Leitfaden zur Schützverkabelung: A1/A2-Klemmen, Diagramme und häufig zu vermeidende FehlerLeitfaden zur Schützverkabelung: A1/A2-Klemmen, Diagramme und häufig zu vermeidende FehlerLeitfaden zur Schützverkabelung: A1/A2-Klemmen, Diagramme und häufig zu vermeidende FehlerLeitfaden zur Schützverkabelung: A1/A2-Klemmen, Diagramme und häufig zu vermeidende FehlerLeitfaden zur Schützverkabelung: A1/A2-Klemmen, Diagramme und häufig zu vermeidende FehlerLeitfaden zur Schützverkabelung: A1/A2-Klemmen, Diagramme und häufig zu vermeidende FehlerLeitfaden zur Schützverkabelung: A1/A2-Klemmen, Diagramme und häufig zu vermeidende FehlerLeitfaden zur Schützverkabelung: A1/A2-Klemmen, Diagramme und häufig zu vermeidende FehlerLeitfaden zur Schützverkabelung: A1/A2-Klemmen, Diagramme und häufig zu vermeidende FehlerLeitfaden zur Schützverkabelung: A1/A2-Klemmen, Diagramme und häufig zu vermeidende FehlerLeitfaden zur Schützverkabelung: A1/A2-Klemmen, Diagramme und häufig zu vermeidende FehlerLeitfaden zur Schützverkabelung: A1/A2-Klemmen, Diagramme und häufig zu vermeidende FehlerLeitfaden zur Schützverkabelung: A1/A2-Klemmen, Diagramme und häufig zu vermeidende FehlerLeitfaden zur Schützverkabelung: A1/A2-Klemmen, Diagramme und häufig zu vermeidende FehlerLeitfaden zur Schützverkabelung: A1/A2-Klemmen, Diagramme und häufig zu vermeidende FehlerLeitfaden zur Schützverkabelung: A1/A2-Klemmen, Diagramme und häufig zu vermeidende Fehler
Leitfaden zur Schützverkabelung: A1/A2-Klemmen, Diagramme und häufig zu vermeidende Fehler
Ein Wartungselektriker an einer Abfülllinie greift nach einem Ersatzschütz, nachdem die Originalspule ausgefallen ist. Das Ersatzgerät liegt auf der Werkbank und der Schaltplan an der Seite des alten Geräts ist zerrissen. Bei den meisten Schützen sind die Spulenanschlüsse mit A1 und A2 gekennzeichnet. Der erste Schritt besteht darin, diese beiden Anschlüsse richtig hinzubekommen, aber auch der Stromkreis, die Hilfskontakte und die Steuerlogik müssen geplant werden. Dieser Leitfaden führt Sie durch die Schützverkabelung von den Spulenklemmen bis zu den Motorklemmen, mit den Zahlen und Toleranzen, die vor Ort wichtig sind.
Was A1 und A2 bei einer Schützspule bedeuten
Bei jeder Schützverkabelung sind die Spulenklemmen A1 und A2 das erste Paar, das überprüft werden muss. Sie verbinden die Magnetspule mit dem Steuerkreis. Wenn an A1 und A2 Spannung angelegt wird, erzeugt die Spule ein Magnetfeld, das die bewegliche Kontaktbaugruppe in die geschlossene Position zieht und so den Stromfluss von der Netzseite zur Lastseite ermöglicht.
Bei Wechselstromschützen ist die Polarität nicht entscheidend. Sie können A1 mit dem Phasenleiter und A2 mit dem Neutralleiter verbinden oder umgekehrt, und die Spule zieht trotzdem an. Bei gleichstrombetriebenen Schützen ist die Polarität wichtig. Durch Vertauschen von A1 und A2 bei einer Gleichstromspule wird der Kern nicht richtig magnetisiert und das Schütz brummt oder schließt nicht. Einige Schütze verfügen über einen eingebauten Gleichrichter, sodass sie Wechselstrom-Steuerspannung auch dann akzeptieren können, wenn es sich bei der Spule um Gleichstrom handelt. Die auf dem Typenschild aufgedruckte Spulenspannung muss jedoch mit der Spannung des Steuerkreises übereinstimmen.
Spulenspannung ist eine häufige Ursache für Verkabelungsfehler. Eine an eine 24-V-Gleichstromversorgung angeschlossene 230-V-Wechselstromspule zieht nicht an. Eine an 230-V-Wechselstrom angeschlossene 24-V-Gleichstromspule brennt innerhalb von Sekunden durch. Überprüfen Sie immer das Typenschild, bevor Sie die Spule anschließen.
