MAGNEETKOPPEN/SPOELEN & ACCESSOIRES
11
fundamentele principes voor identificatie / codering van de spoelen BEREKENINGEN Voor direct werkende magneetafsluiters kan de elektromagnetische aantrekkingskracht berekend worden met de volgende vergelijking: Fs = p . A (N) Fs = elektromagnetische trekkracht (N) p = druk (Pa) (105 Pa = 1 bar) A = doorlaatoppervlakte (m2) Voorbeeld Een standaard magneetkop zal een trekkracht hebben van ongeveer 15N. Om deze magneetkop te gebruiken bij een drukverschil van 1 MPa (10 bar), dient de maximale doorlaatdiameter te worden berekend. Fs = p . A ➞ 15 = 106 . A A = 1,5 . 10-5 m2 A = 1/4.π.d2 ➞ d = 4,4 mm Voor lage druk toepassingen zoals gasbranders, doseersystemen of vacuümtoepassingen tot 0,1 MPa zal de doorlaat diameter gelijk zijn aan 19,5 mm. Voor indirect werkende magneetafsluiters (membraan of zuiger niet gekoppeld) stuurt een kleine poort (de stuurpoort) de druk naar het membraan of de zuiger. De grote hoofdpoorten kunnen open- of dichtgaan bij een gemiddelde druk tot 15 MPa. SPOELEN De spoelen die gebruikt worden in de ASCO/JOUCOMATIC magneetafsluiters, zijn ontworpen en getest om onder permanente spanning te werken. Ze zijn altijd conform de thermische duurzaamheidsnormen IEC 216. Max. Max. Max. toelaatbare toelaatbare omgevingswerk. temp. temp. stijging temperatuur Joucomatic ** °C °C * °C Asco (1) E E 120 80 40 Isolatieklasse
FT -
F
155 155
80 95
75 60
FB FF
-
155 155
105 130
50 25
HT HB
-
180 180
80 105
100 75
HC HF
H -
180 180
120 130
60 50
HP
-
180
155
25
De constructie van de meeste spoelen is conform UL normen en andere wereldwijd erkende normen. De standaard spoelen zijn beschikbaar in isolatieklassen E, F en H. De isolatieklasse bepaalt de maximale werkingstemperatuur van de spoel voor een vastgestelde levensduur (standaard levensduur ASCO: 30.000 uur). De temperatuurstijging van de spoelen onder spanning hangt af van hun grootte en het vermogensverbruik. Op die manier kan de maximale nominale druk van een magneetafsluiter worden bepaald. Zie Fig. 1 voor de verhouding tussen de toelaatbare omgevingstemperatuur en de temperatuurstijging veroorzaakt door het vermogensverbruik (bij permanent onder spanning zetten). Fig. 2 op de volgende pagina toont de relatie tussen de omgevingstemperatuur (inclusief temperatuur van het medium) en de toelaatbare maximum temperatuur voor de verschillende spoelklassen die continu onder spanning staan. Gebruik dit diagram om de passende ASCO-spoel te selecteren.
Beslissende factoren: a) Temperatuur (eigen aan de opwarming van de spoel) b) Vermogensaanpassingen c) Temperatuur van de omgeving en/of van het medium d) Grotere temperatuurstijging veroorzaakt door een groter elektrisch vermogen (dat noodzakelijk is voor de werking van bepaalde magneetafsluiters) ASCO/JOUCOMATIC biedt acht spoelgrootten aan, die onderling verschillen door hun afmetingen en hun elektrisch vermogen: CM5, CM6, CMXX, CM12, CM22, CM25, CM30, CM40, JMX, AMX en BMX. Voor meer details over de spoelen en hun catalogusnummers zie: ASCO spoelen : pagina's 2 & 4 JOUCOMATIC spoelen : pagina's 3 & 5
Fig. 1 *
Spoeltemperatuur als gevolg van het onder spanning zetten ** Inclusief de invloed van de temperatuur van het medium binnen de in de catalogus vastgestelde limieten. (1) JMX, AMX en BMX spoelen inbegrepen
11 Alle catalogusbladen zijn beschikbaar op: www.ascojoucomatic.nl V1105-NL-R5a
MAGNEETKOPPEN/SPOELEN & ACCESSOIRES 11 VERVANGING VAN SPOELEN
SPOELEN MET OPTIES
Bedrijfsspanningen
ASCO gebruikt zes magneetkopgrootten, die aansluiten bij het merendeel van het magneetafsluiters. Ze hebben respectievelijk als referentie CM5, CM22, CM6, CMXX, CM12 en M25.
