ซอฟต์สตาร์ทเตอร์คืออุปกรณ์ใด ๆ ที่ควบคุมการเร่งความเร็วของมอเตอร์ไฟฟ้าโดยใช้การควบคุมแรงดันไฟฟ้าที่ใช้
ตอนนี้ให้เราจำสั้น ๆ เกี่ยวกับความจำเป็นในการมีสตาร์ทเตอร์สำหรับมอเตอร์ใด ๆ
มอเตอร์เหนี่ยวนำ สามารถเริ่มต้นได้เองเนื่องจากการทำงานร่วมกันระหว่างฟลักซ์สนามแม่เหล็กหมุนและฟลักซ์ที่คดเคี้ยวของโรเตอร์ทำให้กระแสโรเตอร์สูงเมื่อแรงบิดเพิ่มขึ้น เป็นผลให้สเตเตอร์ดึงกระแสไฟฟ้าสูงและเมื่อมอเตอร์ถึงความเร็วเต็มที่กระแสไฟฟ้าจำนวนมาก (มากกว่ากระแสไฟฟ้าที่กำหนด) จะถูกดึงออกมาและอาจทำให้มอเตอร์ร้อนขึ้นและทำให้เกิดความเสียหายได้ในที่สุด เพื่อป้องกันปัญหานี้จำเป็นต้องใช้มอเตอร์สตาร์ท
การสตาร์ทมอเตอร์ทำได้ 3 วิธี
- การใช้แรงดันไฟฟ้าเต็มในช่วงเวลา: Direct On Line เริ่มต้น
- ใช้แรงดันไฟฟ้าที่ลดลงเรื่อย ๆ : Star Delta Starter และ Soft starter
- การใช้ชิ้นส่วนที่คดเคี้ยวเริ่มต้น: สตาร์ทเตอร์อัตโนมัติ
การกำหนดการเริ่มต้นอย่างนุ่มนวล
ตอนนี้ให้เราเปลี่ยนความสนใจเป็นพิเศษไปที่การเริ่มต้นอย่างนุ่มนวล
ในทางเทคนิคซอฟต์สตาร์ทคืออุปกรณ์ใด ๆ ที่ช่วยลดแรงบิดที่ใช้กับมอเตอร์ไฟฟ้า โดยทั่วไปประกอบด้วยอุปกรณ์โซลิดสเตทเช่นไทริสเตอร์เพื่อควบคุมการใช้แรงดันไฟฟ้าไปยังมอเตอร์ สตาร์ทเตอร์ทำงานบนความจริงที่ว่าแรงบิดเป็นสัดส่วนกับกำลังสองของกระแสเริ่มต้นซึ่งจะเป็นสัดส่วนกับแรงดันไฟฟ้าที่ใช้ ดังนั้นจึงสามารถปรับแรงบิดและกระแสไฟฟ้าได้โดยการลดแรงดันไฟฟ้าในขณะสตาร์ทมอเตอร์
การควบคุมโดยใช้ซอฟต์สตาร์ทเตอร์สามารถมีได้สองประเภท:
เปิดการควบคุม : แรงดันไฟฟ้าเริ่มต้นจะใช้กับเวลาโดยไม่คำนึงถึงกระแสไฟฟ้าที่ดึงหรือความเร็วของมอเตอร์ สำหรับแต่ละเฟสจะมีการเชื่อมต่อ SCR สองตัวกลับไปด้านหลังและ SCR จะดำเนินการในขั้นต้นด้วยความล่าช้า 180 องศาในระหว่างรอบครึ่งคลื่นตามลำดับ (ซึ่ง SCR แต่ละตัวดำเนินการ) ความล่าช้านี้จะลดลงเรื่อย ๆ ตามเวลาจนกว่าแรงดันไฟฟ้าที่ใช้จะเพิ่มขึ้นจนเต็มแรงดันไฟฟ้า สิ่งนี้เรียกอีกอย่างว่า Time Voltage Ramp System วิธีนี้ไม่เกี่ยวข้องเนื่องจากไม่ได้ควบคุมการเร่งความเร็วของมอเตอร์
การควบคุมวงปิด : ลักษณะเอาท์พุทของมอเตอร์ใด ๆ เช่นกระแสที่ดึงหรือความเร็วจะถูกตรวจสอบและแรงดันไฟฟ้าเริ่มต้นจะถูกปรับเปลี่ยนเพื่อให้ได้การตอบสนองที่ต้องการ กระแสไฟฟ้าในแต่ละเฟสจะถูกตรวจสอบและหากเกินจุดที่กำหนดไว้ทางลาดของแรงดันไฟฟ้าเวลาจะหยุดลง
ดังนั้นหลักการพื้นฐานของซอฟต์สตาร์ทเตอร์คือการควบคุมมุมการนำของ SCR ซึ่งสามารถควบคุมการใช้แรงดันไฟฟ้าได้
2 ส่วนประกอบของซอฟต์สตาร์ทขั้นพื้นฐาน
- สวิตช์ไฟ เช่นเดียวกับ SCR ซึ่งจำเป็นต้องได้รับการควบคุมเฟสเพื่อที่จะนำไปใช้กับแต่ละส่วนของวงจร สำหรับมอเตอร์ 3 เฟสจะมีการเชื่อมต่อ SCR สองตัวกลับด้านหลังสำหรับแต่ละเฟส อุปกรณ์สวิตชิ่งต้องได้รับการจัดอันดับมากกว่าแรงดันไฟฟ้าของสายอย่างน้อยสามเท่า
- ควบคุมลอจิก การใช้ตัวควบคุม PID หรือไมโครคอนโทรลเลอร์หรือตรรกะอื่น ๆ เพื่อควบคุมการใช้แรงดันเกตกับ SCR เช่นเพื่อควบคุมมุมยิงของ SCR เพื่อให้ SCR ดำเนินการในส่วนที่ต้องการของวงจรแรงดันไฟฟ้า
