Luister naar het starten van een transportmotor van 15 kW en u hoort één stevige klap in plaats van een reeks klikken. Dat ene geluid beantwoordt de vraag hoe een motorstarter werkt. De stuurspanning bereikt een spoel, de spoel bouwt een magnetisch veld op, een bewegend anker wordt in een vaste kern getrokken en drie zware contacten sluiten zich om lijnspanning naar de motor te sturen. Vanaf dat moment blijft de starter de stroom meten, zodat de motor nooit zonder beveiliging draait.
Het korte antwoord is dat een motorstarter een contactor is plus een overbelastingsrelais, zo bedraad dat een startknop de contactorspoel bekrachtigt, terwijl een stopknop, een uitschakeling door overbelasting of een stroomuitval deze spanningsloos maakt. De contactor schakelt de stroom. Het overbelastingsrelais beslist wanneer de motor te lang te veel stroom heeft getrokken. Het regelcircuit beslist wanneer een van beide in actie komt.
Al het andere in de familie, achteruitrijden, ster-driehoek, zacht starten, is op dezelfde basis gebouwd.
De twee taken die elke motorstarter uitvoert
Een motor heeft een schakelaar nodig die het begin van een start overleeft, en hij heeft bescherming nodig die een normale start niet met een fout verwart. Alleen een contactor kan schakelen en alleen een stroomonderbreker kan een kortsluiting onderbreken, maar geen van beide beschermt de wikkeling tegen aanhoudende overbelasting, zoals een vastgelopen transportband of een versleten lager.
De twee functies zijn daarom gesplitst. De contactor is geselecteerd voor motorbedrijf, wat in IEC-termen gebruikscategorie AC-3 is, dus de contacten zijn zo gedimensioneerd dat ze ongeveer zes tot acht maal de stroom bij volledige belasting van de motor kunnen maken en breken. Het overbelastingsrelais is geselecteerd om een thermisch model te volgen, waardoor de inschakelstroom kan passeren en kan worden uitgeschakeld op basis van de kleinere stroom die blijft bestaan nadat de motor de snelheid had moeten bereiken.
Tabel: de werkende onderdelen van een direct online motorstarter en de taak die elke starter uitvoert. | Deel | Wat het doet | Waar u op moet letten bij het opgeven |
| Contactor spoel | Creëert het magnetische veld dat de hoofdcontacten sluit | Spoelspanning en capaciteit van de stuurtransformator |
| Belangrijkste contacten | Voer en onderbreek de motorstroom | AC-3-classificatie, niet alleen resistieve belasting |
| Hulpcontact | Biedt het seal-in-pad en statussignalen | Aantal normaal open en normaal gesloten contacten |
| Thermisch overbelastingsrelais | Trips op aanhoudende overstroom | Stroom, uitschakelklasse, omgevingscompensatie instellen |
| Elektronisch overbelastingsrelais | Trips bij overstroom, faseverlies of onbalans | Instelbare klasse- en detectiefuncties |
| Controlecircuit | Starten, stoppen, sealen en vergrendelen | Stuurspanning en spanningsval in de bedrading |
Binnen in de contactor: hoe de spoel de contacten sluit
Wanneer de stuurspanning de spoel bereikt, vloeit er stroom door duizenden windingen koperdraad en ontstaat er een magnetisch veld in de kern. Het veld trekt de ankerplaat tegen een terugstelveer naar de kern. Omdat de bewegende contacten op hetzelfde anker zitten, sluiten de hoofdcontacten en is het motorcircuit voltooid. Hulpcontacten veranderen op hetzelfde moment van status, en zo neemt het seal-in-contact het over van de startknop. Hetzelfde magnetische principe drijft a elektromagnetisch relais voor algemeen gebruik , alleen op veel lagere huidige niveaus.
Twee cijfers zijn hier van belang, en ze zijn verschillend. Het ophaalvermogen, de inschakelstroom die nodig is om het anker naar binnen te trekken, is veel hoger dan het afgedichte vermogen dat nodig is om het vast te houden. Een spoel van 230 V AC kan 70 VA verbruiken om te sluiten en slechts 7 VA om vast te houden. Als de stuurspanning zakt, klappert het anker, ontstaan er vonken in de contacten en raakt de spoel oververhit. Te kleine stuurtransformatoren veroorzaken meer starterstoringen in het veld dan versleten contacten.
Wanneer de spoel spanningsloos wordt gemaakt, duwt de veer het anker terug en gaan de contacten open. Er ontstaat een boog als de stroom wordt onderbroken en de booggoot zich splitst, afkoelt en dooft. Dit is de reden dat de levensduur van de contacten wordt uitgedrukt in bedrijfscycli bij nominale belasting in plaats van in jaren.
