antriebstechnik 11/2023

SPECIAL: SPS 2023
03 Elektronisches
Wendelastrelais für
Gleichstrommotoren
Die kompakte Bauweise und die hohe Leistungsfähigkeit der
DC-Motoren ermöglichen hier eine effiziente und zuverlässige
Verwendung.
Zum Schalten der Motoren lassen sich elektronische Halbleiter-Wendeschütze
mit integrierter H-Brücke einsetzen, wie sie
beispielsweise Phoenix Contact zur Verfügung stellt. Als Beispiel
sei das ELR DCR-PT-24DC-10 aus der elektronischen Wendelastrelais-Familie
für DC-Motoren genannt. Mit diesem Modul kann
der Anwender den Motor in zwei Drehrichtungen betreiben oder
bremsen. Darüber hinaus bietet es einen Überlast- und Kurzschlussschutz.
Mit dem Halbleiter-Wendeschütz lassen sich Motoren
bis 24 V DC/10 A verschleißfrei betreiben. Neben der Verdrahtungsersparnis
sorgt die schmale Bauform des ELR DCR-PT-
24DC-10 von 12,5 mm respektive 6,2 mm Baubreite dafür, dass
sich sein Platzbedarf im Schaltschrank deutlich reduziert.
Bilder: Phoenix Contact, MaciejBledowski – stock.adobe.com,
anantachat/shutterstock.com
www.phoenixcontact.com
Pumpen, Ventilatoren oder Stellantrieben. Die veränderbare
Drehzahl und das hohe Drehmoment bei niedrigen Drehzahlen
macht die permanent erregten Gleichstrommotoren hier zu einer
guten Wahl. Die kleine Bauform und die hohe Leistungsfähigkeit
der DC-Motoren ermöglichen eine effiziente und zuverlässige
Verwendung in solchen Anwendungen.
MIT H-BRÜCKE STEUERN
Permanent erregte Gleichstrommotoren werden über mechanische
Relais, Schütze oder elektronisch zum Beispiel über eine
H-Brücke geschaltet. Die H-Brücke besteht aus vier Halbleiterschaltern,
die in einer bestimmten Kombination ein- und auszuschalten
sind, um die Drehrichtung (Rechts-/Linkslauf) des Motors
zu steuern oder diesen zu bremsen.
Die Grafiken zeigen eine vereinfachte Darstellung einer H-
Brücke mit mechanischen Schaltern. Für die Vorwärtsdrehung
werden zwei diagonal gegenüberliegende Halbleiterschalter
eingeschaltet, während die beiden anderen Schalter ausgeschaltet
sind (Bild 01, links). Dadurch fließt der Strom durch den Motor
in eine Richtung und er dreht sich in die gewünschte Richtung.
Für die Rückwärtsdrehung werden die beiden anderen diagonalen
Halbleiterschalter eingeschaltet, wohingegen die beiden
ersten Schalter ausgeschaltet sind (Bild 01, rechts). Auf diese
Weise fließt der Strom in die entgegengesetzte Richtung und der
Motor dreht sich in der anderen Richtung. Im Fall einer Bremsung
schalten sich die beiden oberen Schalter aus und die beiden
anderen Schalter ein (Bild 02). Das führt zu einem Kurzschluss
des Motors. Da sich der Motor noch weiterdreht, wird durch den
Generatoreffekt eine Spannung generiert, die seiner Ursache entgegenwirkt
und die Drehung des Motors abbremst. Die Rotationsenergie
des Motors wandelt sich dabei in elektrische Energie
um und wird anschließend über den Wicklungswiderstand als
Wärme abgegeben. Zur Variation der Geschwindigkeit lässt sich
die Motorspannung verändern.
FAZIT
Permanent erregte Gleichstrommotoren kommen in der Industrie
in vielen Bereichen zum Einsatz, etwa Förderbändern, Pumpen
oder Ventilatoren. Die Vielseitigkeit und Leistungsfähigkeit dieser
Motorenart erlaubt die Nutzung in zahlreichen Branchen.
DIE IDEE
„Viele Anwender stehen vor der
Herausforderung, einen permanent
erregten Gleichstrommotor zu
schalten oder zu reversieren – und
zwar verschleißfrei. Mechanische
Schaltgeräte wie Relais oder Schütze
sind verschleißbehaftet. Außerdem
benötigen sie einigen Platz im
Schaltschrank und sind aufwendig
zu verdrahten. Die Lösung von
Phoenix Contact sind schmale
elektronische Wendelastrelais für
permanent erregte Gleichstrommotoren.
Die Module reduzieren
den Platzbedarf im Schaltschrank
und den Installationsaufwand
erheblich.“
Dipl.-Ing. Matthias Borutta,
Produktmanager Digitale Interface,
Phoenix Contact Electronics GmbH,
Bad Pyrmont
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