So verdrahten Sie ein Zeitrelais für einen Motorstarter

Ein Zeitrelais gehört in den Steuerstromkreis des Motorstarters, nicht in den Hauptstromkreis des Motors. Verwenden Sie für einen verzögerten Start eine Einschaltverzögerungsfunktion, sodass der zeitgesteuerte normalerweise offene Ausgang des Zeitgebers die Schützspule erst dann erregt, wenn der Befehl für die eingestellte Zeit anlag. Die normalerweise geschlossenen Stopp- und Überlastkontakte müssen weiterhin in der Lage sein, sowohl den Zeitpfad als auch den Schützspulenpfad von der Steuerspannung zu trennen.

Dieser Leitfaden zeigt die Steuerungslogik und die Inbetriebnahme-Reihenfolge. Er ist kein Ersatz für die Schaltpläne, die mit dem jeweiligen Zeitrelais, Schütz, Überlastrelais, der Maschine und dem Schaltschrank geliefert werden. Die Anschlussklemmenbezeichnungen variieren, und einige Zeitrelais starten mit der Versorgungsspannung, während andere einen separaten Steuereingang verwenden.

Für Definitionen von Zeitfunktionen und die weiterführende Themenübersicht beginnen Sie mit dem Leitfaden zum Funktionsprinzip und den Anwendungen von Zeitrelais.

Sicherheitsgrenze: Arbeiten an Motorsteuerungsgeräten sollten von qualifiziertem Personal gemäß dem Isolations- und Verifizierungsverfahren des Standorts durchgeführt werden. Schalten Sie alle Stromquellen spannungsfrei, wenden Sie bei Bedarf Lockout/Tagout an und verifizieren Sie die Spannungsfreiheit mit einem entsprechend ausgelegten Messgerät, bevor Sie Leiter berühren. Überbrücken Sie keinen Not-Aus-Schaltkreis, keine Schutztürverriegelung, keinen Überlastkontakt oder andere Schutzfunktionen, um das Zeitrelais in Betrieb zu nehmen.

Die zu definierende Schaltkreisgrenze

Ein Motorstarter enthält normalerweise zwei elektrisch unterschiedliche Pfade:

Weg	Was er führt	Typische Geräte im Pfad	Rolle des Zeitrelais
Motorstromkreis	Motorlaststrom	Trennschalt- und Schutzeinrichtungen, Hauptkontakte des Schützes, Überlaststrompfad, Motor	Keine; platzieren Sie hier keinen universellen Zeitrelais-Kontakt
Starter-Steuerstromkreis	Der Befehls- und Schützspulenstrom	Stopp-Einrichtung, Überlast-Hilfskontakt, Startbefehl, Hilfshaltekontakt, Zeitrelais, Schützspule	Verzögert den Befehl, der die Schützspule erregt

Der Ausgang des Zeitrelais ist daher ein Steuerkontakt. Er ersetzt nicht den Leistungsschalter, den Überlastschutz, den Abzweigstromkreisschutz, die Trennvorrichtung, Sicherheitsfunktionen oder das Maschinensteuerungssystem.

Wenn Sie noch die Versorgungs- und Anschlussklemmen des Zeitrelais identifizieren, verwenden Sie das Verdrahtungsanleitung für 8-polige, 11-polige und DIN-Schienen-Zeitrelais bevor Sie die unten stehende Motorstarter-Sequenz anwenden.

Dokumente und Bemessungswerte, die Sie vor der Verdrahtung benötigen

Beginnen Sie nicht mit einer Anschlussklemmennummer, die von einem anderen Relais kopiert wurde. Sammeln Sie die aktuellen Dokumente für die installierte Ausrüstung:

• den Anschlussplan und das Zeitdiagramm des Zeitrelais;
• den Steuerschaltplan des Schützes oder Starters;
• die Schützspulenspannung, gegebenenfalls die Frequenz sowie die Daten zum Spulenverbrauch oder Einschalt-/Haltestrom;
• die Nennleistung des Zeitrelais-Ausgangskontakts für die entsprechende Steuerlast;
• das Diagramm der Hilfskontakte des Überlastrelais und das Rücksetzverhalten;
• das Maschinen- oder Schaltschrank-Schaltbild, einschließlich Sicherheits- und Freigabestromkreise;
• die geltenden Installationsvorschriften sowie die Anweisungen des Montageherstellers zu Leitern, Schutz und Anzugsdrehmoment der Anschlussklemmen.

