Softstarty

Softstarty

Softstarty należą do urządzeń elektronicznych używanych do płynnego rozruchu silników, redukujące prąd rozruchowy i zabezpieczające system przed szarpnięciami mechanicznymi, co wpływa na bezpieczeństwo i efektywność pracy silnika.

Różne rodzaje softstartów (1-fazowe, 3-fazowe, dla silników dużej mocy) pozwalają na dostosowanie do konkretnych potrzeb aplikacji, od małych silników po duże obciążenia przemysłowe, z funkcjami ochronnymi i konfiguracyjnymi dostosowanymi do specyficznych wymagań.

W przeciwieństwie do falowników, które regulują napięcie i częstotliwość dla kontrolowania prędkości, softstarty kontrolują jedynie rozruch i zatrzymanie silnika, co jest kluczowym aspektem w dobieraniu odpowiednich rozwiązań dla określonych aplikacji i ochrony przed przeciążeniem.

Czym jest softstart i jak działa?

Softstart to urządzenie elektroniczne, które pełni kluczową rolę w płynnym rozruchu silników elektrycznych. Działa poprzez stopniowe zwiększanie napięcia zasilania silnika, co pozwala na eliminację szarpnięć mechanicznych. Ta subtelną technikę rozruchu nie można jednak lekceważyć, ponieważ ma ona znaczący wpływ na bezpieczeństwo i wydajność pracy silnika.

Dzięki softstartowi, moment obrotowy silnika jest kontrolowany od 0 do 85% jego nominalnej wartości, co redukuje typowy prąd rozruchowy i zwiększa bezpieczeństwo pracy silnika. Co więcej, urządzenie to oferuje funkcję ‘kick start’, aby pokonać statyczne tarcie, a także dostosowuje ustawienia przyspieszenia i zwalniania silnika. Stosowanie softstartu przekłada się na bezpieczną i ekonomiczną pracę układu, a także ochronę instalacji elektrycznej i układu mechanicznego.

Zastosowanie tyrystorów

Kluczową rolę w działaniu softstartu odgrywają tyrystory. Zasada działania tych elementów opiera się na wykorzystaniu właściwości półprzewodnikowych tyrystorów, które pozwalają na płynne sterowanie napięciem dzięki zmiennemu oporowi. Dzięki nim, softstart zapewnia płynny rozruch silnika, minimalizując ryzyko przepięć i szkodliwe skoki prądu.

Wszystko to przekłada się na lepszą wydajność i dłuższą żywotność silników.

Rodzaje softstartów i ich zastosowania

Softstarty nie są urządzeniami jednorodnymi. W zależności od potrzeb można znaleźć różne rodzaje softstartów, takie jak 3-fazowe, 1-fazowe. Każdy z nich ma swoje specyficzne zastosowania i zalety. Na przykład, w sektorze przemysłowym i komercyjnym powszechnie stosowane są trójfazowe silniki asynchroniczne zasilane prądem przemiennym, których prąd początkowy rozruchu jest kontrolowany przez softstarty w celu optymalizacji wydajności i minimalizacji niepożądanych efektów.

Z kolei softstarty 1-fazowe, zasilane z jednej fazy o napięciu 230 VAC, z wyjściem 1-fazowym 230 V, są używane do zastosowań z małymi silnikami o mocy do 2,2 kW i napięciu znamionowym 230 V. Wybór odpowiedniego typu softstartu zależy od konkretnego zastosowania, dlatego warto poznać każdy z nich bliżej.

Softstarty 3-fazowe

Softstarty 3-fazowe, jak model SF-300, są zaprojektowane do bezpiecznego uruchomienia trójfazowych silników klatkowych, efektywnie zarządzając szokiem prądowym podczas rozruchu silników mocno obciążonych, takich jak młyny i kruszarki. Dzięki stosowaniu softstartów trójfazowych eliminowana jest potrzeba systemów rozruchu gwiazda-trójkąt, co również redukuje wstrząsy prądowe, które występują podczas rozruchu silników.

