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Moeller Schaltungsbuch 02/06
Elektronische Motorstarter und Drives
2
Seite
Allgemein 2-2
Grundlagen der Antriebstechnik 2-7
Softstarter DS 2-29
Softstarter DM 2-33
Anschlussbeispiele DS6 2-37
Anschlussbeispiele DS4 2-40
Anschlussbeispiele DM4 2-56
Frequenzumrichter DF, DV 2-70
Anschlussbeispiele DF51, DV51 2-74
Anschlussbeispiele DF6 2-80
Anschlussbeispiele DV6 2-82
System Rapid Link 2-88
2-1
Moeller Schaltungsbuch 02/06
2
Elektronische Motorstarter und DrivesAllgemein
Das Komplettprogramm für den Motorabgang
Verschiedenartige Anwendungen stellen auch unterschiedliche Anforderungen an elektrische Antriebe:
• Im einfachsten Fall wird der Motor geschal-tet, mit einem elektromechanischen Schütz. Die Kombination mit Motor- und Leitungs-schutz wird als Motorstarter bezeichnet.
• Forderungen nach häufigem und/oder laut-losem Schalten erfüllen kontaktlose Halblei-terschütze. Neben dem klassischen Lei-tungs-, Kurzschluss- und Überlastschutz kommen je nach Zuordnungsart „1“ oder „2“ auch überflinke Halbleitersicherungen zum Einsatz.
• Beim Direktstart (Stern-Dreieck, Wendestar-ter, Polumschaltung) entstehen störende Stromspitzen und Momentschläge. Softstar-ter sorgen hier für einen netzschonenden Sanftstart.
• Forderungen nach einer stufenlos einstellba-ren Drehzahl oder einer applikationsbeding-ten Drehmomentanpassung erfüllt heute der Frequenzumrichter (U/f-Umrichter, Vek-tor-Frequenzumrichter, Servo).
Generell gilt: „Die Anwendung definiert den Antrieb“.
Drehstrom-Asynchronmotor
Eine Antriebsaufgabe erfordert zunächst einen Antriebsmotor, dessen Eigenschaften hinsicht-lich Drehzahl, Drehmoment und Regelbarkeit in Einklang mit der gestellten Aufgabe stehen.
Der weltweit am häufigsten eingesetzte Motor ist der Drehstrom-Asynchronmotor. Der robu-ste und einfache Aufbau sowie hohe Schutz-arten und standardisierte Bauformen sind
M3~
M3~
M3~
M3~
M3~
Schalten
Energie verteilen
SchützenKurzschluss
ÜberlastKurzschlussHalbleiter
Frequenz-umrichter
Motorschutz
elektronischerStarter
KurzschlussÜberlast
Halbleiter
elektronischelektro-
mechanischelektro-
mechanischelektro-
mechanisch
KurzschlussÜberlastHalbleiter
Schalten
SteuernRegeln
lautlosHäufig und
startenSanft
regelnDrehzahl
schalten
2-2
Elektronische Motorstarter und DrivesAllgemein
Moeller Schaltungsbuch 02/06
2
Merkmale des preiswertesten und gebräuch-lichsten Elektromotors.
Charaktereristisch für den Drehstrommotor sind die Anlaufkennlinien mit Anlaufmoment MA, Sattelmoment MK, Kippmoment MK und Nennmoment MN.
Beim Drehstrommotor sind drei Wicklungs-stränge, um je 120°/p (p = Polpaarzahl) gegeneinander versetzt, angeordnet. Durch Aufschalten einer dreiphasigen, um je 120° zeitlich verschobenen, Wechselspannung wird im Motor ein Drehfeld erzeugt.
Durch Induktionswirkung werden in der Läu-ferwicklung Drehfeld und Drehmoment erzeugt. Die Drehzahl des Motors ist dabei abhängig von der Polpaarzahl und der Fre-quenz der speisenden Spannung. Die Drehrich-tung kann durch den Wechsel zweier Anschlussphasen umgekehrt werden:
ns = Umdrehung pro Minutef = Frequenz der Spannung in Hzp = Polpaarzahl
Beispiel: 4-poliger Motor (Polpaarzahl = 2), Netzfrequenz = 50 Hz, n = 1500 min-1 (syn-chrone Drehzahl, Drehzahl des Drehfeldes)
Bedingt durch die Induktionswirkung kann der Läufer des Asynchronmotors auch im Leerlauf die synchrone Drehfelddrehzahl nicht erreichen. Die Differenz zwischen Synchrondrehzahl und Läuferdrehzahl wird als Schlupf bezeichnet.
M, I IA
MA
Mk
Ms
MM
MB
ML
MN
IN
nN nS n0
0
L1 L2 L3
90˚
120˚
180˚ 270˚ 360˚
120˚ 120˚
ns =f x 60
p
Schlupfdrehzahl:
s =ns x n
ns
Drehzahl einer Asynchronmaschine:
n =f x 60
(1 – s)p
Für Leistung gilt:
P2 =M x n
h = P2
9550 P1
P1 = U x I x W3 – cos vP1 = elektrische Leistung in kWP2 = mechanische Wellenleistung in kWM = Drehmoment in Nmn = Drehzahl in min-1
h = Wirkungsgrad
2-3
Elektronische Motorstarter und DrivesAllgemein
Moeller Schaltungsbuch 02/06
2
Die elektrischen und mechanischen Nenn-daten des Motors sind im Leistungsschild, auch Typenschild genannt, dokumentiert.
Der elektrische Anschluss des Dreh-strom-Asynchronmotors erfolgt in der Regel über sechs Anschlussbolzen. Dabei unterschei-det man zwei Grundschaltungsarten, die Stern- und die Dreieckschaltung.
Hinweis
In der Betriebsschaltung muss die Bemessungsspannung des Motors mit der Netzspannung übereinstimmen.
Motor & Co GmbHTyp 160 l
3 ~ Mot.
S1
Nr. 12345-88
400/690 VyD 29/1715
1430 50Iso.-Kl. IP t
IEC34-1/VDE 0530
0,85ykWU/min Hz
A
54F U1 V1 W1
W2 U2 V2
Sternschaltung Dreieckschaltung
ULN = W3 x UW ILN = IW ULN = UW ILN = W3 x IW
V1 W2
U2
V2
W1
U1
L3
L2
ULN
ILN
L1
V1
U2
V2
W1
W2
U1
L3
L2
ULN
ILN
L1
U1 V1 W1
W2 U2 V2
U1 V1 W1
W2 U2 V2
2-4
Elektronische Motorstarter und DrivesAllgemein
Moeller Schaltungsbuch 02/06
2
Start- und Betriebsverfahren Zu den wichtigsten Start- und Betriebsverfah-ren für Drehstrom-Asynchronmotoren gehören:
Direktstart(elektromechanisch)
Stern-Dreieck-Schaltung(elektromechanisch)
M ~ I, n = konstant My ~ l Md, n = konstant
M3 h
M3 h
D y
IN
MN
nN
IN
y
D
MN
nN
100 %
t
U
100 %
58 %
U
t
D
y
2-5
Elektronische Motorstarter und DrivesAllgemein
Moeller Schaltungsbuch 02/06
2
x
Softstarter und Halbleiterschütz(elektronisch)
Frequenzumrichter(elektronisch)
M ~ U2, n = konstant M ~ U/f, n = variabel
UBoost = Startspannung (einstellbar)
tRamp = Rampenzeit (einstellbar)
U2 = Ausgangsspannung (einstellbar)
UBoost = Startspannung (einstellbar)
tRamp = Rampenzeit (einstellbar)
M3 h
M3 h
A
RUN
PRG
Hz
PRGENTER
I O
POWER
ALARM
IN
MN
nN
IN
MN
n0 n1 n2 ... nN ... nma
100 %
30 %
U
U Boost
tt Ramp
100 %
U
U2
U Boost
tt Ramp
2-6
Moeller Schaltungsbuch 02/06
Elektronische Motorstarter und DrivesGrundlagen der Antriebstechnik
2
Geräte der Leistungselektronik
Die Geräte der Leistungselektronik dienen der stufenlosen Anpassung physikalischer Größen, z. B. Drehzahl oder Drehmoment, an den Ferti-gungsprozess. Dem speisenden, elektrischen Netz wird dazu Energie entnommen, im Betriebsmittel der Leistungselektronik aufbe-reitet und dem Verbraucher (Motor) zugeführt.
HalbleiterschützeHalbleiterschütze ermöglichen ein schnelles und lautloses Schalten von Drehstrommotoren und ohmschen Lasten. Das Einschalten erfolgt dabei automatisch zum optimalen Zeitpunkt und unterdrückt unerwünschte Strom- und Spannungsspitzen.
SoftstarterSie steuern die Versorgungsspannung des Motors in einer einstellbaren Zeit auf 100 % der Netzspannung. Der Motor startet dabei nahezu ruckfrei. Die Spannungsreduzierung führt zu einer quadratischen Drehmomentre-duzierung in Bezug auf das normale Startmo-ment des Motors. Softstarter eignen sich daher besonders für den Start von Lasten mit quadra-tischem Drehzahl- oder Drehmomentverlauf (z. B. Pumpen oder Lüfter).
FrequenzumrichterFrequenzumrichter wandeln das Wechsel- oder Drehstromnetz mit konstanter Spannung und Frequenz in ein neues, dreiphasiges Netz um, mit variabler Spannung und variabler Fre-quenz. Diese Spannungs-/Frequenzsteuerung ermöglicht die stufenlose Drehzahlregelung von Drehstrommotoren. Der Antrieb kann mit Nennmoment auch bei kleinen Drehzahlen betrieben werden.
Vektor-FrequenzumrichterWährend beim Frequenzumrichter der Dreh-strommotor durch ein kennliniengeregeltes U/f-Verhältnis (Spannung/Frequenz) gesteuert wird, erfolgt dies beim Vektor-Frequenzum-richter durch eine sensorlose, flussorientierte Regelung des Magnetfeldes im Motor. Regel-größe ist hierbei der Motorstrom. Dadurch wird das Drehmoment optimal für anspruchs-volle Anwendungen (Misch- und Rührwerke, Extruder, Transport- und Fördereinrichtungen) geregelt.
2-7
Elektronische Motorstarter und DrivesGrundlagen der Antriebstechnik
Moeller Schaltungsbuch 02/06
2
Antriebstechnik bei Moeller
Bezeichnung Typ Bemessungs-strom
[A]
Netzanschluss-spannung
[V]
zugeordnete Motorleistung
[kW]
Halbleiterschütz für ohmsche undinduktive Last
DS4-140-H 10–50 1 AC 110–500 –DS4-340-M 11–41 3AC 110–500 –
Softstarter DS4-340-M 6–23 3 AC 110–500 2,2 –11 (400 V)Softstarter mit Drehrichtungsumkehr
DS4-340-MR 6–23 3 AC 110–500 2,2 –11 (400 V)
Softstarter mit internem Bypassrelais
DS4-340-MX 16–23 3 AC 110–500 7,5–15 (400 V)DS6-340-MX 41–200 3 AC 230–460 18,5–110 (400 V)
Softstarter mit internem Bypassrelais und Drehrichtungsumkehr
DS4-340-MXR 16–31 3 AC 110–500 7,5–15 (400 V)
Softstarter (Anschlussart „In-Linie“)
DM4-340... 16–900 3 AC 230–460 7,5–500 (400 V)
Softstarter (Anschlussart „In-Delta“)
DM4-340... 16–900 3 AC 230–460 11–900 (400 V)
Frequenzumrichter DF51-322... 1,4–10 1/3 AC 230 0,25–2,2 (230 V)DF51-320... 15,9–32 3 AC 230 4–7,5 (230 V)DF51-340... 1,5–16 3 AC 400 0,37–7,5 (400 V)DF6-340... 22–230 3 AC 400 11–132 (400 V)
Vektor-Frequenz-umrichter
DV51-322... 1,6–11 1/3 AC 230 0,18–2,2 (230 V)DV51-320... 17,5–32 3 AC 230 4–7,5 (230 V)DV51-340... 1,5–16 3 AC 400 0,37–7,5 (400 V)DV6-340... 2,5–260 3 AC 400 0,75–132 (400 V)
2-8
Elektronische Motorstarter und DrivesGrundlagen der Antriebstechnik
Moeller Schaltungsbuch 02/06
2
Halbleiterschütz DS4 Frequenzumrichter DF51, DF6
Softstarter DM4, DS4, DS6 Vektor-Frequenzumrichter DV6, DV51
A
RUN
PRG
Hz
PRGENTER
I O
POWER
ALARM
2-9
Elektronische Motorstarter und DrivesGrundlagen der Antriebstechnik
Moeller Schaltungsbuch 02/06
2
Direkter Start
Im einfachsten Fall und besonders bei kleinen Leistungen (bis etwa 2,2 kW), wird der Dreh-strommotor direkt an Netzspannung geschal-tet. Dies erfolgt in den meisten Anwendungen mit einem elektromechanischen Schütz.
In dieser Betriebsart – am Netz mit fester Spannung und Frequenz – liegt die Drehzahl des Asynchronmotors nur wenig unter der
synchronen Drehzahl ns ~ f. Die Betriebsdrehzahl [n] weicht davon ab, weil der Läufer gegenüber dem Drehfeld schlüpft: n = ns x (1 – s), mit dem Schlupf s = (ns – n)/ns. Beim Anlauf (s = 1) tritt dabei ein hoher Anlaufstrom auf – bis zum zehnfachen des Bemessungsstromes Ie.