Verwenden Sie die untenstehende Checkliste, um zu entscheiden, ob die Komponenten direkt angeschlossen werden können.

Prüfen	Was übereinstimmen muss	Falls es nicht übereinstimmt
Zeitrelais-Versorgung	Verfügbare Steuerspannung und der angegebene Versorgungsbereich des Zeitrelais, einschließlich AC/DC und Frequenz	Verwenden Sie die korrekte Zeitrelais-Version oder eine fachgerecht ausgelegte Steuerspannungsversorgung
Startmethode des Zeitrelais	Das Verhalten beim Versorgungsstart oder über einen separaten Steuereingang muss dem beabsichtigten Befehl entsprechen	Wählen Sie die korrekte Funktion oder überarbeiten Sie die Steuerungslogik
Schützspule	Spulenspannung und -typ müssen auf den Steuerstromkreis abgestimmt sein	Tauschen Sie die Spule/das Schütz aus oder stellen Sie die korrekte Steuerspannung bereit
Ausgangsbelastung des Zeitrelais	Der Ausgangskontakt muss für die Schaltlast der Schützspule geeignet sein, nicht nur für einen angegebenen ohmschen Strom	Verwenden Sie einen geeigneten Ausgang oder ein Koppelrelais/Schütz-Interface
Kontaktanordnung	Der erforderliche zeitverzögerte normalerweise offene Kontakt muss verfügbar sein	Wählen Sie die korrekte Ausgangskonfiguration
Rücksetzverhalten	Zeitrelais und Starter müssen nach Stopp, Überlastauslösung oder Spannungsunterbrechung in den vorgesehenen Zustand zurückkehren	Ändern Sie die Funktion oder den Schaltkreis vor der Inbetriebnahme

Eine Schützspule ist eine induktive Steuerlast. Eine hohe Angabe zur ohmschen Last auf der Vorderseite des Zeitrelais reicht allein nicht aus, um die Eignung nachzuweisen. Verwenden Sie die Nennwerte für Steuerlasten oder die Gebrauchskategorie aus der Modelldokumentation, sofern vorhanden. Der separate Leitfaden zu Zeitrelaiskontakten bei induktiven Lasten erklärt, warum diese Unterscheidung wichtig ist.

Wenn die verfügbare Steuerspannungsversorgung noch nicht festgelegt wurde, verwenden Sie den Leitfaden zur Spannungsauswahl für Zeitrelais für 12 V, 24 V, 120 V und 230 V bevor Sie eine Zeitrelais-Version auswählen.

Wählen Sie die erforderliche Betriebssequenz

Schreiben Sie die Sequenz in Zuständen auf, bevor Sie Leiter zeichnen. Für einen einfachen verzögerten Start ist die beabsichtigte Sequenz:

1. Leerlauf: die Schützspule ist stromlos und der Motor ist gestoppt.
2. Startbefehl: das Zeitrelais erhält seine Startbedingung, aber das Schütz bleibt stromlos.
3. Zeitplanung: der Befehl bleibt für die gesamte Verzögerungszeit gültig.
4. Zeitgesteuerter Betrieb: Der zeitgesteuerte normalerweise offene Ausgang des Zeitrelais schließt und erregt die Schützspule.
5. Stopp oder Auslösung: Das Öffnen des Stopp-Pfads oder des Überlast-Hilfskontakts entregt das Schütz und setzt das Zeitrelais gemäß seiner Funktion zurück.

Dies ist ein Einschaltverzögerungs- Aufgabe. Ersetzen Sie einen Ausschaltverzögerungsmodus nicht nur deshalb, weil die gewünschte Aktion eine Zeiteinstellung erfordert. Überprüfen Sie die Zeitdiagramme für Einschaltverzögerung gegenüber Ausschaltverzögerung falls die Rücksetz- und Ausgangszustände nicht eindeutig sind.

