Schnelle Antwort: Ein thermisches Überlastrelais löst aus, wenn der Motor über einen längeren Zeitraum zu viel Strom zieht und dadurch Überhitzungsgefahr besteht. Bei einer VTOPS-Pulverabfüll- oder -verpackungsanlage kann dies zum Stopp des Schneckenförderers, des Rührwerks im Trichter, des Bandmischers, der Förderschnecke, des Vakuumförderers oder einer anderen motorbetriebenen Einheit führen. Häufige Ursachen sind verdichtetes Pulver, eine blockierte Förderschnecke, eine festsitzende Mischerwelle, zu hohe Chargenlast, Phasenausfall, Spannungsungleichgewicht, eine lose Verbindung oder eine falsche Relais-Einstellung. Drücken Sie nicht wiederholt die Reset-Taste. Trennen Sie die Stromzufuhr, finden und beheben Sie die Ursache, lassen Sie Relais und Motor abkühlen und setzen Sie das Relais anschließend gemäß den Anweisungen des Herstellers zurück.
Warnung zur elektrischen Sicherheit: Die Fehlersuche im Schaltschrank birgt Gefahren durch Spannung und das Risiko unerwarteter Maschinenbewegungen. Trennen Sie die Hauptstromversorgung und verriegeln Sie diese, befolgen Sie die Sperr- und Kennzeichnungsvorschriften Ihres Betriebs und prüfen Sie, ob Spannung anliegt, bevor Sie Motor, Relais, Schütz oder Verkabelung berühren. Elektrische Messungen und der Austausch von Bauteilen dürfen nur von qualifiziertem Fachpersonal mit geeigneten Messgeräten und persönlicher Schutzausrüstung durchgeführt werden.
Wie man bestätigt, dass das thermische Überlastrelais ausgelöst hat
Prüfen Sie zunächst die mechanische Auslöseanzeige des Relais. Aussehen und Farbe variieren je nach Modell; verwenden Sie daher die Bedienungsanleitung des Relais als endgültige Referenz.
- Indikator erhöht oder offengelegt: Das Relais befindet sich normalerweise im ausgelösten Zustand.
- Indikator zurückgezogen: Möglicherweise löst das Relais nicht aus; überprüfen Sie den Not-Aus-Schaltkreis, die Sicherheitsverriegelungen, den Schütz, die Steuerungsalarme und die Stromversorgung.
Eine Auslösung des Relais ist ein Symptom, keine Diagnose für eine Reparatur. Das Zurücksetzen des Relais behebt nicht die Ursache der Motorüberhitzung.
Wovor ein thermisches Überlastrelais schützt
Ein thermisches Überlastrelais schützt einen Motor vor anhaltendem Überstrom und, bei vielen Drehstrommodellen, vor Phasenausfall. Es ist so ausgelegt, dass es den kurzzeitigen Anlaufstrom beim normalen Motorstart toleriert und gleichzeitig auf eine Überlastung reagiert, die lange genug anhält, um übermäßige Wärme zu erzeugen.
Ein Überlastrelais ist kein Frontalunterricht. Ein Ersatz für den Kurzschlussschutz. Eine Sicherung oder ein Leitungsschutzschalter sollte einen hohen Kurzschlussstrom ableiten. Das Überlastrelais selbst muss mit dem entsprechenden vorgelagerten Schutzgerät abgestimmt sein.
Warum löst ein thermisches Überlastrelais ständig aus?
1. Eine verstopfte Förderschnecke oder Mischerwelle
Verdichtetes Pulver, Fremdkörper, Produktablagerungen oder eine falsch montierte Förderschnecke können das vom Motor benötigte Drehmoment erhöhen. Mit steigendem mechanischen Widerstand erhöht sich auch der Motorstrom. Dies ist einer der ersten Punkte, die bei der Wartung des Zuführers oder Mischers einer Anlage überprüft werden sollten. Schneckenfüllmaschine stoppt unerwartet.