A. Standaard spanningen De standaard spanningen (V) zijn: AC: 24/50, 115/50, 230/50 (frequentie 50Hz) DC: 24/DC AC: 24/60, 120/60 en 240/60 (alleen voor EF Red Hat II magneetkoppen).
De ASCO-spoelen zijn beschikbaar voor de frequentste industriële spanningen (zie vorige paragraaf). Andere spanningen en frequenties, zijn op aanvraag verkrijgbaar bij ASCO/JOUCOMATIC
E = Klasse E, normaal vermogen, normale omgevingstemperatuur FT = Klasse F, normaal vermogen, hogere omgevingstemperatuur FB = Klasse F, matig vermogen, matige omgevingstemperatuur FF = Klasse F, sterk vermogen, normale omgevingstemperatuur HT = Klasse H, normaal vermogen, heel hoge omgevingstemperatuur HB = Klasse H, matig vermogen, matige omgevingstemperatuur HF = Klasse H, sterk vermogen, matige omgevingstemperatuur HP = Klasse H, heel sterk vermogen, normale omgevingstemperatuur (zie tabel fig. 1) Voor de in de catalogus genoemde ASCO magneetafsluiters worden spoelen gebruikt die overeenkomen met de aangeduide normale omgevingstemperatuur en krachtig genoeg zijn voor de beoogde werkdruk. De spoelen van de standaard magneetafsluiters zijn vervangbaar door spoelen met een hogere temperatuur- of vermogensklasse. Als de temperatuurklasse van de spoel verhoogd dient te worden om te voldoen aan hogere omgevingsparameters dan normaal, kan van klasse E naar klasse FT of HT worden overgegaan, van FB naar HB of nog van FF naar HF (zie Fig. 2). De spoel behoudt dezelfde grootte en kan dus worden verwisseld. De omgevingstemperatuur wordt aangeduid op de tabel van de vorige pagina (Fig. 1) en op de respectievelijke catalogusbladen.
Alle ASCO-magneetafsluiters zijn ontworpen en getest om 15% onder de nominale spanning te werken. Voor een korte periode kunnen ze 10% boven de nominale spanning werken.
B. Extra lengte voor spoelkabels 1. Plaats de letter K achter het onderdeelnummer van de spoel met kabel. 2. Gebruik voorvoegsel X voor het catalogusnummer van de magneetafsluiter en specificeer X = TPL 8575. Kabellengte is dan: 1829 mm
Er bestaan verschillende aansluittypes voor spoelen. Wie een spoel van een andere constructie wenst, dient de onderstaande identificatiecode te gebruiken.
Voorbeeld: SCG262C19 - 230/50 (spoel met stekeraansluiting) LG262C19 - 230/50 (kabellengte: 457 mm) LXG262C19 - 230/50 (kabellengte: 1829 mm) X = TPL 8575
Identificatiecode spoelen CM = Afneembaar LM = Met kabel SM = Schroefklemmen Voorbeeld: LM22 staat voor spoel grootte 22 met kabel SMXX staat voor spoel grootte "MXX" met schroefklemmen
C. Spoelen met ingebouwde diodes voor: - gelijkrichting van wisselspanning; - onderdrukken van piekspanning; - geschikt maken voor geluidsarme constructies.
Vermogen (houden) in W voor de standaard spoelen, catalogusnummer 400...
~ AC XM5 2,5 (4,0) 4 (5,5) 6,3
CM5
M6
6,2
6 9
10
20,5
9,5 180
Als u van plan bent over te schakelen op een krachtiger spoel om een hogere werkdruk te bereiken, neem dan contact op met ASCO, want het kan nodig zijn de inwendige delen van de afsluiter te vervangen (sterkere veren, etc.). Bepaalde ASCO magneetafsluiters kunnen van werking op wisselstroom overgaan op gelijkstroom en vice versa door de spoel te verwisselen (AC-versie i.p.v. DC-versie of vice versa).
