کابینت سافت استارتر

کابینت Soft Starter ارائه شده توسط سازنده پیشرو چینی Csivei شامل یک واحد استارت نرم 3 فاز (از 7.5 تا 800 کیلووات، 380-690 ولت)، یک قطع کننده مدار ورودی یا قطع فیوز، یک کنتاکتور بای پس داخلی، یک رله اضافه بار موتور و یک ترانسفورماتور کنترلی است. مشخصه های راه اندازی - محدودیت جریان قابل برنامه ریزی، زمان رمپ ولتاژ و گشتاور اولیه - از طریق صفحه کلید دیجیتال یا HMI تنظیم می شوند. عملکردهای اختیاری شامل یک رمپ توقف نرم برای سیستم های پمپ برای جلوگیری از چکش آب است. حفاظت اتصال کوتاه، اضافه بار، افت فاز، ولتاژ کمتر/اضافه و دمای بیش از حد تریستور را پوشش می دهد. ارتباطات استاندارد از طریق Modbus RTU امکان اتصال به DCS یا SCADA را فراهم می کند. Profibus، Profinet یا Ethernet/IP اختیاری در دسترس هستند. محفظه روی زمین از فولاد گالوانیزه با روکش پودری با درجه IP42 تا IP55 ساخته شده است که برای اتاق های برق داخلی و محیط های صنعتی گرد و غبار مناسب است.

برنامه های کاربردی محصول

برای موتورهایی که با سرعت ثابت کار می‌کنند اما برای محافظت از تجهیزات و شبکه‌های الکتریکی نیاز به راه‌اندازی ملایم دارند، کابینت استارت نرم جایگزینی فشرده و کم‌معنا برای استارت‌های مستقیم بر خط یا ستاره مثلث است.

ایستگاه های پمپاژ آب و فاضلاب

پمپ های ورودی، تقویت کننده و انتقال آب خام از راه اندازی نرم بهره می برند که باعث حذف چکش آب در خطوط لوله و کاهش سایش مکانیکی پروانه ها و کوپلینگ های پمپ می شود. عملکرد سافت استاپ تعبیه شده باعث می شود که فشار دریچه بازرسی و افزایش فشار کاهش یابد. عملیات بای پس در حین کارکرد در حالت ثابت، حداقل تولید گرمای کابینت را تضمین می کند، حتی در ایستگاه های پمپ با تهویه محدود.

سیستم های فن و کمپرسور HVAC

چیلرها، فن‌های برج خنک‌کننده، و موتورهای واحد هواساز بزرگ در ساختمان‌های تجاری می‌توانند جریان‌های راه‌اندازی بالایی را جذب کنند که باعث سوسو زدن چراغ‌ها و فشار بر روی کنترل‌های ژنراتور می‌شود. کابینت های استارت نرم، جریان هجومی را به 3 تا 4 برابر بار کامل محدود می کنند و از افت ولتاژ جلوگیری می کنند. کنتاکتورهای بای پس تلفات مداوم تریستور را از بین می برند و بازده انرژی سیستم را در ساعات طولانی کار ساختمان حفظ می کنند.

نوار نقاله و سنگ شکن معدن و معدن

تسمه نقاله ها و سنگ شکن ها به اعمال گشتاور ملایم در هنگام راه اندازی نیاز دارند تا از گیربکس ها، اتصالات تسمه و کوپلینگ ها در برابر بارگذاری ضربه محافظت شود. ویژگی شروع قابل تنظیم سافت استارتر یک پالس کوتاه گشتاور بالا را قبل از افزایش سرعت ارائه می دهد و بر اصطکاک شکافنده کمربند کاملاً بارگذاری شده غلبه می کند. هنگامی که موتور کار می کند، کنتاکتور بای پس عملکرد خنک و کم مصرف را در محیط های گرد و غبار و دمای بالا تضمین می کند.

کمپرسور و همزن صنعتی

کمپرسورهای اسکرو و رفت و برگشتی در کارخانجات تولیدی به همراه میکسرها و همزن ها در فرآوری شیمیایی تحت بار شروع به کار می کنند و نیاز به شتاب نرم دارند. استارترهای نرم گذراهای گشتاور ناگهانی را که سایش یاتاقان و پره را تسریع می‌کنند، حذف می‌کنند، در حالی که عملکرد بای‌پس تضمین می‌کند که تریستور در طول دوره‌های طولانی مدت تلف نشود.