Merkmale des Direktstartes• für Drehstrommotoren kleiner und mittlerer
Leistung• drei Anschlussleitungen (Schaltungsart:
Stern oder Dreieck)• hohes Anlaufmoment• sehr hohe mechanische Belastung• hohe Stromspitzen• Spannungseinbrüche• einfache SchaltgeräteBestehen seitens des Kunden die Forderungen des häufigen und/oder lautlosen Schaltens
oder führen aggressive Umgebungsbedingun-gen zu einem begrenzten Einsatz der elektro-mechanischen Schaltelemente, dann sind hier elektronische Halbleiterschütze erforderlich. Beim Halbleiterschütz muss neben Kurzschluss und Überlastschutz auch der Halbleiterschutz durch eine überflinke Sicherung betrachtet werden. Gemäß IEC/EN 60947 ist bei Zuord-nungsart 2 eine überflinke Halbleitersicherung erforderlich. Bei Zuordnungsart 1 – den mei-sten Anwendungsfällen – kann auf die über-flinke Halbleitersicherung verzichtet werden.
2
3
4
5
6
7I
Ie
n/nN
I/Ie: 6...10
1
0.25 0.5 0.75 1
1
2
ML
M
MN
M/MN: 0.25...2.5
n/nN
0.25 0.5 0.75 1
2-10
Elektronische Motorstarter und DrivesGrundlagen der Antriebstechnik
Moeller Schaltungsbuch 02/06
2
Hier einige Beispiele:
• Gebäudetechnik:– Wendeantrieb bei Aufzugstüren– Start von Kühlaggregaten– Start von Transportbändern
• Bereich kritischer Atmosphären: – Steuerung von Pumpenmotoren in Zapf-
säulen von Tankanlagen
– Steuerung von Pumpen bei der Lack- und Farbverarbeitung.
• Weitere Anwendungen: Nichtmotorische Lasten wie– Heizelemente in Extrudern– Heizelemente in Backöfen – Steuerung von Leuchtmitteln.
Motorstart im Stern-Dreieck
Das Starten von Drehstrommotoren in der Stern-Dreieck-Schaltung ist die wohl bekann-teste und eine weit verbreitete Variante.
Mit der komplett ab Werk verdrahteten Stern-Dreieck-Kombination SDAINL bietet
Moeller hier eine komfortable Motorsteuerung an. Der Kunde spart damit teure Verdrah-tungs- und Montagezeit ein und eliminiert mögliche Fehlerquellen.
.
Merkmale Stern-Dreieck-Starter• für Drehstrommotoren kleiner bis hoher
Leistung• reduzierter Anlaufstrom• sechs Anschlussleitungen
• reduziertes Anlaufmoment• Stromspitze beim Umschalten von Stern auf
Dreieck• mechanische Belastung beim Umschalten
von Stern auf Dreieck
2
3
4
5
6
7I
Ie
I/Ie: 1.5...2.5
n/nN
1
0.25 0.5 0.75 1
1
2
ML
M
MN
M/MN: 0.5
n/nN
0.25 0.5 0.75 1
2-11
Elektronische Motorstarter und DrivesGrundlagen der Antriebstechnik
Moeller Schaltungsbuch 02/06
2
Softstarter (Elektronischer Motorstart)
Wie die Kennlinien bei Direkt- und Stern-Dreieck-Start zeigen, treten Strom- bzw. Momentensprünge auf, die besonders bei mittleren und hohen Motorleistungen negative Einflüsse bedeuten:
• hohe mechanische Belastung der Maschine • schnellerer Verschleiß• höhere Servicekosten• hohe Bereitstellungskosten durch die EVUs
(Spitzenstromberechnung)• hohe Netz- bzw. Generatorlast• Spannungseinbrüche, die sich negativ auf
andere Verbraucher auswirken.
Gewünscht wird ein stoßfreier Drehmomen-tenanstieg und eine gezielte Stromreduzierung in der Startphase. Dies ermöglicht der elektro-nische Softstarter. Er steuert stufenlos die Ver-sorgungsspannung des Drehstrommotors in der Startphase. Dadurch wird der Drehstrom-motor an das Lastverhalten der Arbeits-maschine angepasst und schonend beschleu-nigt. Mechanische Schläge werden vermieden und Stromspitzen unterdrückt. Softstarter sind eine elektronische Alternative zum klassischen Stern-Dreieck-Starter.
Merkmale Softstarter• für Drehstrommotoren kleiner bis hoher
Leistung• keine Stromspitzen• wartungsfrei• reduziertes einstellbares Anlaufmoment
2
3
4
5
6
7I
Ie
I/Ie: 1...5
n/nN
1
0.25 0.5 0.75 1
1
2
ML
M/MN: 0.15...1
M
MN
n/nN
0.25 0.5 0.75 1
2-12
Elektronische Motorstarter und DrivesGrundlagen der Antriebstechnik
Moeller Schaltungsbuch 02/06
2
Parallelschalten von Motoren an einem Softstarter
Es können auch mehrere Motoren parallel an einem Softstarter gestartet werden. Das Verhalten der einzelnen Motoren kann dabei nicht beeinflusst werden. Die Motoren müssen einzeln mit einem entsprechenden Überlast-schutz ausgerüstet werden.
HinweisDie Stromaufnahme aller angeschlossenen Motoren darf den Bemessungsbetriebsstrom Ie des Softstarters nicht überschreiten.
HinweisSie müssen jeden Motor einzeln mit Thermisto-ren und/oder Bimetallrelais schützen.
Achtung!
Im Ausgang des Softstarters darf nicht geschaltet werden. Die entstehenden Spannungsspitzen können die Thyristoren im Leistungsteil zerstören.
Sind Motoren mit großen Leistungsunterschie-den (z. B. 1,5 kW und 11 kW) am Ausgang eines Softstarters parallelgeschaltet, können während des Starts Probleme auftreten. Unter Umständen kann der Motor mit der geringeren Motorleistung das geforderte Drehmoment nicht aufbringen. Ursache sind die relativ großen ohmschen Widerstandswerte im Stator dieser Motoren. Sie benötigen während des Starts eine höhere Spannung.
Es empfiehlt sich, die Schaltungsvariante nur mit Motoren gleicher Größe auszuführen.
F1
MM1 M23
Q11
Q21
L1L2L3
Q1
L1 L2 L3
T1 T2 T3
F12F11
M3
2-13
Elektronische Motorstarter und DrivesGrundlagen der Antriebstechnik
Moeller Schaltungsbuch 02/06
2
Polumschaltbare Motoren/Dahlander-motoren an einem Softstarter
Softstarter können in die Zuleitung vor die Pol-umschaltung eingesetzt werden, a Abschnitt „Polumschaltbare Motoren”, Seite 8-53.
Hinweis
Alle Umschaltungen (hohe/niedrige Drehzahl) müssen im Stillstand erfolgen:
Der Startbefehl darf erst gegeben werden, wenn eine Schaltung gewählt wurde und ein Startbefehl für die Polumschaltung gesetzt wird.
Die Ansteuerung ist vergleichbar zur Kaska-densteuerung, wobei jedoch nicht der nächste Motor, sondern nur auf die andere Wicklung umgeschaltet wird (TOR = Top Of Ramp-Mel-dung).
Drehstrom-Schleifringläufermotor an einem Softstarter
Bei der Umrüstung bzw. Modernisierung älte-rer Anlagen können Softstarter die Schütze und Läuferwiderstände bei mehrstufigem Drehstrom-Läufer-Selbstanlasser ersetzen. Dazu werden die Läuferwiderstände und zuge-ordnete Schütze entfernt und die Schleifringe des Läufers am Motor kurzgeschlossen. Der Softstarter wird anschließend in die Zuleitung eingeschaltet. Der Motorstart erfolgt dann stu-fenlos.
a Abbildung, Seite 2-15
Motoren mit Blindstromkompensation am Softstarter
Achtung!
Im Ausgang von Softstartern dürfen keine kapazitiven Lasten angeschlosssen werden.
Blindstromkompensierte Motoren oder Moto-rengruppen dürfen nicht durch Softstarter gestartet werden. Die netzseitige Kompensa-tion ist zulässig, wenn die Rampenzeit (Hoch-laufphase) abgelaufen ist (Meldung TOR = Top Of Ramp) und die Kondensatoren eine Vor-schaltinduktivität aufweisen.
Hinweis
Betreiben Sie Kondensatoren und Kompensati-onsschaltungen nur mit vorgeschalteten Induktivitäten, wenn an den Netzen auch elek-tronische Geräte wie z. B. Softstarter, Frequenzumrichter oder USV angeschlossen sind.
a Abbildung, Seite 2-16
2-14
Elektronische Motorstarter und DrivesGrundlagen der Antriebstechnik
Moeller Schaltungsbuch 02/06
2
L1L2
L3
Q1
13
513 14
F1
26
4
24
6
PEU
VW
M 3 M1
13
5Q
11Q
43Q
42Q
412
46
13
51
53
24
62
46
13
5
K L M
U3
V3
W3
U2
V2
W2
R3R2
U1
V1
W2
R1
I >
I >
I >
L1L2
L3
4
15
3
24
6
UV
W
K L M
M 3
I >
I >
I >
F1
26
15
3
Q1
13 14
Q11
Q21
M1
L1L2
L3
T1T2
T3
2-15
Elektronische Motorstarter und DrivesGrundlagen der Antriebstechnik
Moeller Schaltungsbuch 02/06
2
M 3
L1 L2 L3
Q1 M
1Q11
MM
13
Q11
Q21L1 L2 L3
Q1
L1L2
L3
T1T2
T3
Ach
tung
!
Nic
ht z
uläs
sig
MM
13
Q11
Q21L1 L2 L3
Q12
TOR
Q1
L1L2
L3
T1T2
T3
2-16
Elektronische Motorstarter und DrivesGrundlagen der Antriebstechnik
Moeller Schaltungsbuch 02/06
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Softstarter und Zuordnungsarten nach IEC/EN 60947-4-3
Nach IEC/EN 60947-4-3, 8.2.5.1 sind folgende Zuordnungsarten definiert:
Zuordnungsart 1Bei Zuordnungsart 1 darf das Schütz oder der Softstarter im Kurzschlussfall Personen und Anlage nicht gefährden und braucht für den weiteren Betrieb ohne Reparatur und Teileer-neuerung nicht geeignet zu sein.
Zuordnungsart 2Bei Zuordnungsart 2 darf das Schütz oder der Softstarter im Kurzschlussfall Personen und Anlage nicht gefährden und muss für den wei-teren Betrieb geeignet sein. Für Hybrid-Steuer-geräte und -Schütze besteht die Gefahr der Kontaktverschweißung. In diesem Fall muss der Hersteller Wartungsanweisungen geben.
Das zugeordnete Sicherungsorgan (SCPD = Short-Circuit Protection Device) muss im Kurz-schlussfall auslösen: im Fall einer Schmelzsi-cherung muss diese ausgetauscht werden. Dies zählt zum normalen Betrieb (für die Siche-rung), auch für Zuordnungsart 2.
F3: überflinke Halbleitersicherung
M3
L1L2L3PE
Q1
L1 L2 L3
T1 T2 T3
M1
F3
Q21
I > I > I >
MM1 3
L1L2L3PE
Q1
F3
Q21
L1 L2 L3
T1 T2 T3
I > I > I >
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Elektronische Motorstarter und DrivesGrundlagen der Antriebstechnik
Moeller Schaltungsbuch 02/06
2
Aufbau und Wirkungsweise von Frequenzumrichtern
Frequenzumrichter ermöglichen die variable, stufenlose Drehzahlregelung von Drehstrom-motoren.
Der Frequenzumrichter wandelt die konstante Spannung und Frequenz des speisenden Net-zes in eine Gleichspannung um. Aus dieser Gleichspannung erzeugt er für den Drehstrom-motor ein neues, dreiphasiges Netz mit varia-bler Spannung und variabler Frequenz. Dabei entnimmt der Frequenzumrichter dem speisen-
den Netz fast nur Wirkleistung (cos v ~ 1). Die für den Motorbetrieb erforderliche Blind-leistung liefert der Gleichspannungszwischen-kreis. Somit kann auf netzseitige cos v-Kompensationseinrichtungen verzichtet werden.
Energieflusstreiben bremsen
variabelkonstant
Netz Frequenzumrichter Motor Last
M, nU, f, IU, f, (I)
F
vm
J
M
3~
~I M
~f nPel = U x I x √3 x y M x n
PL = 9550
a Gleichrichterb Gleichspannungszwischenkreis
c Wechselrichter mit IGBTd Steuerung/Regelung
L1, L1
a
d
cb
L2, N
L3
IGBT
M3~
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Elektronische Motorstarter und DrivesGrundlagen der Antriebstechnik
Moeller Schaltungsbuch 02/06
2
Heute ist der frequenzgeregelte Drehstrom-motor ein Standardbaustein zur stufenlosen Drehzahl- und Drehmomentregelung, energie-sparend und wirtschaftlich, als Einzelantrieb oder als Teil einer automatisierten Anlage.
Die Möglichkeiten einer individuellen bzw. anlagenspezifischen Zuordnung werden dabei durch die Ausprägung der Wechselrichter und die Modulationsverfahren bestimmt.
Modulationsverfahren der Wechselrichter
Der Wechselrichter besteht vereinfacht darge-stellt aus sechs elektronischen Schaltern und ist heute mit IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistor) aufgebaut. Der Steuerkreis schaltet
diese IGBTs nach verschiedenen Prinzipien (Modulationsverfahren) ein und aus und ändert damit die Ausgangsfrequenz des Frequenzumrichters.
Sensorlose Vektorregelung
Über den Steueralgorithmus werden die PWM-Schaltmuster (Puls-Weiten-Modulation) für den Wechselrichter berechnet. Bei der Spannungsvektorsteuerung werden die Ampli-tude und die Frequenz des Spannungsvektors in Abhängigkeit von Schlupf und Laststrom gesteuert. Dies ermöglicht weite Drehzahlstell-bereiche und hohe Drehzahlgenauigkeiten
ohne Drehzahlrückführung. Dieses Steuerver-fahren (U/f-Steuerung) wird beim Parallelbe-trieb mehrerer Motoren an einem Frequen-zumrichter bevorzugt.
