Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Motorsteuerung durch Schütz


von Tom M. (tomf9)


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Hi,
Ich möchte einen 3-Phasen Motor mithilfe eines Schützes durchschalten 
(siehe Stromlaufplan). Auf dem Gebiet der Leistungselektronik bin ich 
leider nicht bewandert, daher nun meine Frage: Wie sieht hier die 
Schutzschaltung aus? Freilaufdioden kommen bei AC ja nicht infrage. Muss 
ich einfach zwischen jeder Phase und den Schütz-Kontakten ein RC-Glied 
hängen? Wenn ja, welche Werte nimmt man hier in der Regel?

Edit: Ich sollte vielleicht noch erwähnen, dass es sich bei dem Motor um 
eine Absauganlage handelt. Das Abschalten des Motors durch den Schütz 
simuliert also einen Stromausfall im laufenden Betrieb. Eigentlich muss 
der Hersteller mit solch einem Szenario rechnen. Denkt ihr, dass bereits 
eine interne Schutzschaltung zwecks der entstehenden Spannungsspitzen 
beim Ausschalten eingebaut ist? Einen Schaltplan habe ich leider nicht 
zur Verfügung.

: Bearbeitet durch User
von Andreas R. (noobsen)


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Hi Tom,

jede AC Leitung sollte generell entsprechend seines Querschnittes mit 
einer Sicherungsautomaten, sowie einen FI ausgestattet sein z. B. 
allpolige Sicherung B16 bei 2,5mm^2 + FI 30mA. Danach kommt das Schütz. 
Zudem wird für jeden Motor ein separater, auf den Motorstrom 
abgestimmter Motorschutz, in Reihe geschalten. Eine Freilaufdiode wird 
im AC Netz normal nicht verwendet.

Schöne Grüße
Andreas

von Max M. (Gast)


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Andreas R. schrieb:
> jede AC Leitung sollte

Mal halblang machen.
Nach Deiner Meinung hat jede Steckdose ihren eigenen Automaten + FI.
Ist natürlich Quatsch.

@TO:
Kannst Du genau so machen wie Du gezeichnet hast.
Entstörglieder über die Motorphasen sind nicht weder notwendig noch 
üblich bei 3ph AC.
Schütz + Motorschutzrelais Kombination wird in der Industrie oft 
eingesetzt.
Hängt bei Dir davon ab wie wahrscheinlich ein überlasteter Motor ist und 
was der kostet.
Einen 0815 Lüftermotor würde ich nicht mit Motorschutz absichern.

Da der Motor in Überlast (Massenträgheit) anläuft, sei nicht zu knausrig 
mit einem vernünftigen 3Ph Schütz.

Tom M. schrieb:
> Denkt ihr, dass bereits
> eine interne Schutzschaltung zwecks der entstehenden Spannungsspitzen
Mit Netzausfall muss die Anlage immer rechnen.
Bei einer Absaugung ist die Bremse (Lüfterrad) ja schon eingebaut. Da 
würde ich mit keine Sorgen machen.
Solltest Du da begründete Sorgen haben, kannst Du ja mittels 
Wechslerkontakt auf Bremswiderstände umschalten.
Ich sehe aber keine Veranlassung dazu.

von H. H. (Gast)


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Beim Schütz auf die Angaben zu Gebrauchskategorie AC-3 achten.

Snubber sind normalerweise nicht nötig.

von Tom M. (tomf9)


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Danke für eure Antworten!


Andreas R. schrieb:
> Jede AC Leitung sollte generell entsprechend seines Querschnittes mit
> einer Sicherungsautomaten, sowie einen FI ausgestattet sein.....
> ....Zudem wird für jeden Motor ein separater, auf den Motorstrom
> abgestimmter Motorschutz, in Reihe geschalten.


FI und Schutz ist natürlich schon vorhanden. Motorschutz dürfte bei der 
Absaugungsanlage schon integriert sein (würde mich schon stark wundern, 
wenn nicht).

