लौह और इस्पात, खनन और रासायनिक अभियांत्रिकी जैसे बड़े औद्योगिक क्षेत्रों में, कई सौ किलोवाट से लेकर कई मेगावाट तक की क्षमता वाले एसी मोटरों का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। हालांकि, इन्हें चालू करने के लिए सीधे "पूर्ण-वोल्टेज स्टार्टिंग" विधि का उपयोग कम ही किया जाता है; इसके बजाय, आमतौर पर सॉफ्ट स्टार्टर लगाए जाते हैं। घरेलू मोटरों की तरह इतनी बड़ी एसी मोटरें सीधे चालू होने पर क्यों नहीं चल पातीं? स्टार्टिंग प्रक्रिया में सॉफ्ट स्टार्टर की क्या महत्वपूर्ण भूमिका होती है?
बड़े औद्योगिक एसी मोटरों को सॉफ्ट स्टार्टर की आवश्यकता का मूल कारण उनकी स्वयं की स्टार्टिंग विशेषताओं और औद्योगिक विद्युत आपूर्ति प्रणाली के बीच तालमेल की कमी है। सॉफ्ट स्टार्टर, स्टार्टिंग मापदंडों को धीरे-धीरे समायोजित करके पूर्ण-वोल्टेज स्टार्टिंग से उत्पन्न होने वाले कई खतरों को दूर करते हैं। इन मापदंडों का विश्लेषण तीन आयामों से किया जा सकता है: मोटर, विद्युत आपूर्ति प्रणाली और उत्पादन प्रक्रिया।
1. स्टार्टिंग इनरश करंट को दबाएँ और मोटर वाइंडिंग और इन्सुलेशन की सुरक्षा करें
एसी मोटर का स्टार्टिंग करंट (जिसे इनरश करंट भी कहते हैं) उसके रेटेड करंट से 5-7 गुना अधिक होता है। यह विशेषता मोटर के स्टार्ट होने के समय के विद्युत चुम्बकीय सिद्धांत से उत्पन्न होती है: स्टार्ट करते समय, रोटर अभी तक घूमा नहीं होता है, स्टेटर वाइंडिंग द्वारा चुंबकीय क्षेत्र को काटने की गति शून्य होती है, और बैक इलेक्ट्रोमोटिव फोर्स स्थापित नहीं हो पाता है। इस समय, वाइंडिंग केवल अपने प्रतिरोध पर निर्भर होकर करंट को सीमित करती हैं, और मोटर वाइंडिंग का डीसी प्रतिरोध आमतौर पर बहुत कम होता है, जिससे करंट में अचानक वृद्धि होती है। छोटी मोटरों (जैसे कुछ सौ वाट के पंखे) के लिए, यह अल्पकालिक इनरश करंट कोई स्पष्ट क्षति नहीं पहुंचाता है। हालांकि, बड़ी मोटरों के वाइंडिंग तार मोटे होते हैं और उनमें अधिक घुमाव होते हैं, और भारी इनरश करंट से तीव्र विद्युत बल उत्पन्न होता है, जिससे वाइंडिंग में विकृति और इन्सुलेशन परत में स्थानीय खराबी आ सकती है। साथ ही, करंट के तापीय प्रभाव से वाइंडिंग का तापमान तुरंत बढ़ जाता है, जिससे इन्सुलेशन की आयु तेजी से घटती है और मोटर का सेवा जीवन कम हो जाता है।
सॉफ्ट स्टार्टर, थायरिस्टर और आईजीबीटी जैसे पावर इलेक्ट्रॉनिक घटकों के माध्यम से मोटर स्टेटर वाइंडिंग पर लगाए गए वोल्टेज को धीरे-धीरे बढ़ाते हैं, जिससे रोटर की गति धीरे-धीरे बढ़ती है और इसके परिणामस्वरूप बैक इलेक्ट्रोमोटिव फोर्स धीरे-धीरे स्थापित होता है। इस प्रकार, स्टार्टिंग करंट को रेटेड करंट के 1.5-2.5 गुना के दायरे में नियंत्रित किया जाता है, जिससे करंट के झटके से मोटर की संरचना और इन्सुलेशन को होने वाले नुकसान से बचा जा सकता है।
2. बिजली ग्रिड वोल्टेज को स्थिर करें और अन्य उपकरणों के संचालन को प्रभावित होने से बचाएं।
