سافت استارتر یا راه انداز نرم، از قطعات نیمه‌هادی مانند تریستور و بردهای الکترونیکی ساخته شده است. این تجهیز معمولا برای راه اندازی الکتروموتورهای سه فاز استفاده می‌شود. همانطور که از نام آن پیداست، به کمک آن، می‌توان الکتروموتور را به صورت ایمن راه اندازی و متوقف کرد.
چرا از سافت استارتر استفاده می‌شود؟
هنگامی‌که یک الکتروموتور سه فاز با توان بالا در شبکه شروع به کار کند، جریان زیادی از شبکه کشیده می‌شود. این جریان بالا، ممکن است باعث افت ولتاژ شدید خط شود که روی سایر تجهیزات نیز ممکن است آثار مخربی را ایجاد کند.
علاوه بر این، جریان راه اندازی بالا، باعث ایجاد حرارت در خود الکتروموتور نیز می‌شود. در نتیجه، استهلاک، آسیب دیدن سیم پیچ‌ها و کاهش عمر مفید الکتروموتور نیز رخ می‌دهد.
با استفاده از سافت استارتر یا راه انداز نرم، می‌توانیم ولتاژ راه اندازی الکتروموتور را کاهش دهیم. در نتیجه کاهش ولتاژ راه اندازی، جریان کمتری در لحظه راه اندازی از شبکه کشیده می‌شود و آسیب کمتری نیز به شبکه وارد می‌شود.
لازم به ذکر است که سافت استارتر، فقط توانایی راه اندازی و توقف موتور به صورت نرم را دارد. ولی کنترل دور و سرعت الکتروموتور را به صورت اختصاصی نمی‌توان با سافت استارتر انجام داد.
نکته دیگری که قابل ذکر است، این است که کاهش ولتاژی که توسط سافت استارتر در هنگام راه اندازی ایجاد می‌شود، کاملا قابل تنظیم و برنامه ریزی است. علاوه بر موارد گفته شده، سافت استارتر در برابر ولتاژ زیاد یا ولتاژ کم نیز از الکتروموتور محافظت می‌کند.
سافت استارتر علاوه بر بخش‌های کنترل، سیستم حفاظتی و تعدادی ورودی و خروجی فرمان در دو حالت فیکس یا قابل برنامه ریزی دارد که امکان انتخاب‌های متفاوتی به کاربر می‌دهد.
با تنظیم سافت استارتر جریان راه اندازی موتور را به میزان مورد نیاز کاهش میدهیم.
از دیگر قابلیت‌های سافت استارتر می‌توان به جلوگیری از تنش‌های الکتریکی و مکانیکی و حفاظت از موتور در مقابل هر نوع خطا اشاره کنیم.
سافت استارتر چگونه عمل می‌کند؟
حال که فهمیدیم سافت استارتر چیست ، به بررسی چگونگی عملکرد آن می‌پردازیم.
گشتاور الکتروموتور، با مربع جریان آن رابطه مستقیم دارد. این جریان نیز به ولتاژ منبع وابسته است. به همین دلیل می‌توان از تغییر ولتاژ منبع تغذیه، برای کنترل گشتاور در راه اندازی استفاده کرد.
زمانی که موتور در دور نامی‌باشد، سافت استارتر نمی‌تواند تغییری در عملکرد موتور ایجاد کند. چون این دستگاه قابلیت تغییر روی فرکانس را ندارد. در سافت استارتر، با کاهش گشتاور توسط ولتاژ، جریان راه اندازی نیز کاهش داده می‌شود.
هنگام استفاده از سافت استارتر، می‌توان متناسب با نوع بار و گشتاور مورد نیاز، محدوده جریان مجاز و حتی مدت زمان راه اندازی را تعیین و تنظیم کرد.
سافت استارتر با توجه به محدوده مجاز جریانی که روی آن تنظیم شده، درصدی از ولتاژ ورودی را به الکتروموتور اعمال می‌کند تا جریان به مقداری که تنظیم شده است برسد.
در واقع می‌توان گفت که سافت استارتر از روش کاهش ولتاژ در هنگام راه اندازی الکتروموتور استفاده می‌کند.
این دستگاه، ولتاژ را در هنگام راه اندازی الکتروموتور به صورت تدریجی و ایمن افزایش می‌دهد. این امر سبب می‌شود که الکتروموتور به آرامی‌و نرمی‌سرعت بگیرد.
