Pehmokäynnistin

Pehmokäynnistin käynnistää oikosulkumoottorin pehmeästi. Se ei muuta taajuutta eikä nopeutta kuten taajuusmuuttaja, vaan nostaa moottorin jännitettä rampilla alkujännitteestä täyteen verkkojännitteeseen.

Miten se toimii

Pehmokäynnistimessä on jokaisessa ohjatussa vaiheessa kaksi vastakkain rinnan kytkettyä tyristoria. Käynnistyksen alussa ne päästävät moottorille vain jokaisen jaksonpuolikkaan loppuosan ja vähitellen yhä suuremman osan, joten jännite nousee portaattomasti.

Jännitteen mukana pienenevät virta ja momentti. Virta on suunnilleen verrannollinen jännitteeseen ja momentti jännitteen neliöön: puolella jännitteellä virta on noin puolet ja momentti noin neljäsosa. Suorassa käynnistyksessä virta on tyypillisesti 7–8-kertainen nimellisvirtaan verrattuna, pehmokäynnistimellä 3–5-kertainen.

Kaksi tai kolme ohjattua vaihetta

Monessa pehmokäynnistimessä ohjataan vain kahta vaihetta, ja kolmas kulkee laitteen läpi sellaisenaan. Käynnistyksen ja pysäytyksen ajan vaihevirrat ovat silloin erisuuret, mutta käynnin aikana tasaiset. Kolmea vaihetta ohjaavan mallin voi kytkeä myös moottorin kolmion sisään. Silloin laitteen läpi kulkee noin 58 % moottorin virrasta, ja moottorille tarvitaan kuusi johdinta.

Ohitus

Kun ramppi on valmis ja moottorilla on täysi jännite, tyristorit ohitetaan koskettimilla. Silloin tyristoreissa ei synny häviöitä eikä lämpöä. Monessa mallissa ohituskoskettimet ovat laitteen sisällä. Erillistä ohituskontaktoria ohjataan relelähdöllä, joka sulkeutuu rampin lopussa (top of ramp, TOR).

Pehmeä pysäytys

Pysäytyksessä jännitettä lasketaan rampilla. Pumpuissa se vähentää vesi-iskuja ja paineiskuja, ja kuljettimella herkkä kuorma ei vaurioidu. Vesi-iskut poistuvat kokonaan vasta momenttisäädöllä, joka on osassa malleista. Puhaltimelle pysäytysramppia ei käytetä, koska raskas siipipyörä hidastuu muutenkin pitkään.

Asetukset

• Käynnistysramppi. Aika alkujännitteestä täyteen jännitteeseen. Se ei ole sama asia kuin moottorin käynnistysaika.
• Alkujännite. Jännite, josta ramppi alkaa. Jos se on liian pieni, momentti ei riitä eikä moottori lähde liikkeelle.
• Pysäytysramppi. Aika täydestä jännitteestä loppujännitteeseen. Nollalla moottori pysähtyy kuin suorassa pysäytyksessä.
• Virranrajoitus (osassa malleista). Kun raja saavutetaan, jännitteen nosto pysähtyy, kunnes virta on laskenut.

Esimerkiksi ABB:n PSR-sarjassa on kolme säädintä: käynnistysaika 1–20 s, pysäytysaika 0–20 s ja alkujännite 40–70 %.

Kytkentä

• Pääpiiri. Syöttö liittimiin 1L1, 3L2 ja 5L3, moottori liittimiin 2T1, 4T2 ja 6T3.
• Ohjaus. Ohjausjännite, esimerkiksi A1–A2, ja käynnistystulo, jossa on jännite niin kauan kuin moottorin pitää käydä. ABB:n PSR:ssä tulo on ST, Siemensin 3RW30:ssä liitin 1 (IN).
• Relelähdöt. Esimerkiksi Run on kiinni, kun moottori saa jännitettä, ja sillä voidaan ohjata verkkokontaktoria. Lisäksi on usein TOR- ja vikalähtö.
• Oikosulkusuoja. Moottorinsuojakytkimellä, gG-sulakkeilla tai katkaisijalla saavutetaan tyypin 1 koordinointi. Tyypin 2 koordinointiin tarvitaan puolijohdesulakkeet.
• Ylikuormasuoja. Osassa malleista se on sisäänrakennettu. Muuten käytetään moottorinsuojakytkintä tai lämpörelettä ja kontaktoria.

Ei erotuslaite

Pehmokäynnistin ei erota moottoria verkosta. Kun syöttö on kytketty, lähdössä voi olla vaarallinen jännite, vaikka käynnistyskäskyä ei ole. Huoltotöitä varten lähtö erotetaan erillisellä kytkimellä. Osa valmistajista vaatii lisäksi laitteen, joka katkaisee moottorin virran vian sattuessa, esimerkiksi verkkokontaktorin, koska oikosulkuun vikaantunutta tyristoria pehmokäynnistin ei itse pysty katkaisemaan.

Pehmokäynnistin, tähti-kolmio vai taajuusmuuttaja

• Tähti-kolmio. Virta on noin kolmannes suoran käynnistyksen virrasta. Momentti on laskennallisesti myös kolmannes, mutta ABB:n mukaan käytännössä lähempänä 25 %. Sitä ei voi säätää, ja tähdestä kolmioon vaihdettaessa syntyy virtapiikki.
• Pehmokäynnistin. Portaaton ramppi ilman vaihtopiikkiä ja pehmeä pysäytys. Nopeutta se ei säädä, ja käynnistysmomentti on pienempi kuin suorassa käynnistyksessä.
• Taajuusmuuttaja. Säätää nopeutta ja antaa nimellismomentin jo käynnistyksessä noin nimellisvirralla. Pelkkään pehmeään käynnistykseen se on usein tarpeettoman järeä ratkaisu.

Pehmokäynnistintä käytetään esimerkiksi pumpuissa, puhaltimissa, kompressoreissa ja kuljettimissa.