Grundlagen des Schaltplans für Schütze
Ein Schütz verfügt über zwei getrennte Stromkreise: den Leistungsstromkreis und den Steuerstromkreis. Der Stromkreis führt den Hauptstrom zur Last. Der Steuerkreis versorgt die Spule mit Strom und erhält außerdem Rückmeldungen von den Hilfskontakten für Verriegelungen, Signalisierung und Statusüberwachung.
Die Leistungsklemmen eines dreipoligen Schützes sind auf der Eingangsseite mit L1, L2, L3 und auf der Ausgangsseite mit T1, T2, T3 gekennzeichnet. Bei einer einphasigen Last wird nur ein Pol verwendet. Die Hilfskontakte sind paarweise gekennzeichnet: 13/14 für einen Schließerkontakt und 21/22 für einen Öffnerkontakt. Hilfskontakte sind elektrisch von den Strompolen getrennt und dienen der Steuerlogik, nicht der Laststromführung.
Wenn Sie den Steuerkreis verdrahten, wird der Startknopf über den normalerweise offenen Hilfskontakt mit einer Seite der Spule verbunden. Die Stopptaste ist in Reihe geschaltet. Dadurch wird die Spule nach dem Loslassen des Startknopfes versiegelt. Der normalerweise geschlossene Hilfskontakt kann als Verriegelung verdrahtet werden, um zu verhindern, dass das Schütz schließt, wenn ein anderes Gerät aktiv ist. Dies ist eine Standard-Motorstarterkonfiguration und funktioniert in NEMA- und IEC-Designs auf die gleiche Weise.
Schütz vs. Relais: Welches gehört zu Ihrem Schaltkreis?
Sowohl Schütze als auch Relais verwenden eine elektromagnetische Spule, um einen Stromkreis zu schalten. Der praktische Unterschied besteht in der Strombelastbarkeit und der mechanischen Belastbarkeit. Ein Relais ist für Steuerkreise mit geringem Strom ausgelegt, typischerweise bis zu 10 A oder weniger. Ein Schütz dient zum Schalten von induktiven Hochstromlasten wie Motoren, Heizelementen und Transformatoren mit Nennwerten von 9 A bis Hunderten von Ampere.
Der Unterschied wird deutlich, wenn man die physikalische Konstruktion vergleicht. Ein Schütz verfügt über größere Kontaktabstände, robustere Lichtbogenkammern und eine größere Spule, um die magnetischen Kräfte schwerer Federn zu überwinden. Ein Relais basiert auf kleineren Federn und einer kleineren Spule, wodurch es schneller ist, aber nicht in der Lage ist, denselben Fehlerstrom zu unterbrechen.
Das Balkendiagramm zeigt die typischen Nennwerte für ein 9-A-IEC-Schütz im Vergleich zu einem Allzweck-PCB-Relais. Das Schütz bewältigt etwa das Achtfache des Dauerstroms, das Dreifache der Nennspannung und das Zehnfache der erwarteten mechanischen Lebensdauer. Das Relais übertrifft den Spulenstromverbrauch und die physikalische Größe, weshalb Relais nach wie vor der Standard für Steuerlogik und Signalumschaltung sind. Wenn der Stromkreis mehr als 10 A führt, verwenden Sie ein Schütz. Wenn es Steuersignale überträgt, verwenden Sie ein Relais. Die Lücke in der mechanischen Lebensdauer ist der Hauptgrund dafür, dass Motorstromkreise fast immer durch ein Schütz und nicht durch ein Relais geschaltet werden, da der Austausch eines verschweißten Hilfskontakts einen teuren Serviceeinsatz darstellt.
Wenn die Steuerungslogikaufgabe ein kompaktes DIN-Schienenmodul anstelle eines diskreten Relais erfordert, ist ein schlankes Relaismodul eine praktische Antwort. Das M41F-Schienenrelaismodul vereint das Relais und seinen Sockel in einem schmalen Gehäuse, wodurch die Anzahl der Drähte gering und die Schalttafel aufgeräumt bleibt. In Motorstarterschaltungen werden solche Module häufig für Hilfsverriegelungsfunktionen eingesetzt, die nicht den Hauptlaststrom führen.
