Stern-Dreieck-Anlauf: 1/3 Strom, Moment, Umschaltzeit
Aus Japan kommt eine Pumpenanlage oder ein Kompressor, und der Starterschrank trägt die Aufschrift „Y-Δ shido“ (Stern-Dreieck-Anlauf). Jahre später fällt der Motor aus. Der Ersatzmotor im Lager hat dieselbe Nennleistung in kW, aber ein anderes Typenschild. Kann er direkt an den vorhandenen Schrank? Darf das Zeitrelais unverändert bleiben? Die Antwort hängt davon ab, was das „1/3“ beim Stern-Dreieck-Anlauf tatsächlich bedeutet.
Kurz gesagt: Ein Stern-Dreieck-Starter startet einen Drehstrom-Asynchronmotor mit Wicklungen in Sternschaltung (Y) und schaltet nach dem Hochlauf auf Dreieck (Δ) um. In Stern beträgt der Leiterstrom beim Anlauf ein Drittel des Stroms, den derselbe Motor bei Direktanlauf in Dreieck am selben Netz aufnehmen würde. Auch das Anlaufmoment sinkt auf etwa ein Drittel. Das Drittel bezieht sich nicht auf den Nennbetriebsstrom. Es bedeutet auch nicht, dass Schaltgeräte, Leitungen oder der Energieverbrauch pauschal auf ein Drittel ausgelegt werden können.
Dieser Beitrag erklärt, wie die Schaltung funktioniert, woher das 1/3 kommt, wie Sternzeit und Umschaltpause zu verstehen sind und wann das Verfahren passt. Außerdem zeigt er, was vor dem Motortausch an einem Stern-Dreieck-Schrank zu prüfen ist, und was in Netzen der DACH-Region anders sein kann. Am Ende stehen eine Checkliste, Fragen an den japanischen Lieferanten und ein Mustertext für die Anfrage.
Inhalt
- Was ist der Stern-Dreieck-Anlauf?
- Warum der Anlaufstrom auf ein Drittel sinkt
- Auch das Anlaufmoment sinkt auf ein Drittel
- Umschaltablauf und Zeiteinstellung
- Wann sich der Stern-Dreieck-Anlauf eignet
- Motortausch an einem Stern-Dreieck-Starter
- Was in Deutschland, Österreich und der Schweiz zu beachten ist
- Checkliste: Motortausch an einem Stern-Dreieck-Schrank
- Grenzen dieses Beitrags
- FAQ
- Quellen
Was ist der Stern-Dreieck-Anlauf?
Wird ein Drehstrom-Asynchronmotor mit Käfigläufer aus dem Stillstand mit voller Spannung gestartet, nimmt er kurzzeitig einen hohen Strom auf. Das ist der Direktanlauf, auf japanischen Zeichnungen jikaire shido genannt. Je nach Netz führt dieser Strom zu einem Spannungseinbruch, den andere Verbraucher bemerken.
Der hohe Strom entsteht nicht allein durch die mechanische Arbeit, die Welle in Bewegung zu setzen. Er folgt aus dem elektrischen Zustand eines Asynchronmotors mit stillstehendem Läufer, der deutlich mehr Strom zieht als im Nennbetrieb. Wie viel mehr, hängt von Motorauslegung und Anlaufbedingungen ab. Man liest Angaben wie „das 8- bis 10-Fache“, aber das Verhältnis ist nicht fest. Ausgangspunkt sind die Herstellerdaten: Anlaufstrom, Anlaufmoment und zulässige Anlaufzeit.
Der Stern-Dreieck-Anlauf gehört zu den Anlaufverfahren mit reduzierter Spannung (gen-den'atsu shido). Er senkt die Spannung an jeder Wicklung nur während des Anlaufs. Dazu wird nicht die Netzspannung geändert, sondern die Schaltung der drei Wicklungen.
In Sternschaltung sind je ein Ende der drei Wicklungen an einem gemeinsamen Punkt verbunden, die anderen Enden liegen am Drehstromnetz. In Dreieckschaltung bilden die Wicklungen ein Dreieck, dessen drei Ecken ans Netz angeschlossen sind.
