Prinsip dan Cara Kerja Soft Starter
Soft starter adalah sebuah perangkat yang mengontrol percepatan motor listrik dengan cara mengendalikan tegangan yang diberikan. Sekarang mari kita mengingat kembali kebutuhan untuk memiliki soft starter untuk motor apa pun.
Motor Induksi memiliki kemampuan untuk memulai sendiri karena interaksi antara fluks medan magnet yang berputar dan fluks belitan rotor, menyebabkan arus rotor yang tinggi ketika torsi bertambah. Akibatnya stator menarik arus tinggi dan pada saat motor mencapai kecepatan penuh, sejumlah besar arus (lebih besar dari nilai arus) yang ditarik dan ini dapat menyebabkan pemanasan motor, akhirnya merusaknya. Untuk mencegah hal ini, soft starter motor diperlukan.
Soft starter motor dapat dalam 3 cara
• Menerapkan tegangan beban penuh pada interval waktu: Direct On Line Starting
• Menerapkan pengurangan tegangan secara bertahap: Star Delta Starter dan Soft starter
• Menerapkan bagian winding starting: Autotransformer starter
Definisi Soft Starting
Sekarang mari kita mengalihkan perhatian khusus kita ke soft starting. Dalam istilah teknis, soft starter adalah perangkat apa pun yang mengurangi torsi yang diterapkan ke motor listrik. Ini umumnya terdiri dari perangkat solid state seperti Thyristor (SCR) untuk mengontrol penerapan tegangan supply ke motor.
Starter bekerja berdasarkan fakta bahwa torsi sebanding dengan kuadrat arus start, yang pada gilirannya sebanding dengan tegangan yang diberikan. Dengan demikian torsi dan arus dapat disesuaikan dengan mengurangi tegangan pada saat menghidupkan motor.
Ada dua jenis kontrol menggunakan soft starter:
Kontrol Loop Terbuka : Tegangan start diterapkan dengan waktu, terlepas dari arus yang ditarik atau kecepatan motor. Untuk setiap fasa, dua SCR terhubung kembali ke belakang (back to back) dan SCR awalnya berjalan pada penundaan 180 derajat selama masing-masing setengah siklus gelombang (dimana setiap SCR berjalan).
Penundaan atau delay ini berkurang secara bertahap seiring waktu hingga tegangan yang diberikan naik hingga ke tegangan supply penuh. Ini juga dikenal sebagai Time Ramp Voltage System. Metode ini tidak relevan karena tidak benar-benar mengendalikan akselerasi motor.
Kontrol Loop Tertutup : Setiap karakteristik output motor seperti arus yang ditarik atau kecepatan dimonitor dan tegangan awal dimodifikasi sesuai untuk mendapatkan respons yang diperlukan. Arus pada setiap fasa dimonitor dan jika melebihi titik setel tertentu, ramp tegangan waktu dihentikan.
Jadi prinsip dasar soft starter adalah dengan mengendalikan sudut konduksi SCR, aplikasi tegangan supply dapat dikontrol.
2 Komponen Dasar Soft Starter
• Sakelar daya seperti SCR yang perlu dikontrol fasa sedemikian rupa sehingga diterapkan untuk setiap bagian siklus. Untuk motor 3 fasa, dua SCR dihubungkan kembali ke belakang untuk setiap fasa. Perangkat switching harus diberi peringkat setidaknya tiga kali lebih banyak dari tegangan saluran.
• Logika Kontrol menggunakan pengontrol PID atau Mikrokontroler atau logika apa pun lainnya untuk mengontrol penerapan tegangan gerbang ke SCR, yaitu untuk mengontrol sudut tembak SCR untuk membuat SCR berjalan pada bagian yang diperlukan dari siklus tegangan supply.
Contoh Cara Kerja Soft Start untuk Motor Induksi 3 Fasa
Sistem terdiri dari komponen-komponen berikut.
• Dua back to back SCR untuk setiap fasa, yaitu total 6 SCR.
• Rangkaian Logika Kontrol dalam bentuk dua pembanding - LM324 dan LM339 untuk menghasilkan level dan tegangan ramp serta opto-isolator untuk mengontrol penerapan tegangan gerbang ke setiap SCR di setiap fasa.
Rangkaian catu daya untuk menyediakan tegangan supply dc yang diperlukan.
Tegangan level dihasilkan menggunakan LM324 pembanding yang terminal pembaliknya diumpankan menggunakan sumber tegangan tetap dan terminal non-pembalik diumpankan melalui Kapasitor yang terhubung ke kolektor Transistor NPN.
Pengisian dan pengosongan kapasitor menyebabkan output komparator berubah sesuai dan level tegangan berubah dari tinggi ke rendah. Tegangan level output ini diterapkan ke terminal non-pembalik dari komparator lain LM339 yang terminal pembaliknya diumpankan menggunakan tegangan ramp.
Tegangan ramp ini dihasilkan menggunakan komparator (pembanding) lain LM339 yang membandingkan tegangan DC ber-pulsa yang diterapkan pada terminal pembaliknya dengan tegangan DC murni pada terminal non-pembalik nya dan menghasilkan sinyal referensi tegangan nol yang dikonversi menjadi sinyal ramp dengan pengisian dan pengosongan sebuah kapasitor elektrolit.
ke-3 komparator LM339 menghasilkan tinggi pulsa sinyal lebar untuk setiap tegangan tingkat tinggi, yang menurunkan secara bertahap sebagai tegangan tingkat mengurangi. Sinyal ini terbalik dan diterapkan pada Optocoupler atau Opto isolator, yang menyediakan pulsa gerbang ke SCR.
Ketika level tegangan turun, lebar pulsa dari optocoupler meningkat dan semakin banyak lebar pulsa, semakin kecil penundaan dan SCR secara bertahap dipicu tanpa penundaan. Jadi dengan mengontrol durasi antara pulsa atau penundaan antara aplikasi pulsa, sudut pembakaran SCR dikontrol dan aplikasi arus supply dikontrol, dengan demikian mengendalikan torsi keluaran motor.
Seluruh proses sebenarnya adalah sistem kontrol loop terbuka di mana waktu penerapan pulsa memicu gerbang untuk masing-masing SCR dikontrol berdasarkan pada seberapa awal tegangan ramp berkurang dari tegangan level.
Kelebihan Soft Starter
Sekarang kita telah belajar tentang bagaimana sistem soft starter elektronik bekerja, mari kita mengingat kembali beberapa alasan mengapa itu lebih disukai daripada metode lain.
• Peningkatan Efisiensi : Efisiensi sistem soft starter menggunakan sakelar solid state lebih disebabkan oleh tegangan kondisi rendah.
• Startup yang terkontrol : Arus start dapat dikontrol dengan lancar dengan mudah mengubah tegangan start dan ini memastikan start motor yang mulus tanpa tersentak.
• Akselerasi yang dikontrol : Akselerasi motor dikontrol dengan lancar.
• Biaya dan ukuran rendah : Ini dipastikan dengan menggunakan sakelar solid state.
