ความแตกต่างระหว่าง Soft Starter และ VFD (Variable Frequency Drive)

ไดรฟ์ความถี่แปรผัน (VFDs) และ soft starters เป็นประเภทของอุปกรณ์เริ่มการทำงานของมอเตอร์ที่แตกต่างกัน แม้ว่าการใช้งานคอมโพเนนต์เซมิคอนดักเตอร์จะทำให้เกิดความสับสน ทั้งสองสามารถทำให้มอเตอร์เหนี่ยวนำทำงานและหยุดอย่างปลอดภัย แต่พวกเขามีหลักการการทำงาน ฟังก์ชัน และข้อดีในการใช้งานที่แตกต่างกันอย่างมาก

VFDs ควบคุมแรงดันไฟฟ้าและความถี่เพื่อควบคุมความเร็วของมอเตอร์ได้อย่างไดนามิก เหมาะสำหรับสถานการณ์โหลดที่เปลี่ยนแปลง ในขณะที่ soft starters ใช้วิธีการเพิ่มแรงดันเพื่อลดกระแสเริ่มต้นในระหว่างการเริ่มทำงานโดยไม่ปรับความเร็วหลังจากเปิดใช้งาน ความแตกต่างพื้นฐานนี้กำหนดบทบาทของพวกเขา: VFDs มีประสิทธิภาพในการใช้งานที่ต้องการความละเอียดสูงและประหยัดพลังงาน ในขณะที่ soft starters นำเสนอการเริ่มทำงานที่มีราคาถูกและง่ายสำหรับมอเตอร์ความเร็วคงที่

ก่อนที่จะศึกษาความแตกต่างระหว่าง VFDs และ soft starters จำเป็นต้องระบุคำจำกัดความของมอเตอร์สตาร์ทเตอร์

Motor Starter

มอเตอร์สตาร์ทเตอร์เป็นอุปกรณ์สำคัญที่ออกแบบมาเพื่อเริ่มและหยุดการทำงานของมอเตอร์เหนี่ยวนำอย่างปลอดภัย ระหว่างการเริ่มทำงาน มอเตอร์เหนี่ยวนำจะดึงกระแสเริ่มต้นที่สูง—ประมาณ 8 เท่าของกระแสที่กำหนด—เนื่องจากความต้านทานของขดลวดต่ำ กระแสที่สูงนี้สามารถทำลายขดลวดภายใน ส่งผลให้มอเตอร์มีอายุการใช้งานสั้นลง หรืออาจทำให้ไหม้ได้

มอเตอร์สตาร์ทเตอร์ลดความเสี่ยงนี้โดยลดกระแสเริ่มต้น ปกป้องมอเตอร์จากการกระแทกทางกล (เช่น การกระแทกทันที) และความเสียหายทางไฟฟ้า นอกจากนี้ยังช่วยในการปิดการทำงานอย่างปลอดภัย และมักรวมถึงการป้องกันแรงดันต่ำและการไหลของกระแสเกิน—ทำให้เป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้สำหรับการทำงานของมอเตอร์ที่เชื่อถือได้

Soft Starter

soft starter เป็นมอเตอร์สตาร์ทเตอร์เฉพาะทางที่ลดกระแสเริ่มต้นโดยลดแรงดันที่จ่ายให้มอเตอร์ มันใช้ thyristors สำหรับการควบคุมแรงดัน:

• Thyristor Configuration: คู่ของ thyristors ที่ต่อตรงข้ามกันจัดการกระแสที่ไหลในทิศทางทั้งสอง

• Three-Phase Systems: ต้องการ thyristors 6 ตัวเพื่อลดแรงดันทั่วทั้งสามเฟสพร้อมกัน เพื่อให้การเริ่มทำงานสมดุล

thyristor มีเทอร์มินัลสามตัว: anode, cathode, และ gate กระแสจะถูกบล็อกจนกว่าจะมีแรงดันพัลส์ถูกนำไปที่ gate ซึ่งจะทริกเกอร์ thyristor และอนุญาตให้กระแสผ่าน ปริมาณของกระแสหรือแรงดันที่ thyristor ควบคุมถูกปรับโดยการปรับ firing angle ของสัญญาณ gate—กลไคนี้ลดกระแสเริ่มต้นที่จ่ายให้มอเตอร์ระหว่างการเริ่มทำงาน

เมื่อเริ่มทำงานมอเตอร์ firing angle จะถูกตั้งค่าให้จ่ายแรงดันต่ำ ซึ่งจะเพิ่มขึ้นเมื่อมอเตอร์เร่งความเร็ว เมื่อแรงดันถึงแรงดันสายไฟ มอเตอร์จะได้ความเร็วที่กำหนด ตัว contactor bypass จะถูกนำมาใช้เพื่อจ่ายแรงดันสายไฟโดยตรงระหว่างการทำงานปกติ

