Ein Motor-Softstarter schützt den Motor und andere angeschlossene Geräte vor Schäden durch geregelte Klemmenspannung. Daher ist es ein Gerät, das in Wechselstrommotoren verwendet wird, um die Last und das Drehmoment im Antriebsstrang sowie den elektrischen Stromstoß des Motors beim Starten vorübergehend zu verringern. Dies reduziert die mechanische Belastung der Welle und des Motors sowie die elektrodynamische Belastung der angeschlossenen Stromkabel sowie des Stromverteilungsnetzes. Das Begrenzen des anfänglichen Stromeingangs und das Reduzieren des mit dem Starten des Motors verbundenen mechanischen Stoßes verlängert die Lebensdauer des Systems.

Motorstartmethoden

Es gibt drei grundlegende Motorstartertechnologien:

  1. Direkte Technologie-Starter online (DOL) oder online VorspeisenDiese Starter legen kurz nach dem Motorbefehl sofort den vollen Strom, die Spannung und das Drehmoment an den Motor an. DOL-Methoden arbeiten mit den grundlegendsten Motorstartfähigkeiten.
  2. Sanft VorspeisenDiese Starter werden auch als intelligente Motorsteuerung bezeichnet und verwalten aktiv die Spannung, um die Start- und Stoppstrom- und Drehmomentprofile zu steuern und so die mechanischen und elektrischen Eigenschaften des Motors, den Maschinenbetrieb und die Motorschaltung zu verbessern. Softstarter sind kostengünstig für Anwendungen, bei denen beim Starten und Stoppen die Steuerung des Motors erforderlich ist, da sie im Vergleich zu DOL-Optionen eine erweiterte Steuerung bieten.
  3. Frequenzumrichter (VFD)Treiber mit variabler Frequenz wandeln die Netzwechselspannung in Gleichspannung um und wandeln sie dann vom Motor wieder in simulierte Wechselspannung um. VDFs basieren auf der Motorsteuerung während Start, Laufzeit und Stopp.

Softstart-Anwendung

Softstarter können so konfiguriert werden, dass sie bestimmte individuelle Anwendungsanforderungen erfüllen. Zum Beispiel kann es Druckstöße bei Pumpenanwendungen verhindern und einen reibungslosen Start in Förderbandsystemen ermöglichen, während Spannungen und Rucke an Antriebskomponenten vermieden werden. Lüfter und andere Systeme mit Riemenantrieb können langsam starten und ein Verrutschen verhindern.

Bei elektrischen R / C-Hubschraubern sind weiche Starts zu finden, während sich die Rotorblätter sanft und kontrolliert drehen lassen, anstatt plötzlich zu schwanken. Ein sanfter Start begrenzt den Einschaltstrom, wodurch die Stabilität der Stromversorgung verbessert und transiente Spannungsabfälle reduziert werden, die häufig andere Lasten betreffen. Letztendlich sollten Sie eine Reihe von Fragen stellen, wenn Sie mögliche Überlegungen für Softstarter ermitteln:

  • Benötigt die Anwendung eine Drehzahlregelung, wenn der Motor auf Drehzahl läuft?
  • Muss die Anwendung gestoppt und genau gestartet werden?
  • Ist bei maximaler Drehzahl ein maximales Drehmoment erforderlich?
  • Ist für die Anwendung ein konstantes Drehmoment erforderlich?
  • Was sind die Größen-, Wärme- und Kostenaspekte?
  • Gibt es Oberschwingungen und Installationsprobleme?

Wie funktioniert ein Softstarter?

Halbleiterbauelemente werden von Festkörper-Softstartern verwendet, um die Motorklemmenspannung auch vorübergehend zu reduzieren. Dies bietet Kontrolle über den Motorstrom, um den Einschaltstrom zu reduzieren und das Wellendrehmoment zu begrenzen. Die Steuerung basiert auf der Steuerung der Spannung der Motorklemmen in zwei oder drei Phasen. Durch die Begrenzung der Motorspannung wird das Drehmoment verringert, das für den allmählichen Start der Last vorgesehen ist.

Es gibt drei Möglichkeiten, den Motor zu starten:

  • Teilwicklungsstarter-Anwendung: Spartransformator-Starter
  • Absenken der reduzierten Spannung: Softstarter und Star Delta Starter
  • Zeitraffer-Anwendung der vollen Ladespannung: Direkter Online-Start

Vorteile der Wahl eines Softstarters

Die Vorteile der Verwendung eines Sanftstarters sind häufig die wirtschaftlichste Option für Anwendungen, bei denen während des Startvorgangs eine Drehzahl- und Drehmomentregelung erforderlich ist. Darüber hinaus sind sie eine ideale Antwort für Anwendungen, bei denen es um Platz geht, da sie im Vergleich zu Frequenzumrichtern weniger Platz beanspruchen.

