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FINDER Katalog 2014 - 2015

Kondensatormotoren Bei Kondensatormotoren im 230V AC-Netz ist der Einschaltstrom etwa 120 % des Nennstromes. Zu beachten ist jedoch der Strom, der sich beim direkten Reversieren der Drehrichtung ergibt. Wie aus dem ersten Schaltbild zu entnehmen ist, wird über dem Lichtbogen, der beim Öffnen des Kontaktes entsteht, der Kondensator umgeladen. Die hierbei zu messenden Spitzenströme sind bei 50 W-Rohrmotoren bis 250 A und bei 500 W-Motoren bis 900 A. Dies führt unweigerlich zum Verschweißen der Kontakte. Die Drehrichtungsumkehr der Motoren darf deshalb nur mit zwei Relais, wie im folgenden Schaltbild dargestellt, erfolgen, wobei in der Ansteuerung zu den Relais eine stromlose Pause von ca. 300 ms vorzugeben ist. Die stromlose Pause erzeugt man durch die zeitverzögerte Ansteuerung aus dem Microprozessor etc. oder Vorschalten eines NTC-Widerstandes in Serie zu jeder Relaisspule. Eine gegenseitige Verriegelung der Relaisspulen erzeugt keine Zeitverzögerung! Durch die Wahl eines verschweißfesteren Kontaktmaterials anstatt einer Verzögerungszeit kann man die Neigung zum Verschweißen reduzieren aber nicht ausschließen. Drehstromlasten: Größere Drehstromlasten werden vorzugsweise mit Schützen nach EN 60947-4-1, VDE 0660 Teil 102 – Elektromechanische Schütze und Motorstarter – geschaltet. Schütze sind ähnliche Schaltgeräte wie Relais, bilden jedoch eine durch andere Normen beschriebene eigene Familie, da · sie normalerweise verschiedene Phasen gleichzeitig schalten, · sie normalerweise ein größeres Bauvolumen haben, · sie meist direkt mit Netzwechselspannung erregt werden, · sie eine spezielle Bauweise mit im allgemein doppelt unterbrechenden Öffnern und Schließern aufweisen, · sie unter Kurzschlussbedingungen einsetzbar sind. Dennoch gibt es Überschneidungen zwischen Relais und Schützen im Hinblick auf Baugröße, Schalteigenschaften und Anwendungen. Beim Schalten von Drehstrom mit Relais ist zu beachten: · Die Isolationskoordination, d.h. die Spannungsfestigkeit und der Verschmutzungsgrad zwischen den Kontakten entsprechend der Überspannungskategorie. · Die Festigkeit des Relais gegen die Anziehungskräfte von Lichtbögen unterschied- licher Phasenlage. (Die Lichtbögen verhalten sich wie stromdurchflossene Leiter, die sich je nach Polarität abstoßen oder anziehen. Bei Relais mit 3 mm Öffnungsweg ist der Effekt des Überschlages zwischen den Kontaktkreisen verstärkt, da die magnetischen Kräfte des Lichtbogens sich bei längerem Lichtbogen vergrößern). Drehstrommotoren Drehstrommotoren werden üblicherweise mit einem 3-poligen Relais geschaltet, bei dem zwischen den Kontaktsätzen eine ausreichende Trennung z.B. durch Trennstege oder Kammern gegeben ist. Aus Platzgründen, Anordnung der Leiterbahnen, Anordnung der Relais oder um für Wechselstrom- und Drehstrommotorenanwendung nur eine Leiterplatte zu haben, die je nach Anwendungsfall mit 1 oder 3 Relais bestückt werden, werden häufig Drehstrom- motoren auch mit 3 einzelnen 1-poligen Relais geschaltet. Die bei einzelnen Relais auftretende geringe Zeitdifferenz von ca. 1 ms beim Zuschalten oder Abschalten hat keine praktische Bedeutung. Relais schalten im Vergleich zu größeren Schaltgeräten sehr schnell. Bei einer direkten Drehrichtungsumschaltung mit oder ohne gegenseitige “Verriegelung“ könnte beim abschaltenden Relais der Lichtbogen noch nicht gelöscht sein, während beim zuschaltenden Relais bereits die, die Drehrichtungumkehrende-Phasen anliegen. Dies führt zu einem Phasenschluss über den Lichtbogen, was einem Kurz- schluss zwischen den Phasen gleichkommt. Die Drehrichtungsumkehr der Motoren darf deshalb nur mit zwei Relais, wie im folgenden Schaltbild dargestellt, erfolgen, wobei in der Ansteuerung zu den Relais eine stromlose Pause von ca. 50 ms vorzugeben ist. Die stromlose Pause erzeugt man durch die zeitverzögerte Ansteuerung aus dem Microprozessor etc. oder Vorschalten eines NTC-Wider- standes in Serie zu jeder Relaisspule. Eine gegenseitige Verriegelung der Relaisspulen erzeugt keine Zeitverzögerung! Durch die Wahl eines verschweißfesteren Kontaktmaterials anstatt einer Verzögerungszeit kann man die Neigung zum Verschweißen reduzieren aber nicht ausschließen. Tabelle 2: 3-phasige Motorlasten im AC3-Betrieb bei 400 V Serie PM PM Zulässiger Bemessungsstoß- Verschmutzungsgrad spannung kW PS/hp V 55.34, 55.14 0,25 0,33 2 2.500 55.33, 55.13 0,37 0,50 2 4.000 56.34, 56.44 0,80 1,10 2 4.000 60.13, 60.63, 0,80 1,10 2 3.600 62.23, 62.33, 62.83 1,50 2,00 3 4.000 