Steuergeräte /
Controllers

LEKTROMIK^® E

Elektronische Steuergeräte

Sanftanlauf, Sanftauslauf und Bremsen von Käfigläufermotoren

Electronic controllers

Soft start, soft stop and brake for three-phase induction motors

E42 - 2.2...90 kW
(E2, E22, E4 - nur Ersatzbedarf, auf Anfrage)
(E2, E22, E4 - only spare part, on demand)

• Einsatzvorteile /
  User benefits
   
• Anwendungen /
  Applications
   
• Merkmale /
  Features
   
• Funktionsbeschreibung /
  Principle of operation
   
• Ausführung /
  Available types
   
• Technische Daten /
  Technical data

Einsatzvorteile

User benefits

Mechanisch

¨ Kostengünstige Ausführung der Antriebskomponenten
-   Momentenbelastung beim Anlauf reduziert
-   Anlaufmoment beliebig einstellbar

¨ Reduzierte Wartungskosten
-   Kleines Anlaufmoment reduziert Keilriemenverschleiß
-   Elektronisches Bremsen ist wartungsfrei
    (keine Bremsbeläge usw.)

¨ Geringe Instandhaltungskosten
-   Reduzierte Ermüdungserscheinungen (Stern/Dreieck,
    Anlasstransformatoren, KUSA verursachen hohe
    Momentenspitzen)

Mechanical

¨ Reduced costs of transmission components
-   Low starting torque
-   Starting torque adjustable over a wide range

¨ Reduced maintenance costs
-   Low starting torque reduces belt slip
-   Electronic braking is maintenance free
    (no brake linings etc.)

¨ Lower repair costs
-   Fatique effects reduced (Star-Delta, transformer
    and single-phase starting cause high torque peaks)

Elektrisch

¨ Reduzierung des Anlaufstroms
-   Vorteile gegenüber Stern/Dreieck

¨ Reduzierte Wartungskosten
-   Geringer Verschleiß der Schützkontakte durch
    stromloses Schalten möglich

¨ Einsatz kleinerer Schütze
-   Schütze müssen lediglich für Dauerstrom ausgelegt
    werden

Electrical

¨ Low starting current
-   Advantageous compared with star/delta starting

¨ Reduced maintenance costs
-   Low-loading of contactor contacts with
    zero-current switching possible

¨ Low rating contactors can be used
-   Contactors only have to be rated for the
    continuous current

Produktivität

¨ Reduzierte Wartezeiten beim Umrüsten, Richten
-   Besonders wichtig bei Maschinen mit großer Massen-
    trägheit

Productivity

¨ Waiting time to change or service tools eliminated
-   Especially useful with high inertia equipment

Anwendungen

Applications

¨ Maschinen mit Getriebe-, Riemen- und Kettenantrieben

¨ Antriebe mit polumschaltbaren Motoren

¨ Förderbänder, Schnellauf- und Schwerlastbänder

 

¨ Maschinen mit großen Trägheitsmomenten, z.B. Mühlen, Pressen, Zentrifugen

¨ Schleifmaschinen und Sägen

¨ Verpackungsmaschinen

¨ Lüfter und Kompressoren

¨ Pumpen, insbesondere zur Vermeidung von Druckwellen

¨ Machines with gearbox, belt or chain drives

¨ Drives using pole-change motors

¨ Conveyor belts (also high speed and high load transportation systems)

¨ Machines with high moments of inertia e.g. mills, compactors, centrifuges

¨ Grinding machines and circular saws

¨ Packing equipment

¨ Fans and compressors

¨ Pumps, in particular to reduce hydraulic shock waves

Merkmale

Features

¨ Elektronische Bremse mit sehr kurzer Umschaltzeit, integrierbar im Steuergerät

¨ Kompaktes Gerät, leicht nachrüstbar

¨ Phasenausfall-Überwachung. Thyristoren gesperrt bei Phasenausfall beim Einschalten

¨ Gerät gesperrt bei falscher Phasenreihenfolge (E2, E4)

¨ Ausführung mit beliebiger Phasenreihenfolge für Rever­sierantriebe verfügbar (E22, E42)

