Motorschutzrelais richtig einstellen

I_E = I_N | Stern-Dreieck, Relais in der Motorleitung: I_E = I_N / √3 ≈ 0,58 · I_N

Bemessungsstrom I_N (A)

Vom Typenschild, für die Schaltung am Netz

Anlauf und Einbauort des Relais

Auslöseklasse CLASS (steht auf dem Relais)

Einstellbereich von

Steht am Einstellrad, sonst leer lassen

Einstellbereich bis

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: I_E = I_N · Stern-Dreieck, Relais in der Motorleitung: I_E = I_N / √3 ≈ 0,58 · I_N

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 sitzt	Einstellung	Schutz in Sternstellung	Umschaltzeit laut Eaton
in der Motorleitung hinter dem Netzschütz (U1, V1, W1)	0,58 · I_N	voller Schutz	unter 15 s
in der Netzzuleitung	1 · I_N	nur bedingter Schutz	15 bis 40 s
in der Verbindung Dreieckschütz – Sternschütz	0,58 · I_N	kein Schutz	über 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):

Auslöseklasse	Auslösezeit beim 7,2-fachen Einstellstrom
10 A	mehr als 2 s, höchstens 10 s
10	mehr als 4 s, höchstens 10 s
20	mehr als 6 s, höchstens 20 s
30	mehr 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.