8.3.3.1Sanftstarter 3RW30/31 in Einzelaufstellung8-21
8.3.3.2
8.3.3.3
8.3.3.4
8.3.4Schaltungsbeispiele8-29
Vergleich: Halbleiter-Motor-Steuergerät (Sanftstarter)
3RW3 mit Motorsteuergeräten SIKOSTART 3RW22
Vergleich: Halbleiter-Motor-Steuergerät (Sanftstarter)
3RW3 mit Stern-Dreieck-Kombination 3RA
Sanftstarter 3RW30/31 in Kombination mit Leistungsschalter 3RV1
Kombination Schütz 3RT mit thermischem Über-
lastrelais 3RU1 und Sanftstarter 3RW3
Kombination Schütz 3RT mit elektronischem Über-
lastrelais 3RB10 und Sanftstarter 3RW3
8-14
8-16
8-22
8-24
8-26
SIRIUS 3R Systemhandbuch
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8.3.5Inbetriebnahme8-30
8.3.6Betriebsmeldungen und Fehlerdiagnose8-32
8.3.7Zeitdiagramm8-33
8-1
Halbleiter-Motor-Steuergerät 3RW3
AbschnittThemaSeite
8.4Zubehör8-35
8.5Montage und Anschluss8-37
8.5.1Montage8-37
8.5.2Anschluss8-37
8.5.3Schaltpläne8-38
8.6Maßbilder8-41
8.7Technische Daten8-42
8.7.1Steuerelektronik/Leistungselektronik8-42
8.7.2Kurzschlussschutz und Sicherungszuordnung8-45
8.7.3Aufstellhöhe8-50
8.7.4Angaben nach IEC8-51
8.7.5Angaben nach NEMA8-52
8-2
SIRIUS 3R Systemhandbuch
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8.1 Bestimmungen/Vorschriften/Approbationen
Die Halbleiter-Motor-Steuergeräte 3RW3, im folgenden durch das gebräuchlichere Wort "Sanftstarter" ersetzt, haben Zulassung nach UL und CSA.
UL / CSAUL 508
Halbleiter-Motor-Steuergerät 3RW3
"Betriebsmäßiges
Schalten"
Schutzarten,
von Gehäusen
NormprofilschieneDIN EN 50 022
Elektronische
Motorsteuergeräte
BerührungsschutzIEC 60947 - 1 und DIN 40050
EMVIEC 60801 - 4 -2 (Entwurf)
Allgemeine Festlegun-
gen
Steuergeräte u. Schalte-
lemente
Gostnach Gost zugelassen
CTicEMV-Konformitätszeichen für Australien (vgl. CE-Zeichen)
Tabelle 8-1: Normen und Zulassungen, 3RW3
DIN EN
IEC 60947 - 4-2
DIN EN 602 69 - 1A1
DIN EN 602 69 - 1A1
Die Sanftstarter 3RW3 dürfen zum "Betriebsmäßigen Schalten" verwendet
werden nach DIN VDE 0100 Teil 460:
Ein Schalter zum betriebsmäßigen Schalten ist für jeden Stromkreis vorzusehen, der unabhängig von den anderen Teilen geschaltet werden soll.
Schalter zum betriebsmäßigen Schalten müssen
aktiven Leiter
eines Stromkreises schalten.
nicht unbedingt alle
"Trennen"
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Die Sanftstarter erfüllen nicht die Anforderung für "Trennen"
nach DIN VDE 0100 Teil 460 und EN 60 947-1:
Jeder Stromkreis muss von den aktiven Leitern der Stromversorgung
getrennt werden können.
Stromkreisgruppen dürfen durch ein gemeinsames Gerät getrennt werden,
wenn die Betriebsbedingungen dies zulassen. Geräte in Trennfunktion müssen in offener Stellung eine den Anforderungen für die Trennfunktion entsprechende Trennstrecke aufweisen und eine Anzeigeeinrichtung haben, die
die Stellung der bewegbaren Kontakte anzeigt.
8-3
Halbleiter-Motor-Steuergerät 3RW3
Warnhinweise
Vorsicht!
Die Geräte werden im Werk vor der Auslieferung sorgfältig geprüft und in Ordnung befunden. Auf dem Transportweg
können Beanspruchungen auftreten, auf
die wir keinen Einfluss haben.
Als Folge können sich die Überbrückungsrelais im Hauptstromkreis in einem undefinierten Schaltzustand befinden.
Im Interesse einer vollständigen Sicherheit ist bei der Inbetriebsetzung oder nach
einem Austausch des SIRIUS Sanftstarters folgendes Vorgehen notwendig:
Legen Sie
nung an, um die Überbrückungsrelais in
einen definierten Schaltzustand zu bringen.
Schalten Sie
ein.
zuerst
danach
die Versorgungsspan-
den Hauptstromkreis
Achtung
Der Sanftstarter 3RW3...-1.B1. wurde als
Gerät der Klasse A gebaut. Der Gebrauch
dieses Produkts in Wohnbereichen könnte
zu Funkstörungen führen.
Wenn Sie diese Vorgehensweise nicht
einhalten, kann der Motor unbeabsichtigt
eingeschaltet werden und Schäden an
Personen oder Anlagenteilen hervorrufen.
8-4
SIRIUS 3R Systemhandbuch
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8.2 Gerätebeschreibung
Die Sanftstarter SIRIUS 3RW3 sind ein Bestandteil des SIRIUS 3R Systembaukastens. Sie sind zu den übrigen SIRIUS 3R Schaltgeräten kompatibel.
Mögliche Kombinationen bestehen aus:
• Sanftstarter 3RW3 + Leistungsschalter 3RV
• Sanftstarter 3RW3 + Überlastrelais 3RU/3RB + Schütz 3RT
Dazu werden die Verbindungsbausteine verwendet, die für Schütz - Leistungsschalter - Kombinationen benutzt werden
(siehe Kap. 8.3.2 "Aufbaurichtlinien").
Halbleiter-Motor-Steuergerät 3RW3
Baugrößen 3RW30/31
Bild 8-1: Sanftstarter 3RW3
Die Sanftstarter 3RW30 gibt es in den vier Baugrößen S00, S0, S2 und S3.
Die Sanftstarter 3RW31 gibt es in der Baugröße S0.
Folgende Tabelle enthält die Leistungsbereiche der einzelnen Baugrößen
(alle Angaben gelten für U
Baugröße S00Baugröße S0Baugröße S2Baugröße S3
1,1 - 4 kW5,5 - 11 kW15 - 22 kW30 - 55 kW
6 - 9 A12,5 - 25 A32 - 45 A63 - 100 A
(B x H x T) (mm)
45 x 97,5 x 93
Tabelle 8-2: 3RW3, Baugrößen
= 400 V und 40° C Umgebungstemperatur):
N
(B x H x T) (mm)
45 x 125 x 119
(B x H x T) (mm)
55 x 160 x 143
(B x H x T) (mm)
70 x 170 x 178
SIRIUS 3R Systemhandbuch
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8-5
Halbleiter-Motor-Steuergerät 3RW3
8.2.1 Physikalische Grundlagen
Anlaufstrom
Drehstrom - Asynchronmotoren haben einen hohen Einschaltstrom I
(Anlauf)
Dieser kann je nach Motorausführung zwischen dem 3- bis 15-fachen des
Bemessungsbetriebsstroms liegen. Als typischer Wert kann der 7- bis 8fache Motorbemessungsstrom angenommen werden.
I
I
Anlauf
I
Bem
I
0 (Leerlauf)
M
M
n
Kipp
BemnSyn
n
.
Anlaufstrom reduzieren
M
M
n
BemnSyn
Motor
Bem
M
Last
n
M
Anlauf
M
Sattel
M
Motor
Bild 8-1: Typischer Strom- und Momentenverlauf eines 3-Phasen-Asynchronmotors
M
M
Beschl
Last
Achtung
Bei der Auslegung des speisenden Netzes muss dieser Anlaufstrom entsprechend berücksichtigt werden, z. B. unter anderem durch Anpassung der
Zuleitung (hohe Wärmeentwicklung) und auch der Absicherung (ungewolltes
Auslösen der Sicherungen).
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, den Anlaufstrom zu reduzieren:
• durch Stern-Dreieck-Starter
• durch Frequenzumrichter
• durch Sanftstarter
8-6
SIRIUS 3R Systemhandbuch
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Halbleiter-Motor-Steuergerät 3RW3
I
I
A
d
I
A
*
=
Anlaufstrom bei
d
Anlaufstrom
bei
*/d
-Start
n
n
n
Syn
*
n
Bem
M
M
A
d
M
Motor bei
d
M
Motor bei
*
M
A
*
=1/3 M
A
d
M
Last
n
n
n
Syn
*
n
Bem
1/3 I
A
d
Stern-Dreieck-Starter
Die Motorwicklungen werden nach einer gewissen Umschaltzeit von der
Sternschaltung in die Dreieckschaltung umgeschaltet. Der Motorstrom
beträgt bei Sternanlauf nur ca. 1/3 des Stroms bei Dreieckanlauf (auch das
Motormoment wird in Sternschaltung auf ca. 1/3 des Dreieckmoments reduziert).