= DC
CODE MXX 10,5 16,7
12,9
Omgevingstemperatuur (°C)
De spoelen die worden gebruikt op de magneetkoppen, zijn verdeeld in 3 isolatieklassen: E, F en H. De spoelen hebben diverse nominale vermogens in de isolatieklassen, zoals hieronder aangegeven.
M12 15,4 20
28
XM5 3 (3,5) 6,9 (5,0)
T B F C P I
22
CM5
M6
MXX
M12
7
9,7 15,3
11,2
16,8
19,7 17,4 29,5 30
26,6 36,2
20
13,3 20,8 20,8
Belangrijk Important
170
Bij een spoel moet het vermogen In vervanging case of coil van substitution, it is imperative that the de wattage of spoel the replacing is either equal van nieuwe gelijk ofcoil hoger zijn dan dat or higher than the original wattage. van de vervangen spoel. = ~ 6 W 9,7 W M6 10,5 W 11,2 W MXX 15,4W 16,8 W M12
160 150 140 130 120 110
HT
100
M6 MXX M12
~
=
9 W 16,7 W 20 W
15,3 W -
90 80
FT
HB
70
M6 MXX M12
~ 12,9 W 20,5 W 28 W
= 20,8 W 29,5 W 33 W
60
Echter in de meeste gevallen volstaat het niet uitsluitend de spoel te vervangen; ook de inwendige delen van de magneetafsluiter zullen moeten worden vervangen. Voor nadere informatie ASCO/JOUCOMATIC raadplegen. Spoelgrootte, courantste vermogens en temperatuurkarakteristieken staan in tabellen op pagina's 1, 2 en 4.
FB
50 E
40 30
HP 20 10 0
Fig. 2
Alle catalogusbladen zijn beschikbaar op: www.ascojoucomatic.nl V1105-2
10 20 30 40
50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180
Maximale temperatuurverhoging (°C)
°C
MAGNEETKOPPEN/SPOELEN & ACCESSOIRES 11 Deze tabel bevat een classificatie van standaard spoelen die worden gemonteerd op JOUCOMATIC magneetafsluiters. JOUCOMATIC spoelen zijn ontworpen om te werken bij een nominaal vermogen -10% en +5% conform NF C 79-300 (behalve wanneer individueel gespecificeerd). Deze spoelen zijn ontworpen om permanent onder spanning te staan binnen de limiet van de maximale omgevingstemperatuur (100% ED).
106 G 1/8
●
●
●
106 G 1/4 ❑
107 G 1/8
F 8
F 8
F H 10 14
Anders
H 6
Dubbele impuls S 22 F 4 (=)
Magneetkop EEx d H 12
19
Anders
●
H 6
CM40
❑
F 5,5
JMX
F 5
CM30
F 4
AMX
CM22
F 2,5
BMX
Klasse Vermogen (W)
CM25
Spoelen Magneetafsluiter serie
✩
Ingegoten EEx m Groot Groot 22 40 F 4 5,5 ❑
◆
❑
●
✩
●
109 basisplaat
●
◆
●
114 3/2 NC 115 2/2
●
❉
●
●
●
●
●
● ●
●
NO
●
●
❉
NC
●
NO
●
●
115 3/2 basisplaat
●
●
121 2/2 - 3/2
●(E)
✧
126
●(H)
✧
131 3/2
❉(E)
✧
131 4/2
❉(B)
✧
189 basisplaat
◆
●
H 12
●
●
189 banjo
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
192 basisplaat
● ●
◆
110
■
G 3/8 - 1 238 niet gekoppeld G 1 1/4 - 2
●
●
●
✩
● ● ●
240
●
272 2/2
●
374 3/2
●
370 3/2
●
551 3/2-5/2
F 11,5
●
108 basisplaat
● ❑ ❉ ✩ ◆ ✧ ( ) ■ (1)
9
●
●
107 G 1/4
115 3/2
F 8,5
Metalen (1) behuizing EEx me (IP65)
●
Standaard frequentie 50 Hz (frequentie 60 Hz of 50/60 bi-frequentie, op aanvraag). Optie spoel met laag verbruik frequentie 50 Hz (frequentie 60 Hz op aanvraag) Alleen 50 Hz. Specifieke constructie van 2/2 magneetafsluiters, speciaal ontwikkeld voor spoel met dubbele impuls (zie V910-10, sectie 9/10). Standaard 3/2 magneetaflsuiters waarop spoel met dubbele impuls wordt gemonteerd. Spoel voor specifiek materieel. Spoel klasse. b.v. (E) = klasse E. Alleen DC - grootte 16 Intrinsiekveilige omkapseling
11
Alle catalogusbladen zijn beschikbaar op: www.ascojoucomatic.nl V1105-3
MAGNEETKOPPEN/SPOELEN & ACCESSOIRES 11 IDENTIFICATIE VAN DE SPOELEN HV - 4 0 0-0 0 0 - 0 0 0 - 00 BASISCODE
