ما هي طريقة توصيل السوفت ستارت و فكرة عمله؟ جهاز متحكم كهربائي مهم يستخدم في تشغيل المحركات ذو القدرات العالية للتخلص من تيار الاقلاع الناتج عند لحظة تشغيل المحرك الكهربائي.

سنتعرف في موضوعنا هذا عن أحد أهم طرق تشغيل المحركات الكهربائية بواسطة جهاز المتحكم سوفت ستارتر، فـ ما هو السوفت ستارتر وما فكرة عمله؟

ما هو السوفت ستارتر؟

السوفت ستارتر (بالإنجليزية: Soft Starter) هو جهاز متحكم يعمل على التخلص أو تخفيض قيمة تيار بدء التشغيل للمحركات الكهربائية AC، ويستخدم بشكل خاص للمحركات الكهربائية ذو القدرات 5 حصان حتى 1000 حصان حسب ما هو متوفر في السوق من قدرات قياسية. ويطلق على السوفت ستارتر أيضاً بجهاز المقلع الناعم.

والهدف الأساسي من تركيب جهاز السوفت ستارتر للمحركات الكهربائية ذو القدرات العالية، هو التخلص من تيار الإقلاع العالي لحظة التشغيل، ولكن إذا تم توصيل المحرك بالطريقة المباشرة DOL، سوف يتسبب ذلك في توليد تيار عالي جداً لحظة الإقلاع تتراوح من 3 إلى 8 أضعاف التيار الطبيعي لحظة التشغيل.

بينما في طريقة ستار دلتا تحدث مشكلة وجود الارتفاع النبضي للتيار لحظة التحول من ستار إلى دلتا، لذلك يعد جهاز السوفت ستارتر الخيار الأمثل مقارنة مع الطرق التقليدية في حل ومعالجة مشكلة ارتفاع التيار بشكل نهائي. ويستخدم مع المحركات ذو القدرات العالية التي تتكرر فيها عدد مرات التشغيل والفصل وبها تيار إقلاع عالي جداً، بينما مع المحركات الصغيرة نستخدم التوصيل المباشر أو ستار دلتا حسب القدرة.

فكرة عمل السوفت ستارتر

يقوم جهاز المقلع الناعم أو السوفت ستارتر بالتحكم في الجهد المغذي للمحرك الكهربائي تدريجياً بواسطة عنصر الثايرستور SCR على فترة زمنية محددة (وهذه الفترة قد تكون 10 ثواني- 20 ثانية- 30 ثانية وأكثر حسب قدرة المحرك الكهربائي) حتى يصل إلى كامل سرعته.

وبذلك يتخلص الجهاز من تيار الإقلاع العالي، وبالتزامن مع انتهاء الفترة الزمنية ووصوله للسرعة الكاملة، يدخل الكونتاكتور الالتفافي بالدائرة مع خروج وحدة الثايرستور عن العمل، وبهذا يستمر عمل المحرك بكامل قدرته دون حدوث أي تغيرات مفاجئة بالتيار أو العزم.

ملحوظة مهمة: يعمل السوفت ستارتر في الغالب على تشغيل المحرك بشكل تدريجي وبنعومة فقط، ولكن هناك أجهزة مخصصة تعمل على التشغيل والإيقاف التدريجي معاً.

مميزات استخدام جهاز السوفت ستارتر

• تخفيض تيار الإقلاع لحظة تشغيل المحرك إلى قيمة يمكن للملفات تحملها.
• يحافظ على استقرار جهد شبكة الكهرباء.
• يساهم في توفير الطاقة الكهربائية المغذية للمحرك.
• مع التخلص من تيار الإقلاع العالي، يمكنك توصيل كابل بمساحة مقطع صغير ومناسب حسب قدرة المحرك.
• سهول توصيله ولا يحتاج إلى الكثير من التوصيلات كـ دائرة ستار دلتا.
• يعمل على زيادة سرعة المحرك بشكل تدريجي وناعم، بعكس دائرة ستار دلتا.

بهذا نكون قد وضعنا لكم في مقال ما هو السوفت ستارتر وفكرة عمله؟ بعض المعلومات التعريفية عنه، ولماذا يستخدم، وما مميزاته عن الطرق التقليدية (دائر ستار دلتا/ التوصيل المباشر) المتبعة في توصيل المحرك الكهربائي.

مكونات جهاز السوفت ستارتر، نستعرض لكم المكونات الأساسية لجهاز المتحكم الكهربائي “السوفت ستارتر” الذي يعد من أبرز أحد الطرق المستخدمة في إقلاع المحركات الكهربائية.

سنتعرف في هذا المقال على أهم ما يوجد داخل جهاز المقلع الناعم.

 

مكونات جهاز السوفت ستارتر

يتكون المقلع الناعم (السوفت ستارتر) عمومًا من الأجزاء الآتية:

• لوحة كهربائية مطبوعة (PCB).
• البالوعة الحرارية (Heat sink) ومراوح التبريد.
• الثايرستورات (Thyristors).
• الغلاف الخارجي.