Nachteile:
• es sind 6 Motorzuleitungen notwendig
• es treten Umschaltsprünge auf (im Strom und Momentenverlauf)
• die Anpassung des Anlaufs an die Anlagengegebenheiten sind nicht möglich
• relativ aufwendige und zeitintensive Montage
• hoher Platzbedarf im Schaltschrank
Bild 8-2: Strom- und Momentenverlauf beim Stern-Dreieck-Start
SIRIUS 3R Systemhandbuch
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8-7
Halbleiter-Motor-Steuergerät 3RW3
Frequenzumrichter
Bei einem Frequenzumrichter wird die Wechselspannung des Netzes in eine
Gleichspannung umgerichtet, die dann wiederum in eine beliebige Spannung und beliebiger Frequenz gewandelt werden kann.
Folgende Grafik zeigt die Funktionsweise eines Frequenzumrichters:
U
0V
t
Bild 8-3: Funktionsweise eines Frequenzumrichters
Nachteile:
• relativ hoher Aufwand notwendig zum Einhalten der Funkentstörbestimmungen; Filter sind oft unumgänglich
• durch Leitungskapazitäten nur begrenzte Motorzuleitungslänge; eventuell
ist die Verwendung von Drosseln, Sinusfiltern oder gar du/dt Filtern notwendig.
• hoher Preis
• durch die Vielzahl der Bedienungsparameter ist oft die Inbetriebnahme
umständlich und zeitaufwendig
• geschirmte Motorzuleitungen können erforderlich sein
Vorteil:
• eine Veränderung und genaue Einstellung der Motordrehzahl ist möglich.
Das Verhältnis U/f bleibt nahezu konstant. So ist es möglich, bei relativ
geringen Strömen hohe Momente zuzulassen.
8-8
SIRIUS 3R Systemhandbuch
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Halbleiter-Motor-Steuergerät 3RW3
Sanftstarter
Bei einem Sanftstarter wird die Motorspannung durch Phasenanschnitt
innerhalb einer Anlaufzeit von einer einstellbaren Startspannung auf die
Motorbemessungsspannung angehoben. Da der Motorstrom proportional
zur Motorspannung ist, wird der Startstrom um den Faktor der eingestellten
Startspannung reduziert.
Folgende Grafik zeigt die Funktionsweise des Sanftstarters 3RW3:
U
L1- L3
α
M
3
α
~
α
α
G1
U
L1- L3
ϕ
L1
L2
L3
Bild 8-4: Phasenanschnitt der Netzspannung durch Halbleiterelemente beim Sanftstarter 3RW3
Beispiel:
Startspannung 50% von U
=> Startstrom gleich 50% des Motoranlauf-
e
stroms bei Direktanlauf.
Auch das Motormoment wird bei einem Sanftstarter reduziert. Deshalb gibt
es bei einem sanftgestarteter Motor keinen Einschaltruck mehr.
Für den Zusammenhang gilt: Motormoment proportional dem Quadrat der
Motorspannung.
Beispiel:
Startspannung 50% von U
=> Startmoment 25% des Startmoments bei
e
Direktstart.
Vorteile:
• geringer Platzbedarf im Schaltschrank
• keine Beschaltungen (z.B. Filter) notwendig zum Einhalten der Funkentstörbestimmungen (Class A; in UC 24 V Steuerspannungsausführung
auch Class B)
• geringer Montageaufwand
• unproblematische Inbetriebnahme
• im Vergleich zum Stern-Dreieck-Starter nur 3 Motorzuleitungen
• durch Einstellmöglichkeiten Anpassung auf die Anlage möglich.
SIRIUS 3R Systemhandbuch
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Nachteile:
• keine längere Drehzahlstellung möglich.
• geringeres Moment bei reduzierter Spannung
8-9
Halbleiter-Motor-Steuergerät 3RW3
I
I
f
Anlau
I
Anlauf
x 0,7
I
f
Anlau
x 0,5
Bild 8-5: Strom- und Momentenverlauf bei Einsatz eines Sanftstarters
8.2.2 Allgemeine Gerätebeschreibung
Der SIRIUS 3R Systembaukasten bietet verschiedene Möglichkeiten für Verbraucherabzweige. Neben den Stern-Dreieck-Startern (siehe Kap. 5, "Sicherungslose Verbraucherabzweige 3RA") stehen die SIRIUS Sanftstarter 3RW3
zur Verfügung.
Der Sanftstarter 3RW3 ist kombinierbar mit folgenden SIRIUS 3R Geräten:
• Schütze 3RT
• Leistungsschaltern 3RV
• thermische Überlastrelais 3RU
• elektronischen Überlastrelais 3RB10
100% U
70% U
50% U
Netz
Netz
Netz
M
M
Anlauf
M
Anlauf
x 0,49
M
Anlauf
100% U
70% U
50% U
Netz
Netz
Netz
x 0,25
n
Syn
n
n
n
Syn
Betriebsmäßiges
Schalten
Die Montage und die Anschlusstechnik sind einheitlich.
Beachten Sie dazu die Montagerichtlinien unter Punkt 8.3.2.
Funktionen des Verbraucherabzweigs
Betriebsmäßiges Schalten eines Stromkreises kann laut Definition ("Trennen" und "Betriebsmäßiges Schalten", DIN VDE 0100, siehe Punkt 8.1) mit
einem Schütz oder einem Sanftstarter alleine realisiert werden.
8-10
SIRIUS 3R Systemhandbuch
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Halbleiter-Motor-Steuergerät 3RW3
Trennen
Ausführungen
Nach DIN VDE 0100 kann eine Trennung vom speisenden Netz nicht von
einem Halbleiterelement, d. h. Sanftstarter, Frequenzumrichter, einem
Schütz oder o. ä. durchgeführt werden.
Um ein Trennen vom speisenden Netz zu realisieren, muss zusätzlich zum
Schütz oder Sanftstarter ein Leistungsschalter 3RV (oder ein anderes trennendes Gerät, das die oben angegebene DIN VDE 0100 erfüllt) eingesetzt
werden. Ein Schütz alleine in Verbindung mit dem Sanftstarter reicht nicht
aus!
Beide Funktionen, "Trennen" und "Betriebsmäßiges Schalten", lassen sich
mit dem Sanftstarter 3RW3 in Kombination mit den Bausteinen aus dem
SIRIUS Systembaukasten schnell und einfach realisieren.
Die elektronischen Sanftstarter stehen in zwei Ausführungen zur Verfügung:
Standardausführung 3RW30
Die Standardausführung 3RW30 wird für Motoren mit einer Drehzahl verwendet. Diese Ausführung ist in allen vier Baugrößen verfügbar. Am Gerät
lassen sich getrennt voneinander Startspannung U
Auslaufzeit t
einstellen. Das Gerät wird über einen Ansteuerkontakt IN
Roff
, Anlaufzeit t
s
Ron
und
eingeschaltet.
Sondervariante 3RW31
Die Sonderausführung 3RW31 dient zur Ansteuerung von polumschaltbaren
Motoren (Dahlanderwicklung). Es können getrennt voneinander eingestellt
werden:
• Startspannung U
• Anlaufzeit erste Drehzahl t
s
R1
• Anlaufzeit zweite Drehzahl tR2.
Das Gerät besitzt keine Auslauffunktion. Die eingestellte Startspannung gilt
für beide Rampenzeiten t
und tR2.
R1
Die Anwahl der jeweiligen Rampenzeit erfolgt über zwei Eingänge IN1 und
IN2, die den Sanftstarter auch einschalten.
Die Geräte der Baureihe 3RW31 sind nur in der Baugröße S0 erhältlich.
Einstellungen
SIRIUS 3R Systemhandbuch
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Die Geräte verfügen über die folgenden Einstellmöglichkeiten:
3RW30
Über 3 Potentiometer können eingestellt werden:
• Anlaufzeit im Bereich 0 bis 20 sec.
• Startspannung im Bereich von ca. 30 bis 100% der Motorbemessungsspannung
• Auslaufzeit im Bereich 0 bis 20 sec.
3RW31
Über 3 Potentiometer können eingestellt werden:
• Anlaufzeit 1 im Bereich 0 bis 20 sec.
• Startspannung im Bereich von ca. 30 bis 100% der Motorbemessungsspannung
• Anlaufzeit 2 im Bereich 0 bis 20 sec.
Eine spezielle Software bewirkt die Einstellung von progressiven Rampenzeiten. Kleine Zeiten bis 5 sec. können somit sehr genau eingestellt werden.