400
0
1
2 (**)
3
4
5
6
CM22 (XM5)
CM5
M6
MXX
M12 AC
M12 DC
0 [S]
1 [L]
2 [C]
3 [C]
4 [L]
5
6
7
8
9
SCHROEFKLEMMEN
MET KABEL
STEKER AANSLUITING
KABELSCHOEN KLEM
KABEL MET AARDING
PV KABELEINDE
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
A
E
B
F
H
0
1
2
3
4
5
6
-
T
B
F
C
P
I
7
8
GROOTTE
9
(*) TYPE/AANSLUITING
ISOLATIEKLASSE
(*) 7
8
TEMPERATUURKLASSE
9
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
12
24
26
36
42
48
64
110
120
127
220
240
380
415
440
100
200
230
115
400
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
12
24
42
48
100
120
208
220
240
380
550
480
110
200
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
6
12
24
32
48
60
64
100
110
120
125
180
187
220
240
250
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
21,6 DC
99 DC
207 DC
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
12
24
26
36
42
48
64
110
120
127
220
240
380
415
440
100
200
230
115
400
A
B
C
D
E
F
G
H
J
50 Hz
60 Hz
DC
SPECIAAL
50-60 Hz bi-frequentie
KABELLENGTE
K
457
1829
(mm)
18
72
(inch) Z
Standaard
(*) Volgens specificatie van de klant (deze spoelen wijken af van het identificatiesysteem) (**) Vervallen SPOEL MET SCHROEFKLEMMEN Voorbeeld: 400-505-110 SM12-FT-220/50
SPOEL MET STEKERAANSLUITING Voorbeeld: 400-425-342 CMXX-FF-24 DC
UL NORMEN
UL
SPOEL MET 2 KABELS Voorbeeld: 400-315-111D LM6-FT-240/50-457 mm
Alle catalogusbladen zijn beschikbaar op: www.ascojoucomatic.nl V1105-4
SPANNING
SPOEL MET KABEL EN AARDING Voorbeeld: 400-145-201D LM22-FB-24/50- 457 mm
MAGNEETKOPPEN/SPOELEN & ACCESSOIRES 11 SPOELCODES: Deze tabel geeft de codering van de standaard spoelen (1) per type magneetafsluiter en voor elke spanning, reservespoelen zijn beschikbaar.(✩) Magneetventielen serie 189 (V585) 106 - 107 G 1/8 (optie) - 108 (V295) 109 (V590) - 189 banjo (V440/V581) 551 (V607/V820/V903-05) 106 (V210 - V230) - 107 (V505 - V440 ) 238 G 3/8 - 1 (V316)
Spoelgrootte
Wisselstroom ( ~ ) 50Hz 24V
48V
115V
Gelijkstroom ( = )
230V
240V
12V
24V
48V
110V
43004422
43004423(❖)
43004149
43004166
43004167
43004168
CM22 - 2,5 W 43004878(❖) 43004879(❖) 43004884(❖) 43004886(❖) 43004887(❖)
43004867
43004869
43004873
43004875
CM22 - 2,5 W 43004416(❖) 43004417(❖) 43004419(❖)
CM22 - 4 W
43004152(❖) 43004153(❖) 43004154(❖) 43004155(❖)
-
43004151
43004158
43004159
43004161
106 (V210 - V230) - 107 (V540 - V442) 238 G 3/8 - 1 (V316)
CM25 - 5 W
43004646(❖) 43004647(❖)
238 G 1 1/4 - 2 (V316 - V393)
AMX - 5,5 W
43005146
240 (V905-21)
AMX - 6 W BMX - 6 W
115 2/2 (V240) - 114 (V555 - V560)
CM30 - 8 W
115 3/2 (V545)
43004648
43004649
-
43004646
43004647
43004648
43004649
-
43005147
43005149
-
43005143
43005144
-
43005145
43005153 43005168
-
43005155 43005169
43005157 43005171
-
43005150 43005165
43005151 43005166
-
43005152 43005167
43004372
43004373
43004374
43004376
43004377
43004378
43004379(❖)
43004371
43004375
-
-
-
-
43004212
43004174
43004175
43004176
-
-
-
-
CM30 - 8 W
115 (V240 - V545 - V595 - V442 - V465) 114 (V555 - V560)
CM40 - 10 W
115 NO (V280)
CM40 - 10 W
121 MB (V250 - V575 - V580) 231 (V615) - 232 (V902-35)
screws 12W
43002425
43002433
43002442
43002449
43002451
-
43001995
43002003
43002076
MPV1 (~)
43002566
43002574
43002583
43002591
43002591
-
-
-
-
CPV1 (=) MPV1 (~) 43002666 CPV1 (=) 80W MPV1 (~) 43002565 CPV1 (=) -
43002574 43002573 -
43002583 43002582 -