Bei der flussgeregelten Vektorsteuerung wird aus den gemessenen Motorströmen die Wirk- und Blindstromkomponente berechnet, mit den Werten des Motormodells verglichen und
2
3
4
5
6
7I
Ie
I/Ie: 0...1.8
n/nN
1
0.25 0.5 0.75 1
I
IN
1
2
ML
M
MN
M
MN
M/MN: 0.1...1.5
n/nN
0.25 0.5 0.75 1
2-19
Elektronische Motorstarter und DrivesGrundlagen der Antriebstechnik
Moeller Schaltungsbuch 02/06
2
gegebenenfalls korrigiert. Die Amplitude, die Frequenz und der Winkel des Spannungsvek-tors werden direkt gesteuert. Dies ermöglicht den Betrieb an der Stromgrenze, weite Dreh-zahlstellbereiche und hohe Drehzahlgenauig-keiten. Die dynamische Leistung des Antriebes überzeugt besonders bei niedrigen Drehzah-len, z. B. Hubwerke, Wickler.
Der große Vorteil der sensorlosen Vektortech-nologie liegt in der Regelung des Motorflusses
auf einen Wert, der dem Nennfluss des Motors entspricht. Dadurch wird auch bei Drehstrom-asynchronmotoren eine dynamische Drehmo-mentregelung wie bei Gleichstrommotoren möglich.
Die folgende Abbildung zeigt ein vereinfachtes Ersatzschaltbild des Asynchronmotors und zugehörige Stromvektoren:
Bei der sensorlosen Vektorregelung wird aus den gemessenen Größen von Ständerspan-nung u1 und Ständerstrom i1 die flussbildende Größe iμ und die drehmomentbildende Größe iw berechnet. Die Berechnung erfolgt in einem dynamischen Motormodell (elektrisches Ersatzschaltbild des Drehstrommotors) mit adaptiven Stromreglern, unter Berücksichti-gung der Sättigung des Hauptfeldes und der Eisenverluste. Die beiden Stromkomponenten werden dabei nach Betrag und Phase in einem umlaufenden Koordinatensystem (o) zum ständerfesten Bezugssystem (a, b) gesetzt.
Die für das Modell erforderlichen physikali-schen Motordaten werden aus den eingegebe-nen und den gemessenen (Selftuning) Parame-tern gebildet.
a Statorb Luftspaltc Rotord Läuferflussorientierte Ständerorientiert
i1 = Ständerstrom (Strangstrom)iμ = flussbildende Stromkomponente iw = drehmomentbildende Stromkomponente R’2 /s = schlupfabhängiger Läuferwiderstand
R1
a cb
X'2X1
i1 iw
u1 Xhim
R'2s
d
e
i1 iw
im
im
ia
ib
V~
b o
2-20
Elektronische Motorstarter und DrivesGrundlagen der Antriebstechnik
Moeller Schaltungsbuch 02/06
2
EMV-gerechter Anschluss von Frequenzumrichtern
Der EMV-gerechte Aufbau und Anschluss wird in den jeweiligen Handbüchern (AWB) der Geräte ausführlich beschrieben.
M3~
3~
F
Q
R
K
T
M
PRGENTER
I O
3
Netz
Leitungsschutz
Schalten
Netzdrossel
Entstörfilter
Frequenzumrichter
Motorleitung
Motor
2-21
Elektronische Motorstarter und DrivesGrundlagen der Antriebstechnik
Moeller Schaltungsbuch 02/06
2
Hinweise zur fachgerechten Installation von Frequenzumrichtern
Unter Berücksichtigung der folgenden Hin-weise wird ein EMV-gerechter Aufbau erreicht. Elektrische und magnetische Störfelder kön-nen auf die geforderten Pegel begrenzt wer-den. Die erforderlichen Maßnahmen sind nur in der Kombination wirksam und sollten schon bei der Projektierung berücksichtigt werden. Die nachträgliche Erfüllung der erforderlichen EMV-Maßnahmen ist nur mit erhöhtem Auf-wand und Kosten möglich.
EMV-Maßnahmen
Die EMV (Elektro-Magnetische-Verträglich-keit) bezeichnet die Fähigkeit eines Gerätes elektrischen Störungen zu widerstehen (Immu-nität) und gleichzeitig nicht selbst das Umfeld durch die Ausstrahlung (Emission) von Störun-gen zu belasten.
Die EMV-Produktnorm IEC/EN 61800-3 beschreibt die Grenzwerte und Prüfverfahren zur Störaussendung und Störfestigkeit für drehzahlveränderbare elektrische Antriebe (PDS = Power Drives System).
Dabei werden nicht einzelne Komponenten, sondern ein typisches Antriebssystem in seiner funktionellen Gesamtheit betrachtet.
Maßnahmen zur EMV-gerechten Installation sind:
• Erdungsmaßnahmen• Schirmungsmaßnahmen• Filtermaßnahmen• Drosseln.Sie werden im Anschluss näher beschrieben.
Erdungsmaßnahmen Sie sind zwingend notwendig, um die gesetz-lichen Vorschriften zu erfüllen und Vorausset-zung für den wirkungsvollen Einsatz weiterer Maßnahmen wie Filter und Schirmung. Alle leitfähigen, metallischen Gehäuseteile müssen elektrisch leitend mit dem Erdpotential ver-bunden werden. Dabei ist für die EMV-Maß-nahme nicht der Querschnitt der Leitung maß-gebend, sondern die Oberfläche, auf der hochfrequente Ströme abfließen können. Alle Erdungspunkte müssen, möglichst nieder-ohmig und gut leitend, auf direktem Weg an den zentralen Erdungspunkt (Potentialaus-gleichschiene, sternförmiges Erdungssystem) geführt werden. Die Kontaktstellen müssen farb- und korrosionsfrei sein (verzinkte Monta-geplatten und Materialien verwenden).
K1 = FunkentstörfilterT1 = Frequenzumrichter
e
PE
K1T1 Tn Kn
PE
PE
M1
PE PE
M 3h
MnM 3h
2-22
Elektronische Motorstarter und DrivesGrundlagen der Antriebstechnik
Moeller Schaltungsbuch 02/06
2
Schirmungsmaßnahmen
L1L2L3PE
ba
e d c
F 300 mm
M
3
Vieradrige abgeschirmte Motorleitung:
a Cu-Abschirmgeflecht, beidseitig und groß-flächig erden
b PVC-Außenmantelc Litze (Cu-Drähte, U, V, W, PE)d PVC-Aderisolierung 3 x schwarz,
1 x grüngelbe Textilband und PVC-Innenmaterial
2-23
Elektronische Motorstarter und DrivesGrundlagen der Antriebstechnik
Moeller Schaltungsbuch 02/06
2
Schirmungsmaßnahmen dienen zur Reduzie-rung der gestrahlten Störenergie (Störfestig-keit benachbarter Anlagen und Geräte gegen die Beeinflussung von außen). Leitungen zwi-schen Frequenzumrichter und Motor müssen geschirmt verlegt werden. Der Schirm darf dabei nicht die PE-Leitung ersetzen. Empfoh-len werden vieradrige Motorleitungen (drei Phasen + PE), deren Schirm beidseitig und großflächig auf Erdpotential gelegt wird (PES). Der Schirm darf nicht über Anschlussdrähte (Pig-Tails) aufgelegt werden. Schirmunterbre-chungen z. B. bei Klemmen, Schützen, Dros-seln usw. müssen niederohmig und großflä-chig überbrückt werden.
Unterbrechen Sie dazu den Schirm in der Nähe der Baugruppe und kontaktieren Sie ihn groß-flächig mit dem Erdpotential (PES, Schirm-klemme). Die freien, nicht abgeschirmten Lei-tungen sollten nicht länger als etwa 100 mm sein.
Beispiel: Schirmauflage für Wartungsschalter
Hinweis
Wartungsschalter im Ausgang von Frequenz-umrichtern dürfen nur im stromlosen Zustand betätigt werden.
Steuer- und Signalleitungen sollten verdrillt sein und können mit Doppelschirm eingesetzt werden. Dabei wird der innere Schirm einseitig an der Spannungsquelle aufgelegt, der äußere Schirm beidseitig. Die Motorleitung muss räumlich getrennt von Steuer- und Signallei-tungen (>10 cm) und darf nicht parallel zu Netzleitungen verlegt werden.
a Leistungsleitungen: Netz, Motor, DC-Zwischenkreis, Bremswiderstand
b Signalleitungen: Analoge und digitale Steuersignale
Auch innerhalb von Schaltschränken sollten Leitungen bei einer Länge größer 30 cm abge-schirmt werden.
4.2 x 8.2
o 4.1 o 3.5
MBS-I2
e
f 100
b a
2-24
Elektronische Motorstarter und DrivesGrundlagen der Antriebstechnik
Moeller Schaltungsbuch 02/06
2
Beispiel zur Schirmung von Steuer- und Signal-leitungen:
Filtermaßnahmen Funkentstörfilter und Netzfilter (Kombination von Funkentstörfilter + Netzdrossel) dienen zum Schutz vor hochfrequenten leitungs-gebundenen Störgrößen (Störfestigkeit) und reduzieren die hochfrequenten Störgrößen des Frequenzumrichters, die über das Netzkabel oder die Abstrahlung des Netzkabels ausge-sendet werden und auf ein vorgeschriebenes bzw. gesetzliches Maß begrenzt werden sollen (Störaussendung).
Filter sollten möglichst in unmittelbare Nähe des Frequenzumrichters montiert und die Ver-bindungsleitung – zwischen Frequenzumrich-ter und Filter – kurz gehalten werden.
Hinweis
Die Montageflächen von Frequenzumrichter und Funkentstörfilter müssen farbfrei und HF-mäßig gut leitend sein.
Beispiel für einen Standardanschluss des Frequenzumrichters DF5, mit Sollwertpotentiometer R1 (M22-4K7) und Montagezubehör ZB4-102-KS1
2 1 P24H O L
ZB4-102-KS1
15
M4PE
2Cu 2.5 mmPES
PES
1 2
3
M
R1 REV FWD
4K7M
F 2
0 m
I O
2-25
Elektronische Motorstarter und DrivesGrundlagen der Antriebstechnik
Moeller Schaltungsbuch 02/06
2
Filter haben Ableitströme, die im Fehlerfall (Phasenausfall, Schieflast) erheblich größer als die Nennwerte werden können. Zur Vermei-dung gefährlicher Spannungen müssen die Fil-ter geerdet sein. Da es sich bei den Ableitströ-men um hochfrequente Störgrößen handelt, müssen diese Erdungsmaßnahmen niederoh-mig und großflächig sein.
Bei Ableitströmen f 3,5 mA muss nach VDE 0160 bzw. EN 60335 entweder:
• der Schutzleiter-Querschnitt f 10 mm2 sein,
• der Schutzleiter auf Unterbrechung über-wacht werden oder
• ein zweiter Schutzleiter zusätzlich verlegt werden.
DrosselnAuf der Eingangsseite des Frequenzumrichters reduzieren Drosseln die stromabhängigen Netzrückwirkungen und bewirken eine Ver-besserung des Leistungsfaktors. Der Strom-oberwellengehalt wird reduziert und die Netz-qualität verbessert. Der Einsatz von Netzdrosseln empfiehlt sich besonders beim Anschluss mehrerer Frequenzumrichter an einen Netzeinspeisepunkt und wenn an die-sem Netz andere elektronische Geräte ange-schlossen sind.
Eine Reduzierung der Netzstromwirkung wird auch durch Gleichstromdrosseln im Zwischen-kreis des Frequenzumrichters erreicht.
Im Ausgang des Frequenzumrichters werden Drosseln eingesetzt bei langen Motorleitungen und wenn im Ausgang mehrere Motoren par-allel angeschlossen sind. Sie erhöhen zudem den Schutz der Leistungshalbleiter bei Erd- und Kurzschluss und sie schützen die Motoren vor zu hohen Spannungsanstiegsgeschwindig-keiten (> 500 V/μs), die durch die hohen Takt-frequenzen hervorgerufen werden.
M3h
E
L/L1L2N/L3
UV
W
R2S2T2
L1L2L3
L1Z1 G1
L2L3
PE
E
Eee
E
2-26
Elektronische Motorstarter und DrivesGrundlagen der Antriebstechnik
Moeller Schaltungsbuch 02/06
2
Beispiel: EMV-gerechter Aufbau und Anschluss
a Metallplatte, z. B. MSB-I2b Erdungsklemmec Wartungsschalter
PE
15
PES
PES
PES
W2 U2 V2
U1 V1 W1
PE
a
b
PES
PES
c
2-27
Elektronische Motorstarter und DrivesGrundlagen der Antriebstechnik
Moeller Schaltungsbuch 02/06
2
Montagehinweise
Elektronische Geräte wie Softstarter und Fre-quenzumrichter müssen in der Regel senkrecht eingebaut werden.
Zur thermischen Zirkulation sollte oberhalb und unterhalb der Geräte ein unbebauter Frei-raum von mindestens 100 mm eingehalten werden.
a Seitlicher Freiraum, ist von der Gerätereihe abhängig.
Detaillierte Angaben zu den einzelnen Geräte-reihen sind in den Montageanweisungen (AWA) und Handbüchern (AWB) dokumen-tiert.
