So verdrahten Sie ein Zeitrelais für einen Motorstarter

Der 3-Uhr-Anruf, den jeder Betriebsingenieur fürchtet

Stellen Sie sich vor: Die Hauptwasserpumpen Ihrer Anlage haben gerade ausgelöst – schon wieder. Es ist 3 Uhr morgens, die Produktion steht still und Ihr Wartungsteam ist fieberhaft auf Fehlersuche. Nach einer Stunde Fehlersuche entdecken Sie den Übeltäter: drei 50-PS-Motoren, die gleichzeitig anlaufen wollen und einen massiven Einschaltstrom erzeugen, der Ihr elektrisches System überlastet. Der Spannungseinbruch ist so stark, dass Ihre anderen Geräte wie Dominosteine ausfallen.

Dieses Szenario spielt sich täglich in Industrieanlagen ab, und die Ursache ist fast immer die gleiche: Motoren starten ohne koordinierte Zeitsteuerung. Wenn mehrere Motoren gleichzeitig anlaufen, kann der kombinierte Einschaltstrom (typischerweise das 6- bis 8-fache des Motor-Volllaststroms) Ihre Netzeinspeisekapazität überschreiten, zu unerwünschten Auslösungen von vorgeschalteten Schutzschaltern führen oder schädliche Spannungseinbrüche verursachen, die sich durch Ihre gesamte Anlage ziehen.

Warum Standard-Motorstarter versagen

Traditionelle Direkt-Online-Motorstarter (DOL) sind für eine Sache ausgelegt: Ihre Kontakte zu schließen und den Motor sofort zu aktivieren, wenn er dazu aufgefordert wird. Es gibt keine Intelligenz, keine Sequenzierung und keine Verzögerung. Bei Einzelmotoranwendungen funktioniert das gut. Aber in Anlagen mit mehreren Motoren, Fördersystemen oder Geräten, die gestaffelte Anlaufsequenzen erfordern, verursachen DOL-Starter allein drei kritische Probleme:

1. Spitzen im Strombedarf: Gleichzeitige Starts verstärken Einschaltströme, was möglicherweise die Bedarfsentgelte Ihres Versorgers übersteigt oder Hauptschalter auslöst
2. Mechanischer Schock: Förderbänder, Pumpensysteme und Prozessanlagen können mechanische Schäden erleiden, wenn alle Komponenten sofort und ohne Anlaufzeit in Betrieb gehen
3. Prozessunterbrechung: Kritische Sequenzen (wie Spüllüfter vor Brennern oder Kühlpumpen vor Kompressoren) erfordern eine zeitgesteuerte Koordination, die einfache Starter nicht bieten können

Die herkömmliche “Lösung” – manuelles Staffeln der Starts oder die Verwendung komplexer SPS-Programmierung – ist entweder unzuverlässig (menschliches Versagen) oder teuer (Engineering-Zeit und Hardwarekosten).

VIOX-Zeitrelais

Der Aha-Moment: Zeitrelais als Ihre Anlauf-Verkehrssteuerung

Hier verwandeln Zeitrelais Ihre Motorsteuerungsstrategie. Stellen Sie sich ein Zeitrelais als eine Ampel für Ihr elektrisches System vor – es steuert wann Stromflüsse zu Ihrer Motorstarterspule, nicht wenn den Strom selbst. Durch das Einfügen eines kompakten Zeitrelais zwischen Ihrem Steuerschalter und dem Spulenstromkreis des Motorstarters erhalten Sie eine präzise, einstellbare Steuerung der Anlaufsequenzen ohne teure SPSen oder komplizierte Programmierung.

Hier ist die elegante Einfachheit: Wenn Ihre Starttaste gedrückt wird, beginnt das Zeitrelais mit dem Herunterzählen (Einschaltverzögerung) oder hält seine Kontakte für eine bestimmte Dauer geschlossen (Ausschaltverzögerung). Erst nach diesem präzisen Intervall schließt es den Stromkreis zu Ihrer Motorstarterspule, erregt den Schütz und startet Ihren Motor. Das Ergebnis? Koordinierte, sequenzielle Motorstarts, die Einschaltkonflikte eliminieren und Ihre Geräte schützen.

