Betrieb und Start eines 3-Phasen-Elektromotors bei Phasenausfall. Schema, Beschreibung

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Betrieb und Start eines 3-Phasen-Elektromotors bei Phasenausfall. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

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Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Die Elektromotoren

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Phasenausfälle kommen in Dörfern häufig vor: Entweder liegt ein Leitungsbruch oder ein Diebstahl vor, ein Elektriker oder die Dorfbewohner selbst reparieren etwas, oder ein leistungsstarker Schalter in einem Umspannwerk ist durchgebrannt, kaputt oder gestohlen ...

Zum Schutz des Elektromotors (EM) bei Phasenausfall werden Schutzsysteme mit erhöhtem Komplexitätsgrad entwickelt, wobei auf ein Relaispaar auch völlig verzichtet werden kann. Es gibt ein bekanntes Gesetz: „Die Systemzuverlässigkeit ist umgekehrt proportional zur Anzahl der Elemente“, sodass ein komplexes elektronisches System im ungünstigsten Moment ausfallen kann. Und dann bleibt die Metallschneidemaschine stehen und das knappe Hartmetallwerkzeug versagt; die Wasserpumpe stoppt und der teure Dampfheizkessel leuchtet weiß; die Belüftung stoppt und die Luft des „schädlichen“ Geschäfts wird gesundheitsgefährdend usw.

Ich denke, wenn eine Phase verschwindet, sollte nicht die ED ausgeschaltet werden, sondern die "kranke" Phase.

Die Schaltung (Abb. 1) besteht aus 3 Relais vom Typ RP21-003-UHL4A oder ähnlich. Solche Relais sind sehr sparsam, der Stromzähler spürt sie einfach nicht.

Betrieb und Start eines 3-Phasen-Elektromotors bei Phasenausfall

Der Schutz eignet sich für mehrere EDs mittlerer Leistung (kleine Werkstatt); zum Schutz einer stärkeren Last sollten Magnetstarter anstelle von Relais verwendet werden. Alle Kontakt- und Relaispaare sowie Magnetstarter sollten parallel geschaltet sein.

Wenn der EM durch mechanische Schalter geschaltet wird, dann setzen diese Motoren bei Phasenausfall ihren Betrieb fort. Beim Einsatz von Magnetstartern kann es zu Abschaltungen aufgrund eines kurzzeitigen (zum Zeitpunkt der Schutzauslösung) Strommangels in der abzuschaltenden Phase kommen. Dies kann nur passieren, wenn die Arbeitsspulen der Magnetstarter aus der ausgeschalteten Phase (1/3-2/3 Fälle) mit Strom versorgt werden.

Alle einphasigen Lasten (Beleuchtungslampen, einphasige Motoren, Heizungen usw.) sowie nichtinduktive dreiphasige Lasten sollten vor dem Schutz angeschlossen werden, obwohl ich gesehen habe, dass mehrere Glühbirnen ab 3 kW zufriedenstellend funktionieren ED arbeitet in zwei Phasen.

Mit zunehmender Belastung des Motors nahm die Helligkeit der Glühbirnen ab. Warum brennen EDs aus, wenn eine Phase verloren geht? Ja, denn zum Zeitpunkt des Unfalls werden sie zu dynamischen Transformatoren, die Strom von zwei „gesunden“ in die „kranke“ Phase pumpen. Solche Generatoren versorgen mit ihrer Einzelwicklung (bei Sternschaltung) ein Drittel der Verbraucher des gesamten Energiezweiges! Natürlich sind normale EDs für eine solche Rolle nicht bereit, da ihre Leistung zu gering ist – sie erwärmen sich, rauchen und brennen schnell aus. Ganz anders verhält es sich, wenn man die „Krankheits“-Phase samt aller Verbraucher schnell abschaltet: Der Motor läuft weiter, obwohl er ein Drittel seiner Leistung verloren hat. Das ist immer noch besser als die Arbeit in einer Phase, und so funktionieren die meisten in Dörfern betriebenen Notaufnahmen.

Tritt die fehlende Phase erneut auf, wird sie vom Schutz sofort verbunden. Wenn ein auf zwei Phasen arbeitender ED ausgeschaltet wird, muss einer der Schaltkreise (der einfachste – Abb. 2, der komplexeste Abb. 3) wieder aktiviert werden, die seit langem zum Umkehren und Starten von EMs verwendet werden in einer Phase von 220 V.

Betrieb und Start eines 3-Phasen-Elektromotors bei Phasenausfall

Da für den Betrieb an zwei Phasen (380 V) Kondensatoren mit geringerer Kapazität und für eine höhere Betriebsspannung ausgelegt sind, kann die Schaltung in Abb. 4 verwendet werden, bei der der Startknopf beim Loslassen die Kondensatoren von parallel auf seriell umschaltet.

Betrieb und Start eines 3-Phasen-Elektromotors bei Phasenausfall

Auf die Diagramme in Abb. 2-4 können Sie verzichten, wenn Sie bei einem Phasenausfall den ED einfach nicht ausschalten, sondern andere davon starten. Die Rolle eines „Starters“ kann ein EM mit niedriger Drehzahl (weniger als 1000 U/min), der im Leerlauf einfach manuell gestartet werden kann, oder ein leistungsstarker Drehstromtransformator übernehmen.

Autor: Y. Bärtig

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