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Der vom führenden chinesischen Hersteller Csivei angebotene Softstarterschrank umfasst eine dreiphasige Softstartereinheit (Nennleistung von 7,5 bis 800 kW, 380–690 V), einen Eingangsleistungsschalter oder Sicherungstrenner, ein eingebautes Bypass-Schütz, ein Motorüberlastrelais und einen Steuertransformator. Die Starteigenschaften – programmierbare Strombegrenzung, Spannungsrampenzeit und Anfangsdrehmoment – werden über eine digitale Tastatur oder HMI eingestellt. Zu den optionalen Funktionen gehört eine Soft-Stopp-Rampe für Pumpensysteme, um Wasserschläge zu verhindern. Der Schutz deckt Kurzschluss, Überlast, Phasenausfall, Unter-/Überspannung und Thyristor-Übertemperatur ab. Die Standardkommunikation über Modbus RTU ermöglicht die Verbindung mit Anlagen-DCS oder SCADA; optional stehen Profibus, Profinet oder Ethernet/IP zur Verfügung. Das Standgehäuse ist aus verzinktem Stahl mit Pulverbeschichtung gefertigt und hat die Schutzart IP42 bis IP55. Es eignet sich für elektrische Innenräume und staubige Industrieumgebungen.
Für Motoren, die mit fester Drehzahl laufen, aber zum Schutz der angetriebenen Geräte und Stromnetze einen sanften Start erfordern, bietet der Softstarterschrank eine kompakte, wartungsarme Alternative zu Direktstartern oder Stern-Dreieck-Startern.
Rohwasseransaug-, Druckerhöhungs- und Transferpumpen profitieren vom Sanftanlauf, der Wasserschläge in Rohrleitungen verhindert und den mechanischen Verschleiß an Pumpenlaufrädern und Kupplungen verringert. Die eingebaute Soft-Stopp-Funktion dämpft das Zuschlagen des Rückschlagventils und Druckstöße zusätzlich. Der Bypass-Betrieb im stationären Betrieb gewährleistet eine minimale Wärmeentwicklung im Schaltschrank, selbst in Pumpstationen mit eingeschränkter Belüftung.
Kältemaschinen, Kühlturmventilatoren und große Motoren von Lüftungsanlagen in Gewerbegebäuden können hohe Anlaufströme verbrauchen, die zum Flackern der Lichter führen und die Generatorsteuerung überlasten. Softstarterschränke begrenzen den Einschaltstrom auf das Drei- bis Vierfache der Volllast und verhindern so Spannungseinbrüche. Bypass-Schütze eliminieren kontinuierliche Thyristorverluste und sorgen so für die Energieeffizienz des Systems während der langen Betriebsstunden des Gebäudes.
Bandförderer und Steinbrecher erfordern beim Anlauf eine sanfte Drehmomentanwendung, um Getriebe, Bandverbindungen und Kupplungen vor Stoßbelastungen zu schützen. Die einstellbare Kickstart-Funktion des Softstarters liefert vor dem Hochfahren einen kurzen Impuls mit hohem Drehmoment und überwindet so die Losbrechreibung eines vollbeladenen Riemens. Sobald der Motor läuft, sorgt das Bypass-Schütz für einen kühlen, energieeffizienten Betrieb in staubigen Umgebungen mit hohen Temperaturen.
Schrauben- und Kolbenkompressoren in Produktionsanlagen sowie Mischer und Rührwerke in der chemischen Verarbeitung starten unter Last und müssen sanft beschleunigt werden. Sanftanlasser eliminieren abrupte Drehmomentübergänge, die den Lager- und Flügelverschleiß beschleunigen, während der Bypass-Betrieb dafür sorgt, dass bei langen Dauerläufen keine Thyristorverluste auftreten.
Tiefbrunnen-Tauchpumpen und große Sprinkleranlagen in abgelegenen Gebieten sind auf Sanftanlasser angewiesen, um Pumpenschächte und Brunnengehäuse vor dem Anlaufdrehmoment zu schützen. Die Schränke sind mit Generatorversorgungen kompatibel, da der reduzierte Einschaltstrom es einem kleineren Generator ermöglicht, eine größere Pumpe zu starten. Der Bypass-Betrieb reduziert den Kraftstoffverbrauch während der Bewässerungssaison.
Der Softstarterschrank integriert einen thyristorbasierten Softstarter mit vollständigem Motor- und Schaltkreisschutz in einem einzigen vorverdrahteten Gehäuse, optimiert für die industrielle Motorsteuerung mit fester Drehzahl.
