آمپر در نظر گرفته‌شده است. ازآنجایی‌که این راه‌اندازی به‌صورت ترتیبی می‌باشد، سافت‌استارتر تنها باید توانایی عبور جریان راه‌اندازی معادل 400 آمپر را داشته باشد.

تنها نکته در این مدار زمان راه‌اندازی تمام الکتروموتورها است. چون راه‌اندازی‌ها به‌صورت ترتیبی و بدون وقفه در نظر گرفته می‌شود، سافت‌استارتر باید توانایی تحمل جریان راه‌اندازی 400 آمپر را در زمان 5+10+8 یعنی 23 ثانیه داشته باشد.

برای انتخاب سافت‌استارتر مناسب باید به منحنی‌های مربوط به ظرفیت جریان‌های راه‌اندازی مراجعه کنیم. برخی از سافت‌استارترها قابلیت تنظیم پارامترها را برای چند الکتروموتور به‌صورت جداگانه دارند. در این روش می‌توان از تنظیمات مختلف راه‌اندازی و حفاظتی برای هر الکتروموتور به‌صورت جداگانه استفاده کرد.

در این مقاله نحوه نصب و سیم بندی سافت استارتر بررسی شد و در مقالات بعدی سیم بندی سافت استارترهای برندهای پرکاربرد مانند سافت استارتر زیمنس، سافت استارتر دانفوس، سافت استارتر اشنایدر و … را بررسی خواهیم کرد.