बड़े औद्योगिक एसी मोटरों का पूर्ण-वोल्टेज स्टार्टिंग करंट हजारों या यहां तक कि दसियों हजार एम्पीयर तक पहुंच सकता है। इतना अधिक करंट बिजली आपूर्ति लाइन के प्रतिबाधा पर महत्वपूर्ण वोल्टेज ड्रॉप उत्पन्न करेगा। ओम के नियम के अनुसार, लाइन वोल्टेज ड्रॉप ΔU = I × R (I स्टार्टिंग करंट है, R लाइन प्रतिबाधा है)। थोड़े समय में भारी वोल्टेज ड्रॉप से पूरे वर्कशॉप या यहां तक कि कारखाने के क्षेत्र के ग्रिड वोल्टेज में अचानक गिरावट आ सकती है। इस वोल्टेज उतार-चढ़ाव का उसी पावर ग्रिड में लगे अन्य उपकरणों पर गंभीर प्रभाव पड़ेगा: सटीक उपकरणों में माप त्रुटियां हो सकती हैं या अस्थिर वोल्टेज के कारण वे बंद हो सकते हैं; प्रकाश व्यवस्था तुरंत मंद हो जाएगी; अपर्याप्त वोल्टेज के कारण अन्य मोटरें रुक सकती हैं और फिर वाइंडिंग जल सकती हैं। संवेदनशील लोड (जैसे पीएलसी नियंत्रण प्रणाली और आवृत्ति कनवर्टर) वाले औद्योगिक परिदृश्यों में, ग्रिड वोल्टेज में गंभीर उतार-चढ़ाव नियंत्रण प्रणाली में खराबी पैदा कर सकते हैं और उत्पादन दुर्घटनाओं को जन्म दे सकते हैं।
आउटपुट वोल्टेज को सुचारू रूप से समायोजित करके, सॉफ्ट स्टार्टर स्टार्टिंग करंट को धीरे-धीरे बढ़ाता है, जिससे पावर ग्रिड पर स्टार्टिंग करंट का प्रभाव प्रभावी रूप से कम हो जाता है, लाइन वोल्टेज ड्रॉप को अनुमेय सीमा (आमतौर पर 10% से अधिक नहीं) के भीतर नियंत्रित किया जाता है, और ग्रिड वोल्टेज की स्थिरता और अन्य विद्युत उपकरणों के सामान्य संचालन को सुनिश्चित किया जाता है।
3. यांत्रिक प्रभाव को कम करना और संचरण प्रणाली तथा उत्पादन प्रक्रिया की सुरक्षा करना।
बड़े एसी मोटर आमतौर पर पंखे, वाटर पंप, क्रशर और कन्वेयर जैसे भारी उपकरणों को चलाने के लिए उपयोग किए जाते हैं। पूर्ण वोल्टेज पर चालू होने के दौरान, मोटर की गति स्थिर अवस्था से लेकर निर्धारित गति तक अचानक बढ़ जाती है, जिससे लोड उपकरण पर तीव्र यांत्रिक प्रभाव पड़ता है। यह प्रभाव कपलिंग, रिड्यूसर और बेयरिंग जैसे ट्रांसमिशन घटकों पर पड़ता है, जिससे इनमें अत्यधिक घिसाव, ढीलापन या टूट-फूट हो सकती है, जिसके परिणामस्वरूप उपकरण के रखरखाव की लागत और कार्य में रुकावट बढ़ जाती है। साथ ही, यह यांत्रिक प्रभाव उत्पादन प्रक्रिया की स्थिरता को भी प्रभावित करता है: उदाहरण के लिए, रासायनिक उत्पादन में, वाटर पंप के अचानक चालू होने से पाइपलाइन में दबाव अचानक बढ़ सकता है, जिससे पाइपलाइन फट सकती है या माध्यम का रिसाव हो सकता है; खनन में, क्रशर के अचानक चलने से सामग्री अवरुद्ध हो सकती है और उत्पादन क्षमता प्रभावित हो सकती है।
सॉफ्ट स्टार्टर मोटर की गति को 0 से धीरे-धीरे बढ़ाता है, और लोड उपकरण तदनुसार धीरे-धीरे चालू होता है, जिससे यांत्रिक झटके लगने से बचा जा सकता है, ट्रांसमिशन सिस्टम का सेवा जीवन लंबा होता है, और उत्पादन प्रक्रिया की निरंतरता और स्थिरता सुनिश्चित होती है।
सारांश
बड़े औद्योगिक एसी मोटरों का सॉफ्ट स्टार्टर एक अनावश्यक सहायक उपकरण नहीं है, बल्कि मोटर के स्टार्टिंग गुणों और औद्योगिक प्रणाली के बीच सामंजस्य स्थापित करने वाला एक महत्वपूर्ण उपकरण है। करंट के प्रभाव को कम करने, पावर ग्रिड वोल्टेज को स्थिर करने और यांत्रिक प्रभावों को कम करने के तीन प्रमुख कार्यों के माध्यम से, यह न केवल मोटर और संबंधित उपकरणों के सुरक्षित संचालन की रक्षा करता है, बल्कि उत्पादन प्रक्रिया की स्थिरता भी सुनिश्चित करता है। यह बड़े औद्योगिक परिदृश्यों में एसी मोटरों के सुरक्षित और कुशल संचालन की एक महत्वपूर्ण गारंटी है।




