2.2 ผลเสียของการที่แรงบิดเริ่มสตาร์ตลดลง

ผลดีที่เห็นได้ชัดคือ ระบบจะสตาร์ตได้อย่างนิ่มนวลขึ้นซึ่งจะส่งผลดีตามมาในอีก 2 ทางคือ

2.2.1 ทำให้ออกตัวช้าลง หรือบางกรณีอาจถึงกับออกตัวไม่ไหว ตามที่ได้อธิบายไว้ด้วยสมการที่ 4 แล้วว่าการใช้ Soft Starter จะทำให้ระยะเวลาในการสตาร์ตนานขึ้น เพราะเมื่อ T_m ลดลง แรงบิดลัพธ์ที่จะไปขับ ให้มอเตอร์ออกตัวก็จะน้อยลง ทำให้ระยะเวลาในการออกตัวนานขึ้น และ จะเป็นปัญหามากขึ้น ในกรณีที่โหลด มีค่าโมเมนต์ความเฉื่อย (J) สูง ๆ เช่น โหลดที่เป็น Blower, Centrifuge หรือพวก Mill ซึ่งผู้เขียนเคยเจอกับตัวเอง ในกรณีของโหลด Blower ที่มีค่า J สูงมาก ในกรณีนั้นเป็น Blower ด้าน Suction ที่ใช้ดูดลมออกจาก Boiler เป็น Blower ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 1.8 เมตร ผู้เขียนพบว่าถ้าตั้งค่าแรงดันเริ่มสตาร์ตน้อยไป มอเตอร์จะไม่ ออกตัวเลย ต้องตั้งมากถึงระดับหนึ่งจึงจะออกตัวได้ แต่ความเร็วจะเพิ่มขึ้นได้อย่างช้า ๆเพราะโหลดมีความเฉื่อยมาก ในกรณีของ Blower ตัวนี้ต้องใช้เวลาถึงเกือบ 4 นาที ความเร็วลมจึงจะเข้าสู่ความเร็วพิกัดของมอเตอร์

สำหรับโหลดบางประเภท เช่น เครื่องโม่หิน สายพานลำเลียงหิน คอมเพรสเซอร์ โหลดพวกนี้ โมเมนต์ความเฉื่อย ไม่สูง แต่ต้องการแรงบิดเริ่มสตาร์ตสูง การใช้ Soft Starter อาจมีผลทำให้ขับโหลดไม่ไหว ถ้าแรงดันเริ่มสตาร์ต มีค่าต่ำจนมอเตอร์ไม่สามารถสร้างแรงบิด Tm มาชนะ TL ได้ มอเตอร์ก็จะไม่สามารถเริ่มหมุนได้ การสตาร์ตโหลด ประเภทนี้จึงต้องตั้งแรงดันให้สูงพอสมควร จนบางครั้งอาจต้องตั้งถึง 70-80 % จึงจะสตาร์ตไหว แต่ถ้ามาคิดดูว่า ถ้าหากต้องตั้งแรงดันเริ่มสตาร์ตสูงขนาดนั้น ความเป็น Soft Start ก็คงไม่เหลือแล้ว สู้ไม่ใช้เสียเลยจะดีกว่า

ในปัจจุบันได้มีผู้ผลิตบางรายแก้ปัญหาแรงบิดเริ่มสตาร์ตสูง ๆ ด้วยการออกแบบฟังก์ชันการสตาร์ตที่เรียกว่า Torque Control กล่าวคือ เครื่องจะตรวจสอบเอาว่าสตาร์ตไหวหรือไม่ ถ้าไม่ เครื่องก็จะเพิ่มขนาดแรงดันหรือกระแส (ขึ้นอยู่กับว่าเป็น Voltage Control หรือ Current Control) จนกระทั่งออกตัวไหว หลังจากนั้น ก็จะรักษาระดับแรงดัน หรือ กระแสที่สามารถสร้างแรงบิดให้มอเตอร์สามารถเพิ่มความเร็วขึ้นเรื่อย ๆ จนถึงความเร็วพิกัด ปัญหาเรื่องการ ออกตัวไม่ไหว หรือใช้เวลานานเกินไปก็จะทุเลาลง

2.2.2 ดึงกระแสสูงกว่าพิกัดยาวนานกว่าที่ควร ถ้าโหลดมี J มาก

ข้อเสียนี้ต่อเนื่องมากจากข้อเสียข้างต้น เพราะในกรณีที่โหลดมีค่าโมเมนต์ความเฉื่อยมาก ๆ การลดแรงบิดเริ่มสตาร์ต จะทำให้การดึงกระแสที่สูงกว่าพิกัดยาวนานกว่าที่ควร ถึงแม้กระแสนั้นจะมีค่าต่ำกว่ากรณีสตาร์ตแบบ Direct on Line และ Star-Delta ก็ตาม แต่การดึงกระแสสูงกว่าพิกัดยาวนานผิดปกติ จะทำให้เกิดปัญหาที่สำคัญคือ ปัญหาความร้อน สะสมทั้งที่ตัวมอเตอร์และที่ Soft Starter ตามมา ปัญหาดังกล่าวรู้จักกันในรูปของค่าจำกัด I2t