Wichtigste Erkenntnis: Ihr Zeitrelais steuert den Motor nicht direkt – es steuert den Spulenstromkreis des Motorstarters. Diese Steuerlogik mit geringem Stromverbrauch bedeutet, dass Sie ein kompaktes Relais mit kleinen Kontaktwerten verwenden können, um einen großen Motorstarter zu steuern.

Die vollständige Schritt-für-Schritt-Verdrahtungsanleitung

Schritt 1: Passen Sie Ihren Relaistyp an Ihre Anwendung an

Bevor Sie auch nur ein einziges Kabel berühren, müssen Sie feststellen, ob Sie ein Einschaltverzögerungs- oder off-delay Zeitrelais benötigen – wenn Sie das falsch machen, startet Ihr Motor zum völlig falschen Zeitpunkt.

Einschaltverzögerte Zeitrelais (auch Verzögerung-beim-Schließen- oder DORM-Relais genannt):

• Wann zu verwenden: Wenn ein Motor nach mit einer bestimmten Verzögerung nach einem Startbefehl
• Gemeinsame Anwendungenstarten soll: Sequenzielle Pumpenstarts, verzögerte Lüfterstarts, Förderbandstaffelung
• Wie läuft das: Wenn die Relaisspule erregt wird, beginnt sie mit der Zeitmessung. Nachdem die voreingestellte Verzögerung abgelaufen ist, schließen die Ausgangskontakte und erregen die Motorstarterspule

Rückfallverzögerte Zeitrelais (auch Verzögerung-beim-Öffnen- oder DODB-Relais genannt):

• Wann zu verwenden: Wenn ein Motor für einen bestimmten Zeitraum nach nach dem Stoppbefehl weiterlaufen soll
• Gemeinsame Anwendungen: Spüllüfter, die nach dem Abschalten der Brenner weiterlaufen müssen, Kühlpumpen, die nach dem Stoppen der Prozessanlagen weiterlaufen
• Wie läuft das: Wenn die Relaisspule stromlos wird, beginnt sie mit der Zeitmessung. Die Ausgangskontakte bleiben geschlossen (und halten den Motor am Laufen), bis die Verzögerung abgelaufen ist

Profi-Tipp: In 80 % der industriellen Sequenzierungsanwendungen verwenden Sie Einschaltverzögerungsrelais. Ausschaltverzögerungsrelais sind spezialisiert auf Sicherheitsverriegelungen und Kühl-/Spülanforderungen. Wenn Sie einfach nur mehrere Motorstarts staffeln möchten, beginnen Sie mit der Einschaltverzögerung.

Schritt 2: Überprüfen Sie die kritischen elektrischen Werte (das Datenblatt lügt nicht)

Hier entstehen die meisten Verdrahtungsfehler – nicht in den physischen Verbindungen, sondern in der Spezifikationsphase. Sie müssen drei kritische Werte überprüfen:

A. Steuerspannung

Die Spulenspannung Ihres Zeitrelais muss genau mit der Steuerspannung Ihres Motorstarters übereinstimmen. Gängige Spannungen sind:

• 24 V DC (immer häufiger in modernen Systemen mit SPS-Integration)
• 120 V AC (nordamerikanischer Standard für Steuerschaltungen)
• 240 V AC (wird in einigen industriellen und internationalen Anwendungen verwendet)

Überprüfen Sie den Schaltplan Ihres Motorstarters – die Steuerspannung ist typischerweise auf dem Schaltplan oder auf der Spule des Starters selbst angegeben. Eine Abweichung hier bedeutet sofortigen Relaisausfall oder bestenfalls unzuverlässigen Betrieb.

