Motorschutz Wie eine neue Technologie besser vor Kurzschlüssen schützt

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Wöhner GmbH & Co. KG Elektrotechnische Systeme

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Die Maxime von Wöhner ist stets anders zu sein – mit Kundennutzen im Mittelpunkt. Das gilt für das Firmengebäude genauso wie für die Features und das auffallende Design seiner Produkte. Aber auch für neue Technologien. Eine jüngst vorgestellte Neuentwicklung bedeutet wieder einen Schritt in die Zukunft.

Seit über 90 Jahren sorgt Wöhner für die sichere und effiziente Verteilung und Nutzung von elektrischer Energie weltweit. Das Unternehmen mit Hauptsitz im oberfränkischen Rödental entwickelt und produziert am Standort Deutschland unter anderem Energieverteilsysteme mit sicherungsbehafteter und sicherungsloser Technik. Stark verknüpft ist es dabei mit dem Thema Sammelschienen-Systemtechnik.

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Jetzt baut der Spezialist für Elektromechanik ein weiteres Feld aus: die Elektronik. „Das ist für uns ein Riesenschritt“ sagt Philipp Steinberger, CEO bei Wöhner. Zwar gibt es bereits elektronische Produkte, wie das Netzteil Broome 10, den Hybrid-Schalter Omus oder den 2012 zusammen mit Phoenix Contact entwickelten Hybridmotorstarter Motus. Doch ist der jüngst vorgestellte Motorstarter Motus C14 von anderem Kaliber. Ausgangspunkt war die weltweite Nachfrage nach einem sicherungslosen, wiedereinschaltbaren Kurzschlussschutz, als Ergänzung oder Alternative zu den bewährten sicherungsbehafteten Lösungen. „Diese neue Produktfamilie ist eine komplette Eigenentwicklung und der endgültige Startschuss dafür, dass wir elektronische Komponenten in den Markt bringen und darüber hinaus unsere elektromechanischen Produkte auch mit Elektronik anreichern werden“, erklärt Philipp Steinberger.

C14-Technologie in der Schublade

Im Maschinen- und Anlagenbau sind die Themen Platz und Sicherheit zentrale Eckpfeiler. Mit steigender Komplexität der Produktionsanlagen wird auch eine leichte Bedienung immer wichtiger. Eine zunehmende Automatisierung, insbesondere mit Industrie 4.0 Applikationen, verlangt nach integrierter Kommunikations- und Messtechnik sowie nach sicherungslosem, wiedereinschaltbarem elektronischen Motorschutz und schließlich die intelligente Integration in zentrale oder dezentrale Anlagen. Genau diesen Herausforderungen hat sich Wöhner bei der Entwicklung seiner C14-Technologie gestellt.

C14 – das hat nichts mit der bekannten C14-Radiokarbonmethode zu tun. Nach der Namensgebung gefragt, erzählt Philipp Steinberger schmunzelnd die Geschichte über einen internen Arbeitstitel, der sich hartnäckig in den Köpfen der Mitarbeiter festgesetzt hatte. Die Idee, einen voll elektronischen, sicherungslosen Motorstarter in den Markt zu bringen reifte nämlich schon vor Jahren im Unternehmen, das Konzept lag bereits länger in der Schublade. Erst als das Schlüsselbauteil, der Sic Mosfet in seiner heutigen Performance, verfügbar war, ging es schnell. „Da kam der Durchbruch und wir haben das Produkt innerhalb von 1 1/2 Jahren fertig entwickelt“, freut sich der Wöhner-CEO.

„Wir haben etwas erfunden, was es am Markt nicht gibt“

C14-Technologie

Sie haben Ihren jüngst vorgestellte Motorstarter Motus C14 als Gamechanger bezeichnet, was bedeutet das?

