WEG Germany Motoren „IE3-konform“ schalten und schützen

Redakteur: Stefanie Michel

Bisher bleibt die Auswahl der Niederspannungsschaltgeräte Sache des Anwenders. Doch eine Studie von WEG zeigte: Hocheffiziente IE3-Motoren benötigen wegen ihres höheren Einschaltrushs und Anlaufstroms entsprechende Motorschutz-Leistungsschalter und Schütze.

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Um Anlagen auch in Zeiten höheren Anlaufverhaltens zuverlässig zu betreiben, sollten die Niederspannungsschaltgeräte IE3-konform sein.
Um Anlagen auch in Zeiten höheren Anlaufverhaltens zuverlässig zu betreiben, sollten die Niederspannungsschaltgeräte IE3-konform sein.
(Bild: WEG Germany)

WEG hat im Rahmen einer breit angelegten Studie die Auswirkungen von Elektromotoren namhafter Hersteller auf seine Niederspannungsschaltgeräte untersucht. Ziel der Studie, in der IE2- mit IE3-Motoren verglichen wurden, war es, die Auswirkungen des höheren Einschaltrushs und des erhöhten Anlaufstroms bei hocheffizienten Motoren besser verstehen und quantifizieren zu können sowie ein optimales Verhalten der Motorschutz-Leistungsschalter und Schütze zu gewährleisten. Das Ergebnis: Alle entsprechenden Niederspannungsschaltgeräte von WEG eignen sich für den sicheren Betrieb hocheffizienter Motoren – trotz der im Vergleich zu IE2-Motoren erhöhten Einschaltströme. Dies hat der Hersteller nun auf den Verpackungen mit dem „IE3-konform“-Logo sichtbar gemacht.

Immer höhere Wirkungsgrade fordern konstruktive Veränderungen am Motor

Seit Anfang des Jahres schreibt die europäische Richtlinie 640/2009/EC für neu in den Verkehr gebrachte Motoren mit einer Nennausgangsleistung von 7,5 bis 375 kW vor, dass diese entweder mindestens die Energieeffizienzklasse IE3 erreichen oder der Energieeffizienzklasse IE2 entsprechen müssen, wobei diese in letzterem Fall dann aber nur mit einer elektronischen Drehzahlregelung betrieben werden dürfen.

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Das Streben nach immer höheren Wirkungsgraden zieht zwangsläufig konstruktive Veränderungen an Elektromotoren nach sich. Zu diesen gehören unter anderem eine höhere Kupfermasse des Stators, der Einsatz von Eisenkernen aus dünneren Blechen mit höherem Siliziumgehalt, optimierte Luftspalte, mehr Leitermaterial am Rotor und ein verbessertes Kühlsystem. Aufgrund dieser Veränderungen sind hocheffiziente Motoren induktiver, weshalb IE3-Motoren im Vergleich zu IE2-Motoren in der Regel einen niedrigeren Bemessungsbetriebsstrom, einen höheren Einschaltrush und Anlaufstrom sowie natürlich einen besseren Wirkungsgrad aufweisen.

Vergleichstests von WEG ergeben, dass der Anlaufstrom bei einem IE3-Motor im unteren Leistungsbereich um 5 %, und der Spitzeneinschaltstrom um 20 % höher sind als bei einem baugleichen IE2-Motor derselben Leistung.

Bei Niederspannungsschaltgeräten auf deren IE3-Konformität achten

„Die Verwendung von Premium-Efficiency-Motoren ist zwar jetzt verbindlich vorgeschrieben, die Auswahl der Niederspannungsschaltgeräte für die IE3-Motoren wie Motorschutz-Leistungsschalter und Schütze bleibt jedoch dem Anwender überlassen. Um Anlagen auch in Zeiten höheren Anlaufverhaltens zuverlässig zu betreiben, sollten Anwender bei der Auswahl der Niederspannungsschaltgeräte unbedingt auf deren IE3-Konformität achten“, erklärt Zoltan Schaaf, Manager Niederspannungsschaltgeräte bei WEG in Deutschland.

WEG entwickelt und fertigt seit vielen Jahren Premium- und Super-Premium-Elektromotoren (IE3 und IE4). Auf Basis dieser Erfahrung konnte schon frühzeitig auf die konstruktiven Veränderungen an den Motoren reagiert und die Niederspannungsschaltgeräte entsprechend angepasst werden. Alle Schalt- und Schutzkomponenten von WEG können heute ohne Einschränkungen für den Betrieb mit IE3-Motoren eingesetzt werden.

Die von WEG durchgeführten Tests belegen auch die Eignung der Motorschutz-Leistungsschalter MPW für den Betrieb von IE3-Motoren. Motorschutzrelais der Serien RW (Bimetall) und RW…E (elektronisch) bedürfen keiner Änderung, da das erhöhte Anlaufverhalten keine Auswirkungen auf Motorschutzrelais hat. Die Schütz-Serien CWM, CWC und CWB hatte der Motorenhersteller in den letzten Jahren bereits mehrfach im Hinblick auf höhere Einschalt- und Anlaufströme optimiert – ohne dabei die mechanische oder elektrische Lebensdauer zu beeinträchtigen.

Motorschutzschalterbaureihe MPW bereits seit 2010 „IE3-konform“

Aufgrund ihrer Empfindlichkeit können Motorschutzschalter mit Sicherheit die von den höheren Anlauf- und Einschaltströmen bei Premium-Efficiency-Motoren am meisten betroffene Motorschutzeinrichtung sein, so WEG. Bereits 2010 unterzog das Unternehmen daher die gesamte Motorschutzschalterbaureihe MPW einer intensiven Prüfung und erhöhte bei dieser Gelegenheit den Ansprechwert der Kurzschlussauslöser vom 12- auf das 13-fache des maximalen Bemessungsbetriebsstromes. Das bedeutet, dass die Motorschutz-Leistungsschalter MPW im Prinzip schon seit fünf Jahren „IE3-konform“ sind.

Wie wichtig das Thema Motorschutz bei IE3-Motoren mit erhöhten Anlaufströmen ist, zeigt auch die Tatsache, dass sich die entsprechenden Normenausschüsse mit einer möglichen Anpassung der relevanten Normen wie der IEC 60947, die Konstruktions- und Prüfanforderungen für Niederspannungs-Schalt- und -schutzgeräte festlegt, beschäftigen.

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