Max M. schrieb:
> Entstörglieder über die Motorphasen sind nicht weder notwendig noch
> üblich bei 3ph AC.

Alles klar. Aber bei den Steuerkontakten des Schützes ist es doch 
trotzdem empfehlenswert, oder nicht? Beim Abschalten können ja schon 
ziemlich große Spannungsspitzen auftreten.

: Bearbeitet durch User
von H. H. (Gast)


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Tom M. schrieb:
> Aber bei den Steuerkontakten des Schützes ist es doch
> trotzdem empfehlenswert, oder nicht? Beim Abschalten können ja schon
> ziemlich große Spannungsspitzen auftreten.

Darum sollte sich der "Controller" kümmern.

von Max M. (Gast)


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Tom M. schrieb:
> bei den Steuerkontakten

Varistor 250VAC verwenden.

von Tom M. (tomf9)


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Alles klar. Dank euch!

von H. H. (Gast)


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Max M. schrieb:
> Tom M. schrieb:
>> bei den Steuerkontakten
>
> Varistor 250VAC verwenden.

Verschleißteil!

von Max M. (Gast)


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H. H. schrieb:
>> Varistor 250VAC verwenden.
>
> Verschleißteil!

Nicht in den dutzenden Schaltschränken die ich Jahre betreut habe und 
auch nicht in den vielen Geräten die ich seit dem gebaut und repariert 
habe.
Was verleitet Dich zu der Annahme?

Wie jedes Bauteil darf man den nicht zu klein dimensionieren. Dann hält 
der ein Geräteleben lang oder er stirbt dabei das Gerät vor schlimmerem 
zu schützen, was auch seine Aufgabe ist.

H. H. schrieb:
> Darum sollte sich der "Controller" kümmern.
Nein, sowas gehört direkt an das Schütz.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Tom M. schrieb:
> Denkt ihr, dass bereits eine interne Schutzschaltung zwecks der
> entstehenden Spannungsspitzen beim Ausschalten eingebaut ist?
Weil die Spezifikation der üblichen Stromversorgung über das Stromnetz 
schon Flicker und Spannungsspitzen sonstigen Kram beinhaltet, würde ich 
sehr erwarten, dass die Maschine mit solchen "üblichen" Störungen durch 
irgendwelche Abschaltvorgänge zurechtkommt.

Tom M. schrieb:
> bei den Steuerkontakten des Schützes ist es doch trotzdem
> empfehlenswert, oder nicht? Beim Abschalten können ja schon ziemlich
> große Spannungsspitzen auftreten.
Welche "Steuerkontakte" meinst du?

: Bearbeitet durch Moderator
von Max M. (Gast)


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Lothar M. schrieb:
> Welche "Steuerkontakte" meinst du?

Die 230VAC Relaisspule meint er.
Zumindest ist das so gezeichnet.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Max M. schrieb:
> H. H. schrieb:
>>> Varistor 250VAC verwenden.
>> Verschleißteil!
> Nicht in den dutzenden Schaltschränken die ich Jahre betreut habe und
> auch nicht in den vielen Geräten die ich seit dem gebaut und repariert
> habe.
> Was verleitet Dich zu der Annahme?
So lange man in den im Datenblatt spezifizierten Bereichen bleibt, hält 
sich die Zerstörung der inneren Struktur (das sind ja einfach nur 
gepresste Sinterbauteile) in Grenzen. Die Krux ist aber: keiner kann 
garantieren, dass die Energie in der Abschalt-/Überspannungsspitze 
größer ist als im Datenblatt angegeben. Dann altert das Ding eben 
wesentlich schneller.

