Ein Gleichstrommotor kann beim Start sehr hohen Strom ziehen, weil die Gegen-EMK im Stillstand null oder sehr niedrig ist. Ein 4-Punkt-Anlasser hilft, das Problem zu lösen, indem er beim Start Widerstand erhöht und ihn mit zunehmender Geschwindigkeit langsam entfernt. Er bietet Spannungsfrei- und Überlastschutz und eignet sich eher zur Geschwindigkeitsregelung zur Feldschwächung als ein 3-Punkt-Starter. Dieser Artikel liefert Informationen zu den Teilen, dem Betrieb, den Nutzungen, den Einschränkungen und der Wartung.
4-Punkte-Starterübersicht
Ein 4-Punkt-Anlasser ist ein Start- und Schutzgerät, das bei Gleichstrom-Shunt- und Verbundmotoren verwendet wird. Er begrenzt den hohen Ankerstrom beim Start, wenn die Gegen-EMK null oder sehr niedrig ist, und bietet Spannungsfreiheit und Überlastungsschutz.
Ein Gleichstrommotor sollte im Stillstand nicht direkt an die Versorgung angeschlossen werden, da sein niedriger Ankerwiderstand einen großen Einschaltstrom verursachen kann. Der 4-Punkt-Anlasser löst dies, indem er beim Anfahren den Serienwiderstand erhöht und ihn allmählich entfernt, wenn der Motor schneller wird.
Es ist nützlich für einen sanften Start, kontrollierte Beschleunigung und feldbasierte Geschwindigkeitsregelung, indem er Strombegrenzung und Schutz in einer einzigen Anordnung kombiniert.
Rolle des 4-Punkt-Anlassers in Gleichstrommotoren
| Funktion des 4-Punkt-Starter | Praktischer Zweck |
|---|---|
| Grenzwerte Startstrom | Verhindert übermäßigen Ankerstrom im Stillstand |
| Ermöglicht eine allmähliche Beschleunigung | Entfernt den Widerstand Schritt für Schritt, wenn die Geschwindigkeit steigt |
| Bietet Spannungsfreischutz | Setzt den Griff bei Versorgungsausfall wieder auf AUS |
| Bietet Überlastschutz | Löst den Anlasser unter unsicheren aktuellen Bedingungen aus |
Verwendung und Vorteile des 4-Punkt-Starter
Ein 4-Punkt-Anlasser wird mit Gleichstrom-Shuntmotoren und Gleichstrom-Verbundmotoren verwendet, in Systemen, die Feldschwächung zur Geschwindigkeitsregelung nutzen oder einen Betrieb über der normalen Geschwindigkeit durch Feldanpassung ermöglichen.
Sein Hauptvorteil zeigt sich, wenn der Feldstrom absichtlich mit einem Rheostat eingestellt wird. In diesem Zustand hält der 4-Punkt-Anlasser die Spannungslose Spule auf einem unabhängigen Weg, sodass die Reduzierung des Feldstroms die Haltekraft des Anlassergriffs nicht schwächt.
Aus diesem Grund ist der 4-Punkt-Anlasser oft die bessere Wahl als ein 3-Punkt-Anlasser in Anwendungen, die einen stabilen Betrieb während der feldbasierten Geschwindigkeitsregelung erfordern. Es wird in Lehraufbauten, alten DC-Motorantrieben und industriellen Systemen verwendet, die weiterhin klassische DC-Maschinensteuerungsmethoden verwenden.
Bau des 4-Punkt-Starter
Der Name 4-Punkt-Anlasser stammt von seinen vier Anschlüssen und der Tatsache, dass die Spannungslose Spule über einen eigenen, separaten Weg verbunden ist, anstatt in Reihe mit der Shuntfeldwicklung zu arbeiten. Diese separate Verbindung ist das Konstruktionsmerkmal des 4-Punkt-Anlassers.
Im Schaltungslayout ist der Anker über den Anfangswiderstand verbunden, der allmählich entfernt wird, während der Griff von AUS auf AN bewegt wird. Die Shuntfeldwicklung ist mit dem Feldanschluss verbunden, während die Spannungslose unabhängig über die Leitung über ihren eigenen Widerstandsweg verbunden ist. Diese Anordnung hält die Haltwirkung während der Feldstromanpassung stabil.
