Anschluss Axialventilator & Radialventilator mit Schutztechnik
Der Anschluss eines Kaiser Axialventilator oder Radialventilator mit Motorschutzschalter und Schütz
Ein Motorschutzschalter dient zum Schutz von Elektromotoren bei Axialventilatoren und Radialventilatoren und wird vor diese in den Stromkreis eingebaut. Es gibt dabei unterschiedliche Arten:
1. Der Motorschutzschalter mit thermischem Auslöser (Bimetall)
2. Der Motorschutzschalter mit thermischem und elektromagnetischem Auslöser, welcher zusätzlich einen Schutz vor einem Kurzschluss gewährleistet.
3. Der Leistungsschütz , meist in Verbindung mit einem Hilfsschütz
4. Der Hilfsschütz (Motorschutzrelais) für den Thermokontaktfühler TK im Motor als Ergänzung zum Motorschutzschalter.
Eine Kombination aus allen obigen 4 Schaltern.
- Der Motorschutzschalter mit thermischem Auslöser
Im Motorschutzschalter ist ein thermischer Auslöser (ein Bimetall) eingebaut, der auf den Motornennstrom eingestellt wird. Dieser Auslöser schützt den Motor vor einer Überlastung, falls mehr als der eingestellte Motornennstrom über längere Zeit durch die Leitung fließt.Ein Bimetall besteht aus zwei aufeinandergepressten Metallen. Beide haben einen unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizient. Der Wärme- oder auch Längenausdehnungskoeffizient gibt die Ausdehnung bei einer Temperaturerhöhung von 1 K an. Wird das Bimetall erwärmt, fängt es an sich zu verbiegen.
Durch die Erwärmung des Bimetalls erfolgt eine Verformung, die bei einem gewissen Grad die leitende Verbindung unterbricht (das Schaltschloss auslöst), was zu einer Abschaltung der Versorgungsspannung führt.
Bei Abkühlung wird durch das Bimetall die Leitung wiederhergestellt. Bei einem Motorschutzschalter oder Leistungsschütz (siehe unten) muss daher die automatische Wiedereinschaltung verhindert sein und es muss von Hand eine Rückstellung erfolgen.
- Elektromagnetische Auslösung (Kurzschlussschutz):
Kommt es in der Wicklung des Motors zu einem Kurzschluss , so wird durch eine Stromspule im Motorschutzschalter ein Magnetfeld erzeugt, durch das entstehende Magnetfeld wird der
Anker in die Spule gezogen und kollidiert mit dem beweglichen Schaltstück. Dadurch werden die Kontakte geöffnet und der Kurzschluss sicher abgeschaltet.
Da gleichzeitig ein (hier nicht sichtbares) Schaltschloss geöffnet wird, bleibt der Schutzschalter nach der Kurzschlussabschaltung in der gesicherten Position „AUS“ und muss von Hand nach Überprüfung des Fehlers wieder zurückgestellt werden.
- Leistungsschütz und Hilfsschütz:
Ein Schütz ist ein elektromechanisch betätigter Schalter. Ein Steuerstrom fließt durch eine Magnetspule, dadurch zieht das entstehende Magnetfeld die Kontakte in die aktive Schaltstellung (geschlossen). Fließt kein Strom, stellt eine Rückstellfeder den Ausgangszustand (geöffnet) wieder her. Schütze sind nahezu identisch aufgebaut wie Relais.
Schütze können aber unterschieden werden in Leistungsschütze und Hilfsschütze. Man unterscheidet diese aufgrund der schaltbaren Leistung.
Hilfsschütze werden auch als Motorschutzrelais bezeichnet, was die Funktionsweise besser beschreibt.
Ein Leistungsschütz kann Leistungen von 500W bis zu einigen hundert Kilowatt schalten. Hilfsschütze (Motorschutzrelais) sind eher im Bereich der Relaisleistungen anzuordnen und dienen der Ansteuerung von Leistungsschützen. Sie können genutzt werden in Kombination mit Leistungsschützen, z.B. um im Hilfsschütz Steuerspannungen mit Gleichstrom DC zu verwenden und im Motorschalter Leistungsspannungen mit Wechselspannungen AC zu steuern, da der Steuerstromkreis und die zu schaltenden Ströme gegeneinander isoliert sind.
Es gibt aber auch fertige Kombinationen, die erweiterten Leistungsschützen entsprechen.
Anschluss der Kaiser Axialventilatoren & Radialventilatoren
In den Kaiser Ventilator-Motoren (ausser kleine Motore) ins Bimetallschalter eingebaut. Funktionsweise siehe oben.
Diese Bimetallschalter können mit 230 Volt betrieben werden, was die Verwendung einfacherer Leistungsschütze oder fertiger kombinirter Motorschutzschalter mit entsprechendem Anschluss ermöglicht.
Thermofühler bzw. Bimetallschalter werden in den Wickelkopf des Motors eingebettet. Somit kann effizient selbständig die Temperatur überwacht werden.
Die hochleistungsfähigen Bimetallschalter benötigen kein Auslösegerät, da bei ihnen nach Abkühlung eine automatische Rückstellung erfolgt. Dadurch können diese bei Wechselstrommotore in die Phasenleitung integriert werden.
Durch die selbständige Schaltfunktion ist ein Thermofühler eine sehr zuverlässige und besonders kostengünstige Möglichkeit der modernen Temperaturüberwachung und -begrenzung.