Entscheidung zwischen Dreileitersteuerung und Dauerbefehlssteuerung

Die Dreileitersteuerung verwendet normalerweise ein tastendes Startgerät, einen normalerweise geschlossenen Stopp-Pfad und einen Hilfskontakt, der den Befehl aufrechterhält, nachdem der Start-Taster losgelassen wurde. Ein Dauerbefehlskreis hält stattdessen ein Laufsignal über einen rastenden Schalter, Druckschalter, Steuerungsausgang oder ein anderes Steuergerät aufrecht.

Diese Befehlstypen sind nicht austauschbar. Bestimmen Sie insbesondere, was die Maschine tun muss, nachdem die Steuerspannung zurückkehrt. Ein automatischer Neustart kann für Anlagen, die für Personen zugänglich sind, unzulässig sein. Behalten Sie die ursprüngliche Neustartsperre, die Sicherheitsfunktionen und das Risikokontrollkonzept der Maschine bei.

Konzeptioneller Drei-Draht-Einschaltverzögerungskreis

Das Folgende ist ein funktionales Leiterdiagramm-Konzept, keine Konstruktionszeichnung. KT ist das Zeitrelais und K1 ist das Motorschütz. Die genauen Symbole, Anschlussklemmennummern, Steuerspannung, Absicherung, Neutralleiter-/Rückleiteranordnung und Sicherheitsvorrichtungen ergeben sich aus dem genehmigten Projektschaltplan.

STEUERSPANNUNG                                             RÜCKLEITER

Sprosse 1:  ──[ STOP NC ]──[ OL NC ]──┬──[ START NO ]──┬──( KT Zeitrelais )──
                                    │                │
                                    └──[ K1 AUX NO ]─┘

Sprosse 2:  ──[ STOP NC ]──[ OL NC ]────[ KT TIMED NO ]──( K1 Spule )──

Der Ablauf ist:

• Das Drücken von Start erregt KT, was die Einschaltverzögerungszeit beginnt.
• Wenn die Verzögerung abgelaufen ist, KT TIMED NO schließt und erregt die K1 Schützspule.
• Die K1 AUX NO Kontakt hält dann den Timer-Befehl aufrecht, nachdem das tastende Startgerät losgelassen wurde.
• Das Drücken von Stop oder das Auslösen der Überlast öffnet die vorgeschaltete Sicherheitskette, wodurch der Befehl von beiden Strompfaden entfernt wird, sodass K1 abfällt und KT gemäß seiner dokumentierten Funktion zurückgesetzt wird.

Diese Anordnung ist nur ein gültiges Funktionsmuster. Ein Zeitrelais mit separater Versorgung und Steuereingang erfordert möglicherweise eine kontinuierliche Spannungsversorgung an seinen Anschlussklemmen sowie ein separates Startsignal. Ein SPS-gesteuerter Starter kann den Ausgang des Zeitrelais als Eingang verwenden, anstatt die Schützspule direkt zu schalten. Befolgen Sie das exakte Zeitdiagramm des Zeitrelais und den genehmigten Schaltplan der Maschine.

Schritt-für-Schritt-Verdrahtungsverfahren

1. Stromkreis trennen und Spannungsfreiheit feststellen

Identifizieren Sie jede Stromquelle, die das Schaltfeld unter Spannung setzen kann, einschließlich separater Steuerstromversorgungen und extern gespeister Steuersignale. Trennen Sie diese gemäß dem Verfahren vor Ort und verifizieren Sie den spannungsfreien Zustand. Brechen Sie ab, wenn die Anlage nicht sicher gemacht werden kann oder der Stromkreis nicht eindeutig identifiziert werden kann.

2. Bestehende Leistungs- und Steuerpfade markieren

Verfolgen Sie die Hauptkontakte des Schützes und die Motorleiter getrennt vom Stromkreis der Schützspule. Bestätigen Sie, dass der vorgesehene Kontakt des Zeitrelais nur im Steuerstromkreis wirkt. Wenn die vorhandene Zeichnung und die physische Verdrahtung nicht übereinstimmen, klären Sie die Diskrepanz, bevor Sie den Stromkreis ändern.

3. Bestätigen Sie die Zeitgeberfunktion und die Startmethode

Wählen Sie anhand des Zeitdiagramms des Zeitrelais den Einschaltverzögerungsbetrieb aus und identifizieren Sie:

• Versorgungsanschlüsse;
• jegliche separaten Steuer- oder Triggereingänge;
• die zeitgesteuerten Ausgangskontakte COM, normalerweise offen und normalerweise geschlossen;
• den Zustand jedes Ausgangs vor, während und nach dem Zeitablauf;
• das Rücksetzverhalten, wenn das Startsignal oder die Versorgung unterbrochen wird.