Het overbelastingsrelais: langzamere en slimmere bescherming
Het overbelastingsrelais is opzettelijk traag. Een motor trekt tijdens een normale start zes tot acht keer de nominale stroom, dus een apparaat dat onmiddellijk reageerde zou de motor nooit laten draaien.
Bij een thermisch overbelastingsrelais loopt de motorstroom door verwarmingselementen of door de primaire stroomtransformator. Een bimetaalstrip buigt tijdens het verwarmen en na voldoende tijd activeert het een mechanisme dat een normaal gesloten contact in het spoelcircuit opent. Uitschakelklasse beschrijft de snelheid bij zes keer de ingestelde stroom. Klasse 10 ritten binnen 10 seconden, Klasse 20 binnen 20 seconden en Klasse 30 binnen 30 seconden. Bij ventilatoren met hoge traagheid, belaste transportbanden en lange starts is doorgaans klasse 20 of hoger vereist.
Elektronische overbelastingsrelais vervangen het bimetaal door stroomtransformatoren en een meetcircuit. Ze volgen nog steeds een thermisch model, maar voegen faseverlies, fase-onbalans en aardfoutdetectie toe, en de uitschakelklasse is instelbaar. In een paneel met zekeringen, waarbij een enkele doorgebrande zekering een motor op twee fasen kan laten draaien, is die extra detectie de meerprijs waard. Stel de stroom in op het aantal ampères op het motortypeplaatje bij volledige belasting, en pas vervolgens de servicefactor en de temperatuur in de behuizing aan, in plaats van de temperatuur in de kamer.
Het regelcircuit: start, stop en het Seal-In-contact
Het regelcircuit zorgt ervoor dat de starter zich voorspelbaar gedraagt. De volgorde is eenvoudig en elke stap is belangrijk:
- Er is stuurstroom beschikbaar via de stopknop, die normaal gesproken gesloten is.
- Door op de startknop te drukken, wordt een normaal open contact gesloten en stroomt er stroom naar de contactorspoel.
- De spoel wordt bekrachtigd, de hoofdcontacten sluiten en een normaal open hulpcontact sluit parallel met de startknop.
- Als u de startknop loslaat, wordt de spoel bekrachtigd via dat hulpcontact, ook wel het seal-in- of holding-contact genoemd.
- Door op stop te drukken, de stuurstroom te verliezen of het overbelastingsrelais te activeren, wordt het spoelcircuit verbroken, gaan de contacten open en wordt het seal-in-contact zichzelf gereset.
De laatste stap legt een veiligheidsgedrag uit dat de moeite waard is om te onthouden. Als de voedingsspanning wegvalt, valt de starter uit en herstart niet vanzelf als de stroom terugkeert. Een operator moet opnieuw op start drukken. Dat is onderspanningsbeveiliging, en het is een duidelijk verschil tussen een starter op basis van een contactor en een magnetisch vergrendelingsrelais, dat zijn laatste positie vasthoudt zonder dat er spoelstroom is.
Wanneer een starter meer moet doen dan starten en stoppen
- Omkeerstarter: twee contactors met mechanische en elektrische vergrendeling, die twee fasen verwisselen om de rotatie te veranderen.
- Sterdriehoekstarter: drie contactors herconfigureren de wikkeling, waardoor de startstroom wordt verlaagd tot ongeveer een derde van de directe on-line-waarde.
- Softstarter: thyristors verhogen de spanning, waarna een bypass-schakelaar de bedrijfsstroom voert.
- Frequentieregelaar: regelt zowel de snelheid als het starten, waarbij een contactor wordt gebruikt als scheidingsschakelaar in plaats van als schakelapparaat.
Relaismodules en vergrendelrelais in een startpaneel
Niet elke schakelopdracht in een bedieningspaneel behoort tot de contactor. Tussenliggende relais isoleren een PLC-uitgang van een spoelcircuit, vermenigvuldigen het aantal contacten voor indicatie en alarm en schakelen kleine belastingen die de levensduur van een grote contactor zouden verspillen. Voor die klussen, op rail gemonteerd industriële besturingsmodules houd het paneel netjes en bruikbaar.
Een slanke railrelaismodule is een praktisch antwoord wanneer een paneel moet groeien zonder nieuwe kastruimte, omdat er meerdere kanalen in de breedte van één conventioneel apparaat passen.