ตัวอย่างการทำงานของระบบ Electronic Soft Start สำหรับมอเตอร์เหนี่ยวนำ 3 เฟส
ระบบประกอบด้วยส่วนประกอบดังต่อไปนี้
- SCR แบบย้อนกลับสองตัวสำหรับแต่ละเฟสนั่นคือทั้งหมด 6 SCR
- วงจรควบคุมลอจิกในรูปแบบของตัวเปรียบเทียบสองตัว - LM324 และ LM339 เพื่อสร้างระดับและแรงดันไฟฟ้าทางลาดและตัวปรับแรงดันไฟฟ้าเพื่อควบคุมการใช้แรงดันเกตกับ SCR แต่ละเฟสในแต่ละเฟส
วงจรจ่ายไฟเพื่อให้แรงดันไฟฟ้ากระแสตรงที่ต้องการ
Block Diagram แสดงระบบ Electronic Soft Start สำหรับมอเตอร์เหนี่ยวนำ 3 เฟส
แรงดันไฟฟ้าระดับถูกสร้างขึ้นโดยใช้ตัวเปรียบเทียบ LM324 ซึ่งเทอร์มินอลกลับด้านถูกป้อนโดยใช้แหล่งกำเนิดแรงดันคงที่และเทอร์มินัลที่ไม่กลับด้านจะถูกป้อนผ่านตัวเก็บประจุที่เชื่อมต่อกับตัวเก็บรวบรวมของทรานซิสเตอร์ NPN การชาร์จและการคายประจุของตัวเก็บประจุทำให้เอาต์พุตของตัวเปรียบเทียบเปลี่ยนตามและระดับแรงดันไฟฟ้าจะเปลี่ยนจากสูงไปต่ำ แรงดันไฟฟ้าระดับเอาท์พุทนี้ใช้กับเทอร์มินัลที่ไม่เปลี่ยนทิศทางของเครื่องเปรียบเทียบ LM339 ตัวอื่นที่มีการป้อนขั้วกลับด้านโดยใช้แรงดันทางลาด แรงดันไฟฟ้าทางลาดนี้ผลิตขึ้นโดยใช้ LM339 ตัวเปรียบเทียบอื่นซึ่งเปรียบเทียบแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงแบบพัลส์ที่ใช้ที่ขั้วกลับด้านกับแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงบริสุทธิ์ที่ขั้วที่ไม่กลับขั้วและสร้างสัญญาณอ้างอิงแรงดันไฟฟ้าเป็นศูนย์ซึ่งจะแปลงเป็นสัญญาณทางลาดโดยการชาร์จและการคายประจุของ ตัวเก็บประจุอิเล็กโทรไลต์
3ถเครื่องเปรียบเทียบ LM339 สร้างสัญญาณความกว้างพัลส์สูงสำหรับทุกแรงดันไฟฟ้าระดับสูงซึ่งจะลดลงเรื่อย ๆ เมื่อแรงดันไฟฟ้าลดลง สัญญาณนี้จะกลับด้านและนำไปใช้กับ Optoisolator ซึ่งให้เกตพัลส์กับ SCR เมื่อระดับแรงดันไฟฟ้าลดลงความกว้างพัลส์ของ Optoisolator จะเพิ่มขึ้นและความกว้างของพัลส์ก็มากขึ้นความล่าช้าจะน้อยลงและ SCR จะค่อยๆถูกกระตุ้นโดยไม่ชักช้า ดังนั้นโดยการควบคุมระยะเวลาระหว่างพัลส์หรือการหน่วงเวลาระหว่างการใช้งานพัลส์มุมการยิงของ SCR จะถูกควบคุมและการใช้กระแสจ่ายจะถูกควบคุมดังนั้นจึงควบคุมแรงบิดเอาต์พุตของมอเตอร์
กระบวนการทั้งหมดเป็นระบบควบคุมแบบวงเปิดซึ่งเวลาของการใช้เกตทริกเกอร์พัลส์กับ SCR แต่ละตัวจะถูกควบคุมโดยพิจารณาจากแรงดันทางลาดที่ลดลงจากแรงดันไฟฟ้าระดับก่อนหน้านี้
ข้อดีของ Soft Start
ตอนนี้เราได้เรียนรู้แล้วว่าไฟล์ ระบบสตาร์ทแบบอิเล็กทรอนิกส์ ได้ผลให้เราระลึกถึงเหตุผลบางประการว่าทำไมจึงเป็นที่ต้องการมากกว่าวิธีอื่น ๆ
- ปรับปรุงประสิทธิภาพ : ประสิทธิภาพของระบบซอฟต์สตาร์ทที่ใช้สวิตช์โซลิดสเตตนั้นมากกว่าเนื่องจากแรงดันไฟฟ้าในสถานะต่ำ
- การเริ่มต้นที่ควบคุม : กระแสไฟฟ้าเริ่มต้นสามารถควบคุมได้อย่างราบรื่นโดยการเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าเริ่มต้นอย่างง่ายดายและทำให้มั่นใจได้ เริ่มต้นอย่างราบรื่น ของมอเตอร์โดยไม่มีการกระตุก
- การเร่งความเร็วที่ควบคุมได้ : การเร่งความเร็วของมอเตอร์ควบคุมได้อย่างราบรื่น
- ต้นทุนต่ำและขนาด : มั่นใจได้ด้วยการใช้สวิตช์โซลิดสเตท