Prinzipschaltbild für ein symmetrisches Drehstromnetz. Jedes Rechteck steht für dieselbe Strangimpedanz Z einer Wicklung.
Was der Motor mitbringen muss
Für den Stern-Dreieck-Anlauf müssen beide Enden jeder Wicklung in den Klemmenkasten geführt sein, damit der Starter sie umschalten kann. Üblich sind sechs Klemmen oder Anschlussleitungen; manche Mehrspannungsmotoren haben 12 Leitungen. Bei sechs Klemmen sind die Bezeichnungen U1, V1, W1 und U2, V2, W2 gebräuchlich (Klemmenbezeichnungen nach der Reihe EN/IEC 60034-8); ältere Geräte verwenden U, V, W und X, Y, Z. Die Zuordnung der Paare sollte dem Anschlussplan des Herstellers entnommen und nicht angenommen werden.
Der Motor muss außerdem bei der vorhandenen Netzspannung im Dreieck dauerhaft betrieben werden können. Sechs Klemmen allein genügen nicht: Nicht jeder Motor lässt sich an jedem Netz für Stern-Dreieck verdrahten. Ein Beispiel ist ein Typenschild mit Δ 230 V / Y 400 V. An einem 400-V-Netz ist dieser Motor für den Dauerbetrieb in Stern vorgesehen; die Umschaltung auf Dreieck bei 400 V würde die Wicklungsbemessung überschreiten. Lesen Sie Spannung und Schaltungsart auf dem Typenschild (meiban) daher immer als Paar. Das in Europa verbreitete Typenschild Δ 400 V / Y 690 V ist dagegen genau für Stern-Dreieck-Anlauf am 400-V-Netz ausgelegt.
Warum der Anlaufstrom auf ein Drittel sinkt
Für den Stromvergleich muss man den Leiterstrom in den Netzleitungen vom Strangstrom in einer einzelnen Wicklung trennen. Das Verhältnis beider Ströme ist in Stern und Dreieck verschieden.
Das folgende Modell nimmt ein symmetrisches Drehstromnetz mit der Außenleiterspannung UL an. |Z| ist der Betrag der Strangimpedanz beim Anlauf. Verglichen werden Stern und Dreieck am selben Motor im selben Stillstandszustand.
In Stern liegt jede Wicklung an 1/√3 der Außenleiterspannung. Der Strom durch eine Wicklung ist zugleich der Strom in der Netzleitung, also gilt:
In Dreieck liegt die volle Außenleiterspannung an jeder Wicklung. Im symmetrischen System ist der Leiterstrom außerdem das √3-Fache des Strangstroms:
Ein Faktor 1/√3 stammt aus der niedrigeren Wicklungsspannung, ein zweiter aus dem Zusammenhang zwischen Leiter- und Strangstrom. Zusammen ergibt das 1/3. Halten Sie die beiden Vergleiche auseinander: Der Strom durch eine Wicklung sinkt um den Faktor 1/√3, der Leiterstrom auf der Netzseite dagegen auf 1/3.
Gleiche UL und |Z|, symmetrisches Drehstromnetz, gleicher Anlaufzustand.
Als Rechenbeispiel seien eine Außenleiterspannung von 200 V und eine Strangimpedanz |Z| von 2 Ω angenommen. In Stern liegen etwa 115,47 V an jeder Wicklung, und Strang- wie Leiterstrom betragen etwa 57,74 A.
Der Vergleich von 57,74 A mit 173,21 A bestätigt das Verhältnis von etwa 1/3. Sobald der Motor hochläuft, ändert sich sein elektrischer Zustand. Der Strom nach der Umschaltung auf Dreieck beträgt daher nicht immer 173,21 A.
Beim Vergleich von Messwerten muss die Messstelle gleich sein: entweder in den Netzleitungen oder innerhalb des Dreiecks auf der Wicklungsseite.
Auch das Anlaufmoment sinkt auf ein Drittel
Der Preis für den geringeren Strom ist ein geringeres Anlaufmoment. Nimmt man das Moment näherungsweise als proportional zum Quadrat der Spannung an (gleiche Frequenz, gleicher Anlaufzustand), beträgt das Sternmoment ebenfalls etwa ein Drittel des Moments beim Direktanlauf in Dreieck.
