Motoren intelligent schalten und schützen

Vollelektronische Motorstarter, wie sie Siemens mit dem Simatic ET 200SP e-Starter nun erstmals vorstellt, bieten in solchen kurzschlussanfälligen Umgebungen eine vielversprechende Lösung. Ob Lebensmittel- und Getränkeindustrie, Intralogistik oder Maschinenbau – nicht zuletzt die aktuellen Ökodesign-Vorschriften der EU haben dafür gesorgt, dass hocheffiziente Drehstrom-Asynchronmotoren, kurz Drehstrommotoren, sich weiter durchsetzen und heute in allen Branchen für Bewegung sorgen. Störungen und Ausfälle können hier schnell zu erheblichen Schäden und Kosten führen. Vor diesem Hintergrund kommt Motorstartern eine wichtige Rolle zu: Sie starten Motoren zuverlässig und schützen diese vor Überlast und Kurzschlüssen.

Herkömmliche elektromechanische Schalt- und Schutzgeräten schalten dabei zwar sicher ab, das Gerät ist danach aber normalerweise nicht mehr betriebsfähig und die gesamte Anlage steht bis zum Austausch der Komponente still. Vor allem für Anwendungen mit generell erhöhtem Kurzschlussrisiko fehlte es bisher an einer echten Alternative.

Vor diesem Hintergrund brachte Siemens Smart Infrastructure 2024 erstmals einen vollelektronischen Starter mit Halbleitertechnologie auf den Markt: den Simatic ET 200SP e-Starter. Schon bisher ein führender Anbieter von hybriden Schaltgeräten, geht Siemens damit nun noch einen elementaren Schritt weiter mit einem vollelektronischen Produkt: Die Neuentwicklung, die in enger Abstimmung mit potenziellen Anwendern entstanden ist, nutzt Halbleitertechnologie mit SiC MOSFETS (Siliziumkarbid Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren) und kombiniert moderne Leistungshalbleiter, leistungsfähige Microcontroller und ultraschnell reagierende Elektronik. Auch das jüngst vorgestellte vollelektronische Schutzschaltgerät Sentron ECPD basiert auf diesem Prinzip.

Voller Schutz in kurzer Zeit

Im Ergebnis zeichnet sich der Simatic ET 200SP e-Starter damit durch einen – im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen – bis zu tausendmal schnelleren Kurzschlussschutz aus und ist nahezu verschleißfrei. Dies gewährleistet dauerhaft Schutz für Motoren sowie andere Lastenarten und die damit betriebenen Applikationen. Die praktischen Vorteile liegen auf der Hand: Weil der vollelektronische e-Starter einen Kurzschluss in weniger als 5 µs erkennt und die Leistungshalbleiter abschaltet, kann bei einem Kurzschluss erst gar kein hoher und potenziell gefährlicher Kurzschlussstrom auftreten. Die elektrische Belastung des Abzweigs reduziert sich dadurch deutlich. Darüber hinaus können keine mechanischen Komponenten verschleißen. Das Gerät muss also nicht ausgetauscht werden, sondern ist nach der Fehlerbehebung sofort wieder einschaltbereit. Dies erhöht nicht nur Verfügbarkeit und Produktivität der Maschinen und Anlagen, sondern verringert auch den Aufwand und die Kosten für die Wartung und Lagerhaltung von Ersatzgeräten. Der integrierte Smart Start des Simatic ET 200SP e-Starters reduziert Anlaufströme deutlich und damit auch die damit verbundenen Drehmomentstöße beim Startvorgang. Schäden an der Antriebsmechanik werden stark reduziert. Durch phasenoptimiertes Schalten der Halbleiter werden die Inrush-Ströme neutralisiert, was Fehlauslösungen verhindert.