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Einheit
Ampere (A)
Einfach erklärt
Der Anlaufstrom (auch Anzugsstrom genannt) ist der Strom, den ein Elektromotor beim direkten Einschalten kurzzeitig aus dem Netz aufnimmt – deutlich mehr als im normalen Betrieb. Ein Asynchronmotor mit 10 A Nennstrom kann beim Direktanlauf kurzzeitig einen Anlaufstrom von 50–80 A ziehen, je nach Motor also etwa das 5- bis 8-fache des Nennstroms.
Grund dafür ist, dass der Motor im Stillstand wie ein kurzgeschlossener Transformator wirkt: Erst wenn der Rotor anläuft und Drehzahl aufnimmt, sinkt der Strom auf den normalen Betriebswert ab. Dieser hohe, aber kurze Stromstoß muss bei der Auswahl von Sicherungen, Schützen und Zuleitungen berücksichtigt werden, damit die Absicherung nicht schon beim normalen Anlaufen des Motors auslöst.
Merksatz: Anlaufstrom = Anlaufstromfaktor mal Nennstrom. Je größer der Motor und je einfacher die Anlaufmethode (Direktanlauf ohne Anlaufhilfen), desto höher fällt der Anlaufstrom relativ zum Nennstrom meist aus.
Fortgeschrittene Erklärung
Der Anlaufstrom IA ergibt sich aus IA = k · IN, wobei IN der Nennstrom des Motors und k das Anzugsstromverhältnis (auch Anlaufstromfaktor oder LRC-Faktor, „Locked Rotor Current“-Verhältnis IA/IN) ist. Für Asynchronmotoren im Direktanlauf (DOL, Direct-On-Line) liegt k typischerweise im Bereich von etwa 5 bis 8, in Einzelfällen auch höher. Der genaue Wert steht meist auf dem Typenschild oder im Datenblatt des Motors (z. B. als Verhältnis IA/IN oder als Code-Buchstabe nach IEC/NEMA).
Physikalisch entsteht der hohe Anlaufstrom, weil der stillstehende Rotor eines Asynchronmotors elektrisch einem kurzgeschlossenen Transformator-Sekundärkreis ähnelt: Die Impedanz ist im Stillstand gering, wodurch bei voller Netzspannung ein hoher Strom fließt. Mit zunehmender Drehzahl steigt die Rotorimpedanz (bezogen auf die Statorseite), der Strom sinkt und erreicht bei Nenndrehzahl den deutlich niedrigeren Nennstrom.
Da hohe Anlaufströme das Netz belasten (Spannungseinbrüche), Sicherungen unnötig groß dimensionieren würden und mechanisch ruckartige Anläufe verursachen können, werden bei größeren Motoren häufig Anlaufhilfen eingesetzt: Stern-Dreieck-Anlauf reduziert den Anlaufstrom auf etwa ein Drittel des Direktanlaufwerts, Sanftanlaufgeräte (Softstarter) und Frequenzumrichter können den Anlaufstrom noch weiter, teils bis nahe an den Nennstrom, begrenzen.
Fachlicher Hinweis: Der genannte Bereich von k ≈ 5–8 ist ein typischer Richtwert für Standard-Asynchronmotoren im Direktanlauf; die exakten Werte sind dem Typenschild bzw. Datenblatt des jeweiligen Motors zu entnehmen, da sie je nach Bauform und Leistungsklasse variieren.
Wichtige Formeln und Zusammenhänge
IA ist der Anlaufstrom (A), IN der Nennstrom (A) und k das dimensionslose Anzugsstromverhältnis. Umgestellt: IN = IA/k und k = IA/IN.
Beispiel und Vorgehensweise
Ein Motor hat einen Nennstrom von IN = 10 A. Beim Direktanlauf wird ein Anzugsstromverhältnis von k = 6 angegeben. Damit ergibt sich IA = 6 · 10 A = 60 A.
- Nennstrom IN und Anzugsstromverhältnis k notieren.
- IA = k·IN berechnen.
- Ergebnis bei der Wahl von Absicherung und Zuleitung berücksichtigen (kurzzeitig zulässiger Strom).
Rückrechnung: Für denselben Motor mit IN = 10 A gibt ein anderer Hersteller ein Anzugsstromverhältnis von k = 7 an, was einem Anlaufstrom von IA = 7 · 10 A = 70 A entspräche. Wird stattdessen ein Stern-Dreieck-Anlauf verwendet, reduziert sich der Anlaufstrom auf etwa ein Drittel dieses Werts, da der Motor zunächst in Sternschaltung mit reduzierter Spannung je Wicklung anläuft.
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Weiterführend
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