B. Kontaktwerte (Last vs. Relaiskapazität)

Die Ausgangskontakte Ihres Zeitrelais müssen für den Spulenstrom des Motorstarters ausgelegt sein. Hier ist die Berechnung:

1. Ermitteln Sie den Spulenstrom Ihres Motorstarters (typischerweise in Milliampere oder Watt auf der Spule angegeben)
2. Fügen Sie einen Sicherheitsfaktor von 25 % hinzu
3. Stellen Sie sicher, dass der Kontaktwert Ihres Zeitrelais diesen Wert überschreitet

Beispiel: Wenn Ihre Schützspule 50 mA bei 120 V AC zieht, sollten Ihre Zeitrelais-Kontakte für mindestens 65 mA (50 mA × 1,25) ausgelegt sein. Die meisten Standard-Zeitrelais haben Kontakte, die für 5 A oder mehr bei 120/240 V AC ausgelegt sind, was viel Spielraum bietet – aber immer überprüfen.

Wichtigste Erkenntnis: Der häufigste Spezifikationsfehler ist die Verwechslung der Relaisspulenspannung mit ihren Kontaktwerten. Dies sind unabhängige Spezifikationen. Ihre Relaisspule kann 24 V DC haben, aber ihre Kontakte können immer noch 240 V AC-Lasten schalten – überprüfen Sie beides.

C. Zeitbereich

Stellen Sie sicher, dass der einstellbare Zeitbereich des Relais Ihre Anwendungsanforderungen abdeckt. Gängige Bereiche:

• 0,1 bis 10 Sekunden (schnelle Sequenzierung)
• 1 bis 60 Sekunden (allgemeine Motorstaffelung)
• 1 bis 999 Sekunden (verlängerte Verzögerungen für Kühl- oder Spülzyklen)

Schritt 3: Verdrahten Sie den Steuerstromkreis (die kritischen Verbindungen)

Jetzt kommen wir zur eigentlichen Verdrahtung. Hier trifft Theorie auf Praxis, und wo die richtige Technik zukünftige Ausfälle verhindert.

Erforderliche Komponenten:

• Zeitrelais (geprüfte Spezifikationen aus Schritt 2)
• Motorstarter mit beschrifteten Steuerstromkreisanschlüssen
• Steuerstromquelle (Transformator oder direkte Netzspannung)
• Start/Stopp-Drucktaster (oder Steuerschalter)
• Überlastrelais-Kontakte (typischerweise im Motorstarter eingebaut)
• Drahtquerschnitt gemäß NEC Artikel 430 für Steuerstromkreise (typischerweise 14-18 AWG)

Verdrahtungsreihenfolge für Einschaltverzögerungs-Zeitrelais (häufigste Konfiguration):

1. Steuerstromversorgung herstellen:
   • Verbinden Sie Leiter 1 (L1) Ihrer Steuerspannungsquelle mit einer Seite Ihres Start-Drucktasters
   • Dies ist Ihr “heißer” Steuerungszweig
2. Verdrahten Sie den Startknopf und die Zeitrelaisspule:
   • Verbinden Sie den Schließer-Ausgang (NO) des Startknopfes mit einem Anschluss der Zeitrelaisspule (oft mit A1 gekennzeichnet)
   • Verbinden Sie den anderen Zeitrelaisspulenanschluss (oft mit A2 gekennzeichnet) zurück mit Leiter 2 (L2/Neutral) Ihrer Steuerspannung
   • Wichtig: Verdrahten Sie Ihren Stopptaster (NC-Kontakt) und die Überlastrelais-Kontakte (NC) in Reihe auf dem L1-Zweig vor dem Starttaster, um eine vollständige Sicherheitskette zu erstellen
3. Verbinden Sie die Zeitrelais-Ausgangskontakte mit der Motorstarterspule:
   • Identifizieren Sie die zeitgesteuerten Ausgangskontakte des Zeitrelais (typischerweise als NO-Kontakte gekennzeichnet: 15-18, 25-28 usw.)
   • Verbinden Sie eine Seite dieser zeitgesteuerten NO-Kontakte mit demselben L1-Steuerungszweig
   • Verbinden Sie die andere Seite der zeitgesteuerten NO-Kontakte mit einem Anschluss der Motorstarterspule (mit A1 oder ähnlich gekennzeichnet)
   • Verbinden Sie den anderen Motorstarterspulenanschluss (A2) zurück mit L2
   • Dies ist der kritische Pfad: Wenn das Zeitrelais abgelaufen ist, schließt es seine NO-Kontakte und schließt den Stromkreis, um die Motorstarterspule zu aktivieren
4. Haltekreis hinzufügen (für Dauerbetrieb):
   • Verbinden Sie einen Hilfs-NO-Kontakt vom Motorstarter (mit 13-14 oder ähnlich gekennzeichnet) parallel zum Startknopf
   • Dies erzeugt einen “Selbsthaltekreis”, so dass der Motor weiterläuft, nachdem Sie den Startknopf losgelassen haben

