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Mit 18,5 kW (25 HP) liegt man im Übergangsbereich: Darunter werden Elektromotoren in vielen Betrieben problemlos direkt eingeschaltet, darüber erfordert das Anlaufverfahren eine sorgfältige Planung. Ob der direkte Anschluss eines Elektromotors dieser Leistung ans Netz Probleme bereitet, hängt von der Transformatorleistung und dem Zustand der Leitung ab – es kann zu Schwierigkeiten kommen oder auch nicht. Ein falscher Anschluss dagegen kann die Wicklung schon beim ersten Einschalten zerstören. Dieser Beitrag zeigt, wie Sie die Bemessungsspannung eines 18,5-kW-Elektromotors auf das Netz abstimmen und anhand welcher Fragen Sie zwischen Stern-Dreieck-Anlauf, Direktanlauf, Sanftanlasser und Frequenzumrichter entscheiden.
Elektrische Kennwerte der 18,5-kW-Modelle
Bei HEM Motor ist die Leistung 18,5 kW mit Graugussgehäuse in drei Drehzahlen erhältlich. Alle drei Modelle haben die Bemessungsspannung 400/690 V (Δ/Y), 50 Hz, Schutzart IP55 und Isolationsklasse F.
| Typenbezeichnung | Synchron- / Nenndrehzahl | IEC-Baugröße | Nennstrom (400 V) | Nenndrehmoment | Produktseite |
|---|---|---|---|---|---|
| 200L1-6 | 1000 / 980 U/min | 200L | 35,9 A | 180,3 Nm | 200L1-6 Grauguss |
| 180M-4 | 1500 / 1470 U/min | 180M | 33,5 A | 120,2 Nm | 180M-4 Grauguss |
| 160L-2 | 3000 / 2940 U/min | 160L | 32,5 A | 60,1 Nm | 160L-2 Grauguss |
Der angegebene Strom ist der Nennstrom bei 400 V und Volllast. Beim Anlauf liegt der Strom um ein Mehrfaches darüber – und gerade dieser Wert bestimmt das Anlaufverfahren.
Was bedeutet die Angabe 400/690 V?
Die beiden Spannungen auf dem Typenschild zeigen, dass sich die Wicklungen für zwei unterschiedliche Netze verschalten lassen. Jeder Wicklungsstrang ist für 400 V ausgelegt:
- Dreieck (Δ) am 400-V-Netz: Jeder Wicklungsstrang liegt direkt zwischen zwei Außenleitern und erhält 400 V. Im üblichen Industrienetz in der Türkei und in Europa arbeitet ein 18,5-kW-Elektromotor in dieser Schaltung.
- Stern (Y) am 690-V-Netz: Jeder Wicklungsstrang erhält ein √3-tel der Leiterspannung, also ebenfalls rund 400 V. Diese Schaltung ist für Anlagen mit 690-V-Verteilung vorgesehen.
Ein häufiger Fehler ist, den Antrieb am 400-V-Netz in Sternschaltung zu belassen. Dann erhält jede Wicklung nur etwa 230 V, das Drehmoment sinkt deutlich; unter Last fällt die Drehzahl ab, der Strom steigt und die Wicklung überhitzt. Umgekehrt führt ein Elektromotor mit 230/400 V auf dem Typenschild in Dreieckschaltung am 400-V-Netz zu Überspannung an den Wicklungen und brennt in kurzer Zeit durch. Prüfen Sie beim Austausch deshalb unbedingt die Bemessungsspannung des Altmotors und die Lage der Klemmenbrücken.
Auf älteren Typenschildern finden sich auch Werte wie 380/660 V. Sie stammen aus früheren Netznennwerten und folgen derselben Schaltungslogik wie heutige Elektromotoren mit 400/690 V. Notieren Sie beim Austausch dennoch die tatsächlich im Netz gemessene Spannung.
Anlaufverfahren und Entscheidungsfragen bei 18,5 kW
Direktanlauf
Der Antrieb wird über ein Schütz direkt ans Netz geschaltet. Das ist die einfachste und günstigste Lösung; beim Anlauf steht das volle Drehmoment zur Verfügung. Nachteilig ist der hohe Anlaufstrom. Bei ausreichender Transformatorleistung, kurzer Leitung und ohne empfindliche Verbraucher am selben Verteiler ist der Direktanlauf mit 18,5 kW in vielen Betrieben problemlos möglich. Ob er zulässig ist, entscheiden der Elektroplaner der Anlage und die Vorgaben des Netzbetreibers.
Stern-Dreieck-Anlauf
Der Antrieb läuft zunächst in Sternschaltung an und wird bei Erreichen einer bestimmten Drehzahl auf Dreieck umgeschaltet. Da jede Wicklung in Sternschaltung eine niedrigere Spannung erhält, sinken Anlaufstrom und Anlaufmoment auf etwa ein Drittel. Für dieses Verfahren müssen zwei Bedingungen erfüllt sein:
- Die Betriebsschaltung bei Netzspannung muss Dreieck sein. Die 18,5-kW-Modelle mit 400/690 V laufen am 400-V-Netz in Dreieck und sind daher geeignet. Am 690-V-Netz laufen sie bereits in Stern und eignen sich deshalb nicht für den Stern-Dreieck-Anlauf.
- Die Brücken im Klemmenkasten müssen entfernt und alle sechs Enden einzeln zum Schaltschrank geführt werden. Das bedeutet ein sechsadriges Kabel oder zwei getrennte Kabel.
Die Schwachstelle des Stern-Dreieck-Anlaufs ist das Drehmoment. Weil das Anlaufmoment auf ein Drittel sinkt, eignet sich das Verfahren nur für Maschinen, die mit geringer Last anlaufen (Ventilator, Pumpe oder Kompressor im Leerlauf, leer startender Brecher). Bei Maschinen, die unter Last anlaufen – beladenes Förderband, gefüllte Förderschnecke, gefülltes Rührwerk –, erreicht der Antrieb in Sternschaltung unter Umständen keine ausreichende Drehzahl; beim Umschalten auf Dreieck entsteht ein hoher Stromstoß, und das Verfahren verfehlt seinen Zweck.
Sanftanlasser
Er erhöht die Spannung während des Anlaufs stufenlos und begrenzt so den Strom. Mechanische Stöße werden reduziert, Übertragungselemente wie Riemen und Kupplungen geschont. Mit der Spannung sinkt jedoch auch das Drehmoment; für Schweranlauf ist der Sanftanlasser allein keine Lösung. Die Klemmenschaltung bleibt die normale Betriebsschaltung (Dreieck bei 400 V).
Frequenzumrichter
Dieses Verfahren begrenzt den Strom und kann zugleich bei niedriger Drehzahl ein hohes Drehmoment bereitstellen; außerdem lässt sich die Drehzahl einstellen. Unsere Drehstromreihen sind für die Drehzahlregelung am Frequenzumrichter geeignet. Bei längerem Betrieb mit niedriger Drehzahl und vollem Drehmoment kann ein Fremdlüfter erforderlich sein; bei langer Leitung zwischen Umrichter und Elektromotor wird ein du/dt- oder Sinusfilter geprüft. Diese Bedingungen werden bei der Bestellung angegeben. Einzelheiten finden Sie in der Frage zum Betrieb am Frequenzumrichter.
