Schaltpläne für den Anschluss eines Magnetschalters bei 220 V und 380 V + Besonderheiten des Selbstanschlusses

Ein Magnetstarter ist ein Gerät, das für einen unterbrechungsfreien und den Normen entsprechenden Betrieb der Ausrüstung sorgt. Mit seiner Hilfe wird die Versorgungsspannung verteilt und der Betrieb der angeschlossenen Lasten gesteuert.

Am häufigsten wird darüber die Stromversorgung von Elektromotoren realisiert. Und darüber erfolgt auch das Wenden des Motors sowie sein Stoppen. All diese Manipulationen ermöglicht der richtige Schaltplan des Magnetstarters, den Sie selbst zusammenbauen können.

In diesem Material erklären wir den Aufbau und die Funktionsweise eines Magnetstarters und gehen auf die Feinheiten des Anschlusses des Geräts ein.

Unterschied zwischen Magnetstarter und Schütz

Häufig kommt es bei der Auswahl eines Schaltgeräts zu Verwechslungen zwischen Magnetstartern (MS) und Schützen. Diese Geräte sind trotz ihrer Ähnlichkeit in vielen Eigenschaften dennoch unterschiedliche Konzepte. Ein Magnetstarter vereint eine Reihe von Geräten, die in einer gemeinsamen Steuereinheit verbunden sind.

In den MS können mehrere Schütze sowie Schutzgeräte, spezielle Zusätze und Steuerelemente integriert sein. All dies ist in einem Gehäuse mit einem bestimmten Schutzgrad gegen Feuchtigkeit und Staub untergebracht. Mit diesen Geräten wird hauptsächlich der Betrieb von Asynchronmotoren gesteuert.

Die maximale Spannung, mit der ein Magnetstarter arbeitet, hängt von der elektromagnetischen Induktionsspule ab. Es gibt MS mit kleinen Nennwerten – 12, 24, 110 V, am häufigsten werden jedoch 220 und 380 V verwendet.

Ein Schütz ist ein monolithisches Gerät mit einem Funktionsumfang, der durch die jeweilige Konstruktion vorgegeben ist. Während Starter in relativ komplexen Schaltungen eingesetzt werden, kommen Schütze hauptsächlich in einfachen Schaltungen vor.

Aufbau und Zweck des Geräts

Wenn man den Anschluss eines Magnetschützes und eines Schützes vergleicht, kann man zu dem Schluss kommen, dass sich das erste Gerät vom zweiten dadurch unterscheidet, dass es zum Starten eines Elektromotors verwendet wird. Man kann sogar sagen, dass das Magnetschütz dasselbe wie ein Schütz ist, mit dem der Elektromotor gesteuert wird.

Dieser Unterschied ist so bedingt, dass viele Hersteller in letzter Zeit Magnetschütze als Wechselstromschütze mit kleinen Abmessungen bezeichnen. Auch die ständige Verbesserung der Schütze hat sie universell gemacht, weshalb sie multifunktional geworden sind.

Zweck des Magnetstarters

Magnetschütze und Schütze werden in Stromnetze eingebaut, die Strom mit Gleich- oder Wechselspannung transportieren. Ihre Wirkung basiert auf elektromagnetischer Induktion.

Das Gerät ist mit Signalkontakten und solchen, über die die Spannungsversorgung erfolgt, ausgestattet. Erstere werden als Hilfskontakte bezeichnet, letztere als Arbeitskontakte.

Die Starttasten, mit denen der Schaltkreis ausgestattet ist, ermöglichen einen bequemen Betrieb. Wenn die Last abgeschaltet werden muss, genügt es, die Taste „Stopp“ zu betätigen. Dabei endet die Spannungsversorgung der Schützspule und der Stromkreis wird unterbrochen.

Magnetschütze steuern elektrische Anlagen, einschließlich Elektromotoren, fern. Ihre Schutzfunktion ist null – nur wenn die Spannung verschwindet oder zumindest auf unter 50 % abfällt, öffnen die Hauptkontakte.

Nach dem Stoppen der Anlage, in deren Schaltkreis ein Schütz eingebaut ist, wird sie sich nie selbstständig einschalten. Dazu muss die Taste „Start“ gedrückt werden.