Ja, er ist sogar in mehreren Aspekten ein Gamechanger. Erstens ist Wöhner nun voll in der Elektronik-Welt angekommen und hat damit einen wesentlichen Schritt in die Zukunft gemacht. Zudem haben wir das Produkt nicht nur selbst entwickelt, sondern produzieren es auch selbst und haben damit die komplette Wertschöpfungskette in der Hand.

Zweitens sehen wir das Produkt als Gamechanger mit Blick auf die C14-Technologie. Wir haben etwas erfunden, was es so am Markt nicht gibt: nämlich einen vollelektronischen sicherungslosen Kurzschlussschutz in einem Serienprodukt.

Der dritte Aspekt: Wir haben eine bahnbrechende Benutzerführung implementiert. Das Produkt hat eine Warnungs- und Störungsmeldungs-Funktion. Wenn eine Warnung oder Störung auftritt, wird diese nicht nur mitgeteilt, sondern auch gleich ein Lösungsvorschlag hinzugefügt. Weil das Gerät eigensicher ist, kann es wieder in Betrieb genommen werden, sobald der Fehler behoben ist. Eine zusätzliche Beleuchtung am Gehäuse führt den Wartungsmitarbeiter direkt zum Fehler. Hat etwa der Motor einen Kurzschluss, dann leuchtet die Lastseite rot und er sieht direkt, wo er sich um den Fehler kümmern muss.

Es lässt sich auch mit Ihren Basisgeräten kombinieren…

Ja genau. Wir haben Kunden, die setzen 20 bis 30 Motorstarter in einer Anlage ein, ein Großkunde sogar 128. Sie können jetzt noch kleiner, kompakter und strukturierter bauen. Das spart ihnen Platz im Schaltschrank und Kosten sowie im Nachgang auch Wartungsaufwand. Es führt also zu deutlich mehr Effizienz im Schaltschrankbau. Auch das sehen wir als Gamechanger.

Und der Endanwender?

Natürlich bietet es auch ihm Vorteile, weil wir viel Struktur und Mehrwert in den Schaltschrank bringen. Die integrierte Messtechnik bietet dem Anwender und Endanwender die Möglichkeit, Wartungsmaßnahmen durchzuführen, Daten auszulesen und diese per Bus-Kommunikation zur Verfügung zu stellen.

Wöhner ist auch bekannt für ein auffallendes Industriedesign…

Ebenfalls durchaus ein weiterer Gamechanger-Aspekt. Wir haben dieses Thema, dass Form, Farbe und Funktion zueinander passen, in den letzten 20 Jahren in der Elektrobranche salonfähig gemacht. Jetzt haben wir nochmal eine Schippe draufgelegt.

Die Eigenschaften des Motus C14 zeigen, er ist auch einsatzfertig in der digitalen Fabrik?

Genau, was auch für all unsere neu entwickelten Produkte, wie Crossboard oder 185 Power, gilt. Das beste Beispiel ist unsere eigene Fertigung. Hier und bei einem Pilotkunden ist der C14 aktiv. Ich behaupte, dass wir bei Wöhner schon Industrie 3.9 haben. Wir haben eine automatische Planung, Beschaffung und Logistik, Flurförderfahrzeuge und vollautomatische Produktionszellen sowie eine automatische Disposition in der Lagerlogistik.

Kurzschlüsse verlieren ihren Schrecken

So wurde aus der sehr anspruchsvollen Entwicklung nicht der x-te Motorstarter, sondern einer mit eingebautem Technologiesprung. Eines der wesentlichsten Features dabei ist die viel schnellere Abschaltzeit im Kurzschlussfall. Was dazu führt, dass der auftretende Strom deutlich geringer ist. „Wir können einen prospektiven Kurzschluss bis 100 kA jetzt tausendmal schneller erkennen und abschalten als eine herkömmliche Sicherung. Damit verlieren Kurzschlüsse ihren Schrecken“, hebt Philipp Steinberger hervor.

