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Ratgeber

Einschaltstrombegrenzer

Elektrische Kreissäge gestartet, Sicherung löst aus, Kreissäge stoppt. Ein solches Szenario bedeutet in der Regel eine zu hohe Stromaufnahme des motorgetriebenen Geräts während des Anlaufvorgangs. Eine Stromaufnahme, die über der Toleranzschwelle der Sicherung liegt. Abhilfe schafften Einschaltstrombegrenzer beziehungsweise Anlaufstrombegrenzer. Wie diese funktionieren, das erfahren Sie in unserem Ratgeber. Wir geben Ihnen außerdem Tipps für Beschaffung und Einsatz.



Wie funktionieren Einschaltstrombegrenzer?

Leitungsschutzschalter – umgangssprachlich Sicherungen – lösen bekanntlich dann aus, wenn die Stromstärke im Niederpannungsnetz eine bestimmte Größe überschreitet. Sie unterbrechen den Stromkreis und verhindern so Schäden an Leitungen und Geräten. Klassischer Fall ist der Kurzschluss. Die übliche Absicherung im einphasigen Netz liegt bei 16 Ampere, multipliziert mit der Netzspannung von 230 Volt ergibt dies für ein angeschlossenes induktives Gerät theoretisch eine maximale Leistungsaufnahme von 3680 Watt.

Induktive Lasten wie starke Elektromotoren, große Transformatoren und Wechselrichter aber auch viele parallel geschaltete ohmsche Lasten wie 230-Volt-Halogenstrahler benötigen schon im Normalbetrieb eine Energie, die sich sehr nah an der Maximalgrenze der Absicherung bewegt. Beim Einschalten können sie so viel Strom ziehen, dass die Sicherung auslöst.
Einschaltstrombegrenzer oder Anlaufstrombegrenzer sorgen dafür, dass diese Stromspitzen gar nicht erst an das Gelangen. Dazu stehen mehrere Verfahren zur Verfügung:

  • Begrenzung durch Festwiderstände

    Festwiderstände sind häufig zur Begrenzung des Einschaltstroms in entsprechend ausgerüsteten Adaptern zu finden. Sie setzen die überschüssige Leistung wie alle ohmschen Widerstände einfach in Wärme um. Da der Widerstand nie unter den zur Begrenzung des Einschaltstroms erforderlichen Wert fällt, sind sie aus technischer Sicht nicht unbedingt effizient. Im Allgemeinen eignen sie sich eher für Schaltungen mit geringerer Leistung, bei denen die zusätzliche Stromverschwendung keine wesentliche Rolle spielt. Sobald der Einschaltstrom abgeflacht ist, überbrückt ein Relais oder ein Feldeffekttransistor den Widerstand. Typische Beispiele sind Kompaktleuchtstofflampen.


  • Begrenzung durch Thermistoren

    Ein Thermistor ist ein elektronisches ohmsches Bauelement, dessen Widerstand stark von der Temperatur abhängt, und zwar deutlich stärker als bei Standardwiderständen. Das Wort setzt sich aus thermisch und Resistor (Widerstand) zusammen. Thermistoren in Anlaufstrombegrenzern besitzen in der Regel einen negativen Temperaturkoeffizienten, abgekürzt NTC, sie sind auch unter dem Begriff Heißleiter bekannt. Sie leiten elektrischen Strom bei hohen Temperaturen besser als bei niedrigen.
    In der Praxis bedeutet das: Je höher die Temperatur, desto niedriger ist der Widerstand. Wenn hohe Einschaltströme auf einen relativ kalten und damit hochohmigen Thermistor einwirken, baut dieser die überschüssige Energie durch Wärmeentwicklung ab. Sein Widerstand ändert sich danach durch Abkühlung auf einen niedrigeren Wert, sodass der Strom ununterbrochen fließen kann. Praktisch ist es allerdings unmöglich, dass 100 Prozent der Versorgungsspannung am geschützten Stromkreis anliegen. Der Thermistor muss weiterhin Leistung abführen, also Wärme erzeugen, um einen niedrigen Widerstand zu halten. Der sich aus dem Betriebswiderstand ergebende Spannungsabfall und die Leistungsaufnahme des Thermistors sind daher bei der Beschaffung zu berücksichtigen.


Typische Anwendungsbereiche von Einschaltstrombegrenzern



Auswahlkriterien für die Beschaffung

Elektrotechnisch gesehen existieren nur drei Auswahlkriterien für Anlaufstrombegrenzer beziehungsweise Einschaltstrombegrenzer: der maximale Nennstrom, die Eingangsspannung und die Leistung. Zu berücksichtigen ist allerdings auch die Montageform. Neben Begrenzern, die einfach als Adapter zwischen Steckdose und Gerät eingesetzt werden, gibt es Typen in Form von geschlossenen Gehäusen mit Anschlussklemmen, mit Netzkabel und Steckdose, für die Hutschienenmontage und mit offenen Kabelenden.

Die Skala des maximalen Nennstroms Anlaufstrombegrenzer reicht meist von 10 bis 90 Ampere, die Eingangsspannung kann 110 bis 264 Volt Wechselstrom betragen, und die Leistung 200 bis 3600 Watt. Für induktive Lasten wie Transformatoren oder Elektromotoren ist auch eine Leistung von 3680 Voltampere möglich, also das Maximum dessen, was eine typischerweise mit 16 Ampere abgesicherte 230-Volt-Leitung liefert.



FAQ - Häufig gestellte Fragen

Was ist beim Einsatz einer Thermistor-Anlaufstrombegrenzers zu beachten?

Zu beachten ist, dass der NTC-Thermistor unmittelbar nach dem Abschalten des Geräts noch heiß ist und einen geringen Widerstand aufweist. Er kann in diesem Zustand den Einschaltstrom nicht begrenzen. Deshalb sollte der Anlaufstrombegrenzer mindestens eine Minute lang abkühlen, um einen höheren Widerstandswert zu erreichen.
 

Was ist unter einem Motor-Softstarter zu verstehen?

Ein Softstarter ähneln optisch einem Transformator. Er steuert kontinuierlich die Spannungsversorgung des Motors während der Anlaufphase und wird zwischen dem Netzstromanschluss und dem Motor installiert. Ziel ist die Anpassung des Motors an das Lastverhalten der Maschine. Das verlängert die Lebensdauer, verbessert das Betriebsverhalten und glättet die Arbeitsabläufe. Softstarter auf Halbleiterbasis können eine oder mehrere Phasen der an den Asynchronmotor angelegten Spannung steuern, wobei sich die besten Ergebnisse mit einer dreiphasigen Steuerung erzielen lassen. Softstarter für zwei Phasen haben den Nachteil, dass die ungesteuerte Phase immer eine gewisse Stromasymmetrie gegenüber der gesteuerten Phase aufweist.

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