Aus Sicherheitsgründen ist dies ein sehr wichtiger Punkt, da Unfälle, die durch ein spontanes Einschalten der elektrischen Anlage verursacht werden, vollständig ausgeschlossen sind.

Schütze, in deren Schaltung Thermorelais integriert sind, schützen den Elektromotor oder eine andere Anlage vor längerer Überlast. Diese Relais können zweipolig (TRN) oder einpolig (TRP) sein. Das Auslösen erfolgt unter dem Einfluss des Überlaststroms des Motors, der durch sie fließt.

Konstruktion und Funktionsweise des Geräts

Für die korrekte Funktion eines Magnetschützes müssen bestimmte Montageregeln eingehalten werden, man sollte die Grundlagen der Relaistechnik verstehen und den Stromversorgungskreis der Anlage richtig auswählen.

Da die Geräte für den Betrieb über einen kurzen Zeitraum ausgelegt sind, sind Magnetschütze mit Schließern am beliebtesten. Am gefragtesten sind Magnetschütze der Serien PME und PAE.

Erstere werden in Signalkreise für Elektromotoren mit einer Leistung von 0,27 – 10 kW eingebaut. Letztere für eine Leistung von 4 – 75 kW. Sie sind für Spannungen von 220 V und 380 V ausgelegt.

Es gibt vier Ausführungsvarianten:

• offen;
• geschützt;
• staub- und wassergeschützt;
• staub- und spritzwassergeschützt.

Die Schütze der Serie PME enthalten ein zweiphasiges Relais TRN in ihrer Konstruktion. Bei Schützen der Serie PAE hängt die Anzahl der eingebauten Relais von der Baugröße ab.

Die Buchstaben bezeichnen den Gerätetyp, die nachfolgenden Ziffern von 1 bis 6 die Größe. Die zweite Ziffer gibt die Ausführung an. Eine Eins steht für einen nicht reversiblen Magnetschalter ohne thermischen Schutz, eine Zwei für denselben mit thermischem Schutz, eine Drei für einen reversiblen ohne thermischen Schutz, eine Vier für einen reversiblen mit thermischem Schutz.

Bei einer Spannung von etwa 95 % des Nennwerts kann die Spule des Schützes einen zuverlässigen Betrieb gewährleisten.

Der Magnetschalter besteht aus folgenden Hauptkomponenten:

• dem Kern;
• der elektromagnetischen Spule;
• dem Anker;
• dem Rahmen;
• mechanischen Betriebssensoren;
• Kontaktorgruppen – zentral und zusätzlich.

Zusätzlich können in die Konstruktion als weitere Elemente ein Schutzrelais, elektrische Sicherungen, ein zusätzlicher Klemmsatz und eine Startvorrichtung integriert werden.

Der Magnetschalter umfasst in seiner Konstruktion das Gehäuse (1), die festen Kontakte (2), eine Feder (3), den Kern (4), die Drossel (5), den Anker (6), eine Feder (7), die Kontaktbrücke (8), eine Feder (9), die Lichtbogenlöschkammer (10) und das Heizelement (11).

Im Wesentlichen ist es ein Relais, das jedoch einen wesentlich höheren Strom abschaltet. Da die Elektromagnete dieses Geräts recht leistungsstark sind, zeichnet es sich durch eine hohe Ansprechgeschwindigkeit aus.

Der Elektromagnet in Form einer Spule mit hoher Windungszahl ist für eine Spannung von 24 – 660 V ausgelegt. Er befindet sich auf dem Kern; die hohe Leistung ist erforderlich, um die Federkraft zu überwinden.

Letztere dient der schnellen Trennung der Kontakte, von deren Geschwindigkeit die Größe des Lichtbogens abhängt. Je schneller die Trennung erfolgt, desto kleiner ist der Lichtbogen und desto besser ist der Zustand der Kontakte selbst.

Der Normalzustand ist, wenn die Kontakte geöffnet sind. Dabei hält die Feder den oberen Teil des Magnetkerns in angehobener Position.