¨ Erweiterungseinheit (Option I1) ermöglicht:
-   Anlauf mit konstantem Strom
-   Einschaltpuls
-   Leistungserfassung mit Ãœberlastmeldung
-   Verbesserung des cos j bei Teillast

¨ Electronic d.c. injection brake with a short delay time
can be integrated in controller

¨ Compact unit easily retrofitted

¨ Shutdown on detection of phase failure during ramp up

¨ Controller inhibited when phase sequence is incorrect
(E2, E4)

¨ Version for operation with two phase sequences for
reversing drives available (E22, E42)

¨ Auxiliary module (Option I1) allows:
-   Soft start with current limit
-   Switch-on torque pulse
-   Monitoring of power with overload trip 
-   Improvement of power factor at low load

Geräte der Familie LEKTROMIK E sind elektronische Steuer­geräte für den sanften Anlauf, Auslauf und das Bremsen von Drehstrom-Käfigläufermotoren.

Die Betriebsarten "Sanftanlauf und Sanftauslauf" verwenden drei antiparallele Thyristor/Diode-Module in der W3H-Schal­tung. Die Motorspannung wird durch Phasenanschnitt­steuerung der drei Thyristorengruppen verstellt. Dabei bleibt die Speisefrequenz des Motors identisch der Netzfrequenz. Das Antriebsmoment ist in einem großen Bereich einstell­bar.

Die Betriebsart "Bremsen" (nur LEKTROMIK E4 und E42) verwendet einen zusätzlichen Thyristor (bzw. Thyristoren), um die Netzspannung gesteuert gleichzurichten. Der erzeug­te Gleichstrom fließt durch zwei Wicklungen des Motors. Ein stehendes magnetisches Feld wird erzeugt, welches die Be­wegung des Käfigläufers hemmt. Die Phasenanschnittsteuer­ung der Thyristoren erlaubt die Einstellung der Bremsverzö­gerung in einem großen Bereich.

Ein Steuersatz erzeugt netzsynchrone Zündpulse für die Thyristoren. Zündübertrager trennen das Potential der Steuerelektronik von der Netzspannung der Thyristoren.

 

Bei LEKTROMIK E wird die Spannung mit einer Rampen­funktion beim Sanftanlauf vorgegeben. Die Anfangsspannung (= Einschaltmoment) und die Steigung (= Beschleuni­gung) sind in einem großen Bereich einstellbar. Am Ende des Hochlaufs steht eine Signalmeldung "Hochlauf Ende" zur Verfügung.

The LEKTROMIK E family of electronic controllers is designed for the soft start, soft stop and electronic braking
of three-phase induction motors.

The modes of operation "Soft Start" and "Soft Stop" make use of three back-to-back thyristor/diode modules. Phase control of the thyristor/diode modules varies the voltage applied to the motor. With this method of control, the supply frequency to the motor is the same as the frequency of the mains supply. The torque of the motor can be varied over a wide range.

The mode of operation "Injection braking" (type E4 and
E42) makes use of an additional thyristor(s) to rectify the supply. D.C. current is fed through two windings of the motor. A stationary magnetic field is produced which retards the rotor. Variation of the firing angle changes the braking current which allows the retardation to be varied over a wide range.

 

A trigger set synchronises the firing pulses for the thyristors to the supply frequency. Firing circuits with pulse trans­formers isolate the control circuits from the supply voltage of the thyristors.

With LEKTROMIK E the motor voltage increases as a ramp function during soft start. The starting voltage (= switch-on voltage) and the inclination (= acceleration) are adjustable within a wide range. A monitoring signal "End of Ramp" indicates the end of ramp up.

 

Beim Sanftauslauf mit LEKTROMIK E2 oder E22 kann die Spannung mit einer Rampenfunktion zurückgenommen werden. Ein schlagartiges Abbremsen wird bei Lasten mit einer relativ großen Reibkomponente verhindert. Das Hauptschütz öffnet stromlos am Ende des Auslaufes. Falls stromloses Ausschalten ohne Sanftauslauf gewünscht wird, ist die Auslauframpe auf minimale Zeit einzustellen. Die Lebensdauer der Schützkontakte wird erheblich verlängert.