8-11
Halbleiter-Motor-Steuergerät 3RW3
Hilfskontakte
Sanftanlauffunktion
3RW30
Bei den Baugrößen S0 bis S3 sind folgende Hilfskontakte integriert:
• "ON": das Selbsthaltesignal wird bei Ansteuerung mittels einfacher "Ein"
und "Aus"-Taster zur Verriegelung eingesetzt. (Kontaktbezeichnung 13/14)
• "BYPASSED": Mit dem Anlauf-Ende Signal können z.B. nach einem erfolgten Sanftanlauf einer Pumpe Steuerventile angesprochen werden, um die
Förderung frei zu geben. (Kontaktbezeichnung 23/24)
Die Geräte der Baugröße S00 haben keine Hilfsschalter.
3RW31
Das 3RW31 hat keine Hilfskontakte.
Momentenreduzierter Start für Drehstrom-Asynchronmotoren:
Durch die zweiphasige Ansteuerung wird während der gesamten Hochlaufzeit der Strom auf niedrige Werte gehalten. Stromspitzen, wie sie bei SternDreieck-Start während des Umschaltens von Stern auf Dreieck entstehen,
werden durch die kontinuierliche Spannungsbeeinflussung verhindert.
Transiente Stromspitzen (Inrush-Ströme) werden automatisch bei jedem Einschaltvorgang durch eine spezielle Ansteuerfunktion der Leistungshalbleiter
vermieden.
Sanftauslauffunktion
Zeitrampen 3RW30
Das abrupte Stehenbleiben des Antriebs beim Ausschalten des Motors wird
durch die integrierte Sanftauslauffunktion vermieden.
Folgende Grafiken zeigen die Zeitrampe beim 3RW30 und das Zeitdiagramm
der Hilfskontakte:
U
U
N
ON13/14
U
s
BYPASSED 23/24
t
R on
3RW30: ZeitrampeZeitdiagramm der Hilfskontakte
Bild 8-6: Zeitrampe/Zeitdiagramm, 3RW30
t
R off
t
t
R on
t
R off
Folgende Grafik zeigt die Zeitrampe beim 3RW3:
U
U
N
8-12
U
s
t
R1tR2
Bild 8-7: Zeitrampe, 3RW31
t
SIRIUS 3R Systemhandbuch
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Halbleiter-Motor-Steuergerät 3RW3
Zubehör
Montage
In die Sanftstartergehäuse der Baugröße S0 bis S3 kann von unten ein
Lüfter eingeschnappt werden. Damit werden die folgenden Eigenschaften
erreicht:
• Erweiterte Möglichkeiten der Einbaulage
• Erhöhung der Schalthäufigkeit (siehe Kapitel 8.3.2 "Aufbauvorschriften)
Bei den Baugrößen S0 und S2 können Klemmenabdeckungen an die Rah-
menabdeckungen montiert werden, um die Kabelenden fingersicher abzudecken. Diese sind identisch mit den Klemmenabdeckungen der SIRIUS 3R
Schütze 3RT derselben Baugrößen.
Für die Baugröße S3 sind Anschlussabdeckungen für Kabelschuhanschluss
oder Schienenanschluss erhältlich. Auch diese sind identisch mit den Zubehörteilen der entsprechenden SIRIUS 3R - Schützgröße.
Weiteres Zubehör siehe Kapitel 8.4.
Mittels eines Verbindungsbausteins werden die Geräte an die Leistungsschalter 3RV angebaut und sind somit mechanisch und elektrisch verbunden. Dieser Verbindungsbaustein ist identisch mit demjenigen, der auch für
die entsprechenden Schütz - Leistungsschalter - Kombinationen verwendet
wird. Diese Aufbauvariante bietet alle Vorteile eines sicherungslosen Verbraucherabzweigs.
Verbindungsbausteine
Anschluss
Für den Zusammenbau von Sanftstarter 3RW3 und Leistungsschalter 3RV1
werden die folgenden Verbindungsbausteine verwendet:
Baugröße
S00
S0
S2
S3
Tabelle 8-3: Verbindungsbausteine
Verbindungsbaustein
3RA1911-1A
3RA1921-1A
3RA1931-1A
3RA1941-1A
Die elektronischen Sanftstarter 3RW3 sind in Schraubenanschlusstechnik
erhältlich. Es werden Plus-Minus-POZIDRIV 2 Schrauben verwendet.
Es wird die SIGUT-Anschlusstechnik (nichtverlierbare Schrauben, im Auslieferzustand geöffnete Kontakte u.a.) angewendet.
SIRIUS 3R Systemhandbuch
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8-13
Halbleiter-Motor-Steuergerät 3RW3
8.2.3 Vergleich: Halbleiter-Motor-Steuergerät (Sanftstarter) 3RW3 mit den Motorsteuergeräten
SIKOSTART 3RW22 und SIKOSTART 3RW34
Sanftstarter stehen für unterschiedliche Anwendungsfälle zur Verfügung.
Folgende Grafik bietet einen Überblick über die verschiedenen Sanftstarter:
Funktionen
High
End
SIKOSTART 3RW22
SIKOSTART 3RW22
Low
End
12/16/25A
S0
+ 575V+
Hilfskontakte
S00
6/9A
5,5452211
Bild 8-8: Sanftstarter im Überblick
2phasig
nur Inline
S2S3
SIRIUS
Sanftstarter 3RW30/31
710
Leistung in kW
bei 400V
1000
Der SIKOSTART 3RW22 eignet sich für Antriebe mit hohem Anspruch an die
Funktionalität des Starters. Er deckt einen Leistungsbereich zwischen 3 und
710 kW (bei 400 V) ab.
SIKOSTART 3RW22 bietet die folgenden Möglichkeiten:
• Sanftanlauf und Sanftauslauf
• Losbrechmoment
•DC - Bremsen
• Energiesparbetrieb
• Temperaturüberwachung
• Bedienungsmöglichkeiten mit einem PC über eine RS232 - Schnittstelle
• Auswahl und Projektierungsprogramm
• Strom- und Spannungsbegrenzung
• Pumpenfunktionalitäten (z. B. Pumpenauslauf)
• Hochlauferkennung
• drei Parametersätze
• verschiedene Auslaufarten
• elektronischer Geräteüberlastschutz
SIKOSTART 3RW34
8-14
Das "Applikationshandbuch SIKOSTART 3RW22" stellt die verschiedenen
Anwendungsgebiete und Schaltungsvarianten vor
(Best. Nr. E20001-P285-A484-V3).
SIRIUS 3R Systemhandbuch
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Halbleiter-Motor-Steuergerät 3RW3
SIKOSTART 3RW34
SIRIUS 3RW3 Sanftstarter
Antriebe mit einem geringeren Anspruch an die Funktionalität des Sanftstarters können mit einem SIKOSTART 3RW34 erfüllt werden. SIKOSTART
3RW34 ist in Bedienung und Ausstattung dem SIRIUS Sanftstarter 3RW3
sehr ähnlich. Es wird ein Leistungsbereich bis zu 1000 kW abgedeckt
(400 V).
Die Funktionen des 3RW34 lassen sich wie folgt zusammenfassen:
• Sanftanlauf und Sanftauslauf
• 2 Schaltungsvarianten: Standard- und Wurzel-3-Schaltung
• 3-phasige Ansteuerung
• optionale AS-i Busansteuerung
Die technischen Daten sowie eine genaue Beschreibung des 3RW34 sind in
der Druckschrift SIKOSTART 3RW22/3RW34 - Elektronische Motorsteuergeräte (Best. Nr.: E20001-A200-P302) zu finden.
Der SIRIUS 3RW3 Sanftstarter deckt den Leistungsbereich von 1,5 bis
45 kW ab.
Leistungshalbleiter haben immer eine Verlustleistung, die sich in einer Wärmeerzeugung zeigt. Um diese Verlustleistung so gering wie möglich zu halten, werden nach dem erfolgten Motorhochlauf die Halbleiter durch Relaiskontakte überbrückt. Die Kühlkörper des Geräts und auch seine Abmessungen konnten somit gering gehalten werden. Zusätzlich ist es nicht notwendig, ein Bypassschütz einzusetzen, das im herkömmlichen Aufbau die Überbrückung der Leitungshalbleiter vornimmt.
Zur Weiterverarbeitung in der Anlagensteuerung bietet das Gerät zwei
Relaisausgänge:
• "ON" - Kontakt (Klemmen 13/14), der z. B. dazu verwendet werden kann,
den Sanftstarter über Taster anzusteuern (Selbsthaltung).
• "BYPASSED" - Kontakt (Klemmen 23/24), der das Ende des erfolgten
Hochlaufs meldet; z. B. um damit ein Magnetventil zu schalten, nach dem
eine sanftgestartete Pumpe angelaufen ist.
SIRIUS 3R Systemhandbuch
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Für Antriebe in diesem Leistungsbereich lassen sich mit einer 2-phasigen
Steuerung gute Motoranläufe erzielen.
