Teilwicklungsanlauf
Der Teilwicklungsanlauf<ref name= "Quelle 5" />, auch Part-Winding-Schaltung (PW) genannt,<ref name= "Quelle 9" /> ist eine Methode, die bei Drehstrommotoren zur Reduzierung des Anlaufstromes eingesetzt wird.<ref name= "Quelle 6" />
Dieses Anlassverfahren wird in der Kältemaschinentechnik als Standardverfahren weltweit eingesetzt.<ref name= "Quelle 5" /> Insbesondere wird es hier verwendet zur Anlaufstrombegrenzung bei halbhermetischen Verdichtern mit einer Motorleistung ab etwa drei Kilowatt.<ref name= "Quelle 10" />
Schaltungsaufbau
Für dieses Anlassverfahren ist ein spezieller Drehstromasynchronmotor mit getrennten Drehstromwicklungen erforderlich.<ref name= "Quelle 7" /> Die Spulenpakete des Motors sind gegeneinander elektrisch isoliert und liegen sowohl in den Statornuten als auch im Wickelkopf parallel zueinander.<ref name= "Quelle 8" /> Die im Stator getrennten Teilwicklungen sind intern verkettet (Sternschaltung)<ref name= "Quelle 1" /> und jeweils auf die Bemessungsspannung ausgelegt.<ref name= "Quelle 7" />
Es gibt Motoren mit
- zwei gleich stark dimensionierten Wicklungssträngen (1/2 + 1/2)
- zwei unterschiedlich stark dimensionierten Wicklungssträngen (2/3 + 1/3).<ref name= "Quelle 2" />
Die Schaltung besteht aus zwei Hauptschützen.<ref name= "Quelle 8" /> Beim Anlauf wird nur ein Wicklungsstrang eingeschaltet.<ref name= "Quelle 8" /> Eine Sekunde nach dem Einschalten der ersten Wicklungsgruppe wird die zweite parallel geschaltet.<ref name= "Quelle 2" /> Zum Einschalten des zweiten Hauptschützes wird ein Zeitrelais verwendet.
Jeder Wicklungsstrang wird über einen separaten Motorschutzschalter vor Überlastung geschützt.<ref name= "Quelle 2" />
Betriebsverhalten des Motors
Das Zuschalten der zweiten Stufe erfolgt annähernd ruckfrei.<ref name= "Quelle 8" /> insbesondere wird hierbei die Stromversorgung nicht kurzzeitig unterbrochen, wie es bei Stern-Dreieck-Anlaufschaltung unvermeidlich ist.<ref name= "Quelle 3" />
| Anlaufstrom <math>I_A</math> | Anlaufmoment <math>M_A</math> | |
|---|---|---|
| Wicklungsstränge gleich stark (1/2 + 1/2) | ca. 65 %<ref name= "Quelle 7" /> | ca. 50 %<ref name= "Quelle 3" /> |
| Wicklungsstränge unterschiedlich (2/3 + 1/3) | ca. 75 %<ref name= "Quelle 3" /> | ca. 65 %<ref name= "Quelle 7" /> |
Da in der Anlaufphase nur die erste Teilwicklung eingeschaltet ist, kommt es zu einer asymmetrischen Feldverteilung.<ref name= "EP1860757" /> Diese wiederum verursacht zusätzliche Oberfelder mit entsprechenden Oberfeldmomenten.<ref name= "Quelle 9" /> Dadurch wird unter Umständen ein vollständiger Hochlauf des Motors verhindert, er kann während der Hochlaufphase bei einer Satteldrehzahl hängenbleiben. Dieses Verhalten macht sich insbesondere bei Motoren mit gleich stark dimensionierten Wicklungssträngen bemerkbar.<ref name= "EP1860757" />
Vor- und Nachteile
Verglichen mit der Stern-Dreieck-Anlaufschaltung ergeben sich folgende Vor- und Nachteile:
- Vorteile
- geringerer Aufwand an Schaltgeräten
- besseres Anlaufmoment
- günstige Anlaufeigenschaften
- ruckfreies Umschalten<ref name= "Quelle 8" />
- weniger Bauteile (2 Netz-Schütze)
- keine Umschaltstromspitze
- Nachteile
- Spezialmotoren erforderlich
- höherer Anlaufstrom (als mit der Stern-Dreieck-Anlaufschaltung, vgl. Abb.)
- Motor kann bei einer Satteldrehzahl hängen bleiben.<ref name= "Quelle 9" />
Einzelnachweise
<references> <ref name="Quelle 1">Firma Danfos (Hrsg.): Tipps aus der Praxis. <templatestyles src="Webarchiv/styles.css" />Online ( vom 7. Mai 2015 im Internet Archive) (PDF; 189 kB) (zuletzt abgerufen am 7. Mai 2015).</ref> <ref name="Quelle 2">Elektrische Steuerung eines Kaltwassersatzes mit Schraubenverdichter (abgerufen per Webarchive am 3. Dezember 2021).</ref> <ref name="Quelle 3">Teilwicklungsanlauf mit Serienmotor bei Blockverdichtern (Betriebsanleitung) Online (PDF; 3,8 MB) (abgerufen per Webarchive am 3. Dezember 2021).</ref> <ref name="EP1860757">Patentanmeldung EP1860757A1: Elektrische Maschine mit Teilwicklungsschaltung. Angemeldet am 2. Mai 2007, veröffentlicht am 28. November 2007, Anmelder: Siemens AG, Erfinder: Ulrich Kaumann, Eduard Lyschick.</ref> <ref name="Quelle 5">Hans-Ulrich Giersch, Hans Harthus, Norbert Vogelsang: Elektrische Maschinen Prüfen, Normung, Leistungselektronik. 5. Auflage, B.G. Teubner/GWV Fachverlage GmbH, Wiesbaden, 2003, ISBN 3-519-46821-2.</ref> <ref name="Quelle 6">W. Schuisky: Induktionsmaschinen. Springer Verlag Wien, Wien 1957, S. 284.</ref> <ref name="Quelle 7">Martin F. Albert: Das Zauberwort heißt Phasenanschnittsteuerung. Neue Softstarter für Verdichter und Pumpen. In: Die Kälte & Klimatechnik. Nr. 3, 2002, S. 42, 55, 56.</ref> <ref name="Quelle 8">Blitzer SE (Hrsg.): Der Teilwicklungsmotor. Firmendruckschrift der Blitzer SE, technische Info, Sindelfingen 1980, S. 1–4.</ref> <ref name="Quelle 9">Bernd Ponick, Rainer Helmer: Anlauf ohne Hängenbleiben. In: Technologietransfer an Hochschulen. Ausgabe 2 / 2009, S. 7.</ref> <ref name="Quelle 10">Bundesamt für Energie (Hrsg.): Handbuch Wärmepumpen. Planung, Optimierung, Betrieb, Wartung. Bern 2008, S. 57.</ref> </references>
Weblinks
- Part Winding (englisch) (abgerufen per Webarchive am 3. Dezember 2021)