43002591 43002591 -
43002591 43002591 -
-
43002124 43002197 43002124
43002132 43002203 43002132
43002141 43002212 43002141
43004036
43004045
43004053
43004054
-
43002091
43002098
43004408
-
43002092
43004407
43004409
43002522
43002055
43002059
43002067
43002076
131 3/2 (V902-12 - V902-15) 131 3/2 EEx d (V1025) 231 ET - 232 ET EEx d (V1025) 231 ET (V615) - 232 ET (V902-35) 131 4/2 (V902-32) 131 4/2 EEx d (V1025) 126 (V902-23) - 126 EEx d (V1030)
43004186
screws 13W
126 Reset (V902-52)
screws 13W
121 MB - 231 - 232 EEx d (V1020)
screws 12W
43004028
43002504
43002513
-
-
-
Size 22 - 4 W
Flameproof enclosure EEx d (V1015 - V903-09)
Encapsulation / increased safety EEx me (V1048 / V903-09)
Size 30 - 12W Size 40 - 17W 4W 5W 8,5 W 9W 11,5 W
Metal housing IP 65 (V1140)
CM30 - CM40 43004246(❖)
EEx m Size 40 (V1045 / V903-09)
110 (V583)
43004188
43002496
Magnetic latching (V910-10)
EEx m Size 22 (V1040 / V903-09)
43004187
43004246(❖) 43004665 43004248(❖) 43004675 43004676 43004677 43004773(❖) 43004774(❖) 43004775 43004778(❖) 43004779(❖) 43004780 43004789 43004790 43004791 43004994 43004995 43004996 43005004 43005005 43005006
43004189
43002521
43004191(❖)
-
-
43004725
43004726
43004727
43004728
43004249 43004678 43004808 43004809 43004813 43004997 43005007
43004251 43004679 43004777(❖) 43004782(❖) 43004793 -
43004232 43004688 43004988 43004998
43004233 43004689 43004783 43004786 43004794 43004989 43004999
43004234 43004691 43004784 43004787 43004795 43004991 43005001
43004235 43004692 43004785 43004788 43004796 43004992 43005002
(2)
43004665
43004248(❖)
43004249
43004251
43004232
43004233
43004234
43004235
Grootte16-4 W
-
-
-
-
-
43004663
43004952
-
-
JMX
43005090
43005091
43005093
43005096
-
43005098
43005099
43005100
43005101
272 (V238 / V278) 374 (V543) - 370 (V553)
(1) Conform VDE 0580 memorandum nr. 14HD4732 51 van CENELEC alsook de 38ste publicatie van de IEC standaard van 1983. (2) Op aanvraag (❖ ) Bi-frequentie 50/60 Hz
SPOEL CM22 met stekeraansluiting Voorbeeld: serie 106/107 G1/8 (zie secties 2 en 5)
SPOEL CM30 met stekeraansluiting Voorbeeld: serie 114; 115
(V...) Aanduiding van de bladen waarin de magneetafsluiters worden beschreven. De grijze bestelnummers komen overeen met producten met een korte leveringstermijn
SPOEL CM40 met stekeraansluiting Voorbeeld: serie 114; 115
SPOEL met schroefklemmen Voorbeeld: behuizing EEx d (zie sectie 10)
11 Alle catalogusbladen zijn beschikbaar op: www.ascojoucomatic.nl V1105-5
MAGNEETKOPPEN/SPOELEN & ACCESSOIRES 11 BASISCONCEPT Elektrisch veld Wat de bediening van een magneetafsluiter betreft, is het nuttig in te zien hoe het door de magneetkop gecreëerde magnetisme wordt omgezet in mechanische energie. Wanneer de spoel onder een zekere spanning wordt gebracht, zal er een elektrische stroom in de wikkeling circuleren, die aldus een magnetisch veld rond de spoel creëert. Dit veld hangt af van de sterkte, het aantal windingen en de lengte van de spoel. Het wordt uitgedrukt met de volgende vergelijking:
H=
I⋅N
1 0,8
+ B (T)
0,6
0,4
0,2
+H (A/m)
-H (A/m) -2000
-1500
-1000
-500
0
500
1000
1500
2000
-0,2
(A/m) [I ⋅ N = ΣH ⋅ d ]
-0,4
We stellen echter vast dat het geleidingsvermogen van de magnetische veldlijnen verschilt voor elk materiaal. Het geleidingsvermogen wordt de permeabiliteit genoemd, s y m b o o l “ µ ”.
