ซอฟต์สตาร์ทเตอร์ (Soft Starter) สำหรับการสตาร์ทมอเตอร์เหนี่ยวนำไฟฟ้ากระแสสลับ

การเปลี่ยนแปลงกระแสอย่างรวดเร็ว จะเกิดขึ้นเมื่อมีการสตาร์ทมอเตอร์ ซึ่งเป็นสาเหตุให้แรงดันตกจนมีผลกระทบกับอุปกรณ์ไฟฟ้าที่ต่ออยู่กับระบบ เช่น

- หลอดไฟกระพริบ

- สัญญาณรบกวนในระบบคอมพิวเตอร์

- คอนเทคเตอร์หรือรีเลย์หยุดการทำงานกระทันหัน

การแก้ไขปัญหาด้วยวิธีการสตาร์ทมอเตอร์แบบเดิม เช่น 
- Star-Delta Connection 
- Auto Transformer 
- Choke or resister

ซึ่งเป็นวิธีการสตาร์ทด้วยการควบคุมแรงดันไฟฟ้าแบบ step by step ที่จ่ายให้กับมอเตอร์

ซอฟต์สตาร์ทเตอร์ (Soft Starter) คือการควบคุมแรงดันไฟฟ้าโดยไม่อาศัยการปรับแรงดันเป็น step ได้ด้วยจากการเลือกค่าเริ่มต้นในการสตาร์ทไปจนถึง 100% ค่าทอร์คและกระแสของมอเตอร์เพิ่มขึ้นต่อเนื่อง นั่นหมายความว่า ซอฟต์สตาร์ทเตอร์ (Soft Starter) สามารถจ่ายโหลดมอเตอร์ขณะสตาร์ทได้เรียบขึ้น

แรงบิดและความเร็วรอบของมอเตอร์ขณะสตาร์ท

จากกราฟคุณลักษณะแรงบิดและความเร็วรอบของมอเตอร์ สามารถอธิบายได้ว่า มอเตอร์จะสตาร์ทได้อย่างสมบูรณ์อย่างไร

ถ้ากราฟของโหลดเทียบกับกราฟของมอเตอร์ จะเห็นว่าแรงบิดของมอเตอร์สูงกว่าแรงบิดของแรงบิดของโหลดตลอด จนกระทั่งแรงบิดของทั้งสองมาตัดกัน ที่จุดนี้พิกัดแรงบิดของมอเตอร์จะเท่ากับแรงบิดของโหลด ความแตกต่างระหว่างแรงบิดโหลดและแรงบิดมอเตอร์ อยู่ในรูปของความเร่งแรงบิด (M_B) แรงบิดนี้จะสร้างพลังงานให้ขับและหมุนมอเตอร์

กราฟนี้ชี้ให้เห็นถึงการขับหรือเวลาในการใช้สตาร์ทมอเตอร์ ถ้าแรงบิดมอเตอร์สูงกว่าแรงบิดของโหลดมาก พลังงานที่ใช้ในการเร่งเพื่อขับโหลดก็จะสูง และจะทำให้ช่วงเวลาในการสตาร์ทสั้นลง แต่ถ้าแรงบิดของมอเตอร์สูงกว่าแรงบิดของโหลดเล็กน้อย พลังงานที่ใช้ในการเร่งก็จะต่ำ แต่เวลาที่ใช้ในการสตาร์ทจะนานขึ้น

ดังนั้นจึงใช้ซอฟต์สตาร์ทเตอร์ (Soft Starter) เป็นตัวขับมอเตอร์ เพื่อลดความเร่งแรงบิดของมอเตอร์ลงให้เหมาะสมกับโหลดของมอเตอร์

 1) การลดแรงบิดของมอเตอร์ (Motor Torque Reduction)

จากกราฟจะเห็นว่าแรงบิดของมอเตอร์ลดลงเนื่องจากการลดแรงดันจ่ายมอเตอร์ลง เช่น ถ้าลดแรงดัน 50% แรงบิดมอเตอร์จะลดลง 1 ใน 4 ถ้าเปรียบเทียบเทียบระหว่างกราฟแรงบิดมอเตอร์เทียบกับกราฟแรงบิดโหลดของแต่ละระดับแรงดันที่ต่างกัน จะเห็นว่ามีความต่างกันมาก ดังนั้นแรงบิดมอเตอร์และกำลังงานที่ใช้การเร่งขับมอเตอร์ได้ด้วยวิธีการปรับแรงดันไฟฟ้า

 

2) การปรับแรงดันมอเตอร์

 

วิธีที่ง่ายที่สุดในการปรับแรงดันขณะสตาร์ทมอเตอร์ โดยการควบคุมมุมเฟสแรงดัน (Phase angle control) ได้ด้วยการใช้สารกึ่งตัวนำจำพวก ไทริสเตอร์ (Thyristor) เพื่อควบคุมเปอร์เซนต์แรงดันไฟฟ้าในการจ่ายไฟให้มอเตอร์ด้วยควบคุมมุมเฟส

เมื่อกำหนดให้ไทริสเตอร์ทำงาน ณ เวลาหนึ่งบนกราฟ เรียกว่าจุดนั้นว่ามุมจุดฉนวนอัลฟา ยิ่งมุมจุดฉนวนมีขนาดกว้างขึ้น จะทำให้แรงดันไฟฟ้าเฉลี่ยของมอเตอร์ลดลง ถ้ามุมจุดฉนวนแคบยิ่งทำให้แรงดันไฟฟ้าเฉลี่ยของมอเตอร์สูงขึ้น การควบคุมแรงดันไฟฟ้าด้วยวิธีการควบคุมมุมเฟสของซอฟต์สตาร์ทเตอร์ (Soft Starter) จึงเป็นวิธีที่ดีและง่ายสำหรับการปรับแรงดันไฟฟ้าของมอเตอร์นั่นเอง