Wasser / Abwasser

Zentrifugalpumpen haben überlicherweise kein besonders hohes Massenträgheitsmoment. Das Massenträgheitsmoment einer Zentrifugalpumpe bewegt sich meist im Bereich von ca. 20-50% des Massenträgheitsmoments des antreibenden Elektromotors. Daher starten Pumpenantriebe mit einer relativ kurzen Hochlaufzeit von ca. 5-15 Sekunden. Fast alle Zentrifugalpumpen haben einen quadratischen Start-Drehmoment-Verlauf (Gegenmoment). Die Pumpe sollte mit einem geschlossenen Ventil auf der Druckseite gestartet werden. Das sorgt für eine geringe Leistungsaufnahme der Pumpe beim Start. Das Gegenmoment der Pumpe wird reduziert, wodurch sich der Anlaufstrom weiter reduziert. Übliche Anlaufströme beim Start von Zentrifugalpumpen (I_a/I_n) liegen im Bereich vom ca. 1,5-3 fachen des Motoranlaufstroms bei Direkteinschaltung (I_DOL/I_n). 

Die Leistungsaufnahme der Pumpe ist also 30 % Ihrer maximalen Leistungsaufnahme, wenn sie mit einem geschlossenen Ventil auf der Druckseite gestartet wird (Volumenstrom Q=0). Die Gegenmomentkennlinie der Pumpe im folgenden Drehmoment-Diagramm zeigt den üblichen quadratischen Verlauf und endet (Drehzahl n/n_n = 1) bei einem Drehmomentbedarf der Pumpe von 30 % (entspricht der Leistungsaufnahme der Pumpe).

Anlaufberechnung

Drehmoment

Der Starter startet den Motor mit reduzierter Spannung, 61 % der Bemessungsspannung in diesem Beispiel (U_s/U_n =0,61). Dabei wird der Drehmomentverlauf des Motors um den Faktor T_s/T_DOL = (U_s/U_n× F)² reduziert. T_s/T_DOL = (0,61 × 0,91)² = 0,31 (F ist ein motorabhängiger Faktor). Das Drehmoment des Motors muss an jeder Stelle größer sein als das Gegenmoment (Drehmomentbedarf der angetriebenen Maschine). Die Anlaufspannung U_s/U_n wurde entsprechend festgelegt. Aus der Differenz zwischen dem reduzierten Motordrehmoment T_s und dem Gegenmoment ergibt sich das Beschleunigungsmoment T_b.

Anlaufzeit

Die Anlaufzeit t_s berechnet sich aus dem Beschleunigungsmoment T_b und dem gesamten Massenträgheitsmoment J = J_M + J_L = 80 + 50 kgm² = 120 kgm².

Strom

Der Motorstrom ist I_Mot = U_s/U_n × I_DOL × F = 0,61 × 5 × 0,91 = 2,8 × I_n

Netzseitiger Anlaufstrom:

Bei einem Transformator sind Primär- und Sekundärleistung gleich.
Daraus folgt, daß auch die Produkte aus Strom und Spannung gleich sind.

U_n × I_Netz = U_s/U_n × I_Mot => I_Netz = U_s/U_n × I_Mot / U_n

I_Netz = 0,61 × 2,8 = 1,7 × I_n

Der netzseitige Anlaufstrom ist also deutlich niedriger als der motorseitige. 

Bei anderen Startmethoden (elektronischer Sanftanlasser, Anlaufdrossel, etc.) ist der Netzstrom I_Netz gleich dem Motorstrom I_Mot.        
I_Netz = I_Mot = 2,8 × I_n

Das führt bei den anderen Startmethoden zu einem größeren Netzspannungseinbruch. 

Kolbenpumpen haben, bezogen auf die Drehzahl des Antriebsmotors, normalerweise kein besonders hohes Massenträgheitsmoment. Das Massenträgheitsmoment einer Kolbenpumpe bewegt sich üblicherweise im Bereich von ca. 10-40% des Massenträgheitsmoments des antreibenden Elektromotors. Daher starten Kolbenpumpenantriebe mit einer relativ kurzen Hochlaufzeit von ca. 5-15 Sekunden. Kolbenpumpen können durch Öffnen von Ventilen fast lastfrei gestartet werden. Das sorgt für ein sehr geringes Gegenmoment (Drehmomentbedarf) der Kolbenpumpe, wodurch der Anlaufstrom stark reduziert werden kann. Übliche Anlaufströme beim Start von Kolbenpumpen (I_a/I_n) liegen im Bereich vom ca. 1-2 fachen des Motorbemessungsstroms (I_n). Nachfolgend finden Sie ein typisches Berechnungsbeispiel.