Auswahlhilfen
Der Auswahlschieber ermöglicht eine schnelle und übersichtliche Zusammenstellung der ein-zelnen Komponenten zur Antriebslösung – ohne PC oder sonstige Hilfmittel. Der Schieber liefert direkt die Komponenten eines komplet-ten Antriebsstranges, von der Netzeinspeisung bis hin zum Motorabgang. Netz-Sicherung und Netz-Schütz sind ebenso berücksichtigt wie Netzdrossel, Funkentstörfilter, Frequenzum-richter, Motordrossel und Sinusfilter. Hat man einmal die gewünschte Motorleistung einge-stellt, so erscheinen sofort die zugeordneten Produkte. Unterschieden wird auch zwischen mehreren Netzspannungen sowie zwischen dem Steuer- und Regelverfahren der Frequen-zumrichter. Alle Angaben sind in Deutsch und Englisch vorhanden, sodass der Schieber inter-national einsetzbar ist. Der Auswahlschieber kann kostenlos angefordert werden. Wer die Auswahlhilfe lieber online nutzen möchte, fin-det sie im Internet unter:www.moeller.net/select
F 30°
F 30°F 30°
F 30
°
aa
f 1
00f
100
2-28
Moeller Schaltungsbuch 02/06
Elektronische Motorstarter und DrivesSoftstarter DS
2
Produktmerkmale DS4
• Aufbau, Montage und Anschlüsse wie beim Schütz
• automatische Steuerspannungserkennung– 24 V DC g 15 %– 110 bis 240 V AC g 15 %– sicheres Einschalten bei 85 % von Umin
• Betriebsanzeige über LED• getrennt einstellbare Start- und
Stopp-Rampe (0,5 bis 10 s)• einstellbare Startspannung (30 bis 100 %)• Relaiskontakt (Schließer): Betriebsmeldung,
TOR (Top Of Ramp)
Produktmerkmale DS6
• Aufbau und Anschlüsse im Leistungsteil wie beim Leistungsschalter (NZM)
• externe Steuerspannung– 24 V DC g 15 %; 0,5 A– sicheres Einschalten bei 85 % von Umin
• Betriebsanzeige über LED• getrennt einstellbare Start- und
Stopp-Rampe (1 bis 30 s)• einstellbare Startspannung (30 bis 100 %)• zwei Relais (Schließer): ready (betriebsbe-
reit) und TOR (Top Of Ramp)
t-Start (s)
12
5
100
0,5
5060
80
10030
40
12
5
100
0,5
U-Start (%)
t-Stop (s)
U-S
tart
U
t-Start t-Stop
t
2-29
Elektronische Motorstarter und DrivesSoftstarter DS
Moeller Schaltungsbuch 02/06
2
Beispiel: Einstellwerte und Applikationen
Leistungsteilvarianten
Direktstarter Direktstarter mit internem Bypass
Wendestarter Wendestarter mit internem Bypass
DS4-340-...-M DS4-340-...-MXDS6-340-...-MX
DS4-340-...-MR DS4-340-...-MXR
l 10 st-Start, t-Stop
U-Start
l 1 s
l 30 %
l 60 – 90 %
J l 0
J l L
M3
L1 L2
DS
L3
L1 L2 L3
T1 T2 T3
2-30
Elektronische Motorstarter und DrivesSoftstarter DS
Moeller Schaltungsbuch 02/06
2
Anbindung von Sternpunkten beim Betrieb mit Softstarter/Halbleiterschützen
Hinweis
Die Softstarter der Reihen DS4 und DS6 sind zweiphasig gesteuert.
Die Anbindung einer dreiphasigen Last im Sternpunkt an PE- oder die N-Leitung ist nicht zulässig.
Beispiel DS4:
Gefahr!
Gefährliche Spannung. Lebensgefahr oder schwere Verletzungsgefahr.
Bei eingeschalteter Versorgungsspan-nung (ULN) steht auch im AUS-/STOPP-Zustand gefährliche Span-nung an.
M3
L1
Q21
M1
R1
L2 L3
L1 L2 L3
T1 T2 T3
L1 L3
L1 L3
L2
L2
T1 T2 T3
L1 L3
L1 L3
L2
L2
T1 T2 T3
Achtung!Nicht zulässig:
M3 ~
1L1 3L2 5L3 PE
PE2T1 4T2 6T3
2-31
Elektronische Motorstarter und DrivesSoftstarter DS
Moeller Schaltungsbuch 02/06
2
LED-Anzeigen
Beispiel DS4:
Rote LED Grüne LED Funktion
Leuchtet Leuchtet Init, LED leuchten nur kurz auf, Init selbst dauert ca. 2 SekundenGeräteabhängig:
– alle Geräte: LED leuchten einmal kurz auf– DC Geräte: nach kurzer Pause leuchten die LED zusätzlich
noch einmal kurz auf
Aus Aus Gerät ist aus
Aus Flash im 2 s Takt Betriebsbereit, Versorgung ok, aber kein Startsignal
Aus Blinken im 0,5 s Takt
Gerät in Betrieb, Rampe ist aktiv (Soft-Start oder Soft-Stopp), bei M(X)R wird zusätzlich die aktive Drehfeld-Drehrichtung angezeigt
Aus Leuchtet Gerät in Betrieb, Top Of Ramp erreicht, bei M(X)R wird zusätzlich die aktive Drehfeld-Drehrichtung angezeigt
Blinken im 0,5 s Takt
Aus Fehler
U
U
Run- (FWD/REV-) LED
U = 100 %
A1, A2FWD, REV, 0
Error-LED
out
e
Init Fehler in Rampe Top-of-RampBetriebsbereit
2-32
Moeller Schaltungsbuch 02/06
Elektronische Motorstarter und DrivesSoftstarter DM
2
Produktmerkmale
• DM4 ist ein dreiphasig gesteuerter Softstar-ter
• Parametrierbarer und kommunikationsfähi-ger Softstarter mit steckbaren Steuerklem-men und Schnittstelle für Optionen:– Bedien- und Parametriereinheit– Serielle Schnittstelle– Feldbusanschaltung
• Applikationswahlschalter mit vorprogram-mierten Parametersätzen für 10 Standard-applikationen
• I2t-Regler– Strombegrenzung– Überlastschutz– Leerlauf-/Unterstromerkennung (z. B.
Keilriemenabriss)• Kick- und Schweranlaufstart• Automatische Steuerspannungserkennung• 3 Relais, z. B. Störmeldung, TOR (Top of
Ramp)Für zehn typische Anwendungen sind bereits entsprechend eingestellte Parametersätze ein-fach über einen Wahlschalter abrufbar.
Weitere anlagenspezifische Parametereinstel-lungen können über eine optional erhältliche Bedieneinheit individuell angepasst werden.
Zum Beispiel die Betriebsart Drehstromsteller: In dieser Betriebsart können mit DM4 dreipha-sige ohmsche und induktive Lasten – Heizun-gen, Beleuchtungen, Transformatoren – gesteuert und mit Istwertrückführung (geschlossener Regelkreis) auch geregelt wer-den.
An Stelle der Bedieneinheit können auch intel-ligente Schnittstellen aufgesteckt werden:
• serielle Schnittstelle RS 232/RS 485 (Para-metrierung über PC-Software)
• Feldbusanschaltung Suconet K (Schnittstelle auf jeder Moeller SPS)
• Feldbusanschaltung PROFIBUS-DPSoftstarter DM4 ermöglicht den Sanftanlauf in seiner komfortabelsten Form. So kann auf zusätzliche, externe Komponenten wie Motor-schutzrelais verzichtet werden, da neben der Phasenausfallüberwachung und der internen Motorstrommessung, auch die Temperatur-messung in der Motorwicklung über den inte-grierten Thermistoreingang ausgewertet wird. DM4 erfüllt die Produktnorm IEC/EN 60 947-4-2.
Beim Softstarter führt das Absenken der Span-nung zur Reduzierung der hohen Anlaufströme beim Drehstrommotor; allerdings sinkt damit auch das Drehmoment: [IAnlauf ~ U] und [M ~ U2]. Zudem erreicht der Motor bei allen bisher vorgestellten Lösungen nach erfolgtem Start die auf dem Leistungsschild gestempelte Dreh-zahl. Für den Motorstart mit Nennmoment und/oder den Betrieb mit, von der Netz-frequenz unabhängigen Drehzahlen, ist ein Frequenzumrichter erforderlich.
2-33
Elektronische Motorstarter und DrivesSoftstarter DM
Moeller Schaltungsbuch 02/06
2
Der Applikationswahlschalter ermöglicht eine direkte Zuordnung ohne Parametrierung.
0 - standart 1 - high torque2 - pump 3 - pump kickstart4 - light conveyor5 - heavy conveyor6 - low inertia fan7 - high inertia fan8 - recip compressor9 - screw compressor
fault
c/l run
supp
lyflash
on
0 - standart 1 - high torque2 - pump 3 - pump kickstart4 - light conveyor5 - heavy conveyor6 - low inertia fan7 - high inertia fan8 - recip compressor9 - screw compressor
a
b
2-34
Elektronische Motorstarter und DrivesSoftstarter DM
Moeller Schaltungsbuch 02/06
2
Standard-Applikationen (Wahlschalter)
In-Delta-SchaltungIn der Regel werden Softstarter direkt in Serie mit dem Motor geschaltet (In-Line). Der Softstarter DM4 ermöglicht auch den Betrieb in der „In-Delta“-Schaltung (auch „Wur-zel-3“-Schaltung genannt).
Vorteil:
• Diese Schaltung ist kostengünstiger, da der Softstarter nur für 58 % des Bemessungs-stromes ausgebaut werden muss.
Nachteile gegenüber der „In-Line“-Schaltung:
• Der Motor muss wie bei der Stern-Drei-eck-Schaltung mit sechs Leitern angeschlos-sen werden.
• Der Motorschutz des DM4 ist nur in einem Strang aktiv. Es muss eine zusätzliche Motorschutzeinrichtung im Parallelstrang oder in der Zuleitung installiert werden.
Hinweis
Die „In-Delta“-Schaltung ist eine günstige Lösung bei Motorleistungen mit mehr als 30 kW und bei Austausch von Stern-Drei-eck-Startern.
Bedruckung auf Gerät
Anzeige in der Bedieneinheit
Bedeutung Besonderheiten
Standard Standard Standard Werkseinstellung, für die meisten Anwen-dungen ohne Anpassung geeignet
High torque1) LosbrechM. Hohes Losbrech-moment
Antriebe mit erhöhtem Losbrechmoment
Pump Kleine Pumpe Kleine Pumpe Pumpenantriebe bis 15 kW
Pump Kickstart
Große Pumpe Große Pumpe Pumpenantriebe über 15 kW Größere Auslaufzeiten
Light con-veyor
Kleines Band Kleines Transportband
Heavy con-veyor
Großes Band Großes Transportband
Low inertia fan
Lüfter klein Leichter Lüfter Lüfterantrieb mit relativ geringem Massen-trägheitsmoment, max. das 15-fache Motor-trägheitsmoment
High inertia fan
Lüfter groß Schwerer Lüfter Lüfterantrieb mit relativ großem Massenträg-heitsmoment, mehr als das 15-fache Motor-trägheitsmoment. Längere Anlaufzeiten.
Recip com-pressor
Kolbenpumpe Kolben-verdichter
Erhöhte Startspannung, cos-v-Optimierung angepasst
Screw com-pressor
Schraub.Komp Schrauben-kompressor
Erhöhter Strombedarf, keine Strombegrenzung
1) Bei der Einstellung „High Torque“ wird vorausgesetzt, dass der Softstarter um den Faktor 1,5 mehr Strom lie-fern kann, als auf dem Motor gestempelt ist.
2-35
Elektronische Motorstarter und DrivesSoftstarter DM
Moeller Schaltungsbuch 02/06
2
II
II
II
M 3 ~
55 k
W40
0 V
55 k
W40
0 V
M 3 ~
100
A
DM4-
340-
55K
(105
A)
DILM
115
NZM
7-12
5N-O
BI
DILM
115
NZM
7-12
5N
U1V1
W1
W2
U2V2
/ 690
V40
010
0 / 5
955
S10.
86ϕ
cos
kW rpm
1410
50 H
zA
U1V1
W1
W2
U2V2
In-L
ine
In-D
elta
100
A 3
DM4-
340-
30K
(59
A)
U LN
400
V
2-36
Moeller Schaltungsbuch 02/06
Elektronische Motorstarter und DrivesAnschlussbeispiele DS6
2
Kompakter Motorstarter
In Verbindung mit dem Montage- und Anschluss-Zubehör der Leistungsschalterreihe NZM bieten die Geräte der Reihe DS6 die Mög-lichkeiten zum kompakten elektronischen Motorstarter bis 110 kW.
Mit den Abstandshaltern NZM1/2-XAB kön-nen die Anschlüsse vom NZM optimal auf die des DS6 angepasst werden.
Standard-Anschluss des DS6-340-MX
M3 ~
1L1
3L2
5L3
PEPE 0 V + 24
TOR Ready
- A2 EN + A1 13 14 24
+ 24 V0 V
232T1
4T2
6T3
L1L2L3PE
Q1
Q21
F3
M1
I > I > I >
Q1
2-37
Elektronische Motorstarter und DrivesAnschlussbeispiele DS6
Moeller Schaltungsbuch 02/06
2
Kompakter Motorstarter
Softstarter DS6 und Leistungsschalter NZM werden kombiniert mit der NOT-AUS-Funktion nach IEC/EN 60204 und VDE 0113 Teil 1.
