Zu Beachtende Besonderheiten Bei Motorseitigen Schützen Und Leistungsschaltern - Siemens SINAMICS G130 Projektierungshandbuch

1.9.2 Zu beachtende Besonderheiten bei motorseitigen Schützen und Leistungsschaltern
Allgemeines
Motorseitige Schütze und Leistungsschalter werden in den meisten Anwendungen nicht benötigt. Für spezielle Anwen-
dungen können diese jedoch erforderlich sein, z. B. wenn
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eine Bypass-Schaltung für den Umrichter vorgesehen ist,
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aus Sicherheitsgründen eine Trennung zwischen Umrichter und Motor erforderlich ist,
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ein Umrichter für mehrere Motoren vorgesehen ist, die wahlweise zugeschaltet werden sollen,
•
bei Gruppenantrieben die Motoren einzeln gegen Überlast geschützt werden sollen.
Schütze
Motorseitige Schütze werden üblicherweise nach Gebrauchskategorie AC-3 (Anlassen von Käfigläufermotoren) ent-
sprechend der Motorbemessungsspannung und dem Motorbemessungsstrom ausgelegt. Eine Überdimensionierung
der Schütze bei langen Motorleitungen aufgrund der kapazitiven Umladeströme ist im Leistungsbereich der in diesem
Projektierungshandbuch beschriebenen Umrichter und Wechselrichter in der Regel nicht erforderlich.
Das Schalten bei niedrigen Ausgangsfrequenzen, welches beim Einsatz am Umrichterausgang prinzipiell immer vor-
kommen kann, ist kritisch. Denn je niedriger die Ausgangsfrequenz ist, desto länger dauert es, bis der Schaltlichtbogen
durch den Spannungs-Nulldurchgang unterbrochen wird. Hier können die Schaltstücke schon nach wenigen Schalt-
handlungen verschleißen. Insofern ist das betriebsmäßige Schalten von motorseitigen Schützen möglichst ganz zu
vermeiden, d. h. das Schließen des Schützes sollte immer bei Impulssperre des Wechselrichters erfolgen und vor dem
Öffnen des Schützes sollte die Ablaufsteuerung immer erst die Impulssperre für den Wechselrichter auslösen.
Leistungsschalter
Motorseitige Leistungsschalter werden üblicherweise entsprechend der Motorbemessungsspannung und dem Motor-
bemessungsstrom ausgelegt und können bis zu Frequenzen von 400 Hz eingesetzt werden. Dabei sind jedoch folgen-
de Punkte zu beachten:
Der Ansprechwert des unverzögerten Kurzschlussauslösers verändert sich in Abhängigkeit von der Frequenz, wobei
folgende Anhaltswerte zugrundegelegt werden können:
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5 Hz: Standardwert gemäß Datenblatt für 50 Hz
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50 Hz Standardwert gemäß Datenblatt für 50 Hz
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100 Hz Standardwert gemäß Datenblatt für 50 Hz
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200 Hz Standardwert gemäß Datenblatt für 50 Hz
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300 Hz Standardwert gemäß Datenblatt für 50 Hz
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400 Hz Standardwert gemäß Datenblatt für 50 Hz
Diese Veränderungen sind für die praktische Auslegung jedoch nur von untergeordneter Bedeutung, da der Standard-
ansprechwert gemäß Datenblatt für 50 Hz bei mehr als dem 10-fachen Wert des Bemessungsstromes liegt.
Der Ansprechwert thermisch verzögerter Überlastauslöser kann aufgrund der von Pulsfrequenz und Pulsmuster
abhängigen Stromoberschwingungen und der kapazitiven Umladeströme bei langen Motorleitungen gegenüber dem
Datenblattwert nennenswert reduziert sein. Denn thermische Überlastauslöser von Leistungsschaltern bestehen in der
Regel aus einem Bimetall und einer Heizwicklung, die vom Motorstrom durchflossen und somit erwärmt werden. Bei
zu großer Auslenkung des Bimetalls erfolgt die Abschaltung des Leistungsschalters. Justiert werden thermische
Überlastauslöser mit einem Wechselstrom von 50 Hz. Damit liegt der Auslösepunkt nur für Ströme im geforderten
Normbereich, deren Effektivwert, d. h. deren Wärmewirkung gleich oder ähnlich dem Justierstrom ist. Dies ist für
Wechselströme von 0 - 400 Hz der Fall. Durch die relativ hochfrequenten kapazitiven Umladeströme bei langen
Motorleitungen wird das Bimetall zusätzlich erwärmt. Dies ist zum Einen auf die induzierten Wirbelströme und zum
Anderen auf den Skineffekt in der Heizwicklung zurückzuführen. Beides kann zu Frühauslösungen thermischer Über-
lastauslöser führen.
Daher sollten motorseitige Leistungsschalter mit thermischen Überlastauslösern so ausgewählt werden, dass sich der
Motorbemessungsstrom im unteren bis mittleren Bereich der Einstellskala des thermischen Überlastauslösers befindet.
Hierdurch werden Korrekturen bzw. Anpassungen an die Anlagenverhältnisse während der Inbetriebnahme des
Antriebs ermöglicht. Die Einstellreserve sollte umso größer sein, je kleiner die Motorleistung und je größer die Motor-
leitungslänge ist.
Eine gewisse Überdimensionierung von Leistungsschaltern mit thermischen Überlastauslösern ist vor allem bei
Gruppenantrieben vorzusehen, bei denen sehr viele Motoren kleiner Leistung von einem Umrichter großer Leistung
gespeist werden, und die Motoren einzeln über Leistungsschalter mit thermischen Überlastauslösern abgesichert
werden sollen.
Grundlagen und Systembeschreibung
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SINAMICS Projektierungshandbuch – Februar 2020
Projektierungshinweise
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