Motorschutzschalter: Aufbau in 3D

Motorschutzschalter einstellen und Auslösungen deuten

Auf welchen Strom genau

Eaton sagt es knapp: Eingestellt wird auf den Motorbemessungsstrom, nicht tiefer und nicht höher. Ein zu tief eingestellter Schutz verhindert die volle Ausnutzung des Motors, ein zu hoch eingestellter bietet keinen vollwertigen Überlastschutz (Schaltungsbuch 10/23, S. 3-18). Bei seinen Motorschutzschaltern PKZM nennt Eaton Bimetallauslöser, die phasenausfallempfindlich und temperaturkompensiert sind, und Kurzschlussauslöser, die fest auf das 15,5-Fache von I_u eingestellt sind, dem Bemessungsdauerstrom des Geräts (S. 4-36). Andere Hersteller haben andere Werte, sie stehen im Datenblatt.

Auslöseklassen

Wie lange der Überlastschutz einen Anlaufstrom duldet, legt die Auslöseklasse nach IEC/EN 60947-4-1 fest. Eaton nennt die Klassen 10 A, 10, 20 und 30 für Anlaufbedingungen vom Normalanlauf bis zum Schweranlauf (S. 3-19). Beim 7,2-Fachen des Einstellstroms muss ein Relais der Klasse 10 nach mehr als 4 und höchstens 10 Sekunden auslösen, Klasse 20 nach mehr als 6 und höchstens 20 Sekunden, Klasse 30 nach mehr als 9 und höchstens 30 Sekunden (S. 3-20). Ein Motor, der eine schwere Last wie einen großen Lüfter oder eine Zentrifuge lange hochfahren muss, braucht deshalb eine höhere Klasse, sonst löst der Schutz bei jedem Anlauf aus.

Auslösung deuten

Löst der Schutz nach längerem Betrieb aus, war der Strom zu hoch: mechanische Überlast, Unterspannung, Phasenausfall oder ein blockierter Antrieb, so nennt es Eaton (S. 3-18). Löst er gleich beim Anlauf aus, ist der Anlauf zu lang für die Auslöseklasse, der Antrieb klemmt, oder der Kurzschlussauslöser hat angesprochen. Viele Geräte zeigen am Griff, ob sie ausgelöst haben. Eaton führt dafür als Zubehör Normalhilfsschalter und Ausgelöstmelder (S. 4-36): Der Normalhilfsschalter meldet die Schaltstellung, der Ausgelöstmelder zusätzlich, dass der Schalter ausgelöst hat.

Einphasen- und Gleichstrommotoren

Ein dreipoliger Motorschutz mit Phasenausfallempfindlichkeit würde bei einem Einphasenmotor einen Phasenausfall erkennen und vorzeitig auslösen. Eaton schreibt deshalb vor, dass bei ein- oder zweipoliger Schaltung alle drei Pole des Motorschutzrelais vom Strom durchflossen werden (S. 3-19). In der Praxis wird der Strom dafür in Reihe durch die drei Bimetalle geführt. Wie das genau verdrahtet wird, zeigt die Anleitung des Geräts.

Hinter einem Frequenzumrichter

Laufen hinter einem Umrichter mehrere Motoren, braucht jeder einen eigenen Überlastschutz. Eaton erlaubt den Betrieb seiner PKZM0 und PKZM4 hinter einem Umrichter nur mit vorgeschaltetem Sinusfilter, weil die Geräte sonst überhitzen können. Auch mit Sinusfilter spricht der Überlastschutz bei Frequenzen über 60 Hz früher an, und die Kurzschlussauslöser lösen erst bei höheren Strömen aus (S. 4-39). Hängt nur ein Motor am Umrichter, bieten viele Geräte einen eigenen elektronischen Motorschutz, der mit den eingegebenen Motordaten arbeitet. Was gilt, steht in seiner Anleitung.

Wiedereinschaltsperre

Wird ein Motor über einen Dauerkontakt geschaltet, etwa einen Druckwächter oder Grenztaster, dürfte er nach dem Abkühlen der Bimetalle nicht von selbst wieder anlaufen. Eaton schreibt dafür Motorschutzrelais mit Wiedereinschaltsperre vor (S. 3-18). Beim Motorschutzschalter erledigt das der Griff: Nach der Auslösung muss er von Hand wieder eingeschaltet werden.

Stern-Dreieck-Anlauf

Beim Stern-Dreieck-Anlauf hängt die Einstellung davon ab, wo der Überlastschutz sitzt. Sitzt er in den Strangleitungen hinter dem Netzschütz, fließt durch ihn nur der Strangstrom. Eaton gibt für diese Lage die Einstellung auf das 0,58-Fache des Bemessungsstroms an, der Motor ist dann in Stern und Dreieck geschützt (Schaltungsbuch 10/23, S. 3-24). Sitzt er in der Zuleitung, wird er auf den vollen Bemessungsstrom eingestellt und schützt im Stern nur eingeschränkt.

Zubehör: Unterspannungs- und Arbeitsstromauslöser

Für die PKZM nennt Eaton unter anderem Unterspannungsauslöser, Arbeitsstromauslöser, Normalhilfsschalter und Ausgelöstmelder als Zubehör (S. 4-36). Ein Unterspannungsauslöser schaltet den Motorschutzschalter ab, wenn seine Spannung fehlt. Nach einem Netzausfall läuft der Motor deshalb nicht von selbst wieder an. Ein Arbeitsstromauslöser schaltet ihn ab, sobald an ihm Spannung anliegt, etwa durch einen Befehl aus der Steuerung.

Kurzschlussschutz davor

Der Kurzschlussauslöser hat ein begrenztes Schaltvermögen. Ist der Kurzschlussstrom an der Einbaustelle größer, als das Gerät allein abschalten kann, braucht es eine Vorsicherung, deren Größe der Hersteller vorgibt. Bei Motorschutzrelais betont Eaton, dass die auf dem Relais angegebene größte Sicherung unbedingt einzuhalten ist, sonst können Relais, Schütz und Motor bei einem Kurzschluss zerstört werden (S. 3-18 und 3-19). Wie groß der Kurzschlussstrom ungefähr ist, schätzt der Rechner Kurzschlussstrom.

Nach einer Auslösung

Bevor du wieder einschaltest, kurz nachsehen: Läuft die Maschine leicht, ist der Motor sehr heiß, riecht es verbrannt? Nach einer Überlastauslösung braucht das Bimetall etwas Zeit zum Abkühlen, vorher lässt sich der Schalter oft nicht wieder einschalten. Löst er nach dem Wiedereinschalten bald erneut aus, den Strom mit der Stromzange messen und mit der Einstellung vergleichen. Ein höher gedrehtes Einstellrad behebt keine Ursache, es versteckt sie nur.