NZM1 und DS6-340-22…55K-MXNZM2 und DS6-340-75…110K-MX
Trip
ON
OFF
NZM1
DS6
2-38
Elektronische Motorstarter und DrivesAnschlussbeispiele DS6
Moeller Schaltungsbuch 02/06
2
DS6-340-…-MX mit NOT-AUS-Funktion
n NOT-AUSQ1: Leistungs- und Motorschutz
(NZM1, NZM2)Q21:Softstarter DS6M1: MotorF3: Überflinke Halbleitersicherungen
(optional)
a Steuerleitungsanschlussb Unterspannungsauslöser mit voreilendem
Hilfsschalter
M3 ~
1L1
3L2
5L3
PEPE 0 V
D2
D1 3.13
3.14
+24
TOR Ready
-A2 EN +A1 13 14 24
+ 24 V
0 V
232T1
4T2
6T3
L1L2L3PE
Q1
Q1
S3
Q21
F3
M1
I >
U>
I > I >
b
a
3 AC, 230 V NZM1-XUHIV208-240ACNZM2/3-XUHIV208-240AC
3 AC, 400 V NZM1-XUHIV380-440ACNZM2/3-XUHIV380-440AC
2-39
Moeller Schaltungsbuch 02/06
2
Elektronische Motorstarter und DrivesAnschlussbeispiele DS4
Einbindung des Motorschutzrelais in die Steuerung
Wir empfehlen, anstelle eines Motorschutz-schalters mit eingebautem Motorschutzrelais ein externes Motorschutzrelais zu verwenden. Nur dann kann über die Ansteuerung sicher-gestellt werden, dass im Überlastfall der Softstarter kontrolliert heruntergefahren wird.
Hinweis Bei direktem Öffnen der Leistungsleitungen kann es zu Überspannungen kommen, die die Halbleiter im Softstarter zerstören können.
Hinweis Die Meldekontakte des Motorschutzrelais werden in den Ein-/Aus-Kreis eingebunden.
Im Fehlerfall fährt der Softstarter mit der einge-stellten Rampenzeit herunter und schaltet ab.
Standardanschluss, eine Drehrichtung
Der Softstarter wird im Standardbetrieb in die Motorzuleitung geschaltet. Zur Trennung vom Netz nach EN 60947-1, Abs. 7.1.6 bzw. für Arbeiten am Motor zwingend vorgeschrieben laut DIN/EN 60204-1/VDE 0113 Teil 1, Abs. 5.3, ist ein zentrales Schaltorgan (Schütz oder Hauptschalter) mit Trenneigenschaften notwendig. Für den Betrieb des einzelnen Motorabgangs ist ein Schütz nicht erforderlich.
Minimal-Anschluss des DS4-340-M(X)
0: Aus/Soft-Stopp, 1: Start/Soft-Startn NOT-AUS
F3
Q1
M3~
1L1
5L3
3L2
2T1
6T3
4T2
M1
Q21
F2
13 14
L1L2L3PE
TOR
I I I
Q21
S3
F2
A1
0 1
A2
2-40
Elektronische Motorstarter und DrivesAnschlussbeispiele DS4
Moeller Schaltungsbuch 02/06
2
Soft
star
ter
DS4
-340
-M
Q1:
Leitu
ngss
chut
zQ
11:N
etzs
chüt
z (o
ptio
nal)
F1:
Mot
orsc
hutz
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F2:
Halb
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heru
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21: S
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1:M
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S2:
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b:
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Q11
/K2t
opt
iona
l
F3
Q11
Q1
M 3~1L1
5L33L2
2T1
6T34T2
M1
Q21
F2
1314
L1 L2 L3 PE
Read
y
II
I
K1
b
K2t
Q11
S2S1
K1
Q11
K2t
t >
t Sto
p +
150
ms
Q21K1
Soft-
Star
t/Sto
p
A1 A2
F2
L01/
L+
L00/
L–
2-41
Elektronische Motorstarter und DrivesAnschlussbeispiele DS4
Moeller Schaltungsbuch 02/06
2
Softstarter ohne Netzschütz
Q1:LeitungsschutzF2: MotorschutzrelaisF3: Halbleitersicherung für Zuordnungsart 2,
zusätzlich zu Q1 (optional)Q21: SoftstarterM1: Motor
n NOT-AUSS1: Soft-StoppS2: Soft-Start
F3
Q1
M3~
1L1
5L3
3L2
2T1
6T3
4T2
M1
Q21
F2
13 14
L1L2L3PE
TOR
I I I
K1
K1S2
S1
K1
Q21A1
A2
F2
L01/L+
L00/L–
2-42
Elektronische Motorstarter und DrivesAnschlussbeispiele DS4
Moeller Schaltungsbuch 02/06
2
Ans
chlu
ss S
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tart
er m
it N
etzs
chüt
z
Q1:
Leitu
ngss
chut
zQ
11:N
etzs
chüt
z (o
ptio
nal)
Q21
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F2:
Mot
orsc
hutz
rela
is
F3:
Halb
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heru
ng fü
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1 (o
ptio
nal)
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AUS
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Mot
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K1, K
3:Hi
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S1:
Q11
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S2:
Q11
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F3
Q11
Q1
M 3~1L1
5L33L2
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2-43
Elektronische Motorstarter und DrivesAnschlussbeispiele DS4
Moeller Schaltungsbuch 02/06
2
Standardanschluss Wendeschaltung, zwei Drehrichtungen
Hinweis
Geräte der Reihe DS4-...-M(X)R haben bereits die elektronische Wendeschützfunktion einge-baut. Es muss lediglich die gewünschte Dreh-richtung vorgegeben werden. Die korrekte
Steuerabfolge wird im DS4 intern sicherge-stellt.
Minimal-Anschluss des DS4-340-M(X)R
Q1:LeitungsschutzQ21: SoftstarterF2: MotorschutzrelaisF3: Halbleitersicherung für Zuordnungsart 2,
zusätzlich zu Q1
M1: Motorn: NOT-AUS0: Aus/Soft-Stopp1: FWD2: REV
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2-44
Elektronische Motorstarter und DrivesAnschlussbeispiele DS4
Moeller Schaltungsbuch 02/06
2
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2-45
Elektronische Motorstarter und DrivesAnschlussbeispiele DS4
Moeller Schaltungsbuch 02/06
2
Wendesoftstarter mit Netzschütz
Q1: LeitungsschutzQ11: Netzschütz (optional)Q21: SoftstarterF2: MotorschutzrelaisF3: Halbleitersicherung für Zuordnungsart 2,
zusätzlich zu Q1 (optional)M1: Motor
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2-46
Elektronische Motorstarter und DrivesAnschlussbeispiele DS4
Moeller Schaltungsbuch 02/06
2
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2-47
Elektronische Motorstarter und DrivesAnschlussbeispiele DS4
Moeller Schaltungsbuch 02/06
2
Externer Bypass, eine Drehrichtung
Achtung!
Geräte der Reihe DS4-...-MX(R) haben bereits Bypass-Kontakte eingebaut. Die nachfolgen-den Ausführungen gelten daher nur für DS4-...-M. Soll ein externer Bypass für Geräte mit Wendefunktion (DS4-...-MR) aufgebaut werden, so ist für die zweite Drehrichtung ein zusätzliches Bypass-Schütz erforderlich und es müssen zusätzliche Verriegelungen vorgese-hen werden, um einen Kurzschluss über die Bypass-Schütze zu verhindern!
Der Bypassanschluss erlaubt es, den Motor direkt mit dem Netz zu verbinden und somit Verlustleistung durch den Softstarter zu unter-drücken. Die Ansteuerung des Bypass-Schüt-zes erfolgt nach Beendigung des Hochlaufs durch den Softstarter (volle Netzspannung
erreicht). Die Funktion „Top-Of-Ramp“ ist standardmäßig auf das Relais 13/14 program-miert. Damit wird das Bypass-Schütz durch den Softstarter kontrolliert. Ein weiterer Benutzereingriff ist nicht erforderlich. Da das Bypass-Schütz nicht die Motorlast schalten muss, sondern nur im stromlosen Zustand geschaltet wird, kann die Auslegung nach AC1 erfolgen.
Wird im Not-Aus-Fall die sofortige Spannungs-freischaltung gefordert, dann kann es dazu kommen, das der Bypass unter AC3-Bedingun-gen schalten muss (z. B. bei Wegnahme des Freigabesignals über das Steuerwort oder Soft-Stopp-Rampenzeit = 0). In diesem Fall sollte ein übergeordnetes Trennorgan vorher schalten oder der Bypass muss nach AC3 aus-gelegt werden.
2-48
Elektronische Motorstarter und DrivesAnschlussbeispiele DS4
Moeller Schaltungsbuch 02/06
2
S3:Q1:Q21:Q22:F2:
Soft-Start/-StoppLeitungsschutzSoftstarterBypass-SchützMotorschutzrelais
F3:
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Halbleitersicherung fürZuordnungsart 2, zusätzlich zu Q1(optional)Motor
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13
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2-49
Elektronische Motorstarter und DrivesAnschlussbeispiele DS4
Moeller Schaltungsbuch 02/06
2
Pumpensteuerung, eine Drehrichtung, Dauerbetrieb
Beim Betrieb von Pumpen ist eine der häufig-sten Forderungen, mit dem Bypass-Schütz einen Notbetrieb fahren zu können. Mit einem Serviceschalter wird zwischen Softstarter-betrieb und Direktstart über Bypass-Schütz ausgewählt. Der Softstarter wird dann kom-plett freigeschaltet. Wichtig ist dabei, dass der
Ausgangskreis nicht im laufenden Betrieb geöffnet wird. Die Verriegelungen sorgen dafür, das nur nach einem Stopp eine Umschaltung erfolgen kann.
Hinweis
Im Gegensatz zum einfachen Bypass-Betrieb muss für diesen Fall das Bypass-Schütz nach AC3 ausgelegt werden.
Pumpe
Q1: LeitungsschutzQ11: Netzschütz (optional)Q21: SoftstarterQ22: BypassschützQ31: MotorschützF2: MotorschutzrelaisF3: Halbleitersicherung für
Zuordnunart 2, zusätzlich zu Q1(optional)
M1: Motor
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2-50
Elektronische Motorstarter und DrivesAnschlussbeispiele DS4
Moeller Schaltungsbuch 02/06
2
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Q31
2-51
Elektronische Motorstarter und DrivesAnschlussbeispiele DS4
Moeller Schaltungsbuch 02/06
2
Mehrere Motoren nacheinander mit einem Softstarter starten (Kaskaden-steuerung)
Werden mehrere Motoren nacheinander mit einem Softstarter gestartet, dann ist bei der Umschaltung folgende Reihenfolge zu beach-ten:
• mit Softstarter starten,• Bypass-Schütz einschalten,• Softstarter sperren,• Softstarterausgang auf den nächsten Motor
schalten,• erneut starten.
a Abbildung, Seite 2-54
n NOT-AUSS1: Q11 ausS2: Q11 eina Soft-Start/Soft-Stoppb Simulation RUN-Relais
Mit dem Zeitrelais K2T wird das RUN-Signal des DS4 simuliert. Die Zeitein-stellung für die Abfallverzögerung muss größer als die Rampenzeit sein. Als sichere Einstellung sollten 15 s gewählt werden.
c RUN
d AusschaltzeitüberwachungDas Zeitrelais K1T ist so einzustellen, dass der Softstarter thermisch nicht überlastet wird. Die entsprechende Zeit ergibt sich aus der zulässigen Schalthäufigkeit des gewählten Softstarters, bzw. der Softstar-ter muss so ausgewählt werden, dass die geforderten Zeiten erreichbar sind.
e UmschaltüberwachungDas Zeitrelais soll auf ca. 2 s Rückfallverzö-gerung gestellt werden. Es wird damit sichergestellt, dass bei laufendem Softstarter nicht der nächste Motorzweig zugeschaltet werden kann.
a Abbildung, Seite 2-55
a Motor 1b Motor 2c Motor ni EinzelmotorabschaltungDer Aus-Taster schaltet alle Motoren gleichzei-tig ab. Der Öffner i ist dann erforderlich, wenn Motoren auch einzeln abgeschaltet werden sollen.
Dabei ist die thermische Belastung des Softstarters zu beachten (Starthäufigkeit, Strombelastung). Sollen die Starts zeitlich dicht hintereinander liegen, so ist u. U. der Softstarter größer zu dimensionieren (Ausle-gung mit entsprechend höherem Lastspiel).
2-52
Elektronische Motorstarter und DrivesAnschlussbeispiele DS4
Moeller Schaltungsbuch 02/06
2
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2-53
Elektronische Motorstarter und DrivesAnschlussbeispiele DS4
Moeller Schaltungsbuch 02/06
2
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2-54
Elektronische Motorstarter und DrivesAnschlussbeispiele DS4
Moeller Schaltungsbuch 02/06
2
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2-55
Moeller Schaltungsbuch 02/06
2
Elektronische Motorstarter und DrivesAnschlussbeispiele DM4
Freigabe/sofortiger Stopp ohne Rampenfunktion (z. B. bei NOT-AUS)
Der Digital-Eingang E2 ist in der Werkseinstel-lung so programmiert, dass er die Funktion „Freigabe“ hat. Nur wenn ein High-Signal an der Klemme anliegt, ist der Softstarter freige-geben. Ohne Freigabesignal kann der Softstar-ter nicht betrieben werden.
Bei Drahtbruch oder Unterbrechung des Signals durch einen NOT-AUS-Kreis wird im Softstarter der Regler sofort gesperrt und der Leistungskreis abgeschaltet, danach fällt das „Run“-Relais ab.
Normalerweise wird der Antrieb immer über eine Rampenfunktion gestoppt. Wenn die Betriebsverhältnisse eine sofortige Span-
nungsfreischaltung erfordern, erfolgt diese über das Freigabesignal.