پمپ های آبیاری و چاه عمیق کشاورزی

پمپ‌های غوطه‌ور با چاه عمیق و سیستم‌های آبپاش بزرگ در مناطق دورافتاده برای محافظت از شفت‌های پمپ و بدنه چاه در برابر گشتاور راه‌اندازی، به استارت‌های نرم متکی هستند. کابینت ها با منابع ژنراتور سازگار هستند، زیرا کاهش جریان هجومی به ژنراتور کوچکتر اجازه می دهد تا پمپ بزرگتری را راه اندازی کند. عملیات بای پس مصرف سوخت را در فصل آبیاری کاهش می دهد.

شیرجه عمیق فنی

کابینت Soft Starter یک استارت نرم مبتنی بر تریستور را با محافظت کامل از موتور و مدار در یک محفظه از پیش سیمی ادغام می کند که برای کنترل موتور با سرعت ثابت صنعتی بهینه شده است.

رمپینگ ولتاژ مبتنی بر تریستور

سافت استارتر شش رکتیفایر ضد موازی با کنترل سیلیکون (SCR)، یک جفت در هر فاز را کنترل می کند تا به آرامی ولتاژ موتور را از سطح گشتاور اولیه قابل تنظیم (معمولا 30 تا 60 درصد اسمی) به ولتاژ کامل در یک زمان رمپ تنظیم شده توسط کاربر (0.5 تا 60 ثانیه) افزایش دهد. در طول افزایش سطح شیب دار، جریان به مضربی از جریان بار کامل محدود می شود، معمولاً 3 تا 5 برابر، که از اضافه بار ترانسفورماتور یا ژنراتور جلوگیری می کند. هنگامی که موتور به سرعت سنکرون نزدیک می شود، یک الگوریتم داخلی افت جریان را تشخیص می دهد و به کنتاکتور بای پس سیگنال می دهد که ببندد و مستقیماً موتور را به برق وصل کند. این جریان را از SCR ها خارج می کند و تلفات هدایت و تولید گرما را از بین می برد.

عملیات دور زدن و اجرای مداوم

پس از راه اندازی، تمام جریان موتور از طریق کنتاکتور بای پس مکانیکی می گذرد که برای کار مداوم نامگذاری شده است. SCR ها بسته می مانند، بنابراین سافت استارتر هیچ کمکی به افزایش حرارتی نمی کند. این یک مزیت کلیدی نسبت به VFD ها در کاربردهای با سرعت ثابت است - کابینت خنک کار می کند و به حداقل تهویه نیاز دارد. اگر یک توقف نرم انتخاب شود، بای پس در هنگام خاموش شدن باز می شود و SCR ها دوباره درگیر می شوند تا ولتاژ را به تدریج کاهش دهند و از چکش آب جلوگیری می کنند.

حفاظت از موتور و مدار

کابینت از طریق یک مدارشکن حرارتی مغناطیسی و یک رله اضافه بار الکترونیکی با تشخیص افت فاز و عدم تعادل جریان، حفاظت کامل موتور را فراهم می کند. حفاظت از اتصال کوتاه برای حفظ یکپارچگی SCR هماهنگ شده است. حفاظت های اضافی عبارتند از:

● حفاظت در برابر ولتاژ یا اضافه ولتاژ، خاموش شدن قبل از آسیب موتور در اثر ناهنجاری های ولتاژ

● سنجش دمای بیش از حد تریستور، با زنگ هشدار و مرحله سفر

●  بازگشت فاز و تشخیص افت فاز

●  محافظت روتور استال و قفل شده از طریق رله

اینترلاک های ایمنی خارجی (به عنوان مثال، توقف اضطراری، سوئیچ لرزش) از طریق پایانه های اختصاصی به مدار کنترل متصل می شوند.

