Beschreiben Sie Ihr ideales Motorschutzrelais

Beschreiben Sie Ihr ideales Motorschutzrelais

Elektromotoren sind das Backbone der heutigen modernen Industrie. Sie liefern die mechanische Energie, die für die meisten Fertigungsprozesse benötigt wird. Behörden stellen strenge Anforderungen an die Umsetzung eines Überlastschutzes für sämtliche Elektromotoren mit mehr als 1 HP (Horsepower). So viele verschiedene Optionen sind verfügbar. Wie können Sie da das richtige Motorschutzrelais für Ihre Motorstarter-Anwendung auswählen?

Zur Beschreibung des idealen Motorschutzrelais für einen Motorstarter bei voller Spannung sollten Sie die folgenden Aspekte von Motorschutzrelais beachten.

  • Schutzfunktionen
  • Diagnosefunktionen
  • Integrationsfunktionen

Ein Motorschutzrelais muss mindestens einen thermischen Überlastschutz bieten. Bei dieser Schutzart wird der vom Elektromotor verbrauchte Strom gemessen und auf ein thermisches Überlastmodell angewendet. So wird die Hitzeentwicklung im Innern des Elektromotors simuliert. Es gibt zwei Arten von Überlastmodellen: I2T und das Zweikörpermodell. I2T ist das häufigste Modell und wird von den meisten bimetallischen, eutektischen und elektronischen Motorschutzrelais genutzt. Bei einem Zweikörpermodell werden die Start- und Laufeigenschaften eines Elektromotors berücksichtigt. Dieses Modell bietet eine genauere Simulation der Hitzeentwicklung im Innern eines Elektromotors, besonders für Elektromotoren mit hoher oder mittlerer Spannung.

Die zweitwichtigste Schutzfunktion, die es zu berücksichtigen gilt, ist der Schutz gegen Phasenausfall. Phasenausfall ist der Hauptgrund für Motorausfall. Ein Phasenausfall tritt auf, wenn eine Phase des Stroms 0 A aufweist. Das liegt an einer durchgebrannten Sicherung. Ein Algorithmus für Überlastschutz benötigt 30 Minuten oder länger, um einen Phasenausfall zu erkennen. Wird ein Elektromotor lange Zeit einem Phasenausfall ausgesetzt, kann er Schaden nehmen. Nur elektronische Motorschutzrelais können eine Phasenausfallsbedingung innerhalb von 3 Sekunden oder kürzer erkennen.

Weitere Schutzfunktionen, die für den proaktiven Schutz von Motoren und Maschinen zu berücksichtigen sind, sind der Schutz vor Erdschlussstrom, Staus, Abriss, Unterlast, Ungleichgewicht sowie Spannungs- und Netzsicherung. Große, teure Motoren können von diesen zusätzlichen Schutzfunktionen profitieren. Sie können den Elektromotor stoppen und helfen dadurch schon vor den Algorithmen für Überlastschutz, Schäden zu vermeiden. Nur elektronische Motorschutzrelais können diese zusätzlichen Schutzfunktionen bieten.

Ein weiteres Designmerkmal, das Sie in Erwägung ziehen sollten, sind die vom Motorschutzrelais bereitgestellten Diagnoseinformationen. Elektronische Motorschutzrelais können Informationen einem Steuerungssystem oder Bediener anzeigen oder an diese kommunizieren. Elektronische Motorschutzrelais sollten mindestens den Prozentwert Auslastung thermische Kapazität (Percent Thermal Capacity Utilization, %TCU) und den Prozentwert Volllaststrom (Percent Full Load Amps, %FLA) übermitteln. Diese beiden Diagnoseparameter melden in Echtzeit die Hitzeentwicklung und Stromaufnahme des Elektromotors. Damit können sie dem Motorbediener einen Anhaltspunkt geben, wann Überlastung einsetzt. Wenn der %TCU-Wert 100 % erreicht, erzwingt der elektronische Überlastschutz eine Überlast-Auslösung.

Hochwertigere elektronische Motorschutzrelais können die Diagnoseinformationen Zeit bis zur Auslösung, Zeit bis zur Zurücksetzung, aktueller Effektivstrom, Erdschlussstrom, Effektivspannung, Leistung, Verlauf und Energie liefern. Diese Informationen sind nützlich für den Schutz teurer oder prozesskritischer Motoren. Diese Diagnoseinformationen können prognostizieren, wann die Überlastung einsetzt. Dadurch ermöglichen sie Bedienern, wichtige Entscheidungen zum Geschäftsbetrieb zu treffen. Sie lassen sich auch nutzen, um Mitarbeitern der Instandhaltung nützliche Informationen über die Minimierung der Reparaturzeit zu geben, wenn unerwartete Motorprobleme auftreten.

Das letzte Designmerkmal, das Sie berücksichtigen sollten, sind die Integrationsfunktionen, die Motorschutzrelais bieten. Elektronische Motorschutzrelais verfügen über einen breiten Spannungsbereich. Das minimiert die Anzahl der Teilenummern, die zum Schutz einer großen Palette Motoren nötig sind. Einige Motorschutzrelais werden direkt an der Lastseite eines Schützes befestigt, was für kürzere Installationszeit, weniger Platzbedarf und Einsparungen bei der Verkabelung sorgt. Einige Motorschutzrelais bieten auch abnehmbare Klemmenleisten, um die Austauschzeit zu minimieren. Einige elektronische Motorschutzrelais sind modular. So kann der Benutzer die Schutz- und Integrationsfunktionen auswählen, die für eine bestimmte Motorstarter-Anwendung benötigt werden. Einige Motorschutzrelais bieten außerdem mechanisches Zubehör für weniger zusätzliche Steuerungsverkabelung, die bei einem Starter mit voller Spannung nötig ist.

Elektronische Motorschutzrelais mit Kommunikations- und E/A-Optionen lassen sich mit nur wenigen Mausklicks leicht in das entsprechende Steuerungssystem der gleichen Marke integrieren. Diese Systeme nutzen das elektronische Motorschutzrelais als dezentrales E/A-Gerät zur Steuerung der Schützspule über einen Kommunikationsnetzwerk-Befehl.

Wie beschreiben Sie Ihr ideales Motorschutzrelais? Die Antwort auf diese Frage hängt wirklich von der jeweiligen Elektromotor-Anwendung ab. Für einfache Motorsteuerungssysteme, die nicht prozesskritische Vorgänge steuern, genügen bimetallische oder eutektische Motorschutzrelais völlig. Für große, komplexe Motorsteuerungsanwendungen, bei denen prozesskritische Vorgänge gesteuert werden, sollten Designer elektronische Motorschutzrelais in Erwägung ziehen. Sie senken die Komplexität des Steuerungssystems und bieten Diagnoseinformationen.

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Bill Martin
Gepostet 20 Oktober 2014 Von Bill Martin, Product Manager, Electronic Overload Relays, Rockwell Automation
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