Pehmokäynnistimet edelleen vaihtovirtamoottoreiden ensisijainen käynnistysratkaisu

Tänä päivänä yksi useimmin esitetty kysymys käyttötekniikan markkinoilla on: ”Miksi käyttää pehmokäynnistintä, kun taajuusmuuttajat (VSD) hoitavat saman tehtävän kilpailukykyiseen hintaan?” Pehmokäynnistinten valmistajille tämä kysymys voisi olla haasteellinen. Kukaan ei kuitenkaan ole huolissaan, sillä on useita syitä sille, miksi pehmokäynnistimet ovat yhä ensisijainen ratkaisu kiinteänopeuksisten moottorien käynnistykseen.

Isossa-Britanniassa hinta ja helppokäyttöisyys ohjaavat pehmokäynnistimien hankintaan

Kilpailukykyisillä markkinoilla, kuten Iso-Britanniassa, ensisijainen syy pehmokäynnistimen käyttöön on hinta. On totta, että ohjausteholuokan alemmassa päässä – 1 kW:sta 5 kW:iin – pehmokäynnistimen ja taajuusmuuttajan hintaero on vähäinen. Kuitenkin tämä teholuokka ei ole pehmokäynnistimien käytön kannalta edustava, sillä suurin osa sovelluksista koskee huomattavasti suurempia moottoreita. Ja juuri näissä sovelluksissa pehmokäynnistimet erottuvat edukseen kustannustehokkuudellaan. Yli 5 kW:n tehoalueella hintaero kasvaa eksponentiaalisesti pehmokäynnistimien eduksi: esimerkiksi Motortronics UK:n QFE-yksikön hinta on noin 33 % vastaavan tehoisesta taajuusmuuttajasta 22 kW:n tehoalueella ja vain 20 % vastaavasta 100 kW:n yksiköstä.

Motortronics UK:n QFE-yksikön tapauksessa tätä luontaista kustannusetua tukee myös mahdollisuus kytkeä yksikkö suoraan vaihtovirtamoottorin Delta-kytkentään, mikä pienentää kyseiseen moottoritehoon tarvittavan pehmokäynnistimen kokoa. Esimerkiksi: jos 7,5 kW:n moottori kytketään "linjaan", tarvitaan Motortronics UK:n QFE-pehmokäynnistin (7,5 kW). Mutta "Delta-kytkennässä" voidaan käyttää huomattavasti pienempää 4 kW:n yksikköä, mikä tuo käyttäjälle merkittäviä kustannussäästöjä. On siis selvää, että kiinteänopeuksisten moottorien käynnistyksessä pehmokäynnistimet ovat edelleen kustannustehokkain valinta.

On kuitenkin muitakin painavia syitä valita pehmokäynnistin: helppo käyttö ja asennus (linjaan kytkettävä QFE-yksikkö tarvitsee vain kolme johdinta) sekä erikoistoiminnot, joita ei ole saatavilla taajuusmuuttajissa.

Motortronicsin pehmokäynnistimien edistykselliset turvaratkaisut

Vaikka nykymarkkinoiden huomio keskittyy yhä enemmän taajuusmuuttajien tarjoamaan korkeaan toimintotasoon, tämä ei anna täysin oikeaa kuvaa, sillä myös pehmokäynnistinteknologia (eli kiinteänopeuksiset ohjaukset) on kehittynyt. Itse asiassa nykypäivän pehmokäynnistin määritellään aivan eri tavalla kuin vielä kymmenen vuotta sitten. Pelkän käynnistyksen ja pysäytyksen lisäksi pehmokäynnistimissä, kuten Motortronics UK:n QFE-yksikössä, on nykyään ominaisuuksia, joita aiemmin nähtiin vain taajuusmuuttajissa – esimerkiksi elektroninen turvakatkaisu (shear pin), alivirran havaitseminen ja energian optimointi. QFE-yksikkö menee kuitenkin vielä pidemmälle tarjoamalla esimerkiksi induktiivisen kuormanohjauksen, jota taajuusmuuttajissa ei ole saatavilla.

Induktiivinen kuormanohjaus on erityisen hyödyllinen tietyntyyppisille ei-moottorikäyttöisille kuormille, joissa on merkittävää induktanssia ja jotka voivat aiheuttaa vakavia häiriöitä sähköverkkoon liitettäessä. Yleisimmin tällaisia kuormia ovat suuret muuntajat ja lämmittimet. Jännitteetön muuntaja voi liitettäessä verkkoon vetää erittäin suuria käynnistysvirtoja (jopa 20 kertaa nimellisvirta), mikä voi aiheuttaa vakavia jännitehäviöitä, valojen välkkymistä ja herkkien laitteistojen häiriintymistä. Säätämällä virran kytkentäprosessia Motortronics UK QFE-säätimellä nämä vaikutukset kuitenkin eliminoidaan, ja muuntaja kytketään verkkoon sen täydellä kuormitusvirralla.

Esimerkki Isosta-Britanniasta osoittaa induktiivisen kuormanohjauksen edut

Isossa-Britanniassa toimiva yritys Newage AVK SEG hyödyntää Motortronics UK:n QFE-yksikön induktiivisen kuorman ohjaustoimintoa järjestelmässä, joka lyhentää generaattorien käämien hartsikyllästyksen kestoa keskimääräisestä puolen tunnin jaksosta jopa 10 minuuttiin.

Kyllästysjärjestelmä ohjaa staattorikäämien lämpötilaa hartsikyllästysprosessin aikana. Prosessi sisältää staattorin lämmittämisen, sen upottamisen lakkaan ja sen jälkeen uudelleenlämmityksen 140–180 °C:seen lopullisen kovettumisen saavuttamiseksi.

Tämän prosessin ytimessä toimii Motortronics UK:n QFE-yksikkö jännitteen säätölaitteena, joka syöttää virtaa lämmitysmuuntajalle. Sen tehtävänä on varmistaa, että muuntaja pysyy nimellisvirran rajoissa staattorin lämmitysvaiheen aikana – tämä on välttämätöntä kyllästysprosessin laadun hallitsemiseksi.