Startmethode eines Elektromotors

1. Der Unterschied zwischen Softstartern und Frequenzumrichtern
Ein Softstarter ist ein neuartiges Motorsteuergerät, das Motorsanftanlauf, Sanftstopp, Energieeinsparung bei geringer Last und mehrere Schutzfunktionen integriert. Im Ausland wird es Softstarter genannt. Sein Hauptbestandteil ist ein dreiphasiger antiparalleler Thyristor und seine elektronische Steuerschaltung, die in Reihe zwischen der Stromversorgung und dem gesteuerten Motor geschaltet ist.

Durch die Verwendung verschiedener Methoden zur Steuerung des Leitungswinkels von dreiphasigen antiparallelen Thyristoren kann die Eingangsspannung des gesteuerten Motors je nach Anforderung variieren und so unterschiedliche Funktionen erreichen.

Sanftstarter und Frequenzumrichter sind zwei völlig unterschiedliche Produkte. Ein Frequenzumrichter wird überall dort eingesetzt, wo eine Geschwindigkeitsregelung erforderlich ist, und sein Ausgang ändert nicht nur die Spannung, sondern auch die Frequenz; Ein Softstarter ist eigentlich ein Spannungsregler, der beim Starten eines Motors verwendet wird und dessen Ausgang nur die Spannung ändert, ohne die Frequenz zu ändern. Der Frequenzumrichter verfügt über alle Funktionen eines Sanftanlassers, allerdings ist sein Preis deutlich höher und sein Aufbau wesentlich komplexer als der eines Sanftanlassers.

2. Sanftanlauf von Elektromotoren und verschiedene Startmethoden.

Durch die Verwendung eines in Reihe zwischen der Stromversorgung und dem gesteuerten Motor geschalteten Softstarters wird der Leitungswinkel des internen Thyristors gesteuert, sodass die Eingangsspannung des Motors in einer voreingestellten Funktionsbeziehung allmählich von Null ansteigt, bis der Start abgeschlossen ist. Dabei steht die volle Spannung des Motors zur Verfügung, was als Sanftanlauf bezeichnet wird. Während des Sanftanlaufvorgangs erhöht sich das Anlaufdrehmoment des Motors allmählich und auch die Drehzahl erhöht sich allmählich. Beim Sanftanlauf gibt es im Allgemeinen die folgenden Startmethoden.
(1) Sanftanlauf mit Rampenverstärkung. Diese Startmethode ist die einfachste und verfügt nicht über eine Stromregelung. Es passt lediglich den Leitungswinkel des Thyristors an, um ihn in einem bestimmten funktionalen Zusammenhang mit der Zeit zu vergrößern. Der Nachteil besteht darin, dass aufgrund der fehlenden Strombegrenzung beim Motorstartvorgang teilweise ein großer Stoßstrom entsteht, der den Thyristor beschädigt und erhebliche Auswirkungen auf das Stromnetz hat, was in der Praxis selten angewendet wird.

(2) Sanftanlauf mit konstantem Stromanstieg. Bei dieser Startmethode wird der Startstrom während der Anfangsphase des Motorstarts schrittweise erhöht und ein konstanter Wert beibehalten (Stufen t1 bis t2), wenn der Strom den voreingestellten Wert erreicht, bis der Start abgeschlossen ist. Während des Startvorgangs kann die Stromanstiegs- und -änderungsgeschwindigkeit entsprechend der Motorlasteinstellung angepasst werden. Steigt der Strom schnell an, ist das Anlaufmoment hoch und die Anlaufzeit kurz.

Diese Startmethode ist die am häufigsten verwendete Startmethode und eignet sich besonders zum Starten von Lasten wie Lüftern und Pumpen.

(3) Stufenstart. Der Anlauf, also das schnelle Erreichen des eingestellten Anlaufstroms in möglichst kurzer Zeit, wird als Stufenstart bezeichnet. Durch Anpassen des Einstellwerts des Anlaufstroms kann ein schneller Anlaufeffekt erzielt werden.

(4) Impulsstoßstart. Lassen Sie den Thyristor in der Startphase für kurze Zeit mit einem hohen Strom leiten, bevor er zurückfällt, und erhöhen Sie ihn dann linear entsprechend dem ursprünglichen Einstellwert, verbunden mit einem Konstantstromstart.

Diese Startmethode wird bei allgemeinen Lasten weniger häufig verwendet und eignet sich für Startsituationen mit hoher Beanspruchung, bei denen eine große Haftreibung überwunden werden muss.

3. Unterschiede zwischen Sanftanlauf- und herkömmlichen druckreduzierenden Startmethoden
Zu den traditionellen Vakuumstartmethoden für Käfigläufermotoren gehören Yq-Start, selbstkoppelnder Vakuumstart, Reaktorstart usw. Diese Startmethoden gehören alle zum schrittweisen Start mit reduziertem Druck, der offensichtliche Nachteile hat, nämlich das Auftreten eines sekundären Stoßstroms während des Startvorgangs. Der Unterschied zwischen Sanftanlauf und herkömmlichem Unterdruckstart ist:

(1) Kein Stoßstrom. Der Softstarter erhöht beim Starten des Motors schrittweise den Leitungswinkel des Thyristors, wodurch der Anlaufstrom des Motors linear von Null auf den eingestellten Wert ansteigt.
(2) Konstantstromstart. Ein Softstarter kann eine Stromregelung einführen, um während des Startvorgangs des Motors einen konstanten Strom aufrechtzuerhalten und so einen reibungslosen Start zu gewährleisten.
(3) Je nach Lastsituation und Eigenschaften des Stromnetz-Relaisschutzes kann dieser frei und stufenlos auf den optimalen Anlaufstrom eingestellt werden.

4. Sanfter Stopp des Elektromotors.
Wenn der Motor stoppt, wird die herkömmliche Steuerungsmethode durch einen sofortigen Stromausfall erreicht. In vielen Anwendungen ist es jedoch nicht zulässig, den Motor sofort abzuschalten. Wenn beispielsweise das Wasserpumpensystem in Hochhäusern oder Gebäuden sofort abgeschaltet wird, kommt es zu einem gewaltigen „Wasserschlag“-Effekt, der Schäden an Rohrleitungen und sogar Wasserpumpen verursacht. Um den „Wasserschlag“-Effekt zu reduzieren und zu verhindern, muss der Motor allmählich anhalten, d. h. sanft anhalten. Der Einsatz eines Softstarters kann dieser Anforderung gerecht werden. In Pumpstationen kann der Einsatz der Soft-Parking-Technologie Schäden an der „Klapptür“ der Pumpstation vermeiden sowie Wartungskosten und Arbeitsaufwand reduzieren.
Die Soft-Stopp-Funktion in einem Softstarter besteht darin, den Leitungswinkel des Thyristors nach Erhalt eines Stoppbefehls allmählich vom vollständig leitenden Zustand zu verringern und dann nach einer bestimmten Zeitspanne zum vollständigen Schließen überzugehen. Die Parkzeit kann je nach tatsächlichem Bedarf von 0 bis 120 Sekunden angepasst werden.