Co więcej, softstarty 3-fazowe zapewniają, że rozruch silnika odbywa się na wszystkich trzech fazach sieci zasilającej, co zapobiega asymetrii obciążenia sieci i nierównomiernym obciążeniom uzwojeń silnika. Oprócz tego, zaawansowane funkcje ochronne wbudowane w softstarty trójfazowe chronią silnik podczas rozruchu, pracy i zatrzymania.

Ciekawym elementem softstartów trójfazowych jest panel sterowania, który obejmuje układy takie jak:

• klawiaturę,
• wyświetlacz LED,
• analogowe wyjście do kontroli prądu,
• programowalne wyjścia przekaźnikowe.

Te urządzenia mają również funkcję pamięci błędów i mogą być zaprogramowane do automatycznego restartu silnika po awarii.

Softstarty 1-fazowe

Softstarty 1-fazowe są zaprojektowane między innymi do jednofazowych sprężarek spiralnych lub fazowych. Umożliwiają one miękki start w ciągu 600 ms i omijają półprzewodniki za pomocą przekaźników elektromechanicznych po zakończeniu funkcji miękkiego startu.

Te softstarty są odpowiednie do zastosowań, takich jak:

• sprężarki spiralne i tłokowe,
• pompy ciepła HVAC,
• klimatyzacja morska,
• lodówki wystawowe,
• klimatyzacja pojazdów rekreacyjnych.

Softstarty z wyświetlaczem LED posiadają dwukolorową diodę LED wskazującą stan włączenia i wszelkie alarmy oraz pomarańczową diodę LED sygnalizującą opóźnienie między startami lub od zatrzymania do startu w ciągu godziny.

Softstarty dla silników dużej mocy

Softstarty dużej mocy są kluczowe w przemyśle, gdzie urządzenia takie jak kruszarki czy mieszalniki, muszą być uruchamiane płynnie i bezpiecznie. Softstarty te kontrolują przyspieszenie i moment obrotowy podczas rozruchu silników, zmniejszając początkowy prąd i zapewniając ochronę elektryczną i termiczną.

Atrakcyjnym przykładem mogą być softstarty z serii Altivar ATS480, które są zaprojektowane do kontroli dużych silników przemysłowych, oferując zaawansowane funkcje zabezpieczające, w tym ochronę przed zanikiem fazy i przeciążeniem oraz wsparcie dla szerokiego zakresu opcji łączności.

Porównanie softstartu i falownika

Choć zasada działania softstartów i falowniki mogą wydawać się do siebie podobne, to jednak istnieją między nimi istotne różnice. Podstawową różnicą jest to, że soft start kontroluje tylko rozruch i zatrzymanie silnika, podczas gdy falownik reguluje zarówno napięcie, jak i częstotliwość, co umożliwia kontrolę prędkości. To pozwala falownikom uruchamiać silniki z dużymi obciążeniami dzięki dowolnemu ustawianiu częstotliwości roboczej, podczas gdy softstarty są ograniczone do delikatnego rozruchu i zatrzymania.

Falownik ma skomplikowaną budowę, zawierającą m.in.:

• prostownik,
• filtr,
• falownik,
• jednostkę hamującą,
• jednostkę napędową,
• jednostkę detekcji mikroprocesora.

W przeciwieństwie do softstartu, który jest oparty na prostszej konstrukcji z tyrystorami. Ta złożoność pozwala falownikom na przeprowadzanie zaawansowanych operacji arytmetycznych i inteligentnych funkcji sterowania, co znajduje zastosowanie w systemach automatyki do obsługi zupełnie innych urządzeń, niż przy wykorzystaniu softstartów. Dzięki wbudowanym mikroprocesorom, falowniki umożliwiają przeprowadzanie zaawansowanych operacji arytmetycznych i inteligentnych funkcji sterowania, co może wystąpić zwłaszcza w systemach automatyki.

Jak wybrać odpowiedni softstart dla swojej aplikacji?

Wybór odpowiedniego softstartu obecnie nie jest prostym zadaniem. Wymaga uwzględnienia wielu czynników, w szczególności takich jak:

• prąd znamionowy,
• moc silnika,
• ilość przewidywanych rozruchów,
• dostępne funkcje ochronne.

To nie jest jednak misja niemożliwa. Istnieją narzędzia typu Siemens STS – Simulation Tool for Soft Starters, które ułatwiają dobór i parametryzację softstartu, pozwalając wybrać urządzenie najlepiej odpowiadające danym układu.