-0,6
- B (T)
-0,8
-1
Voor de permeabiliteit in vacuüm: µ = 4 . π 0 .10-7 (H/m) of (Vs/Am) µ = .
o
Om de ASCO/JOUCOMATIC plunjers en plunjergangen te fabriceren, wordt gebruik gemaakt van een specifieke legering van roestvast staal met hoge ferromagnetische compatibiliteit. Bij gebruik van de tabellen dient de volgende vergelijking te worden toegepast :
µ µ
r
= B/H]
r
µI = 1 (aluminium, koper) r - ferromagnetisch: S µ >1 (ijzer, nikkel, kobalt) r
I
o
Er dient een onderscheid gemaakt te worden tussen de volgende materialen: . - diamagnetisch: .
L
B
µ lucht = 1 r
µ < 1 (bismut, antimonium) r - paramagnetisch:
AC R
2
. H (T)
AC en DC Magneetkoppen C Om het elektrische veld te kennen, moet eerst worden gezocht naar de stroom die door de spoel gaat. Voor gelijkstroom constructies is de stroom gemakkelijk te berekenen met volgende U vergelijking: I= (A) R
2
L=
µ o ⋅ µr ⋅ N ⋅ A
L = r XL = .I = U = f . LZ
(H)
U
(X
2 L
+ R
2
) DC
L
O m “ µ ” of de passende inductie “B” te r identificeren, kan voor ferromagnetische materialen gebruik worden gemaakt van I wat de “hysteresiscyclus” curven genoemd wordt.
Voor wisselstroom constructies dient niet alleen met de zuivere ohmse weerstand, maar ook met de reactantie ‘XL’ rekening te worden gehouden. Om de impedantie ‘Z’ te vinden, moeten de waarden van ‘X L’ en ‘R’ in een vectordiagram worden gecombineerd. De stroom wordt dan berekend met de U I= (A) vergelijking: volgende Z
L De waarde ‘XL’ is afhankelijk van de ruimte tussen de vaste kern en de plunjer. Hoe groter de afstand, hoe kleiner ‘XL’. Vandaar dat er een verschil is tussen de stroom die door de spoel gaat bij de plunjer in laagste stand (inschakelstroom), en de stroom Alle catalogusbladen zijn beschikbaar op: www.ascojoucomatic.nl bij plunjer in hoogste stand (houdstroom). V1105-6
R
L I
Voor "DC" I i= I h I=
U (A ) R
I i = inschakelstroom I h = houdstroom
MAGNEETKOPPEN/SPOELEN & ACCESSOIRES 11 Trekkracht van een magneet Wanneer het elektrisch veld en de inductie bekend zijn, kan de aandrijfkracht van de magneetkop worden berekend met de volgende vergelijking :
25 20
2 B ⋅ A (I ⋅ N ⋅ µ r ⋅ µ ) A ⋅ = 2 2 ⋅ µ0 2 ⋅ µ0 L 2
F=
15 10 B
A
5 0
1
2
4
3
6
5
7
SLAGLENGTE (mm)
A = CM6-FT, CM25-5 B = CM6-FB, CM30-8
30
= = = = = = = =
Magneetveld Elektrische stroom Aantal windingen Magnetische inductie Permeabiliteit in vacuüm Relatieve permeabiliteit Oppervlakte van de plunjer Constante
25 20 15
AC (wisselstroom)
10
R B
A
5
L 9
12
I
IC =
U ZC
IH =
U 11 , ⋅ ZC
RR COLD C
DC (gelijkstroom) 40
R 30 20
L B
A 3
6
9
12
I 15
18
SLAGLENGTE (mm)
IC =
A = CM12-FT B = CM12-FB
T
RH = 2 . RC
grafiek C
10
HZ OH
XL XL
A = CMXX-FT, CM40-10 B = CMXX-FB, CM40-14