Wenn der Magnetschalter mit Spannung versorgt wird, fließt Strom durch die Spule und erzeugt ein elektromagnetisches Feld. Dieses zieht den beweglichen Teil des Magnetkerns an, indem es die Feder zusammendrückt. Die Kontakte schließen sich, die Last wird mit Spannung versorgt und beginnt zu arbeiten.

Bei Abschaltung der Spannungsversorgung des Magnetschalters verschwindet das elektromagnetische Feld. Die Feder richtet sich auf, stößt den oberen Teil des Magnetkerns nach oben. Dadurch öffnen sich die Kontakte und die Spannungsversorgung zur Last wird unterbrochen.

Einige Schützmodelle sind mit Überspannungsbegrenzern ausgestattet, die in Halbleitersteuersystemen eingesetzt werden.

Sie können den Systembetrieb manuell überprüfen, indem Sie auf den Anker drücken, um die Federkraft zu spüren. Die Federkraft wirkt dem Magnetfeld entgegen. Bei vollständigem Absenken des Ankers werden die von der Feder zurückgeworfenen Kontakte abgeschaltet.

Die Spannungsversorgung der Steuerspule erfolgt nach dem Anschluss des Magnetschalters über Wechselstrom, aber für dieses Gerät spielt die Stromart keine Rolle.

Schütze sind in der Regel mit zwei Arten von Kontakten ausgestattet: Hauptkontakten und Hilfskontakten. Über die ersten wird die Last angeschlossen, die zweiten schützen vor Fehlbedienung beim Anschluss.

Die Hauptkontakte des Schützes können 3 oder 4 Paare umfassen, abhängig von der Konstruktion des Geräts. In jedem Paar gibt es sowohl bewegliche als auch feststehende Kontakte, die über Metallplatten mit den am Gehäuse befindlichen Klemmen verbunden sind.

Erstere zeichnen sich dadurch aus, dass die Last ständig mit Spannung versorgt wird. Die Abschaltung erfolgt erst nach Betätigung des Schützes.

Bei Schützen mit normalerweise geöffneten Kontakten wird die Spannung nur während des Betriebs des Schützes zugeführt.

Man unterscheidet zwei Arten von Hilfskontakten: normalerweise geschlossene und normalerweise geöffnete. Der Kontakt des ersten Typs gehört zur Taste „Stopp“, der normalerweise offene zur Taste „Start“.

Normalerweise geschlossene Kontakte zeichnen sich dadurch aus, dass die Last ständig mit Spannung versorgt wird und die Trennung erst nach Betätigung des Schützes erfolgt. Bei Schützen mit normalerweise geöffneten Kontakten wird die Spannung nur während des Betriebs des Schützes zugeführt.

Besonderheiten der Montage des Starters

Ein falscher Einbau des Magnetschützes kann zu Fehlauslösungen führen. Um dies zu vermeiden, sollten keine Bereiche gewählt werden, die Vibrationen, Stößen oder Erschütterungen ausgesetzt sind.

Konstruktionsbedingt ist das Magnetschütz so ausgelegt, dass es in einem Schaltschrank montiert werden kann, jedoch unter Einhaltung der Regeln. Das Gerät arbeitet zuverlässig, wenn es an einer geraden, ebenen und vertikal angeordneten Oberfläche montiert wird.

Thermorelais dürfen keiner Erwärmung durch fremde Wärmequellen ausgesetzt werden, da dies die Funktion des Geräts beeinträchtigt. Daher dürfen sie nicht an Orten aufgestellt werden, die einer Erwärmung ausgesetzt sind.

Es ist strengstens untersagt, ein Magnetschütz in einem Raum zu installieren, in dem Geräte mit einem Strom von 150 A oder mehr montiert sind. Das Ein- und Ausschalten solcher Geräte verursacht einen schnellen Stoß.

Kupferdrähte müssen vor dem Anschluss verzinnt werden. Sind sie mehrdrähtig, werden ihre Enden vor dem Verzinnen verdrillt. Bei Aluminiumdrähten werden die Enden mit einer Feile gereinigt und dann mit Paste oder technischer Vaseline überzogen.