Zum Beschleunigen muss das Motormoment größer sein als das Moment, das die Last verlangt. Ist der Überschuss klein, dauert der Hochlauf länger. Ist das Lastmoment größer, erreicht der Motor in Stern keine ausreichende Drehzahl.
Qualitativer Vergleich. Die Kurvenhöhen zeigen nur, was größer ist, keine realen Motordaten.
Deshalb passt der Stern-Dreieck-Anlauf zu Maschinen, die leer oder mit leichter Last anlaufen können. Selbst bei Pumpen unterscheidet sich die Last je nach Bauart und Betriebsbedingung, sodass nicht jede Pumpe die gleichen Anlaufbedingungen hat.
Umschaltablauf und Zeiteinstellung
Ein gängiger Starter mit drei Schützen besteht aus Netzschütz, Sternschütz und Dreieckschütz. Netz- und Sternschütz schließen, und der Motor läuft in Stern hoch. Danach öffnet das Sternschütz, das Dreieckschütz schließt, und der Motor geht in den Normalbetrieb über.
Schließen Stern- und Dreieckschütz gleichzeitig, kann das Netz kurzgeschlossen werden. Verlassen Sie sich deshalb nicht allein auf das Zeitrelais: Der Schützablauf muss mit elektrischen und mechanischen Verriegelungen zusammenarbeiten.
Beispiel für einen Starter mit drei Schützen und Umschaltung mit Unterbrechung. Die Zeitachse zeigt die Reihenfolge, keine realen Sekunden.
Die Sternzeit wird aus Motor- und Lastdaten so gewählt, dass der Motor vor der Umschaltung ausreichend hochläuft. Die Umschaltpause richtet sich nach den Vorgaben des Starterherstellers, damit das Sternschütz sicher geöffnet hat, bevor das Dreieckschütz schließt. Manche Stern-Dreieck-Zeitrelais haben eine feste Pause: Beim ABB CT-YDEW beträgt die Umschaltung nach einer einstellbaren Sternzeit fest etwa 50 ms. Das ist die Auslegung eines Produkts und kein allgemeiner Einstellwert.
Ein einzelner Wert wie „etwa 0,5 Sekunden nach dem Start umschalten“ taugt deshalb nicht als Standardeinstellung. Wird zu früh umgeschaltet, öffnen und schließen die Kontakte bei noch hohem Strom. Auch eine längere Sternzeit löst das Problem nicht: Prüfen Sie, ob der Hochlauf nicht stehen bleibt und ob der Anlauf innerhalb der zulässigen Anlaufzeit des Motors bleibt.
Bei einem Starter mit Umschaltung mit Unterbrechung ist der Motor kurz vom Netz getrennt. Beim Schließen des Dreieckschützes wirken die Restspannung des Motors und die Netzspannung zusammen, was zu einem Stromstoß und einem mechanischen Ruck führen kann. Selbst wenn der Anlaufstrom auf ein Drittel sinkt, ist der Strom im Umschaltmoment nicht zwingend auf dasselbe Verhältnis begrenzt.
Der Grundgedanke, gleichzeitiges Schließen zu verhindern, gilt für Verriegelungsschaltungen allgemein. Wenn ein Starter nicht läuft, verfolgen Sie, welche Bedingung nicht erfüllt ist. Schutzbedingungen dürfen nicht außer Kraft gesetzt werden, nur damit die Anlage läuft.
Wann sich der Stern-Dreieck-Anlauf eignet
1. Auswirkung auf das Netz. Zuerst geht es um den Einfluss des Anlaufstroms auf die Stromversorgung. Derselbe Motor verursacht je nach Leistung der Einspeisung, Netzimpedanz und Leitungslänge einen anderen Spannungseinbruch. Wird zum Beispiel ein großer Motor an einem kleinen Transformator angefahren, können andere Verbraucher beeinträchtigt werden. Entscheiden Sie nicht allein nach der Motorleistung in kW, sondern betrachten Sie Transformatorleistung und -kennwerte, gleichzeitig laufende Lasten und die zulässige Spannungsschwankung gemeinsam.