Drehmoment

Der Starter startet den Motor mit reduzierter Spannung, 47 % der Bemessungsspannung in diesem Beispiel (U_s/U_n = 0,47). Dabei wird der Drehmomentverlauf des Motors um den Faktor T_s/T_DOL = (U_s/U_n × F)² reduziert. T_s/T_DOL = (0,47 × 0,9)² = 0,18 (F ist ein motorabhängiger Faktor). Das Drehmoment des Motors muss an jeder Stelle größer sein als das Gegenmoment. Die Anlaufspannung U_s/U_n wurde entsprechend festgelegt. Aus der Differenz zwischen dem reduzierten Motordrehmoment T_s und dem Gegenmoment ergibt sich das Beschleunigungsmoment T_b.

Anlaufzeit

Die Anlaufzeit t_s berechnet sich aus dem Beschleunigungsmoment T_b und dem gesamten Massenträgheitsmoment J = J_M + J_L = 150 + 35 kgm² = 185 kgm².

Strom

Der Motorstrom ist I_Mot = U_s/U_n × I_DOL × F = 0,47 × 5 × 0,9 = 2,1 × I_n

Netzseitiger Anlaufstrom:

Bei einem Transformator sind Primär- und Sekundärleistung gleich.
Daraus folgt, daß auch die Produkte aus Strom und Spannung gleich sind.

U_n × I_Netz = U_s/U_n × I_Mot => I_Netz = U_s/U_n × I_Mot / U_n

I_Netz = 0,47 × 2,1 = 1 × I_n

Der netzseitige Anlaufstrom ist also deutlich niedriger als der motorseitige. 

Bei anderen Startmethoden (elektronischer Sanftanlasser, Anlaufdrossel, etc.) ist der Netzstrom I_Netz gleich dem Motorstrom I_Mot.        
I_Netz = I_Mot = 2,1 × I_n

Das führt bei den anderen Startmethoden zu einem größeren Netzspannungseinbruch. 

Es gibt eine Vielzahl verschiedener Bauarten und Typen von Pumpen. Für die gängigsten (Zentrifugalpumpe und Kolbenpumpe) haben wir entprechende Detailinformationen zum Startvorgang bereitgestellt. Selbstverständlich können unsere Starter auch weitere Pumpentypen anfahren. Für Angebotserstellung und technische Beratung stehen wir gerne zur Verfügung.

• zum allgemeinen Berechnungsbeispiel

Ventilatoren (manchmal auch Lüfter oder Gebläse genannt) haben normalerweise ein sehr hohes Massenträgheitsmoment. Das Massenträgheitsmoment eines Ventilators ist üblicherweise ein Vielfaches des Massenträgheitsmoments des antreibenden Elektromotors. Daher starten die meisten Ventilatorantriebe mit einer sehr langen Hochlaufzeit von bis zu ca. 100 Sekunden. Ventilatoren haben oft einen quadratischen Anlauf-Drehmomentverlauf. Die Großzahl der Ventilatoren kann z.B. durch Verstellung der Schaufeln entlastet gestartet werden. Das sorgt für ein geringeres Gegenmoment (Drehmomentbedarf) des Ventilators, wodurch der Anlaufstrom besser reduziert werden kann. Übliche Anlaufströme beim Start von Ventilatoren (I_a/I_n) liegen im Bereich vom ca. 1,5-3 fachen des Motorbemessungsstroms (I_n). Nachfolgend finden Sie ein typisches Berechnungsbeispiel.
Wegen des unter Umständen sehr hohen Massenträgheitsmoment eines Ventilators und der daraus resultierenden sehr langen Hochlaufzeit sollte bereits bei der ersten Angebotserstellung für einen Motorstarter das (zumindest abgeschätzte) Massenträgheitsmoment J [kgm²] des Ventilators bekannt sein.

