Sanftanlaufgerät  (2.086 Angebote unter 27.690.957 Artikeln)Zum Expertenwissen

Sanftanlaufgeräte schützen elektrische Geräte vor dem Einschaltstrom

Als Sanftanlaufgeräte werden Bauteile zur Steuerung von Motoren und Getrieben bezeichnet, welche die Leistung eines Gerätes beim Anlaufen begrenzen. Dies dient bei elektrischen Geräten hauptsächlich um die Leitungen vor zu starken Anforderungen des Einschaltstroms zu schützen. Bei mechanischen Geräten stehen einerseits der Schutz von Bauteilen beim Starten des Gerätes, vor der Einwirkung zu starker und andererseits der Schutz des bedienenden Menschen vor zu starken Reaktionskräften im Vordergrund.

Sanftanlauf durch Einschaltstrombegrenzung

Eine Methode der Leistungsbegrenzung im Zuge eines Sanftanlaufs ist die Begrenzung des Einschaltstroms. Da die meisten elektrischen Geräte so konzipiert sind, dass sie ihr optimales Verhältnis zwischen eingespeistem Strom und umgewandelter Leistung nach dem Anlaufen des Geräts erreichen, ist es sehr zweckdienlich, den Strom beim Einschalten der Apparatur erst herunter zu regeln und dann im Verlauf des Anlaufprozesses langsam zu steigern.

Begrenzung durch Phasenanschnitt

Die heutzutage gebräuchlichste Art der elektrischen Sanftanlaufgeräte ist die Steuerung der Stromaufnahme durch einen Phasenanschnitt. Man unterscheidet hierbei grundsätzlich zwischen Sanftanlaufgeräten die entweder zwei- oder dreiphasig phasenanschnittgesteuerte Thyristoren sind. Der Stromfluss wird allmählich in Form einer Rampe bis auf seinen Maximalwert gesteuert. Da der Thyristor nach dem Anschalten durch ein Relais überbrückt wird, verhindert diese Technik auch einen fälschlicher Weise einsetzenden Einschaltstrom bei mehrmaligem Drücken des Einschalters. Die Unterschiede in der Anzahl der Phasen bei den Thyristoren wirken sich so aus, dass zweiphasige Modelle beim Starten etwas unrund anlaufen, was einen Anstieg des Geräuschpegels zur Folge hat. Dreiphasige Thyristoren sind ausgereifter und weniger störanfällig, jedoch in der Regel auch teurer.

Zusätzliche Steuerung durch bidirektionalen Halbleiter

Um eine bessere Steuerung des Anlaufprozesses zu erreichen, gibt es dreiphasige Thyristoren, bei denen in eine oder zwei der drei Phasen ein bidirektionaler Halbleiter integriert ist. Je nachdem wie der Zündwinkel dieses Halbleiters eingestellt ist, wird die zugehörige Phase anfangs nur von einem eher schwachen Strom durchflossen, welcher sich später allmählich bis zu seinem Maximalwert steigert. Diese zusätzliche Absicherung ist meist bei Geräten mit einem großen Losbrechmoment nötig, da sich das anliegende Drehmoment sehr genau steuern lässt.

Begrenzung durch Heißleiter

Eine andere Methode, den Einschaltstrom eines elektrischen Geräts zu verringern, ist das Vorschalten eines Heißleiters. Dieses Bauteil nutzt die Tatsache aus, dass Metalle den elektrischen Strom besser leiten, wenn diese sich erwärmt haben. So bremst der Heißleiter den Einschaltstrom so lange herab, bis dieser sich in ausreichender Form erwärmt hat und nahezu keinen Widerstand mehr für den Strom darstellt. Ein Nachteil dieser Technik ist allerdings, dass das Gerät nach dem Ausschalten nicht sofort wieder eingeschaltet werden sollte, da sonst der Heißleiter noch erwärmt wäre und somit den Einschaltstrom nicht ausreichend begrenzen würde. Diese Problematik wäre allerdings durch ein überbrückendes Relais, welches nach der Anlaufphase zum Einsatz kommt lösbar.

Begrenzung durch elektrischen Widerstand

Die Begrenzung des Einschaltstroms durch einen elektrischen Widerstand ist die älteste Form der Einschaltstrombegrenzung. Sie ist zwar effektiv, birgt aber auch sehr große Risiken. Nach dem Einschalten des Geräts wird ein ohmscher Widerstand vorgeschaltet, was dazu führt, dass der anliegende Strom nicht mehr mit voller Leistung fließen kann. Wenn das Anlaufen des Gerätes erfolgreich abgeschlossen ist, wird der Widerstand mit Hilfe eines Relais überbrückt. Die Risiken liegen darin, dass sich der Widerstand sehr schnell erwärmen kann, was im schlimmsten Fall zu Bränden führen kann. Auch ist diese Technik nicht sicher, wenn es zu einem Kurzschluss kommt. 

Anwendungsbeispiele

Obwohl Sanftanlaufgeräte in einer mannigfaltigen Palette von Geräten zum Einsatz kommen, gibt es typische Gerätegruppen, welche in der Regel nicht ohne eine Begrenzung ihrer Anfangsleistung funktionieren würden. Zu diesen Geräten gehören alle Arten von Pumpen, da eine zu starke Anlaufphase bei diesen zu Druckstößen und somit zu einer Verkürzung der Lebensdauer der Rohre führen könnte. Auch Kreissägen sind ein gutes Beispiel für die Anwendung von Sanftanlaufgeräten, da die am Anfang anliegenden Drehmomente Schaden am Getriebe des Sägeblattes anrichten könnten.

Sanftanlauf zum Schutz des Bedieners

Nicht nur die Komponenten des elektrischen Gerätes müssen beim Anlaufen vor zu starken Drehmomenten und Beschleunigungskräften geschützt werden, sondern auch der Benutzer. Beispiele hierfür wären elektrische Winkelschleifer und Schlagbohrmaschinen. Diese würden beim Anschalten ohne Einschaltstrombegrenzung Reaktionskräfte erzeugen, die dem Bediener durch ein etwaiges Abrutschen der Apparatur Schaden zufügen könnten.