2. Reicht das reduzierte Moment zum Hochlauf? Auch wenn die Netzseite unkritisch ist, verfehlt der Starter seinen Zweck, wenn der Motor in Stern nicht anläuft oder auf halber Strecke stehen bleibt. Neben der Last selbst zählen das Trägheitsmoment der rotierenden Teile und die Schalthäufigkeit. Bei Maschinen mit langem Hochlauf oder häufigen Starts sind zusätzlich Motorerwärmung und Schützbelastung zu prüfen.
3. Ist der Motor geeignet? Prüfen Sie, ob der Motor bei der Netzspannung im Dreieck laufen kann und ob die Wicklungsenden umschaltbar herausgeführt sind. Ein Motor mit anderer Bemessung lässt sich nicht einfach an einen vorhandenen Schrank anpassen, nur weil das Anlaufverfahren passen soll.
Gelegentlich werden kW-Schwellen genannt, etwa „ab 11 kW bei 200 V“ oder „ab 30 kW bei 400 V“. Wer nur danach entscheidet, übersieht alle drei Punkte. Klären Sie vor der Wahl des Anlaufverfahrens die Anschlussbedingungen des Netzbetreibers, die Auslegungsvorgaben des Betriebs und die Auswahlunterlagen des Herstellers.
Vergleich von Anlaufverfahren. Die Wahl richtet sich nach geforderter Beschleunigung, Netzbedingungen und Normalbetrieb.
Der Stern-Dreieck-Anlauf ist kein Energiesparmittel, das die Betriebsleistung auf ein Drittel senkt. Nach dem Hochlauf treibt der Motor die Last in Dreieck an und nimmt elektrische Leistung entsprechend der benötigten Wellenleistung auf.
Soll die Drehzahl an Förderstrom oder Luftmenge angepasst werden, ist die Drehzahlregelung getrennt vom Anlaufverfahren zu betrachten. Sanftanlasser und Frequenzumrichter haben unterschiedliche Aufgaben und sind nicht austauschbar, nur weil beide den Strom „begrenzen“.
Auch beim Kostenvergleich zählt mehr als der Schützpreis. Vergleichen Sie auf Systemebene: Platz im Schaltschrank, Verdrahtung, Steuerung, Schutz, Instandhaltung und die Wirkung der Umschaltung auf die Maschine.
Motortausch an einem Stern-Dreieck-Starter
Motor: Typenschild und Klemmenkasten
Beim Motortausch genügt es nicht, nur die kW anzugleichen. Prüfen Sie Spannung, Frequenz, Polzahl, Bemessungsstrom und Schaltungsart. Unterschiede im Wirkungsgrad können die Stromkennwerte bei gleicher Leistung verändern, sodass die Verträglichkeit mit dem vorhandenen Starter neu zu prüfen ist.
Prüfen Sie Typenschild und Klemmenkasten: Sind die benötigten Wicklungsenden herausgeführt, und kann der Motor in der vorgesehenen Schaltung betrieben werden? Auch wenn die Bauform zur Befestigung passt, können Klemmenzahl, Klemmenschrauben und Kabeleinführung abweichen.
Auch beim Tausch nur des Motors sind elektrische und mechanische Anforderungen gemeinsam zu prüfen.
Schaltschrank: Schutzgeräte und Einstellungen
Im Schaltschrank sind Bauart und Einstellbereich von Leistungsschalter, Schützen und Überlastschutz zu prüfen. Ein Anlaufstrom von einem Drittel bedeutet nicht, dass sich alle Geräte und Leitungen auf ein Drittel der Bemessung verkleinern lassen.
Ein thermisches Überlastrelais kann je nach Einbauort im Stromkreis den Leiterstrom oder den Strangstrom (Wicklungsstrom) erfassen. In der Anleitung von Schneider Electric wird zum Beispiel ein Überlastrelais innerhalb des Dreiecks auf das 0,58-Fache des Motor-Bemessungsstroms eingestellt, eines in der Netzzuleitung auf 100 %. Wenden Sie nicht einen Faktor auf alle Stromkreise an, sondern bestätigen Sie die Einstellung anhand von Schaltplan und Auswahltabelle des Herstellers. Halten Sie außerdem die Funktionen getrennt: Die Anlaufschütze starten den Motor, die Schutzgeräte schützen den Stromkreis im Fehlerfall.