Bei einer 2-phasigen Steuerung sind nur in zwei Phasen Halbleiterelemente
eingesetzt, um Motorstrom und -spannung in allen drei Phasen zu reduzieren. Die dritte Phase ist intern im Sanftstarter gebrückt.
8-15
Halbleiter-Motor-Steuergerät 3RW3
8.2.4 Vergleich: Halbleiter-Motor-Steuergerät (Sanftstarter) 3RW3
mit Stern-Dreieck-Kombination 3RA
Der Vergleich von Sanftstarter und Stern-Dreieck-Kombinationen zeigt folgende Vorteile beim 3RW3 (Beispiel hier: 22 kW):
Damit ein Motor überhaupt seine Bemessungsdrehzahl erreichen kann,
muss das Motormoment zu jedem Zeitpunkt des Hochlaufs größer sein als
das von der Last geforderte Moment, da sich sonst ein stabiler Betriebspunkt noch vor Erreichen der Bemessungsdrehzahl des Motors einstellt
("der Motor bleibt hängen"). Die Differenz von Motormoment und Lastmoment ist das Beschleunigungsmoment, das für die Drehzahlerhöhung des
Antriebs zuständig ist. Je kleiner dieses Beschleunigungsmoment ist, desto
größer ist die Hochlaufzeit des Motors.
minimale Stromwerte beim AnlaufFeste Stromverhältnisse (I
keine gefährlichen Umschalt-Strom-
spitzen
Sondervariante für Dahlander-Motoren-----
Sanftauslauffunktion-----
Umschaltstromspitzen beim Umschalten
von Stern auf Dreieck
= 1/3Id)
*
Anlaufmoment
8-16
Durch die Reduzierung der Klemmenspannung eines Drehstrom - Asynchronmotors wird eine Verringerung des Anlaufstroms und des Anlaufmoments des Motors erreicht.
Der Strom hängt in direktem Verhältnis mit der Spannung zusammen, während zwischen Spannung und Motormoment ein quadratisches Verhältnis
besteht.
Beispiel:
Motor = 55 kW, Bemessungsstrom = 100 A, Anlaufstrom = 7 x Bemessungsstrom, Motormoment = 355 Nm, Anlaufmoment = 2,4 x Bemessungsmoment
Einstellungen am Sanftstarter: Startspannung 50% der Motorbemessungsspannung
Dadurch ergeben sich die folgenden Reduzierungen:
• Der Anlaufstrom reduziert sich auf die Hälfte des Anlaufstrom bei Direktstart: 50% von (7 x 100 A) = 350 A
• Das Anlaufmoment reduziert sich auf 0,5 x 0,5 = 25 % des Anlaufmoments bei Direktstart: 25% von 2,4 x 355 Nm = 213 Nm
SIRIUS 3R Systemhandbuch
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Halbleiter-Motor-Steuergerät 3RW3
Hinweis
Aufgrund des quadratischen Zusammenhangs zwischen Startspannung und
Moment darf die Startspannung also nicht zu klein eingestellt werden. Dies
ist vor allem bei einem ausgeprägten Sattelmoment zu beachten, dem
kleinsten Motordrehmoment, das während des Hochlaufs bis zur Bemessungsdrehzahl auftritt.
M
Motor
M
M
Anlauf
M
mit
M
Anlauf
mit
SIRIUS 3R-
Sanftstarter
Motor
SIRIUS 3R-Sanftstarter
M
B
M
Last
MB = Beschleunigungsmoment des Motors
n
Auswahlkriterien
U
U
e
U
S
t
R
Bild 8-9: Last- und Motormoment sowie Motorklemmenspannung bei Betrieb am Sanftstarter
t
Hinweis
Beim SIRIUS Sanftstarter 3RW30/31 muss der entsprechende Sanftstarter
nach dem Motorbemessungsstrom ausgewählt werden (Bemessungsstrom
Sanftstarter muss ≥ als Motorbemessungsstrom sein).
Durch die 3 Einstellpotentiometer des Starters können die Startspannung,
die Anlaufzeit und die Auslaufzeit eingestellt werden.
Der Sanftstarter ist dann optimal eingestellt, wenn der angeschlossene
Motor sanft, aber zügig hochläuft.
Es lassen sich Rampenzeiten bis 20 sec. einstellen.
SIRIUS 3R Systemhandbuch
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8-17
Halbleiter-Motor-Steuergerät 3RW3
8.3 Anwendung und Einsatz
8.3.1 Anwendungsgebiete und Auswahlkriterien
Die SIRIUS Sanftstarter 3RW3 bieten eine Alternative zu Stern-Dreieck-Startern (Vergleich und Vorteile, siehe Kapitel 8.2.4).
Die wichtigsten Vorteile sind Sanftan- und -auslauf, unterbrechungsloses
Umschalten ohne netzbelastende Stromspitzen und die kleinen Abmessungen.
Viele Antriebe, die bisher nur mit Frequenzumrichtern bedient werden konnten, können mit dem 3RW3 auf Sanftstarterbetrieb umgestellt werden,
sofern keine Drehzahlverstellung erforderlich wird.
Anwendungen
Abkühlzeit
8.3.2 Aufbauvorschriften
Anwendungen können z. B. sein:
Förderbänder, Transportanlagen:
• ruckfreies Anfahren
• ruckfreies Abbremsen,
• Verwendung von preiswerterem Gurtmaterial
Kreiselpumpen, Kolbenpumpen
• Vermeidung von Druckstößen
• Verlängerung der Lebensdauer des Rohrsystems
Rührwerke, Mischer:
• Reduzierung des Anlaufstroms
Lüfter:
• Schonung der Getriebe und Keilriemen
Hinweis:
Bei der Einschalthäufigkeit ist die Abkühlzeit zu beachten!
Aufgrund der Wärmeentwicklung sind bei der Kombination von Sanftstartern
3RW30/31 mit anderen SIRIUS 3R Schaltgeräten bestimmte Aufbauvorschriften zu beachten.
Einzelaufstellung
8-18
Einzelaufstellung liegt vor, wenn zwischen den montierten Geräten ein
bestimmter vertikaler
und
seitlicher Mindestabstand nicht unterschritten
wird. Dies gilt unabhängig davon, ob es sich um einzelne Geräte oder komplette Verbraucherabzweige handelt.
Damit "Einzelaufstellung" vorliegt müssen die folgenden Mindestabstände
eingehalten werden (die Mindestabstände sind abhängig von der Baugröße):
Die Steuereingänge zum Ein- und Ausschalten sind nicht für längere Entfernungen bemessen. Das bedeutet:
• bei einer Ansteuerung, die über den Steuerschrank hinausgeht, sind Koppelrelais zu verwenden
• die Steuerleitungen innerhalb des Schaltschranks sollten nicht zusammen
mit Hauptstromleitungen geführt werden.
Bei Verwendung von elektronischen Ausgabebaugruppen zur Ansteuerung
(z. B. Triac Ausgänge bei 230 V AC) sind unter Umständen RC Glieder (z. B.
3TX7462-3T oder ähnliche mit C > 100 nF) an den Steuereingängen erforderlich.
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8-19
Halbleiter-Motor-Steuergerät 3RW3
Korrekturfaktoren
Korrekturfaktor für
Gerätebemessungsstrom
Korrekturfaktor für
Schalthäufigkeit
Werden die Mindestabstände unterschritten, sind bei der Kombination
"Sanftstarter - Leistungsschalter" für die Ermittlung des Gerätebemessungsstrom und der Schalthäufigkeit feststehende Korrekturfaktoren zu verwenden.
Folgende Größen können durch Korrekturfaktoren modifiziert werden:
• Gerätebemessungsstrom
• Schalthäufigkeit
• Stromeinstellwert des Leistungsschalters
• Stromeinstellwert des Überlastrelais
Es wird ein Faktor angegeben, um den der Gerätebemessungsstrom des
Sanftstarters reduziert werden muss.
Beispiel:
Korrekturfaktor für den Gerätebemessungsstrom = 0,9
Gewähltes Gerät = 3RW3014-1CB14 (hat unter Normalbedingungen bei
40 °C einen Gerätebemessungsstrom von 6 A)
Demnach ergibt sich ein tatsächlicher Gerätebemessungsstrom von:
0,9 x 6A = 5,4 A
Die Schalthäufigkeit ist die maximal zulässige Anzahl der Starts pro Stunde.
Um den jeweils angegebenen Korrekturfaktor muss dieser Wert geändert
werden. Die Anzahl der zulässigen Starts pro Stunde sind in der Tabelle
8.7.1 Steuerelektronik/Leistungselektronik im Kapitel 8.7, Technische Daten
zu finden.