Vorsicht!Sie müssen in allen Betriebsfällen immer zuerst den Softstarter stoppen („Run“-Relais abfra-gen), bevor Sie die Leistungsleitungen mecha-nisch unterbrechen. Anderenfalls wird ein flie-ßender Strom unterbrochen – dadurch entstehen Spannungsspitzen, die in seltenen Fällen die Thyristoren des Softstarters zerstö-ren können.
n NOT-AUSS1: AusS2: EinQ21: Softstarter (E2 = 1 a freigegeben)
S1
S2
K1E2
39
K1
K1
Q21
2-56
Elektronische Motorstarter und DrivesAnschlussbeispiele DM4
Moeller Schaltungsbuch 02/06
2
Einbindung des Motorschutzrelais in die Steuerung
Wir empfehlen, anstelle eines Motorschutz-schalters mit eingebautem Motorschutzrelais, ein externes Motorschutzrelais zu verwenden. Nur dann kann über die Ansteuerung sicherge-stellt werden, dass im Überlastfall der Softstar-ter kontrolliert heruntergefahren wird.
Vorsicht!Bei direktem Öffnen der Leistungsleitungen kann es zu Überspannungen kommen, die die Halbleiter im Softstarter zerstören können.
Es gibt zwei Möglichkeiten, die in folgender Abbildung dargestellt sind:
n NOT-AUSS1: Aus
S2: Ein
Q21:Softstarter, Freigabe (E2 = 1 h freigegeben)
a Die Meldekontakte des Motorschutzrelais werden in den Ein-/Aus-Kreis eingebun-den. Im Fehlerfall fährt der Softstarter mit der eingestellten Rampenzeit herunter und schaltet ab.
b Die Meldekontakte des Motorschutzrelais werden in den Freigabe-Kreis eingebun-den. Im Fehlerfall wird der Ausgang des Softstarters sofort abgeschaltet. Der Softstarter schaltet zwar ab, das Netz-schütz bleibt aber eingeschaltet. Um das Netzschütz mit abzuschalten, müssen Sie einen zweiten Kontakt des Motorschutz-relais mit in den Ein-/Aus-Kreis einbinden.
E2
39Q21K1
S2 K1
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a b
S1
2-57
Elektronische Motorstarter und DrivesAnschlussbeispiele DM4
Moeller Schaltungsbuch 02/06
2
Mit separatem Schütz und Motorschutz-relais
StandardanschlussZur Trennung vom Netz ist entweder ein Netz-schütz vor dem Softstarter oder ein zentrales Schaltorgan (Schütz oder Hauptschalter) not-wendig.
Ansteuerung
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(optional)a Freigabeb Soft-Start/Soft-Stopp
ba
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39Q21K1
S2
K1
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S1
2-58
Elektronische Motorstarter und DrivesAnschlussbeispiele DM4
Moeller Schaltungsbuch 02/06
2
Ohne Netzschütz
F3: überflinke Halbleitersicherungen (optional)
a Steuerspannung über Q1 und F11 oder separat über Q2
b siehe Ansteuerungc Motorstromanzeige
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2-59
Elektronische Motorstarter und DrivesAnschlussbeispiele DM4
Moeller Schaltungsbuch 02/06
2
Softstarter mit separatem Netzschütz
a siehe Ansteuerungb Steuerspannung über Q1 und F11 oder
über Q2c Motorstromanzeige
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2-60
Elektronische Motorstarter und DrivesAnschlussbeispiele DM4
Moeller Schaltungsbuch 02/06
2
Softstarter mit separatem Netzschütz
Ansteuerung
n NOT-AUSS1: Aus (ungeführter Auslauf)S2: EinS3: Soft-StartS4: Soft-Stopp (Verzögerungsrampe)a Freigabeb Soft-Start/Soft-Stopp
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2-61
Elektronische Motorstarter und DrivesAnschlussbeispiele DM4
Moeller Schaltungsbuch 02/06
2
Bypass-Schaltung
a siehe Ansteuerungb Steuerspannung über Q1 und F11 oder
über Q2c Motorstromanzeige
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2-62
Elektronische Motorstarter und DrivesAnschlussbeispiele DM4
Moeller Schaltungsbuch 02/06
2
Bypass-Schaltung
Der Softstarter DM4 steuert nach Beendigung des Hochlaufs (volle Netzspannung erreicht) das Bypass-Schütz an. Dadurch wird der Motor direkt mit dem Netz verbunden.
Vorteil:
• Die Verlustleistung des Softstarters wird auf die Leerlauf-Verlustleistung reduziert.
• Die Grenzwerte der Funkstörklasse „B“ wer-den eingehalten
Das Bypass-Schütz wird nun in einen stromlo-sen Zustand geschaltet und kann daher nach AC-1 ausgelegt werden.
Wird bei NOT-AUS eine sofortige Spannungs-freischaltung gefordert, dann muss das Bypass-Schütz auch die Motorlast schalten. Dadurch ist es dann nach AC-3 auszulegen.
Ansteuerung
n NOT-AUSS1: Aus (ungeführter Auslauf)S2: Eina Freigabeb Soft-Start/Soft-Stopp
a b
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24Q21 TOR
Q22
Q21 OK(no error)
33
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S1
S3
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Elektronische Motorstarter und DrivesAnschlussbeispiele DM4
Moeller Schaltungsbuch 02/06
2
„In-Delta“-Schaltung
a Steuerspannung über Q1 und F11 oder über Q2
b siehe Ansteuerung
c Motorstromanzeiged Thermistoranschluss
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MM1
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2-64
Elektronische Motorstarter und DrivesAnschlussbeispiele DM4
Moeller Schaltungsbuch 02/06
2
Die „In-Delta“-Anschaltung reduziert bei glei-cher Motorleistung die notwendige Softstarterleistung. Durch die Anschaltung in Reihe mit jeder Motorwicklung reduziert sich der Strom um den Faktor W3. Nachteilig sind die erforderlichen sechs Motorleitungen. Dar-über hinaus gibt es keine Einschränkungen. Alle Softstarterfunktionen bleiben erhalten.
Hierfür müssen Sie den Motor im Dreieck anschließen. Dabei muss die Spannung in die-ser Anschlußart mit der Netzspannung über-einstimmen. Bei 400 V Netzspannung muss der Motor also für 400 V/690 V gestempelt sein.
Ansteuerung
n NOT-AUSS1: AUSS2: EINa Freigabeb Soft-Start/Soft-StoppE2: Freigabe
a b
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Q21 OK(no error)
33
34
Q1S3
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Elektronische Motorstarter und DrivesAnschlussbeispiele DM4
Moeller Schaltungsbuch 02/06
2
Mehrere Motoren nacheinander mit einem Softstarter starten (Kaskaden-steuerung)
Wenn Sie mehrere Motoren nacheinander mit einem Softstarter starten, halten Sie bei der Umschaltung folgende Reihenfolge ein:
• mit Softstarter starten• Bypass-Schütz einschalten• Softstarter sperren• Softstarterausgang auf den nächsten Motor
schalten• erneut starten
a Abbildung, Seite 2-68
n NOT-AUSS1: Q11 ausS2: Q11 eina Soft-Start/Soft-Stoppb RUNc Ausschaltzeitüberwachung
Das Zeitrelais K1T ist so einzustellen, dass der Softstarter thermisch nicht überlastet wird. Die entsprechende Zeit ergibt sich aus der zulässigen Schalthäufigkeit des gewählten Softstarters, bzw. der Softstar-ter muss so ausgewählt werden, dass die geforderten Zeiten erreichbar sind.
d UmschaltüberwachungDas Zeitrelais soll auf ca. 2 s Rückfallverzö-gerung gestellt werden. Es wird damit sichergestellt, dass bei laufendem Softstarter nicht der nächste Motorzweig zugeschaltet werden kann.
a Abbildung, Seite 2-69
a Motor 1b Motor 2c Motor ni EinzelmotorabschaltungDer Aus-Taster schaltet alle Motoren gleichzei-tig ab. Der Öffner i ist dann erforderlich, wenn Motoren auch einzeln abgeschaltet werden sollen.
Dabei ist die thermische Belastung des Softstarters zu beachten (Starthäufigkeit, Strombelastung). Sollen die Starts zeitlich dicht hintereinander liegen, so ist u. U. der Softstarter größer zu dimensionieren (Ausle-gung mit entsprechend höherem Lastspiel).
2-66
Elektronische Motorstarter und DrivesAnschlussbeispiele DM4
Moeller Schaltungsbuch 02/06
2
Kask
ade
~Q
21
L1 L2 L3
L
1L12L23L3
2T14T26T3
N
N
PE
PE
Q1
Q14F3
T1T2=
F11
Q2
Q13
M1
M 3~
Q15
Q24
Q23
M2
M 3~
Q25
Qn4
Qn3
Mn
M 3~
Qn5
I >
I >
I >
I >
I >
I >
I >
I >
I >
I >
I >
I >
+ Thermistor
- Thermistor
2-67
Elektronische Motorstarter und DrivesAnschlussbeispiele DM4
Moeller Schaltungsbuch 02/06
2
Ans
teue
rung
Tei
l 1
aAb
schn
itt „
Meh
rere
Mot
oren
nac
hein
ande
r mit
eine
m S
ofts
tarte
r sta
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66
ab
cd
E1 39Q
21K213 14
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N
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K4T
K423 24
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21K1S2
K1K1
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K2
K1T
K4
K1K4
Q11
K12
K22
Qn
Kn2
K4
Q21
OK(n
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ror)
33 34
Q1
2-68
Elektronische Motorstarter und DrivesAnschlussbeispiele DM4
Moeller Schaltungsbuch 02/06
2
Ans
teue
rung
Tei
l 2
aAb
schn
itt „
Meh
rere
Mot
oren
nac
hein
ande
r mit
eine
m S
ofts
tarte
r sta
rten
(Kas
kade
nste
ueru
ng)”
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ite2-
66
Q14
Q15
Q15
K12
Q15
K3
Q11
Q14
ab
K12
Q24
Q25
Q25
K22
Q25
K3
K12
Q24
Q14
Q24
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K4T
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Qm
Qm
Kn2
Qm
K3
K(n-
1)2 Qn
Q(n
-1)1
Kn2
Qn
K4T
ii
i
2-69
Moeller Schaltungsbuch 02/06
2
Elektronische Motorstarter und DrivesFrequenzumrichter DF, DV
Merkmale Frequenzumrichter DF
• stufenlose Drehzahlsteuerung durch Span-nungs-/Frequenzregelung (U/f)
• hohes Anlauf- und Startmoment• konstantes Drehmoment im Nennbereich
des Motors• EMV-Maßnahmen (Optionen: Funkentstör-
filter, abgeschirmte Motorleitung)
Zusätzliche Merkmale der sensorlosen Vektorregelung bei den Geräten der Rei-hen DV51 und DV6• stufenlose Drehmomentregelung, auch bei
Drehzahl null• geringe Drehmomentenregelzeit• höhere Rundlaufgüte und Drehzahlkonstanz• interner Bremstransistor (Brems chopper)• Drehzahlregelung (Optionen für DV6: Reg-
lerbaugruppe, Impulsgeber)
AllgemeinDie Frequenzumrichter der Reihen DF und DV sind werksseitig für die zugeordnete Motorlei-stung eingestellt. So kann jeder Anwender nach der Installation den Antrieb sofort star-ten.
Individuelle Einstellungen können über die Bedieneinheit oder die Parametriersoftware angepasst werden. In abgestuften Ebenen können verschiedene Betriebsarten angewählt und parametriert werden.
Für Anwendungen mit Druck- und Durchfluss-regelung steht bei allen Geräten ein interner PID-Regler zur Verfügung, der anlagenspezi-fisch eingestellt werden kann.
Ein weiterer Vorteil der Frequenzumrichter ist der Verzicht auf zusätzliche, externe Kompo-nenten zur Überwachung bzw. zum Motor-schutz. Auf der Netzseite ist nur eine Siche-rung bzw. ein Schutzschalter (PKZ) für den Leitungs- und Kurzschlussschutz erforderlich. Die Ein- und Ausgänge der Frequenzumrichter werden geräteintern durch Mess- und Regel-kreise überwacht, z. B. Übertemperatur, Erd-schluss, Kurzschluss, Motorüberlast, Motor-blockade und Keilriemenüberwachung. Auch die Temperaturmessung in der Motorwicklung kann über einen Thermistoreingang in den Überwachungskreis des Frequenzumrichters eingebunden werden.
2-70
Elektronische Motorstarter und DrivesFrequenzumrichter DF, DV
Moeller Schaltungsbuch 02/06
2
a Vektor-Frequenzumrichter DV51b EMV-Filter DEX-L2…c Frequenzumrichter DF51d Frequenzumrichter DF6e Bremswiderstand DEX-BR1…
f Netzdrossel DEX-LN…, Motordrossel DEX-LM…, Sinusfilter SFB…
g Verbindungskabel DEX-CBL…h Bedieneinheiten DEX-KEY…
HzA
RUN
POWERALARM
PRGI O
PRGENTER
POWERALARM
RUN
1 2
OFF
OPERBUS
h
d
e
f
cg
b
a
A
RUN
PRG
Hz
PRGENTER
I O
POWER
ALARM
2-71
Elektronische Motorstarter und DrivesFrequenzumrichter DF, DV
Moeller Schaltungsbuch 02/06
2
Bloc
ksch
altb
ild D
F51,
DV5
1
BR*
nur b
ei D
V51
6*nu
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DV5
15*
Eing
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RST
bei D
F51
5L
i
*
0 V
+10 V
0 V
PEW
VU
M 3 ~
K11
K12
K14
e
AMH
OO
IL
1211
0...10 V
RUN
FA1
4...20 mA
0...10 V
– +
–+
L+ BRDC–
DC+
R Br
PEL3
L2L1
3 1
PEN
L
2CH
FF2
FF1
REV
FWD
32
16
4P2
4
+24
V
CM2
RJ 4
5M
odBu
s
RST
* PN
U C0
05 =
19
(PTC
)
2-72
Elektronische Motorstarter und DrivesFrequenzumrichter DF, DV
Moeller Schaltungsbuch 02/06
2
Bloc
ksch
altb
ild D
F6
BR*
nur b
ei D
F6-3
20-1
1K, D
F6-3
40-1
1K u
nd D
F6-3
40-1
5K
PEW
VU
M 3 ~
K11
K12
K14
e
PLC
CM1
FMAM
IH
OO
IL
O2
AMTH
K23
K34
K24
K33
–+
L+ BR*
DC–
DC+
R Br
PEL3
L2L1
3
RST
AT
FF2
FF1
REV
34
51
2FW
P24
+24
V
FWD
K1K2
K3
RJ 4
5RS
422
SN RP SN SP
RS 4
85
– +
i
PTC
10 V (PWM)
4...20 mA
–10 V...+10 V
0...10 V
+10 V
0 V
0...+10 V
4...20 mA
2-73
Moeller Schaltungsbuch 02/06
2
Elektronische Motorstarter und DrivesAnschlussbeispiele DF51, DV51
Grundsätzliche Ansteuerung
Beispiel 1Sollwertvorgabe über Potentiometer R1Freigabe (START/STOPP) und Drehrich-tungswahl über Klemme 1 und 2 mit inter-ner Steuerspannung
n NOT-AUS-KreisS1: AUSS2: EINQ11: NetzschützF1: LeitungsschutzPES:PE-Anschluss des LeitungsschirmesM1:Motor 3-phasig 230 V
HinweisFür einen EMV-gerechten Netzanschluss sind nach Produktnorm IEC/EN 61800-3 entsprechende Funk-Entstörmaßnahmen erforderlich.