Um ein Verkanten der Federringe in der Kontaktklemme des Schützes zu vermeiden, wird das Ende des Leiters U-förmig oder zu einem Ring gebogen. Wenn zwei Leiter an eine Klemme angeschlossen werden sollen, müssen ihre Enden gerade sein und sich auf beiden Seiten der Klemmschraube befinden.

Der Inbetriebnahme des Schützes muss eine Sichtprüfung und Überprüfung aller Komponenten auf Funktionsfähigkeit vorausgehen. Die beweglichen Teile müssen sich von Hand bewegen lassen. Die elektrischen Verbindungen sind mit dem Schaltplan zu vergleichen.

Gängige Schaltpläne für den Magnetstarter

Am häufigsten wird ein Installationsschema mit einem Gerät verwendet. Um seine Hauptelemente zu verbinden, verwendet man ein dreiadriges Kabel und zwei geöffnete Kontakte, falls das Gerät ausgeschaltet ist.

Dies ist eine äußerst einfache Schaltung. Sie wird aufgebaut, wenn der automatische Schalter QF schließt. Die Steuerschaltung wird durch die Sicherung PU vor Kurzschluss (KZ) geschützt.

Unter normalen Umständen ist der Kontakt des Relais R geschlossen. Wenn die Taste „Start“ gedrückt wird, schließt der Stromkreis. Das Drücken der Taste „Stopp“ unterbricht die Schaltung. Im Falle einer Überlastung spricht das Thermorelais R an und öffnet den Kontakt R, die Maschine stoppt.

Bei dieser Schaltung ist die Nennspannung der Spule von großer Bedeutung. Wenn die Spannung an ihr 220 V beträgt und der Motor 380 V hat, ist diese Schaltung bei Sternschaltung nicht geeignet.

Hierfür wird eine Schaltung mit Neutralleiter verwendet. Es ist sinnvoll, sie bei Dreieckschaltung der Motorwicklungen einzusetzen.

Feinheiten beim Anschluss des Geräts an 220 V

Unabhängig davon, wie der Magnetschalter angeschlossen wird, sind im Projekt stets zwei Stromkreise vorhanden – der Leistungskreis und der Steuerkreis. Über den ersten wird die Spannung zugeführt, über den zweiten wird der Betrieb der Anlage gesteuert.

Besonderheiten des Stromkreises

Die Spannungsversorgung für den Magnetschalter erfolgt über die Kontakte, die üblicherweise mit A1 und A2 bezeichnet sind. An ihnen liegt eine Spannung von 220 V an, wenn die Spule selbst für diese Spannung ausgelegt ist.

Es ist praktischer, die Phase an A2 anzuschließen, obwohl es grundsätzlich keinen Unterschied gibt. Die Stromquelle wird an die Kontakte angeschlossen, die sich am unteren Teil des Gehäuses befinden.

Die Art der Spannung spielt keine Rolle, Hauptsache, der Nennwert überschreitet nicht 220 V.

Über einen Magnetschalter mit 220-V-Spule kann Spannung von einem Diesel- oder Windgenerator, einer Batterie oder anderen Quellen zugeführt werden. Die Entnahme erfolgt an den Klemmen T1, T2, T3.

Ein Nachteil dieser Anschlussvariante ist, dass zum Ein- oder Ausschalten Manipulationen am Stecker erforderlich sind. Die Schaltung kann verbessert werden, indem vor dem Magnetschalter ein Schutzschalter installiert wird. Mit diesem wird die Spannung ein- und ausgeschaltet.

Änderung des Steuerkreises

Diese Änderungen betreffen nicht den Leistungskreis, sondern nur den Steuerkreis. Die gesamte Schaltung erfährt geringfügige Änderungen.

Wenn sich die Tasten in einem Gehäuse befinden, wird die Einheit als „Tasterstation“ bezeichnet. Jede Taste verfügt über ein Paar Eingänge und ein Paar Ausgänge. Die Taste „Start“ hat normalerweise offene (NO) Kontakte, die entgegengesetzte Taste hat normalerweise geschlossene (NC) Kontakte.

