Mehrmotorenschutz

Moderne Frequenzumrichter machen's möglich

Die meisten Frequenzumrichter namhafter Hersteller besitzen eine integrierte, temperaturabhängige Motorüberwachungsfunktion. Damit kann allerdings höchstens ein Motor überwacht werden. Beim Betrieb des Umrichters im Mehrmotorenbetrieb oder bei Motorgruppenantrieben sind also zusätzliche Geräte gefragt, die nicht nur einen umfassenden Schutz bieten, sondern auch bei der Montage und Fehlersuche Zeit und Geld sparen.

03. Juni 2003

Die normale Lebensdauer eines Drehstrommotors kann sich bereits durch eine übermäßige Erwärmung um wenige Grad Celsius erheblich reduzieren. Die reine Motorstromüberwachung bietet in vielen Fällen nur einen bedingten Motorschutz. Gerade bei hohen Schalthäufigkeiten, bei Schweranlauf, Aussetz- und/oder Bremsbetrieb, aber auch bei einer kurzfristig behinderten Luftzufuhr oder bei Drehzahlen, die kleiner sind als die Nenndrehzahl, die im Betrieb mit Frequenzumrichtern häufig vorkommen, wird der Motor durch zu hohe Temperatur erheblich belastet. Deshalb ist die Überwachung der Temperatur als direkter Motorschutz oft unumgänglich.

Heute haben nahezu alle Motoren Sensoren integriert, die es erlauben die Motortemperatur zu überwachen, welche ein direktes Maß der aktuellen Belastung eines Motors darstellt. Im Gegensatz zu Niederspannungsmotoren, die normalerweise mit PTC-Sensoren ausgestattet sind und mit einem Thermistor-Motorschutzrelais überwacht werden, gibt es auch Motoren, die mit PT100- oder KTY84-130-Sensoren ausgestattet sind. Aber auch für Motoren, bei denen der Sensor nicht direkt in der Wicklung sitzt, gibt es spezielle Nuten-Widerstandssensoren, die man direkt in die Kühlrippen des Gehäuses einsetzen kann.

Frequenzumrichter besitzen normalerweise eine integrierte Auswerteelektronik und die gemessene Motortemperatur wird auch für eine genaue Regelung des Drehmoments ausgewertet. Der Aufbau einer Motorgruppenansteuerung, die zum Beispiel bei Rollgangantrieben in Stahlwerken oder bei Förderbändern durchaus üblich sind, bringt in vielen Fällen eine erhebliche Kostenersparnis. Bei einem Mehrmotorenbetrieb allerdings kann maximal ein Motor an die Temperaturüberwachung des Frequenzumrichters angeschlossen werden und deshalb sind in diesem Fall zusätzliche Überwachungsrelais notwendig.

Neue Maßstäbe in der Bedienbarkeit

Egal ob Thermistor-Motorschutzrelais oder das Temperatur-Überwachungsrelais, alle beschriebenen Geräte der Siemens AG zeichnen sich durch einfachste Bedienung und Fehleranalyse aus. Bei einer Überwachung mit PTC-Thermistoren entfällt die Einstellung des Warn- oder Abschaltwertes vollständig, da der Grenzwert durch die nahezu digitale Kennlinie des Sensors bereits durch den Motorenhersteller vorgegeben ist. An das Überwachungsrelais Simirel 3RS1041 von Siemens können bis zu drei Sensoren angeschlossen werden, die alle in nur einem Arbeitsgang parametriert werden. Es besitzt zwei Schwellwerteinstellungen mit einstellbarer Hysterese für Warnen und Abschalten, eine Verzögerungszeit zum Verwerfen bei kurzfristigen Temperaturspitzen und die Auswahl zwischen Arbeitsstrom- und Ruhestromprinzip. All diese Einstellungen werden durch einen Drehschalter für die Funktion und zwei Tasten für die Parameterwerte durchgeführt. Mit der integrierten digitalen Anzeige kann die Temperatur der einzelnen Sensoren jederzeit überprüft werden. Auf Grund der sehr schmalen Baubreite von nur 45 Millimetern können gleichzeitig mit einem zweiten Gerät noch die Motorenlager oder die Kühlluft überwacht werden, ohne daß es zu Platzproblemen im Schaltschrank kommt.

Vereinfachte Anschlußtechnik

Mit den preisgünstigen Geräten lassen sich - im Gegensatz zur Schraubtechnik - mit der Federzug-Variante weitere Kosten bei der Verdrahtung sparen. Durch diese Technik wird die Anschlußleitung nicht verschraubt, sondern durch eine Käfigzugfeder festgeklemmt; eine Verwendung von Adernendhülsen ist zwar möglich, aber nicht notwendig. Diese Anschlußtechnik spart nicht nur bei der Installation Zeit und Geld, sondern ist auch wartungsfrei und rüttelsicher. Auch bei starken Vibrationen, die im Umfeld von Motoren sehr oft auftreten, bleiben alle Verbindungen fest. Eine Lockerung wie beim Schraubanschluß ist ausgeschlossen.

Einfache Fehlerdiagnose

Weitere Zeit- und Kostenersparnis liegt auch in der Fehlerdiagnose. Hier gilt es, bei einer Auslösung schnellstmöglich die Ursache zu ermitteln: Übertemperatur, Falschparametrierung, Kurzschluß oder Drahtbruch in der Sensorleitung. Ein zusätzliches Relais und eine integrierte LED informieren den Benutzer optisch schnell und eindeutig, ob es sich um eine Störung oder um eine Auslösung auf Grund zu hoher Temperatur handelt. Beim Temperatur-Überwachungsrelais 3RS1041 werden eventuelle Fehler zusätzlich noch im digitalen Display angezeigt.

Doch nicht nur die reine Überwachung von Motoren ist mit den Temperatur-Überwachungsrelais realisierbar. Außer PT100-Sensoren sind auch PT1000-, KTY83-, KTY84- oder bis zu drei NTC-Sensoren anschließbar. Die Geräte zeichnen sich, trotz ihrer vielfältigen Einsatzmöglichkeiten zur Überwachung auf Temperaturüberschreitung, -unterschreitung oder Fensterüberwachung von festen, flüssigen oder gasförmigen Medien, wie zum Beispiel bei der Überwachung von Lager- oder Kühl- und Schmierflüssigkeiten, durch eine sehr einfache und übersichtliche Bedienung aus.

Erschienen in Ausgabe: 01/2003