Mittelspannungs-Elektromotoren
Motoren sind ein wesentlicher Bestandteil von Industriemaschinen und tragen dazu bei, die Produktivität und Effizienz in Anlagen auf der ganzen Welt zu steigern. Allerdings ist das Starten dieser Motoren ein komplexer Vorgang, der die Anlage während des Startvorgangs einer hohen Belastung aussetzt. Während der Anlaufphase verbraucht der Motor mehrere Sekunden lang ein Vielfaches seines Nennstroms, während er auf volle Drehzahl beschleunigt. Dies kann mechanische Schäden verursachen und zu einem vorzeitigen Verschleiß der Motorlager, Rotorwicklungen und Isolierung führen.
Um diesen Einschaltstrom zu reduzieren, ist es notwendig, eine Startmethode zu verwenden, die die anfängliche Motorspannung begrenzt. Es stehen verschiedene Startertypen zur Verfügung, z. B. Spartransformator, Reaktor und Halbleiter-Starter mit reduzierter Spannung (RVSS). Alle diese Methoden haben spezifische Vor- und Nachteile. Dieser Artikel soll einen Überblick über die verschiedenen Motorstartoptionen und deren Drehmoment- und Stromprofile geben, damit Sie diejenige auswählen können, die Ihren Anwendungsanforderungen am besten entspricht.
Elektromotoren mit Mittelspannung
AC-Käfigläufer-Induktionsmotoren werden in der gesamten Industrie zum Antrieb von Pumpen, Ventilatoren und Gebläsen, Förderbändern und anderen Maschinen eingesetzt. Sie sind im Allgemeinen für eine maximale Spannung von 13.200 Volt ausgelegt. Um den sicheren Betrieb dieser Motoren zu gewährleisten, müssen sie mit geeigneten Komponenten konstruiert und in robuste Gehäuse eingebaut werden.
Mittelspannungs-Elektromotoren – Startmöglichkeiten
Der Hauptaspekt bei der Konstruktion von Mittelspannungsmotoren ist die Verwendung eines geeigneten Isolationssystems. Die Statoren werden mit einem Vakuumimprägniersystem hergestellt, bei dem alle Aussparungen mit Lack und Koronaschutzmaterial gefüllt werden, um elektrischen Verschleiß der Isolierung zu verhindern. Dies ist besonders wichtig bei einem Motor mit höherer Spannung, da dort ein höheres Kurzschlussrisiko besteht. Darüber hinaus sind die Wicklungen mit hochwertigem Kupfer umwickelt und der Motorrahmen besteht aus einer hochwertigen Aluminiumlegierung, um seine mechanische Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit zu verbessern.
Nieder- und Mittelspannungsmotoren können entweder als Allzweckmotoren oder als Hochleistungsmotoren kategorisiert werden. Letztere weisen in der Regel eine Nennleistung auf, die über dem von den regionalen MEPS festgelegten Grenzwert liegt. ARC hat den LV-Markt in Kategorien segmentiert, die auf diese Leistungsbereiche abgestimmt sind. Typischerweise werden Motoren unterhalb der Abschaltleistung als IE1 und darüber als IE4 klassifiziert.
Frequenzumrichter (VFD) führen die funktionale Gleichrichtung von Wechselstrom durch, um ihn in Gleichstrom umzuwandeln. Dieser Gleichstrom wird dann von einer leistungselektronischen Komponente, einem sogenannten Wechselrichter, wieder in Wechselstrom umgewandelt. Während des Startvorgangs stellt der Wechselrichter eine sehr niedrige Startfrequenz ein und steuert den Strom, der dem Motor zugeführt wird. Dies trägt dazu bei, die hohen Einschaltströme zu vermeiden, die sonst auftreten würden, wenn der Motor direkt gestartet würde. Der Wechselrichter erhöht dann die Frequenz und Spannung in einem kontrollierten Tempo, um den Motor beim Beschleunigen zu unterstützen, ohne übermäßigen Strom zu ziehen.
Einige Motoren können auch über Bypass-Schalter gestartet werden. Dadurch kann der Motor ohne VFD mit der Hauptstromversorgung gestartet und betrieben werden, wenn die Netzstromversorgung über eine ausreichende Kapazität verfügt. Dies wird erreicht, indem die Bypass-Schütze K1A und K1B geöffnet werden, wenn der Ausgang des VFD die Netzfrequenz erreicht, und sie nach einer Verzögerung geschlossen werden, wenn der Motor die volle Drehzahl erreicht hat.