Wichtigste Erkenntnis: Das Zeitrelais sitzt zwischen Ihrem Startknopf und Ihrer Motorstarterspule – es ist ein Gatekeeper in der Steuerungslogik, nicht der Hauptstromkreis. Verdrahten Sie niemals ein Zeitrelais in Reihe mit den Hauptstromleitern des Motors.

Kritische Installationsdetails

• Verwenden Sie Aderendhülsen an Litzenleitungen für Vibrationsfestigkeit
• Ziehen Sie die Klemmschrauben mit den vom Hersteller angegebenen Drehmomenten fest (typischerweise 7-9 in-lbs für Steuerklemmen)
• Beschriften Sie alle Drähte mit Drahtmarkierern, die Quelle und Ziel identifizieren
• Halten Sie die Steuerstromkreisverdrahtung getrennt von Hochspannungs-Motorstromkabeln, um elektrisches Rauschen zu reduzieren

Schritt 4: Stellen Sie die Zeit ein und testen Sie die Sequenz

Nach Abschluss der Verdrahtung müssen Sie die Zeitfunktion richtig einstellen und überprüfen:

Zeiteinstellung:

• Suchen Sie das Zeiteinstellrad oder die digitale Einstellung (konsultieren Sie das Relaishandbuch für Ihr spezifisches Modell)
• Beginnen Sie für die anfängliche Startsequenzierung mit längeren Verzögerungen (10-15 Sekunden zwischen den Motoren)
• Sie können die Verzögerung reduzieren, nachdem Sie das tatsächliche Einschaltverhalten beobachtet haben

Testprotokoll (mit abgeklemmtem Motor oder im Testmodus durchführen):

1. Spulenaktivierungstest: Drücken Sie den Startknopf. Sie sollten hören/sehen, wie das Zeitrelais aktiviert wird (LED-Anzeige oder hörbares Klicken)
2. Zeitüberprüfung: Verwenden Sie eine Stoppuhr, um zu überprüfen, ob die Verzögerung mit Ihrer Einstellung übereinstimmt. Der Motorstarter sollte erst nach der voreingestellten Zeit aktiviert werden
3. Stoppfunktionstest: Drücken Sie den Stoppknopf. Sowohl das Zeitrelais als auch der Motorstarter sollten sofort deaktiviert werden (für Einschaltverzögerungsrelais)
4. Haltekreistest: Lassen Sie nach dem zeitgesteuerten Start den Startknopf los. Der Motor sollte über den Hilfskontakt weiterlaufen

Profi-Tipp: Legen Sie in Mehrmotorsequenzen gestaffelte Verzögerungen fest (Motor 1: 0 Sekunden, Motor 2: 8 Sekunden, Motor 3: 16 Sekunden). Dies erzeugt einen “rollenden Start”, der die Spitzenlast deutlich reduziert.

Reale Anwendung: Drei-Pumpen-Sequenzierungslösung

Lassen Sie uns unser Eröffnungsszenario mit den auslösenden Wasserpumpen noch einmal aufgreifen. Hier ist, wie Zeitrelais genau dieses Problem lösen:

Konfiguration:

• Drei 50-PS-Pumpen, jede mit ihrem eigenen Motorstarter
• Ein einziger Startknopf initiiert die vollständige Sequenz
• Pumpe 1: Direktstart (keine Verzögerung)
• Pumpe 2: Einschaltverzögerungsrelais auf 10 Sekunden eingestellt
• Pumpe 3: Einschaltverzögerungsrelais auf 20 Sekunden eingestellt

Ergebnis: Anstelle von 450 A gleichzeitigem Einschaltstrom (3 Motoren × 150 A pro Motor) erhalten Sie drei separate 150-A-Spitzen im Abstand von 10 Sekunden. Ihr elektrisches System kann dies problemlos bewältigen, die Spannung bleibt stabil und nachgeschaltete Geräte arbeiten weiterhin normal.

