Benutzer:Shrikanthv/Sanftauslaufgeräte
Motor und Maschine
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Seit seiner Erfindung vor weit über 100 Jahren hat sich der Drehstrommotor als Antriebseinheit immer mehr durchgesetzt. Er ist heute der meist genutzte elektrische Antrieb. Beim direkten Einschalten von Elektromotoren entstehen im Wesentlichen zwei nachteilige Effekte: Zum einen ein um bis zu 7-fach erhöhter Einschaltstrom gegenüber dem Nennstrom und zum anderen ein bis zu 3-fach erhöhtes Drehmoment. Durch das erhöhte Drehmoment kommt es zu einer schlagartigen mechanischen Belastung in der Maschine, die zur Verkürzung der Lebensdauer führt. Der hohe Einschaltstrom belastet zudem die Netzversorgung und kann zu Spannungseinbrüchen führen. Dadurch können empfindliche Verbraucher in ihrer Funktion beeinträchtigt werden.
Motoren starten auf die richtige Methode kommt es an
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Mit der zunehmenden Marktverbreitung des Drehstrommotors wuchs der Wunsch nach einem sanften Startverhalten, um die oben erwähnten unangenehmen Nebenerscheinungen zu eliminieren. Es wurden Lösungskonzepte durch elektrische Maßnahmen in der Netzzuführung sowie mechanische Verfahren, z. B. Rutschkupplungen, entwickelt. Eine Übersicht der verschiedenen elektrischen Anlaufarten ist in der Aufstellung dargestellt. Ein Blick auf die Strom- oder Momenten-Kennlinien zeigt das Verhalten einer jeden Starterlösung.
Merkmale
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]- Direktanlauf
- Drehstrommotor kleinerer und mittlerer Leistung
- 3 Drehstrommotor kleinerer und mittlerer Leistung
- Hohes Anlaufmoment
- Hohe Stromspitze
- Spannungseinbruch
- Ein einfaches Schaltgerät
Stern-Dreieck-Anlauf
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]- Drehstrommotor kleinerer bis hoher Leistung
- 6 Leiter zum Motor
- Reduziertes Anlaufmoment, 1/3 des Nennmomentes
- Hohe Netzbelastung durch Stromspitze bei Umschaltung von U auf D
- Hoher mechanischer Stress durch Momentensprung bei Umschaltung von U auf D
- Viele wartungsintensive Schaltgeräte
Softstart
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]- Drehstrommotor kleinerer bis hoher Leistung
- 3 Leiter zum Motor
- Variables Anlaufmoment
- Keine Stromspitze
- Keine Drehmomentstöße
- Vernachlässigbarer Spannungseinbruch
- Ein einfaches Schaltgerät
- Optional: Geführter Softstopp, Schutzfunktionen usw.
- Wartungsfrei
Gegenüber den Schützlösungen bieten Softstarter, auch als Sanftanlasser oder Sanftanlaufgerät bezeichnet, erhebliche Vorteile. In den dargestellten Kennlinien sind deutliche Momentensprünge sowie hohe Ströme und Stromspitzen der Schützlösungen zu erkennen:
- Momentensprünge bedeuten hohe mechanische Belastungen der Maschine, somit höhere Servicekosten und stärkeren Verschleiß.
- Hohe Ströme oder Stromspitzen führen zu hohen Bereitstellungskosten durch die EVUs (Spitzenstromberechnung) und hoher Netz- bzw. Generatorbelastung.
Ein Softstarter steuert die Spannungsversorgung des Drehstrommotors in der Anlaufphase stufenlos. Dadurch wird der Motor an das Lastverhalten der Arbeitsmaschine angepasst. Mechanische Betriebsmittel werden besonders schonend beschleunigt. Lebensdauer, Betriebsverhalten und Arbeitsabläufe werden positiv beeinflusst.