DILM12-XP1
(4. Pol abbrechbar)
DILM
Q11
S2
S1
Q11
2
3 5
4 6
A1
A2
1 13
14
2-74
Elektronische Motorstarter und DrivesAnschlussbeispiele DF51, DV51
Moeller Schaltungsbuch 02/06
2
Verdrahtung
– Einphasiger Frequenzumrichter DF51-322-…– Rechts-Linkslaufsteuerung über Klemmen 1 und 2– Externe Sollwertvorgabe über Potentiometer R1
FWD: Freigabe RechtsdrehfeldREV: Freigabe Linksdrehfeld
T1 DC+ DC–L+ U V W PE O LH 2 1 P24
PES
PES
PE
PES
PES
MM1
X1
3 ~
e R11
4K7
PE
LNPE
1 h 230 V, 50/60 Hz
L N
Q11
PEF1
M
REV
PES
M
FWD
FWD
f
REV
M
M
t
2-75
Elektronische Motorstarter und DrivesAnschlussbeispiele DF51, DV51
Moeller Schaltungsbuch 02/06
2
Frequenzumrichter DF5-340-… mit EMV-gerechtem Anschluss
Ansteuerung
Beispiel 2Sollwertvorgabe über Potentiometer R11 (fs) und Festfrequenz (f1, f2, f3) über Klemme 3 und 4 mit interner SteuerspannungFreigabe (START/STOPP) und eine Drehrich-tungswahl über Klemme 1
n NOT-AUS-KreisS1: AUSS2: EINQ11:NetzschützR1: NetzdrosselK1: Funk-EntstörfilterQ1:LeitungsschutzPES: PE-Anschluss des LeitungsschirmesM1:Motor 3-phasig 400 V
FWD: Freigabe Rechtsdrehfeld, Sollwert fS
FF1: Festfrequenz f1
FF2: Festfrequenz f2
FF1+ FF2: Festfrequenz f3
Q11
S2
Q1
S1
Q11
2-76
Elektronische Motorstarter und DrivesAnschlussbeispiele DF51, DV51
Moeller Schaltungsbuch 02/06
2
Verdrahtung
3 h 400 V, 50/60 Hz
T1
W2
L1 L2 L3 PE
L1L2L3PE
Q11
Q1
V2U2
L1 L2 L3
W1V1U1
R1
K1
PE
PE
DC+ DC–L+ U V W PE O LH 4 3 1 P24
PES
PES
PE
PES
PES
MM1
X1
3 ~
PEIII
e
FF2
FF1
FWD
R1
CF1
CF2
FWD
f1f2
f3fs = fmax
f
2-77
Elektronische Motorstarter und DrivesAnschlussbeispiele DF51, DV51
Moeller Schaltungsbuch 02/06
2
Variante A: Motor in Dreieckschaltung
Motor: P = 0,75 kWNetz: 3/N/PE 400 V 50/60 Hz
Der unten aufgeführte 0.75 kW-Motor kann in der Dreieck-Schaltung an ein ein-phasiges Netz mit 230 V (Variante A) oder in Stern-Schaltung an ein 3-phasi-ges 400-V-Netz angeschlossen werden.
Unter Berücksichtigung der gewählten Netzspannung erfolgt die Auswahl des Frequenzumrichters:
• DF51-322 bei 1 AC 230 V• DF51-340 bei 3 AC 400 V• typenspezifische Zusatzaus-
rüstung für den EMV-gerech-ten Anschluss.
PE
LNPE
2
L N
1
R1
PE
PE
1 h 230 V, 50/60 Hz
L
K1
T1
N
Q11
DC+ DC–L+ U V W PE
PES
PES
PES
PES
MM1
X1
3 ~
F1FAZ-1N-B16
DEX-LN1-009
DE51-LZ1-012-V2
DF51-322-075DV51-322-075
230 V4 A
0.75 kW
DILM7+DILM12-XP1
e
U1 V1 W1
W2 U2 V2
/ 400 V230 4.0 / 2.30,75S1 0.67ϕcoskW
rpm1410 50 Hz
A
2-78
Elektronische Motorstarter und DrivesAnschlussbeispiele DF51, DV51
Moeller Schaltungsbuch 02/06
2
Variante B: Motor in Sternschaltung
3 h 400 V, 50/60 Hz
W2
L1 L2 L3
L1L2L3PE
Q11
Q1
V2U2
L1 L2 L3
W1V1U1
R1
K1
PE
PE
PE
III
U1 V1 W1
W2 U2 V2
T1 DC+ DC–L+ U V W PE
PES
PES
PES
PES
MM1
X1
3 ~
PKM0-10
DEX-LN3-004
DE51-LZ3-007-V4
DF51-340-075DV51-340-075
400 V2.3 A
0.75 kW
DILM7
e
2-79
Moeller Schaltungsbuch 02/06
2
Elektronische Motorstarter und DrivesAnschlussbeispiele DF6
Frequenzumrichter DF6-340-...
AnsteuerungBeispiel: Temperaturregelung Lüftungsanlage. Steigt die Raumtemperatur an, muss der Lüfter seine Drehzahl erhöhen. Die geforderte Tem-peratur wird über Potentiometer R11 einge-stellt (z. B. 20 °C)
n NOT-AUS-KreisS1: AUSS2: EINQ1: LeitungsschutzQ11: NetzschützPES: PE-Anschluss des LeitungsschirmesK1: Funk-Entstörfilter
Q11
S2
Q1
S1
Q11
2-80
Elektronische Motorstarter und DrivesAnschlussbeispiele DF6
Moeller Schaltungsbuch 02/06
2
Verdrahtung
3 h 400 V, 50/60 Hz
T1
L1 L2 L3 PE
L1L2L3PE
Q11
Q1
L1 L2 L3
K1 PE
DC+ DC–L+ U V W PE HOI
PID
O L FW P24
PES
PES
PE
4...2
0 m
A
PES
PES
MM1
X1
3 ~
PEIII
e
4K7
R11
PES
M
FWDB1i
50 ˚C
20 ˚C
100 %
20 mA4 mA
40 %
10.4 mA
2-81
Moeller Schaltungsbuch 02/06
2
Elektronische Motorstarter und DrivesAnschlussbeispiele DV6
Bloc
ksch
altb
ild D
V6
BR*
nur b
ei D
V6-3
40-0
75, D
V6-3
40-1
1K u
nd D
V6-3
20-1
1K
PEW
VU
M 3 ~
K11
K12
K14
e
L+ BR*
DC–
DC+
R Br
PEL3
L2L1
ROTO
3
K1
J51
RST
AT
JOG
FRS
2CH
34
51
26
1314
1511
12
FF2
FF1
REV
78
FWFWD
PLC
CM1
FMAM
IH
OO
IL
O2
AMTH
CM2
–+
P24
+24
V
RJ 4
5RS
422
SN RP SN SP
RS 4
85
– +
i
PTC
10 V (PWM)
4...20 mA
–10 V...+10 V
0...10 V
+10 V
0 V
0...+10 V
4...20 mA
FA1
RUN
OL
QTQ
IP+
24 V
P24
2-82
Elektronische Motorstarter und DrivesAnschlussbeispiele DV6
Moeller Schaltungsbuch 02/06
2
Bloc
ksch
altb
ild: D
rehz
ahlr
egel
krei
s Ve
ktor
-Fre
quen
zum
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ter
DV6
mit
Enc
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-Ans
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E6-I
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V G+
–
K FB
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PWM
G
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ASR
V n–
ACR
FFW
G
V iuu'
i'
FB
o'
ov
v'
e+
+
–
M 3 h
i
2-83
Elektronische Motorstarter und DrivesAnschlussbeispiele DV6
Moeller Schaltungsbuch 02/06
2
Vektor-Frequenzumrichter DV6-340-... mit integrierter Encoder-Baugruppe (DE6-IOM-ENC) und externem Bremswiderstand DE4-BR1-...
Ansteuerung
Beispiel:Hubwerk mit Drehzahlregelung, Steuerung und Überwachung durch SPSMotor mit Thermistor (PTC-Widerstand)
n NOT-AUS-KreisS1: AUSS2: EINQ1: LeitungsschutzQ11: NetzschützK2: Steuerschütz FreigabeRB: BremswiderstandB1: Encoder, 3 Kanäle
PES: PE-Anschluss des LeitungsschirmesM11:Haltebremse
K2 M11
S2
S1
Q11
Q11
Q11 G1
TI
K12
T2
K11
K2
K3
Q1
RB
SPS
Freigabe
2-84
Elektronische Motorstarter und DrivesAnschlussbeispiele DV6
Moeller Schaltungsbuch 02/06
2
Verd
raht
ung
3 h
400
V, 5
0/60
Hz
T1R B
L1L2
L3PE
L1 L2 L3 PE
Q11
Q1
L1L2
L3
K1PE
DC+
DC–
BRL+
UV
WPE
ThCM
1CM
211
1213
PES
PES
M 3 ~
II
I
e
i
23
81
FWP2
4
CM2
B1
M1
I..
Enco
der
M11
n 1n 2
n 3RE
VFW
D
I..I..
Q..
Q..
Q..
Q..
Q..
P24
EP5DE
6-IO
M-E
NC
EG5
EAPE
ANEB
PEB
NEZ
PEZ
N
T1T2
PE
21DE
4-BR
1...
i
PES
PES
m
a
b
2-85
Elektronische Motorstarter und DrivesAnschlussbeispiele DV6
Moeller Schaltungsbuch 02/06
2
Einbau der Encoder-Anschaltbaugruppe DE6-IOM-ENC
3
1
2 4
1
M3 x 8 mm
0.4 – 0.6 Nm
2-86
Elektronische Motorstarter und DrivesAnschlussbeispiele DV6
Moeller Schaltungsbuch 02/06
2
EG5
F 2
0 m
ZB4-102-KS1
15
M4
1 2
3
EG5
ZB4-102-KS1 muss separat bestellt werden!
EP5
5 V H
–
+
TTL (RS 422)A A B B C C
EG5 EAP EAN EBP EBN EZP EZN
M3 h
2-87
Moeller Schaltungsbuch 02/06
2
Elektronische Motorstarter und DrivesSystem Rapid Link
System Rapid Link
Rapid Link ist ein modernes Automatisierungs-system für die Fördertechnik. Mit Rapid Link können elektrische Antriebe wesentlich schneller installiert und in Betrieb genommen werden als auf herkömmliche Art und Weise. Die zeitsparende Installation erfolgt mit Hilfe eines Energie- und Datenbusses, in den die Rapid-Link-Module eingesetzt werden.
Hinweis
Das System Rapid Link darf ohne das Handbuch AWB2190-1430 nicht in Betrieb genommen werden. Das Handbuch ist als PDF-Download über das Moeller Support Por-tal verfügbar.
.
Funktionsmodule:
a Kopfstation „Interface Control Unit“ r Schnittstelle zum offenen Feldbus
b Einspeiseschalter „Disconnect Control-Unit“ r Energieeinspeisung mit abschließ-barem Drehgriff; r Leistungsschalter zum Schutz vor Überlast und Kurzschluss
c Motorstarter „Motor Control Unit“ r 3-phasiger elektronischer Motorschutz mit weitem Bereich als Direktstarter, erweiter-barer Direktstarter oder Wendestarter
d Drehzahlsteller „Speed Control Unit“r Ansteuerung von Dreh-strom-Asynchron-Motoren mit 4 Festdreh-zahlen und 2 Drehrichtungen sowie Sanftanlauf
a bc d
i
e
i
j
kk
h
f
g
2-88
Elektronische Motorstarter und DrivesSystem Rapid Link
Moeller Schaltungsbuch 02/06
2
Energie- und Datenbus:
e AS-Interface®-Flachleitungf Abzweig für M12-Steckerleitungeng Flexible Stromschiene für 400 V h
und 24 Vh Energieeinspeisung für flexible
Stromschienei Steckbarer Energieabzweig für flexible
Stromschienej Rundleitung für 400 V h und 24 Vk Steckbarer Energieabzweig für Rund-
leitung
Projektierung Die Rapid-Link-Funktionsmodule werden in unmittelbarer Nähe der Antriebe montiert. Der Anschluss an den Energie- und Datenbus ist ohne Unterbrechung an beliebigen Stellen möglich.
Der Datenbus AS-Interface® ist eine System-lösung zur Vernetzung verschiedener Baugruppen. Ein AS-Interface®-Netzwerk lässt sich schnell und einfach funktionsfähig aufbauen.
