IEC vs. NEMA Relais - Gemeinsamkeiten & Unterschiede

Abbildung 1: Schrittmotor-Treibermodul mit NEMA 17 Motor

Die Wahl zwischen IEC- oder NEMA-Standards für Relais und Schütze ist entscheidend, um optimale Leistung und Zuverlässigkeit in industriellen Automatisierungs- und Steuerungssystemen zu gewährleisten. Dieser Artikel untersucht die wichtigsten Unterschiede zwischen diesen beiden Klassifizierungssystemen und hebt ihre jeweiligen Vorteile und Anwendungen hervor. Das Verständnis dieser Unterschiede wird bei der Auswahl der am besten geeigneten Komponenten für spezifische Betriebsbedingungen und Systemanforderungen helfen.

Inhaltsverzeichnis

• Der Hintergrund von NEMA und IEC
• Was ist ein IEC-Produkt
• Was ist ein NEMA-Produkt
• Gemeinsamkeiten zwischen IEC- und NEMA-Produkten
• IEC vs. NEMA: Wichtige Unterschiede
• Fazit
• Ressourcen

Der Hintergrund von NEMA und IEC

NEMA-Bewertungen waren historisch der Industriestandard in Nordamerika. Diese Bewertungen umfassen Elektromotoren, Gehäuse und Motorsteuerungen und stellen sicher, dass elektrische Komponenten und Gehäuse strengen Sicherheitsstandards entsprechen. IEC-Standards, die ursprünglich spezifischer für asiatische und europäische Märkte waren, haben jedoch weltweit, einschließlich Nordamerika, eine breitere Akzeptanz gefunden. Mit fortschreitender Globalisierung richten sich Elektroingenieure und -designer zunehmend nach IEC-Standards.

Was ist ein IEC-Produkt

Die Internationale Elektrotechnische Kommission (IEC) ist eine globale Organisation, die Standards für elektrische, elektronische und verwandte Technologien entwickelt. IEC-zertifizierte Komponenten sind kompakt, wirtschaftlich und von Natur aus sicher für Benutzer.

Vorteile von IEC-zertifizierten Geräten

• Kostengünstig: Im Allgemeinen sind IEC-Geräte so konzipiert, dass sie wirtschaftlich sind, was bei großflächigen Implementierungen von Vorteil sein kann.
• Kompakte Bauform: IEC-Geräte haben oft einen kleineren Platzbedarf, was sie für Anwendungen geeignet macht, bei denen der Platz begrenzt ist.
• Schnelle Reaktion auf Überlastungen: IEC-Standards legen Wert auf schnelle Reaktionszeiten bei Überlastungen, was die Sicherheit und Zuverlässigkeit erhöht.
• Von Natur aus berührungssicher: IEC-Standards stellen sicher, dass Geräte so konzipiert sind, dass sie für Benutzer sicher sind und das Risiko eines elektrischen Schlags minimieren.

Was ist ein NEMA-Produkt

Die National Electrical Manufacturers Association (NEMA) ist der größte Handelsverband für Hersteller von elektrischen Geräten in den Vereinigten Staaten. NEMA standardisierte Baugrößen, um sicherzustellen, dass Teile verschiedener Hersteller austauschbar sind, und entwickelte Komponenten mit zusätzlichen Sicherheitsfaktoren. NEMA-Standards decken Komponenten für Stromerzeugung, -verteilung, -steuerung, -übertragung und Endverbrauch ab, was sie vielseitig und für ein breites Spektrum von Anwendungen sehr geeignet macht.

Vorteile von NEMA-zertifizierten Geräten

Ähnlichkeiten zwischen IEC- und NEMA-Produkten

Sowohl NEMA- als auch IEC-zertifizierte Geräte haben überlappende Vorteile und können so konzipiert werden, dass sie verschiedene Anforderungen erfüllen, einschließlich Kompaktheit, Sicherheit und Vielseitigkeit. Die Wahl zwischen den beiden Standards hängt oft von spezifischen Anwendungsanforderungen, regionalen Präferenzen und Branchenpraktiken ab. Zum Beispiel können NEMA-Relais kompakt sein (z.B. NEMA Baugröße 00 Motorstarter) und NEMA Typ 4X Gehäuse sind so konzipiert, dass sie berührungssicher sind.

