Einsatz von Hybrid-Motorstartern in der Zigarettenproduktion

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Zehnfach höhere Lebensdauer

Eine Anzeige machte Herbert Heil auf die Hybrid-Motorstarter „4 in 1“ der Produktfamilie Contactron von Phoenix Contact aufmerksam. Die Module fassen die vier Funktionen Rechtslauf, Linkslauf, Motorschutz und Not-Halt auf einer Baubreite von lediglich 22,5 Millimeter zusammen (Bild 7). Bei den modernen Hybrid-Schaltern handelt es sich um eine Kombination aus Leistungshalbleitern, die den Einschaltvorgang des Antriebs verschleißfrei übernehmen, sowie Relais-Kontakten zum verlustleistungsarmen Tragen des Dauerstroms bis 9 A. Mittels einer ausgeklügelten Schaltung bringen beide Schaltelemente – Relais und TRIAC – ihre positiven Eigenschaften in das Gesamtschaltverhalten des Motorstarters ein. Eine integrierte Stromüberwachung schützt den Antrieb zuverlässig vor Überlast. Die Verlustleistung der kompakten Hybrid-Schalter ist nur wenig höher als bei einem elektromechanischen Schalter. Gleichzeitig verlängert sich die Lebensdauer des Hybrid-Schalters allerdings um den zehnfachen Wert eines Schützes. Der Contactron-Motorstarter spart also nicht nur Platz im Schaltschrank ein, sondern reduziert auch die Wartungskosten und optimiert die Verfügbarkeit der Anlage.

Heil bestellte sofort einige Geräte und testete sie an einem Mischwagen in einer Applikation im französischen Reemtsma-Werk. Nach der erfolgreichen Nutzung der Platz sparenden, leistungsfähigen Lösung wurden die Hybrid-Motorstarter erstmals in größerem Umfang im spanischen Werk Altadis S.A. in Logrono verwendet.

Höchste Sicherheit bis SIL 3 und PL e

Der Weg zu einer endgültigen Lösung war jedoch noch holprig. An einigen Schwingrinnen im Werk in Logrono traten Probleme auf, da die Hybrid-Motorstarter häufig in Störung gingen (Bild 6). Mitarbeiter von Phoenix Contact reisten nach Spanien, um den Grund dieser Störungen vor Ort zu ermitteln. Als primäre Ursache erwies sich der grundsätzliche Aufbau der Schwingrinnen. Diese werden über Kurbelbetrieb oder Exzenter in Vibration versetzt und befördern das auf ihnen befindliche Gut nach oben. Die Kurbel- oder Schwingbewegung erzeugt permanent wechselnde Belastungszustände für den antreibenden Elektromotor, die sich zwischen Volllast und generatorischem Betrieb bewegen. Daraus ergibt sich ein Stromverlauf, der Frequenz und Amplitude kontinuierlich in signifikanter Größenordnung von einer Halbwelle zur nächsten ändert (Bild 8).

Das beschriebene Verhalten wurde vom Hybrid-Motorstarter der Produktfamilie Contactron als kritischer Zustand gewertet und der Antrieb daher abgeschaltet. Dies zu Recht, denn das Gerät beinhaltet Safety-Funktionen. Deshalb kann es zum sicheren Abschalten gemäß SIL 3 und PL e eingesetzt werden und überwacht zudem das Netz auf Phasenausfälle und unerlaubte Asymmetrien. Nachdem die Mitarbeiter von Phoenix Contact die Firmware des Hybrid-Motorstarters entsprechend modifiziert hatten, kam es zu keinen Ausfällen mehr. Der Nutzung der Geräte in ersten Applikationen in Spanien, Frankreich, Polen und Deutschland stand also nichts mehr im Weg.

* Dipl.-Ing. Frank Döllerer arbeitet im Interface Digital Marketing Relay/Cabling bei der Phoenix Contact Electronics GmbH, Bad Pyrmont.

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