Und deshalb findet man mit Google und "varistor ageing" oder "varistor 
aging" oder "varistor alterung" viele Treffer. Und auch ABB geht davon 
aus, dass die Dinger altern:
https://new.abb.com/low-voltage/de/produkte/installationsgeraete/ueberspannungsschutz/faq/lebensdauer

Max M. schrieb:
> Lothar M. schrieb:
>> Welche "Steuerkontakte" meinst du?
> Die 230VAC Relaisspule meint er. Zumindest ist das so gezeichnet.
Aber trotzdem irgendwas von "Schützkontakten" geschrieben, denn
er schrieb:
>>> Muss ich einfach zwischen jeder Phase und den Schütz-Kontakten ein
>>> RC-Glied hängen?

> Zumindest ist das so gezeichnet.
Da ist lediglich gezeichnet, dass ein Schütz von einem wie auch immer 
gearteten "Controller" angesteuert wird. Und genau dort stellt sich 
schon mal die Frage, was das für ein "Controller" und was das für ein 
"Schütz" ist und was daran besonders schützenswert sein soll.

Tom M. schrieb:
> Einen Schaltplan habe ich leider nicht zur Verfügung.
Du solltest aber in der Lage sein, einen solchen mitsamt 
Typbezeichnungen und relevanten Angaben zeichnen zu können, wenn du 
mit so etwas herumbasteln willst.

: Bearbeitet durch Moderator
von Karl B. (gustav)


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Steuerkreis mit Schütz wurden bei uns extra mit 4A maximal 6A 
abgesichert.
Der Schaltdraht hat keine 2,5 qmm.

ciao
gustav

von Thomas F. (igel)


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Das Eaton Schaltungsbuch ist immer mal wieder lesenswert:

https://ecat.eaton.com/flip-cat/SBELZ/blaetterkatalog/pdf/complete.pdf

von Max M. (Gast)


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Lothar M. schrieb:
> keiner kann
> garantieren, dass die Energie in der Abschalt-/Überspannungsspitze
> größer ist als im Datenblatt angegeben. Dann altert das Ding eben
> wesentlich schneller.

Es gibt definierte Tests womit man rechnen muss.
Und große Überraschung, alle Bauteile altern, einige schneller als 
andere.
Und die Funktion einer Schutzvorrichtung ist der Schutz, zur Not eben 
durch Selbstaufopferung.

Deswegen sind Varistoren aber nicht mehr Verschleissteil wie jedes 
andere Bauteil auch.
Die Alternative ist das RC Glied an der Schütz-Spule. Beides wird 
gemacht, beides geht.
Auch Schütze altern übrigens. Nicht nur die Kontakte, sondern auch die 
Spulen.
Genug Temperaturzyklen und die Isolierung schwächelt bis zum 
Kurzschluss.
Kennt jeder der ältere Schaltschränke in der Industrie wartet.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Max M. schrieb:
> Deswegen sind Varistoren aber nicht mehr Verschleissteil wie jedes
> andere Bauteil auch.
Wie ich schrieb: wenn sie von vorn herein "groß" genug ausgelegt werden.

von Tom M. (tomf9)


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Puh, da hat sich ja noch einiges getan. Danke schon mal für die 
zahlreichen Antworten! Ich versuche mal so gut wie möglich auf alles zu 
reagieren :)


Max M. schrieb:
> Nein, sowas gehört direkt an das Schütz.

Stimmt! Am Controller bringt mir das nichts. Da kann ich schlecht die 
Spannungsspitzen abfangen...

Lothar M. schrieb:
> Weil die Spezifikation der üblichen Stromversorgung über das Stromnetz
> schon Flicker und Spannungsspitzen sonstigen Kram beinhaltet, würde ich
> sehr erwarten, dass die Maschine mit solchen "üblichen" Störungen durch
> irgendwelche Abschaltvorgänge zurechtkommt.

Ja stimmt eigentlich. Danke!

Max M. schrieb:
> Die 230VAC Relaisspule meint er.
> Zumindest ist das so gezeichnet.

Ja genau.

