Alle drei Starthilfen bringen Drehstrom Asynchronmotoren in Schwung, schützen das Netz vor Lastspitzen und den Antriebsstrang vor Schäden durch ruckartiges Anfahren oder zu hohe Drehmomente. Doch es lohnt sich, genauer hinzusehen und die Vor- und Nachteile der jeweiligen Technologie gegeneinander abzuwägen.

Die Stiege Wind GmbH wartet Windkraftanlagen mit eingebauten Softstartern zur Steuerung der Windrichtungsnachführung der Gondeln. Die Softstarter reduzieren den Verschleiß der Mechanik

Die Stiege Wind GmbH wartet Windkraftanlagen mit eingebauten Softstartern zur Steuerung der Windrichtungsnachführung der Gondeln. Die Softstarter reduzieren den Verschleiß der Mechanik BBL Elektronik & Aeromet

Mittels Stern-Dreieck-Schaltung lassen sich Drehstrommotoren mit reduzierter Leistungsaufnahme anfahren. Dies vermeidet das Auslösen der Überstromschutzeinrichtungen. Der Grund: Prinzip-bedingt haben Drehstromasynchronmaschinen einen wesentlich höheren Anlaufstrom. Beim Anfahren in Sternschaltung beträgt die Leistungsaufnahme des Motors nur ein Drittel der Nennleistung – das Drehmoment allerdings auch. Nach der einstellbaren Hochlaufzeit erfolgt mittels passender Schütze die Umschaltung auf Dreieckschaltung, bei der Motoren ihre Nennleistung erreichen.

Das Manko dieser Starthilfe ist das geringe Anfahrmoment, weshalb diese klassische Variante nicht für alle Lasten geeignet ist. Der sinnvolle Einsatzbereich endet bei Motoren mit einigen hundert Kilowatt Antriebsleistung. Preislich gesehen die günstigste Lösung, muss man sich mit einer deutlich geringeren Performance als bei Softstarter und Frequenzumrichter zufrieden geben.

Softstarter werden unterschätzt

Die Möglichkeiten der Softstarter werden häufig verkannt. Für alle Antriebslösungen, deren Motordrehzahl nach einem sanften Start nicht mehr geregelt werden müssen, sind diese Geräte die richtige Wahl. Das Anlaufverhalten/Drehmoment des Motors lässt sich über bis zu vier Parameter (analoge Versionen) und zusätzlichen Einstellungen (digitale Versionen) exakt den Applikationen anpassen. Somit starten Motor und Maschine verschleißminimiert.

Über die Anlaufzeit wird die Hochlauframpe definiert. Dies vermeidet ruck- und stoßartige Bewegungen, die den Prozess stören, und vermindert den Verschleiß an Riemen, Ketten, Getrieben und Lagern. Bei Pumpen wiederum eliminiert das sanfte Anfahren- und Abfahren die kritischen Druckstöße.

Unabhängig von dem Hochlauf-Verhalten lässt sich auch der Anlaufstrom reduzieren beziehungsweise begrenzen. Das ist entscheidend für die Netzbelastung, hilft es Lastspitzen zu vermeiden und die mit dem Stromversorger vereinbarten Lastgrenzen einzuhalten.

Mit den verschiedenen Ansteuermöglichkeiten der Softstarter kann jeder Elektromotor einfach in die Automatisierungslösung eingebunden werden, da die Einstellungen einfach und schnell erledigt sind.

Auch eine Temperatur- und Spannungsüberwachung (Phasenfehler) sind bei Softstartern möglich. Die Kombination mit einer Gleichstrombremse ist optional erhältlich. Ganz wichtig: Softstarter sind wartungsfrei und erreichen oft eine Lebensdauer von über 20 Jahren.

Preislich liegen Softstarter zwischen Stern-Dreieck-Relais/Schütze und den Frequenzumrichtern. In Summe sparen Anwender mit Soft-Startern an vier Stellen: bei den Energiekosten, dem Verschleiß, Wartung des Softstarters und Preis.

Warum mit Kanonen auf Spatzen schießen?

Unspektakulär im Aussehen, helfen Softstarter Maschinenausfälle zu reduzieren und Serviceintervalle zu verlängern.

Unspektakulär im Aussehen, helfen Softstarter Maschinenausfälle zu reduzieren und Serviceintervalle zu verlängern. BBL Elektronik & Aeromet

Zugegeben, Frequenzumrichter sind die flexibelste, letztendlich aber auch die aufwendigste Lösung für einen stufenlosen Anlauf des Drehstrom-Asynchronmotors. Mit ihrer einstellbaren Strombegrenzung verhindern sie ebenfalls Stromspitzen im elektrischen Netz und vermeiden stoßartige Belastungen der mechanischen Konstruktion.

Das Hauptargument gegenüber Softstarter liegt in der stufenlosen Drehzahl/Frequenz-Steuerung des Drehstrom-Asynchronmotors im Betrieb. Während bei direkt ans Versorgungsnetz angeschlossene Motoren ihre idealen Betriebsverhältnisse nur im stationären Arbeitspunkt erreichen, können diese frequenzgeregelt über den gesamten Stellbereich genutzt werden. Bedingt durch die konstruktive Auslegung ( zum Beispiel Rotor- und Statorblechmaterial) können Frequenzumrichter nicht mit jedem Motor eingesetzt werden.

Im Vergleich zu den anderen Startvarianten erscheint der Frequenzumrichter auf den ersten Blick als teuerste Lösung. Höhere Anschaffungskosten und zusätzlich erforderliche Installationsmaßnahmen (geschirmte Motorleitungen und Funkentstörfilter) sind Ursachen hierfür.

Durch die Anpassung von Drehzahl und Geschwindigkeit an den Produktionsprozess und die Kompensation äußerer Störgrößen gewährleistet die frequenzgeregelte Antriebseinheit wiederum eine höhere Lebensdauer und Funktionssicherheit sowie eine höhere Drehzahlkonstanz bei Lastschwankungen.

Je nach Ausprägung schützen parametrierbare Temperaturmodelle im Frequenzumrichter den Motor. In Verbindung mit Thermistoren ist auch ein so genannter Motor-Vollschutz möglich. Über- und Unterlasterkennung erhöhen zudem die Betriebssicherheit der Antriebseinheit.

Wenn also die maximale Flexibilität der Motorregelung im Vordergrund steht, die damit verbundene aufwendigere Parametrierung in Kauf genommen wird und der Preis zweitrangig ist, sollte man auf Frequenzumrichter zurückgreifen.

Arbeitet die Maschine mit der optimalen, konstanten Motordrehzahl und wird Wert auf eine werterhaltende und kostenbewusste Lösung gelegt, ist der Softstarter die richtige Wahl.