Der Softstarter steuert sechs antiparallele siliziumgesteuerte Gleichrichter (SCRs), ein Paar pro Phase, um die Motorspannung über eine vom Benutzer eingestellte Rampenzeit (0,5–60 Sekunden) sanft von einem einstellbaren Anfangsdrehmomentniveau (typischerweise 30–60 % des Nennwerts) auf die volle Spannung zu erhöhen. Während des Hochlaufs wird der Strom auf ein definiertes Vielfaches des Volllaststroms, typischerweise 3–5x, begrenzt, um eine Überlastung des Transformators oder Generators zu verhindern. Sobald der Motor die Synchrondrehzahl erreicht, erkennt ein interner Algorithmus den Stromabfall und signalisiert einem Bypass-Schütz das Schließen, wodurch der Motor direkt mit dem Stromnetz verbunden wird. Dadurch wird der Strom aus den SCRs abgeleitet, wodurch Leitungsverluste und Wärmeerzeugung vermieden werden.
Nach dem Start fließt der gesamte Motorstrom über das mechanische Überbrückungsschütz, das für den Dauerbetrieb ausgelegt ist. Die SCRs bleiben abgeschaltet, sodass der Softstarter nichts zum thermischen Anstieg beiträgt. Dies ist ein entscheidender Vorteil gegenüber VFDs in Anwendungen mit fester Drehzahl – das Gehäuse bleibt kühl und erfordert nur minimale Belüftung. Wenn ein sanfter Stopp ausgewählt ist, öffnet sich der Bypass beim Abschalten und die SCRs schalten sich wieder ein, um die Spannung schrittweise zu senken und so Wasserschläge zu verhindern.
Der Schrank bietet vollständigen Motorschutz durch einen thermisch-magnetischen Schutzschalter und ein elektronisches Überlastrelais mit Phasenausfall- und Stromunsymmetrieerkennung. Der Kurzschlussschutz ist so koordiniert, dass die SCR-Integrität erhalten bleibt. Zu den zusätzlichen Schutzmaßnahmen gehören:
● Unter-/Überspannungsschutz, Abschaltung vor Motorschäden durch Spannungsanomalien
● Thyristor-Übertemperaturerkennung mit Alarm- und Auslösestufe
● Erkennung von Phasenumkehr und Phasenverlust
● Blockier- und Rotorblockierschutz über das Relais
Externe Sicherheitsverriegelungen (z. B. Not-Aus, Vibrationsschalter) werden über spezielle Klemmen mit dem Steuerkreis verbunden.
Ein digitales Tastenfeld mit LCD-Display an der Startereinheit ermöglicht die lokale Parametereinstellung, Start-/Stopp-Steuerung und Statusanzeige – einschließlich Motorstrom, Spannung und Fehlercodes. Für größere Schränke kann ein an der Tür montiertes HMI integriert werden. Standard RS485 Modbus RTU ermöglicht Fernstart/-stopp, Parameter-Download und Alarmmeldung an ein DCS oder SCADA. Für anspruchsvolle Anlagennetzwerke stehen Profibus DP-, Profinet- oder Ethernet/IP-Gateways zur Verfügung.
Der Standschrank besteht aus dickem, verzinktem Stahlblech mit wetterfester Pulverbeschichtung. Da Thyristorwärme nur während der sekundenlangen Start- und Stopprampen erzeugt wird, reicht bei Innenschränken oft eine natürliche Konvektionskühlung aus. Für Hochleistungsgeräte oder Umgebungen mit hoher Umgebungstemperatur stehen gefilterte Umluftventilatoren mit Thermostatsteuerung zur Verfügung. Die Standardschutzart beträgt IP42 bis IP54; Für staubige Standorte oder Standorte im Freien sind höhere Nennwerte verfügbar.
Jeder Schrank wird einem Werksabnahmetest unterzogen, der Folgendes umfasst: Messung des Isolationswiderstands des Stromkreises, Überprüfung des SCR-Zündkreises, Betrieb des Bypass-Schützes und Funktionstest aller programmierten Start-/Stoppprofile und Schutzfunktionen. Die Baugruppe wurde gemäß IEC 61439-1/2 entwickelt und getestet, und alle Steuerkreise werden gemäß den geltenden Störfestigkeitsstandards getestet.
F1: Wann sollte ich einen Softstarterschrank einem VFD- oder DOL-Starter vorziehen?
