Leitfaden: Softstarter für Elektromotoren

Der richtige Start ist der erste Schritt zum Erfolg. Bei der Auslegung einer Anwendung ist es immer sinnvoll, genau zu überlegen, was passiert, wenn Sie den Elektromotor starten. Ein Softstarter sorgt für einen besseren Start, wodurch Stromstöße und plötzliche Bewegungen vermieden werden. Softstarter ermöglichen auch Anwendungen mit einem sanften Stopp.

Einführung in Softstarter

Elektrische Softstarter funktionieren, indem sie Spannung durch eine Reihe von zusammengeschalteten Halbleitern senden. Während eines Sanftanlaufs können diese Komponenten so konfiguriert werden, dass nach und nach eine zunehmende Strommenge durch sie hindurchfließen kann. Durch Umkehren des Prozesses ist es möglich, die Spannung schrittweise zu senken, wodurch der Motor schließlich einen sanften Stopp erreicht.

Ein Softstarter arbeitet mit zwei Hauptparametern: Begrenzung der Spannung und Steuerung der Startzeit. Die Anpassung dieser Faktoren an Ihre Anforderungen hinsichtlich des Anlaufdrehmoments ermöglicht es Ihnen, Einschaltstromspitzen beim Starten des Motors zu vermeiden und die mechanische Belastung des Motors und der angeschlossenen Anwendung zu reduzieren.

Vorteile eines Softstarters

Die Hauptvorteile eines Softstarters sind:

Bessere Anwendungssteuerung
Bei vielen Anwendungen können plötzliches unkontrolliertes Starten und Stoppen Probleme verursachen. Dies gilt z. B. für Pumpen der Fall, bei denen abrupte Stopps zu Wasserschlägen führen, die Verschleiß an den Rohrleitungen verursachen. Anwendungen wie Zentrifugalventilatoren und Kühlkompressoren profitieren ebenfalls von einem sanften Anlauf, da sie die Anfangsbelastung des Systems reduzieren und somit die Lebensdauer der Anwendung verlängern.

Verhindern von Stromspitzen
Sowohl bei DOL- als auch bei Stern-Dreieck-Startern erzeugt das Erreichen der maximalen Drehzahl und des maximalen Drehmoments des Motors häufig eine Stromspitze, die mehr als das Zehnfache des Nennstroms des Motors betragen kann. Viele Energieversorger haben Anforderungen, die solche Stromspitzen begrenzen, da sie einen Spannungsabfall am Versorgungsnetz und am Transformator verursachen können. Dies gilt auch für Schiffsanwendungen, die von einem Generator angetrieben werden, bei denen unbeabsichtigte Stromspitzen das Risiko einer Fehlfunktion erhöhen.

Wichtige Überlegungen bei der Auswahl eines Softstarters

Die Auswahl eines Softstarters hängt von den folgenden Kriterien ab:

• Anwendungstyp und Verwendung
• Nennleistung und Nennstrom des Motors
• Lastfaktor der Anwendung

Es ist wichtig, das richtige Gleichgewicht zwischen Spannungsreduzierung und Drehmomentbedarf zu finden, da eine zu starke Begrenzung des Stroms verhindert, dass der Motor startet, während eine zu geringe Begrenzung den Zweck eines Softstarters zunichte macht.

Die Anzahl der erforderlichen Starts innerhalb eines bestimmten Zeitraums ist ebenfalls relevant. Ein Softstarter erzeugt während des Betriebs erhebliche Wärme, sodass die Anzahl der durchführbaren Stopp- und Startvorgänge des Motors bei normalem Betrieb naturgemäß begrenzt ist. Wenn viele Starts und Stopps pro Stunde erforderlich sind, kann es erforderlich sein, Größe und Leistung des Softstarters im Verhältnis zur Motornennleistung zu erhöhen.

Es wird empfohlen, Bypass- und Netzschütze zu installieren. Ein Bypass-Schütz wird parallel zum Softstarter montiert, um den Strom umzuleiten, wenn der Motor die Betriebsdrehzahl erreicht hat. Dies reduziert Energieverluste und verlängert die Lebensdauer des Softstarters. Ein Netzschütz ist seriell zum Softstarter installiert, um die Stromversorgung zum Softstarter sicher zu unterbrechen. Wenn ein Softstarter über einen integrierten Bypass-Schalter verfügt, wird das externe Bypass-Schütz nicht benötigt.

Anwendungstyp und Umgebung sollten immer berücksichtigt werden, z. B. durch Auswahl eines Softstarters, der für den Einsatz auf See, in großen Höhen oder in gefährlichen Umgebungen ausgelegt ist.

Softstarter für verschiedene Anwendungen

Die Verwendung eines Softstarters kann für viele verschiedene Arten von Anwendungen in verschiedenen Branchen und Märkten relevant sein.

Industrielle Anwendungen
Bei Zentrifugalpumpen und anderen industriellen Pumpenanwendungen kann ein Softstarter verwendet werden, um das Motordrehmoment während der Startsequenz zu reduzieren. Ein sanftes Anhalten durch langsames Reduzieren des Stroms ist eine effektive Möglichkeit, Wasserschlag zu verhindern.

Förderbänder mit leichten oder zerbrechlichen Lasten ziehen Vorteile aus sanften Anlauf- und Anhaltevorgängen, weil diese sowohl Materialkollisionen als auch übermäßigen Verschleiß von Getrieben und Kupplungen verhindern. Darüber hinaus kann hierdurch bei riemengetriebenen Anwendungen Riemenschlupf verhindert werden.

Bei Kompressoren bietet ein Softstarter ein besseres Startverhalten, insbesondere bei Schraubenkompressoranwendungen, bei denen das Lastmoment mit der Drehzahl ansteigt.

Schiffsanwendungen
Softstarter werden für eine Vielzahl von Anwendungen der Schifffahrt eingesetzt, darunter Ballastwasserpumpen, Ladepumpen und Scrubber-Pumpen. Die Möglichkeit, Einschaltstromspitzen zu eliminieren, ist für die Verwendung des Generators von Vorteil, da so die Überlastung des Generators verhindert wird.

HVAC-Anwendungen
Bei Radialventilatoren können Softstarter helfen, das Anlaufmoment zu reduzieren, um Riemenschlupf zu verhindern und Spannungsabfälle durch hohe Einschaltströme zu vermeiden. Da viele größere Industrieventilatoren von relativ leistungsstarken Motoren angetrieben werden, die mit einem Schwungrad montiert sind, benötigen sie in der Regel beim Anlaufen hohe Leistung. Um die anfängliche Trägheit zu überwinden, ist es ratsam, einen größeren Softstarter auszuwählen, als man normalerweise für die Motorgröße wählen würde.

Öl- und Gasanwendungen
In der Öl- und Gasschifffahrtsindustrie werden Softstarter häufig für Frachtpumpen und Kompressoren eingesetzt, die sanftes An- und Auslaufen erfordern, aber ansonsten mit voller Drehzahl laufen.