Verdrahtung eines 3-Phasen-Motorschützes Schritt für Schritt
Schalten Sie zunächst den Stromkreis am Trennschalter oder Leistungsschalter stromlos. Überprüfen Sie die Nullspannung mit einem Messgerät, bevor Sie einen Leiter berühren. Anschließend schließen Sie die drei Phasenleiter der Versorgung an L1, L2 und L3 an. Verbinden Sie die drei Leiter vom Motor mit T1, T2 und T3. Verdrahten Sie die Spule von A1 mit dem Neutralleiter oder der gemeinsamen Leitung und von A2 über die Steuerlogik mit der Phasenleitung oder Versorgung.
Der Motor wird durch ein thermisches Überlastrelais oder einen Motorschutzschalter in Reihe mit dem Schütz geschützt. Das Überlastrelais kann bei einigen Ausführungen direkt mit dem Schütz verdrahtet oder als separate Komponente installiert werden. Stellen Sie den Überlaststrom auf den auf dem Typenschild angegebenen Volllaststrom des Motors ein. Eine zu niedrige Einstellung führt zu störenden Auslösungen. Eine zu hohe Einstellung führt zur Überhitzung des Motors.
Das Liniendiagramm veranschaulicht, warum die Lebensdauer von Schützen in realen Installationen wichtig ist. Bei einer rein ohmschen Belastung verschleißen die Kontakte langsam und bleiben über Hunderttausende Betätigungen hinweg in einem gesunden Widerstandsbereich. Bei einer AC-3-Motorlast, bei der der Anlaufstrom ein Vielfaches des Betriebsstroms beträgt, erreicht das gleiche Schütz in der gleichen Anzahl von Zyklen einen viel höheren Kontaktwiderstand. Unter Motorlast ist die Lichtbogenerosion der dominierende Faktor, da bei jeder Öffnung der Kontakte ein kleiner Lichtbogen gestreckt wird, der Kontaktmaterial abträgt. Wenn der Kontaktwiderstand über 20 Milliohm steigt, beginnt sich Hitze aufzubauen und das Schütz sollte ausgetauscht werden. Bei einem Motor, der mit hohen Zyklen läuft, kann die Wahl eines um eine Baugröße größeren Schützes das Wartungsintervall verdoppeln oder verdreifachen.
Auswahl des richtigen Schützes und Steuermoduls
Die Auswahl des richtigen Schützes hängt vom Nennstrom, der Spulenspannung, der Anzahl der Hauptpole und davon ab, ob Hilfskontakte benötigt werden. Bei einem 7,5-kW-Motor an einer 400-V-Versorgung beträgt der Netzstrom etwa 15 A, daher ist ein 18-A- oder 25-A-Schütz mit derselben Spulenspannung die typische Wahl. Für einen 22-kW-Motor ist ein 40-A-Schütz erforderlich. Um die Wartungsintervalle zu verlängern, ist es in Industrieanlagen üblich, den Wert um eine Größe größer als den Motorstrom zu wählen.
Empfohlene Schützrahmengröße für gängige IEC-Motornennwerte
Für die Steuerlogikseite bietet ein Industriemodul wie das MCYF1-Schienenrelaismodul eine Schaltkapazität von 10 A bei kompakter Stellfläche, was für die meisten Verriegelungsschaltkreise und Pilotgeräte in einem Motorstarter-Schaltschrank ausreicht. Wenn der Steuerstrom unter 10 A bleibt, vereinfachen diese Module die Verkabelung, indem sie den Relaissockel, den Klemmenblock und die Spulenstatusanzeige in einem einzigen DIN-Schienengerät integrieren.
Das Radardiagramm vergleicht ein typisches Schütz mit einem Schienenrelaismodul anhand von fünf Auswahlfaktoren. Die Leistungsmerkmale des Schützes in Bezug auf Strombelastbarkeit, Nennspannung und Lebensdauer spiegeln seine Rolle als Hauptschaltelement in einem Motorstromkreis wider. Das Relaismodul zeigt Stärken hinsichtlich Platzeffizienz, Spuleneffizienz und Kosten, da es nur Steuerstrom überträgt und in einen schmalen DIN-Schienensteckplatz passt. Für einen Elektroingenieur ist das Diagramm eine Erinnerung daran, dass keine einzelne Komponente alle Anforderungen abdeckt. Ein gehärtetes Bedienfeld nutzt beides, mit Schützen für den Hauptmotorstromkreis und Relaismodulen für die Steuerlogik. Die Auswahl eines Moduls gegenüber dem anderen auf der Grundlage eines einzelnen Parameters, beispielsweise allein der Stromstärke, führt oft dazu, dass das Panel überdimensioniert oder schwer zu warten ist.