پس به طور کلی سافت استارتر، گشتاور راه اندازی را به کمک تغییر ولتاژ و با توجه به محدوده مجاز جریان، به تدریج زیاد می‌کند تا موتور به سرعت نامی‌برسد.
در هنگام توقف الکتروموتور نیز، ولتاژ ورودی توسط سافت استارتر به آرامی‌کاهش پیدا می‌کند. سرعت الکتروموتور به آرامی‌کم می‌شود. هنگامی‌که سرعت به صفر رسید، سافت استارتر نیز ولتاژ ورودی را قطع می‌کند.
بای پس در سافت استارتر به چه معناست؟
برای کاهش استهلاک الکتروموتور و سافت استارتر، بعد از راه اندازی الکتروموتور، سافت استارتر باید از مدار خارج شود. به این عمل خارج شدن سافت استارتر از مدار، بای پس می‌گویند. سافت استارترها به روش داخلی و خارجی بای پس می‌شوند.
در روش بای پس داخلی، در مدار برخی از سافت استارترها، تعدادی تیغه موازی با مدار داخلی آن تعبیه شده اند و به طور مستقیم به ورودی و خروجی این دستگاه متصل اند. هنگامی‌که الکتروموتور به دور نامی‌خود رسید، تیغه‌های موازی، مدار داخلی سافت استارتر را اتصال کوتاه می‌کنند تا بای پس داخلی اتفاق بیفتد و سافت استارتر از مدار جدا شود.
در روش بای پس خارجی، از یک کنتاکتور موازی با سافت استارتر برای جدا کردن آن از مدار استفاده می‌شود. هنگامی‌که الکتروموتور به دور نامی‌خود رسید، کنتاکتور از طریق رله وصل می‌شود. وصل شدن کنتاکتور، منجر به بای پس خارجی سافت استارتر و خروج آن از مدار می‌شود.
سافت استارتر چه کاربردهایی دارد؟
از سافت استارترها در تجهیزات و دستگاه‌های زیادی در صنعت استفاده می‌شود. این روش بیشتر برای الکتروموتورهایی در صنعت مناسب است که با سرعت ثابتی کار می‌کنند. در ادامه چند نمونه از کاربردهای سافت استارتر در صنعت، نام برده شده اند:
پمپ، سانتریفیوژ- کمپرسور-نوار نقاله- میکسر- خرد کن-سنگ شکن-آسیاب-کانوایر و غیره.
مزایای استفاده از سافت استارتر چیست؟
با توجه به مواردی که گفته شد، استفاده از سافت استارترها برای راه اندازی الکروموتورها، مزایای بسیاری دارد. که در ادامه بخشی از آن‌ها را بیان می‌کنیم.
حذف جریان هجومی‌و گشتاور زیاد در لحظه ی راه اندازی
کاهش اندازه کابل‌ها و کلید‌های اتصال به شبکه تغذیه به علت کاهش جریان موتور
Start و stop سیستم بدون ضربه
محدود کردن فرورفتگی ولتاژ خط(voltage dip)
شتاب دهی و شتاب گیری نرم و بدون پله موتور
افزایش راندمان سیستم
افزایش طول عمر موتور و پمپ‌ها
کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری
امکان راه اندازی ضربه ای بار‌های سنگین و کاربردهایی که تحت بار راه اندازی می‌شوند
کاهش تنش بر روی کوپلینگ‌ها و دیگر تجهیزات انتقال
جلوگیری از پیک‌های جریان و گشتاور و در نتیجه کاهش تنش الکتریکی بر روی شبکه تامین توان و کاهش تنش مکانیکی برکل اجزای دوار
کارکرد و قابلیت برنامه ریزی و نگهداری آسان
عملکردهای تشخیصی و هشدار زودرس از قبیل اضافه بار- کاهش بار- روتور قفل شده
کنترل‌هارمونیک‌های جریان در زمان راه اندازی توسط کنترل هر فاز
اتصال موتور تنها با سه سیم و کنترل در خطوط تغذیه موتور
کنار گذاشتن نیمه‌هادی‌های قدرت پس از راه اندازی موتور و ادامه کار با سیستم بای پس داخلی به منظور کاهش دادن تلفات دایمی