Lothar M. schrieb:
> Aber trotzdem irgendwas von "Schützkontakten" geschrieben, denn
> er schrieb:
>>>> Muss ich einfach zwischen jeder Phase und den Schütz-Kontakten ein
>>>> RC-Glied hängen?

Ich meinte, wie Max M. richtig angemerkt hat, die Spulenkontakte vom 
Schütz.

Lothar M. schrieb:
> Da ist lediglich gezeichnet, dass ein Schütz von einem wie auch immer
> gearteten "Controller" angesteuert wird. Und genau dort stellt sich
> schon mal die Frage, was das für ein "Controller" und was das für ein
> "Schütz" ist und was daran besonders schützenswert sein soll.

Der Controller erhält ein Steuersignal und schaltet mithilfe eines 
Leistungs-MOSFET eine Phase zur Relais-Spule durch (wie genau dieser 
funktioniert, ist für die Fragestellung nicht relevant). Da ja beim 
Zusammenbrechen des Magnetfeldes eine ziemlich hohe Spannung entsteht, 
dachte ich mir, dass ich hier ein RC-Glied verwenden könnte. Ein 
Varistor wäre aber vielleicht doch die einfachere Alternative. Sollte 
dieser wirklich verschleißen, löst im schlimmsten Fall eh der 
Sicherungsautomat aus. Von daher sollte das ja kein Problem darstellen?

Lothar M. schrieb:
> Du solltest aber in der Lage sein, einen solchen mitsamt
> Typbezeichnungen und relevanten Angaben zeichnen zu können, wenn du
> mit so etwas herumbasteln willst.

Und wie sollte ich bitte den Schaltplan der Absauganlage zeichnen 
können? Weder arbeite ich bei der Herstellerfirma, noch hab ich die Zeit 
das komplette Ding auseinander zu nehmen und Reverse Engineering zu 
betreiben. Wie Lothar M. schon angemerkt hat, sollte die Absauganlage 
mit einem einfachen Aus- und Einstecken des Anschlusskabels während 
laufendem Betrieb zurechtkommen. Denn was anderes mache ich hier ja 
nicht.

Thomas F. schrieb:
> Das Eaton Schaltungsbuch ist immer mal wieder lesenswert:
>
> https://ecat.eaton.com/flip-cat/SBELZ/blaetterkatalog/pdf/complete.pdf

Danke für den Tipp! Werd ich gleich mal reinschaun :)

: Bearbeitet durch User
von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Tom M. schrieb:
> Und wie sollte ich bitte den Schaltplan der Absauganlage zeichnen
> können?
Bei Industriegeräten sollte ein Schaltplan dabei oder beim Hersteller 
erhältlich sein.

> Reverse Engineering
Ein Foto von dem Schaltschrank (möglichst von aussen und innen) mit dem 
sich Andere (die sich mit sowas auskennen) ein Bild davon machen können, 
wäre dann aber trotzdem hilfreich um die Komplexität der Schaltung und 
die verwendeten Komponenten abschätzen zu können.


> Der Controller erhält ein Steuersignal und schaltet mithilfe eines
> Leistungs-MOSFET eine Phase
Das dürfte wohl eher ein Triac oder ein Thyristor sein. Denn ein Mosfet 
kommt mit Wechselspannungen nicht so gut zurecht.

> eine Phase zur Relais-Spule durch (wie genau dieser
> funktioniert, ist für die Fragestellung nicht relevant). Da ja beim
> Zusammenbrechen des Magnetfeldes eine ziemlich hohe Spannung entsteht
Diese Spannung muss er sowieso aushalten, besonders dann, wenn der 
Halbleiterschalter selber mal die Spule abschaltet.

> dachte ich mir, dass ich hier ein RC-Glied verwenden könnte.
Unnötig.

> Ein Varistor wäre aber vielleicht doch die einfachere Alternative.
> Sollte dieser wirklich verschleißen, löst im schlimmsten Fall eh der
> Sicherungsautomat aus.
... nachdem der o.g. Halbleiterschalter sich in Plasma aufgelöst hat.