จะขอยกตัวอย่างกรณีจริงที่ผู้เขียนพบมาตามที่ได้กล่าวไว้แล้วข้างต้น

มอเตอร์ 4 Pole, 400 kW, 1488 RPM กระแสพิกัด 690 A Starting Control กรณี Direct on Line 6.5 เท่า ของกระแส พิกัดโหลดคือ Blower ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 1.8 เมตร ของเดิมใช้การสตาร์ตแบบสตาร์-เดลต้า โดยมีระยะ เวลาสตาร์ตประมาณ 3-4 นาที ปัญหาที่ผ่านมาคือ Magnetic Contractor พังบ่อยมาก ทำให้เสียค่าใช้จ่ายในการซ่อม สูงมาก เพราะเป็นตัวใหญ่ ทำให้ราคาสูงมาก จึงคิดเปลี่ยนมาใช้ Soft Starter แต่เนื่องจากผู้ใช้ไม่ได้คำนึงถึงค่า J จึงทำเรื่องขอซื้อ Soft Starter ขนาด 400 kW มายังผู้เขียนหลังจากติดตั้ง พบว่าไม่สามารถสตาร์ตมอเตอร์ตัวนี้ให้เข้าสู่ ความเร็วพิกัดได้ แต่จะ Trip ด้วยฟังก์ชัน I2t เสมอ ไม่ว่าจะตั้งค่า Current Limit ไว้ที่เท่าใดก็ตาม เมื่อพิจารณาดู ก็พบว่าลักษณะของโหลดทำให้การเพิ่มของความเร็วเป็นไปอย่างช้า ๆ ส่งผลให้มอเตอร์ต้องดึงกระแสสูงต่อเนื่อง ยาวนาน เพราะแม้สตาร์ตแบบสตาร์-เดลต้า จึงจะดึงกระแสประมาณ 3-4 เท่า ยังต้องใช้เวลายาวนานถึง 3-4 นาที เมื่อเราเปลี่ยนมาใช้ Soft Starter แล้วตั้ง Limit ไว้ที่ 300 % Soft Starter ก็จะต้องรับประแส 300 % ได้เป็นระยะเวลา อย่างน้อย 4 นาที เช่นเดียวกัน แต่เมื่อไปตรวจสอบ Spec ระยะเวลาการรับกระแส Over Load ของ Soft Starter ดังแสดงในตารางที่ 4 พบว่า Soft Starter จะสามารถรับกระแสขนาด 300 % ของกระแสพิกัดของตัวเอง ได้เป็นเวลา เพียง 60 วินาที กรณีสตาร์ตจากสภาพอุณหภูมิปกติไม่มีความร้อนสะสม (Cold Start) เมื่อเป็นเช่นนี้ก็เป็นที่แน่นอนว่า ถ้าตั้ง Limit ไว้ที่ 300 % จะไม่มีทางสตาร์ตผ่านแน่ ๆ เพราะโหลดต้องการระยะเวลาสตาร์ตถึงเกือบ 4 นาที แต่ถ้าทดลองลด I Limit ลงเหลือ 200 % ก็จะพบว่าเกิด Trip I2t เช่นเดิมเพราะว่าที่กระแส 200 % แรงบิดย่อมลดลง ดังนั้นแทนที่จะใช้เวลาสตาร์ต 4 นาที อาจต้องใช้ถึง 10 นาที แต่ไทริสเตอร์ของ Soft Starter รับกระแส 200 % ได้เพียง 200 วินาที กรณี Cold Start และ 100 วินาที Hot Start เป็นอันว่า Soft Starter ขนาด 400 kW ไม่สามารถ สตาร์ตมอเตอร์ขนาด 400 kW ได้

แล้วจะใช้ Soft Starter ขนาดเท่าใดดี

สมมติว่า Limit กระแสไว้ที่ 4 เท่าของกระแสพิกัดมอเตอร์เพื่อให้สตาร์ตได้ในเวลา 3 นาที
จะได้ว่ากระแสสตาร์ตเท่ากับ 690 x 4 = 2760 A
ดังนั้นต้องเลือก Soft Starter ที่สามารถทนกระแส 2760 A ได้ อย่างน้อย 3 นาที หรือ 180 วินาที

จากตารางที่ 4 พบว่าถ้ากระแส 200 % จะทนได้ 200 วินาทีหรือ 3 นาทีกับ 20 วินาที ดังนั้นเราจึงเลือก Soft Starter ที่มีกระแส 200 % เท่ากับ 2760 A หรือ 100 % เท่ากับ 1380 A