Ważne jest, aby wybrać soft start, który wspiera zakres napięcia operacyjnego od 208 do 690V oraz oferuje funkcje, takie jak łagodny rozruch i hamowanie, ograniczenie prądu oraz programy kontrolne dla momentu obrotowego oraz stosując odpowiednią wartość prądu znamionowego. Tylko wówczas można być pewnym, że softstart spełni swoje zadanie i zapewni bezpieczeństwo oraz stabilność pracy silnika.

Montaż i konfiguracja softstartu

Montaż i konfiguracja softstartu nie muszą być skomplikowane. Dzięki kompaktowemu designowi i możliwości montażu na szynie DIN, proces ten jest dość prosty i intuicyjny. Właściwa konfiguracja softstartu pozwala sterować różnymi parametrami rozruchu, takimi jak czas rozruchu czy stromości narastania prądu.

Warto zwrócić uwagę, że zaawansowane softstarty oferują dodatkowe funkcje, takie jak dynamiczną korekcję współczynnika mocy, wykrywanie anomalii w liniach i silnikach czy ochronę przed zagrożeniami cybernetycznymi. Dodatkowo, softstarty mogą być podłączane w różnych konfiguracjach, aby sprostać potrzebom różnych aplikacji, na przykład lokalne sterowanie z ręcznym restartem po zresetowaniu błędu, nawet przy użyciu zdalnego sterowania.

Ochrona silnika przed przeciążeniem

Jednym z najważniejszych aspektów zastosowania softstartów jest ochrona silnika przed przeciążeniem. Urządzenia te oferują zaawansowane funkcje ochronne dla silników podczas rozruchu, pracy i hamowania. Wśród najważniejszych właściwości ochronnych przy wyborze softstartu znajdują się:

• ochrona przed przeciążeniem,
• ochrona przed brakiem fazy,
• ochrona przed za niskim/nadmiernym napięciem,
• zabezpieczenia termiczne,
• zabezpieczenia przeciwko zwarciami.

Urządzenia te pomagają w płynnym rozruchu silników elektrycznych, eliminując niekorzystne zjawiska takie jak przepięcia prądowe, co przekłada się na bezpieczeństwo systemu i oszczędności ekonomiczne, podczas gdy wytrzymałość systemu elektrycznego i mechanicznego jest utrzymana. Dzięki temu softstart chroni silnik przed przeciążeniem również w sytuacji, gdy napędzane urządzenie wymaga większego momentu obrotowego niż silnik jest w stanie wygenerować.

Udar prądowy - jak zapobiegać temu zjawisku?

Udar prądowy w silniku elektrycznym to nagły wzrost pobieranego prądu podczas uruchamiania. Może to prowadzić do wielu problemów, takich jak:

• uszkodzenia silnika - nadmierny prąd może spowodować przegrzanie i uszkodzenie izolacji w silniku, co może prowadzić do zwarć i awarii,
• spadki napięcia - nagle obciążenie sieci elektrycznej może spowodować spadki napięcia, co może mieć wpływ na inne urządzenia podłączone do tej samej sieci,
• hałas i wibracje - udar prądowy może powodować hałas i wibracje, co może być uciążliwe dla osób znajdujących się w pobliżu silnika.

Soft start to urządzenie, które pomaga zapobiegać udarom prądowym w silnikach elektrycznych oraz zwiększa ich żywotność. Działa to poprzez stopniowe zwiększanie prądu dostarczanego do silnika podczas uruchamiania.

Soft starty od Aserto

Dzięki swoim zaawansowanym funkcjom i różnorodności, softstarty są niezastąpione w wielu aplikacjach przemysłowych. Bez względu na to, czy potrzebujesz softstartu do małego silnika jednofazowego, czy potężnego silnika trójfazowego, zawsze znajdziesz odpowiednie urządzenie. Pamiętaj, że prawidłowo dobrany i skonfigurowany softstart to gwarancja bezpiecznej i efektywnej pracy Twojego silnika. Szeroki wybór softstartów w dużej dostępności znajdziesz na sklepie internetowym Aserto.