Anlaufstrom

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Der Anlaufstrom (auch Einschaltstrom genannt) ist der hohe Strom, der beim Einschalten eines elektrischen Geräts oder einer Maschine kurzfristig fließt. Dieser Strom kann deutlich höher sein als der Betriebsstrom des Geräts und stellt oft eine Herausforderung für die elektrische Infrastruktur und die Planung von Energieversorgungssystemen dar. Hier sind einige wichtige Aspekte des Anlaufstroms:

1. Grundlagen des Anlaufstroms

  • Definition: Der Anlaufstrom ist der maximale Strom, der beim ersten Einschalten eines Geräts fließt. Er tritt nur kurzzeitig auf, in der Regel für einige Millisekunden bis Sekunden.
  • Ursachen: Er wird hauptsächlich durch die Ladung von Kondensatoren, den Aufbau von Magnetfeldern in Induktivitäten oder den Anlauf von Motoren verursacht.

2. Beispiele und Ursachen

  • Elektromotoren: Bei Elektromotoren tritt ein hoher Anlaufstrom auf, weil der Rotor zunächst stillsteht und der Motor eine hohe Anlaufleistung benötigt, um ihn in Bewegung zu setzen. Dies kann das 5-7-fache des Nennstroms betragen.
  • Transformatoren: Beim Einschalten von Transformatoren entsteht ein hoher Anlaufstrom, weil die Magnetisierung des Eisenkerns plötzlich beginnt, was zu einem hohen Magnetisierungsstrom führt.
  • Glühlampen: Beim Einschalten von Glühlampen fließt ein hoher Anlaufstrom, weil der Widerstand des kalten Glühfadens viel geringer ist als im Betrieb.
  • Kondensatornetzteile: Geräte mit großen Kondensatoren in ihren Netzteilen (z.B. Computer, TV-Geräte) verursachen einen hohen Anlaufstrom, wenn diese Kondensatoren aufgeladen werden.

3. Probleme durch Anlaufstrom

  • Netzspannungseinbrüche: Hohe Anlaufströme können zu Spannungseinbrüchen im Stromnetz führen, was andere angeschlossene Geräte beeinflussen kann.
  • Sicherungsauslösungen: Sicherungen und Leitungsschutzschalter können durch den hohen Anlaufstrom ungewollt auslösen, obwohl kein Fehler im System vorliegt.
  • Belastung von Bauteilen: Die elektrische und thermische Belastung von Bauteilen kann erhöht werden, was die Lebensdauer der Geräte verkürzen kann.

4. Maßnahmen zur Begrenzung des Anlaufstroms

  • Sanftanlaufgeräte (Softstarter): Diese Geräte begrenzen den Anlaufstrom von Elektromotoren, indem sie die Spannung schrittweise erhöhen.
  • Anlaufstrombegrenzer: Diese Bauteile begrenzen den Stromstoß durch den Einsatz von NTC-Widerständen (negativer Temperaturkoeffizient) oder speziellen elektronischen Schaltungen.
  • Transformatoren mit Vorwiderstand: Beim Einschalten von Transformatoren kann ein Vorwiderstand verwendet werden, der nach dem Anlauf überbrückt wird.
  • Frequenzumrichter: Diese Geräte steuern den Anlauf von Motoren, indem sie die Frequenz und Spannung schrittweise erhöhen, was den Anlaufstrom reduziert.

5. Planung und Dimensionierung

  • Elektrische Infrastruktur: Die elektrische Infrastruktur, einschließlich der Leitungen, Sicherungen und Schalter, muss so dimensioniert sein, dass sie den Anlaufstrom sicher handhaben kann.
  • Schutzgeräte: Die Auswahl geeigneter Schutzgeräte, die den Anlaufstrom berücksichtigen, ist entscheidend, um unerwünschte Auslösungen zu vermeiden.
  • Energieversorgungssysteme: Bei der Planung von Energieversorgungssystemen, insbesondere in Industrieanlagen, muss der Anlaufstrom berücksichtigt werden, um Netzstabilität und Zuverlässigkeit zu gewährleisten.

Fazit

Der Anlaufstrom ist ein wichtiger Aspekt bei der Planung und Betrieb elektrischer Geräte und Anlagen. Durch geeignete Maßnahmen zur Begrenzung des Anlaufstroms und die richtige Dimensionierung der elektrischen Infrastruktur können Probleme vermieden und die Lebensdauer der Geräte verlängert werden. Moderne Technologien wie Softstarter und Frequenzumrichter bieten effektive Lösungen, um den Anlaufstrom zu kontrollieren und eine stabile Energieversorgung zu gewährleisten.