> Ich meinte, wie Max M. richtig angemerkt hat, die Spulenkontakte vom
> Schütz.
Über die Spule (bzw. parallel dazu) muss nichts geschaltet werden. Wenn 
schon, dann muss das Überspannungsschutzglied parallel zu dem 
(Halbleiter-)Schalter gelegt werden, der geschützt werden soll(**). Der 
Halbleiterschalter ist aber bereits jetzt dafür ausgelegt, dass er eine 
mögliche entsprechende Spannungsspitze überlebt.


(**)
Snubber werden parallel zum Schalter/Halbleiter gelegt, weil sie die 
Energie aufnehmen sollen, die sonst den Schaltkontakt/Halbleiter 
beschädigen würde:
- https://www.google.com/search?q=snubber+schematic&tbm=isch

: Bearbeitet durch Moderator
von Frido H. (Gast)


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Hallo zusammen,
ab einer gewissen Leistung wird vom Netzbetreiber sowiso ein Sanftanlauf 
vorgeschrieben. Früher war das bei Drehstrommotoren die 
Stern/Dreieckschaltung. Vor das Schütz kommt noch ein der Leistung 
entsprechendes "Wärmepacket" (ich kenne den heutigen Fachausdruck 
nicht), und vor das "Wärmepacket" die normalen Sicherungen. Und gut ist.
https://de.wikipedia.org/wiki/Stern-Dreieck-Anlaufschaltung#/media/Datei:Stern-Dreieck.svg
Das Ausschalten des Motor's hat keinen Einfluss auf das Starkstromnetz.
Überspannungsschutz beim abschalten des Schütz -
https://de.wikipedia.org/wiki/Schutzbeschaltung

Gruss  Frido

von Tom M. (tomf9)


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Lothar M. schrieb:
> Bei Industriegeräten sollte ein Schaltplan dabei oder beim Hersteller
> erhältlich sein.

Ok, da werde ich mich mal erkundigen.

Lothar M. schrieb:
> Das dürfte wohl eher ein Triac oder ein Thyristor sein. Denn ein Mosfet
> kommt mit Wechselspannungen nicht so gut zurecht.

Es handelt sich um ein SSR, bestehend aus zwei identen (nmos) 
Leistungs-MOSFETs.

Lothar M. schrieb:
> ... nachdem der o.g. Halbleiterschalter sich in Plasma aufgelöst hat.

Da der Leistungs-MOSFET kontinuierlich 10A verträgt, ein adäquater 
Kühlkörper verbaut ist und der Sicherungsautomat auch bei 10A auslöst, 
wird das denke ich nicht passieren.

Lothar M. schrieb:
> Über die Spule (bzw. parallel dazu) muss nichts geschaltet werden. Wenn
> schon, dann muss das Überspannungsschutzglied parallel zu dem
> (Halbleiter-)Schalter gelegt werden, der geschützt werden soll

Das verstehe ich nicht ganz. Ich dachte, ein Snubber wird immer zwischen 
den Spulenkontakten verlegt. Was bringt mir eine Parallelverschaltung 
beim SSR? Das SSR erzeugt ja im Gegensatz zum Schütz kein (bzw. sehr 
kleines) Magnetfeld. Hier wird das z. B. auch so erwähnt: 
https://www.schuetze24.com/wissen/rc-glied-fuer-schuetze

Lothar M. schrieb:
> Der
> Halbleiterschalter ist aber bereits jetzt dafür ausgelegt, dass er eine
> mögliche entsprechende Spannungsspitze überlebt.

Ok danke!

: Bearbeitet durch User
von H. H. (Gast)


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Tom M. schrieb:
> Das verstehe ich nicht ganz. Ich dachte, ein Snubber wird immer zwischen
> den Spulenkontakten verlegt.

Ein Trugschluss.

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