Stand der Technik: Fähigkeiten der Sanftanlasser

Obwohl Sanftanlasser als eine der ersten elektronischen Antriebskomponenten entwickelt wurden, bietet die Kombination aus bewährten Leistungsbauteilen und moderner Steuerungstechnik immer noch eine attraktive Antriebslösung. Die Thyristoren als Hauptkomponenten im Leistungsteil sind in den vergangenen 25 Jahren nahezu unverändert geblieben. Das liegt größtenteils an den positiven Eigenschaften der Thyristoren, die insbesondere in jüngster Zeit vermehrt zum Tragen kommen. Verglichen mit IGPTs, wie sie bei Frequenzumrichtern zum Einsatz kommen, sind Thyristoren robust und überstehen kurzzeitige Überlasten ohne Schaden. Auch die vergleichsweise langsamen Schaltzeiten stellen sich bei genauerer Betrachtung als Vorteil heraus. Da EMV-Probleme maßgeblich durch hohe Störfrequenzen (Harmonische) verursacht werden, liegen die von Thyristoren verursachten niedrigen Störfrequenzen von 250 und 350Hz (5. und 7. Harmonische) im leitungsgebundenem Bereich und können ohne zusätzliche Filter vom Netz akzeptiert werden. Fortschritte der Sanftanlasser Abgesehen von den thyristorbestückten Leistungsteilen haben Sanftanlasser der neuesten Generation nur noch wenig mit den ersten Geräten aus den 80er-Jahren gemein. Moderne Sanftanlasser haben hauptsächlich im Bereich der Steuerungs- und Regelungstechnik enorme Fortschritte gemacht. Beschränkten sich die ersten Geräte noch auf analoge Spannungsrampen und Strombegrenzungen, verfügen moderne Sanftanlasser über umfangreiche Regelungsalgorithmen. Die Rechenleistung und Performance der eingesetzten Mikrocontroller (µC) ermöglichen einen Motorstart anhand einer Vielzahl von Parametern und eröffnen dadurch immer weitere Applikationsbereiche. Dabei ist es weniger schwierig, die jeweiligen Regelparameter (z.B. Leistung, Drehmoment oder cos phi) zu berechnen, als anhand der Messdaten die richtigen Aus­gangswerte zu stellen. Speziell hier ist ein umfangreiches Applikationswissen notwendig, da sich je nach Anwendung immer mehrere Parameter gegenseitig beeinflussen. Schwierigkeiten entstehen, wenn sich aufgrund der Systembeschaffenheit mehrere Anforderungen gegenseitig behindern oder sogar ausschließen. Ein Beispiel ist der Start einer Tauchpumpe in Kombination mit einem Generator. Die Pumpe muss unter allen Umständen so schnell wie möglich auf eine bestimmte Drehzahl gebracht werden, um das \’untere\‘ Lager vor Zerstörung zu schützen. Im Gegensatz dazu sollte der Start an einem Generator sehr langsam und schonend eingestellt werden, um eine Überlastung zu vermeiden. Die Kombination mehrerer \’Startprogramme\‘ bietet in diesem Zusammenhang eine Lösung, die allen Anforderungen gerecht wird. Auf der einen Seite wird ein spezielles \’Generatorstartprogramm\‘ eingesetzt, mit dessen Hilfe die Leistungsreserven des Stromversorgers gezielt genutzt werden können, ohne ihn zu überlasten. Auf der anderen Seite gewährleistet die Kombination aus intelligentem \’Boost Start\‘ (einstellbare Rampen und Strombegrenzungsfunktion) und einem Pumpenstartprogramm den materialschonenden Start der Tauchpumpe. Notwendige Regelfunktionen Herkömmliche Sanftanlasser ohne integrierte Regelfunktionen sind allerdings nicht in der Lage, diese komplexen Startvorgänge zu gewährleisten. Sie werden entweder nur den Generatoranforderungen oder nur den Pumpenanforderungen gerecht und führen zu Startproblemen oder zu Beschädigungen am System. Dieses Merkmal alter oder technisch einfacher Sanftanlasser ist eines der größten Vorurteile, mit denen moderne Geräte am Markt zu kämpfen haben. Dabei werden heute bereits Antriebe mit einer Leistung weit jenseits der 20MW und einer Spannung von bis zu 15kV mit Sanftanlassern gestartet. Diese sogenannten Mittelspannungssanftanlasser stellen die Speerspitze der Sanftanlasserentwicklung dar. Durch den seriellen Aufbau mehrerer Thyristorstufen in Kombination mit einer hohen Netzspannung und großer Leistungsdichte ergeben sich umfangreiche Design- und Produktionsanforderungen. Dabei werden moderne Techniken wie Lichtwellenleiter eingesetzt. Im Gegensatz dazu ermöglicht die konsequente Fokussierung auf einen bestimmten Anwendungsfall im OEM-Bereich (kundenspezifische Produkte) eine kostenoptimierte Lösung. So können heute drei-Phasen-gesteuerte, digitale Sanftanlasser für Motoren bis 20kW und integrierten Bypasskontakten zu einem Preis unter 100E angeboten werden. Die zusätzlichen Features wie Motorschutz, Phasenausfall und Drehrichtungsüberwachung ergeben eine Gesamtlösung, die unter den Kosten einer Stern-Dreieck-Kombination liegt. Umfangreiche Schnittstellen der jeweiligen Geräte gewährleisten eine einfache Einbindung ins Gesamtsystem. Igel Elektronik verfügt über die weltweit größte Produktpalette an Sanftanlassern. Der Leistungsbereich reicht von 1kW und 230V bis zu 40MW und 15kV.