Wählen Sie einen Softstarter, wenn Sie eine sanfte Motorbeschleunigung und einen reduzierten Einschaltstrom benötigen, aber keine kontinuierliche Drehzahländerung benötigen. Softstarter sind einfacher, erzeugen weniger Wärme, kosten weniger und sind kompakter als VFDs. Im Vergleich zu DOL eliminieren sie Stromstöße und mechanische Stöße. Im Vergleich zu Stern-Dreieck-Antrieben bieten sie vollständig einstellbare Startparameter und können Pumpensysteme sanft stoppen.
F2: Welche Motorgrößen kann der Schrank aufnehmen?
Standardschränke sind für Motoren von 7,5 kW bis 800 kW bei 400 V (dreiphasig) konfiguriert, für größere Motoren stehen Nennwerte von 690 V zur Verfügung. Wir passen den Softstarter, das Bypass-Schütz und den Leistungsschalter an den Strom auf Ihrem Motortypenschild an. Kundenspezifische Konfigurationen für höhere Leistungen sind möglich.
F3: Unterstützt der Softstarterschrank das Starten mehrerer Motoren?
Ja, in sequentieller Anordnung: Ein einzelner Softstarter kann nacheinander mehrere Motoren mit jeweils eigenem Ausgangsschütz starten. Nachdem der erste Motor die volle Drehzahl erreicht hat und umgeht, trennt der Softstarter die Verbindung zum zweiten Motor und so weiter. Dies reduziert die Kosten, wenn sich mehrere Pumpen oder Ventilatoren ähnlicher Größe eine Station teilen. Allerdings müssen alle Motoren die gleichen oder ähnliche Startparameter haben.
F4: Was passiert, wenn der Softstarter bei laufendem Motor ausfällt?
Sobald der Motor seine volle Drehzahl erreicht und das Bypass-Schütz geschlossen ist, läuft der Motor direkt über das Stromnetz. Bei einem Ausfall der Steuerplatine des Softstarters oder einer Beschädigung der SCRs läuft der Motor unbeeinträchtigt weiter. Der Fehler betrifft erst den nächsten Startversuch. Diese inhärente Ausfallsicherheit ist ein großer Betriebsvorteil.
F5: Wie lang ist die Softstartrampe und kann sie angepasst werden?
Die Spannungsrampenzeit ist vollständig einstellbar, typischerweise zwischen 0,5 und 60 Sekunden, und kann bei Bedarf weiter verlängert werden. Die anfängliche Startspannung (Kickstart) ist ebenfalls einstellbar. Die optimale Rampe wird durch den Motor und die Last bestimmt – lang genug, um mechanische Stöße zu vermeiden, und kurz genug, um die Erwärmung des Thyristors während des Starts zu begrenzen.
F6: Kann der Softstarter häufige Starts bewältigen?
Ein Softstarter ist für eine bestimmte Anzahl von Starts pro Stunde ausgelegt (normalerweise bis zu 10 Hochleistungsstarts). Diese Nennleistung hängt von der Startstromeinstellung, der Rampenzeit und der Motorgröße ab. Für Anwendungen mit sehr häufigen Starts (z. B. Taktförderer) kann ein VFD besser geeignet sein. Fragen Sie uns nach Ihrem Arbeitszyklus für die richtige Dimensionierung.
F7: Welche Wartung erfordert der Schrank?
Die regelmäßige Wartung ist minimal: jährliche Sichtprüfung der Stromanschlüsse, Reinigung der Lüftungsfilter (falls vorhanden) und Funktionsprüfung des Bypass-Schützes. SCRs haben keine beweglichen Teile und verschleißen nicht. Das Bypass-Schütz ist die wichtigste zu wartende Komponente und hat eine mechanische Lebensdauer von typischerweise mehr als einer Million Betätigungen, was sich in Betriebsjahren niederschlägt.
F8: Erzeugt der Softstarter Oberschwingungen im Netz?
Thyristor-Sanftstarter erzeugen Oberschwingungsströme nur während der kurzen Start- und Sanftstopprampen. Im stationären Bypass-Betrieb nimmt der Motor sinusförmigen Strom auf, sodass keine Oberschwingungen entstehen. Dadurch sind sie netzfreundlicher als AC-Antriebe, die ohne Filterung kontinuierliche Oberschwingungen erzeugen können.
Eine regionale Wasserbehörde in Osteuropa verwaltete ein Netzwerk von 20 entfernten Druckerhöhungspumpenstationen mit jeweils zwei bis vier konventionellen direkt online (DOL) gestarteten Pumpen mit einer Leistung von 37 bis 132 kW. Die Stationen waren für die Wasserversorgung mehrerer Städte von entscheidender Bedeutung, doch wiederkehrende Probleme führten zu inakzeptablen Betriebskosten und Betriebsunterbrechungen.