Kosten-Nutzen: Drei Zeitrelais ($150 insgesamt) gegenüber einer SPS-basierten Lösung ($2.000+) oder der Akzeptanz von anhaltenden Fehlauslösungen und potenziellen Geräteschäden ($$$$).

Warum Zeitrelais Ihre kostengünstigste Steuerungslösung sind

Feature	Wert für Sie
Einfache Installation	Montage auf DIN-Schiene, Standard-Steuerstromkreisverdrahtung – keine Programmierung erforderlich
Einstellbare Zeitsteuerung	Dreh- oder digitale Einstellung ermöglicht die Optimierung vor Ort ohne Hardwareänderungen
Kompakte Bauweise	Passt ohne größere Modifikationen in bestehende Schaltschränke
Hohe Zuverlässigkeit	Halbleiter- oder elektromechanische Ausführungen mit über 100.000 Schaltzyklen
Niedrige Kosten	$50-150 pro Relais im Vergleich zu Tausenden für SPS-basierte Lösungen

Das FazitZeitrelais ermöglichen eine präzise Motoranlaufsequenzierung zu einem Bruchteil der Kosten und Komplexität programmierbarer Steuerungen. Für Anwendungen, die einfache Verzögerungen oder Staffelung ohne komplexe Logik erfordern, sind sie die zuverlässigste und wirtschaftlichste Lösung.

Häufige Verdrahtungsfehler, die vermieden werden sollten

Selbst erfahrenen Elektrikern unterlaufen diese Fehler:

1. Verdrahtung des Zeitrelais im MotorstromkreisZeitrelais steuern die Starterschützspule (niedriger Strom), niemals den Motorstrom (hoher Strom)
2. Falsche SpulenspannungenEine 24-V-Relaisspule arbeitet nicht zuverlässig mit 120 V und umgekehrt
3. Unzureichende DrahtstärkeSteuerstromkreise erfordern weiterhin eine korrekte AWG-Größe gemäß NEC-Standards
4. Vergessen des HalteschaltkreisesOhne Hilfskontaktverriegelung stoppt der Motor, wenn Sie die Starttaste loslassen
5. Auslassen des Timing-TestsÜberprüfen Sie immer, ob das tatsächliche Timing mit Ihrer Einstellung übereinstimmt, bevor Sie es in Betrieb nehmen

Bereit, Anlaufprobleme zu beseitigen?

Die richtige Auswahl und Verdrahtung von Zeitrelais verwandelt chaotische Motoranläufe in koordinierte, zuverlässige Sequenzen. Ob Sie mehrere Pumpen staffeln, Geräte mit verzögerten Starts schützen oder Sicherheitsverriegelungen implementieren, Zeitrelais bieten die Timing-Intelligenz, die Ihre Motorstarter benötigen.

Nächste Schritte:

• Überprüfen Sie Ihre Motorstarter-Steuerschaltpläne, um Timing-Möglichkeiten zu identifizieren
• Wählen Sie Zeitrelais aus, die zu Ihrer Steuerspannung und Ihren Kontaktanforderungen passen
• Befolgen Sie die obigen Verdrahtungsschritte für einen zuverlässigen, langfristigen Betrieb

Benötigen Sie technischen Support? Große Hersteller wie Eaton, ABB, Schneider Electric und Phoenix Contact bieten umfassende Zeitrelais-Produktlinien mit detaillierten Verdrahtungsdiagrammen und anwendungstechnischer Unterstützung an. Beachten Sie immer das spezifische Datenblatt für Ihr gewähltes Relaismodell, um die Klemmenbezeichnungen und -werte zu überprüfen.

Ihr Motorsteuerungssystem ist nur so zuverlässig wie sein schwächstes Glied – stellen Sie sicher, dass die Timing-Steuerung nicht Ihres ist.