Die angegebenen Korrekturfaktoren beziehen sich auf die folgenden
Betriebsbedingungen:
S4-Betrieb, 40 °C - Umgebungstemperatur, 30% Einschaltdauer
Korrekturfaktor für
Stromeinstellwert des
Leistungsschalters
Beispiel:
Korrekturfaktor für die Schalthäufigkeit = 1,5
Gewähltes Gerät = 3RW3014-1CB14 (hat unter den oben angegebenen
Bedingungen eine maximale Schalthäufigkeit von 30 Starts/Stunde)
Demnach ergibt sich eine korrigierte Schalthäufigkeit von:
1,5 x 30 = 45 Starts/Stunde
Zur Erhöhung der Schalthäufigkeit kann auch ein größeres Gerät eingesetzt
werden.
Bei Kombinationen aus Sanftstarter 3RW30 und Leistungsschalter 3RV1
muss eventuell der Einstellwert des Leistungsschalters entsprechend korrigiert werden. Der Korrekturfaktor gibt das Maß der Veränderung an.
Beispiel:
Korrekturfaktor für den Stromeinstellwert des Leistungsschalters: 1,1
Gewähltes Gerät = 3RW3014-1CB14
Der angeschlossene Motor hat einen Motorbemessungsstrom von 5 A.
Der Einstellwert des Leistungsschalter muss geändert werden auf:
1,1 x 5 A = 5,5 A
8-20
SIRIUS 3R Systemhandbuch
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Halbleiter-Motor-Steuergerät 3RW3
Korrekturfaktor für
Stromeinstellwert des
Überlastrelais
Bei Kombinationen aus Sanftstarter 3RW30 + thermischem Überlastrelais
3RU1 oder Sanftstarter 3RW30 + elektronischem Überlastrelais 3RB10
muss der Einstellwert des Überlastrelais entsprechend korrigiert werden.
Der Korrekturfaktor gibt das Maß der Veränderung an.
Beispiel:
Korrekturfaktor für den Stromeinstellwert des Überlastrelais: 0,9
Gewähltes Gerät = 3RW3014-1CB14
Der angeschlossene Motor hat einen Motorbemessungsstrom von 5 A.
Der Einstellwert des Überlastrelais muss jetzt geändert werden auf:
0,9 x 5 A = 4,5 A
8.3.3 Übersichtstabellen: Korrekturfaktoren
In den nachfolgenden Tabellen werden die Korrekturfaktoren für den "Stromeinstellwert Leistungsschalter", "Gerätebemessungsstrom" und "Schalthäufigkeit" aufgeführt.
Die Werte zeigen den Unterschied zwischen Einsatz mit Lüfter (Zubehör)
und Einsatz ohne Lüfter.
Alle Korrekturfaktoren gelten über den kompletten Temperaturbereich; also
für 40 °C, 50 °C und 60 °C.
Die einzelnen Tabellen geben nacheinander die Werte an für:
Sanftstarter 3RW30/31 in Einzelaufstellung
Sanftstarter 3RW30/31+ Leistungsschalter 3RV1
Sanftstarter 3RW30/31+ Schütz 3RT1+ thermisches Überlastrelais 3RU1
Sanftstarter 3RW30/31+ Schütz 3RT1+ elektronisches Überlastrelais 3RB10
8.3.3.1Sanftstarter 3RW30/31 in Einzelaufstellung
Mindestabstand
Bei der Baugröße S00 (3RW301..) gilt für Einzelmontage ohne direkt angebaute Schaltgeräte bei senkrechter Einbaulage:
Um den erforderlichen Lichtbogenausblasraum zu gewährleisten, ist ein
Abstand zu geerdeten Teilen nach oben und unten von mindestens 50 mm
einzuhalten.
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8-21
Halbleiter-Motor-Steuergerät 3RW3
Korrekturfaktoren
3RW30/31
Sanftstarter 3RW30/31 in keiner Kombination mit anderen Schaltgeräten:
Die Baugröße des Leistungsschalters sollte so groß gewählt werden, dass
der errechnete Stromwert gerade noch einstellbar ist.
Ergeben sich kleinere Stromwerte, als beim angegebenen Leistungsschalter
einstellbar, ist der nächstkleinere Leistungsschalter zu verwenden.
8-22
SIRIUS 3R Systemhandbuch
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Halbleiter-Motor-Steuergerät 3RW3
1) = SIRIUS Sanftstarter 3RW301 .. Können nicht mit einem Lüfter ergänzt werden
8.3.3.3Kombination Schütz 3RT mit thermischen Überlastrelais 3RU1 und Sanftstarter 3RW3
Baugröße des Überlastrelais
Die Baugröße des Überlastrelais sollte so groß gewählt werden, dass der
errechnete Stromwert gerade noch einstellbar ist.
Ergeben sich kleinere als beim angegebenen Überlastrelais einstellbare
Stromwerte, ist das nächstkleinere Überlastrelais zu verwenden.
Achtung
Es ist nicht zulässig, das thermische Überlastrelais unterhalb der Kombination "Schütz - Verbindungsleitung - Sanftstarter" zu montieren.
Das Überlastrelais muss im Abzweig vor der Schütz - Verbindungsleitung Sanftstarter - Kombination eingebaut werden. Die angegebenen Korrekturfaktoren gelten nur für diese zulässige Montagereihenfolge.
Hutschiene 1:
Kombination aus Schütz
3RT
3RT
3RT1 und thermischem
Überlastrelais 3RU1
3RU1
3RW
3RU1
Hutschiene 2:
Sanftstarter 3RW3
Verbindungsleitung
3RW
Mindestabstände
Bild 8-11: Kombination 3RT+3RU1+3RW3
Aus thermischen Gründen ist ein Mindestabstand zwischen Schütz/Überlastrelais - Kombination und Sanftstarter und eine Mindestlänge der Verbindungsleitungen notwendig.
Folgende Tabelle gibt die Mindestabstände und Mindestlängen der Verbindungsleitung für die einzelnen Baugrößen an:
• Kombination Schütz 3RT1 - Verbindungsleitung - Kombination von Sanft-
starter 3RW30/31 mit angebautem elektronischem Überlastrelais 3RB10
3RT + 3RB10 + Verbindungsleitung + 3RW3
Hutschiene 1:
Kombination aus Schütz 3RT1 und
3RT
elektronischem Überlastrelais 3RB10
3RB10
Verbindungs-
Hutschiene 2:
Sanftstarter 3RW30/31
3RW
leitung
Mindestabstände
Bild 8-12: Kombination 3RT+3RB10+3RW3
Aus thermischen Gründen ist ein Mindestabstand zwischen Schütz/Überlastrelais - Kombination und Sanftstarter und eine Mindestlänge der Verbindungsleitungen notwendig.
Folgende Tabelle gibt die Mindestabstände und Mindestlängen der Verbindungsleitung für die einzelnen Baugrößen an:
Jedem SIRIUS 3RW-Sanftstarter liegt der folgende Warnhinweis bei, der
unbedingt beachtet werden muss:
Vorsicht
Dieses Gerät wurde im Werk sorgfältig geprüft und in Ordnung befunden.
Auf dem Weg zu Ihnen können u.U. Beanspruchungen aufgetreten sein, auf
die wir keinen Einfluss haben. Die Überbrückungsrelais im Hauptstromkreis
können sich in einem undefinierten Zustand befinden.
Im Interesse einer vollständigen Sicherheit ist bei der Inbetriebsetzung oder
nach einem Austausch des SIRIUS-Sanftstarters folgendes Vorgehen notwendig:
Legen Sie
zuerst
die Versorgungsspannung an A1/A2 an, um die Überbrük-
kungsrelais in einen definierten Schaltzustand zu bringen.
Schalten Sie
danach
den Hauptstromkreis (L1/L2/L3) ein.
Ansonsten kann der Motor unbeabsichtigt eingeschaltet werden und Schäden an Personen oder Anlagenteilen hervorrufen.
Einstellungen
3RW30
t
R on
u
S
3RW31
t
R1
u
S
8-30
Bild 8-15: Einstellungen, 3RW3
t
R off
t
R2
Hinweis
Bei der ersten Inbetriebnahme sollte die Einstellung der Potentiometer
"Rampenzeit" und "Startspannung" unverändert bleiben. Diese Einstellwerte
müssen im Versuchslauf ermittelt werden.
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Halbleiter-Motor-Steuergerät 3RW3
Einstellungen ändern
Startspannung
Rampenzeit
Auslaufzeit
Schalthäufigkeit
Die Potentiometereinstellungen werden vor jedem Schaltvorgang ("EIN"
oder "AUS") abgefragt.
Wenn z. B. während eines Motorhochlaufs die Einstellung des Potentiometers für die Startzeit geändert wird, dann wird dies erst beim nächsten Start
wirksam.
Die Startspannung sollte so eingestellt werden, dass der Motor zügig losläuft.
Die Rampenzeit sollte so eingestellt werden, dass der Motor innerhalb dieser Zeit hochlaufen kann.
Wenn die Sternzeit eines Stern-Dreieck-Anlaufs bekannt ist, kann die Rampenzeit auf diesen Wert eingestellt werden.
Mit dem Potentiometer "Auslaufzeit" wird die Dauer der Spannungsrampe
beim Auslauf eingestellt. Dadurch kann eine Verlängerung des Auslaufs
gegenüber dem freien Auslauf erreicht werden.