Änderung der Motorgröße
Größerer Motor: Prüfen Sie erneut, ob Strom und Anlaufzeit im Anwendungsbereich der vorhandenen Geräte bleiben. Kontrollieren Sie außerdem den Spannungsfall auf der vorhandenen Leitung, die Wärmeabfuhr im Schaltschrank und den Platz für zusätzliche Bauteile.
Kleinerer Motor: Prüfen Sie auch Einstellbereich der Schutzgeräte und Größe der Anschlüsse. Eine dicke vorhandene Leitung sollte nicht in eine neue, kleinere Klemme gezwängt werden; stimmen Sie eine zulässige Anschlussart mit dem Installateur ab.
Last: Wellenleistung und Anlaufbedingungen
Auf der Lastseite sind die benötigte Wellenleistung der Pumpe oder Maschine und deren Last beim Anlauf zu bestätigen. Ein kleinerer Motor spart nicht automatisch Energie; klären Sie zuerst den Leistungsbedarf und den Betriebspunkt. Ein niedriger Strom im Normalbetrieb entbindet nicht von der Prüfung von Anlaufmoment und Übergangszuständen.
Steuerung, Probelauf und Dokumentation
In der Steuerung sind Sternzeit, Umschaltpause, Verriegelungen und die Rückmeldung der Kontaktstellung zu überprüfen. Bevor Sie die alten Einstellwerte auf den neuen Motor übertragen, bestätigen Sie, wie der Anlauf tatsächlich verläuft und welche Grenzen gelten.
Nach jeder Verdrahtungsänderung sind im vorgesehenen Probelauf Drehrichtung und Lastzustand zu prüfen. Warum sich die Drehrichtung umkehrt, wird im Beitrag zur Phasenfolge bei rückwärts laufenden Pumpen erklärt. Die Arbeiten selbst müssen den Verfahren des Betriebs für Freischalten, Absichern und Feststellen der Spannungsfreiheit folgen.
Im Probelaufprotokoll sollten Strom und Zeit getrennt für Sternphase, Umschaltung und Normalbetrieb festgehalten werden. Löst der Schutzschalter nur im Umschaltmoment aus, ist das getrennt von einem zu hohen normalen Laststrom zu untersuchen.
Zum Schluss sind aktualisierte Typenschilddaten, Schutzeinstellungen, Zeitwerte und Schaltpläne im Änderungsstand gemeinsam abzulegen. Dass die nächste Inspektion keine Unterlagen des alten Motors mit neuen Einstellungen vermischt, gehört zum Austausch dazu.
Was in Deutschland, Österreich und der Schweiz zu beachten ist
Netzspannung und Frequenz. Industrienetze in der DACH-Region arbeiten üblicherweise mit 400 V und 50 Hz, während japanische Anlagen häufig für 200 V und 50 oder 60 Hz gebaut sind. Klären Sie deshalb zuerst, für welche Spannung und Frequenz Motor, Schütze und Schutzgeräte der gelieferten Anlage ausgelegt sind. Der Stern-Dreieck-Anlauf an 400 V setzt eine im Dreieck für 400 V bemessene Wicklung voraus.
Anschlussbedingungen des Netzbetreibers. Für Anlaufströme und die daraus folgenden Spannungsänderungen sind die Technischen Anschlussbedingungen (TAB) des jeweiligen Netzbetreibers maßgebend. Die Grenzen unterscheiden sich je nach Netzbetreiber und Anschlusspunkt; die kW-Schwellen aus Japan lassen sich nicht übertragen.
Normen. Stern-Dreieck-Starter fallen unter die Produktnorm für Schütze und Motorstarter (DIN EN 60947-4-1), die Klemmenbezeichnung der Motoren ist in der Reihe EN/IEC 60034-8 geregelt, und die elektrische Ausrüstung von Maschinen folgt DIN EN 60204-1. Ob die japanischen Bauteile (JIS/JEM) diesen Normen entsprechen, lässt sich nicht pauschal sagen; fragen Sie den Lieferanten nach Konformitätsnachweisen und lassen Sie sich die gültige Fassung der jeweiligen Norm bestätigen.