Steuertypen mit Sanftanlasser

Es gibt zwei Haupttypen der Steuerung, die weiche Starter verwenden:

  • Regelung

    Mit dem Anlasser werden Motorleistungseigenschaften wie überwachte Drehzahl, Stromaufnahme oder Startspannung nach Bedarf geändert, um eine erwartete Reaktion zu erzeugen. Der Strom in jeder Phase wird überwacht. Folglich kann die Spannungszeitrampe anhalten, wenn Sie einen bestimmten Sollwert überschreiten.
  • Steuerung öffnen

    Eine Startspannung wird unabhängig von der Motordrehzahl oder dem aufgenommenen Strom allmählich angelegt. Für jede Phase, in der die SCRs anfänglich mit einer Verzögerung von 180 Grad im Verlauf der jeweiligen Halbwellenzyklen (wobei jeder SCR leitet) durchgeführt werden, sind zwei SCRs hintereinander verbunden. Die Verzögerung nimmt mit der Zeit allmählich ab, bis die angelegte Spannung auf die volle Versorgungsspannung ansteigt. Dies wird auch als Zeitspannungsrampensystem bezeichnet. Selbst dann ist diese Methode nicht relevant, da sie die Beschleunigung des Motors nicht steuert.

Komponenten eines Basic Soft Starters

  • Steuern Sie die Logik mit PID-Reglern oder Mikrocontrollern sowie mit einer anderen Logik, um das Anlegen der Gate-Spannung zu steuern, die mit dem SCR verbunden ist. Das heißt, um die SCRs den Zündwinkel zu steuern, damit die SCRs im empfohlenen Teil des Versorgungsspannungszyklus leiten können.
  • Leistungsschalter wie SCRs, die eine Phasensteuerung benötigen, um jeden Teil des Zyklus anzuwenden. Zum Beispiel erfordert eine weitere dreiphasige Ausführung zwei SCRs für jede Phase, die nebeneinander angeschlossen werden müssen. Schaltgeräte müssen mindestens dreimal so hoch sein wie die Netzspannung.

Nachfolgend finden Sie ein Beispiel eines elektronischen Sanftanlaufsystems für einen Drehstrom-Induktionsmotor. Das System besteht aus zwei aufeinanderfolgenden SCRs für jede Phase, was insgesamt 6 SCRs ergibt. Die Steuerlogikschaltung in Form von zwei Komparatoren erzeugt die Spannung und den Rampenpegel sowie einen Optoisolator, der das Anlegen der Gate-Spannung an jede der Phasen des SCR steuert. Ein Stromversorgungskreis wird dann verwendet, um die erforderliche Gleichspannungsversorgung bereitzustellen.

Vorteile des Sanftstarters

Ein Softstarter bietet mehrere Vorteile, die ihn in verschiedenen Konfigurationen bevorzugen. Dies sind einige der Hauptvorteile des Softstarters:

  • Verbesserte Effizienz – Das Sanftanlaufsystem bietet aufgrund der niedrigen Zustandsspannung mehr Effizienz bei Verwendung der Halbleiterschalter.
  • Kontrollierter Start – Sanftanlasser ermöglichen eine reibungslose Steuerung des Anlaufstroms durch einfaches Ändern der Anlaufspannung und sorgen so für einen reibungslosen Start des Motors ohne Ruckeln.
  • Reduzierte Größe und Kosten – Die Verwendung von Halbleiterschaltern garantiert dies.
  • Kontrollierte Beschleunigung – Reibungslose Steuerung der Motorbeschleunigung.

Wann verwenden Sie einen Softstarter?

Softstarter können in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt werden. Sie umfassen Folgendes:

  • Anwendungen mit mittlerem oder niedrigem Anlaufdrehmoment. Drehmomentregelung und Drehzahlanstieg sind beim Anhalten oder Starten erforderlich. Eine schrittweise Steuerung wird empfohlen, um Spannungs- und Drehmomentspitzen im mechanischen System zu vermeiden, die mit dem Starten des Geräts verbunden sind. Dazu gehören Zahnräder, Riemenantriebe, Förderer und Kupplungen.
  • Anwendungen, die wenig Last haben.
  • Steuern Sie hohe Einschaltströme, die mit dem Starten eines großen Motors verbunden sind und begrenzt werden sollten, um Strafgebühren oder Netzprobleme zu vermeiden.
  • Weiche Starter minimieren mechanische Schäden und Systemverschleiß, indem sie potenzielle Druckstöße in Rohrleitungssystemen verhindern, wenn sich die Flüssigkeit schnell ändert.
  • Energieüberwachung.
  • Wenig oder keine Geschwindigkeitsregelung im Run-Modus.

Steuerungen bieten im Allgemeinen je nach Motoranwendung unterschiedliche Funktionen. Daher sind sie entscheidend dafür, dass der Motor unter Niederspannungsbedingungen startet, Mehrgeschwindigkeits- oder Rückwärtsregelungsvorgänge ermöglicht, Schutz vor Überlast und Überstromfehlern bietet und eine breite Palette von Funktionen ausführt.