M41F Slanke DIN-rail relaismodule, 6A Ruimtebesparende railrelaismodule met maximaal 32 kanalen, 6A-schakeling, ingebouwde beveiliging en sterk-/zwakstroomisolatie voor compacte schakelkasten. Bekijk Product → Wanneer de geschakelde belasting een resistieve verwarmingsbank is of een hoge stroomuitvoer in plaats van een motor, voert een hoogstroomrelais de stroom over zonder de voetafdruk van een contactor.
CYT90 SPDT-vermogensrelais met hoge stroomsterkte Compact SPDT-relais met een vermogen van 20A/30A 250VAC, geschikt voor schakelen met hoge stroomsterkte in apparaten, industriële verwarmingstoestellen en automatisering. Bekijk Product → Voor uitgangscircuits die een gedefinieerde contactwaarde en een schone DIN-railinstallatie nodig hebben, dekt een 16 A industriële railrelaismodule de meeste hulp- en signaleringstaken in een startpaneel.
MCYF3 14F 16A industriële railrelaismodule Modulaire 16A railrelaismodule met maximaal 32 kanalen, geschikt voor gecentraliseerde industriële besturing en uitgangscircuits op het startpaneel. Bekijk Product → Selectiechecks die bepalen of een starter overleeft
De meeste starterproblemen zijn eerder terug te voeren op een selectiebeslissing die tijdens de offertefase wordt genomen dan op een fabricagefout. Dit zijn de controles die de moeite waard zijn om uit te voeren voordat een bestelling wordt geplaatst.
Tabel: controles die moeten worden uitgevoerd voordat u een motorstarter of een vervangende contactor en overbelastingsset bestelt. | Parameter | Wat te verifiëren | Waarom het ertoe doet |
| Gebruikscategorie | AC-3 voor kooiankermotoren, AC-1 alleen voor ohmse belastingen | AC-1-contacten worden voortijdig gebruikt bij motorlassen |
| Spoel spanning | Komt overeen met de stuurtransformator en de spanningsval in de bedrading | Een lage spanning veroorzaakt geratel en doorbranden van de spoel |
| Overbelastingsinstelling | Motor vollastversterkers, aangepast voor servicefactor en paneelwarmte | Gekopieerde instellingen veroorzaken hinderlijke ritten of helemaal geen bescherming |
| Reisklasse | 10, 20 of 30 op basis van de gemeten starttijd | Een te snelle klas struikelt bij elke normale start |
| Hulpcontacts | Seal-in, interlock en PLC-feedback worden afzonderlijk geteld | Ontbrekende contacten forceren later een veldwijziging |
| Inschakelduur | Start per uur en of er gebruik wordt gemaakt van joggen | Veelvuldig tippen verkort de levensduur van het contact aanzienlijk |
Faalmodi en wat ze u vertellen
- Chatten bij het starten: stuurspanning te laag, losse spoelaansluiting of defecte stuurtransformator.
- Gelaste hoofdcontacten: te kleine contacten, joggingbelasting of een mechanisch probleem in de aangedreven machine.
- Ongewenst trippen: overbelasting ingesteld onder de vollastampère van de motor, enkele fasering, een hete behuizing of de verkeerde uitschakelklasse.
- Doorbranden van de spoel: continu gebruik bij verlaagde spanning of een anker dat niet goed kan worden geplaatst.
- Eén fase open na een trip: inspecteer de contacten van het overbelastingsrelais en het stuurcircuit voordat u de hele starter vervangt.
Snelle antwoorden
Wat is het verschil tussen een contactor en een motorstarter?
Een contactor schakelt alleen stroom. Een starter combineert een contactor met een overbelastingsrelais en een stuurcircuit, zodat hij tegelijkertijd schakelt en beschermt.
Waarom schakelt de starter een paar seconden na het starten uit?
Meestal is de overbelasting te laag ingesteld, is de tripklasse te snel voor een lange start of ontbreekt er een fase. Controleer eerst de ingestelde stroom op het typeplaatje en meet vervolgens de starttijd en stroom op alle drie de fasen.
Een motorstarter werkt omdat twee apparaten met verschillende tijdschalen samenwerken. De contactor reageert in milliseconden en schakelt de volledige motorstroom. Het overbelastingsrelais reageert binnen enkele seconden en verwijdert die stroom voordat de wikkeling beschadigd raakt. Zodra het spoelcircuit, het seal-in-contact en de overbelastingsinstelling worden begrepen, is het oplossen van problemen met een starter niet meer giswerk en wordt het een korte lijst met metingen.
Als u starters, vervangende schakelaars of de relais die ernaast in het paneel zitten specificeert, is het afstemmen van de contactwaarden en spoelspanningen op de werkelijke taak het verschil tussen een paneel dat tien jaar meegaat en een paneel dat elk kwartaal wordt geopend.