Ersatzmotor in der EU. Neue Motoren im Anwendungsbereich der Ökodesign-Verordnung (EU) 2019/1781 müssen Mindest-Effizienzklassen erfüllen. Motoren höherer Effizienzklassen können ein anderes Verhältnis von Anlaufstrom zu Bemessungsstrom haben als der alte Motor. Fordern Sie daher vor dem Tausch die Anlaufdaten des Ersatzmotors an, statt vom alten Motor auf den neuen zu schließen.
Arbeitssicherheit. Arbeiten am Starterschrank und am Motor gehören in die Hand einer Elektrofachkraft und folgen den betrieblichen Regeln, in Deutschland unter anderem DGUV Vorschrift 3 und DIN VDE 0105-100 mit den fünf Sicherheitsregeln. Dieser Beitrag ist keine Arbeitsanweisung.
Checkliste: Motortausch an einem Stern-Dreieck-Schrank
Gehen Sie diese Liste durch, bevor der neue Motor angeschlossen wird. Sie fasst die Punkte oben zusammen; die Entscheidung liegt bei den für Elektroplanung und Anlage Verantwortlichen.
| Punkt | Was zu bestätigen ist | Wo zu finden |
|---|---|---|
| Spannung und Schaltung | Der Motor ist für Dauerbetrieb in Dreieck an der Netzspannung bemessen (nicht nur in Stern bei dieser Spannung) | Typenschild, Herstellerdaten |
| Klemmen | Sechs (oder mehr) Wicklungsenden herausgeführt; Klemmenbezeichnung und Paarung | Klemmenkasten, Anschlussplan des Herstellers |
| Frequenz, Polzahl, Bemessungsstrom | Stimmen mit Schrank und Last überein; Änderung des Bemessungsstroms vermerken | Typenschild, Unterlagen des Altmotors |
| Anlaufdaten | Anlaufstrom, Anlaufmoment, zulässige Anlaufzeit | Datenblatt des Herstellers |
| Last beim Anlauf | Lastmoment und Trägheit sind mit dem Sternmoment beschleunigbar; Schalthäufigkeit | Maschinendaten, Betriebsbedingungen |
| Schütze und Leistungsschalter | Bemessung und Belastbarkeit passen weiterhin zu neuem Strom und neuer Anlaufzeit | Schaltschrankzeichnungen, Auswahltabellen |
| Überlastrelais | Einbauort (im Dreieck oder in der Netzzuleitung) und Einstellung entsprechend diesem Ort | Schaltplan, Hinweise des Relaisherstellers |
| Leitungen und Anschlüsse | Spannungsfall, Klemmengröße, zulässige Anschlussart | Kabelliste, Installateur |
| Zeitrelais | Sternzeit und Umschaltpause für den neuen Motor neu geprüft, nicht blind übernommen | Steuerungszeichnungen, Angaben des Starterherstellers |
| Verriegelungen | Elektrische und mechanische Verriegelung zwischen Stern- und Dreieckschütz intakt | Steuerungszeichnungen, Schrankprüfung |
| Probelauf | Drehrichtung; Strom und Zeit für Stern, Umschaltung und Betrieb protokolliert | Probelaufprotokoll |
| Unterlagen | Typenschilddaten, Einstellungen, Zeitwerte und Pläne gemeinsam aktualisiert | Instandhaltungsunterlagen |
| Netzanschluss (DACH) | Anlaufstrom und Spannungsänderung mit den Anschlussbedingungen des Netzbetreibers vereinbar | TAB des Netzbetreibers, Elektroplanung |
Fragen an den japanischen Lieferanten
- In welcher Schaltung ist der Motor bei unserer Netzspannung für den Dauerbetrieb ausgelegt, und eignet er sich für den Stern-Dreieck-Anlauf?
- Können Sie uns den Klemmenplan des Motors sowie Anlaufstrom, Anlaufmoment und zulässige Anlaufzeit senden?
- Welche Sternzeit und welche Umschaltpause wurden werkseitig eingestellt, und wie wurden sie bestimmt?
