Rodzaje softstartów, zasada działania

Softstarty dzięki prostej konstrukcji i dużych możliwościach nadają się do wielu zastosowań. Są urządzeniami niezawodnymi, a ze względu na niskie wymagania konserwacyjne także opłacalnym rozwiązaniem wydłużającym żywotność silników elektrycznych.

Układ rozruchu i sterowania – rola falownika i softstartu

Decyzję o zastosowaniu softstartów lub falowników należy podjąć w zależności od potrzeb. Ponadto ważnymi aspektami są również wymagania mechaniczne systemu, zgodność z obowiązującymi normami, niezawodność układu napędowego oraz poprawa efektywności energetycznej. W przypadku zastosowań wymagających dużej mocy, gdy nie jest wymagana ciągła kontrola przyspieszenia, momentu obrotowego i prędkości, bardziej ekonomicznym rozwiązaniem jest softstart. Jego zaletą jest kompaktowość, ponieważ zajmuje on niewiele miejsca, oraz niski koszt początkowy. Te aspekty sprawiają, że softstarty są tak popularne w wielu branżach i zastosowaniach. Stosowany jest wszędzie tam, gdzie wymagany jest miękki rozruch silników elektrycznych.

Najprostszy softstart 1-fazowy jest zasilany z jednej fazy o napięciu 230 VAC i ma wyjście 1-fazowe 230 V. Jest on używany do zastosowań z małymi silnikami o mocy do 2,2 kW i napięciu znamionowym 230 V. Z kolei falownik (softstart) 3-fazowy jest zasilany trzema fazami 3×400 VAC. Na wyjściu urządzenia znajdują się również trzy fazy o napięciu 400 V. Użytkownik ma możliwość pracy w większym zakresie mocy, który zwykle wynosi od 0,7 kW nawet do 500 kW. 

Softstart — schemat działania

Softstart) to sposób sterownika silnika, który łączy w sobie funkcje rozruchu silnika, łagodnego zatrzymania, oszczędzania energii przy niskim obciążeniu i wiele innych funkcji bezpieczeństwa. Jego głównym elementem jest trójfazowy tyrystor równoległy oraz elektroniczny obwód sterujący połączony szeregowo między źródłem zasilania a sterowanym silnikiem. Obecnie wiele elektronarzędzi nie jest wyposażonych w układ łagodnego rozruchu. Narzędzia takie są wyzwalane przez silne wstrząsy, co prowadzi do zwiększonego zużycia łożysk, przekładni i wszystkich innych ruchomych części. Softstart do elektronarzędzi ogranicza udar prądowy i eliminuje zakłócenia, takie jak spadki napięcia w sieci zasilającej, które mogą wystąpić po włączeniu urządzenia. Dzięki temu nie występują w nich przeciążenia ani nagłe zakłócenia, co tym samym zapobiega ich uszkodzeniom.  Pozwala to uniknąć ryzyka awarii lub trwałego uszkodzenia silnika.

Softstarty są zalecane w szczególności do zastosowań, w których wymagane jest kontrolowane przyspieszenie silnika z ograniczeniem momentu obrotowego do prędkości nominalnej. Ograniczają one prąd rozruchowy, a tym samym moment przełączania poprzez zmniejszenie napięcia silnika. W ten sposób zmniejsza się obciążenie momentu obrotowego mechanicznego układu napędowego w porównaniu z bezpośrednim przełączaniem i niekontrolowanym rozruchem silnika. Zakres ich stosowania obejmuje na przykład napędy taśmowe i schody ruchome, które wymagają nieprzerwanej, bezstopniowej regulacji prędkości oraz ograniczania momentu obrotowego podczas rozruchu i zatrzymywania.

Falownik zapewniający większą oszczędność energii

Falownik zmienia jednocześnie częstotliwość wyjściową i napięcie wyjściowe. Dlatego też może on uruchamiać silnik przy niższym prądzie rozruchowym, a jednocześnie zwiększać moment rozruchowy silnika do momentu maksymalnego, co oznacza, że falownik jest w stanie uruchomić duże obciążenie. Chociaż opcja ta jest początkowo droższa od softstartu, w dłuższej perspektywie prowadzi do znacznie większej redukcji kosztów energii, gdy proces produkcyjny wymaga zmiennych parametrów procesu.

Falownik zapewnia również zgodność z przepisami UE dotyczącymi efektywności energetycznej i umożliwia uzyskanie ogromnych oszczędności kosztów operacyjnych w całym okresie eksploatacji instalacji dzięki znacznie niższemu zużyciu energii. Kolejną zaletą wyboru falownika jest możliwość sterowania prędkością z płynnym przyspieszaniem w całym zakresie pracy silnika. Dzięki temu silnik zapewnia wysoki moment obrotowy nie tylko przy rozruchu, ale także przy wszystkich prędkościach.

Softstart a falownik — do kontroli prędkości obrotowej silników prądu przemiennego

Przyspieszenie obracającego się silnika do prędkości roboczej przy pełnym napięciu sieciowym powoduje wysoki prąd rozruchowy. Ponieważ moment obrotowy trójfazowych silników indukcyjnych zwykle dostosowuje się analogicznie do krzywej rozruchu silnika, podczas rozruchu może wystąpić nadmierny moment obrotowy, który wpływa na elementy mechaniczne układu napędowego, skracając ich żywotność i ostatecznie prowadząc do powstania przedwczesnej awarii. Zapobiegać temu mogą zarówno softstarty, jak i falowniki, które mogą być wykorzystywane do ochrony ważnych systemów i wydłużenia żywotności silników elektrycznych oraz elementów mechanicznych, takich jak sprzęgła i łożyska napędzanych maszyn. W obu przypadkach jest to możliwe dzięki obniżonemu napięciu, co umożliwia płynny rozruch silników elektrycznych z kontrolowanym momentem obrotowym. Różnica między tymi dwiema technologiami polega na sposobie sterowania silnikiem.