Dutch 
English 
French 
German 
Spanish 
Portuguese 
Italian 
Russian 
Chinese 
Japanese 
Korean 
Indonesian 
Thai 
Vietnamese 
Arabic 
Turkish 
Hebrew 
Hindi 
In grote industriële omgevingen zoals de ijzer- en staalindustrie, de mijnbouw en de chemische industrie worden wisselstroommotoren met vermogens van enkele honderden kilowatts tot enkele megawatts veelvuldig gebruikt. Het opstarten van deze motoren gebeurt echter zelden direct met de volspanningsstartmethode; in plaats daarvan worden doorgaans softstarters gebruikt. Waarom kunnen zulke grote wisselstroommotoren niet direct starten zoals kleine huishoudelijke motoren? Welke cruciale rol speelt de softstarter in het opstartproces?
De belangrijkste reden waarom grote industriële wisselstroommotoren softstarters nodig hebben, ligt in de tegenstrijdigheid tussen hun eigen startkarakteristieken en het industriële voedingssysteem. Softstarters lossen de vele risico's op die gepaard gaan met starten op volle spanning door de startparameters geleidelijk aan te passen. Deze parameters kunnen vanuit drie perspectieven worden bekeken: de motor zelf, het voedingssysteem en het productieproces.
1. Onderdruk de inschakelstroom bij het opstarten en bescherm de motorwikkelingen en isolatie.
De aanloopstroom (ook wel inschakelstroom genoemd) van een wisselstroommotor is 5 tot 7 keer de nominale stroom. Deze eigenschap komt voort uit het elektromagnetische principe op het moment dat de motor start: bij het starten draait de rotor nog niet, de snelheid waarmee de statorwikkelingen het magnetische veld doorsnijden is nul en er kan geen tegen-elektromotorische kracht ontstaan. Op dat moment beperken de wikkelingen de stroom alleen met hun eigen weerstand, en de gelijkstroomweerstand van de motorwikkelingen is meestal extreem klein, wat leidt tot een scherpe stroompiek. Bij kleine motoren (zoals ventilatormotoren van een paar honderd watt) zal deze kortstondige inschakelstroom geen duidelijke schade veroorzaken. De wikkeldraden van grote motoren zijn echter dikker en hebben meer windingen, waardoor de enorme inschakelstroom een sterke elektrische kracht genereert. Dit kan leiden tot vervorming van de wikkelingen en plaatselijke beschadiging van de isolatielaag. Tegelijkertijd zorgt het thermische effect van de stroom ervoor dat de temperatuur van de wikkelingen onmiddellijk stijgt, waardoor de isolatie sneller veroudert en de levensduur van de motor wordt verkort.
Softstarters verhogen geleidelijk de spanning op de statorwikkelingen van de motor via vermogenselektronica zoals thyristoren en IGBT's. Hierdoor neemt het toerental van de rotor langzaam toe en wordt de tegen-elektromotorische kracht geleidelijk opgebouwd. Op deze manier wordt de aanloopstroom binnen een bereik van 1,5 tot 2,5 keer de nominale stroom gehouden, waardoor schade aan de motorstructuur en isolatie door stroompieken wordt voorkomen.
2. Stabiliseer de netspanning en voorkom dat de werking van andere apparatuur wordt beïnvloed.
De aanloopstroom bij volspanning van grote industriële wisselstroommotoren kan duizenden of zelfs tienduizenden ampère bedragen. Zo'n enorme stroom veroorzaakt een aanzienlijke spanningsval over de impedantie van het net. Volgens de wet van Ohm is de spanningsval ΔU = I × R (waarbij I de aanloopstroom is en R de netimpedantie). Een grote spanningsval in korte tijd kan een plotselinge daling van de netspanning in de gehele werkplaats of zelfs het fabrieksterrein veroorzaken. Deze spanningsschommeling kan ernstige gevolgen hebben voor andere apparatuur op hetzelfde net: precisie-instrumenten kunnen meetfouten vertonen of uitvallen door een instabiele spanning; verlichtingssystemen kunnen direct dimmen; andere motoren kunnen stilvallen door onvoldoende spanning en daardoor de wikkelingen beschadigen. In industriële omgevingen met gevoelige belastingen (zoals PLC-besturingssystemen en frequentieomvormers) kunnen ernstige schommelingen in de netspanning ook leiden tot storingen in de besturingssystemen en productieongevallen veroorzaken.
Door de uitgangsspanning geleidelijk aan te passen, zorgt de softstarter ervoor dat de aanloopstroom langzaam toeneemt. Hierdoor wordt de impact van de aanloopstroom op het elektriciteitsnet effectief verminderd, blijft de spanningsval binnen de toelaatbare marge (meestal niet meer dan 10%) en wordt de stabiliteit van de netspanning en de normale werking van andere elektrische apparatuur gewaarborgd.
3. Mechanische impact verminderen en het transmissiesysteem en het productieproces beschermen
Grote wisselstroommotoren drijven doorgaans zware lasten aan, zoals ventilatoren, waterpompen, brekers en transportbanden. Bij het starten met volledige spanning springt het motortoerental van stilstand naar het nominale toerental in een oogwenk, wat een sterke mechanische impact op de apparatuur veroorzaakt. Deze impact werkt in op transmissiecomponenten zoals koppelingen, reductoren en lagers, wat leidt tot ernstige slijtage, losraken of zelfs breuk van de componenten, waardoor de onderhoudskosten en de stilstandtijd van de apparatuur toenemen. Tegelijkertijd beïnvloedt de mechanische impact ook de stabiliteit van het productieproces: in de chemische industrie kan de plotselinge start van een waterpomp bijvoorbeeld een plotselinge drukstijging in de leiding veroorzaken, met als gevolg leidingbreuk of lekkage van het medium; in de mijnbouw kan de plotselinge impact van een breker materiaalophoping veroorzaken en de productie-efficiëntie beïnvloeden.
De softstarter zorgt ervoor dat het motortoerental soepel vanaf 0 toeneemt en dat de belastingapparatuur geleidelijk op gang komt. Dit voorkomt mechanische schokken, verlengt de levensduur van het aandrijfsysteem en waarborgt de continuïteit en stabiliteit van het productieproces.
Samenvatting
De softstarter voor grote industriële wisselstroommotoren is geen overbodig hulpmiddel, maar een essentieel onderdeel om de tegenstrijdigheid tussen de startkarakteristieken van de motor en het industriële systeem op te lossen. Door de drie belangrijkste functies – het onderdrukken van stroompieken, het stabiliseren van de netspanning en het verminderen van mechanische schokken – beschermt de softstarter niet alleen de veilige werking van de motor en de bijbehorende apparatuur, maar waarborgt hij ook de stabiliteit van het productieproces. Het is een belangrijke garantie voor de veilige en efficiënte werking van wisselstroommotoren in grootschalige industriële omgevingen.