Die Ausführungen mit integrierter Bremse LEKTROMIK E4 oder E42 speisen einen einstellbaren Bremsstrom in die Wicklungen. Beim Erreichen der Drehzahl Null wird das Gerät elektronisch abgeschaltet (nicht E42). Eine zusätzli­che Zeitüberwachung dient dem Schutz des Motors. Der Bremsbetrieb wird unterbro­chen, wenn die eingestellte Zeit abge­lau­fen ist. Ein stromloses Ausschalten ist ebenfalls möglich mit den Ausführungen E4 und E42

Die Ausführungen LEKTROMIK E2 und E4 erfassen die Phasenreihenfolge und sperren das Steuer­gerät, wenn eine falsche Phasenreihenfolge vor­liegt. Dies kann für den Schutz der Maschine vorteilhaft sein. Falls zwei Drehrich­tungen bei diesen Ausführungen erforderlich sind, müssen Wende­schütze zwischen Steuergerät und Motor und ein Haupt­schütz eingebaut werden. Vorkehrungen sind zu treffen, dass die Wendeschütze nicht wäh­rend des Bremsbetriebs der Typen E4 geöffnet werden (Gleichstrom).

Die Reversier-Ausführungen E22 und E42 für den Betrieb mit beliebiger Phasenrei­henfolge ermöglichen den Einbau des LEKTROMIK Steuergerätes zwischen Wendeschütz und Motor. Diese Anordnung ist sehr vorteilhaft bei rever­sierenden Antrieben. Ein separates Hauptschütz ist nicht notwendig.

Durch Anschluss eines externen Widerstands (Potentiome­ter) an den Klemmen (BH) kann bei allen Ausführungen die Hochlauframpe und damit die maximale Motorspannung begrenzt werden, sofern der Anwendungsfall und die Be­lastbarkeit von Motor und Steuergerät dies zulässt (Dreh­zahlverstellung von Lüftern und Pumpen). Eine Meldung "Hochlauf Ende" erfolgt in dieser Betriebsart nicht.

With soft stop operation using LEKTROMIK E2 or E22 the voltage can be reduced to zero as a ramp function. This can prevent a load with a large frictional component from stopping too abruptly. The main contactor is opened with zero current on completion of ramp down. If zero current switching without soft stop is required, the deceleration ramp should be set to the minimum time. This will give a con­siderable increase in the contact life of the main contactor.

LEKTROMIK E4 and E42 incorporate an integrated d.c. injection brake which feeds an adjustable d.c. current into the motor winding. A special electronic circuit switches off the controller on reaching zero speed (not E42). A time delay opens the main contactor after a set length of time to provide additional protection for the motor. The main contactor can also be opened at zero current with the E4 and E42 controllers.

The controllers LEKTROMIK E2 and E4 incorporate a detection circuit which inhibits the controller if the phase sequence is incorrect. This can be used to prevent damage to some types of machines. If the both directions of rotation are required, reversing contactors must be fitted between the controller and the motor in addition to the main contactor. It is not permissible to open these contactors during the braking mode of operation with type E4 due to the d.c. current flowing through the contactor

The reversing types E22 and E42 can operate with both phase sequences. This allows the controller to be installed between the reversing contactors and the motor resulting
in a very compact arrangement for reversing drives. A separate main contactor is not necessary.

 

With all types the run-up ramp or the maximum motor voltage can be limited by connecting an external resistor (potentiometer) to the terminals (BH). This is only suitable
if the application and the load of motor and controller is adhered to (speed variation of fans and pumps). The monitoring signal "end of ramp" is not available in this
mode of operation.

