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Elektro-Toolbox
von Felix Albers, Betriebselektriker
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Elektro-Toolbox — Motorschutz einstellen
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Motorschutzrelais richtig einstellen

Ein Motorschutzrelais wird auf den Bemessungsstrom vom Typenschild eingestellt. Beim Stern-Dreieck-Anlauf hängt der Einstellwert davon ab, wo das Relais sitzt: in der Motorleitung fließt nur der Strangstrom, also rund das 0,58-Fache.

Einstellwert für Motorschutzrelais und Motorschutzschalter aus dem Typenschildstrom: direkt, beim Stern-Dreieck-Anlauf je nach Einbauort, dazu die Auslösezeit der Auslöseklasse beim 7,2-fachen Einstellstrom.

I_E = I_N | Stern-Dreieck, Relais in der Motorleitung: I_E = I_N / √3 ≈ 0,58 · I_N
Vom Typenschild, für die Schaltung am Netz
A
Steht am Einstellrad, sonst leer lassen
A
Einstellwert am Relais — Richtwert
– A
Bemessungsstrom vom Typenschild eingeben
Richtwert, keine Auslegung. Der Rechner setzt den Typenschildstrom in die Regeln aus dem Eaton Schaltungsbuch ein. Welche Schaltung wirklich verbaut ist, wo das Relais sitzt und welche Kennlinie es hat, zeigen der Schaltplan und die Angaben des Herstellers. Die maximale Vorsicherung, die auf jedem Relais steht, gehört immer dazu.
Formel und Einbauort beim Stern-Dreieck-Anlauf
Direktanlauf: IE = IN  ·  Stern-Dreieck, Relais in der Motorleitung: IE = IN / √3 ≈ 0,58 · IN

Das Eaton Schaltungsbuch (S. 3-18) sagt es knapp: eingestellt wird auf den Motorbemessungsstrom, nicht tiefer und nicht höher. Ein zu tief eingestelltes Relais lässt den Motor nicht voll arbeiten, ein zu hoch eingestelltes schützt ihn nicht vollwertig gegen Überlast.

Beim Stern-Dreieck-Anlauf kommt es darauf an, durch welche Leitung der Strom des Relais fließt. Eaton zeigt drei Einbauorte (S. 3-24, erklärt auf S. 3-40 und 3-41):

Relais sitztEinstellungSchutz in SternstellungUmschaltzeit laut Eaton
in der Motorleitung hinter dem Netzschütz (U1, V1, W1)0,58 · INvoller Schutzunter 15 s
in der Netzzuleitung1 · INnur bedingter Schutz15 bis 40 s
in der Verbindung Dreieckschütz – Sternschütz0,58 · INkein Schutzüber 40 s

In der Motorleitung liegt das Relais in Reihe mit einer Wicklung. Im Dreieck fließt dort nur der Strangstrom, und der ist um den Faktor √3 kleiner als der Außenleiterstrom auf dem Typenschild. Das Relais wirkt auch in der Sternschaltung. In der Netzzuleitung führt das Relais im Dreieck den vollen Strom. Im Stern verlängert sich seine Auslösezeit laut Eaton etwa auf das 4- bis 6-Fache, es schützt dann noch gegen Nichtanlauf. In der Dreieck-Verbindung fließt im Stern gar kein Strom durch das Relais. Diese Anordnung ist für sehr schwere, lange Anläufe gedacht, etwa bei Zentrifugen.

Auslöseklassen CLASS 10 A, 10, 20 und 30

Die Auslöseklasse legt nach IEC/EN 60947-4-1 fest, wie schnell ein Überlastrelais bei hohem Strom auslöst, passend zum Anlauf: von Normalanlauf bis Schweranlauf (Eaton Schaltungsbuch, S. 3-19). Beim 7,2-fachen Stromeinstellwert gilt (S. 3-20):

AuslöseklasseAuslösezeit beim 7,2-fachen Einstellstrom
10 Amehr als 2 s, höchstens 10 s
10mehr als 4 s, höchstens 10 s
20mehr als 6 s, höchstens 20 s
30mehr als 9 s, höchstens 30 s

Je höher die Klasse, desto länger darf der Motor hochlaufen, bevor das Relais auslöst. Welche Klasse zu deinem Antrieb passt, hängt an Anlaufstrom und Anlaufdauer. Die Kennlinie des Herstellers zeigt das genau.

Wann das Relais auslöst und wann nicht

Ein richtig eingestelltes Motorschutzrelais löst aus, wenn der Motor mehr Strom zieht: bei mechanischer Überlastung, bei Unterspannung oder Phasenausfall unter etwa voller Last und wenn der Läufer blockiert und der Motor nicht anläuft (Eaton Schaltungsbuch, S. 3-18).

Nicht rechtzeitig schützen kann es, wenn sich der Motor erwärmt, ohne mehr Strom zu ziehen: bei Feuchtigkeit, schlechter Kühlung durch Schmutz oder zu kleine Drehzahl, Wärme von außen oder verschlissenen Lagern (S. 3-19). Für Motoren mit beeinträchtigter Kühlung nennt Eaton eingebaute Thermofühler als besonders geeignet (S. 10-23).

