Aufgabe :
Um lange Lebensdauer zu
gewährleisten und teure Reparaturen zu vermeiden, ist es wichtig,
Motoren immer innerhalb ihrer Nennparameter arbeiten zu lassen.
Bei Überschreitung der zulässigen Stromstärke und daraus
folgend die Überschreitung der zulässigen Temperaturwerte,
müssen motoren abgeschaltet werden. Ursachen für
Störungen durch Erwärmung:
- mechanische Überlastung ( el. Überlastung ( bei
U NENN fließt Überlaststrom
- Spannungsabsenkung im Netz bei unveränderter
mechanischer Belastung ( höherer Strom- fluss ( bei Nennbelastung fließt
Überlaststrom
- Leiterunterbrechung bei Dauerbetrieb: Motor läuft zwar meist
weiter ( Strom in nicht unterbrochenen Strängen steigt aber
über Nennwert an (Fehlersimulation bei Messung)
- elektr. Fehler im Motor selbst führen zu
Überstrom
Motorschutzarten:
Motorschutzschalter
- MSS sind gleichzeitig Schalter und
Schutzeinrichtung und dienen zum betriebsmäßigen
Ein- und Ausschalten und zum Schutz vor Überstrom. MSS sind
Schlossschalter, besitzen Freiauslösung (Auslösung auch bei
festgehaltenem Ein- schalter) und schalten allpolig. Sie sind
ausgestattet mit auf bestimmte Werte einstellbarem Bimetallauslöser,
der vom Motorenstrom durchflossen wird.
- Der Bimetallauslöser
besteht aus zwei verschiedenen Metallschleifen
(gefügt, geklebt, genietet, gelötet) mit unterschiedlichen
Temperatur-Koeffizienten. Bei Erwärmung verbiegt sich der
Bimetallstreifen und lößt das Schaltschloss aus und sorgt so
für eine verzögerte Abschaltung.
- Das Wirkprinzip
beruht darauf, das der motorstromdurchflossene
Bimetallauslöser schneller erwärmt wird als die Motorwicklung
und diese vom Netz trennt, bevor kritische Temperaturwerte erreicht
werden.
- Ergänzung
Der MSS kann mit el.-magn. Schnellauslöser ergänzt werden, der
bei KURZSCHLUSS
unverzögert abschaltet (10-15x I NENN)
Dabei sind beide Auslöser in Reihe geschaltet.
Bei niedrigen Einstellstromstärken ist der Eigenwiderstand auf
Werte des Bimetallauslösers oft hoch genug, um mögliche
Kurzschlussströme auf Werte zu begrenzen, die
kleiner als das Schaltvermögen des MSS sind.(-Eigensichere MSS(werden am
Leitungsanfang installiert.
- Vorsicherung
Eigensichere MSS schützen vor Überlast und
Kurzschlussströmen und können ohne Vorsicherung betrieben werden, wenn der
Schutz der Zuleitung nicht vernachlässigt wird.
Bei vielen MSS reicht
jedoch das Schaltvermögen für die zu erwartende - I Kurz nicht aus, daher
sind Überstromschutzorgane am Zuleitungsanfang zu installieren, die die
Leitung und den Motor bei Kurzschluss schützen.
- Die Überstromschutzorgane
dienen nicht dem Überlastschutz des Motors, weil die Auslösestromstärke
festliegt, und nicht auf den Motornennstrom einstellbar ist.
- Unterspannungsschutz
Durch Unterspannungsschutz kann der Motor vor Betrieb
an Unterspannung geschützt werden. Der Anker einer Magnetspule fällt bei
Unterspannung ab, öffnet dabei das Schaltschloss des MSS und schaltet den
Motor allpolig ab. Der Unterspannungsschutz wird zwischen 2 Außenleiter
geschaltet. Nach der Abschlatung ist ein unkontrolliertes Wiederaufnehmen
nach Störungsbeseitigung nicht möglich.
- Einstellbereiche:
- 0,2 - 0,4 A
- 0,4 - 0,6 A
- 0,6 - 1,0 A
- 1,0 - 1,6 A
- 1,6 - 2,4 A
- 2,4 - 4,0 A
- 4,0 - 6,0 A
- 6,0 - 10,0 A
- 10,0 - 16,0 A
- bis 630 A nach Klöckner - Möller Katalog
- Die Einstellung
des MSS erfolgt nach
dem Ort des Einbaues. Erfolgt die Installation nach dem Sicherungselement,
ist der MSS auf den Motorenstrom einzustellen. Wurde der MSS in einer Y -
Schaltung nach dem Netzschütz, also nach der Stromaufteilung
installiert, sind die Nennstromwerte des MSS auf das
0,58-fache des Motorennennstromes einzustellen. Der einzustellende Stromwert
wird nach der Formel : I einstell = I nenn oder I einstell = I nenn * 0,58
berechnet.
Motorschutzrelais
Im Unterschied zum MSS, der auf mechan.
Weg eine Abschaltung bewirkt, wirkt ein MSR auf einen Steuerstromkreis,
indem im Haltestromkreis eines Schützes ein Öffnerkontakt betätigt wird.
Bei Steuerungen mit Dauerkontaktgebern müssen MSR mit einer mechan.
Wiedereinschaltsperre ausgerüstet sein, da beim Erkalten der Bimetalle ein
unkontrolliertes Wiederanlaufen des Motors erfolgt.