- Wo sitzt das Überlastrelais im Starterstromkreis (im Dreieck oder in der Netzzuleitung), und welche Einstellung empfehlen Sie für den Bemessungsstrom des neuen Motors?
- Bleiben die vorhandenen Schütze, der Leistungsschalter und die Leitungen mit dem Ersatzmotor innerhalb ihrer Bemessung?
- Wurde das Anlaufverfahren wegen der Netzbedingungen am ursprünglichen Standort gewählt? Gelten diese Bedingungen auch an unserem Standort?
- Für welche Normen und Prüfgrundlagen sind Schütze und Schutzgeräte bescheinigt, und lassen sie sich für unser 400-V-Netz verwenden?
Mustertext für die Anfrage an den Lieferanten
Anlagennummer und Angaben unten sind frei erfunden und durch eigene Daten zu ersetzen. In der Praxis erreicht eine Anfrage auf Englisch die japanische Seite meist schneller; der Text lässt sich sinngemäß übertragen.
Betreff: Ersatzmotor für Stern-Dreieck-Starter P-201: Bitte um Unterlagen
Sehr geehrte Damen und Herren,
wir planen, den Motor der Pumpe P-201 (Ihre Auftragsnummer XXXX) zu ersetzen, die mit einem Stern-Dreieck-Starter in Ihrem Schaltschrank betrieben wird. Der Ersatzmotor hat dieselbe Leistung in kW, aber ein anderes Typenschild. Bevor wir ihn anschließen, bitten wir Sie um Bestätigung der folgenden Punkte:
1. In welcher Schaltung läuft der Originalmotor an unserem 400-V-Netz, und kann der neue Motor (Typenschild im Anhang) an diesem Schrank im Stern-Dreieck-Anlauf verwendet werden?
2. Welche Werte wurden werkseitig für Sternzeit und Stern-Dreieck-Umschaltpause eingestellt, und worauf beruhen sie?
3. Wo sitzt das Überlastrelais im Stromkreis, und welche Einstellung empfehlen Sie für den neuen Motor?
4. Bleiben die vorhandenen Schütze, der Leistungsschalter und die Leitungen innerhalb ihrer Bemessung?Die aktuellen Schaltschrankzeichnungen und das Datenblatt des neuen Motors sind beigefügt. Vielen Dank für Ihre Unterstützung.
Mit freundlichen Grüßen
Grenzen dieses Beitrags
- Die 1/3-Verhältnisse sind theoretische Werte für ein symmetrisches Netz und denselben Stillstandszustand. Reale Motoren und Lasten weichen ab; maßgeblich sind die Herstellerdaten.
- Der Beitrag behandelt den üblichen Starter mit drei Schützen und Umschaltung mit Unterbrechung. Andere Starterbauarten verhalten sich beim Umschalten anders.
- Genannte Werte für Zeitrelais, Überlastrelais und Schutzschalter sind Beispiele einzelner Produkte oder Hersteller und keine Einstellungen zum Übernehmen.
- Die Hinweise zu Normen und Anschlussbedingungen in der DACH-Region sind Orientierung. Gültige Fassungen, nationale Vorgaben und die Anforderungen des Netzbetreibers sind im Einzelfall zu prüfen.
- Der Beitrag ersetzt weder Elektroplanung noch Vorschriften oder betriebliche Sicherheitsverfahren. Arbeiten an Schaltschrank und Motor müssen den Verfahren des Betriebs für Freischalten, Absichern und Feststellen der Spannungsfreiheit folgen.
FAQ
Läuft der Motor beim Stern-Dreieck-Anlauf mit einem Drittel des Bemessungsstroms an?
Nein. Verglichen wird mit dem Leiterstrom, den derselbe Motor beim Direktanlauf in Dreieck am selben Netz aufnehmen würde. Der Bemessungsbetriebsstrom ist ein anderer Zustand; der Anlaufstrom beträgt daher nicht ein Drittel des Bemessungsstroms.
Spart man Energie, wenn der Motor dauerhaft in Stern bleibt?