ระหว่างการปิดมอเตอร์ กระบวนการจะกลับกัน: แรงดันจะลดลงอย่างค่อยเป็นค่อยไปเพื่อลดความเร็วของมอเตอร์ก่อนที่จะตัดแหล่งจ่ายไฟ เนื่องจาก soft starter ปรับแรงดันเฉพาะระหว่างการเริ่มทำงานและการปิด จึงไม่สามารถปรับความเร็วของมอเตอร์ระหว่างการทำงานปกติ จำกัดการใช้งานเฉพาะสำหรับแอปพลิเคชันความเร็วคงที่

ข้อดีหลักของ soft starter คือ:

• No Harmonic Generation: กำจัดความจำเป็นในการใช้ฟิลเตอร์ฮาร์โมนิคเพิ่มเติม

• Compact Design: ขนาดเล็กกว่า VFDs เนื่องจากมีคอมโพเนนต์น้อยลง ลดค่าใช้จ่ายโดยรวม

VFD (Variable Frequency Drive)

A variable frequency drive (VFD) เป็นมอเตอร์สตาร์ทเตอร์ที่ใช้เซมิคอนดักเตอร์ที่สามารถทำให้มอเตอร์เริ่มและหยุดการทำงานอย่างปลอดภัย และยังให้การควบคุมความเร็วเต็มรูปแบบระหว่างการทำงาน ต่างจาก soft starters VFDs ควบคุมทั้งแรงดันไฟฟ้าและความถี่ เนื่องจากความเร็วของมอเตอร์เหนี่ยวนำเชื่อมโยงโดยตรงกับความถี่ของการจ่ายไฟ VFDs เหมาะสำหรับแอปพลิเคชันที่ต้องการการปรับความเร็วไดนามิก

VFD ประกอบด้วยวงจรหลักสามวงจร: rectifier, DC filter, และ inverter กระบวนการเริ่มต้นด้วย rectifier ที่แปลงแรงดันไฟฟ้า AC จากสายไฟเป็น DC ซึ่งถูกทำให้ราบรื่นโดย DC filter วงจร inverter แล้วจะแปลงแรงดัน DC ที่คงที่กลับเป็น AC โดยระบบควบคุมลอจิกทำให้สามารถปรับความถี่และแรงดันเอาต์พุตได้อย่างแม่นยำ ทำให้ความเร็วของมอเตอร์สามารถเร่งขึ้นอย่างราบรื่นจาก 0 RPM ถึงความเร็วที่กำหนด—และยังสามารถเพิ่มความเร็วโดยเพิ่มความถี่—ให้การควบคุมที่ครอบคลุมต่อคุณสมบัติความเร็วและแรงบิดของมอเตอร์

โดยการเปลี่ยนความถี่ของการจ่ายไฟ VFD ทำให้สามารถปรับความเร็วได้ระหว่างการทำงาน ทำให้เหมาะสมสำหรับแอปพลิเคชันที่ต้องการการปรับความเร็วตามเวลาจริง ตัวอย่างเช่น พัดลมที่ปรับความเร็วตามอุณหภูมิ และปั๊มน้ำที่ตอบสนองต่อแรงดันน้ำขาเข้า เนื่องจากแรงบิดของมอเตอร์มีสัดส่วนตรงกับกระแสและแรงดันที่จ่าย VFD สามารถควบคุมทั้งสองพารามิเตอร์นี้ได้ทำให้สามารถควบคุมแรงบิดได้อย่างละเอียด

ต่างจากสตาร์ทเตอร์แบบดั้งเดิม เช่น DOL (direct-on-line) และ soft starters ซึ่งสามารถทำงานมอเตอร์ที่ความเร็วเต็มหรือหยุดได้เท่านั้น VFDs ทำให้การใช้พลังงานมีประสิทธิภาพมากขึ้นโดยอนุญาตให้มอเตอร์ทำงานที่ความเร็วที่โปรแกรมไว้ แต่ความยืดหยุ่นนี้มาพร้อมกับการแลกเปลี่ยน: VFDs สร้างฮาร์โมนิกบนสายไฟ ทำให้จำเป็นต้องใช้ฟิลเตอร์เพิ่มเติม และวงจรที่ซับซ้อน (ประกอบด้วย rectifiers, filters, และ inverters) ทำให้มีขนาดใหญ่และมีราคาสูง—โดยทั่วไปจะสูงกว่า soft starter สามเท่า