antriebstechnik 3/2018

UMRICHTERTECHNIK
Variable Drehzahlregelung vs.
kontrollierte Beschleunigung
Ob sich der Einsatz
von Softstartern oder
Frequenzumrichtern lohnt,
sollte anwendungs spezifisch
entschieden werden.
Johannes Schwenger
proportional über den Umrichter und frequenzunabhängig
mithilfe eines Softstarters.
Diese Spannungsreduktion im Vergleich
zum DOL Start sorgt für einen sanften, drehmomentkontrollierten
Motoranlauf. Der
Unterschied zwischen den beiden Technologien
liegt in der Art der Motoransteuerung.
Einsatz Softstarter
Softstarter eignen sich besonders für Anwendungen,
bei denen eine kontrollierte,
drehmomentgegrenzte
Motorbeschleunigung
bis auf die Nenndrehzahl
notwendig ist. Durch den
Einsatz von Leistungshalbleitern
wie Thyristoren,
die für eine
Ab senkung der Spannung
während des
Hochlaufprozesses an
den Motorklemmen sorgen,
begrenzen Softstarter
durch abgesenkte Motorspannung den
Einschaltstrom und damit auch das Einschaltmoment.
Hierdurch reduzieren sie
die Momentbelastungen des mechanischen
Antriebsstrangs im Vergleich zum direkten
Einschalten und unkontrollierten Hochlaufen
des Motors. Durch eine stetige Steigerung
der Spannung an den Motorklemmen
ermöglicht ein Softstarter eine kontrollierte
Beschleunigung bis auf die Nenndrehzahl.
Zu den Anwendungen zählen daher z. B.
Förderbänder, Riemenantriebe und Roll­
Das Hochlaufen eines Drehmotors auf
seine Betriebsdrehzahl bei voller Netzspannung
hat einen hohen Einschaltstrom
zur Folge. Da sich das Drehmoment
von Drehstromasynchronmotoren grundsätzlich
analog der Motoranlaufkurve
einstellt, können während des Anlaufes
Dreh momentüberhöhungen auftreten, die
Komponenten im mechanischen Antriebsstrang
lebensdauerverkürzend beeinflussen
und schlussendlich zu vorzeitigen
Schäden führen.
Sowohl Softstarter als auch Frequenzumrichter
können das verhindern und zum
Schutz hochwertiger Anlagen sowie zur
Verlängerung der Lebensdauer von Elektromotoren
und mechanischen Komponenten
wie Kupplungen und Lager der Arbeitsmaschine
eingesetzt werden. Möglich
macht dies in beiden Fällen das Absenken
der Motorklemmenspannung, frequenztreppen.
Diese erfordern eine stetige stufenlose
Drehzahlsteuerung und eine Drehmomentbegrenzung
beim Anfahren und
Anhalten. Gerade beim Starten großer
Motoren müssen die hohen Einschaltströme
begrenzt werden, um Rückwirkungen
mit dem Stromnetz zu vermeiden. Der
Softstarter verhilft den Motoren in diesen
Anwendungen zu einem kontrollierten
Start und vermeidet Drehmomentspitzen
sowie weitere mechanische Belastungen,
die bei einem normalen Hochfahren der
Geräte oftmals auftreten. Zudem eignen
sich Softstarter auch als Begrenzer bei
Druckwellen oder Wasserhämmern, die zu
starken Erschütterungen in Rohrleitungen
oder Anlagen führen können. Schlag artige
Änderungen der Durchflussgeschwindigkeit
werden vermieden.
Einsatz Frequenzumrichter
Der Frequenzumrichter kommt hingegen
dann zum Einsatz, wenn eine permanente
Drehzahlregelung benötigt wird. Zu dieser
Art von Anwendung zählen bspw. Lüfter,
Pumpen oder Kompressoren, für die eine
Reihe von allgemeinen Drehzahlaffinitätsgesetzen
gilt. Im Gegensatz zum Softstarter
wandelt der Frequenzumrichter die stationäre
Netzfrequenz und Netzspannung in
eine variable frequenzproportionale Ausgangsspannung
um, wodurch er sowohl
beim Beschleunigen und Verzögern als
auch bei Betriebszuständen mit konstanter
oder variabler Drehzahl zuverlässig arbeitet.
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