Nein. Ein Stern-Dreieck-Motor ist dafür ausgelegt, die Last nach dem Hochlauf in der vorgesehenen Dreieckschaltung anzutreiben. Dauerbetrieb in Stern kann zu Momentenmangel oder Überhitzung führen; der Motor sollte nicht zum Energiesparen in Stern festgehalten werden.
Wie ist das Stern-Dreieck-Zeitrelais einzustellen?
Es gibt keinen einheitlichen Wert. Prüfen Sie die für den Hochlauf nötige Sternzeit und die Umschaltpause der Schütze getrennt. Beide hängen von Motor, Last und Starter ab, sodass ein fester Wert wie 0,5 Sekunden nicht überall gilt.
Kann ein Motor mit sechs Klemmen im Stern-Dreieck-Anlauf betrieben werden?
Nur, wenn er bei der Netzspannung auch im Dreieck laufen kann. Neben umschaltbaren Wicklungsenden muss der Motor bei dieser Spannung für Dreieck bemessen sein. Prüfen Sie Spannung und Schaltung auf dem Typenschild sowie den vom Hersteller vorgegebenen Stromkreis.
Ist auch der Stromstoß beim Umschalten auf ein Drittel begrenzt?
Nicht unbedingt. Bei Umschaltung mit Unterbrechung wirken Restspannung des Motors und Netz beim Umschalten zusammen und erzeugen einen Übergangsstrom. Betrachten Sie Anlauf, Umschaltung und Normalbetrieb getrennt, und prüfen Sie für jede Phase, ob Anlaufverfahren, Schütze und Schutz passen.
Quellen
- Stern-Dreieck-Anlauf senkt den Anlaufstrom auf 1/3 des Direktanlaufs: Mitsubishi Electric FA FAQ 15032, „Was ist der Stern-Dreieck-Anlauf?“ (japanisch)
- Klemmenaufbau und Schaltungen von Motoren: Mitsubishi Electric, Gesamtkatalog Drehstrommotoren, S. 61 (japanisch)
- Anlaufverfahren für Motoren: Fuji Electric, „Anlaufverfahren für Motoren“ (japanisch); Fuji Electric, Auswahl des Motoranlaufverfahrens und technische Daten (japanisch)
- Anlaufverfahren und Anlauf mit reduzierter Spannung: Mitsubishi Electric e-Learning, Anlaufverfahren für Motoren (japanisch); Mitsubishi Electric e-Learning, Schaltungen und Auswahl beim Anlauf mit reduzierter Spannung (japanisch)
- Stern-Dreieck-Starter mit drei Schützen: Schneider Electric, TeSys Giga Stern-Dreieck-Starter (englisch)
- Lage und Einstellung des Überlastrelais (0,58 × Bemessungsstrom im Dreieck, 100 % in der Zuleitung): Schneider Electric FAQ FA173001 (englisch)
- Motorspannung und Stern-Dreieck-Schaltung: ABB, Softstarter Handbook (englisch)
- Feste Stern-Dreieck-Umschaltung von 50 ms bei einem Zeitrelais: ABB, Datenblatt Stern-Dreieck-Zeitrelais CT-YDEW (englisch)
Originalartikel auf JapanischDieser Leitfaden beruht auf einem MONOSCOPE-Artikel für Leser in Japan: スターデルタ始動法とは？電流1/3の理由・トルクと切替時間、更新時の確認点
Über die Redaktion
MONOSCOPE-RedaktionFOUNDER & EDITORRund zehn Jahre bei einem Anlagenhersteller und einem Anlagenbauunternehmen in Angebot, Konstruktion und Inbetriebnahme von Anlagen tätig, danach Wechsel ins Online-Marketing. Berät heute B2B-Hersteller zu ihren Websites und hilft ihnen, Produkte und Technik verständlich zu erklären. Besitzt die japanischen staatlichen Lizenzen als Energy Manager und als Elektro-Chefingenieur der dritten Klasse.
Betreibt seit 2017 einen Technik-Blog (über 500 Artikel) und einen japanischsprachigen YouTube-Kanal mit rund 20.000 Abonnenten. Jeder Leitfaden entsteht aus der Perspektive der japanischen Werkshalle und wird mit den zitierten Normen abgeglichen.