Bezeichnungen wie A1/A2 und Umschaltnummern wie 15/16/18 sind gängige Konventionen, keine universellen Anweisungen. Schließen Sie nur gemäß dem exakten Schaltplan des Modells an.

4. Überprüfen Sie das direkte Schalten der Spule oder spezifizieren Sie eine Schnittstelle

Vergleichen Sie die Spulenlast des Schützes mit der Ausgangsnennleistung des Zeitrelais. Wenn die Dokumentation des Zeitrelais nicht bestätigt, dass der Ausgang diese Spule unter der tatsächlichen Steuerspannung und Last schalten kann, verwenden Sie ein entsprechend ausgewähltes Koppelrelais oder eine andere zugelassene Schnittstelle. Schließen Sie nicht allein aus einer Nennleistung für ohmsche Lasten auf die Eignung.

5. Verdrahten Sie zuerst die Stopp- und Überlastkette

Halten Sie die normalerweise geschlossene Stopp-Funktion und den normalerweise geschlossenen Auslösekontakt des Überlastrelais im Steuerstromkreis vor den Abzweigen für Zeitrelais und Schützspule. Bestehende Not-Halt- und sicherheitsrelevante Geräte müssen in ihrem projektierten Sicherheitskreis verbleiben; dieser Artikel dient nicht der Neukonzeption dieses Schaltkreises.

Überprüfen Sie vor dem Fortfahren die Durchgängigkeit oder Zustandsanzeige gemäß der Testmethode des Projekts:

• der Stopp-Pfad ist im Normalzustand geschlossen und öffnet bei Betätigung;
• der Überlast-Hilfskontakt ist im zurückgesetzten Zustand geschlossen und öffnet, wenn die Überlast auslöst;
• keine der beiden Funktionen wird durch den Zeitrelaisanschluss überbrückt.

6. Verdrahtung der Zeitrelais-Versorgung oder des Auslösepfads

Schließen Sie das Zeitrelais genau gemäß seinem Schaltplan an:

• Für eine versorgungsgesteuertes Zeitrelais, der Steuerbefehl legt die Versorgungsspannung des Zeitrelais an und nimmt sie weg.
• Für eine separat angesteuertes Zeitrelais, dessen Spannungsversorgung kann anliegen, während ein dedizierter Steuereingang den Zeitablauf startet oder zurücksetzt.

Behalten Sie die erforderliche Polarität für DC-Geräte und die spezifizierte Leitungs-/Rückleiteranordnung für AC-Geräte bei. Stoppen Sie, wenn das Zeitdiagramm der Timer-Funktion nicht das beabsichtigte Verhalten zeigt.

7. Verdrahten Sie den zeitgesteuerten Ausgang mit dem Schützspulenpfad

Platzieren Sie den zeitgesteuerten normalerweise offenen Ausgang des Timers in den Pfad, der K1, oder führen Sie ihn zum Eingang der zugelassenen Steuerung/Schnittstelle. Die andere Seite der Schützspule wird gemäß dem Projektschaltplan über den Steuerstromkreis zurückgeführt.

Entfernen Sie den Überlastkontakt nicht aus dem Auslösepfad. Verwenden Sie den Timer-Kontakt nicht als Hauptschaltgerät des Motors.

8. Vervollständigen Sie die Haltelogik, wo erforderlich

Verbinden Sie bei einer Dreileitersteuerung den korrekten normalerweise offenen Hilfskontakt des Schützes so, dass er den Timer-Befehl aufrechterhält, nachdem das Schütz angezogen hat. Überprüfen Sie, ob der Stopp- und Überlastbetrieb den aufrechterhaltenen Befehl weiterhin unterbricht.

Fügen Sie bei einem System mit Dauerbefehl keinen Selbsthaltezweig hinzu, es sei denn, die zugelassene Steuerungsphilosophie erfordert dies. Das externe Dauersignal stellt möglicherweise bereits die Haltebedingung bereit.

