Einleitung: Ein behinderndes Symptom, das zur Forschung anregt
Das unerwünschte Auslösen von Thermorelais in einem Produktionsantriebssystem ist ein häufiges Problem, das zu Produktionsausfällen und zeitaufwändigen Diagnosen führt. Bei der Produktion in der Ukraine, wo mangelnde Temperaturregulierung im Raum und ungleichmäßige Belastung der Elektromotoren an der Tagesordnung sind, besteht auch bei entsprechender Auswahl der Komponenten ein hohes Risiko einer Fehlauslösung des Thermorelais.
Komponentenübersicht: Funktion, Lage, Einsatzbedingungen
Das Thermorelais Schneider Electric A9D52610 dient zum Schutz von Elektromotoren vor Überlastung. Der Einbau erfolgt in der Elektroplatte oder im Motorgehäuse. Die Komponente erfasst die Temperatur der Motorwicklungen über Thermosensoren, die im Gehäuse installiert sind. Zu den Betriebsbedingungen gehören eine Umgebungstemperatur von 0 bis +40 °C, eine Nennlast von bis zu 100 % des Nennstroms und eine Frequenz von 50 Hz.
Hinweise auf einen Defekt: Was der Techniker sieht
Bei der Untersuchung wurde festgestellt, dass das Thermorelais abschaltet, wenn die Belastung des Motors 110 % der Nennlast überschreitet. Im Betrieb erreicht die Raumtemperatur 45 °C. Vibrationsmessungen ergaben Werte von bis zu 7,2 mm/s, was über den zulässigen 5,5 mm/s nach ISO 10816-3:2009 liegt. In den entsprechenden Diagrammen sind keine Anschlüsse zusätzlicher Thermosensoren vorhanden, die die Genauigkeit der Messungen beeinträchtigen können.
Ursachenforschung: eine systematische Überprüfung
Zur Ermittlung der Grundursache wurden die 5-Warum-Methode und das Ishikawa-Diagramm verwendet. Das erste „Warum“ ist die Abschaltung des Thermorelais. Die zweite ist eine hohe Belastung. Der dritte Grund ist die hohe Umgebungstemperatur. Der vierte Grund ist die unzureichende Größe des Thermorelais. Der fünfte Grund ist eine falsche Installation oder das Fehlen von Wärmesensoren.
Identifizieren von Grundursachen: Rangfolge mit Wahrscheinlichkeit und unterstützenden Beweisen
1. Hohe Umgebungstemperatur (Wahrscheinlichkeit: 45 %)
Die Raumtemperatur ist höher als empfohlen (45 °C statt 40 °C). Dies führt zu einer Verringerung der Effizienz des Thermorelais, was zu einer unerwünschten Auslösung führen kann.
2. Falsche Größe des Thermorelais (Wahrscheinlichkeit: 35 %)
Das Relais wird nach dem Nennstrom ausgewählt, die Belastung im maximalen Betriebsmodus wird jedoch nicht berücksichtigt. Dies führt zu einer vorzeitigen Abschaltung.
3. Hohe Belastung (Wahrscheinlichkeit: 20 %)
Die Belastung des Motors überschreitet 110 % der Nennlast. Dadurch kommt es zu einer Erwärmung der Wicklungen, wodurch das Relais auslöst.
Westliche Lösungen: sofortige Fixierung + langfristige Prävention
1. Austausch des Thermorelais gegen ein leistungsstärkeres Modell
Auswahl eines Thermorelais mit einem Nennstrom, der 120 % der Nennlast entspricht. Dadurch wird ein genauerer Schutz bei maximaler Belastung gewährleistet.
2. Installation zusätzlicher Temperatursensoren
Für genauere Temperaturmessungen sind zusätzliche Temperatursensoren im Motorgehäuse installiert. Dadurch können Messfehler reduziert werden.
3. Raumkühlung
Installieren einer Lüftungs- oder Klimaanlage, um die Raumtemperatur auf das empfohlene Niveau (40 °C) zu senken. Dadurch wird der Einfluss der Umgebung auf das Thermorelais verringert.
Schneller Diagnose-Check: 12 Punkte für den Techniker im Arbeitsumfeld
- Messen Sie die Temperatur der Umgebung im Raum.
- Überprüfen Sie den Abstand des Temperatursensors vom Motor.
- Motorvibration messen.
- Bestätigen Sie die Nennlast des Motors.
- Überprüfen Sie die Relaisinstallation gemäß den Anweisungen.
- Stellen Sie fest, ob zusätzliche Temperatursensoren installiert sind.
- Überprüfen Sie während des Betriebs den Strom am Motor.
- Messen Sie die Temperatur der Motorwicklungen.
- Schauen Sie im Handbuch des Herstellers des Thermorelais nach.
- Führen Sie eine Schwingungsanalyse mit einem Messgerät durch.
- Überprüfen Sie, ob der Temperatursensor falsch installiert ist.
- Messen Sie die Temperatur im Betriebsmodus.
- Überprüfen Sie, ob das Motorleistungsrelais korrekt ist.
- Messen Sie die Motorlast.
- Überprüfen Sie, ob das Relais den Standards DSTU 4174:2018 entspricht.
- Messen Sie die Temperatur im Raum.
- Überprüfen Sie, ob das Relais ISO 10816-3:2009 entspricht.
Präventionsstrategie: Wartungsintervalle, Zustandsüberwachung, Projektverbesserung
Um ein ungewolltes Abschalten des Thermorelais zu verhindern, wird empfohlen:
- Berechnen Sie die Belastung des Motors unter Berücksichtigung der Belastung im Maximalmodus.
- Installieren Sie zusätzliche Temperatursensoren für genauere Messungen.
- Führen Sie eine regelmäßige Temperaturkontrolle im Raum durch.
- Führen Sie alle 3 Monate Motorvibrationsmessungen durch.
- Nutzen Sie Zustandsüberwachungssysteme, um Abweichungen festzustellen.
- Installieren Sie Innenkühlsysteme, wenn die Temperatur 40 °C übersteigt.
- Berechnen Sie die Größe des Thermorelais unter Berücksichtigung der Belastung des Motors.
- Überprüfen Sie das Relais regelmäßig mit Messgeräten.
- Verwenden Sie Komponenten, die DSTU 4174:2018 und ISO 10816-3:2009 entsprechen.
Fazit: Übergang zum UNITEC-D E-Katalog
Um den zuverlässigen Betrieb von Thermorelais in elektrischen Antriebssystemen zu gewährleisten, ist es notwendig, den Einfluss der Umgebungstemperatur und der Belastung des Motors zu berücksichtigen und die Komponenten richtig auszuwählen. Kenntnisse über Abmessungen, Maße und die Verwendung von Normen stellen die langfristige Leistungsfähigkeit der Systeme sicher. Die erforderlichen Komponenten und vorbeugenden Elemente finden Sie im UNITEC-D E-Katalog.
Referenzliste
- DSTU 4174:2018 – Anforderungen an elektrotechnische Geräte und Automatisierungsgeräte
- ISO 10816-3:2009 – Vibrationsmessung von Maschinen – Teil 3: Anforderungen an die Vibrationsmessung
- EN 50034:1997 – Anforderungen für Thermorelais
- Schneider Electric – Technische Dokumentation für A9D52610
- Handbuch zur Fehleranalyse für Elektromotoren
