Ratgeber
In Maschinen wird Kraft oftmals mithilfe drehender Motoren erzeugt. Um die Drehzahl einzustellen und gegebenenfalls zu beeinflussen, kommen sogenannte Drehzahlsteller zum Einsatz. Sie dienen dazu, Geräte zu steuern oder Anlagen zu überwachen, für deren Funktionalität eine exakte oder konstante Drehzahl bedeutsam ist. Was Drehzahlsteller sind und worauf es beim Kauf zu achten gilt, erfahren Sie in unserem Ratgeber.
Drehzahlsteller gehören ebenso wie Drehzahlregler in den Bereich der Antriebstechnik und kommen zum Einsatz, um die Drehzahl an rotierenden technischen Bauteilen einzustellen. Sie sind Teil regelbarer Antriebssysteme wie Motoren oder Getriebemotoren, die beispielsweise in Ventilatoren, Lüftern, Gebläsen oder Pumpen zu finden sind. Im täglichen Sprachgebrauch wird kaum zwischen Drehzahlstellern und Drehzahlreglern differenziert, technisch gesehen sind sie jedoch voneinander zu unterscheiden:
Drehzahlsteller geben eine Drehzahl vor, kontrollieren aber nicht, ob diese auch erreicht wird. Bei Drehzahlreglern hingegen tritt das Moment der Rückkopplung hinzu. Sie geben eine Drehzahl vor und sorgen zugleich dafür, dass sie erreicht und aufrechterhalten wird. Drehzahlregler, wie sie beispielsweise in Elektromotoren verbaut werden, sind häufig mit Sensoren ausgestattet, die die Drehzahl permanent erfassen. Weicht der Ist-Wert von dem vordefinierten Soll-Wert ab, tritt eine Drehzahlregelung ein, bei der beide Werte einander angeglichen werden. Auf diese Weise lässt sich eine konstante Drehzahl bei unterschiedlich starker Belastung sicherstellen. Das ist beispielsweise bei elektrischen Bohrmaschinen vorteilhaft, die eine gleich starke Leistung liefern sollen, wenn sich die Beschaffenheit der Wand ändert. Drehzahlregler sind mitunter auch in der Lage, die Drehzahl auf ein bestimmtes Steuersignal hin zu ändern. Ein Anwendungsbeispiel hierfür ist die Fernsteuerung von Modellautos.
Drehzahlsteller sind für verschiedene Arten von Motoren erhältlich. Für die Steuerung eines Wechselstrom- beziehungsweise AC-Motors (AC = Alternative Current) greifen Sie zu AC-Drehzahlstellern. DC-Drehzahlsteller sind hingegen für den Einsatz in Gleichstrom- beziehungsweise DC-Motoren (DC = Direct Current) geeignet. Beide Typen finden Sie in unserem Onlineshop.
Drehzahlsteller funktionieren nach unterschiedlichen Prinzipien. Sie können zum Beispiel mithilfe von Transformatoren, Frequenzumrichtern, Sensoren oder einer Eingangs-Steuerung innerhalb eines gewissen Volt-Bereichs betrieben werden. Elektronische Drehzahlsteller, die die Drehzahl in Wechselstrommotoren stufenlos regeln können, basieren oft auf der sogenannten Phasenanschnitt- oder Phasenabschnittregelung, bei der der Stromfluss durch einen Triac gesteuert wird. Bei diesem Prinzip geht weniger Leistung verloren, als es bei Schaltungen der Fall ist, deren Spannungen über einen Widerstand geregelt werden.
Drehzahlsteller, die auf diese Weise funktionieren, können alle Einphasen-Motoren stufenlos regulieren, die in Kleingeräten Verwendung finden, beispielsweise Induktions-, Spaltpol- und Universalmotoren. Sie sollten vorzugsweise als Leistungsregler Verwendung finden, also dort eingesetzt werden, wo mit der Drehzahl auch die Leistung gesteuert wird. Das ist etwa bei Lüftern beziehungsweise Ventilatoren der Fall, die bei kleinerer Drehzahl weniger Luftdurchsatz erzeugen: Bei geringerer Belüftung wird weniger Leistung aufgewendet, was letztlich Strom spart.
Ein Drehzahlsteller muss in erster Linie für den jeweiligen Verwendungszweck geeignet sein. Die Hersteller geben oftmals konkret an, mit welchen Gerätetypen ein Regler kompatibel ist. Hieran sollten Sie sich unbedingt orientieren.