Löst das richtig eingestellte Relais zu oft aus, ist laut Eaton entweder die Belastung zu verringern oder ein größerer Motor einzusetzen. Den Strom unter Last misst du als Elektrofachkraft mit der Stromzange. Den Strom zu einer Motorleistung rechnest du mit dem Motor-Bemessungsstrom.

Fragen aus der Praxis

Beispiel aus der Praxis

Ein Lüfter mit 7,5 kW läuft über eine Stern-Dreieck-Schützschaltung. Auf dem Typenschild steht 400/690 V Δ/Y, 13,9/8,0 A. Das Motorschutzrelais sitzt wie im Plan hinter dem Netzschütz in den Leitungen zu U1, V1 und W1. Es hat den Einstellbereich 6 bis 10 A und CLASS 10.

IE = IN / √3 = 13,9 A / √3 = 8,03 A
7,2 · IE = 7,2 · 8,03 A = 57,8 A → Auslösung nach mehr als 4 s, höchstens 10 s

Das Relais wird auf rund 8 A gestellt. Das liegt im Einstellbereich 6 bis 10 A. Wer hier 13,9 A einstellen wollte, käme gar nicht hin, und das Relais würde den Motor im Dreieck nicht schützen. Läuft der Lüfter im Stern länger als 15 s hoch, lohnt der Blick in den Plan und zum Hersteller: Eaton sieht für längere Umschaltzeiten andere Einbauorte vor.

Worauf stelle ich das Motorschutzrelais ein?

Auf den Bemessungsstrom vom Typenschild, und zwar für die Schaltung, in der der Motor am Netz läuft. Bei einem Motor mit 400/690 V am 400-V-Netz ist das der Dreieckstrom, bei 230/400 V der Sternstrom. Ausnahme ist der Stern-Dreieck-Anlauf mit dem Relais in der Motorleitung oder in der Dreieck-Verbindung: Dort gehört es auf das 0,58-Fache. Auch einen Motorschutzschalter stellt man auf den Motornennstrom ein (Eaton Schaltungsbuch, S. 4-37).

Warum 0,58 · IN beim Stern-Dreieck-Anlauf?

Weil das Relais in der Motorleitung in Reihe mit einer Wicklung liegt. Im Dreieck fließt durch die Wicklung nur der Strangstrom IN / √3. 1 / √3 sind gerundet 0,58. Bei 13,9 A auf dem Typenschild sind das 8,03 A. Sitzt das Relais dagegen in der Netzzuleitung, wird es auf den vollen Typenschildstrom gestellt.

Was bedeutet CLASS 10 auf dem Motorschutzrelais?

Das ist die Auslöseklasse nach IEC/EN 60947-4-1. Beim 7,2-fachen Einstellstrom löst ein Relais der Klasse 10 nach mehr als 4 s und spätestens nach 10 s aus. Klasse 20 lässt mehr als 6 s bis 20 s zu, Klasse 30 mehr als 9 s bis 30 s. Höhere Klassen sind für Motoren mit langem, schwerem Anlauf.

Darf ich den Motorschutz höher drehen, wenn er auslöst?

Nein. Ein zu hoch eingestelltes Relais schützt den Motor nicht mehr vollwertig gegen Überlast. Löst das richtig eingestellte Relais zu oft aus, muss nach dem Eaton Schaltungsbuch entweder die Belastung sinken oder ein größerer Motor her. Vorher lohnt die Suche nach der Ursache: Blockade, Phasenausfall, Unterspannung. Einen höheren Einstellwert nennt Eaton nur für Sonderfälle wie den Schalthäufigkeitsbetrieb (S. 3-18), und auch dann ohne vollwertigen Überlastschutz. Das gehört in die Planung, nicht in die Störungssuche.

Was bedeutet 13-14 am Schütz? → Kurz erklärt im Wissen-Bereich, mit Beispiel. Schütz auswählen: Was bedeuten AC-1, AC-3, AC-4, AC-15 und DC-13? → Kurz erklärt im Wissen-Bereich, mit Beispiel. Wie funktioniert die Stern-Dreieck-Schaltung? → Kurz erklärt im Wissen-Bereich, mit Beispiel. Motorschutzschalter in 3D geöffnet → Einstellrad, Bimetalle und Magnetauslöser: So schützt er den Motor vor Überlast und Phasenausfall. Schütz in 3D zerlegt → Spule, Anker und Kontakte: So schaltet ein Schütz, mit Knopf zum Ein- und Ausschalten. Asynchronmotor in 3D zerlegt → Jedes Bauteil einzeln gezeigt und erklärt, vom Klemmbrett bis zum Käfigläufer. Motorklemmbrett in 3D: Stern und Dreieck → Brücken, Wicklungsenden und Klemmen: So wird ein Motor in Stern oder Dreieck geklemmt.
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Geprüft aus der Praxis: erstellt von Felix Albers, Elektroniker für Energie- und Gebäudetechnik, Betriebselektriker in der Industrie. Die Rechenwege folgen den genannten Normen; Richtwerte ersetzen keine Messung und keine Planung durch eine Elektrofachkraft. Stand: · Quellen & Normstand