AS-Interface® verwendet eine geometrisch kodierte und ungeschirmte Flachbandleitung mit einem Querschnitt von 2 x 1,5 mm2. Sie überträgt alle Daten und die Energie zwischen der Steuerung und der Peripherie und übernimmt in einem gewissen Rahmen die Stromversorgung der angeschlossenen Geräte.
Die Installation entspricht den üblichen Anforderungen. Der Aufbau ist beliebig, die Projektierung dadurch unkompliziert.
Mit dem Zusammenschrauben dringen zwei Metalldorne durch die Ummantelung der Flachbandleitung in die beiden Adern ein und stellen somit den Kontakt zur AS-Inter-face®-Leitung her. Ablängen, Abisolieren,
Aufbringen von Aderendhülsen, Unter-klemmen und Anschrauben entfällt.
a Durchdringungsdorneb Verpolsichere Flachleitung
Der Energiebus versorgt die Rapid-Link-Funktionsmodule mit Haupt- und Hilfsenergie. Steckbare Abgänge können Sie an beliebigen Stellen schnell und fehlerfrei montieren. Sie können den Energiebus wahlweise mit einer flexiblen Stromschiene (Flachleitung) oder mit handelsüblichen Rundleitungen aufbauen:
• Die flexible Stromschiene RA-C1 ist eine 7-adrige Flachleitung (Querschnitt 4 mm2)
mit folgendem Aufbau:
• Sie können den Energiebus auch mit han-delsüblichen Rundleitungen (Querschnitt 7 x 2,5 mm2 oder 7 x 4 mm2, Außen-durchmesser der Adern < 5 mm, feindräh-
a a
b–+
10
6.5
4
2
ML+PENL3L2L1
2-89
Elektronische Motorstarter und DrivesSystem Rapid Link
Moeller Schaltungsbuch 02/06
2
tige Kupferleiter nach IEC EN 60228 und Rundleitungsabgängen RA-C2 aufbauen. Die Leitung darf einen Außendurchmesser von 10 bis 16 mm aufweisen.
Warnung!
• Rapid Link ist nur an Dreiphasen-Drehstrom-netzen mit geerdetem Sternpunkt und getrenntem N- und PE-Leiter (TN-S-Netz) zulässig. Ein erdfreier Aufbau ist nicht zuläs-sig.
• Alle am Energie- und Datenbus angeschlos-senen Betriebsmittel müssen ebenfalls die
Anforderungen an die sichere Trennung nach IEC/EN 60947-1 Anhang N bzw. IEC/EN 60950 erfüllen. Das Netzteil für die 24-V-DC-Versorgung muss sekundärseitig geerdet sein. Das 30-V-DC-Netzteil für die AS-Interface®-/RA-IN-Versorgung muss die Anforderungen an eine sichere Trennung nach SELV erfüllen.
Die Einspeisung der Energieabschnitte erfolgt über die Disconnect Control Unit RA-DI (siehe Abbildung unten) mit:
• Ie = 20 A/400 V bei 2,5 mm2 • Ie = 20 bis 25 A/400 V bei 4 mm2.Als Energiezuführung zur Disconnect Control Unit RA-DI können Rundleitungen bis 6 mm2 verwendet werden.
Die Disconnect Control Unit RA-DI schützt die Leitung vor Überlast und übernimmt den Kurz-schlussschutz für die Leitung sowie für alle angeschlossenen Motor Control Units RA-MO.
Die Kombination aus RA-DI und RA-MO erfüllt die Anforderungen der IEC/EN 60947-4-1 als Starter mit Zuordnungsart 1. Dies bedeutet, dass die Schützkontakte im RA-MO bei einem
e
M3h
1.5 mm2
2.5 mm2 / 4 mm2
3 AC 400 Vh,50/60 Hz 24 V H
RA-DI
Q1
M3hee
M3h
1.5 mm2 1.5 mm2
RA-MO RA-SP RA-MO
M3he
Motor/SpeedControl Units
DisconnectControl Unit RA-DI
F 6 mm2
1.5 mm21.5 mm2 1.5 mm2
1.5 mm2
RA-SP
1.5 mm2
PES
PES
PES
PES
⎧ ⎨ ⎩
2-90
Elektronische Motorstarter und DrivesSystem Rapid Link
Moeller Schaltungsbuch 02/06
2
Kurzschluss im Motorklemmbrett oder in der Motorleitung verkleben oder verschweißen dürfen. Darüber hinaus entspricht diese Anordnung der DIN VDE 0100 Teil 430.
Die betroffene Motor Control Unit RA-MO muss nach einem Kurzschluss ausgetauscht werden!
Bei der Projektierung des Energiebusses mit der Disconnect Control Unit ist zu beachten:
• Auch bei 1-poligem Kurzschluss am Ende der Leitung muss der Kurzschlussstrom grö-ßer als 150 A sein.
• Die Summe der Ströme aller laufenden und zugleich startender Motoren darf 110 A nicht überschreiten.
• Die Summe aller Ladeströme (ca. 6 x Netz-strom), der angeschlossenen Speed Control Units, darf 110 A nicht überschreiten.
• Die Höhe des applikationsabhängigen Spannungsabfalles.
Anstelle der Disconnect Control Unit kann auch ein 3-poliger Leitungsschutzschalter mit In F 20 A mit Charakteristik B oder C verwen-det werden. Dabei ist zu beachten:
• Die Durchlassenergie J bei Kurzschluss darf nicht größer als 29800 A2s werden.
• An der Einbaustelle darf das Kurzschluss-niveau Icc deshalb 10 kA nicht überschreiten a Kennlinie.
i dt[A s]
2 A
1 A
0.5 A
10 A13 A16 A20 A25 A32 A40 A
50 A63 A
4 A
3 A
6 A
0.5 1.5 151 2 3 4 5 6 7 8 9 10
103
104
105
8
6
4
2
1.5
8
6
4
2
8
6
4
3
1.5
2
2FAZ-BFAZ-C
FAZ-...-B4HI
Z
cc eff [kA]I
2-91
Elektronische Motorstarter und DrivesSystem Rapid Link
Moeller Schaltungsbuch 02/06
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Motor Control Unit
Die Motor Control Unit RA-MO ermöglicht den direkten Betrieb von Drehstrommotoren mit zwei Drehrichtungen. Der Nennstrom ist ein-stellbar von 0,3 A bis 6,6 A (0,09 bis 3 kW).
AnschlüsseDie Motor Control Unit RA-MO wird anschlussfähig ausgeliefert. Der Anschluss an den Datenbus AS-Interface® und den Motor wird im Folgenden beschrieben. Der Anschluss an den Energiebus ist im allgemeinen Teil „System Rapid Link“ weiter vorne beschrie-ben.
Der Anschluss an AS-Interface® erfolgt über einen M12-Stecker mit folgender PIN-Belegung:
Der Anschluss externer Sensoren erfolgt über eine M12-Buchse.
Bei der RA-MO ist der Motorabgang mit einer kunststoffgekapselten Buchse ausgeführt. Die Länge des Motorkabels ist auf maximal 10 m begrenzt.
Der Motoranschluss erfolgt über die halo-genfreie Motorleitung 8 x 1,5 mm2, unge-schirmt, DESINA-konform, mit 2 m, (SET-M3/2-HF) oder 5 m, (SET-M3/5-HF) Länge.
Alternativ: Selbtskonfektionierte Motorleitung mit Stecker SET-M3-A, Kontakte 8 x 1,5 mm2
400 VF 2.2 kW
M3 h
3 h 400 V PE50/60 Hz24 V H
M12-Stecker PIN Funktion
1 ASi+
2 –
3 ASi–
4 –
PIN Funktion
1 L+
2 I
3 L–
4 I
1 4 6
3 5 8
PE 7
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Elektronische Motorstarter und DrivesSystem Rapid Link
Moeller Schaltungsbuch 02/06
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Motorschaltung ohne Thermistor:
Werden Motoren ohne Kaltleiter (PTC, Thermi-stor, Thermoclick) angeschlossen, müssen die Leitungen 6 und 7 am Motor gebrückt werden, da RA-MO sonst eine Fehlermeldung gene-riert.
Motorschaltung mit Thermistor:
SET-M3/...
1 1 U – –
• – – – –
3 3 W – –
4 5 – – B1 (h/–)
5 6 – T1 –
6 4 – – B2 (h/+)
7 2 V – –
8 7 – T2 –
PE PE PE – –
M3h
i
5 8 1 7 3 PE
T1 T2
M 3 h
U V W PE
6 7 1 2 3 *
e
5 8 1 7 3 PE
T1 T2
M 3 h
i
U V W PE
6 7 1 2 3 *
e
2-93
Elektronische Motorstarter und DrivesSystem Rapid Link
Moeller Schaltungsbuch 02/06
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Hinweis
Die folgenden beiden Anschlüsse gelten nur für die Motor Control Unit RA-MO!
Anschluss einer 400-V-AC-Bremse:
Anschluss einer 400-V-AC-Bremse mit Schnellbremsung:
Zur Ansteuerung von Bremsmotoren bieten die Motorenhersteller Bremsgleichrichter an, die im Motorklemmbrett untergebracht werden. Durch gleichzeitiges Unterbrechen des Gleich-stromkreises fällt die Spannung an der Brems-spule wesentlich schneller ab. Der Motor bremst in kürzerer Zeit.
1 7 3 PE
M 3 h
PE
1 2 3 *
e
1 74 6 3 PE
M 3 h
PEWVUB2B1
1 25 4 3 *
e
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Elektronische Motorstarter und DrivesSystem Rapid Link
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Speed Control Unit RA-SP
Die Speed Control Unit RA-SP wird zur elektro-nischen Drehzahlsteuerung von Drehstrom-motoren in der Antriebstechnik eingesetzt.
Hinweis
Abweichend von den anderen Geräten im System Rapid Link ist das Gehäuse der Speed Control Unit RA-SP mit einem Kühlkörper aus-gerüstet und erfordert einen EMV-gerechten Anschluss und entsprechende Montage.
AnschlüsseDie Speed Control Unit RA-SP wird anschlussfähig ausgeliefert. Der Anschluss an den Datenbus AS-Interface® und den Motor wird im Folgenden beschrieben. Der Anschluss an den Energiebus ist im allgemeinen Teil „System Rapid Link“ weiter vorne beschrie-ben..
Der Anschluss an AS-Interface® erfolgt über einen M12-Stecker mit folgender PIN-Belegung:
Bei der RA-SP ist der Motorabgang mit einer metallgekapselten Buchse ausgeführt. EMV-bedingt ist diese großflächig mit PE/Kühl-körper verbunden. Der zugehörige Stecker ist in metallgekapselter, das Motorkabel in abgeschirmter Ausführung. Die Länge des Motorkabels ist auf maximal 10 m begrenzt. Der Schirm des Motorkabels muss beidseitig großflächig auf PE gelegt werden. Dies macht auch beim Motoranschluss z. B. eine EMV-gerechte Verschraubung erforderlich.
Der Motoranschluss erfolgt über die halogen-freie Motorleitung, 4 x 1,5 mm2 + 2 x (2 x 0,75 mm2), geschirmt, DESINA-konform, mit 2 m, (SET-M4/2-HF) oder 5 m, (SET-M4/5-HF) Länge.
Alternativ: Selbstkonfektionierte Motorleitung mit Stecker SET-M4-A, Kontakte 4 x 1,5 mm2 + 4 x 0,75 mm2.
400 V
M3 h
3 h 400 V PE50/60 Hz
M12-Stecker PIN Funktion
1 ASi+
2 –
3 ASi–
4 –
1 4 6
3 5 8
PE 7
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Elektronische Motorstarter und DrivesSystem Rapid Link
Moeller Schaltungsbuch 02/06
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EMV-gerechte Installation der Motorleitung SET-M4/…
RA-SP2-...
Servoleitung SET-M4/...
341-...
400 V AC
341(230)-...
230 V AC
1 1 U – – –
• – – – – –
3 3 W – – –
4 5 – – B1 (h) B1 (h)
5 7 – T1 – –
6 6 – – B2 (h) B2 (h)
7 2 V – – –
8 8 – T2 – –
PE PE PE – – –
M3h
i
U1, V1, W1, PE
B1/B2 T1/T2
1
2
3
4
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Elektronische Motorstarter und DrivesSystem Rapid Link
Moeller Schaltungsbuch 02/06
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Zur Ansteuerung von Bremsmotoren bieten die Motorenhersteller Bremsgleichrichter an, die im Motorklemmbrett untergebracht werden.
Hinweis
Der Bremsgleichrichter darf bei der Speed Con-trol Unit RA-SP nicht direkt an den Motorklem-men (U/V/W) angeschlossen werden!
PES
5 8 1 7 3 PE
T1 T2
M 3 hi
U V W PE
e
PES
PES
5 8 1 7 3 PE
T1 T2
M 3 hi
U V W PE
e
PES F 1
0 m
/ 400 V230 3.2 / 1.9 A0.75S1 0.79ϕcoskW
rpm1430 50 Hz
U1 V1 W1
W2 U2 V2
/ 690 V400 1.9 / 1.1 A0.75S1 0.79ϕcoskW
rpm1430 50 Hz
U1 V1 W1
W2 U2 V2
PES
5 8 1 7 3 PE
T1 T2 U V W PE
e
PES
M 3 h
PES
5 8 1 7 3 PE
T1 T2
M 3 hi
U V W PE
e
PES
4 6
B1 B2
RA-SP2-341-...RA-SP2-341(230)-...
2-97
Elektronische Motorstarter und DrivesSystem Rapid Link
Moeller Schaltungsbuch 02/06
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EMV-gerechter Aufbau der Speed Control Unit RA-SP
PES
e
PE
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