9. Vor dem Wiedereinschalten prüfen

Überprüfen Sie die ausgeführten Arbeiten anhand des genehmigten Schaltplans und der physischen Anschlussklemmen-Beschriftungen:

• korrekte Leiterziele und Kennzeichnung;
• keine losen Litzen, unbeabsichtigte Brücken oder freiliegendes Kupfer;
• Polarität und Steuerspannung korrekt;
• Schutz- und Überlastfunktionen beibehalten;
• Zeitmodus und Bereich auf einen konservativen Anfangswert eingestellt, der für den Prozess geeignet ist;
• Anschlussklemmen gemäß den Anweisungen des Geräteherstellers festgezogen;
• Abdeckungen, Trennwände und Kabelkanäle wiederhergestellt.

Wenn eine Verbindung von einer angenommenen Anschlussklemmennummer abhängt, halten Sie an und beschaffen Sie das korrekte Dokument.

Inbetriebnahme der verzögerten Startsequenz

Erste Funktionsprüfungen sollten im sichersten, laut Maschinenverfahren zulässigen Testzustand durchgeführt werden – zum Beispiel bei isoliertem angetriebenem Prozess oder wenn dieser anderweitig an der Bewegung gehindert wird, sofern der genehmigte Inbetriebnahmeplan dies zulässt. Improvisieren Sie keinen Test mit abgeklemmtem Motor, wenn dadurch die im elektrischen System integrierte Überwachung oder Schutzfunktion außer Kraft gesetzt würde.

Testzustand	Erwarteter Zustand des Zeitrelais	Erwarteter Zustand von Schütz/Motor	Stoppbedingung
Steuerspannung angelegt, kein Startbefehl	Reset; zeitgesteuerter Ausgang in seinem Normalzustand	Schütz stromlos; Motor gestoppt	Schütz zieht unerwartet an
Startbefehl erteilt	Zeitangabe folgt der Modellübersicht	Schütz bleibt während der eingestellten Verzögerung stromlos	Schütz zieht sofort an, wenn eine Verzögerung erforderlich ist
Verzögerung abgeschlossen	Zeitgesteuerter normalerweise offener Ausgang ändert den Zustand	Das Schütz zieht an und der Motor startet, wenn alle Freigabebedingungen erfüllt sind	Rattern, anormale Geräusche, instabile Spannung oder unerwarteter Ablauf
Startgerät in Dreileitersteuerung freigegeben	Zeitrelaisbefehl bleibt über den vorgesehenen Hilfspfad anstehend	Schütz bleibt angezogen	Stromkreis fällt ab, wenn er eigentlich halten sollte, oder lässt sich nicht abschalten
Stopp betätigt	Zeitrelais setzt zurück oder ändert den Zustand wie dokumentiert	Schütz fällt ohne beabsichtigte Verzögerung ab	Schütz bleibt angezogen
Überlastprüfung/-auslösung gemäß dem zugelassenen Verfahren durchgeführt	Zeitgeberbefehl wird wie vorgesehen entfernt oder gesperrt	Schütz fällt ab und ein Neustart wird bis zum erforderlichen Reset verhindert	Zeitgeberverdrahtung umgeht den Überlastauslösepfad
Steuerspannung unterbrochen und wiederhergestellt	Kehrt in den dokumentierten sicheren Reset-/Neustartzustand zurück	Kein unerwarteter Neustart	Motor startet ohne den erforderlichen neuen Befehl

Messen Sie die tatsächliche Verzögerung vom definierten Startereignis bis zum Anziehen des Schützes und vergleichen Sie diese mit den Prozessanforderungen und der vom Hersteller angegebenen Zeitrelais-Toleranz. Wenn die gemessene Sequenz vom Zeitdiagramm abweicht, trennen Sie das System vom Netz, bevor Sie Anschlüsse oder Einstellungen ändern. Das separate Prüfverfahren für Zeitrelais auf dem Prüfstand kann dabei helfen festzustellen, ob das Zeitrelais selbst außerhalb der installierten Steuerungslogik korrekt arbeitet.