Die Tasten werden vor dem Magnetschalter in Reihe geschaltet. Zuerst kommt „Start“, dann „Stopp“. Die Kontakte des Magnetschalters werden durch einen Steuerimpuls betätigt.

Die Quelle dafür ist die gedrückte Starttaste, die den Weg für die Spannungszufuhr zur Steuerspule öffnet. Die Starttaste muss nicht im eingeschalteten Zustand gehalten werden.

Es wird nach dem Prinzip der Selbsthaltung betrieben. Dies besteht darin, dass parallel zum Startknopf zusätzliche selbstblockierende Kontakte angeschlossen werden. Diese versorgen die Spule mit Spannung.

Nach deren Schließung versorgt sich die Spule selbst. Die Unterbrechung dieses Stromkreises führt zur Abschaltung des Schützes.

Der Ausschaltknopf „Stopp“ ist normalerweise rot. Der Startknopf kann nicht nur die Beschriftung „Start“, sondern auch „Vorwärts“ und „Rückwärts“ tragen. Meistens ist er grün, obwohl er auch schwarz sein kann.

Anschluss an ein 3-Phasen-Netz

Es ist möglich, einen Dreiphasenstrom über eine Schützspule anzuschließen, die mit 220 V betrieben wird. Die Schaltung wird üblicherweise mit einem Asynchronmotor verwendet. Der Steuerstromkreis ändert sich dabei nicht.

Eine Phase und der Nullleiter werden an die entsprechenden Kontakte angeschlossen. Der Phasenleiter wird über den Start- und Ausschaltknopf geführt. Auf die Kontakte NO13, NO14 wird eine Brücke zwischen dem geschlossenen und dem geöffneten Kontakt gesetzt.

Der Leistungskreis unterscheidet sich, aber nicht wesentlich. Drei Phasen werden an die im Plan mit L1, L2, L3 bezeichneten Eingänge angelegt. Der Dreiphasenverbraucher wird an T1, T2, T3 angeschlossen.

Einbindung des thermischen Relais in die Schaltung

Zwischen dem Schütz und dem Asynchronmotor wird in Reihe ein Überlastrelais eingefügt. Dessen Auswahl erfolgt in Abhängigkeit vom Motortyp.

Das Überlastrelais schützt den Elektromotor vor Fehlern und Notfällen, die bei Ausfall einer Phase auftreten können.

Das Relais wird an den Ausgang des Schützes angeschlossen. Der Strom fließt sequenziell durch den Motor und erwärmt dabei das Relais. Das obere Ende des Relais ist mit Hilfskontakten ausgestattet, die mit der Spule verbunden sind.

Die Heizwiderstände des Relais sind auf den maximalen Strom ausgelegt, der durch sie fließt. Dies geschieht, damit das Relais das Schütz abschalten kann, wenn der Motor aufgrund von Überhitzung gefährdet ist.

Wir empfehlen Ihnen auch, unseren anderen Artikel zu lesen, in dem wir erläutert haben, wie man einen elektromagnetischen Schütz für 380 V auswählt und anschließt. Mehr Details – folgen Sie dem Link.

Motorstart mit reversibler Drehrichtung

Für den Betrieb bestimmter Geräte muss sich der Motor sowohl nach links als auch nach rechts drehen können.

Das Anschlussschema für diese Variante enthält zwei Schütze, einen Tasterblock oder drei einzelne Taster – zwei Starttaster „Vorwärts“, „Rückwärts“ und einen „Stopp“-Taster.

Zur Realisierung dieser Variante wird in den Stromkreis mit einem Schütz ein weiterer Steuerstromkreis eingefügt. Dieser enthält den Taster SB3 und das Schütz KM2. Auch der Leistungsteil ist leicht geändert.

Vor Kurzschluss wird der Leistungskreis durch die Öffnerkontakte KM1.2, KM2.2 geschützt.

Die Vorbereitung der Schaltung für den Betrieb erfolgt wie folgt:

1. Schalten Sie den Leitungsschutzschalter QF1 ein.
2. An die Leistungskontakte der Schütze KM1, KM2 gelangen die Phasen A, B, C.
3. Die Phase, die den Steuerstromkreis (A) über SF1 (Sicherungsautomat für Signalkreise) und die Taste SB1 „Stopp“ versorgt, wird auf Kontakt 3 (Tasten SB2, SB3), Kontakt 13NO (MP KM1, KM2) gegeben.