Bei den eingesetzten Thermofühlern ist die Bimetallscheibe derart dimensioniert, dass sie bei Erreichen eines vorab definierten und fest eingestellten Temperaturwertes in Bruchteilen einer Sekunde vertikal von der Kontaktplatte wegbewegt werden und der Kontakt geöffnet wird.
Bei Drehstrommotoren 3~ Motoren ist dazu allerdings ein Schaltschütz notwendig, damit allpolig (alle drei Leitungen L1, L2, L3) abgeschaltet werden können. Der Einsatz von 3 Thermofühlern (für jede Phase einer) wäre theoretisch möglich, würde aber nicht immer zu einer allpoligen Trennung führen, falls der Motor unterschiedliche Kühlung erfahren würde. Dann könnten nur 1 oder 2 Bimetalle auslösen und nicht alle 3 gleichzeitig.
Diese Kombination gibt es von verschiedenen Herstellern für den Schaltschrankeinbau oder fertig im eigenen Gehäuse inkl. Schalter.
Beispiele:
Beispiel für die einfache Kombination Leistungsschalter und Thermokontaktschalter (Bimetall) bei 3 ~ Motoren.
Komplettsystem für Bimetallanschluss:
Bei Fragen beraten wir sie gerne.
Kontaktbezeichnungen:
Die Kontaktbezeichnungen sind genormt und bedeuten:
• 1,3,5 sind die Leistungseingänge für die Starkstromleitungen (230V bzw. 400V)
• 2,4,6 sind entsprechend die Ausgänge der stromführenden Leitungen.
• Hilfskontakte sind zweistellig, wenn diese eine besondere Funktion besitzen, beim Schütz die Funktion Öffner und Schließer und besitzen an der zweiten Stelle die Nummern 5-6 bzw. 7-8. Zusätzlich werden oft die Buchstabenkombinationen "NO" und "NC" aufgedruckt, deren Bedeutung sich aus NO für "Normally Open" und NC "Normally Closed" ergibt.
Die Thermokontakte in den Kaiser Ventilatoren sind im Normalbetrieb geschlossen (normally closed NC) und sollten somit an den Kontakten 95 und 96 angeschlossen werden. Da diese für 230Volt ausgelegt sind, kann die Zuführung von einer Leitungsstelle (L1,L2,L3) erfolgen.
Bei Überhitzung der Motorwicklung öffnet sich nun der Thermokontakt und schaltet den über das Motorschutzrelais den Leistungsschütz aus und somit auch die Stromzuführung zum Motor.
An den Kontakten 97 und 98 (siehe unten) könnte noch eine Signallampe angeschlossen werden, muss aber nicht.
Zusammenfassung:
Die Hauptstromkontakte für den Hauptstromkreis haben die Ziffern von 1-6.
• Ungerade Ziffern 1,3,5 bezeichnen Anschlüsse, die mit dem Netz L1,L2,L3 verbunden werden.
• Gerade Ziffern 2,4,6 bezeichnen Anschlüsse, die mit dem Motor verbunden werden.
Die Anschlüsse 95, 96 werden mit dem Thermokontaktfühler im Motor verbunden.
Motorvollschutz von einem Axialventilator und Radialventilator
Bei dem Motor im Ventilator kann die Motorwicklung sich überhitzen, auch wenn der Nennstrom nicht überschritten wird. Ursachen können sein
• verdreckte Kühlrippen,
• zu hohe Umgebungstemperatur,
• schlechte Kühlung durch Umbauten,
• falsche Spannung oder Frequenz usw..
Der Motorschutzschalter würde hier nicht schnell genug ansprechen.
Die Abhilfe besteht in den oben beschriebenen Temperaturfühlern direkt in der Motorwicklung. Dadurch wir durch den flächigen Bimetallschalter bei Auslösung über ein Motorschutzrelais (oder direkt) der Strom getrennt und der Motor frühzeitig abgeschaltet.
Hinweis: Motorschutzschalter bei Axialventilator oder Radialventilator in Wechselstromtechnik
Ein Motorschutzschalter besitzt die Funktion der Phasenausfallempfindlichkeit. Damit diese gewährleistet bleibt, muss die Zuleitung zum angeschlossenen Motor durch sämtliche Kontakte des Motorschutzschalters durchgeschleift werden.
Bei einem dreiphasigem Drehstromanschluss wird jeder Außenleiter (L1, L2, L3) einzeln am Motorschutzschalter angeklemmt. Dagegen müssen bei einem einphasigen Wechselstromanschluss der Außenleiter durch die Kontakte seriell verdrahtet werden.
Auch hier gilt, daß auf die exakte Einstellung der thermischen Auslösung auf den Motornennstrom eingestellt werden soll.
Normen:
- IEC/EN 60947 Niederspannung-Schaltgeräte
- IEC/EN 60 947-1 (Allgemeine Festlegungen),
- IEC/EN 60 947-4-1 (Elektromechanische Schütze und Motorstarter)
- IEC/EN 60 947-2 (Leistungsschalter).
- IEC/EN 60 204-1 Sicherheit von Maschinen / Elektrische Ausrüstung von Maschinen
Disclaimer
Zum Arbeiten an elektrischen Anlagen sind Fachkenntnisse und eine spezielle Ausbildung erforderlich. Elektroarbeiten dürfen daher nur vom Fachpersonal ausgeführt werden. Wir übernehmen keine Haftung für Sach- oder Personenschäden, sowie für die Korrektheit der Beiträge.
Betriebsanleitung zu den Ventilatoren beachten. Arbeiten immer im spannungslosen, ausgeschalteten Zustand durchführen. Vorher Spannungen auf spannungslosen Zustand mit Prüfgeräten testen.