Ausführungen/
Available types

LEKTROMIK E2

LEKTROMIK E22

LEKTROMIK E4

LEKTROMIK E42

Merkmale/
Features

Sanftanlauf
und -auslauf/

Soft start
and soft stop

Sanftanlauf
und -auslauf/

Soft start
and soft stop

Sanftanlauf
und Bremse/

Soft start
and braking

Sanftanlauf
und Bremse/

Soft start
and braking

Betriebsarten/ Modes of

Sanftanlauf / Soft start

●

●

●

●

operation

Motorischer Betrieb /
Motoring operation

●

●

●

●

Regen. Bremsen n> Synchrondrehzahl/
Regen. Braking n> Synchronous speed

●

●

●

●

Auslauf n< Synchrondrehzahl/
Soft stop n< Synchronous speed

●

●

Bremsen< Synchrondrehzahl/
Braking n< Synchronous speed

●

●

Phasenreihen-folge /
Phase

Rechtsdrehfeld mit Gegensperre/
Positive phase sequence with Reverse inhibit

●

●

sequences 

Beliebig/
Both

●

●

Sonder­funktionen/

Elektronisches Schütz/
Electronic contactor

●

●

Special Functions

Automatische Stillstandserkennung/
Automatic zero-speed detection

●

Überbrückungsschütz zur Reduzierung der Verlustleistung/
Bridging contactor to reduce losses

LEKTROMIK E2, E22

Sanftanlauf und -auslauf mit einstellbarer Spannungsrampe
Soft start and soft stop with adjustable voltage ramp

¨  Sanftauslauf für Lasten mit dominierender Reibung

¨  Einstellmoment, Hoch- und Auslauframpe der Spannung getrennt einstellbar

¨  Steuereingang für elektronisches verschleiß­freies EIN/AUS-Schalten von Motoren

¨  Ausführung E22 für beliebige Phasenreihenfolge (Reversierbetrieb)

¨  Anlauf mit konstantem Strom, Leistungserfassung und Ãœberlastmeldung sowie cos j mit Option I1

¨  Soft stop for loads with relatively high friction

¨  Switch-on torque, run-up and run-down voltage ramp, separately adjustable

¨  Control input for electronic, maintenance free ON/OFF switching of motor

¨  Type E22 for both phase sequences
(reversing operation)

¨  Soft start with current limit, power detection with overload  trip and power factor optimiser with Option I1

LEKTROMIK E4, E42

Sanftanlauf und integrierte Gleichstrombremse                         
Electronic soft start and integrated d.c. injection brake

¨  Integrierte Gleichstrombremse für Lasten
mit dominierender Massenträgheit

¨  Einschaltmoment, Hochlauframpe der Spannung, Bremsmoment und Bremsabschaltzeit getrennt einstellbar

¨  Kein Bremsschütz notwendig

¨  Automatische Stillstandserkennung bei E4

¨  Sehr kurze Umschaltzeit auf Bremsen
(80-400 ms je nach Leistung)

¨  Ausführung E42 für beliebige Phasenreihen­folge (Reversierbetrieb)

¨  Integrated d.c. injection brake for loads
with relatively high friction

¨  Switch-on torque, run-up voltage ramp, braking torque and braking time-out separately adjustable

¨  No braking contactor required

¨  Automatic detection of zero speed with E4

¨  Short delay to braking operation
(80-400 ms depending on power)

¨  Type E42 for both phase sequences (reversing operation)

Spannung/
Voltage:

Frequenz / Frequency:

-  Standard

-  Option

-  Nenn/Rated

-  Kurzzeitig/
   Short duration

3AC 400 V,          -15...+10 %

3AC  230/500 V   -15...+10 %

50...60 Hz ±2 %

47...63 Hz  ±0 %

Nennspannung / Rated voltage

 

Nennfrequenz / Rated frequency

Kaltstart / Cold start

Spannungen,
Ströme Voltages, 
Currents

Zulässiger Anlaufstrom/

Permissible starting current time

Warm:  Anlauf aus betriebswarmen Zustand bei Nennlast/
Starting following normal motor operation at rated power

Kalt/      Anlauf mit kaltem Gerät, z.B. beim Betrieb mit Ãœberbrückungsschütz/

Cold:    Starting with cold controller e.g. when using a bridging contactor

I_H    =    Hochlaufstrom / Starting current

I_G    =    Nennstrom Gerät / Rated controller current

I_M    =    Nennstrom Motor / Rated motor current

Ãœberspannungskategorie/
Overvoltage category

 

Bemessungs-Isolations­spannung gegen PE /
Rated insulation voltage to PE:

III
IEC 664-1

 