Anmerkungen: 1. Im AC3-Betrieb (Anlassen, Ausschalten) ist eine Motorrichtungsumkehr (Rever- sierbetrieb) nur zulässig, wenn zwischen den beiden Drehrichtungen eine Pause von > 50 ms sichergestellt ist. Max. Schalthäufigkeit: 6 Schaltungen pro min. 2. AC4-Betrieb (Anlassen, Gegenstrombremsen, Reversieren und Tippen) ist mit Relais wie auch bei kleinen Schützen nicht zulässig. Beim direkten Reversieren würde ein Phasenschluss über dem Lichtbogen beim Umschalten entstehen, welcher zum Kurzschluss innerhalb des Relais bzw. dem Schütz führt. Schalten unterschiedlicher Spannungen in einem Relais: Das Schalten unterschiedlicher Spannungen in einem Relais z.B. 230 V AC über einen Kontakt und 24 V DC über einen benachbarten Kontakt ist zulässig. Es ist jedoch zu beachten, dass die Schaltlichtbögen, die beim Öffnen der Kontakte entstehen , sich wie stromdurch- flossene Leiter anziehen. Aus diesem Grunde sollte das Produkt der beiden Ströme (also I1 x I2) nicht größer als 16 A2. Bei größeren Strömen empfiehlt es sich einen Kontaktplatz zwischen den Kontakten unterschiedlichen Potentials frei zu lassen. Elektrischer Lebensdauertest: Die elektrische Lebensdauer wird bei max. Umge- bungstemperatur mit dem Produkt aus max. Kontaktdauerstrom und Kontaktnenn- spannung an AC oder DC-Relais an allen Schließern eines Relais mit Standardkon- taktwerkstoff ermittelt, wobei die Öffner unbelastet bleiben und an allen Öffnern, wobei die Schließer unbelastet bleiben. (Bei Relais mit mehreren Wechslern schal- ten alle Kontakte Ströme gleicher Phase). Die Schaltbedingungen sind, sofern bei einer Relaisserie nicht ausdrücklich anders angegeben, bei: · Monostabilen Relais Spule und Kontakte mit 900 Schaltspiele/h, 50 % ED (bei Relais mit einem Nennstrom > 16 A und bei Typ 45.91 und 43.61 mit 900 Schaltspiele/h, 25 % ED) · Stromstoßrelais (bistabil) Spule 900 Schaltspiele/h, Kontakte 450 Schaltspiele/h, 25 % ED Elektrische Lebensdauer bei AC in den „F-Diagrammen“: Die Kurve „Widerstands- last – cos ϕ = 1“ beschreibt die Lebensdauererwartung in Abhängigkeit vom Kontaktstrom bei Widerstandslast AC1. Die Kurve ist als B10-Wert zu verstehen. Siehe Zuverlässigkeitsangaben. Die Schaltversuche, auf denen die Kurve „Widerstandslast – cos ϕ = 1“ beruhen, wurden bei 250 V AC durchgeführt. Die Kurve kann darüber hinaus für alle Nenn- spannungen von 110 V AC bis 440 V AC (bis zu der max. zulässigen Nenn- schaltspannung einschließlich der üblichen Toleranzen) als repräsentativ angesehen werden. Bei kleineren Spannungen steigt die Lebensdauererwartung deutlich mit abnehmender Spannung. Als Faustformel gilt, dass die für den Strom gefundene Lebensdaueran- gabe mit dem Faktor 250/2UN zu multiplizieren ist. Beispiel: Werden bei 8 A in dem F-Diagramm 400.000 Schaltspiele ermittelt, so ergeben sich bei 24 V AC ca. 2.000.000 Schaltspiele. Die Kurve „Induktive Belastung - cos ϕ = 0,4“ beschreibt die Lebensdauererwartung in Abhängigkeit vom Kontaktstrom bei einem cos ϕ = 0,4, wobei der Einschaltstrom und der Ausschaltstrom gleich groß ist. Derartige Kontaktlasten gibt es in der Praxis nicht, da induktive Wechselstromlasten einen deutlich höheren Einschaltstrom (bis zum 10-fachen des Ausschaltstroms) haben. Die Kurve ist damit nicht repräsentativ zur Abschätzung der Lebensdauererwartung sondern als Vergleichswert anzusehen. Darüber hinaus ist zu beachten, dass der für jede Relaisserie max. zulässige Einschaltstrom nicht überschritten wird, da andernfalls die Gefahr besteht, dass die Kontakte verschweißen. (Ein 1.000 VA-Ventil hat bei 230 V AC einen Nennstrom von ca. 4,3 A und einen Einschaltstrom von ca. 40 A, der bei einem 10 A-Relais zum Kontaktverschweißen führen kann). Reversieren eines Wechselstrom-Motor Falsch: Da stromlose Pause zwischen dem Umschalten der Relais < 10 ms. Umschaltstrom einige 100 A durch Umpolen des Kondensators Reversieren eines Wechselstrom-Motor Richtig: Stromlose Pause zwischen der Ansteuerung der Relais >300 ms. Kondensatorladungen entladen sich über die Motorwicklung Reversieren eines Drehstrom-Motor Falsch: Phasenschluss über den Lichtbogen da Umschaltzeit <10 ms Kontakte der Um- kehrdrehrichtung schließen, bevor der Licht- bogen an den sich öffnenden Kontakten gelöscht ist. Reversieren eines Drehstrom-Motor Richtig: Stromlose Pause zwischen der Ansteuerung der Relais >50 ms. Kontakte der Umkehr- drehrichtung schließen, nachdem der Licht- bogen an den sich öffnenden Kontakten gelöscht ist. 556 II-2014,www.findernet.com Technische Erläuterungen 566

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