Wenn der Wert 0 eingestellt wird, dann erfolgt ein freier Auslauf.
Um eine thermische Überlastung der Geräte zu verhindern, ist unbedingt die
maximal zulässige Schalthäufigkeit einzuhalten und Korrekturfaktortabellen
(siehe Aufbaurichtlinien Kap. 8.3.2).
Anlaufzeit
Um optimale Betriebsbedingungen für den Sanftstarter 3RW3 zu erreichen
sollte die eingestellte Anlaufzeit ca. 1s länger sein als die sich ergebende
Motorhochlaufzeit, damit die internen Überbrückungskontakte nicht mit dem
Anlaufstrom belastet werden. Dies schont die internen Überbrückungskontakte und erhöht deren Lebensdauer. Längere Anlaufzeiten erhöhen die
thermische Belastung der Geräte und des Motors unnötig und führen zu
einer Reduzierung der zulässigen Schalthäufigkeit.
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8-31
Halbleiter-Motor-Steuergerät 3RW3
Lage der Anschlussklemmen
3RW30
Folgende Darstellung zeigt die Lage der Anschlussklemmen und der Einstellpotentiometer.
Baugröße S00
3RW301.
1 L1
L2 5 L3 IN1 A1
3
5
10
20s
0
max
min
5
10
20s
0
2
4
T1
T2 6 T3A2
Bild 8-16: Lage der Anschlussklemmen und der Einstellpotentiometer
Baugröße S0 bis S3
3RW302./303./304.
1 L1 3 L2 5 L3
1
A1A2
3RW
5
10
20s
0
max
min
5
10
20s
0
13 14/23 24
2 T1 4 T2 6 T3
3RW31
Die Sanftstarter 3RW31 gibt es in der Baugröße S0. Der äußere Unterschied
zum 3RW30 besteht in der Beschriftung der Kontakte und der Klemmen:
• Der "BYPASSED" - Hilfskontakt ist nicht vorhanden. Der freie Kontakt wird
dazu benutzt, um den notwendigen Ansteuerkontakt IN2 zum Umschalten
zwischen den beiden Rampenzeiten t
• Der 3 RW31 verfügt über keine Auslauframpe. Das Einstellpotentiometer,
mit dem beim 3RW30 die Auslaufzeit eingestellt wird, dient hier zum Einstellen der zweiten Rampenzeit t
• Der "ON" - Hilfskontakt ist nicht vorhanden
Leitungslänge der Steuerleitung
Um Probleme mit den Leitungskoppel-Kapazitäten auszuschließen, sollte die
Steuerleitung kürzer als 15 m sein. (Basis: Geräte mit Bemessungssteuerspeisespannung UC 24 V bis 50 m).
Um Störungen bei Steuerleitungen, die den Schaltschrank verlassen auszuschließen, sind Koppelglieder einzusetzen.
8.3.6 Betriebsmeldungen und Fehlerdiagnose
Betriebsmeldungen
LED READY
LED BYPASSEDDauerlichtin Überbrückung
Tabelle 8-14: Betriebsmeldungen 3RW30/31
Dauerlicht
Blinklicht
R2
und tR2 zu ermöglichen.
R1
.
Betriebsbereit
im Anlauf bzw. im Auslauf
8-32
SIRIUS 3R Systemhandbuch
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Halbleiter-Motor-Steuergerät 3RW3
y
Fehlerdiagnose
FehlverhaltenMögliche UrsacheAbhilfe
LED READY aus
• Versorgungsspannung zu niedrig
• Versorgungsspannung an A1, A2
kontrollieren und anpassen
• Fehlende Netzspannung• Sicherungen bzw. Netzschütz prüfen
keine Reaktion auf
• Phasenausfall
• Sicherungen bzw. Netzschütz prüfen
• Spannungen an L1 bis L3 kontrollieren
Steuereingang IN
(LED READY an)
• Falsche Leitung auf IN geschaltet
• Anschluss von IN nach Darstellung bei
Anschlussklemmen
• Fehlende Last• Motor anschließen
• Aus- und Wiedereinschalten
Motor startet direkt
(LED BYPASSED an)
der Netzspannung im Dauerbetrieb ohne Betätigung des
Steuereinganges IN
Tabelle 8-15: Fehlerdiagnose 3RW30/31
• Aus- und Einschalten des Netzschützes
immer in Verbindung mit Steuereingang
IN durchführen
8.3.7 Zeitdiagramm
An- und Auslaufverhalten
Folgendes Zeitdiagramm zeigt die Umschaltzeiten beim Ein- und Ausschalten:
L1-L2-L3
A1-A2
IN
pass
B
T1-T2-T3
U
N
U
S
Umschaltverzug ca. 30 ms
Einschaltverzug ca. 80 ms
Bild 8-17: An- und Auslaufverhalten
EIN
Befehl
AUS Befehl
EIN
Befehl
Umschaltverzug ca. 30 ms
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8-33
Halbleiter-Motor-Steuergerät 3RW3
y
g
g
y
g
g
g
g (
gg
Netzunterbrechung im
überbrückten Zustand
Wenn im überbrückten Zustand die Lastspannung abgeschaltet wird während die Hilfsspannung an den Klemmen A1/A2 weiterhin anliegt, dann führt
der Sanftstarter nach dem Wieder-Einschalten der Lastspannung einen
Direktstart des Motors durch. Um dies zu vermeiden, muss beim Wegfall
der Hauptspannung der Ein-Befehl weggenommen werden.
Folgende Grafik verdeutlicht das Verhalten bei Netzunterbrechung im überbrückten Zustand:
L1-L2-L3
A1-A2
IN
B
pass
T1-T2-T3
U
N
Direktstart
U
S
Einschalten der
Steuerspannun
Einschalten der
Hauptspannun
Hochlauf beendet
pass schließt
B
Ausfall der
Hauptspannun
Um einen Direktstart nach wiederkehr der
hauptspannun
der Hauptspannun
Einbefehl we
zu vermeiden muß bei Wegfall
Taus >= xx ms) der
enommen werden!
Startbefehl
Hauptspannun
kommt wieder
Bild 8-18: Netzunterbrechung im überbrückten Zustand
SIRIUS 3R Systemhandbuch
8-34
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8.4 Zubehör
Halbleiter-Motor-Steuergerät 3RW3
Für die Sanftstarter 3RW3 steht folgendes Zubehör zur Verfügung:
BeschreibungBestellnummer
Lüfter für 3RW3.2..3RW3926-8A
Ansteuerung des Lüfters
Lüfter für 3RW303..
und 3RW304..
Klemmenabdeckungen für Rahmenabde-
ckungen für 3RW303..
Klemmenabdeckungen für Rahmenabde-
ckungen für 3RW304..
Abschlussabdeckung für Schienenan-
schluss für 3RW304..
Verbindungsbausteine für Kombination
mit Leistungsschalter 3RV1
RC-Glied zur Ansteuerung aus SPS3TX7462-3T
Tabelle 8-16: Zubehör, 3RW30/31
3RA19.1-1A (Baugrößen S00 bis S3)
3RW3936-8A
3RT1936-4EA2
3RT1946-4EA2
3RT1946-4EA1
Der Lüfter wird von der Steuerelektronik des Sanftstarters angesteuert.
Er läuft zu den folgenden Zeiten:
• Einschalten des Lüfters: ca. 0,5 sec. nach dem Schließen der Bypasskontakte (Hochlauf-Ende-Meldung)
• Ausschalten des Lüfters: ca. 0,5 h nach dem Ausschalten des Sanftstarters
Lüfteranbau
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Der Lüfter wird in die vorgesehene Aussparung an der Unterseite des Sanftstarters eingeschnappt und das steckbare Kabel in den entsprechenden Stecker eingesteckt. Die Einbaurichtung ist auf dem Lüfter durch einen Pfeil
gekennzeichnet.
Eine zusätzliche Parametrierung ist nicht notwendig.
Durch diese Lüfterbaugruppen wird die Einbaulage des Starters beliebig.
Ausnahme: der Lüfter kann nicht entgegen der Konvektion von oben nach
unten blasen.
8-35
Halbleiter-Motor-Steuergerät 3RW3
Lüfteranbau
2
Bild 8-19: Zubehör: Lüfteranbau
1
Klemmenabdeckungen
Verbindungsbausteine
RC-Glied
Anschlussbeispiel RCGlied
Für zusätzlichen Fingerschutz können für die Baugrößen S2 und S3 die
Klemmenabdeckungen der Schütze 3RT1 derselben Baugrößen verwendet
werden. Die Montage an den Sanftstarter entspricht der Montage an den
Schützen.
Für den Bau von Sicherungslosen Abzweigen (Sanftstarter + Leistungsschalter 3RV) stehen die gleichen Verbindungsbausteine zur Verfügung, die auch
für die Kombinationen Schütz 3RT + Leistungsschalter 3RV verwendet werden.