Drehmoment

Der Starter startet den Motor mit reduzierter Spannung, 61 % der Bemessungsspannung in diesem Beispiel (U_s/U_n =0,61). Dabei wird der Drehmomentverlauf des Motors um den Faktor T_s/T_DOL = (U_s/U_n × F)² reduziert. T_s/T_DOL = (0,61 × 0,91)² = 0,31 (F ist ein motorabhängiger Faktor). Das Drehmoment des Motors muss an jeder Stelle größer sein als das Gegenmoment. Die Anlaufspannung U_s/U_n wurde entsprechend festgelegt. Aus der Differenz zwischen dem reduzierten Motordrehmoment T_s und dem Gegenmoment ergibt sich das Beschleunigungsmoment T_b.

Anlaufzeit

Die Anlaufzeit t_s berechnet sich aus dem Beschleunigungsmoment T_b und dem gesamten Massenträgheitsmoment J = J_M + J_L = 150 + 2500 kgm² = 2650 kgm².

Strom

Der Motorstrom ist I_Mot = U_s/U_n × I_DOL × F = 0,61 × 5 × 0,91 = 2,8 × I_n

Netzseitiger Anlaufstrom:

Bei einem Transformator sind Primär- und Sekundärleistung gleich.
Daraus folgt, daß auch die Produkte aus Strom und Spannung gleich sind.

U_n × I_Netz = U_s/U_n × I_Mot => I_Netz = U_s/U_n × I_Mot / U_n

I_Netz = 0,61 × 2,8 = 1,7 × I_n

Der netzseitige Anlaufstrom ist also deutlich niedriger als der motorseitige. 

Bei anderen Startmethoden (elektronischer Sanftanlasser, Anlaufdrossel, etc.) ist der Netzstrom I_Netz gleich dem Motorstrom I_Mot.        
I_Netz = I_Mot = 2,8 × I_n

Das führt bei den anderen Startmethoden zu einem größeren Netzspannungseinbruch. 

Das Massenträgheitsmoment eines Turbokompressors bewegt sich normalerweise zwischen dem 2 und 6-fachen des Massenträgheitsmoments des antreibenden Elektromotors. Die meisten Kompressorenantriebe starten mit Hochlaufzeiten zwischen ca. 20 und 50 Sekunden. Turbokompressoren haben üblicherweise einen quadratischen Anlauf-Drehmomentverlauf. Nahezu alle Turbokompressoren können z.B. durch Verstellung des Leitwerks entlastet angefahren werden. Das sorgt für ein geringeres Gegenmoment (Drehmomentbedarf) des Kompressors, wodurch der Anlaufstrom weiter reduziert werden kann. Übliche Anlaufströme beim Start von Turbokompressoren (I_a/I_n) liegen im Bereich vom ca. 1,5-2,5 fachen des Motorbemessungsstroms (I_n). Nachfolgend finden Sie ein typisches Berechnungsbeispiel.
Beim Start von Turbokompressoren muss darauf geachtet werden, dass die kritische Drehzahl schnell genug durchlaufen wird, da es sonst zu mechanischen Schwingungsproblemen kommen kann.

Drehmoment

Der Starter startet den Motor mit reduzierter Spannung, 57 % der Bemessungsspannung in diesem Beispiel (U_s/U_n = 0,57). Dabei wird der Drehmomentverlauf des Motors um den Faktor T_s/T_DOL = (U_s/U_n × F)² reduziert. T_s/T_DOL = (0,57 × 0,91)² = 0,27 (F ist ein motorabhängiger Faktor). Das Drehmoment des Motors muss an jeder Stelle größer sein als das Gegenmoment. Die Anlaufspannung U_s/U_n wurde entsprechend festgelegt. Aus der Differenz zwischen dem reduzierten Motordrehmoment T_s und dem Gegenmoment ergibt sich das Beschleunigungsmoment T_b.

Anlaufzeit

Die Anlaufzeit t_s berechnet sich aus dem Beschleunigungsmoment T_b und dem gesamten Massenträgheitsmoment J = J_M + J_L = 80 + 300 kgm² = 380 kgm².

Strom

Der Motorstrom ist I_Mot = U_s/U_n × I_DOL × F = 0,57 × 5 × 0,91 = 2,6 × I_n

Netzseitiger Anlaufstrom:

Bei einem Transformator sind Primär- und Sekundärleistung gleich.
Daraus folgt, daß auch die Produkte aus Strom und Spannung gleich sind.

U_n × I_Netz = U_s/U_n × I_Mot => I_Netz = U_s/U_n × I_Mot / U_n

I_Netz = 0,57 × 2,6 = 1,5 × I_n

Der netzseitige Anlaufstrom ist also deutlich niedriger als der motorseitige. 