2. Probleme mit Lagern, Kupplungen, Wellen oder Getrieben
Ein festsitzendes Lager, eine falsch ausgerichtete Kupplung, eine verbogene Welle, eine beschädigte Dichtung oder ein Getriebefehler können dieselben elektrischen Symptome wie eine Überlastung des Produkts hervorrufen. Nachdem die Stromzufuhr sicher unterbrochen wurde, prüfen Sie, ob sich die angetriebene Baugruppe frei dreht, und untersuchen Sie sie auf ungewöhnlichen Widerstand, Wärmeentwicklung, Geräusche oder Verschleiß.
3. Der Motor ist ständig überlastet.
Der Motor könnte für die Anwendung zu klein sein, oder die Maschine verarbeitet mehr Produkt, als das Antriebssystem bewältigen kann. Vergleichen Sie den gemessenen Betriebsstrom mit dem Typenschild des Motors und dem zugelassenen Betriebsbereich der Maschine. Eine Prozessänderung kann zu einer Überlastung führen, selbst wenn kein Werkstück sichtbar blockiert ist.
4. Phasenausfall oder Spannungsunsymmetrie
Eine durchgebrannte Sicherung, eine lose Klemme, ein beschädigter Schützpol, ein Kabelfehler oder ein Versorgungsproblem können eine Phase ausfallen oder schwächen. Die verbleibenden Phasen führen dann einen anormalen Strom, und der Motor kann schnell überhitzen. Ein qualifizierter Elektriker sollte daher alle Phasenspannungen und alle drei Phasenströme messen, anstatt nur einen Leiter zu prüfen.
5. Lose oder überhitzte elektrische Verbindungen
Eine lose Klemme erzeugt Widerstand und Wärme und kann zu zeitweiligen Auslösungen führen. Bei sicher isoliertem Stromkreis prüfen Sie Schütz, Überlastrelais, Motorklemmen, Trennschalter und Kabelverbindungen auf Verfärbungen, geschmolzene Isolierung, Geruch oder Anzeichen von Lichtbögen. Ziehen Sie Klemmen nur mit dem vom Komponentenhersteller vorgegebenen Drehmoment fest.
6. Falscher Relaisbereich oder falsche Stromeinstellung
Das installierte Relais muss den erforderlichen Motorstrombereich abdecken. Seine Einstellung muss den Angaben auf dem Motor-Typenschild, den Relais-Anweisungen, der Starterkonfiguration und den geltenden elektrischen Normen entsprechen. Eine Einstellung unterhalb des korrekten Wertes kann zu Fehlauslösungen führen. Eine Einstellung oberhalb des zulässigen Wertes kann den Motor unzureichend schützen.
Drehen Sie den Einstellknopf niemals weiter, nur um ein wiederholtes Auslösen zu verhindern. Messen Sie den tatsächlichen Motorstrom und ermitteln Sie zunächst die Ursache.
7. Unzureichende Kühlung oder hohe Umgebungstemperatur
Eine blockierte Motorlüftung, ein defekter Schaltschranklüfter, starke Staubablagerungen, direkte Hitzeeinwirkung oder ein ungewöhnlich heißes Steuergehäuse können die verfügbare thermische Reserve verringern. Überprüfen Sie den Motorlüfter, die Lüftungsöffnungen, die Filter im Steuerschrank und die Umgebungsbedingungen.
8. Falsche Reiseklasse oder defektes Bauteil
Wenn das Relais während einer normalen, ungewöhnlich langen Beschleunigung auslöst, überprüfen Sie, ob Motor, Last, Auslöseklasse des Relais und Anlaufverfahren korrekt aufeinander abgestimmt sind. Ändern Sie die Auslöseklasse nicht ohne Rücksprache mit einem Techniker. Sind Last, Stromstärke, Spannung, Verdrahtung, Einstellung und Kühlung korrekt, testen Sie Motor, Schütz und Relais, bevor Sie Bauteile austauschen.
