Herausforderungen beim Anfahren von Schraubenkompressoren
Beim Anlaufen eines Schraubenkompressors muss der Motor zunächst eine erhebliche statische Reibung sowie den Druckunterschied im System überwinden. Die herkömmliche Direktstartmethode führt zu einem Anlaufstrom, der das Mehrfache des Nennstroms betragen kann; dies verursacht nicht nur starke Spannungsschwankungen im Versorgungsnetz, sondern erzeugt auch heftige mechanische Belastungen innerhalb des Kompressors und beschleunigt damit den Verschleiß kritischer Bauteile wie Zahnräder, Lager und Rotoren.
Das grundlegende Funktionsprinzip des Sanftstarters
Der Kern des Sanftstartverfahrens besteht darin, die Eingangsspannung des Motors über leistungselektronische Bauelemente stufenlos zu regeln. Das Hauptkomponente ist ein antiparallel geschalteter Thyristor, der in Reihe zum Statorkreis des Motors geschaltet wird. Zu Beginn des Anlaufvorgangs steuert das Regelsystem den Zündwinkel des Thyristors so, dass die am Motor anliegende Spannung von einem niedrigen Wert ausgehend langsam ansteigt. Mit dem gleichmäßigen Anstieg der Spannung wachsen auch der Anlaufstrom und das Anlaufdrehmoment des Motors kontinuierlich und sanft, wodurch plötzliche Sprünge des Stroms sowie des mechanischen Drehmoments vermieden werden.
Die Kernbetriebsphase des Sanftstarters
- Startphase:Der Steuergerät erhöht gemäß der voreingestellten Anlaufkennlinie schrittweise den Leitwinkel der Thyristoren, sodass die Motordrehzahl gleichmäßig ansteigt, bis die Nenndrehzahl erreicht ist.
- Bypass-Betriebsphase:Nach Erreichen der Nenndrehzahl schließt das Steuerungssystem den Bypassschütz und überbrückt die Thyristoren. Der Motor wird nun direkt an das Versorgungsnetz angeschlossen, während die Sanftanlasser‑Einheit aus dem Hauptstromkreis abgeschaltet wird, um ihre eigenen Energieverluste und Wärmeentwicklung zu verringern.
- Phase des sanften Anhaltens:Während des Stillstands schaltet das System erneut die Thyristoren ein, senkt schrittweise die Motorspannung und sorgt so für ein sanftes Abbremsen und Stillsetzen des Kompressors, wodurch die Gefahren eines plötzlichen Druckabfalls im Rohrleitungssystem wirksam vermieden werden.
Vorteile der Anwendung der Sanftanlauftechnik
Die Anwendung der Sanftanlauftechnik bringt für Schraubenkompressoren erhebliche umfassende Vorteile. Zunächst begrenzt sie den Anlaufstrom deutlich, verringert die Belastung des Versorgungsnetzes und gewährleistet den stabilen Betrieb der übrigen an dasselbe Netz angeschlossenen Geräte. Ferner reduziert der sanfte mechanische An- und Abfahrprozess die Spannungsmüdigkeit der Getriebeteile erheblich und verlängert die Gesamtlebensdauer des Kompressors. Darüber hinaus verfügen Sanftanläufe in der Regel über umfassende Schutzfunktionen gegen Überlast, Phasenausfall und Überhitzung, was die Sicherheit und Zuverlässigkeit des Anlagenbetriebs erhöht.