کنترل رابط و ارتباطات

یک صفحه کلید دیجیتال با نمایشگر LCD روی واحد استارت، تنظیم پارامترهای محلی، کنترل استارت/توقف، و نشانگر وضعیت - از جمله جریان موتور، ولتاژ، و کدهای خطا را فراهم می کند. یک HMI روی در را می توان برای کابینت های بزرگتر ادغام کرد. استاندارد RS485 Modbus RTU اجازه می دهد تا راه اندازی/توقف از راه دور، دانلود پارامتر و گزارش هشدار به DCS یا SCADA را ارائه دهد. برای شبکه‌های سخت‌افزاری، درگاه‌های Profibus DP، Profinet یا Ethernet/IP در دسترس هستند.

محفظه و مدیریت حرارتی

کابینت کف از ورق فولادی گالوانیزه گیج سنگین با پوشش پودری ضد آب ساخته شده است. از آنجایی که گرمای تریستور فقط در طول رمپ های شروع و توقف چند ثانیه ای تولید می شود، خنک کننده همرفت طبیعی اغلب برای کابینت های داخلی کافی است. برای واحدهای پرقدرت یا محیط‌های با محیط بالا، فن‌های هوای اجباری فیلتر شده با کنترل ترموستاتیک ارائه می‌شوند. درجه حفاظت استاندارد IP42 تا IP54 است. رتبه‌بندی‌های بالاتر برای مکان‌های گرد و خاکی یا فضای باز موجود است.

انطباق و آزمایش

هر کابینت تحت آزمایش پذیرش کارخانه قرار می‌گیرد که شامل: اندازه‌گیری مقاومت عایق مدار قدرت، تأیید مدار شلیک SCR، عملکرد کنتاکتور بای‌پس، و آزمایش عملکردی تمام پروفایل‌های شروع/ایست برنامه‌ریزی‌شده و عملکردهای حفاظتی می‌شود. این مجموعه مطابق با استاندارد IEC 61439-1/2 طراحی و آزمایش شده است و تمام مدارهای کنترل مطابق با استانداردهای قابل اجرا ایمنی در برابر نویز تست شده اند.

سوالات متداول

Q1: چه زمانی باید یک کابینت سافت استارتر را به جای استارتر VFD یا DOL انتخاب کنم؟

هنگامی که به شتاب موتور نرم و کاهش جریان هجومی نیاز دارید، اما نیازی به تغییر مداوم سرعت ندارید، یک استارت نرم انتخاب کنید. استارترهای نرم ساده‌تر هستند، گرمای کمتری تولید می‌کنند، هزینه کمتری دارند و نسبت به VFD فشرده‌تر هستند. در مقایسه با DOL، نوسانات جریان و شوک مکانیکی را از بین می برند. در مقایسه با ستاره-مثلث، آنها پارامترهای راه اندازی کاملاً قابل تنظیم را ارائه می دهند و می توانند سیستم های پمپ را متوقف کنند.

Q2: کابینت می تواند چه اندازه موتورهایی را در خود جای دهد؟

کابینت های استاندارد برای موتورهای 7.5 کیلووات تا 800 کیلووات در 400 ولت (سه فاز) پیکربندی شده اند، با درجه بندی 690 ولت برای موتورهای بزرگتر. ما استارت نرم، کنتاکتور بای پس و قطع کننده مدار را با جریان پلاک موتور شما مطابقت می دهیم. تنظیمات سفارشی برای قدرت های بالاتر امکان پذیر است.

Q3: آیا کابینت استارت نرم از راه اندازی چند موتوره پشتیبانی می کند؟

بله، در یک ترتیب متوالی: یک استارت نرم می‌تواند چندین موتور را یکی پس از دیگری راه‌اندازی کند که هر کدام کنتاکتور خروجی خود را دارند. بعد از اینکه موتور اول به دور کامل رسید و دور زد، سافت استارتر از آن جدا شده و به موتور دوم وصل می شود و به همین ترتیب. هنگامی که چندین پمپ یا فن با اندازه مشابه در یک ایستگاه مشترک هستند، این هزینه را کاهش می دهد. با این حال، همه موتورها باید پارامترهای راه اندازی یکسان یا مشابه داشته باشند.

