Motorstarter Drehstrom-Asynchronmotoren wirtschaftlich schalten

Dreiphasige Drehstrom-Asynchronmotoren lassen sich je nach Anforderung besser mit mechanischen oder Halbleiterschützen schalten. Ein Hybridmotorstarter vereint nun die Vorteile von mechanischen und Halbleiterschützen in einem Gerät, ohne deren Nachteile in Kauf nehmen zu müssen.

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Dreiphasige Drehstrom-Asynchronmotoren müssen insbesondere im Maschinen- und Anlagenbau geschaltet, reversiert, geschützt und zudem noch sicher bis Kat. 3, PL e oder SIL 3 abgeschaltet werden. Dabei stellt sich immer wieder die Frage, ob die Anforderungen besser von mechanischen oder Halbleiterschützen erfüllt werden. Beide Lösungen bieten sowohl Vor- als auch Nachteile, was in der Regel zu Kompromissen bei der Auslegung der Maschine oder Anlage führt.

Halbleiterschütze übernehmen verschleißfreies Ein- und Ausschalten des Motors

Mit den Hybridmotorstartern aus der Produktfamilie Contactron vereint Phoenix Contact nun die positiven Eigenschaften von mechanischen und Halbleiterschützen in einem Gerät. Durch eine integrierte Schutzbeschaltung übernehmen die Halbleiterschütze dabei das verschleißfreie Ein- und Ausschalten des Motors bis zu einer Leistung von 4 kW. Das ermöglicht eine Lebensdauer bis zu 30 Mio. Schaltspielen, die in etwa dem zehnfachen Wert von mechanischen Schützen entspricht. Aufgrund der zusätzlichen Beschaltung werden die an die Hybridmotorstarter angrenzenden Komponenten im Schaltschrank keiner weiteren EMV-Belastung ausgesetzt.

Der Verschleiß der Schütze ergibt sich daraus, dass der Motor den mechanischen Schützkontakten im Augenblick des Einschaltens den achtfachen Nennstrom abfordert. Außerdem sind die Kontakte während des Abschalt-vorgangs einer induktiven Abschaltüberspannung ausgesetzt, die beim Öffnen des Kontakts einen Abschaltfunken erzeugt, der einen vorzeitigen Verschleiß der Schützmechanik und damit eine erhebliche Verringerung der Lebensdauer des Gerätes nach sich zieht.

Relais reduzieren im laufenden Betrieb Verlustleistung mittels Bypass

Ähnlich wie beim Schütz trennen die in den Hybridmotorstarter eingebauten Relais den Eingang und den Ausgang auf der Leistungsseite galvanisch. Sie sind in Reihe zu den Halbleitern für die Nothalt-Funktion geschaltet, um den Motor sicher stillzusetzen. Deshalb werden keine zusätzlichen Nothalt-Schütze benötigt.

Des Weiteren reduzieren Relais im laufenden Betrieb die Verlustleistung mittels Bypass, das heißt, sie werden parallel zu den Halbleitern geschaltet und machen einen Kühlkörper überflüssig. Dabei wird davon gesprochen, dass die Relaiskontakte „kalt“, also ohne Strom oder Leistung schalten und nur den Motordauerstrom führen, was unkritisch ist.

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