Bei anderen Startmethoden (elektronischer Sanftanlasser, Anlaufdrossel, etc.) ist der Netzstrom I_Netz gleich dem Motorstrom I_Mot.        
I_Netz = I_Mot = 2,6 × I_n

Das führt bei den anderen Startmethoden zu einem größeren Netzspannungseinbruch. 

Es gibt eine Vielzahl verschiedener Bauarten und Typen von Kompressoren. Für die gängigsten (Turbokompressor, Schraubenkompressor und Kolbenkompressor) haben wir entprechende Detailinformationen zum Startvorgang bereitgestellt. Selbstverständlich können unsere Starter auch weitere Kompressorentypen anfahren. Für Angebotserstellung und technische Beratung stehen wir gerne zur Verfügung.

• zum allgemeinen Berechnungsbeispiel

Wenn sich zwischen dem Elektromotor und der angetriebenen Last eine regelbare Kupplung (z.B. hydraulisch) befindet, dann hat die Charakteristik der angetriebenen Last keinen Einfluss auf den Startvorgang. Bei der Hochlaufberechnung wird lediglich das Massenträgheitsmoment des Motors und das sehr kleine Massenträgheitsmoment der motorseitigen Kupplungshälfte berücksichtigt. Daher starten Antriebe mit regelbaren Kupplungen mit einer kurzen Hochlaufzeit von ca. 5-15 Sekunden. Der Start findet nahezu lastfrei statt. Die Kupplung erzeugt nur ein sehr geringes Gegenmoment (Drehmomentbedarf), wodurch der Anlaufstrom sehr stark reduziert werden kann. Übliche Anlaufströme beim Start von regelbar gekuppelten Antrieben (I_a/I_n) liegen im Bereich vom ca. 1-1,5 fachen des Motorbemessungsstroms (I_n). Nachfolgend finden Sie ein typisches Berechnungsbeispiel.

Drehmoment

Der Starter startet den Motor mit reduzierter Spannung, 47 % der Bemessungsspannung in diesem Beispiel (U_s/U_n = 0,47). Dabei wird der Drehmomentverlauf des Motors um den Faktor T_s/T_DOL = (U_s/U_n × F)² reduziert. T_s/T_DOL = (0,47 × 0,9)² = 0,18 (F ist ein motorabhängiger Faktor). Das Drehmoment des Motors muss an jeder Stelle größer sein als das Gegenmoment. Die Anlaufspannung U_s/U_n wurde entsprechend festgelegt. Aus der Differenz zwischen dem reduzierten Motordrehmoment T_s und dem Gegenmoment ergibt sich das Beschleunigungsmoment T_b.

Anlaufzeit

Die Anlaufzeit t_s berechnet sich aus dem Beschleunigungsmoment T_b und dem gesamten Massenträgheitsmoment J = J_M + J_L = 80 + 5 kgm² = 85 kgm².

Strom

Der Motorstrom ist I_Mot = U_s/U_n × I_DOL × F = 0,47 × 5 × 0,9 = 2,1 × I_n

Netzseitiger Anlaufstrom:

Bei einem Transformator sind Primär- und Sekundärleistung gleich.
Daraus folgt, daß auch die Produkte aus Strom und Spannung gleich sind.

U_n × I_Netz = U_s/U_n × I_Mot => I_Netz = U_s/U_n × I_Mot / U_n

I_Netz = 0,47 × 2,1 = 1 × I_n

Der netzseitige Anlaufstrom ist also deutlich niedriger als der motorseitige. 

Bei anderen Startmethoden (elektronischer Sanftanlasser, Anlaufdrossel, etc.) ist der Netzstrom I_Netz gleich dem Motorstrom I_Mot.        
I_Netz = I_Mot = 2,1 × I_n

Das führt bei den anderen Startmethoden zu einem größeren Netzspannungseinbruch. 

Es gibt eine Vielzahl verschiedener Maschinen, die von Elektromotoren angetrieben werden. Für die gängigsten Maschinen haben wir entprechende Detailinformationen zum Startvorgang bereitgestellt. Selbstverständlich können unsere Starter auch weitere Arten von Maschinen anfahren. Für Angebotserstellung und technische Beratung stehen wir gerne zur Verfügung.

• zum allgemeinen Berechnungsbeispiel
• alle Maschinen