Softstart a falownik – czym się różnią i kiedy stosować?

Silniki elektryczne napędzają większość używanych w przemyśle urządzeń. Dlatego tak istotne efektywne i bezpieczne sterowanie silnikami elektrycznymi. Powszechnie stosuje się do tego celu softstarty i falowniki – urządzenia zaprojektowane w celu optymalizacji rozruchu silnika. Dokładne zrozumienie różnic między softstartem a falownikiem jest niezbędne, aby podjąć właściwą decyzję o wyborze optymalnego rozwiązania dla konkretnego projektu, zapewniając zarówno efektywność energetyczną, jak i ochronę sprzętu. Poniżej znajdziesz przystępne porównanie i wskazówki, w jakich sytuacjach dane urządzenie sprawdzi się najlepiej.

Czym jest softstart i jak działa?

Softstart to elektroniczne urządzenie służące do łagodnego rozruchu silników elektrycznych. Jego główny cel to eliminacja gwałtownych udarów prądowych i mechanicznych, występujących podczas tradycyjnego rozruchu bezpośredniego. Softstart stopniowo zwiększa napięcie podawane na silnik, co przekłada się na płynny wzrost momentu obrotowego i prędkości.

Działanie softstartu opiera się na tyrystorach, kontrolujących wartość napięcia. Urządzenie pozwala na ustawienie parametrów rozruchu, takich jak czas narastania napięcia początkowego czy prąd rozruchowy. Ograniczenie udarów prądowych minimalizuje obciążenie sieci energetycznej i redukuje zużycie mechaniczne elementów maszyn. 

Czym jest falownik i jak działa?

Falownik, znany również jako przemiennik częstotliwości, to urządzenie elektroniczne służące do płynnej regulacji prędkości obrotowej silników elektrycznych. Jego działanie polega na przetwarzaniu prądu przemiennego o stałej częstotliwości i napięciu na prąd przemienny o zmiennej częstotliwości i napięciu.

Proces ten przebiega w trzech etapach. Najpierw prąd przemienny zostaje przekształcony na prąd stały. Następnie, za pomocą tranzystorów, prąd stały jest zmieniany z powrotem w prąd przemienny o regulowanej częstotliwości i napięciu. Ta zmienna częstotliwość wpływa bezpośrednio na obroty silnika. Falownik umożliwia również precyzyjne sterowanie momentem obrotowym silnika oraz zmianę kierunku obrotów. 

Porównanie softstartu i falownika

Softstart i falownik to urządzenia o odmiennym przeznaczeniu, choć oba wpływają na proces rozruchu silnika. Istotne różnice między softstartem a falownikiem dotyczą ich funkcjonalności, kosztów i efektywności.

Funkcjonalność i zastosowanie

Softstart jest dedykowany do łagodnego rozruchu i zatrzymywania silnika. Jego funkcjonalność ogranicza się do kontroli napięcia podczas startu i zatrzymania. Stosuje się go w aplikacjach wymagających płynnego startu, ale nie potrzebujących ciągłej regulacji prędkości silnika. Przykłady zastosowania softstartu obejmują: wentylatory, pompy, przenośniki taśmowe. W tych systemach prędkość pracy jest stała po zakończeniu rozruchu.

Z kolei falownik oferuje znacznie szersze możliwości kontroli nad silnikiem. Umożliwia ciągłą i precyzyjną regulację prędkości obrotowej, a także kontrolę momentu obrotowego i zmianę kierunku obrotów. Dzięki temu falownik sprawdza się w aplikacjach wymagających dynamicznej zmiany parametrów pracy silnika. Przykłady zastosowania falownika to: obrabiarki, dźwigi, systemy wentylacji ze zmiennym przepływem powietrza.

Koszty i efektywność energetyczna

Z reguły softstarty charakteryzują się niższym kosztem zakupu w porównaniu do falowników. Ich prostsza konstrukcja i ograniczona funkcjonalność przekładają się na mniejsze nakłady inwestycyjne. Efektywność energetyczna softstartu wynika przede wszystkim z redukcji udarów prądowych podczas rozruchu, co zmniejsza straty energii w sieci elektrycznej i chroni silnik.

Falowniki są droższe w zakupie, ale oferują znaczące oszczędności energii w dłuższej perspektywie, zwłaszcza w aplikacjach ze zmiennym obciążeniem. Dzięki możliwości precyzyjnej regulacji prędkości silnika falownik dostosowuje zużycie energii do aktualnych potrzeb, eliminując zbędne zużycie mocy. 

Zalety i wady

Kilka najważniejszych zalet softstartów to niski koszt zakupu, prosta instalacja, redukcja udarów mechanicznych i elektrycznych, wydłużenie żywotności silnika i elementów mechanicznych (np. pasów, przekładni, łożysk) oraz zmniejszenie spadków napięcia w sieci. Ich wady to brak możliwości regulacji prędkości silnika po zakończeniu rozruchu, brak kontroli nad momentem obrotowym w trakcie pracy oraz brak wpływu na efektywność energetyczną podczas pracy ze stałą prędkością.

Falowniki oferują precyzyjną regulację prędkości silnika i momentu obrotowego, możliwość zmiany kierunku obrotów, znaczące oszczędności energii w aplikacjach ze zmiennym obciążeniem, rozbudowane funkcje diagnostyczne i zabezpieczające, a także możliwość szerokiej integracji z systemami automatyki. Do ich wad zalicza się wyższy koszt zakupu, bardziej złożona instalacja i konfiguracja oraz potrzeba odpowiedniego chłodzenia.