Nutzen Sie die Fahrtdauer, um die Ursache einzugrenzen.
| Wann die Reise stattfindet | Wahrscheinliche Bereiche, die zuerst überprüft werden sollten |
|---|---|
| Sobald der Motor zum Starten aufgefordert wird | Blockierter Rotor, schwere mechanische Blockierung, Phasenausfall, fehlerhafte Verdrahtung, beschädigter Motor oder fehlerhafte Schutzkoordination |
| Beim Beschleunigen | Zu hohe Anlauflast, niedrige Spannung, lange Beschleunigungszeit, ungeeignete Auslöseklasse oder mechanischer Widerstand |
| Nach einigen Minuten Betrieb | Anhaltende Überlastung, eingeschränkte Kühlung, Lager- oder Getriebewiderstand, hohe Umgebungstemperatur oder eine zu niedrige Relais-Einstellung |
| Erst nach Hinzufügen des Produkts | Verdichtetes Pulver, zu hoher Füllstand, Überlastung von Zuführung oder Mischer, ungeeignete Förderschnecke oder Produktablagerungen |
| In unregelmäßigen Abständen | Lose Verbindung, zeitweiliger Phasenausfall, Spannungsschwankung, beschädigter Schützkontakt oder wechselnde mechanische Last |
Schrittweise Fehlerbehebung
- Betriebszustand protokollieren. Notieren Sie, welcher Motor ausgefallen ist, wann die Auslösung erfolgte, welches Produkt und welche Rezeptur verwendet wurden, die Chargenmenge sowie alle ungewöhnlichen Geräusche, Hitze, Gerüche oder Vibrationen.
- Maschine anhalten und vom Stromnetz trennen. Die Hauptstromversorgung unterbrechen und verriegeln. Die Nullspannung mithilfe eines zugelassenen Prüfverfahrens überprüfen.
- Bestätigen Sie die Reiseangabe. Prüfen Sie die Überlastrelais-Anzeige und den Alarmverlauf des HMI oder der Steuerung.
- Überprüfen Sie die angetriebenen Geräte. Entfernen Sie Produktreste oder Fremdkörper, die die Förderschnecke oder den Mischer blockieren. Prüfen Sie Welle, Lager, Kupplung, Dichtung und Getriebe auf ungewöhnlichen Widerstand.
- Überprüfen Sie das Typenschild und das Relais. Notieren Sie die Motorspannung, den Nennstrom, die Frequenz, die Betriebsinformationen, die Verdrahtungsverbindung, das Relaismodell, den Einstellbereich, die Drehknopfeinstellung, die Auslöseklasse und den manuellen/automatischen Rücksetzmodus.
- Überprüfen Sie den Stromkreis. Bei abgeschalteter Stromversorgung sollten Sie die Anschlüsse am Trennschalter, an den Sicherungen, am Schütz, am Überlastrelais und am Motor auf lose, überhitzte oder beschädigte Klemmen überprüfen.
- Betriebsbedingungen messen. Ein qualifizierter Elektriker sollte alle drei Versorgungsspannungen und Phasenströme während eines kontrollierten Tests messen. Die Ergebnisse sind mit den Angaben auf dem Typenschild des Motors und der Gerätedokumentation zu vergleichen.
- Beheben Sie den festgestellten Fehler. Beheben Sie das mechanische Problem, stellen Sie die Versorgungsphase wieder her, ersetzen Sie beschädigte Teile, verbessern Sie die Kühlung, korrigieren Sie die Prozesslast oder stellen Sie das Relais gemäß der genehmigten Spezifikation ein.
- Lassen Sie das Gerät abkühlen. Viele Überlastrelais können erst zurückgesetzt werden, wenn ihr Thermoelement ausreichend abgekühlt ist.
- Sicher zurücksetzen und testen. Bei Bedarf manuell zurücksetzen, Personen von beweglichen Anlagen fernhalten, Schutzvorrichtungen wieder anbringen und einen kontrollierten Leerlauf- oder Teillasttest durchführen. Alle Phasenströme überwachen und den Test abbrechen, falls der anormale Zustand erneut auftritt.
Spezifische Prüfungen für VTOPS-Pulverabfüll- und Verpackungssysteme
VTOPS entwickelt Pulverförderschneckenabfüllanlagen sowie Komplettsysteme, die Mischen, Fördern, Abfüllen, Verschließen, Etikettieren, Prüfen und die nachgelagerte Verpackung umfassen können. Bei einer Überlastabschaltung muss der genaue Motor und seine Funktion ermittelt werden, bevor elektrische Komponenten ausgetauscht werden.