Wenn der Schaltkreis nicht wie vorgesehen funktioniert

Symptom	Zuerst prüfen	Was das Ergebnis bedeuten kann	Nächste Maßnahme
Zeitrelais startet nie	Spannung oder Triggerzustand am Zeitrelais, gemessen gemäß dem exakten Schaltplan	Unterbrochener Stopp-/Überlastpfad, falsche Spannungsversorgung, falsche Triggerlogik oder Verdrahtungsfehler	Befehlspfad isolieren und verfolgen
Zeitrelais zeigt Zeitablauf an, aber das Schütz zieht nicht an	Zeitgesteuerter Ausgangszustand und Spannung an der Schützspule	Falscher Ausgangskontakt, ungeeignete Schnittstelle, unterbrochener Spulenpfad oder Spulenfehlanpassung	Beide Geräteschaltpläne vergleichen; Ausgang und Spule separat gemäß einem zugelassenen Verfahren prüfen
Schütz zieht sofort an	Gewählter Zeitmodus und Verwendung von unverzögertem gegenüber verzögertem Kontakt	Falsche Funktion oder falscher Ausgangskontakt	Freischalten, Funktion/Kontakt korrigieren und wieder in Betrieb nehmen
Schütz fällt ab, wenn Start losgelassen wird	Zustand des Haltekontakts und Selbsthaltestromkreis	Fehlender, fehlerhafter oder nicht verfügbarer Hilfshaltekontakt	Dreileiter-Haltelogik korrigieren oder den zugelassenen Dauerbefehl verwenden
Stop hebt den Laufbefehl nicht auf	Position des Stop-Kontakts relativ zu den Zweigen von Zeitrelais und Spule	Unsichere Überbrückung oder unbeabsichtigte alternative Einspeisung	Sofort isolieren und den Stopp-Pfad vor weiteren Tests wiederherstellen
Schütz flattert oder Zeitrelais setzt zurück	Steuerspannung am Zeitrelais und an der Spule während des Anzugs	Spannungsabfall, lose Verbindung, falsche Spule, Problem mit der Ausgangslast oder instabiler Befehl	Test abbrechen; Versorgungs-/Schnittstellenproblem beheben, bevor der Vorgang wiederholt wird
Motor startet nach Wiederkehr der Spannungsversorgung neu	Befehlsart, Speicher-/Rücksetzverhalten des Zeitrelais und Haltelogik	Dauersignal oder ungeeignetes Wiederanlaufdesign	Überarbeiten Sie die genehmigte Steuerungsphilosophie; verlassen Sie sich zur Wiederanlaufsperre nicht allein auf eine Zeitverzögerung.

Wo dieser Leitfaden endet

Dieses Verfahren behandelt ein Schütz, das von einem Zeitrelais für eine verzögerte Einschaltsequenz gesteuert wird. Es umfasst nicht die Auslegung von Systemen für Umkehrbetrieb, Gegenstrombremsung, Tippbetrieb, Mehrstufenbetrieb, sicherheitsgerichtete Steuerungen, Sanftstarter, Frequenzumrichter oder Stern-Dreieck-Schaltungen. Ein Stern-Dreieck-Starter erfordert koordinierte Netz-, Stern- und Dreieckschütze sowie eine elektrische/mechanische Verriegelung und Übergangslogik; verwenden Sie dazu den speziellen Leitfaden für die Verdrahtung und Auswahl von Stern-Dreieck-Startern für diese separate Aufgabe.

Vergleichen Sie zur Produktbewertung nach Festlegung der Steuerungssequenz und der Bemessungswerte die verfügbaren Sortiment an DIN-Schienen-Zeitrelais nach Versorgungsspannung, Zeitfunktion, Zeitbereich, Ausgangskonfiguration und dokumentierter Schaltleistung.

Quellen und technische Referenzen

• ABB, Katalog für elektronische Relais und Steuerungen — Zeitrelais: Funktionsdiagramme, Anschlusspläne und Anwendungsschaltungen für elektronische Zeitrelais.
• Rockwell Automation, Bulletin 700-HR Steckbare Zeitrelais: modellspezifische Zeitdiagramme und Schaltpläne.
• Schneider Electric, Motorsteuerungslösungen für den nordamerikanischen Markt: Aufbau von Motorstartern, Steuerstromkreise und Kontext der Verdrahtungsunterlagen.
• Schneider Electric, Wie betreibe ich einen Stern-Dreieck-Starter mit 2-Draht-Steuerung?: Erläuterung des Verhaltens von 2-Draht- und 3-Draht-Befehlsgeräten sowie Überlegungen zum Wiederanlauf.