اللوحة الكهربائية المطبوعة (PCB)

تحتوي اللوحة على قطع إلكترونية لتكوين دارات التحكم بزاوية الإشعال أو القدح للثايرستور، بناء على الجهد والتيارات المرجعية، ولحساب القيم المختلفة، كمعامل القدرة، وقيمة القدرة الفعالة، إضافة إلى بعض الخواص الأخرى مثل: مراقبة وحماية المحرك الكهربائي. ويتم التحكم في المنظومة عن طريق المعالج الدقيق.

البالوعة الحرارية (Heat sink) ومراوح التبريد

تكون على شكل قطعة من المعدن عادة ألمنيوم لها ريش معدنية، من أجل زيادة مساحة السطح الملامسة للهواء، ووظيفتها تبديد الحرارة وتسريبها إلى الوَسَط المحيط، بهدف تبريد القطع الإلكترونية المختلفة، ولا سيما الثايرستورات التي تولد حرارة عالية، نتيجة مرور تيارات عالية من خلالها.

للبالوعة الحرارية دور مهم في الحفاظ على سلامة القطع الإلكترونية وعدم تلفها أو احتراقها؛ ولزيادة فعالية البالوعة الحرارية في تبديد الحرارة يمكن تركيب مراوح كهربائية صغيرة تقوم بتحريك الهواء، للوصول إلى تبريد أفضل وأسرع.

الثايرستورات (Thyristors)

تصنع الثايرستورات من أشباه الموصلات على شكل قطع إلكترونية، يوصل كل زوج منها بشكل متعاكس، ويوضع كل زوج بالتوالي مع أحد الفازات الواصلة إلى المحرك.

وباستخدام الثايرستورات يمكن زيادة أو إنقاص الجهد الواصل للمحرك بشكل تدريجي، من أجل تحقيق إقلاع وإيقاف ناعمين، ويتم ذلك بالتحكم في زاوية الإشعال للثايرستور تتحكم في مدة الوصل والفصل.

الغلاف الخارجي

يصنع الغلاف أو الأطار الخارجي للسوفت ستارتر من البلاستيك أو المعدن أو الأثنين معاً، ووظيفته حماية الأجزاء الداخلية من التلف الميكانيكي أو الكهربائي، إضافة إلى حماية المكونات الداخلية ولا سيما اللوحات الإلكترونية من الغبار والأوساخ.

وبما أنه لا يتمتع بدرجة حماية IP عالية، يفضل حينها وضعه داخل خزانة، كالتي تحتوي على اللوحات الكهربائية من أجل حماية أفضل.

كيف يعمل السوفت ستارتر؟

كيف يعمل السوفت ستارتر؟ يستخدم جهاز السوفت ستارتر كأحد طرق تشغيل المحركات الكهربائية بحيث يتخلص من تيار البدء العالي بواسطة التشغيل التدريجي، وللسوفت ستارتر مسمى آخر وهو المقلع الناعم.

نستعرض لكم آليه عمل جهاز المقلع الناعم؟

ما هو السوفت ستارتر (Soft Starter)؟

السوفت ستارتر أو المقلع الناعم هو جهاز يتحكم في بدء إقلاع المحرك إلكترونيا وذلك بالضبط الدقيق لعزم بدء الحركة، والتحكم بتمرير جهد منخفض ثم يرفع هذا الجهد تدريجياً أن يصل إلى قيمته المقننة، ما ينتج عن ذلك خفض تيار البدء لحظة التشغيل.

يعد جهاز المقلع الناعم الخيار الأفضل للتحكم في تشغيل وإيقاف المحركات الكهربائية، لكنه لا يتفوق على جهاز VFD.

ملحوظة مهمة: يمكن لبعض بادئات الحركة الناعمة أن توفر إمكانية إيقاف الحركة بشكل تدريجي وناعم أيضاً وليس جميعها.

كيف يعمل السوفت ستارتر؟

على العكس مع بدء الحركة التقليدية (التشغيل المباشر/ ستار دلتا)، فإن المقلع الناعم يسمح بالضبط الدقيق لعزم بدء الحركة، لتلاشى الهزات الميكانيكية التي تكون سبب التآكل وزيادة معدلات الصيانة.

ويعتمد عمله على تمرير طاقة كهربائية بجهد منخفض، ثم يرفع هذا الجهد تدريجياً إلى أن يصل إلى قيمته المقننة؛ بالتالي تخفيض تيار بدء الحركة، ثم خفض تسارع الدوران العالي الذي قد يسبب إتلاف المحرك والمعدات التي يقودها.

وتتم عملية تخفيض جهد المصدر الواصل للمحرك بواسطة ثايرستورات بداخل المقلع الناعم، وتعرف الثاريرستورات بأنها عناصر إلكترونية مصنوعة من أشباه الموصلات، وهي المسؤولة عن زيادة أو إنقاص الجهد الواصل للمحرك بشكل تدريجي من أجل تحقيق إقلاع وإيقاف ناعمين كما في بعض الأنواع.

ويتم ذلك بالتحكم في زاوية الإشعال للثايرستور التي تتحكم في زمن التوصيل والقطع، فمثلاً عند إقلاع المحرك تكون زاوية الإشعال كبيرة، والجهد الواصل قليلاً، ثم يبدأ بزيادة الجهد تدريجياً حسب زمن منحدر البدء عن طريق تقليل زاوية الإشعال شيئا فشيئا، حتى يصل إلى السرعة المطلوبة أو المقننة.