- Schneckenfördermotor: Prüfen Sie, ob sich um die Schnecke herum verdichtetes Produkt befindet, ob die Förderschnecke falsch installiert ist, ob Fremdkörper vorhanden sind, ob ein zu hoher Druck im Trichter herrscht oder ob sich die Produkteigenschaften seit der Inbetriebnahme der Maschine verändert haben.
- Rührwerksmotor für den Trichter oder den Mixer: Überprüfen Sie das Chargengewicht, den Produktstand, die Wellenausrichtung, den Lagerzustand, das Schaufelspiel und verhärtetes Material um die Welle oder die Mischelemente herum.
- Schnecken- oder Vakuumförderer: Prüfen Sie, ob Ein- oder Auslass blockiert sind, ob ein Schlauch zusammengefallen ist, ob der Filter verstopft ist, ob es zu Produktbrücken kommt, ob eine Überdosierung vorliegt oder ob es unter Volllastbedingungen zu einem anormalen Start kommt.
- Integrierte Verpackungslinie: Anhand des Maschinenmodells, des Schaltplans, des Motorkennzeichens, des HMI-Alarmprotokolls und der Schaltschrankbeschriftungen lässt sich feststellen, welcher Antrieb ausgelöst hat. Gehen Sie nicht davon aus, dass die angehaltene Station die Fehlerursache ist; eine vorgelagerte Verriegelung kann mehrere Maschinen gleichzeitig stoppen.
- Jüngste Prozessänderungen: Jegliche Änderungen der Pulverdichte, des Feuchtigkeitsgehalts, der Chargengröße, der Rezeptur, der Förderschneckenwerkzeuge, der Drehzahl, des Reinigungsverfahrens, der Produktionsrate oder der Versorgungsspannung müssen dokumentiert werden. Eine Maschine, die zuvor normal funktionierte, kann nach Änderungen der Anwendung überlastet werden.
Erklärung der Steuerung durch thermische Überlastrelais
- Einstellrad: Legt den vom Relais verwendeten Motorstromwert fest. Beachten Sie die Vorgaben für Motor, Anlasser, Relais und die örtlichen Vorschriften; raten Sie nicht.
- Testschaltfläche: Prüft die mechanische Auslösefunktion und die zugehörigen Steuerkontakte. Nur gemäß den Anweisungen des Herstellers verwenden.
- Reset-Knopf: Die Relaiskontakte werden nach Behebung des Fehlers und Abkühlung des Geräts wieder in ihren Normalzustand zurückversetzt.
- Reiseanzeige: liefert eine visuelle Anzeige dafür, dass das Relais betätigt wurde.
- Wahlschalter für manuelle/automatische Rückstellung: Die automatische Rückstellung ist bei einigen Modellen verfügbar. Sie kann zu einem unerwarteten Neustart führen und sollte nur dann verwendet werden, wenn das gesamte Maschinensteuerungssystem dafür ausgelegt ist.
VTOPS-Geräte können je nach Motorleistung und Maschinenkonfiguration thermische Überlastrelais vom Typ CHINT NR4-12.5 oder NR4-25 verwenden. Ermitteln Sie vor dem Einstellen oder Austauschen stets das exakt installierte Modell.
Wie man ein ausgelöstes thermisches Überlastrelais sicher zurücksetzt
- Beheben Sie das mechanische, verfahrenstechnische, elektrische oder Kühlungsproblem, das die Abschaltung verursacht hat.
- Prüfen Sie, ob die Relais-Einstellung und der Messbereich für die installierte Motor- und Starterkonfiguration korrekt sind.
- Warten Sie, bis der Motor und das Überlastrelais so weit abgekühlt sind, dass ein Zurücksetzen möglich ist.
- Stellen Sie sicher, dass alle Schutzvorrichtungen installiert sind und sich das Personal nicht in der Nähe der Zuführung, der Förderschnecke, des Mischers, der Welle und anderer beweglicher Teile aufhält.