Anschließend arbeitet die Schaltung nach einem Algorithmus, der von der Drehrichtung des Motors abhängt.

Steuerung des Motorwendebetriebs

Die Drehung beginnt bei Betätigung der Taste SB2. Dabei wird die Phase A über KM2.2 an die Spule von MP KM1 gelegt. Der Schütz beginnt zu schalten, wobei die Schließer schließen und die Öffner öffnen.

Das Schließen von KM1.1 bewirkt eine Selbsthaltung, und nach dem Schließen der Kontakte von KM1 werden die Phasen A, B, C an die entsprechenden Anschlüsse der Motorwicklungen gelegt, woraufhin der Motor zu drehen beginnt.

Vor dem Anlassen des Motors in die entgegengesetzte Richtung muss die zuvor eingestellte Drehung mit der Taste „Stopp“ gestoppt werden. Für die Drehung in die entgegengesetzte Richtung muss lediglich mit dem Schütz KM2 die Position von zwei der speisenden Phasen vertauscht werden.

Die ausgeführte Aktion unterbricht den Stromkreis; die Steuerphase A wird nicht mehr an die Spule KM1 gelegt, und der Kontaktanker kehrt mithilfe der Rückstellfeder in die Ausgangsstellung zurück.

Die Kontakte trennen sich; die Spannungsversorgung des Motors M wird unterbrochen. Die Schaltung geht in den Wartezustand über.

Sie wird durch Drücken der Taste SB3 gestartet. Die Phase A gelangt über KM1.2 zu KM2, der Schütz MP spricht an und wird über KM2.1 in Selbsthaltung gehalten.

Anschließend vertauscht der MP über die Kontakte KM2 die Phasen. Dadurch ändert der Motor M seine Drehrichtung. Gleichzeitig wird die in der Versorgungsschaltung des MP KM1 liegende Verbindung KM2.2 getrennt, um ein Einschalten von KM1 zu verhindern, solange KM2 aktiv ist.

Funktion des Leistungskreises

Die Verantwortung für das Umschalten der Phasen zur Umkehrung der Motordrehrichtung liegt bei der Leistungsschaltung.

Ein weißer Draht führt die Phase A zum linken Kontakt des Schützes MP KM1, dann über eine Brücke zum linken Kontakt von KM2. Die Ausgänge der Schütze sind ebenfalls mit einer Kreuzbrücke verbunden, und anschließend gelangt über KM1 die Phase A zur ersten Wicklung des Motors.

Beim Anziehen des Schützes MP KM1 wird die erste Wicklung mit Phase A, die zweite Wicklung mit Phase B und die dritte Wicklung mit Phase C versorgt. Dabei dreht der Motor nach links.

Wenn KM2 anzieht, werden die Phasen B und C vertauscht. Die Phase B gelangt zur dritten Wicklung, die Phase C zur zweiten. An Phase A ändert sich nichts. Der Motor beginnt, nach rechts zu drehen.

Fazit und nützliche Videos zum Thema

Einzelheiten zum Aufbau und Anschluss des Schützes:

Praktische Hilfe beim Anschluss des MP:

Mit den gezeigten Schaltungen kann ein Magnetschütz selbst an ein 220-V- als auch an ein 380-V-Netz angeschlossen werden.

Es ist zu beachten, dass die Montage nicht kompliziert ist, aber für eine Reversierschaltung ist eine beidseitige Verriegelung wichtig, die eine gegenseitige Einschaltung unmöglich macht. Dabei kann die Verriegelung sowohl mechanisch als auch über Verriegelungskontakte erfolgen.

Wenn Sie Fragen zum Thema des Artikels haben, hinterlassen Sie bitte Ihre Kommentare im untenstehenden Block. Dort können Sie auch interessante Informationen mitteilen oder Ratschläge zum Anschluss von Magnetschützen für die Besucher unserer Website geben.