Q4: اگر سافت استارتر در حین کارکرد موتور از کار بیفتد چه اتفاقی می افتد؟

هنگامی که موتور در سرعت کامل است و کنتاکتور بای پس بسته می شود، موتور مستقیماً از منبع تغذیه کار می کند. اگر برد کنترل سافت استارتر از کار بیفتد یا SCR ها آسیب ببینند، موتور بدون تغییر به کار خود ادامه می دهد. خطا فقط بر تلاش بعدی برای شروع تأثیر می گذارد. این ذاتی ایمن خرابی یک مزیت عملیاتی بزرگ است.

Q5: طول رمپ شروع نرم چقدر است و آیا می توان آن را تنظیم کرد؟

زمان رمپ ولتاژ کاملاً قابل تنظیم است، معمولاً از 0.5 تا 60 ثانیه، و در صورت نیاز می تواند بیشتر شود. ولتاژ شروع اولیه (کک استارت) نیز قابل تنظیم است. سطح شیب دار بهینه توسط موتور و بار تعیین می شود - به اندازه کافی طولانی برای از بین بردن شوک مکانیکی، به اندازه کافی کوتاه برای محدود کردن گرمایش تریستور در هنگام استارت.

Q6: آیا سافت استارتر می تواند شروع های مکرر را مدیریت کند؟

یک سافت استارتر برای تعداد مشخصی شروع در ساعت (معمولاً تا 10 استارت سنگین) رتبه بندی می شود. این درجه بندی به تنظیم جریان راه اندازی، زمان رمپ و اندازه موتور بستگی دارد. برای کاربردهایی که شامل شروع های بسیار مکرر هستند (مانند نوار نقاله های نمایه سازی)، یک VFD ممکن است مناسب تر باشد. برای اندازه گیری مناسب با چرخه وظیفه خود با ما مشورت کنید.

Q7: کابینت به چه تعمیراتی نیاز دارد؟

تعمیر و نگهداری منظم حداقل است: بررسی بصری سالانه پایانه های برق، تمیز کردن فیلترهای تهویه (در صورت نصب)، و بررسی عملکرد کنتاکتور بای پس. SCR ها قطعات متحرک ندارند و سایش ندارند. کنتاکتور بای پس جزء اصلی قابل سرویس است، با عمر مکانیکی معمولاً بیش از یک میلیون عملیات، که به معنای سال‌های خدمت است.

Q8: آیا سافت استارتر هارمونیک در منبع تغذیه ایجاد می کند؟

سافت استارترهای تریستور فقط در طول رمپ های شروع کوتاه و توقف نرم، جریان های هارمونیک تولید می کنند. در طول عملیات بای پس حالت پایدار، موتور جریان سینوسی می کشد، بنابراین هیچ هارمونیک تولید نمی شود. این باعث می‌شود که آنها نسبت به درایوهای AC نسبت به درایوهای AC سازگارتر باشند، که می‌توانند هارمونیک‌های پیوسته تولید کنند مگر اینکه فیلتر شوند.

یک شبکه تامین آب منطقه - مقاوم سازی استارت نرم برای 20 ایستگاه پمپ

پس زمینه

یک سازمان آب منطقه ای در اروپای شرقی شبکه ای از 20 ایستگاه پمپ تقویت کننده راه دور را مدیریت کرد که هر کدام دارای 2 تا 4 پمپ معمولی مستقیم بر روی خط (DOL) از 37 تا 132 کیلووات بود. این ایستگاه ها برای توزیع آب به چندین شهر حیاتی بودند، اما مشکلات مکرر باعث هزینه های عملیاتی غیرقابل قبول و اختلال در خدمات می شد.

چالش

مشکل اصلی برق بود. جریان شروع ناگهانی DOL - تا 7 برابر بار کامل - باعث کاهش شدید ولتاژ در خطوط توزیع ضعیف روستایی شد. این رله حفاظتی قطع شده در پست های مجاور، برق خود ایستگاه پمپ را قطع می کند. این مقام همچنین با هزینه‌های تعمیر و نگهداری مکانیکی بالایی مواجه بود: چکش آب در حین شروع و توقف پمپ که مکرراً درزهای لوله پاره می‌شد و شیرهای بازرسی آسیب می‌دید، در حالی که اعمال گشتاور ناگهانی باعث کاهش طول عمر کوپلینگ و یاتاقان پمپ شد. ایستگاه ها بدون سرنشین بودند و در مناطق دورافتاده قرار داشتند، بنابراین هر تجهیزاتی باید قوی، ساده و قادر به گزارش خطا از راه دور باشد.