- Befolgen Sie die vom Relaishersteller beschriebene manuelle Rücksetzprozedur.
- Die Stromversorgung wiederherstellen und einen kontrollierten Test durchführen, während der Strom und der Maschinenzustand überwacht werden.
Durch Drücken der Reset-Taste werden die Steuerkontakte des Überlastrelais wiederhergestellt. Der Motor wird dadurch nicht zwangsläufig automatisch aktiviert; das Ergebnis hängt von der Maschinensteuerung und dem Reset-Modus ab. Gehen Sie davon aus, dass die Maschine nach der Wiederherstellung der Stromversorgung unvorhergesehene Bewegungen ausführen kann.
Wann sollte das Relais ausgetauscht werden?
Ein Austausch kann angezeigt sein, wenn das Relais nach ausreichender Abkühlung nicht zurücksetzt, der Mechanismus beschädigt ist, die Anschlüsse verbrannt sind, die Justierung nicht mehr zuverlässig ist, das Relais einen vom Hersteller zugelassenen Test nicht besteht oder sein Strombereich nicht zum Motor passt. Vor dem Austausch ist zu prüfen, ob ein externer Fehler das Zurücksetzen verhindert.
Das Ersatzrelais muss den korrekten Strombereich, die korrekten Auslösecharakteristiken, die korrekte Kontaktanordnung, die passende Montageart, die korrekte Kurzschlussfestigkeit und die erforderlichen Zulassungen für die Maschine aufweisen. Ein Austausch des Relais ohne Behebung der ursprünglichen Überlastung löst das Problem nicht.
Informationen, die Sie vor der Kontaktaufnahme mit VTOPS vorbereiten sollten
Die Bereitstellung vollständiger Fehlerinformationen hilft dem VTOPS-Ingenieurteam, eine mechanische Überlastung schneller von einem elektrischen oder Konfigurationsproblem zu unterscheiden. Bereiten Sie, sofern verfügbar, folgende Unterlagen vor:
- Maschinenmodell, Seriennummer und Name der motorbetriebenen Einheit, die stehen geblieben ist
- Klare Fotos des Motortypenschilds, des Überlastrelaismodells, des Einstellrads und der Auslöseanzeige
- Das verarbeitete Produkt, das Chargengewicht oder die Zufuhrrate sowie die Frage, ob sich die Rezeptur kürzlich geändert hat
- Wann tritt die Auslösung ein: sofort, während der Beschleunigung, nach einigen Minuten oder nur unter Produktlast?
- Gemessene Phasenspannungen und alle drei Phasenströme, aufgenommen von qualifiziertem Personal
- Relevanter HMI-Alarmtext, Schaltplanreferenz und ein kurzes Video des Maschinenzustands vor der Auslösung
- Alle kürzlich durchgeführten Wartungsarbeiten, Verkabelungen, Motor-, Schnecken-, Getriebe-, Lager-, Rezeptur- oder Drehzahländerungen
Technische Referenzen
- Datenblatt zum thermischen Überlastrelais ABB TF42 — Funktionsprinzip, Stromeinstellung, manuelle/automatische Rückstellung, Kontaktzustände und Kurzschlussschutz.
- Rockwell Automation E3 Überlastrelais – Fehlersuche — Korrekturmaßnahmen vor dem Reset und thermischen Reset-Bedingungen.
- Eigenschaften des thermischen Überlastrelais von Schneider Electric — Überlast-, Phasenausfall-, Stromeinstellungs-, Stopp-, Test- und Rücksetzfunktionen.
Häufig gestellte Fragen
Was bewirkt das Auslösen eines thermischen Überlastrelais?
Ein thermisches Überlastrelais löst aus, wenn der Motor über einen längeren Zeitraum einen zu hohen Strom führt, der eine thermische Gefährdung darstellt. Häufige Ursachen sind mechanische Blockaden, anhaltende Prozessüberlastung, Lager- oder Getriebewiderstand, Phasenausfall, Spannungsunsymmetrie, lose Verbindungen, unzureichende Kühlung oder eine falsche Relais-Einstellung.