Je nachdem, ob Sie einen Gleichstrommotor oder Wechselstrommotor steuern möchten, greifen Sie zu einem AC- oder DC-Drehzahlsteller. Dabei spielt der sogenannte Ankerstrom (angegeben in Ampere) eine wichtige Rolle. Er ist das Mass für das elektrische Drehmoment im Motor und steigt proportional zu dessen mechanischer Belastung an. Der Ankerstrom nimmt die Position der Hauptstellgrösse ein, da die Drehzahl in Abhängigkeit zu ihm steht.
Grundsätzlich gilt es auch auf die Strombelastbarkeit eines Drehzahlstellers zu achten, insbesondere dann, wenn er dauerhaft betrieben wird. Achten Sie darauf, dass der Wert den höchstzulässigen Dauerstrom angibt und sich nicht auf einen Strom bezieht, den der Drehzahlsteller nur einmalig oder für kurze Zeit tolerieren kann. Es ist empfehlenswert, einen gewissen „Puffer“ einzukalkulieren, also einen Drehzahlsteller zu wählen, der etwas belastbarer ist als nötig. Grund hierfür ist, dass sich die Betriebsbedingungen nicht immer sicher vorhersagen lassen.
Bauform und Montagemöglichkeiten (Aufputz oder Unterputz) sollten ebenfalls berücksichtigt werden. Es gibt Drehzahlsteller in Form von offenen oder halboffenen Modulen und solche, die komplett in Gehäusen verbaut sind, die meist aus Kunststoff bestehen und gelegentlich mit einem Schalter ausgestattet sind. Ist in dem Gehäuse empfindliche Elektronik (z. B. ein Trafo) verbaut, gilt es auf eine passende Schutzart zu achten. Hochwertige Ausführungen sind mit der Schutzart IP 54 ausgewiesen und halten Staub und Feuchtigkeit von der Elektronik fern.
Manche Drehzahlsteller verfügen zusätzlich über einen Anschluss für Zubehör oder einen Anschluss für weitere Verbraucher. Nützliches Zubehör kann beispielsweise eine Luftklappe oder eine Beleuchtungseinheit sein. Beim Anschluss mehrerer Verbraucher sollte eine gewisse Reservelast einkalkuliert werden.
Unser Praxistipp: Taktfrequenz beachten
Die Taktfrequenz (angegeben in Hz beziehungsweise kHz) kann ein wichtiges Kaufkriterium darstellen. Stark vereinfacht ausgedrückt, gibt sie die Arbeitsgeschwindigkeit eines Drehzahlstellers an. Eine hohe Taktfrequenz geht oft einher mit einem leise arbeitenden Motor. Fällt sie niedriger aus, kann ein Brummen wahrnehmbar sein. Wie hoch die Taktfrequenz eines Drehzahlstellers ausfallen sollte, hängt unter anderem vom Motor selbst ab.
FAQ – häufig gestellte Fragen zu Drehzahlstellern
Kann ein Dimmer für Niedervolt-Lampen einen Drehzahlsteller zur Regelung eines Wechselstrommotors ersetzen?
Nein. Dimmer für Niedervolt-Lampen mit induktiven Trafos sind zwar ähnlich aufgebaut wie Drehzahlsteller, haben jedoch eine höhere minimale Ausgangsspannung. Das ist darauf zurückzuführen, dass bei völliger Abdunklung immer noch eine gewisse Resthelligkeit vorhanden sein soll, damit nicht versehentlich der Eindruck entsteht, die Beleuchtung wäre ausgeschaltet. Bei Drehzahlstellern ist eine zu hohe minimale Ausgangsspannung nicht zweckdienlich, da sie verhindern würde, dass der Motor in den unteren Drehzahlbereich gelangt. Der Einsatz eines Dimmers könnte zu vorzeitigen Verschleisserscheinungen und im schlimmsten Fall zu einem Kurzschluss im Motor führen.
Sind stufenlos einstellbare Drehzahlsteller zu bevorzugen?
Nicht zwangsläufig. Stufenlos einstellbare Regler bieten zwar mehr Flexibilität, bei geringen Drehzahlen erzeugen sie jedoch ein Betriebsgeräusch, das der eine oder andere als störend empfinden kann. Bei Trafo-Reglern ist das nicht der Fall. Sie arbeiten besonders leise und können beispielsweise in Lüftungen eingesetzt werden, die sich in Schlafzimmern, Bibliotheken oder anderen Räumlichkeiten befinden, in denen Störgeräusche nicht erwünscht sind.