Samstag, Juni 15, 2024
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Die verschiedenen Anlaufmethoden von asynchronen Drehstrom-Motoren

Hier finden Sie eine kurze Erklärung der verschiedenen Startmethoden von Drehstrom-Asynchronmotoren.

Warum ist das Starten von Asynchron-Elektromotoren (die am häufigsten verwendet werden) problematisch?

Beim Anlaufen eines Motors bis zu seiner Nenndrehzahl kann der benötige Strom, das 6- bis 8-fache des Motor-Nennstroms erreichen. Daher ist es manchmal notwendig, diesen Strom zu begrenzen, wenn man seine Anlage nicht überdimensionieren will.

Nachfolgend sind die vier wichtigsten Anlaufmethoden eines Elektromotors aufgeführt:

Der Direktstart :

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Für einen Direktstart genügt eine herkömmliche Starterbox, die oft mit einem Thermoschutz versehen ist. Die Stromversorgung des Steuerrelais wird zwischen zwei Phasen oder zwischen Phase und Nullleiter abgegriffen. Sie ist selbsthaltend, so dass das Schütz auch nach dem Loslassen des Bedienungsknopfes angezogen bleibt.

Das Problem ist der Anlaufstrom, wenn der Motor in Dreieckschaltung läuft (das 6- bis 8-fache des Nennstroms).

Der Stern-Dreieck-Start :

Eine Lösung den Anlaufstrom zu reduzieren, kann die Stern-Dreieck-Schaltung sein. Das Prinzip der Stern-Dreieck-Schaltung besteht darin, den Motor in Sternschaltung mit Strom zu versorgen, wobei er im Vergleich zu der von den Wicklungen erwarteten Spannung unterversorgt wird. Anschließend schaltet man (dank einer einstellbaren Verzögerungszeit) auf eine Dreieckskopplung um, die der Versorgungsspannung des Netzes entspricht. Anbei ein Schaltplan für einen Stern-Dreieck-Start.

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Achten Sie auf die Einhaltung der folgenden Grundsätze :

  • 220/400V-Motor: Sie müssen den Motor mit dreiphasigem 220V-Drehstrom speisen (Dreiecksschaltung am Ende des Startvorgangs).
  • 400/690V-Motor: Sie müssen den Motor mit 400V Drehstrom versorgen („Dreieckschaltung“ am Ende des Startvorgangs).
  • Die Verdrahtung muss sorgfältig ausgeführt werden! Da die Stern-Dreieck-Schaltung über die Schütze erfolgt, müssen die Klemmbrett-Brücken des Motors entfernt werden.

Sie benötigen also ein Schütz mit 6 Ausgängen, um den Motor zu versorgen. Die Kennzeichnung der Motorwicklungen (U, V, W, U1, V1, W1) ist von entscheidender Bedeutung: Wenn Sie zwei Drähte vertauschen, kann es beim Anschließen zu folgenden Problemen kommen :

  • Eine Wicklung wird nicht mit Strom versorgt, der Motor läuft auf zwei Phasen (Gefahr für den Motor).
  • Ein Kurzschluss zwischen 2 Phasen (Gefahr für die Anlage).
  • Umkehrung der Drehrichtung des Motors, was zu einem Überstrom führen kann (Gefahr für Motor und Anlage).

Der Schutzschalter :

Wie bei jedem Motor muss ein magnetischer (gegen Kurzschluss) und thermischer (gegen Überlastung) Schutz installiert werden.

Durch den Einbau eines Überlastrelais unter dem Leistungsschütz kann die Größe dieses Relais halbiert werden.

Elektronischer Sanftstarter (oder Softstarter) :

Durch den Einbau eines Thermorelais unter dem Leistungsschütz kann die Größe dieses Relais halbiert werden.

Ein elektronischer Softstarter besitzt einen Algorithmus, der drei Thyristoren-Paare gegeneinander geschaltete Thyristoren steuert, die den Motor starten und stoppen können.  Die Gegeneinanderschaltung der Thyristoren ermöglicht eine Steuerung der Wechselspannung, indem der Zündwinkel nach jeder halben Periode geändert wird.

Das Prinzip besteht also darin, den Stator des Motors schrittweise mit einer Spannung zu versorgen, die sich allmählich ändert. Die Steuerelektronik ermöglicht eine genaue Einstellung :

  • der Startzeit und -geschwindigkeit.
  • der Stromstärke, die nicht überschritten werden darf.

Wenn der Startvorgang abgeschlossen ist, wird auf ein sogenanntes „ByPass“-Schütz umgeschaltet. Die Elektronik arbeitet also sehr wenig.

Der Mototstart mit Frequenzumrichter

Der Frequenzumrichter ermöglicht ebenfalls einen Softstart, diesmal jedoch durch Beeinflussung der Versorgungsspannung und -frequenz. Dadurch kann das Anlaufmoment besser gesteuert werden. Er dient auch dazu, die Geschwindigkeit während des Betriebs zu variieren.

Bei niedrigen Leistungen ist ein Frequenzumrichter  oft die kostengünstigste Lösung.

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