Beachten Sie dazu die Hinweise und Zuordnungstabellen im Kapitel 8.3.2
"Aufbauvorschriften".
Wenn der Sanftstarter 3RW30/31 aus einer SPS mit Triac oder Thyristorausgang angesteuert werden soll, kann mit einem RC-Glied Fehlverhalten vermieden werden. Wenn ein Leckstrom von mehr als 1 mA vorliegt, dann kann
der Sanftstarter ohne RC-Glied den entstehenden Spannungsabfall am Eingang als "EIN"-Befehl sehen.
Hilfsspannung
8-36
RC-Glied
A2
3RW30/31...
Bild 8-20: Anschlussbeispiel mit RC-Glied
A1
SPS-Steuer Kontakt
IN1
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8.5 Montage und Anschluss
1
8.5.1 Montage
Schnappbefestigung
Die Sanftstarter 3RW30 werden ohne Werkzeug auf 35 mm Hutschienen
nach DIN EN 50 022 geschnappt.
Der Starter wird auf die obere Kante der Hutschiene aufgesetzt und nach
unten gedrückt, bis er auf der unteren Kante der Hutschiene aufschnappt.
Die Baugrößen S00 und S0 lassen sich ähnlich einfach demontieren: Die
Starter werden nach unten gedrückt, so dass der Zug der Befestigungsfeder
gelockert wird und der Starter abgenommen werden kann.
Bei den Baugrößen S2 und S3 erfolgt die Entlastung dieser Befestigungsfeder durch eine Lasche, die auf der Unterseite des Starters von einem
Schlitzschraubendreher gezogen werden kann.
Halbleiter-Motor-Steuergerät 3RW3
8.5.2 Anschluss
Schraubanschluss
Anschlussquerschnitte
∅
5 ... 6 mm / PZ2
111
------------
Die elektronischen Sanftstarter 3RW3 stehen in SIGUT‚ - Anschlusstechnik
in Verbindung mit Plus-Minus-POZIDRIV 2 Schrauben zur Verfügung.
Folgender Tabelle können die zulässigen Anschlussquerschnitte für die elektronischen Sanftstarter 3RW30 entnommen werden:
3RW301.
L1 L2 L3
A1/A2; NO/NC
0,8 bis 1,2 Nm
7 bis 10,3 lb.in
2 x (0,5 bis 1,5 mm²)
2 x (0,75 bis 2,5 mm²)
2 x (0,5 bis 2,5 mm²)
3RW302.
3RW312.
L1 L2 L3
2 bis 2,5 Nm
18 bis 22 lb.in
2 x (1 bis 2,5 mm²)
2 x (2,5 bis 6 mm²)
2 x (1 bis 2,5 mm²)
2 x (2,5 bis 6 mm²)
3RW303.
L1 L2 L3
∅
5 ... 6 mm /
PZ2
11
11
3 bis 4,5 Nm
27 bis 40 lb.in
2 x (0,75 bis 16 mm²)2 x (2,5 bis 16 mm²)
2 x (0,75 bis 16 mm²)
1 x (0,75 bis 25 mm²)
2 x (0,75 bis 25 mm²)
1 x (0,75 bis 35 mm²)
3RW304..
L1 L2 L3
min
22
4
4 bis 6 Nm
35 bis 53 lb.in
2 x (2,5 bis 35 mm²)
1 x (2,5 bis 50 mm²)
2 x (10 bis 50 mm²)
1 x (10 bis 70 mm²)
AWG
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2 x (18 bis 14)
Tabelle 8-17: Anschlussquerschnitte, 3RW30/31
2 x (14 bis 10)
AWG
2 x (18 bis 3)
1 x (18 bis 2)
AWG
2 x (10 bis 1/0)
1 x (10 bis 2/0)
8-37
Halbleiter-Motor-Steuergerät 3RW3
8.5.3 Schaltpläne
Für die Verschaltung des Sanftstarters 3RW3 gibt es zwei mögliche Varianten:
• Ansteuerung über Taster und Selbsthaltung des EIN - Tasters über den
"ON" Hilfskontakt des 3RW3
• Ansteuerung über einen Schalter
L3RW30
L1(L+)
N(L-)
A2
Bild 8-21: Schaltpläne, 3RW3
ON/OFF
1
A1
3RW302.
3RW303./3RW304
L1 (L+)
N (L-)
OFF
A1A21
L1 (L+)
K1
IN1
A1
A2
N (L-)
OFF
ON
K1
K1
F1
K1
3RT
3RV
3RU/3RB10
I >
13 14/23 24
ON
Bild 8-22: Schaltpläne, 3RW30
3 ~
3RW30
M
3RW30
M
3 ~
8-38
SIRIUS 3R Systemhandbuch
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3RW31
A1
1
ON/OFF
A2
2
ON/OFF
Ramp 1
Ramp 2
A1A21
K1
2
K2
L1 (L+)
N (L-)
N (L-)
L1 (L+)
OFF
ONON
K1
K1
K1K2
K2
K2
Ramp 1Ramp 2
F2
F3
M
3 ~
. /.P
F1
3RU/3RB10
3RT
3RU/3RB10
3RT
K2
K1
F2
F3
3RW31
Halbleiter-Motor-Steuergerät 3RW3
Automatikbetrieb
Ansteuerung über SPS
Bild 8-23: Schaltpläne, 3RW31
Ein direkter Start des Sanftstarters ist möglich, sobald an den Klemmen A1
und A2 die Hilfsspannung anliegt. Dazu ist eine Brücke zwischen dem Hilfsspannungskontakt A1 und dem Ansteuerkontakt IN notwendig.
Dabei ist zu beachten, dass:
• je nach Baugröße eine Einschaltverzugszeit bis max. 4 s auftreten kann
• nach dem Ausschalten der Hilfsspannung ein Sanftauslauf nicht mehr
möglich ist
Der Sanftstarter 3RW3 kann über eine speicherprogrammierbare Steuerung
SPS angesteuert werden. Die Verschaltung ist die gleiche wie bei der
Ansteuerung über Schalter.
Achtung
Achten Sie immer auf den richtigen Anschluss von A1 und A2! Verpolungen
können das Gerät zwar nicht zerstören, können aber zu Fehlfunktionen führen.
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8-39
Halbleiter-Motor-Steuergerät 3RW3
Ansteuerung eines
Motors mit elektromechanischer Bremse
Eine aus der Hauptspannung (L1/L2/L3) gespeiste elektromechanische
Bremse sollte nicht direkt in den Ausgang des Sanftstarters geschaltet werden. Die Ansteuerung einer elektromechanischen Bremse sollte über ein
separates Schütz erfolgen (im folgenden Schaltplan K1):
L1
L2
L3
Q1
I>> I>> I>>
L+
L -
F
K1
L2
K1
BR
BR2
G1
L1
T1
U
L3
3RW30
T2
T3
V
W
M
k
3
A1
A2
ON
13
IN
BYPASSED
23
14
Ue
Us
AUS
AN
24
A1
K1
A2
Bild 8-24: Motoransteuerung mit elektromechanischer Bremse
8-40
SIRIUS 3R Systemhandbuch
GWA 4NEB 430 0999-01a
Halbleiter-Motor-Steuergerät 3RW3
8.6 Maßbilder
k
j
i
l
b
mmabcdef gh i j k lmn
3RW301.
3RW302./3RW312.
3RW303.
3RW304.
BemessungssteuerspeisespannungVUC 24UC 110 bis 230
BemessungssteuerspeisestrommA ca. 50ca. 25 bis 20
Bemessungsfrequenz bei ACHz 50/60 ± 10 %
Leistungselektronik
Ty p3RW3. ..-1.B.43RW3. ..-1.B.53RW30 . .-
Arbeitsbereich SpannungVAC 200 bis 460 3-phasig
(± 10 %)
AC 460 bis 575 3-phasig
(± 10 % - 15 %)
BemessungsfrequenzHz 50/60 ± 10 %
Zulässige AufstellungshöheReduzierung von
bis 1000 m NN
bis 2000 m NN
bis 3000 m NN
bis 4000 m NN
Einbaulageohne Zusatzlüfter
mit Zusatzlüfter
Ty p
Baugröße
Dauerbetrieb (% von
Minimale Last
)%100
I
e
2
) (% von
); bei 40 °C%4
I
e
I
E
1
)
3
)
100 %
92 %
85 %
78 %
Die Sanftstarter sind für Betrieb auf vertikaler Befestigungsebene ausgelegt.
Beliebige Einbaulage (außer vertikal um 180 ° gedreht)
3RW30 1.
S00
3RW3. 2.
S0
3RW30 3.
S2
3RW30 4.
