Der elektrische Antrieb zählt zu den zentralen Funktionseinheiten im Maschinen- und Anlagenbau. Entsprechend wichtig ist eine zuverlässige und wirtschaftliche Start- und Antriebstechnik. Softstarter haben sich in der Praxis etabliert: Sie begrenzen den Einschaltstrom, bringen Asynchronmotoren sanft auf Drehzahl und schonen Mechanik und Netz. In vielen Anwendungen reicht das aus. In der Praxis jedoch steigen die Anforderungen, wenn etwa Förderstrecken in Plattenzuschnitt- oder Kantenlinien im Einrichtbetrieb langsam laufen sollen, im Taktbetrieb aber schneller.
Wenn variable Drehzahlen gefragt sind
Ein anderes Beispiel sind Absaug- und Filteranlagen mit anzupassenden Volumenströmen. Spätestens dann zeigt sich die Grenze klassischer Softstarter: Nach dem Hochlauf ist die Drehzahl netzfrequenzfest. Wer mehr Flexibilität braucht, ohne die Komplexität eines vollwertigen Frequenzumrichters beherrschen zu müssen, findet in Drehzahlstarten eine Lösung. Technisch basieren sie auf Frequenzumrichtern, beschränken sich aber auf eine einfache, offene Drehzahlsteuerung. Damit schließen sie die Lücke zwischen Softstarter und Frequenzumrichter, und das bei Anwendungen, bei denen es auf Flexibilität ankommt.
Wo Softstarter an Grenzen stoßen
Softstarter decken viele Anwendungen ab. Praktisch jedoch werden Maschinen flexibler ausgelegt und Prozesse variabler gefahren. In diesem Umfeld fallen typische Einschränkungen auf. Bei vielen Anwendern stellt sich während der Inbetriebnahme schnell heraus: Nach dem Hochlauf ist bei Softstartern Schluss mit der Einflussnahme. Die Drehzahl bleibt netzfrequenzfest.
Keine Drehzahlanpassung im Betrieb
Anpassungen an unterschiedliche Prozesse sind so nicht möglich. Gerade in Transport- und Förderstrecken von Zuschnitt- oder Kantenlinien sind häufig zwei Geschwindigkeiten nötig – langsam im Einricht- und schnell im Taktbetrieb. Im Plattenhandling können parametrierbare Rampen Stoßbelastungen verringern und empfindliche Oberflächen schützen. Zudem ist beim Auslauf nach der Bearbeitung oft ein sanftes Abbremsen gefragt, um Schäden am Werkstück zu vermeiden. Mit Softstarten gelingt das nur mit mechanischem Zusatzaufwand oder alternativen Antrieben.
Grenzen bei Drehmoment und Diagnose
Hinzu kommt das begrenzte verfügbare Anlaufmoment. Da Softstarter über eine Spannungsreduzierung arbeiten, sinkt das Anzugsmoment im Anlauf. Bei Anwendungen mit höheren Lastmomenten kann das dazu führen, dass der Motor nicht zuverlässig anläuft oder der Softstarter bewusst überdimensioniert werden muss, was unnötige Kosten mitbringt. Auch in Bezug auf Diagnose- und Integrationsmöglichkeiten sind die Optionen meist begrenzt. Während es grundlegende Schutzfunktionen gibt, sind detaillierte Betriebs- oder Zustandsinformationen meist nicht verfügbar. Das kann insbesondere die Fehlersuche und die Bewertung des Betriebsverhaltens erschweren.
Warum Softstarter diese Grenzen haben
Diese Einschränkungen ergeben sich aus dem Wirkprinzip des Softstarters: Er steuert den Motor, indem er die anliegende Spannung durch Phasenschnitt kurzzeitig senkt. Frequenz und Phasenlage der Versorgungsspannung ändern sich dabei nicht. Damit bestimmt ausschließlich die Netzfrequenz die Motordrehzahl. Eine Anpassung im stationären Betrieb ist nicht vorgesehen. Zugleich geht die Begrenzung des Anlaufstroms mit einem verringerten Anlaufmoment einher, weil das Motordrehmoment näherungsweise quadratisch mit der anliegenden Spannung zusammenhängt. Softstarter sind somit nur auf den kontrollierten Hochlauf eines Motors ausgelegt – ohne gezielte Drehzahl- und Drehmomentbeeinflussung im Betrieb, Anpassung an wechselnde Lastprofile oder weitere Diagnosefunktionen.
Einfache Drehzalsteuerung als Alternative
Drehzahlstarter setzen dort an, wo Softstarter an Grenzen stoßen. Sie steuern den Motor frequenzbasiert im U/f-Betrieb und erlauben so eine offene Drehzahlsteuerung. Eine Rückführung der Motordrehzahl findet nicht statt, sodass Abweichungen infolge von Laständerungen möglich sind. Für Förder- und Handlingaufgaben reicht diese Genauigkeit oft aus. Für drehzahlkritische Prozesse bleibt der Umrichter gesetzt. Bereits einfache Geräte bieten mehrere fest einstellbare Drehzahlen oder eine analoge Sollwertvorgabe. So lassen sich verschiedene Zustände abbilden, ohne auf mechanische Umschaltlösungen oder zusätzliche Komponenten zugreifen zu müssen. In Kombination mit parametrierbaren Rampen für Beschleunigen und Verzögern lassen sich Prozesse außerdem schonender gestalten.
Mehr Drehmoment beim Anlauf
Ein weiterer Unterschied zeigt sich im Anlaufverhalten. Durch die frequenzbasierte Ansteuerung steht dem Motor schon bei niedrigen Drehzahlen ein vergleichsweise hohes Drehmoment zur Verfügung, während der Anlaufstrom kontrolliert begrenzt bleibt. Dabei beschränkt sich die Parametrierung auf wenige abwechslungsrelevante Einstellungen. Auch ohne tiefe Expertise lässt er sich gut beherrschen.
Kompromiss aus Softstarter und Umrichter
Softstarter sind weiterhin sinnvoll in Anwendungen mit konstanter Drehzahl und Fokus auf einen schonenden Motorstart. Bei wachsenden Anforderungen an Flexibilität oder Anlaufmoment geraten sie allerdings an Grenzen. Oft bieten Drehzahlstarter eine Erweiterung ohne den Platz- und Kostenaufwand eines vollwertigen Umrichters. Sie ermöglichen eine einfache Drehzahlsteuerung und ein verbessertes Anlaufverhalten, jedoch ohne die Komplexität klassischer Frequenzumrichter. Für viele Standardanwendungen ergibt sich daraus ein ausgewogener technischer und wirtschaftlicher Kompromiss.
Wann ein Frequenzumrichter nötig bleibt
Vollwertige Frequenzumrichter sind immer dann nötig, wenn eine geregelte Drehzahl- oder Drehmomentführung, hohe Dynamik oder umfangreiche Kommunikation und Diagnose gefragt sind. Das trifft auf Breitbandschleifmaschinen oder Kalibrierprozesse zu: Hier muss die Geschwindigkeit stabil bleiben, auch unter wechselnder Belastung. Die Wahl der Antriebstechnik muss sich also an den Anforderungen der Anwendung orientieren. Neben Softstarten und Frequenzumrichtern haben sich Drehzahlstarter als Ergänzung bewiesen. Sie gestatten eine funktional angemessene und wirtschaftliche Auslegung einfacher Antriebe. Und sie schließen eine Lücke, die in der Praxis häufiger auftritt.