Das bedeutet: Tritt ein Fehler auf, schaltet die Elektronik den Motor innerhalb von maximal 10 µs ab. Damit reagiert der Motus C14 schneller als jede Sicherung, und dies bei einem niedrigen I²t-Wert. Zum Vergleich: Die Reaktionszeit einer herkömmlichen Schmelzsicherung liegt je nach Typ bei ab 2.000 µs. Bei einem Leistungsschalter beträgt die Abschaltzeit im Störungsfall sogar ab 5.000 µs.

Eigensicher und platzsparend

Ein zweites wesentliches Feature der C14-Technologie: sie stellt sicher, dass das System eigensicher ist und sich nach der Behebung des Fehlers sofort wieder einschalten lässt. Der springende Punkt: Interne Gerätebauteile werden aufgrund des extrem schnell detektierten Kurzschlusses nicht überlastet. Somit ist x-faches Wiedereinschalten möglich.

Zu den weiteren Vorteilen zählen mit einer Gehäusebreite von 22,5 mm die Platzersparnis von 75 % gegenüber herkömmlichen Wendestartern sowie die einfache Montage und Demontage. Die Produktserie ist mit einer Crosslink-Schnittstelle ausgerüstet und somit in allen Wöhner-Basissystemen einsetzbar. Sie ist auf dem Crossboard direkt kontaktierbar und mit Basissystem-Adapter auch in den weiteren Systemen 30 Compact, 60 Classic, 185 Power und Panel.

Interaktives Bedienkonzept inklusive

Ein Inbetriebnahme-Assistent mit interaktiver Menüführung macht es dem Nutzer leicht und verhindert Fehlbedienungen. Komfortabel ist die Eingabe mithilfe von Pfeiltasten bei der Variante Motus C14 Connect Plus mit Oled-Display. Alternativ dazu können Nutzer die Parameter auch über die Benutzeroberfläche des Servicetool oder die Kommunikationsschnittstelle IO-Link eingeben. „Ein Stück weit ist das auch Selbstzweck“ sagt Philipp Steinberger augenzwinkernd. Tritt in der Produktion ein Fehler auf, wird oft dem Produkt wie einem Motorstarter die Schuld gegeben, meist liegt es aber an der Verkabelung, am Wackelkontakt oder sonstigem. Dem wollen wir entgegentreten und haben uns deshalb dieses ausgeklügelte Bedienkonzept überlegt, was jetzt auch in anderen Produkten Einzug finden wird. So kann sich der Anwender einerseits in Zukunft selbst helfen. Andererseits trägt es dazu bei, dass eine digitale Fabrik reibungslos funktioniert.

Was noch zu erwähnen ist: Am C14 lassen sich unterschiedliche Motorkennlinien einstellen und die Geräte verfügen über ein interaktives und LED-geführtes Wartungs- und Störungsmanagement. Zudem gibt es umfassende Diagnose- und Data-Logging-Funktionen. Die Daten lassen sich über eine USB- oder IO-Link-Schnittstelle auslesen. Tritt ein Fehler auf, zeigt ein Lösungsassistent auf dem Display mögliche Fehlerursachen auf und verkürzt dadurch die Stillstandzeiten. Das Auslesen der Daten ermöglicht auch Predictive-Maintenance-Anwendungen.

Zahlreiche Einsatzmöglichkeiten

Motus C14 bietet vielfältige Anwendungsbereiche. Steuerungen werden komfortabel und sicher. Er lässt sich als Direkt- und Softstarter für Motoren IE2, IE3 und IE4 einsetzen: z. B. für Lüfter, Rollenbahnen und Pumpen sowie als Wende- und Softstarter für Motoren IE2, IE3 und IE4, etwa Schieber, Förderanlagen und komplexe Maschinen. Darüber hinaus eignet er sich für symmetrische, 3-phasige ohmsche Verbraucher: z. B. als Heizungssteller für Wasserbäder, Oberflächenbearbeitungen, Werkzeugheizungen und Heißkanalheizungen.

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