Soft Starter - Principio e funzionamento

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Un soft starter è qualsiasi dispositivo che controlla l'accelerazione di un motore elettrico utilizzando il controllo della tensione applicata.

Ora ricordiamo brevemente la necessità di avere un motorino di avviamento per qualsiasi motore.




Un motore a induzione può autoavviarsi a causa dell'interazione tra il flusso del campo magnetico rotante e il flusso dell'avvolgimento del rotore, provocando un'elevata corrente del rotore all'aumentare della coppia. Di conseguenza, lo statore assorbe una corrente elevata e quando il motore raggiunge la piena velocità, viene assorbita una grande quantità di corrente (maggiore della corrente nominale) e questo può causare il riscaldamento del motore, eventualmente danneggiandolo. Per evitare ciò, sono necessari avviatori motore.

L'avviamento del motore può avvenire in 3 modi



  • Applicazione della tensione a pieno carico a intervalli di tempo: avviamento diretto in linea
  • Applicazione graduale della tensione ridotta: Star Delta Starter e Soft starter
  • Applicazione dell'avviamento dell'avvolgimento della parte: starter dell'autotrasformatore
Definizione dell'avviamento graduale

Spostiamo ora la nostra particolare attenzione all'avviamento dolce.

In termini tecnici, un soft starter è qualsiasi dispositivo che riduce la coppia applicata al motore elettrico. Generalmente è costituito da dispositivi a stato solido come i tiristori per controllare l'applicazione della tensione di alimentazione al motore. L'avviatore funziona sul fatto che la coppia è proporzionale al quadrato della corrente di avviamento, che a sua volta è proporzionale alla tensione applicata. Così la coppia e la corrente possono essere regolate riducendo la tensione al momento dell'avvio del motore.


Ci possono essere due tipi di controllo usando l'avviatore statico:

Apri controllo : Viene applicata una tensione di avviamento nel tempo, indipendentemente dalla corrente assorbita o dalla velocità del motore. Per ciascuna fase, due SCR sono collegati schiena contro schiena e gli SCR vengono condotti inizialmente con un ritardo di 180 gradi durante i rispettivi cicli di semionda (per i quali ogni SCR conduce). Questo ritardo si riduce gradualmente con il tempo fino a quando la tensione applicata aumenta fino alla piena tensione di alimentazione. Questo è anche noto come Time Voltage Ramp System. Questo metodo non è rilevante in quanto non controlla l'accelerazione del motore.

Controllo ad anello chiuso : Qualsiasi caratteristica di uscita del motore come la corrente assorbita o la velocità viene monitorata e la tensione di avviamento viene modificata di conseguenza per ottenere la risposta richiesta. La corrente in ogni fase viene monitorata e se supera un certo set point, la rampa di tensione temporale viene interrotta.

Pertanto, il principio di base dell'avviatore statico è che controllando l'angolo di conduzione degli SCR è possibile controllare l'applicazione della tensione di alimentazione.

2 Componenti di un soft starter di base
  • Interruttori di alimentazione come gli SCR che devono essere controllati in fase in modo tale da essere applicati per ogni parte del ciclo. Per un motore trifase, due SCR sono collegati schiena contro schiena per ciascuna fase. I dispositivi di commutazione devono essere classificati almeno tre volte più della tensione di linea.
  • Logica di controllo utilizzando controllori PID o microcontrollori o qualsiasi altra logica per controllare l'applicazione della tensione di gate all'SCR, ovvero per controllare l'angolo di accensione degli SCR per far condurre l'SCR alla parte richiesta del ciclo della tensione di alimentazione.
Esempio di funzionamento del sistema elettronico di avviamento graduale per motore a induzione trifase

Il sistema è costituito dai seguenti componenti.

  • Due SCR consecutivi per ciascuna fase, ovvero 6 SCR in totale.
  • Circuito logico di controllo sotto forma di due comparatori: LM324 e LM339 per produrre il livello e la tensione di rampa e un optoisolatore per controllare l'applicazione della tensione di gate a ciascun SCR in ciascuna fase.

Un circuito di alimentazione per fornire la tensione di alimentazione cc richiesta.

Diagramma a blocchi che mostra il sistema elettronico di avviamento graduale per motore a induzione trifase

Diagramma a blocchi che mostra il sistema elettronico di avviamento graduale per motore a induzione trifase

La tensione di livello viene generata utilizzando il comparatore LM324 il cui terminale invertente è alimentato tramite una sorgente di tensione fissa e il terminale non invertente è alimentato tramite un condensatore collegato al collettore di un transistor NPN. La carica e la scarica del condensatore fanno sì che l'uscita del comparatore cambi di conseguenza e il livello di tensione cambi da alto a basso. Questa tensione di livello di uscita viene applicata al terminale non invertente di un altro comparatore LM339 il cui terminale invertente è alimentato utilizzando una tensione a rampa. Questa tensione di rampa viene prodotta utilizzando un altro comparatore LM339 che confronta la tensione CC pulsante applicata al suo terminale invertente con la tensione CC pura al suo terminale non invertente e genera un segnale di riferimento di tensione zero che viene convertito in un segnale di rampa dalla carica e scarica di un condensatore elettrolitico.

Il 3rdil comparatore LM339 produce un segnale ad alta larghezza di impulso per ogni tensione di alto livello, che diminuisce gradualmente man mano che la tensione di livello si riduce. Questo segnale viene invertito e applicato all'optoisolatore, che fornisce impulsi di gate agli SCR. Al diminuire del livello di tensione, l'ampiezza dell'impulso dell'Optoisolatore aumenta e più l'ampiezza dell'impulso, minore è il ritardo e gradualmente l'SCR viene attivato senza alcun ritardo. Pertanto controllando la durata tra gli impulsi o il ritardo tra le applicazioni degli impulsi, l'angolo di accensione dell'SCR viene controllato e l'applicazione della corrente di alimentazione viene controllata, controllando così la coppia di uscita del motore.

L'intero processo è un sistema di controllo ad anello aperto in cui il tempo di applicazione degli impulsi di attivazione del gate a ciascun SCR è controllato in base a quanto prima la tensione di rampa diminuisce dalla tensione di livello.

Vantaggi di Soft Start

Ora che abbiamo appreso come un file sistema elettronico di avviamento graduale funziona, ricordiamoci alcuni motivi per cui è preferito rispetto ad altri metodi.

    • Efficienza migliorata : L'efficienza del sistema di avviamento statico che utilizza interruttori a stato solido è più dovuta alla bassa tensione di stato on.
    • Avvio controllato : La corrente di avviamento può essere controllata senza problemi modificando facilmente la tensione di avviamento e questo garantisce avviamento regolare del motore senza scatti.
  • Accelerazione controllata : L'accelerazione del motore è controllata in modo regolare.
  • Basso costo e dimensioni : Ciò è garantito con l'uso di interruttori a stato solido.