Häufige Verkabelungsfehler und wie man sie vermeidet
Die häufigsten Fehler bei der Verkabelung von Schützen sind falsche Spulenspannung, fehlender Überlastschutz und vertauschte Hilfskontaktverdrahtung. Eine für 110 V Wechselstrom ausgelegte Spule sollte auch für einen kurzen Test nicht an 220 V Wechselstrom angeschlossen werden, da die Spule fast sofort überhitzt. Ein zu hoch eingestelltes Überlastrelais macht den Zweck des Motorschutzes zunichte und führt zu einem Wicklungsbrand.
Ein weiterer häufiger Fehler ist die Verwendung des Hilfskontakts zum Schalten der Hauptlast. Hilfskontakte sind für einen niedrigen Strom ausgelegt, typischerweise 10 A oder weniger, und ein Motoreinschaltstrom schweißt sie zusammen. Verdrahten Sie den Stromkreis immer über die Hauptpole und nutzen Sie die Hilfskontakte nur zur Statusrückmeldung oder Verriegelung.
Das Säulendiagramm zeigt den Spulenstromverbrauch von Schützen von 9 A bis 32 A. Der Unterschied zwischen dem 9 A- und dem 32 A-Schütz beträgt etwa das Dreifache der Spulenstromaufnahme. Dies ist wichtig für die Dimensionierung des Steuertransformators in einem Schaltschrank, der von mehreren Schützen gemeinsam genutzt wird. Ein zu kleiner Steuertransformator führt bei jedem Anziehen des Schützes zu einem Spannungsabfall. Ein Spannungsabfall unter die Spulenhaltespannung kann dazu führen, dass das Schütz abfällt und der Motor unerwartet stoppt. Addieren Sie bei der Dimensionierung eines Steuertransformators die Halteleistung aller Spulen, die gleichzeitig bestromt werden können, und berücksichtigen Sie einen großzügigen Sicherheitsspielraum.
Wenn ein Steuerrelais aufgrund einer durchgebrannten Spule ausfällt, ist ein schienenmontiertes Modul mit einer Nennleistung von 5 A oder 8 A ein einfacher Ersatz. Diese Module akzeptieren die gleichen Steuerspannungsbereiche und können in derselben Verriegelungsposition wie ein Standard-Sockelrelais verdrahtet werden. Bei einem Verkabelungsfehler, der erneut auftreten kann, ist der FAQ-Seite bietet Anleitungen zu Schützausfällen und deren Auswahl.
Testen des Schützes und Wiederinbetriebnahme
Testen Sie nach der Verkabelung den Steuerstromkreis ohne angeschlossene Last. Betätigen Sie den Startknopf und bestätigen Sie mit einem Klick, dass das Schütz einzieht. Lassen Sie den Startknopf los und prüfen Sie, ob der Hilfskontakt den Stromkreis abdichtet. Testen Sie dann den Stopp-Taster und die Überlastauslösung. Überprüfen Sie den festen Sitz aller Anschlussschrauben anhand des auf dem Typenschild angegebenen Drehmoments, da lose Stromanschlüsse bei Volllast Wärme erzeugen.
Die letzte Prüfung besteht darin, die Phasenfolge an einem Drehstrommotor zu überprüfen. Wenn zwei Phasen vertauscht werden, dreht sich der Motor in die falsche Richtung, was zu Schäden an Fördermechanismen oder Pumpensystemen führen kann. Notieren Sie den Motorstrom für jede Phase, nachdem der Motor die volle Drehzahl erreicht hat. Ein Stromwert, der um mehr als 10 Prozent über der Typenschildtoleranz liegt, weist auf eine Überlastung oder ein Spannungsungleichgewicht hin. Verwenden Sie in der ersten Betriebsstunde eine Wärmebildkamera, um heiße Verbindungen zu erkennen.
Wenn Sie Produktberatung für einen bestimmten Steuerkreis oder ein bestehendes Austauschprojekt benötigen, Kontaktieren Sie unseren Anwendungstechniker mit den vor Ort verfügbaren Motordaten und Steuerspannung.
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