Hier sind einige wichtige Ähnlichkeiten zwischen beiden Standards:

1. Sicherheit und Leistung: Sowohl IEC- als auch NEMA-Standards zielen darauf ab, sicherzustellen, dass elektrische Produkte unter festgelegten Bedingungen sicher funktionieren und zuverlässig arbeiten.
2. Produkttests: Produkte, die entweder IEC- oder NEMA-Standards entsprechen, durchlaufen strenge Tests, um ihre Übereinstimmung mit Sicherheits-, Leistungs- und Haltbarkeitsanforderungen zu überprüfen.
3. Klassifizierungssysteme: Beide Standards bieten Klassifizierungssysteme für elektrische Gehäuse, die den Schutzgrad gegen Umweltfaktoren wie Stäube, Wasser und andere Verunreinigungen spezifizieren.
4. Austauschbarkeit: Viele Produkte, die nach IEC-Standards entwickelt wurden, können mit denen, die NEMA-Standards erfüllen, kompatibel sein und umgekehrt, was eine einfachere Integration und Ersetzung in verschiedenen Anwendungen ermöglicht. Allerdings können spezifische Abmessungen und Toleranzen variieren.
5. Qualitätssicherung: Die Einhaltung eines der beiden Standards zeigt ein Engagement für Qualität, da sowohl IEC als auch NEMA von Herstellern die Einhaltung strenger Qualitätskontrollprozesse verlangen.

IEC vs NEMA: Wesentliche Unterschiede

IEC- und NEMA-Standards haben mehrere wesentliche Unterschiede, die ihre Ansätze und Anwendungen beeinflussen:

• Unterschiedliche Philosophien: NEMA betont robuste Bauformen für eine breitere Anwendbarkeit, geregelt durch den NEMA Industrial Control Standard (ICS-2). IEC konzentriert sich auf Leistung und Anwendung und erfordert ein ausgeklügeltes Verständnis von Arbeitszyklen, Motorlasten und Volllaststrombedingungen.
• Merkmale und Vorteile: NEMA-Produkte sind bekannt für einfache Auswahl, Wartungsfreundlichkeit und Reservekapazität. Sie sind robust, vielseitig und werden oft in Bauprojekten eingesetzt. IEC-Produkte sind so konzipiert, dass sie leicht angepasst und zusammengesetzt werden können, was die Installation schnell und unkompliziert macht. Sie sind kompakt und kostengünstig, was sie ideal für OEM-Designer macht. Für Geräte unter 100A oder 50PS sind NEMA-zertifizierte Motorstarter und Schütze größer und kostspieliger. IEC bietet mehr Optionen für spezifische Strom- oder Leistungsbemessungen, was eine sorgfältigere Auswahl als bei NEMA-Komponenten erfordert.
• Schulung und Marktsituation: Einer der größten Unterschiede zwischen IEC- und NEMA-Produkten ist der erforderliche Schulungsaufwand. IEC-Produkte sind anwendungsspezifischer und erfordern ein höheres Maß an Wissen für die Auswahl. Im Laufe der Jahre sind viele Unternehmen von NEMA-Schützen und -Startern zu IEC-Produkten übergegangen, insbesondere in kommerziellen und leichten Industrien. Prozessindustrien haben jedoch weitgehend an NEMA-Geräten festgehalten.
• Betriebsfaktor: NEMA-Schütze können einen Betriebsfaktor von bis zu 25% haben (die Fähigkeit des Relais oder Schützes, gelegentliche Überlastungen über seine Nennkapazität hinaus zu bewältigen), während IEC sich auf Platz- und Kosteneffizienz konzentriert, indem Komponenten auf ihre exakte Bemessungsleistung getestet werden und Verwendungskategorien zur Bewertung von Geräten basierend auf ihrem beabsichtigten Einsatz verwendet werden.
• Konstruktion: NEMA-Standards behandeln die Konstruktion von elektrischen Elementen, einschließlich Korrosionsschutz, während IEC mehr zu IP-Schutzarten neigt.

Tabelle 1 bietet eine vergleichende Analyse der IEC- und NEMA-Normen.

Tabelle 1: IEC vs. NEMA-Normen

Fazit

Sowohl IEC- als auch NEMA-Klassifizierungssysteme haben ihre Stärken. IEC ist kompakter und kostengünstiger, wenn die Betriebsbedingungen genau definiert sind. NEMA-Geräte sind vorzuziehen, wenn Betriebsbedingungen wie die Last nicht genau definiert sind. IEC-Relais bieten Einphasenerkennung und schnellere Überlastreaktion, während NEMA-Geräte Kurzschlüsse effektiver handhaben. NEMA-Relais und -Schütze erfordern aufgrund ihrer offenen Bauform Schutzabdeckungen, während IEC-Schütze von Natur aus berührungssicher sind. IEC-Geräte bieten auch mehr Möglichkeiten zur Integration von Komponenten in ein verteiltes Steuerungssystem unter Verwendung offener Feldbus-Standards, was in modernen Anlagensteuerungssystemen wichtig ist.