S3
Zulässige Umgebungstemperatur°C –25 bis +60 (ab 40 °C Derating siehe unten)
Schaltvermögen der Hilfskontakte230 V/AC-15
230 V/DC-13
24 V/DC-13
4
A
)
4
A
)
4
A
)
3
0,1
1
3
0,1
1
3
0,1
1
Ty p3RW30 143RW30 163RW30 243RW30 253RW30 26
Belastbarkeit
Bemessungsbetriebsstrom
nach IECbei 40/50/60 °C, AC-53bA6/5/49/8/712,5/11/916/14/1225/21/18
Bemessungsbetriebsstrom
nach UL/CSAbei 40/50/60 °C, AC-53bA4,8/4,8/47,8/7,8/711/11/917,5/14/1225/21/18
Verlustleistung
Verlustleistung
bei Dauerbemessungsbetriebsstrom (40 °C) ca.W577913
bei Ausnutzung der max. SchaltfrequenzW 56789
I
e
I
e
Zulässige Starts pro Stunde ohne Einsatz eines Lüfters
bei Aussetzbetrieb S4,
Einschaltdauer ED = 30 %; Einzelaufstellung%250 x
= 40 °C1/h 60403012
T
u
, 2 s300 x
I
e
I
e
, 2 s
Zulässige Starts pro Stunde bei Einsatz eines Lüfters
3
)5421
bei Aussetzbetrieb S4,
= 40 °C
T
u
1/h –
Einschaltdauer ED = 30 %; Einzelaufstellung
Pausenzeit nach Dauerbetrieb
mit
vor erneutem Start
I
e
Schutzart
nach IEC 60 529IP 20 (Anschlussraum IP 00)
s0200
Anschlussquerschnitte
Schraubanschluss
(1 oder 2 Leiter anschließbar)
für Normschraubendreher
Größe 2 und Pozidriv 2
Hilfsleiter:
eindrähtig
feindrähtig mit Aderendhülse
AWG-Leitungen,
ein- oder mehrdrähtig
- Anschlussschrauben
- Anzugsdrehmoment
2
2 x (0,5 bis 1,5); 2 x (0,75 bis 2,5) gemäß IEC 60 947; max. 2 x (0,75 bis 4)
mm
2
2 x (0,5 bis 1,5); 2 x (0,75 bis 2,5)
mm
AWG 2 x (18 bis 14)
M 3, PZ2
Nm
lb.in
0,8 bis 1,0
7,1 bis 8,9
0,8 bis 1,0
7,1 bis 8,9
Hauptleiter:
eindrähtigmm
feindrähtig mit Aderendhülse mm
mehrdrähtigmm
2
2 x (0,5 bis 1,5)
2 x (0,75 bis 2,5)
2
2 x (0,5 bis 2,5)2 x (1 bis 2,5)
2
––
2 x (1 bis 2,5)
2 x (2,5 bis 6)
2 x (2,5 bis 6)
1AA12
AC 115 bis
240 1-phasig
(±10 %)
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Halbleiter-Motor-Steuergerät 3RW3
Ty p3RW30 143RW30 163RW30 243RW30 253RW30 26
AWG-Leitungen,
ein- oder mehrdrähtigAWG 2 x (18 bis 14)2 x (14 bis 10)
- AnschlussschraubenM 3, PZ2M 4, PZ2
- AnzugsdrehmomentNm
1)Über 4000 m auf Anfrage.
2)Der Motorbemessungsstrom (Angabe auf dem Motortypschild) sollte mindestens die angegebene Prozentzahl des SIRIUS Sanftstarters
Gerätebemessungsstromes
betragen.
I
e
3)Bei der Baugröße S00 ist der Einbau des als Zubehörteil lieferbaren Lüfters nicht möglich.
4)Die Baugröße S00 verfügt nicht über Hilfskontakte.
CISPR 11/09.1990Grenzwert der Klasse B bei 30 bis 1000 MHz
CISPR 11/09.1990
EN 60 947-4-2
Schärfegrad 3, 10 V/m
Frequenzbereich: 80 bis 1000 MHz mit 80 % bei 1 kHz
10 V bei 0,15 bis 80 MHz
3 V bei 10 kHz bis 80 MHz
(0,15 bis 30 MHz): Geräteklasse A (Industrie)
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SIRIUS 3R Systemhandbuch
GWA 4NEB 430 0999-01a
8.7.2 Kurzschlussschutz und Sicherungszuordnungen
Die Vorschrift DIN VDE 0660 Teil 102/IEC 60947-4-1 unterscheidet zwei
Zuordnungsarten, die als Zuordnungsart 1 und Zuordnungsart 2 bezeichnet
werden. Bei beiden Zuordnungsarten wird der zu beherrschende Kurzschluss sicher abgeschaltet. Unterschiede bestehen lediglich im Schädigungsgrad des Geräts nach einem Kurzschluss.
Halbleiter-Motor-Steuergerät 3RW3
Zuordnungsart 1
Zuordnungsart 2
Maximaler Kurzschlussstrom
Motorabzweig:
Zuordnungsart 1
Motorabzweig:
Zuordnungsart 2
Der Motorabzweig darf nach jeder Kurzschlussabschaltung funktionsfähig
sein. Beschädigungen des Sanftstarters sind möglich. Der Leistungsschalter
selbst erreicht immer Zuordnungsart 1.
Nach einem Kurzschlussfall darf keine Beschädigung des Sanftstarters oder
eines anderen Schaltgerätes aufgetreten sein; lediglich die Kurzschlusssicherung ist zerstört. Der eigentliche Motorabzweig kann nach der Erneuerung der Kurzschlusssicherung sofort wieder in Betrieb genommen werden.
Alle angegebenen Sicherungsauslegungen berücksichtigen einen maximalen
Kurzschlussstrom von 50 kA. Somit ist gewährleistet, dass Kurzschlüsse
von 50 kA ohne Gefährdung von Personen und Anlage abgeschaltet werden
können.
Projektierungshinweis:
Bei Motorabzweigen empfiehlt sich der sicherungslose Aufbau, d. h. die
Kombination von Leistungsschalter 3RV und Sanftstarter 3RW30. Damit
wird die Zuordnungsart 1 erreicht.
Soll ein Motorabzweig "Zuordnungsart 2" aufgebaut werden, muss der
Abzweig sicherungsbehaftet aufgebaut werden, d. h. es muss ein Überlastschutz für den Motor vorgesehen werden.
Dazu kann verwendet werden:
• Ganzbereichssicherung 3NE1, die Leitungs- und Halbleiterschutz vereint
• Halbleiterschutzsicherung 3NE8, bei der eine zusätzliche Absicherung der
Leitung vorgesehen werden muss
Vergleich der Zuordnungsarten 1 und 2
SIRIUS 3R Systemhandbuch
GWA 4NEB 430 0999-01a
Die Aufbauvariante nach Zuordnungsart 2 erfordert höhere Kosten als die
nach Zuordnungsart 1, deshalb wird der sicherungslose Aufbau (Zuordnungsart 1) empfohlen. Vorteile sind:
• weniger Komponenten im Schaltschrank
• weniger Verdrahtungsaufwand
• weniger Schaltschrankplatz
• günstigerer Preis
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Halbleiter-Motor-Steuergerät 3RW3
Sicherungsauslegung
mit SITOR 3NE1..-0
Folgende Tabelle gibt die Sicherungsauslegung (Zuordnungsart 2) an für
3RW30/31 mit SITOR Sicherungen 3NE1..-0 (Kurzschluss- und Leitungsschutz); Max. Kurzschlussstrom 50 kA:
3) Sicherungszuordnung mit Ganzbereichssicherungen nicht möglich; es
kann auf reine Halbleiterschutzsicherungen plus Leistungsschalter
zurückgegriffen werden (siehe folgende Tabelle)
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SIRIUS 3R Systemhandbuch
GWA 4NEB 430 0999-01a
Halbleiter-Motor-Steuergerät 3RW3
Sicherungsauslegung
mit SITOR 3NE8
Folgende Tabelle gibt die Sicherungsauslegung (Zuordnungsart 2) an für
3RW30/31 mit SITOR Sicherungen 3NE8 (Halbleiterschutz durch die Sicherung; Leitungs- und Überlastschutz erfolgt durch den Leistungsschalter);
Max. Kurzschlussstrom 50 kA/400 V:
1) Zuordnung mit reinen Halbleiterschutzsicherungen nicht möglich; es
kann auf Ganzbereichssicherungen 3NE1..-0 zurückgegriffen werden
(siehe oben stehende Tabelle)
2) Auswahl und Einstellung des Leistungsschalters erfolgt nach dem
Motorbemessungsstrom
3) Mengeneinheit beachten
Soll der Motor nach UL-Bestimmungen aufgebaut werden, so ist die Bestellnummer der Sicherung mit 3NE80..-1 anzugeben.
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Halbleiter-Motor-Steuergerät 3RW3
Sicherungslose Ausführung
Folgende Tabelle gibt die Komponenten der sicherungslosen Ausführung
(Zuordnungsart 1) an für 3RW30/31; Kurzschlussstrom 50 kA/400 V: