Teilwicklungsanlauf

Der Teilwicklungsanlauf ist eine Methode, die bei Drehstrommotoren zur Reduzierung des Anlaufstromes eingesetzt wird. Dieses Anlassverfahren wird in der Kältemaschinentechnik als Standardverfahren weltweit eingesetzt.

Schaltungsaufbau

Beschaltung

Für dieses Anlassverfahren ist ein spezieller Drehstromasynchronmotor mit getrennten Drehstromwicklungen erforderlich. Die im Stator getrennten Teilwicklungen sind intern verkettet (Sternschaltung).^[1] Es gibt Motoren mit zwei gleichstark dimensionierten Wicklungssträngen (1/2 + 1/2) und Motoren mit unterschiedlich stark dimensionierten Wicklungssträngen (2/3 + 1/3). Die Wicklungen sind jeweils für die Bemessungsspannung ausgelegt.

Die Schaltung besteht aus zwei Hauptschützen. Zum Einschalten des zweiten Hauptschützes wird ein Zeitrelais verwendet. Jeder Wicklungsstrang wird über ein separates Motorschutzrelais vor Überlastung geschützt. Beim Anlauf wird nur ein Wicklungsstrang eingeschaltet. Eine Sekunde nach dem Einschalten der ersten Wicklungsgruppe wird die zweite Wicklungsgruppe parallel geschaltet.^[2]

Betriebsverhalten des Motors

Schematischer Stromverlauf

Das Zuschalten der zweiten Stufe erfolgt annähernd ruckfrei. Insbesondere kommt es hierbei nicht zu einer kurzzeitigen Unterbrechung der Stromversorgung, wie es bei Stern-Dreieck-Umschaltung unvermeidlich ist. Siehe Bild.

Bei Motoren mit gleichstark dimensionierten Wicklungssträngen wird der Anlaufstrom I_A auf etwa 55 % begrenzt, das Drehmoment M_A beträgt 50 % des Anlaufmoments eines gleichstarken Drehstromasynchronmotors. Bei Motoren mit unterschiedlich stark dimensionierten Wicklungssträngen (2/3 + 1/3) beträgt das Anlaufmoment M_A 65 % des Anlaufmomentes von Drehstromasynchronmotoren mit Direktstart. Der Anlaufstrom I_A wird hierbei auf 65 % begrenzt.^[3]

Da in der Anlaufphase nur die erste Teilwicklung eingeschaltet ist, kommt es zu einer unsymmetrischen Feldverteilung. Diese wiederum verursacht zusätzliche Oberfelder mit entsprechenden Oberfeldmomenten. Dadurch wird unter Umständen ein vollständiger Hochlauf des Motors verhindert und der Motor bleibt dadurch während der Hochlaufphase bei einer Satteldrehzahl hängen. Dieses Verhalten macht sich insbesondere bei Motoren mit gleichstark dimensionierten Wicklungssträngen bemerkbar.^[4]

Vor- und Nachteile

Verglichen mit der Stern-Dreieck-Schaltung ergeben sich folgende Vor- und Nachteile:

Vorteile

• Geringerer Schaltgeräteaufwand
• Besseres Anlaufmoment
• Günstige Anlaufeigenschaften
• Ruckfreies Umschalten

Nachteile

• Spezialmotoren erforderlich
• Höherer Anlaufstrom
• Motor kann bei einer Satteldrehzahl hängen bleiben

Einzelnachweise

1. ↑ Danfos Tipps aus der Praxis
2. ↑ Elektrische Steuerung eines Kaltwassersatzes mit Schraubenverdichter
3. ↑ Teilwicklungsanlauf mit Serienmotor bei Blockverdichtern (Betriebsanleitung)
4. ↑ Patentschrift EP20070107336: Electric machine with part winding circuit

Weblinks

• Part Winding (englisch)