Das Hauptproblem war elektrischer Natur. Der plötzliche DOL-Anlaufstrom – bis zum Siebenfachen der Volllast – verursachte schwere Spannungseinbrüche auf den schwachen ländlichen Verteilungsleitungen. Dadurch lösten Schutzrelais in nahegelegenen Umspannwerken aus und unterbrachen gelegentlich die Stromversorgung der Pumpstation selbst. Die Behörde war auch mit hohen mechanischen Wartungskosten konfrontiert: Wasserschläge beim Starten und Stoppen der Pumpe, häufig gebrochene Rohrverbindungen und beschädigte Rückschlagventile, während die abrupte Drehmomentanwendung die Lebensdauer der Pumpenlager und -kupplungen verkürzte. Die Stationen waren unbemannt und befanden sich in abgelegenen Gebieten, daher musste jede Ausrüstung robust und einfach sein und in der Lage sein, Fehler aus der Ferne zu melden.
Die Behörde bewertete sowohl VFDs als auch Softstarter. VFDs boten eine Drehzahlregelung, wurden aber als übertrieben angesehen – die Pumpen waren so konzipiert, dass sie mit fester Drehzahl gegen eine statische Systemkurve laufen, bei der Drosselventile bereits für eine Durchflussanpassung sorgten. Softstarter-Schränke boten die ideale Ergänzung: Sie würden Anlaufstromspitzen und Wasserschläge eliminieren, ohne dass es zu kontinuierlichen Antriebsverlusten oder komplexer Kühlung kommt.
● Das interne Bypass-Schütz des Softstarters sorgte dafür, dass der Motor nach dem Betrieb Strom ohne Thyristorverluste zog, wodurch die Wärmeentwicklung im Schaltschrank in unbelüfteten Pumpenräumen minimal blieb.
● Die Soft-Stopp-Funktion würde die Pumpe während des Abschaltens schrittweise herunterfahren und so den Druckstoß beseitigen, der den Wasserschlag verursachte.
● Die einfache digitale Schnittstelle und die RS485-Modbus-Verbindung der Schränke sind direkt in das neu entstehende SCADA-Netzwerk der Behörde integriert und ermöglichen die Fehlermeldung ohne Besuche vor Ort.
● Der reduzierte Einschaltstrom bedeutete, dass vorhandene Generatorsätze (die bei Netzausfällen verwendet werden) dieselben Pumpen ohne problematischen Spannungsabfall starten konnten, wodurch die effektive Backup-Kapazität erhöht wurde.
Zwanzig standardisierte Softstarterschränke (45 bis 160 A Nennleistung) wurden hergestellt, im Werk getestet und über einen Zeitraum von sechs Monaten in vorhandenen Pumpenräumen installiert. Jeder Schrank verfügte über einen Hauptleistungsschalter, einen Softstarter mit Bypass-Schütz, ein elektronisches Überlastrelais, Modbus-Kommunikation und ein regensicheres IP54-Gehäuse. Die Inbetriebnahme umfasste eine einfache Parametereingabe für Rampenzeit und Strombegrenzung sowie den Anschluss eines einzelnen Modbus-Kabels an die Fernterminaleinheit der Station.
● Netzspannungsstörungen durch den Pumpenstart wurden beseitigt. Seit der Sanierung wurden keine weiteren Schaltanlagenauslösungen registriert.
● Rohrreparaturen wurden im ersten Jahr um über 80 % reduziert, da Wasserschläge beim Starten und Stoppen durch Sanftanlauf- und Sanftstopp-Profilierung eliminiert wurden.
● Der Austausch von Pumpenlagern und Dichtungen verzeichnete einen messbaren Rückgang, was auf den sanften Anlauf mit niedrigem Drehmoment zurückzuführen ist.
● Das Bypass-Design stellte sicher, dass die Kraftwerksräume auch bei längeren Pumpenläufen mit hohem Bedarf kühl blieben. Es sind keine Ausfälle bei der Schrankkühlung aufgetreten.
● Die Behörde erhält jetzt Echtzeit-Start-/Stopp-Status, Startstrom und Fehlerprotokolle von jeder Station auf ihrem SCADA-System und ermöglicht so eine vorausschauende Reaktion anstelle von Notrufen.
● Nach einem Jahr erweiterte die Behörde das Programm auf zehn zusätzliche Stationen und übernahm den Softstarterschrank als Standard für alle DOL-zu-Soft-Nachrüstprojekte.
Adresse
Nr. 3788, Liujiang Road, Stadt Liushi, Stadt Yueqing, Stadt Wenzhou, Provinz Zhejiang, China
Tel
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