Betrieb des 4-Punkt-Starter in der Praxis
Betriebsabfolge des 4-Punkt-Anlassers
• Griff beginnt bei OFF
• Der maximale Anlaufwiderstand wird in Reihe mit dem Anker eingesetzt
• Der Motor beginnt zu beschleunigen
• Die Gegen-EMK steigt mit der Geschwindigkeit an
• Der Ankerstrom wird kontrolliert
• Widerstand wird schrittweise entfernt
• Die Spule ohne Volt hält den Hebel in der ON-Position
• Der Motor läuft weiterhin normal, wobei der Anlaufwiderstand vollständig ausgeschaltet ist
4,2 Spannungslose Spulenmechanik im 4-Punkt-Anlasser
Die Spannungslose Spule hält den Griff in der ON-Position gegen die Federkraft. Bei einem 4-Punkt-Anlasser ist diese Haltewirkung unabhängig von den Feldstromänderungen, was sie für feldschwächende Anwendungen besser geeignet macht als ein 3-Punkt-Anlasser.
Schutz und Grenzen des 4-Punkte-Starters
Schutzmaßnahmen
Bei einem 4-Punkt-Anlasser führt der Spannungsverlust dazu, dass die Spannungslosen-Spule ihre Haltekraft verliert, sodass die Feder den Griff wieder in die AUS-Position zurückversetzen kann. Bei übermäßigem Strom betreibt die Überlast-Freigaartsspule und trennt den Motor von der Versorgung.
Hauptbegrenzung
Die Einschränkung des 4-Punkt-Starter besteht darin, dass er keinen Schutz vor Feldausfall bietet. Öffnet sich der Feldkreis, kann der Fluss auf einen sehr niedrigen Wert kollabieren, sodass nur noch Restmagnetismus übrig bleibt. Da die Drehzahl eines Gleichstrommotors umgekehrt proportional zum Fluss ist, kann der Motor auf eine gefährlich hohe Geschwindigkeit beschleunigen. Zusätzlicher Feldausfallschutz ist in Anwendungen erforderlich, bei denen Übergeschwindigkeit auftreten kann.
4-Punkte-Starter vs. 3-Punkte-Starter
| Funktion | 3-Punkte-Starter | 4-Punkt-Starter |
|---|---|---|
| No-Volt-Spulenverbindung | In Serie mit dem Rangierfeld | Getrennt vom Rangierfeld |
| Reaktion während der Feldschwächung | Kann unbeabsichtigt stolpern | Stabilere Haltewirkung |
| Eignung für Geschwindigkeitsregelung durch Feldanpassung | Weniger geeignet | Passender |
| Feldausfallschutz | Ein gewisser Schutz durch die Spannungslose Spule, aber sie kann während der Feldschwächung auslösen | Kein inhärenter Feldausfallschutz |
Fazit
Der 4-Punkt-Anlasser ist ein grundlegendes Start- und Schutzgerät für Gleichstrom-Shunt- und Verbundmotoren. Er begrenzt den Startstrom, ermöglicht eine gleichmäßigere Beschleunigung und bietet Spannungsfreiheit und Überlastschutz. Sein separater No-Volt-Spulenanschluss macht ihn geeigneter als einen 3-Punkt-Starter für Feldschwächung. Sie schützt jedoch nicht vor Feldausfall, sodass in manchen Motorsystemen noch zusätzlicher Schutz erforderlich sein kann.
Häufig gestellte Fragen [FAQ]
Kann ein 4-Punkt-Anlasser mit einem Gleichstrom-Serienmotor verwendet werden?
Nein. Ein 4-Punkt-Anlasser wird bei DC-Shunt- und Verbundmotoren verwendet, nicht bei DC-Serienmotoren.
Warum wird der Griff manuell bewegt?
Er wird manuell bewegt, um den Startwiderstand zu verringern und den Motor beim Start sicher zu steuern.
Was passiert, wenn der Anfangswiderstand zu schnell entfernt wird?
Der Motor kann übermäßigen Strom ziehen, was dazu führt, dass der Anker überhitzt und die Anlasserkontakte beschädigt werden.
Verbessert ein 4-Punkt-Anlasser die Effizienz während des normalen Betriebs?
Nein. Ihr Hauptzweck ist sicheres Anfahren und Schutz, nicht die Verbesserung der normalen Betriebseffizienz.
Welche Anzeichen zeigen, dass ein 4-Punkt-Starter gewartet werden muss?
Häufige Anzeichen sind grobe Griffbewegungen, Überhitzung, verbrannte Kontakte, das Nichtbleiben in der ON-Position und häufiges Stolpern.
Warum ist ein 4-Punkte-Starter heute seltener?
Sie ist seltener, da moderne elektronische Motorsteuerungen einen sanfteren Start, bessere Steuerung und verbesserten Schutz bieten.
