Drehzahlstarter Eine Welt ist nicht genug

Autor / Redakteur: Reinhard Kluger / Reinhard Kluger

Von jedem das Beste will die neue Geräteklasse Drehzahlstarter bieten: Die einfache Bedienbarkeit vom Motorstarter und die Regelbarkeit vom Frequenzumrichter.

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Mit kompakten Drehzahlstartern lassen sich energieeffiziente Maschinen kostengünstig realisieren.
Mit kompakten Drehzahlstartern lassen sich energieeffiziente Maschinen kostengünstig realisieren.
(Eaton)

Ein Problem der Praxis: Da gibt es den klassischen Motorstarter, der zwar den Elektromotor anlaufen lässt, aber immer nur mit konstanter Drehzahl. Und, da gibt es für drehzahlveränderbare Antriebe den Frequenzumrichter, dem anhaftet, mit Kanonen auf Spatzen zu schießen. Eine Lücke, die Eaton mit einer neuen Geräteklasse schließen will. Guido Kerzmann, Product Line Manager, Eaton Electrical Sector EMEA bringt die Situation auf den Punkt: „Der Frequenzumrichter ist für viele Anwendungen wie Pumpen oder Lüfter hinsichtlich Komplexität und Funktionalität häufig überdimensioniert, während der klassische Motorstarter keine Möglichkeit zur Drehzahlregelung bietet. Diese Marktlücke können wir nun mit unseren leistungsfähigen Drehzahlstartern, den Variable Speed Startern, schließen. Sie stellen die ideale Lösung für Anwendungen dar, die nur eine begrenzte Funktionalität, aber zugleich eine variable Drehzahl erfordern.“

Energieeffizienz im Fokus

Und noch ein weiteres Argument spricht für den Motorstarter, nämlich die verschärften gesetzlichen Anforderungen hinsichtlich der Energieeffizienz. Verlangen sie doch immer mehr den Einsatz von Frequenzumrichtern. Treibende Kraft hierbei: die Motorenverordnung EC 640/2009 der EU. Sie verpflichtet Maschinenbauer zum Betreiben von IE3-Motoren direkt am Netz oder eben IE2-Motoren im Umrichterbetrieb zu nutzen, und zwar ab 2015. Insbesondere wird in der Praxis so bei einfachen Applikationen verstärkt ein Wechsel vom Motorstarter zum Frequenzumrichter stattfinden.

PowerXL DE1 nennt Eaton seinen Drehzahlstarter, den man zunächst in zwei Baugrößen am Markt einführt. Mit der nur 45 mm schmalen Version FS1 lassen sich Motoren bis 1,5 kW ansteuern, während die Variante FS2 (90 mm breit) für Leistungen von 2,2 bis 7,5 kW ausgelegt ist.

Inbetriebnahme und Betrieb geht ganz einfach

Beide Varianten bieten internen Motorschutz plus direkten Thermistor-Motorschutz sowie Kurschlussschutz. Für Installation, Inbetriebnahme und Betrieb sind keine antriebstechnischen Spezialkenntnisse notwendig. Die Handhabung der kompakten Drehzahlstarter ist, so Eaton, einfach wie bei einem Schütz: Der Installateur entnimmt das Gerät aus der Box, verdrahtet es wie bei einem Motorstarter üblich. Ohne parametrieren zu müssen, ist es betriebsbereit. Das senkt die Wahrscheinlichkeit von Installationsfehlern auf ein Minimum und folglich verkürzt sich auch die benötigte Zeit bis zur Inbetriebnahme. Um 80 Prozent schätzt man bei Eaton den Wert.

Wenn's in der Praxis etwas mehr sein soll

So einfach das Konzept für Drehzahlstarter auch ist, ihr Anwendungsspektrum ist breit gefächert: Weil sie werksseitig mit internen EMV-Filtern ausgestattet sind, lassen sie sich sowohl in industriellen Netzen als auch in öffentlichen Netzen einbauen, denn sie entsprechen den Kategorien C1, C2 und C3, ohne dass weitere externe EMV-Filter nötig sind.

Mit Drehzahlstartern kann man Anforderungen vieler Applikationen im Markt abdecken, für die es bisher keine ideale Lösung gab. Zum Beispiel Anwendungen, bei denen ein Direktstart über Stern-Dreieck-Schaltung oder einen Softstarter nicht möglich ist, weil der Motor einen sehr hohen Einschaltstrom zieht, aber kein reduziertes Startmoment zulässig ist. In der Fördertechnik ist dies unter anderem der Fall, wenn Maschinen oder Brecher nach einem Stopp wieder unter voller Last anfahren müssen.

Leistungsabhängige Regelung

Selbst für zahlreiche einfache Anwendungen, wie sie gerade in der Transporttechnik vorkommen, sind reguläre Frequenzumrichter häufig überdimensioniert, d.h. zu aufwendig, kostenintensiv und komplex.

Die ERP-Richtlinie fordert den ein oder anderen Maschinenbauer zum Umdenken auf. Werden Medien wie Luft oder Flüssigkeiten gefördert, muss ein neues Antriebskonzept für Lüfter und Pumpen her, um die vorgeschriebenen Mindestwirkungsgrade zu erreichen. Haben sie bisher einen Motorstarter eingesetzt und den Durchfluss mechanisch oder hydraulisch geregelt, so sind sie nun vielfach aufgefordert, auf eine leistungsabhängige Regelung mit der Möglichkeit zur Drehzahlverstellung umzusteigen.

Feste Drehzahlen gezielt ändern

Der Drehzahlstarter ist zudem ideal für Anwendungen, die eine feste Drehzahl erfordern, diese sich jedoch nicht mit der Netzfrequenz abbilden lässt. Das ist vielfach in der Holzindustrie der Fall, die ihre Motoren mit hohen Geschwindigkeiten (z.B. 18.000 rpm) betreibt. Eine Alternative bietet der DE1 auch dort, wo eine konstante Drehzahl gefragt ist, aber aufgrund der gegenüber IE2-Motoren geänderten mechanischen Abmessungen kein IE3-Motor eingesetzt werden kann.

Zudem zeichnet den Drehzahlstarter hohe Zuverlässigkeit aus. So ist der DE1 im „Trip Free Design“ konzipiert, das heißt, dass die generatorische Energierückspeisung von Seiten des Motors bei diversen Applikationen (z.B. bei zu kurzer Verzögerungsrampe) erkannt und daraufhin automatisch die Rampe verlängert wird. Die DC-Bremsfunktion vor Anlauf (z.B. beim Lüfterbetrieb) und die automatische Reduzierung der Schaltfrequenz beim Überschreiten der kritischen Gerätetemperatur sind weitere Merkmale des Gerätekonzepts.

Mit spezieller Software parametrieren

Zum möglichst störungsfreien Betrieb trägt zudem die automatische Wiedereinschaltfunktion nach einem Fehler bei. Neben dem aufsteckbaren Konfigurationsmodul kann man externe Bedieneinheiten mit LED- oder OLED-Display und Tasten an den DE1 ankoppeln. Anwender können über eine spezielle Software parametrieren sowie mit dem Bluetooth-Kommunikations-Stick Parameter auf andere Geräte übertragen. Die Drehzahlstarter sind für industrielle Umgebungen und Temperaturen von -10°C bis zu 60°C konzipiert. Sie entsprechen internationalen Anforderungen.

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