Stern-Dreieck-Schaltung, Sanftanlauf und Frequenzumrichter – Der richtige Anschluss von Drehstrommotoren.
I = P / (√3 × U × cos φ × η)Bemessungsstrom aus Leistungsdaten
I_A ≈ 5-8 × I_NTypischer Anlaufstrom bei Direktstart
Der fachgerechte Anschluss von Drehstrommotoren gehört zu den wichtigsten Aufgaben in der industriellen Elektroinstallation. Je nach Motorleistung und Anwendung kommen verschiedene Anlaufverfahren zum Einsatz.
Dieser Ratgeber erklärt die Grundlagen des Motoranschlusses, die verschiedenen Anlaufverfahren und gibt praktische Hinweise für die sichere Installation.
Der Standard-Drehstrommotor hat 6 Anschlussklemmen:
| Angabe | Bedeutung | Beispiel |
|---|---|---|
| 400/690 V Δ/Y | 400 V Dreieck / 690 V Stern | Standard-Industrie |
| 230/400 V Δ/Y | 230 V Dreieck / 400 V Stern | Kleinere Motoren |
| cos φ | Leistungsfaktor | 0,85 |
| η | Wirkungsgrad | 0,90 |
| n | Drehzahl | 1450 min⁻¹ |
| I_N | Bemessungsstrom | 15 A |
Brückung: U2-V2-W2 verbinden (Sternpunkt)
Wicklungsspannung: U_Str = U_Netz / √3 = 400 V / 1,73 = 231 V
Brückung: U1-W2, V1-U2, W1-V2
Wicklungsspannung: U_Str = U_Netz = 400 V
Für Motoren > 4 kW zur Reduzierung des Anlaufstroms:
| Phase | Schaltung | Strom | Moment |
|---|---|---|---|
| Anlauf | Stern | 1/3 × I_A | 1/3 × M_A |
| Betrieb | Dreieck | I_N | M_N |
Voraussetzung: Motor muss für 400 V Dreieck ausgelegt sein (400/690 V Δ/Y)
Einfachste Schaltung für Motoren < 4 kW:
Elektronische Spannungsregelung:
Vorteile:
Nachteile:
Modernste Lösung für Drehzahlregelung:
Vorteile:
Nachteile:
Kombiniert Überlast- und Kurzschlussschutz:
| Einstellung | Wert |
|---|---|
| Überlastauslöser | I_N (Typenschild) |
| Kurzschlussauslöser | je nach Anlaufstrom |
Im Motor integrierte Temperaturfühler für direkten Wicklungsschutz.
Bimetall-Auslöser, einstellbar auf Motornennstrom.
Aufgabe
Ein 4 kW Motor (400/690 V, cos φ = 0,85, η = 0,88) soll direkt an 400 V angeschlossen werden.
Lösung
Dreieckschaltung, 16 A D-Automat, 4× 1,5 mm², Motorschutz 7,7 A.
Aufgabe
Ein 11 kW Motor benötigt Stern-Dreieck-Anlauf. Anlaufstrom bei Direktstart: 7 × I_N.
Lösung
Stern-Dreieck reduziert Anlaufstrom auf 49 A statt 147 A.
DIN VDE 0113-1 (EN 60204-1): Elektrische Ausrüstung von Maschinen
DIN EN 60947-4-1: Schütze und Motorstarter
Wichtige Festlegungen:
Motoranschluss – Zusammenfassung:
| Schaltung | Wicklungsspannung | Brückung |
|---|---|---|
| Stern (Y) | U_Netz / √3 | U2-V2-W2 |
| Dreieck (Δ) | U_Netz | U1-W2, V1-U2, W1-V2 |
Anlaufverfahren:
| Verfahren | Anlaufstrom | Empfohlen für |
|---|---|---|
| DOL | 5-8 × I_N | < 4 kW |
| Y-Δ | ~2 × I_N | 4-30 kW |
| Softstarter | 2-4 × I_N | Förderbänder |
| FU | ≤ I_N | Regelantriebe |
Schauen Sie auf das Typenschild: Bei 400/690 V Δ/Y schließen Sie bei 400 V in Dreieck an. Bei 230/400 V Δ/Y schließen Sie bei 400 V in Stern an. Der niedrigere Wert ist immer für Dreieck, der höhere für Stern.
Die Drehrichtung wird durch die Phasenfolge bestimmt. Tauschen Sie einfach zwei Außenleiter am Motor (z.B. L1 und L2). Bei Frequenzumrichtern kann die Drehrichtung oft per Parameter geändert werden.
Bei zu hoher Spannung (z.B. 400 V Dreieck bei einem 230/400 V Motor): Der Motor überhitzt und kann zerstört werden. Bei zu niedriger Spannung: Der Motor hat zu wenig Drehmoment und kann unter Last nicht anlaufen oder überhitzt ebenfalls.