- Nennstromeinstellung
am MSR Während des Motorlaufes löst das auf Motornennstrom eingestellte MSR
oft schon aus. Das MSR wird, als Abhilfe, dann so hoch eingestellt, das der
Motorenanlauf ohne Abschaltung durch das MSR erfolgen kann. Wegen
fehlendem Überlastschutzes des Motors bei Dauerbetrieb darf diese Maßnahme
NICHT angewendet werden !
- Motorschutz bei Schweranlauf
Motore , die große
Massen in Bewegung zu setzen haben, brauchen lange Anlaufzeiten. Dabei ist
der Anzugstrom so groß, dass das MSR auslöst und den Motor wieder
stillsetzt. Durch Parallelschaltung eines Schützes zum MSR kann dies vermieden
werden. Nach dem Motoranlauf erfolgt die Abschaltung des
Überbrückungsschützes. Der Motorstrom fließt nun über das MSR. Diese
Variante ist jedoch auch ungünstig, da der Motor in der Anlaufphase
ungeschützt ist.
Verbessert wird die Situation durch die Überbrückung mit
einem 2. MSR, das auf einen höheren Stromwert eingestellt wird.
- Motorschutz bei Y - Schaltung
Damit der Motor während des Anlaufes oder bei
unbeabsichtigtem Y-Betrieb geschützt ist, wird der MSR mit dem
Wicklungsstrang in Reihe geschaltet und auf den Strangstrom, d.h. auf den
0,58-fachen (1) Nennstrom eingestellt.
- Die Einstellung
des MSR bei
einzelkompensierten Motoren ist von der el. Anordnung des Kondensators zum
MSR abhängig. Liegt der Kondensator zwischen MSR und Netz, ist auf den
Motorennennstrom einzustellen. Liegt der Kondensator parallel zu den
Motorenanschlussklemmen, muss wegen der Kompensation des vom Motor
aufgenommenen Blindstroms das MSR niedriger eingestellt werden. Der
Einstellstrom berechnet sich aus I einstell = I²w +
(I blind - I bl.- kondensator)(Iw = Motorwirkstrom b. Nennlast).
- Motorvollschutz
Motorvollschutz bietet besseren Schutz gegenüber Bimetallauslösern oder
Relais. Aus dem Zusammenhang zwischen der Höhe des Motorenstromes und der
Erwärmung beruht die Arbeitsweise von MSR, deren Schutzwirkung manchmal
jedoch nicht ausreicht (z.B. Schweranlauf oder kurzzeitige Anlaufvorgänge).
- Temperaturen
Die auf Motornennstrom eingestellten Bimetalle
sprechen häufig an und setzen den Motor außer Betrieb, obwohl die
Grenztemperatur der Motorwicklung noch nicht erreicht ist.
Andererseits kann
sich die Motorwicklung bei schlechten Kühlbedingungen oder hoher
Umgebungstemperatur erwärmen ohne das MSS oder MSR ansprechen.
Eine höhere
Schutzwirkung wird mit KALTLEITERTEMPERATURFÜHLERN erreicht. Die
Temperaturfühler sind in den Wickelkopf des Motors integriert,
das heisst, die
temperaturabhängigen Widerstände sind in jedem Strang angeordnet und
untereinander in Reihe geschaltet. Sie nehmen die Temperatur der
Motorwicklung an und werden bei zunehmender Erwärmung hochohmig.
Bei Erreichen der Grenztemperatur (Nennansprechtemperatur 90° - 170° C), die von
der Isolierstoffklasse bestimmt wird , wird ein Öffnerkontakt eines Relais
betätigt, der ein Störungsschütz abfallen lässt und den Motor vom Netz
trennt.
- Motorschutzeinrichtungen großer Motoren
Überlastschutz mit erweiterter Ansprechzeit mit und ohne Temp.- Kompensation
Überstromschutz für verzögertes oder sofortiges Abbrechen
Erdschlussschutz
Schieflastschutz
Mehrfachanlaufschutz
Läuferblockierungsschutz
elek.Bremsung
- Betriebsarten
S 1 = Dauerbetrieb
S 2 = Kurzzeitbetrieb
S 3 = periodischer
S 4 = periodischer Aussetzbetrieb mit Einfluss des Anlaufvorganges
S 5 = periodischer Aussetzbetrieb mit Einfluss des Anlaufvorganges und
Aussetzbetrieb ohne Einfluss des Anlaufvorganges
S 6 = ununterbrochener periodischer Betrieb mit Aussetzbelastung
S 7 = ununterbrochener periodischer Betrieb mit Anlauf und elek. Bremsung
S 8 = ununterbrochener periodischer Betrieb mit periodischer Drehzahländerung
S 9 = Betrieb mit nicht periodischer Last- und Drehzahländerung
S 10 = Betrieb mit einzelnen konstanten Belastungen
- Isolierstoffklassen
Y = 90 ° C (Holz, Baumwolle, Seide, Papier)
A = 105 ° C (Holz, Baumwolle, Seide, Papier, Textilien, Harze)
E = 120 ° C (Harze, Drahtlacke, behandelte Textilien, Schichtpapier)
B = 130 ° C (Glasfaser, Glimmer, Asbest, Drahtlacke)
F = 155 ° C (Glasfaser, Asbest, Glimmer, Drahtlacke)
H = 180 ° C (Glasfaser, Glimmer, Asbset, Drahtlacke, Folien)
C = >180 ° C (Glimmer, Porzellan, Glas, Quarz)