AC 300 V

Nur zur Verwendung an TT/TN Netzen mit geerdetem Sternpunkt/
Only for use with TT/TN supplies with earthed neutral

Umgebungs-bedingungen

Zulässige Temperaturen/ Permissible temperatures;

 

Klimatische Bedingungen/
Climatic conditions;

     0  ... +40  SYMBOL 176 \f "Symbol"C
     0  ... +35  °C

-25  ... +55  SYMBOL 176 \f "Symbol"C

-25   ...+70  SYMBOL 176 \f "Symbol"C

Klasse / Class 3K3
EN60721-3-3:

Betrieb / Operation:
- Konvektion / Convection
- Lüfter / Fan

Lagerung / Storage

Transport (kurzzeitig / short term)

5...85 %   relative Luftfeuchte /
                  relative humidity

Environment

Sonstiges /
Other requirements:

Die Kühlluft muss weitgehend staubfrei,
nicht korrosiv, nicht entflammbar sein/
The cooling air must have little dust and
be non corrosive and non flammable

Verschmutzung/
Pollution;

Verschmutzungsgrad 2/ Degree 2 pollution
IEC 664-1:

Nur trockene, nicht leitfähige Verschmutzung, gelegentliche leichte Betauung im ausge­schalteten Zustand zulässig/

Dry non-conducting dust or particles, infrequent light condensation when
switched off permissible

Aufstellungshöhe/
Altitude:

max. 2000 m  über NN /
                         above sea level

³ 1000 m:   1,5 % / 100 m    Leistungs-
                                                  reduzierung /
                                                  power derating

Sicherheit

Safety

Angewandte Normen/ Relevant standards:

Schutzklasse /
Protective class:

EN 60947-4-2, EN 50178

 

I
IEC 536




 

Basisisolierung und Schutzleiter. Der An­wender ist für den sachgemäßen Anschluß des Schutzleiters (PE) verantwortlich/
Basic insulation with PE connection (protective earth). The user is responsible for the PE connection.

IP-Schutzart / Protection:

IP00
EN 60529

Signal- und Steuerklemmen/
Signal and control terminals:

Der Steuerkreis ist durch Basisisolierung vom Netzpotential getrennt. An den Steuerkreis angeschlossene Komponenten (z.B. Bedienelemente) müssen durch zusätzliche Isolierung gegen direktes Berühren geschützt werden./
The control circuit is protected by basic insulation from the supply voltage. Any components connected to the control circuit must be protected against direct contact by additional insulation.

 
Sonstige Daten für 400 V

Other Data
for 400 V
rated voltage

Bezeichnung / Designation

4E2-24
4E22-24
4E4-24
4E42-24

11E2-24
11E22-24
11E4-24
11E42-24

22E2-24
22E22-24
22E4-24
22E42-24

37E2-24
37E22-24
37E4-24
37E42-24

75E2-24
75E22-24
75E4-24
75E42-24

Nennleistung des Motors/
Rated power of motor

4        kW

 

11      kW

 

22      kW

 

37      kW

 

75      kW

 

Nennstrom des Gerätes/
Rated current of unit

12      A

26      A

52      A

75      A

150   A

EN 60947-4-2:
-  Anwendungsklasse /
   Utilization category
-  Ausführungsart / Form designation

Verlustleistung nach Hochlauf/
Loss after ramp up     

35      W

75      W

150   W

240   W

500   W

Halbleitersicherungen* /
Semiconductor fuses

50      A

80      A

150   A

250   A

500   A

Kühlart / Cooling

Konvektion / Convection

Lüfter / Fan

Gewicht ca. / Approx. Weight

2,2   kg

3,5     kg

3,8   kg

4,1   kg

16      kg

Schutz / Protection

IP00

IP00

IP00

IP00

IP00

Abmessungen/       Höhe / Height

220 mm

220 mm

320 mm

320 mm

415 mm

Dimensions            Breite / Width

160 mm

160 mm

160 mm

160 mm

260 mm

                                   Tiefe / Depth:  