Negative Einflüsse werden vermieden, wie beispielsweise
- Aufschlagen von Zahnflanken im Getriebe
- Verringerung von Druckstößen in Rohrleitungssystemen
- Durchrutschen von Keilriemen
- Ruckeffekt bei Transporteinrichtungen.
EMV-leicht gemacht:
- Keine abgeschirmten Motorleitungen notwendig
- Keine Funkentstörfilter notwendig
- Keine Sinus- oder du/dt-Filter notwendig
Für Softstarter gilt die Produktnorm IEC/EN 60 947-4-2. Die Einhaltung der Norm und damit die Sicherstellung des hohen Qualitätsstandards werden durch die Konformitätserklärung der Hersteller dokumentiert.
Der Softstarter und seine Einsatzgebiete
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Softstarter lassen sich an die Anforderungen der jeweiligen Applikationen anpassen. Die nachstehende Übersicht bietet eine Zusammenstellung von Arbeitsmaschinen, deren Betriebsart (Standard- oder Schweranlaufbetrieb) sowie den Vorteilen bei Verwendung von Softstartern. Zur weiteren Orientierung ist der maximale Anlaufstrom aufgeführt, der in Verbindung mit den Softstartern zu einem Hochlauf auf Nennbetrieb notwendig ist. [1] [2] [3]
| Arbeitsmaschine | Betriebsart | Vorteile bei Verwendung von Softstartern | Anlaufstrom in % von Ie) |
|---|---|---|---|
| Kreiselpumpe | Standard | Vermeidung von DruckstößenVerlängerung der Lebensdauer des Rohrsystems | 300 |
| Kolbenpumpe | Standard | Vermeidung von DruckstößenVerlängerung der Lebensdauer des Rohrsystems | 350 |
| Lüfter | Standard | Schonung Keilriemen / Getriebe | 300 |
| Förderer, Transportanlage | Standard | Ruckfreies Anfahren;Verwendung von preiswerterem Gurtmaterial | 300 |
| Kreissäge, Bandsäge | Standard oder Schweranlauf (t > 30 s) | Reduzierung des Anlaufstroms | 300 |
| Rührwerk, Mischer | Standard | Reduzierung des Anlaufstroms | 350 |
| Kolbenkompressoren | Standard | Reduzierung des Anlaufstroms | 350 |
| Verdichter | Standard oder Schweranlauf(t > 30 s) | Reduzierung des Anlaufstroms/Reduzierung von Vibrationen | 300 |
| Mühle, Brecher | Standard | Reduzierung des Anlaufstroms | 400…450 |
Literatur
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]- Wolfgang E. Schmidt: Lernsituationen Energie- und Gebäudetechnik für Elektroniker und Elektroinstallateure. 1. Auflage, Verlag Handwerk und Technik GmbH, Hamburg, 2005, ISBN 3-582-03671-5.
- Gert Hagmann: Leistungselektronik. 3. Auflage, AULA-Verlag GmbH, Wiebelsheim, 2006, ISBN 978-3-89104-700-2.
Einzelnachweise
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]- ↑ ref name=Bartos21st>Frank J. Bartos: AC Drives Stay Vital for the 21st Century. In: Control Engineering. Reed Business Information, 1. September 2004 (designnews.com [abgerufen am 18. Februar 2011]).
- ↑ Robert E. Eisenbrown: AC Drives, Historical and Future Perspective of Innovation and Growth. In: Keynote Presentation for the 25th Anniversary of The Wisconsin Electric Machines and Power Electronics Consortium (WEMPEC). WEMPEC, 18. Mai 2008, S. 6–10 (HTML [abgerufen am 28. März 2008] Vortag an der University of Wisconsin, Madison, WI, USA).
- ↑ Thomas M. Jahns, Edward L. Owen: AC adjustable-speed drives at the millennium: how did we get here? In: Power Electronics, IEEE Transactions on. Band 16, Nr. 1, 2001, S. 17–25, doi:10.1109/63.903985.