Typen von Motorstartern und Anwendungsüberlegungen

Starten eines Industriemotors

Ein industrieller Motorstarter ist ein Gerät, das die erforderliche Leistung für den Start eines Drehstrom-Asynchronmotors ermöglicht. Jeder Elektromotor zieht den meisten Strom (das Fünf- bis Sechsfache des Nennstroms), wenn der Motor blockiert ist. Während der Startphase wird der Motor nach dem Anlegen der Spannung abgewürgt und der Motor ist gerade dabei, sich zu drehen.

Theoretisch klingt es einfach, aber es gibt viele verschiedene Möglichkeiten, wie ein Konstrukteur oder Ingenieur einen Wechselstrom-Induktionsmotor starten und schützen kann. Manche Wege sind effizienter als andere.

Abbildung 1. Ein manueller/Schalter-Motorstarter. Bild mit freundlicher Genehmigung von Siemens

Grundsätzlich lässt ein Motorstarter einen Strom zu, der kurzzeitig den Nennwert des Leistungsschalters oder der Sicherung überschreitet, bis der Motor mit Nenndrehzahl dreht. Der Starter kann auch das Starten des Motors in umgekehrter Richtung ermöglichen.

Typen von Motorstartern

Anleitung :Ein manueller Anlasser ist der einfachste Anlasser. Es handelt sich im Wesentlichen um einen Schalter mit Überlastschutz. Dieser Anlassertyp wird nur bei Motoren mit geringerer PS-Leistung und nur bei Motoren verwendet, die beim Starten nicht physisch eingeschränkt sind. Ein Motor, der beispielsweise ein Schwungrad antreibt, würde keinen Handstarter verwenden, aber eine Pumpe könnte einen verwenden.

Magnetisch :Dieser Anlassertyp verwendet ein Schütz oder ein großes Relais, um den Motor ein- oder auszuschalten. Ein Ingenieur würde das Schütz über eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) oder eine andere Art von Automatisierungssteuerung steuern. Der magnetische Stil ist dem manuellen Stil ähnlich, außer dass ein kleines Spannungssignal das Schütz steuern kann.

Umkehren :Ein Wendestarter verwendet zwei parallel geschaltete Schütze, um die Phasen so zu ändern, dass der Motor rückwärts läuft. Auch hier löst ein kleines Spannungssignal von einem Steuerungssystem die Rechts- oder Linkslaufrichtung des Motors aus.

Abbildung 2. Ein Wendestarter. Bild mit freundlicher Genehmigung von Bay Power

Weich :Ein Softstarter reduziert die Spannung, wodurch die Stromaufnahme des Motors während des Anlaufs reduziert wird. Autotransformation und Start-Delta sind Variationen von Softstartern. Diese Starter verwenden Transformatoren oder dynamische Verdrahtungskonfigurationen, um die Spannung im Dreiphasensystem zu reduzieren, bis der Motor 80–90 % der vollen Spannung erreicht.

Moderne Softstarter verwenden Halbleiterelektronik wie TRIACs, um die Spannung während des Startvorgangs zu reduzieren. Während die altmodischen Softstarter heute noch im Einsatz sind, ermöglichen die Solid-State-Versionen mehr Flexibilität bei der Dimensionierung und sind weniger kompliziert zu installieren.

Variable Häufigkeit :Die Verwendung eines Frequenzumrichters (VFD) zum Starten eines Motors ist aufgrund der Funktionsweise eines Motors wahrscheinlich der effizienteste Weg. Die Magnetstärke ist direkt proportional zur Spannung geteilt durch die Frequenz.

Fluss =V / Hz

Und die Drehzahl eines Motors ist proportional zur Frequenz dividiert durch die Anzahl der Magnetpole.

RPM =120 * Hz / Num Pole

Diese Gleichungen sagen uns, dass mit abnehmender Spannungsfrequenz auch die Geschwindigkeit sinkt, aber die magnetische Feldstärke zunimmt. Durch Starten mit einer niedrigeren Frequenz können wir die zum Starten des Motors erforderliche Strommenge verringern. Die meisten anderen älteren Softstarter verwenden Widerstände oder Transformatoren, um die Spannung zu senken. Dieses Verfahren wandelt die Überspannung in Wärme um.

Kombination :Ein Kombistarter enthält normalerweise nicht nur die Starterkomponenten, sondern auch ein Stromkreisschutzgerät, eine Sicherung oder einen Leistungsschalter und die Überlasteinrichtung. Diese Art von Anlasser ist eine großartige Möglichkeit, etwas Platz im Schaltschrank zu sparen.

Abbildung 3. Ein Diagramm, wie ein automatischer Wechselrichter funktioniert. Bild mit freundlicher Genehmigung von OMRON

Überlegungen bei der Auswahl eines Motorstarters

Achten Sie bei der Auswahl eines Motorstarters auf die Anwendung. Läuft der Motor ständig mit fester Drehzahl? Wird es mehrere Starts und Stopps des Motors geben? Müssen Sie die Drehzahl ändern oder den Motor mit reduzierter Drehzahl laufen lassen?

Wenn der Motor ein Förderband antreibt, möchten Sie den Motor nicht mit voller Geschwindigkeit starten, da die Produkte auf dem Band verrutschen und beschädigt werden könnten. Typischerweise verwenden Entladefördersysteme einen VFD-Starter. Auf diese Weise kann die Anlaufgeschwindigkeit kontrolliert und das Band leicht gestoppt werden.

Auch die Effizienz spielt eine Rolle. Große Kühllüfter benötigen keinen Starter mit reduzierter Drehzahl, profitieren jedoch vom Starten mit reduzierter Drehzahl, da der Motor nicht so viel Strom verbraucht wie beim Starten unter Volllast.

Einige Fabriken ersetzen sogar alte Motorstarter durch moderne drehzahlreduzierende Starter, um die CO2-Emissionen zu reduzieren. Auch die Größe des Motors spielt bei der Auswahl des Starters eine wichtige Rolle. Einige größere Motoren können keine Magnetstarter verwenden; diese größeren Motoren erfordern einen Sanftanlasser oder Autotransformator-Starter. Unabhängig davon, für welchen Starter Sie sich entscheiden, versuchen Sie sicherzustellen, dass die Effizienz oberste Priorität hat, um die CO2-Emissionen zu reduzieren.