100  mm

135   mm

135 mm

160  mm

250   mm

Maßbild / Outline drawing

1a

1b

1c

1c

2

Einstellungen

Adjustments

Bezeichnung - Funktion /
Designation - Function

Skalierung/
Scaling

Erläuterung/
Explanation

M -   Einschaltmoment/
        Switch-on torque

Nennmoment/
Rated torque

H -   Hochlauframpe/
        Run-up ramp;

- Standard:

 

- C55 = 4,7 µF
- C55 = 10  ÂµF

x 7
x 14

Zeit für Hochlauf der Spannung/
Ramp-up time for voltage ramp

Verlängerte Bereiche mit Zusatzkondensator
Longer ranges with additional capacitor

B -   Bremsstrom/
        Braking current

Nennbremsstrom, nur bei E4, E42/
Rated braking current, only with E4, E42

A -   Auslauframpe/
        Run-down Ramp

- Standard:

- C55 = 4,7 µF
- C55 = 10  ÂµF

x 7
x 14

Zeit für Auslauf/Ramp-down time


 

Verlängerte Bereiche mit Zusatzkondensator/
Longer ranges with additional capacitor

Die angegebenen Werte sind ca. Werte. / The above values are approximate values only.

Steuereingänge

Control inputs

Bezeichnung - Funktion /
Designation - Function

Klemme/
Terminal

Logik/  '0'
Logic

Logik/ '1'
Logic

Erläuterung/
Explanation

BH     -    Befehl "Hochlauf"/

 

5 -  6

Auslauf, Bremsen/

Hochlauf/

Grüne LED BH (V5) leuchtet bei '1', Spannungsbegrenzung mit Potentio-
meter 10 kW zwischen Klemmen 5 und 6./

          Command "Ramp-up"

Ramp down,
Braking

Ramp up

Green LED BH (V5) lights at '1', Voltage limit with 10 kW potentio-
meter between terminals 5 and 6

 

BF -   Befehl "Freigabe"/
          Command "Enable"

7 -  8

Sperren/ inhibited

Freigabe/ enabled

Grüne LED BF (V6) leuchtet bei '1'/
Green LED BF (V6) lights at '1'

Steuer- ausgänge

Control
Outputs

Bezeichnung - Funktion /
Designation - Function

Klemme/
Terminal

Logik/  '0'
Logic

Logik/ '1'
Logic

Erläuterung/
Explanation

ME   - Meldung
          "Eingeschaltet"/



        Monitoring signal
        "In operation"

1 -  2

Störung, BF=0, Aus- lauf beendet/


Fault,
BF=0,
end of ramp

 

Betrieb
mit BF=1
und BH>0/


Operation
with BF=1
and BF>0

 

Relais mit roter LED ME (V1) leuch­tet bei '1',
Störungen die erfasst werden:
siehe Optische Meldungen (MS)/

Relay with red LED ME (V1) lights at '1',
following faults are detected:
refer to Indicating LED's (MS)

 

MH  - Meldung
          "Hochlauf Ende"/
          Monitoring signal
          "End of ramp"

3 -  4

An-,Auslauf/

Ramp up,
ramp-down

Hochlauf
Ende/
End of
ramp

Relais mit roter LED MH (V2)
leuchtet bei '1'/        
Relay with red LED MH (V2)
lights at '1'

Optische
Meldungen

Indicating
LED's

Bezeichnung - Funktion /
Designation - Function

dunkel/
dark

leuchtet/
light

Erläuterung/
Explanation

MS   - Meldung "Störung"/




          Monitoring signal "Fault"

keine
Störung/



No fault

Störung/




Fault

Rote Blink-LED MS (V3) leuchtet bei:
- Unterspannung
- Phasenausfall b. Einschalten
- Ãœbertemperatur
- Falsche Phasenreihenfolge
  (bei E2, E4)/
Red flashing LED MS (V3) lights at:
- Low voltage
- Phase failure on switch-on
- Over temperature
- Phase sequence failure
  (with E2, E42)

 

MR  - Meldung "Rechtsdrehfeld"/

          Monitoring signal
          "pos. phase sequence"

Links-
drehfeld/
Negative
phase seq.

Rechts-
drehfeld/
Positive
phase seq.

grüne LED MR (V4)/

green LED MR (V4)