Warum löst das Überlastrelais nach einigen Minuten aus?
Eine verzögerte Auslösung deutet in der Regel eher auf eine anhaltende Überlastung oder Wärmeentwicklung als auf einen kurzzeitigen Kurzschluss hin. Überprüfen Sie die tatsächlichen Phasenströme, die Maschinenlast, die Lager, das Getriebe, die Motorbelüftung, die Schaltschranktemperatur und die Relais-Einstellungen.
Kann Unterspannung ein Überlastrelais auslösen?
Ja. Je nach Motor und Last kann eine zu niedrige oder unsymmetrische Spannung zu abnormalen Phasenströmen, reduziertem Drehmoment, längerer Beschleunigung und Überhitzung führen. Ein qualifizierter Elektriker sollte alle drei Phasenspannungen und alle drei Motorströme messen.
Wie lange sollte ich warten, bevor ich das Relais zurücksetze?
Es gibt keine allgemeingültige Wartezeit. Das Relais muss unter seinen Rücksetzschwellenwert abkühlen. Die erforderliche Zeit hängt vom Modell, der Auslösestärke, der Umgebungstemperatur und dem Zustand des Motors ab. Beachten Sie die Bedienungsanleitung des installierten Relais.
Warum bleibt der Reset-Knopf nicht gedrückt?
Das Relais könnte noch unter Spannung stehen, der Fehler könnte weiterhin bestehen, der Wahlschalter könnte sich im falschen Rücksetzmodus befinden oder der Mechanismus könnte beschädigt sein. Betätigen Sie den Knopf nicht mit Gewalt. Trennen Sie das Gerät vom Stromnetz und überprüfen Sie die Relaisbelegung und den externen Steuerkreis.
Kann ich die Relais-Einstellung erhöhen, um unerwünschte Auslösungen zu verhindern?
Die Einstellung darf nicht erhöht werden, ohne vorher das Typenschild des Motors, die tatsächlichen Phasenströme, die Starterkonfiguration, die Relaisanweisungen und die geltenden Normen zu überprüfen. Eine Erhöhung der Einstellung kann den erforderlichen Motorschutz außer Kraft setzen, ohne die ursprüngliche Fehlerursache zu beheben.
Startet der Motor durch Drücken der Reset-Taste sofort neu?
Durch das Zurücksetzen werden die Steuerkontakte des Überlastrelais normalerweise wiederhergestellt. Ob der Motor anläuft, hängt vom Steuerkreis der Maschine und der Konfiguration des manuellen oder automatischen Zurücksetzens ab. Vor dem Wiederherstellen der Stromversorgung oder dem Zurücksetzen des Systems muss sich stets Personal außerhalb des Betriebsbereichs der Anlage aufhalten.
Kann ich das thermische Überlastrelais selbst austauschen?
Der Austausch erfordert Arbeiten innerhalb der elektrischen Steuerung und sollte von qualifiziertem Fachpersonal durchgeführt werden. Das neue Relais muss zum Motorstrombereich, den Auslösecharakteristiken, der Kontaktanordnung, der Montage, der Schutzkoordination und der Maschinenkonstruktion passen.
Woran kann ich erkennen, ob das Problem am Motor oder am Relais liegt?
Prüfen Sie zunächst die mechanische Last, die Drehstromspannung, die Phasenströme, die Anschlüsse, die Kühlung, den Relaisbereich und die Einstellung. Sind diese Bedingungen korrekt, testen Sie Motor und Relais gemäß den Herstellervorgaben. Tauschen Sie das Relais nicht allein aufgrund einer Auslösung aus.
Welche thermischen Überlastrelais-Modelle werden in VTOPS-Geräten verwendet?
Je nach Motorleistung und Maschinenkonfiguration verwendet VTOPS üblicherweise die Modelle CHINT NR4-12.5 und NR4-25. Bitte überprüfen Sie vor der Bestellung eines Ersatzteils oder der Änderung einer Einstellung, welches Relais und welcher Motor genau in Ihrer Maschine verbaut sind.