چرا کابینت سافت استارتر؟

مرجع هر دو VFD و سافت استارتر را ارزیابی کرد. VFD ها کنترل سرعت را ارائه می کردند اما بیش از حد تلقی می شدند - پمپ ها طوری طراحی شده بودند که با سرعت ثابت در برابر یک منحنی سیستم استاتیک کار کنند، جایی که دریچه های دریچه گاز قبلاً جریان را کاهش می دادند. کابینت‌های استارتر نرم تطابق ایده‌آل را ارائه می‌کنند: آنها نوسانات جریان راه‌اندازی و چکش آب را بدون ایجاد تلفات مداوم درایو یا خنک‌سازی پیچیده حذف می‌کنند.

عوامل کلیدی انتخاب:

●  کنتاکتور بای پس داخلی سافت استارتر به این معنی است که وقتی موتور کار می‌کند، بدون تلفات تریستور نیرو می‌گیرد و تولید گرمای کابینت را در اتاق‌های پمپ بدون تهویه به حداقل می‌رساند.

●  ویژگی توقف نرم به تدریج پمپ را در حین خاموش شدن کاهش می‌دهد و شوک فشاری را که باعث ایجاد چکش آب می‌شود، از بین می‌برد.

●  رابط دیجیتالی ساده کابینت‌ها و اتصال RS485 Modbus مستقیماً در شبکه نوظهور SCADA سازمان یکپارچه شده است و امکان گزارش خطا بدون بازدید از سایت را فراهم می‌کند.

●   کاهش جریان هجومی به این معنی است که مجموعه‌های ژنراتور موجود (که در هنگام قطع شبکه استفاده می‌شوند) می‌توانند همان پمپ‌ها را بدون افت ولتاژ مشکل‌ساز راه‌اندازی کنند و ظرفیت پشتیبان مؤثر را افزایش دهند.

استقرار

بیست کابینت نرم استارت استاندارد شده (رده بندی 45 تا 160 A) ساخته شد، در کارخانه آزمایش شد و در اتاق های پمپ موجود در طی شش ماه نصب شد. هر کابینت شامل یک قطع کننده مدار اصلی، یک استارت نرم با کنتاکتور بای پس، یک رله اضافه بار الکترونیکی، ارتباط Modbus و یک محفظه ضد باران IP54 بود. راه اندازی شامل ورود پارامتر ساده برای زمان و محدودیت جریان رمپ و اتصال یک کابل مدباس به واحد پایانه راه دور ایستگاه بود.

نتایج

●  اختلالات ولتاژ شبکه ناشی از راه‌اندازی پمپ حذف شد. از زمان بهسازی هیچ سفر دیگری در پست پست ثبت نشده است.

●  در سال اول، تعمیرات لوله بیش از ۸۰٪ کاهش یافت، زیرا چکش آب در حین شروع و توقف از طریق پروفایل استارت نرم و توقف نرم حذف شد.

●  تعویض یاتاقان‌ها و مهر و موم پمپ کاهش قابل‌توجهی را نشان دادند که به دلیل راه‌اندازی صاف و با گشتاور کم است.

●  طراحی بای‌پس تضمین می‌کند که اتاق‌های برق حتی در طول کارکرد طولانی پمپ با تقاضای بالا خنک می‌مانند. هیچ خرابی خنک کننده کابینت رخ نداد.

●  این مرجع اکنون وضعیت شروع/توقف بی‌درنگ، جریان شروع و گزارش‌های خطا را از هر ایستگاه در SCADA خود دریافت می‌کند و به جای تماس‌های اضطراری، پاسخ پیش‌بینی‌کننده را امکان‌پذیر می‌کند.

●  بعد از یک سال، این مرجع برنامه را به ده ایستگاه دیگر گسترش داد و کابینه نرم استارت را به عنوان استاندارد خود برای همه پروژه‌های مقاوم‌سازی DOL به نرم استفاده کرد.