Motormanagement Pumpenüberwachung mit elektronischem Motormanagement

Autor / Redakteur: Dipl.-Ing. Frank Döllerer / Anke Geipel-Kern

Entsprechend seiner Größe und seinen Einsatzbedingungen wird ein Elektromotor durch klassische Motorschutzrelais oder Motorschutzschalter vor dauernder Überlastung geschützt. Andere Anlagenteile werden durch den Motorschutz jedoch nicht hinreichend mit geschützt. Ein intelligentes Motormanagement verschafft Abhilfe.

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Der Elektronische Motormanager (EMM) schützt neben dem Motor auch die meist teureren Aggregate oder die Anlagenmechaniken. Bilder: Phoenix Contact
Der Elektronische Motormanager (EMM) schützt neben dem Motor auch die meist teureren Aggregate oder die Anlagenmechaniken. Bilder: Phoenix Contact
( Archiv: Vogel Business Media )

Betrachtet man die Kennlinien einiger physikalischer Größen in Abhängigkeit von der Motorlast, so ist zu festzustellen, dass der Motorstrom I sich im Bereich kleinerer und mittlerer Lasten nahezu überhaupt nicht verändert (Abb. 1). Speziell bei kleinen Antriebsmaschinen ist dieser Effekt durch die magnetische Sättigung besonders ausgeprägt.

Erst in der Phase maximaler Belastung erhöht sich der Stromwert signifikant. Die klassischen Motorschutzrelais und Motorschutzschalter werten mit ihrer stromabhängigen Bimetallauslösung genau diesen Bereich aus und sind so in der Lage, Antriebsmaschinen vor Überlastung zu schützen.

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Die Kurve des Leistungsfaktors cos f zeigt einen nahezu gegensätzlichen Verlauf. Die größten Veränderungen hat der cos f im unteren Lastbereich des Motors. Steigt die Motorleistung, variiert der Leistungsfaktor nur noch marginal. Aufgrund dieses Kurvenverlaufs bietet sich der cos f als Medium an, um Belastungsänderungen im Bereich des Motorleerlaufs zu detektieren und Antriebselemente gegen Unterlast zu schützen. Leider werden sowohl der Leistungsfaktor als auch der Motorstrom erheblich durch Spannungsschwankungen beeinflusst und liefern dann ungenaue Werte.

Einzig die Wirkleistung P hat einen nahezu linearen Kurvenverlauf – und das unabhängig von der Motorbelastung. In der Formel zu ihrer Berechnung ist der Spannungseinfluss bereits enthalten und tritt daher nicht als externe Störgröße auf.

Die Realität sieht in der Regel anders aus, denn in fast allen Anwendungsfällen sind Elektromotoren überdimensioniert. Dafür gibt es verschiedene Gründe, beispielsweise eine längere Lebensdauer der verwendeten Motorlager, der Wunsch nach einer Leistungsreserve oder eine reduzierte Lagerhaltung, weil nur wenige Motortypen bevorratet werden.

Der Nachteil, den sich der Anwender mit der Überdimensionierung erkauft, ist die geringere Belastung des Motors, dessen volles Belastungsspektrum nicht ausgeschöpft wird. Signifikante Änderungen des Motorstroms liegen nicht mehr im typischen Lastbereich und sind so für den Überlastschutz der angetriebenen Mechanik wirkungslos.

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