Z
SLAGLENGTE (mm)
D
6
3
C
0
0
(A/m) (A) (1) (T) (H/m) (1) (m2)
ZOL
MAGNETISCHE TREKKRACHT (N)
De drie naast gelegen grafieken A, B, C, tonen dat de magnetische trekkracht “F”, die bepaald wordt door de inductie “B”, een functie is van de waarde van de slaglengte (tussenruimte tussen plunjer en vaste kern). Deze verhouding is varieert voor elk magneetafsluiter. H I N B mo mr A C
grafiek B
MAGNETISCHE TREKKRACHT (N)
(N)
ZC
MAGNETISCHE TREKKRACHT (N)
grafiek A
U RC
U IH = = 1/ 2 ⋅ IC 2 ⋅ RC
Met: U = spanning (V) IC = stroom koud IH = stroom heet RC = weerstand koud RH = weerstand heet ZC = impedantie koud ZH = impedantie heet
R R HOT H
Wanneer een spoel een tijd onder spanning staat, warmt ze op en stijgt de weerstand aanzienlijk. Als de weerstand verdubbelt als gevolg van de opwarming, wordt bij DC de stroom gehalveerd en bij AC ongeveer 10% minder.
11
Alle catalogusbladen zijn beschikbaar op: www.ascojoucomatic.nl V1105-7
MAGNEETKOPPEN/SPOELEN & ACCESSOIRES 11 IxN
180˚ 270˚
Magneetveld opgewekt door de hoofdspoel.
90˚ 360˚
Z
Z
XLL
I=
U (A ) Z
IxN
Magneetveld (van de kortsluitring) opgewekt door het hoofdveld, met een faseverschuiving van ongeveer 90°.
R
RESULTANTE
ZZin
XLXL
i rus h
F
IA =
U ZA
Combinatie van trekkracht van de hoofdspoel en de kortsluitring.
Verschillen tussen AC en DC magneetafsluiters
R
met: Ii = inschakelstroom Zi = inschakelimpedantie
De wisselstroom magneetafsluiters, zijn altijd uitgerust met een kortsluitring in de vaste kern. Het uiteinde van de plunjer is vlak en loodrecht. Bij gelijkstroomafsluiters hebben de vaste kern en de plunjer een conische vorm (vernauwd) en wordt er een niet magnetiseerbaar onderdeel, de “onderbrekingsring” gemonteerd. Dit om “kleven” door rest-magnetisme in de hoogste stand te voorkomen.
DC werking a) Inschakelstroom gelijk aan de houdstroom b) Stroomverbruik en aantrekkingskracht afhankelijk van de temperatuur c) Stille magneetafsluiter d) Minder gevoelig voor vervuiling e) De spoelen hebben meer windingen (koper) dan AC spoelen Vermogensverbruik in AC P(W) = U . I . c ( VA ) A )VA P (= IcA = A U (V)
ZhoZ
XL
ldin hg
Vergelijking AC/DC magneetkop XL
U IM = ZM
R
AC werking a) Sterke inschakelstroom en zwakke houdstroom b) Grote trekkracht c) Gevoelig voor vervuiling d) De wikkeling bevat minder windingen (koper) dan bij DC spoelen e) Stroomverbruik en trekkracht zijn niet temperatuurgevoelig.
met: Ih = houdstroom Zh = houdimpedantie
Alle catalogusbladen zijn beschikbaar op: www.ascojoucomatic.nl V1105-8
IM =
PM ( VA ) U (V)
met: Pi = inschakelvermogen (VA) Ph = houdvermogen (VA)
Vermogensverbruik in DC P(W) = U . I
(A)
I
=
P (W) U (V)
MAGNEETKOPPEN/SPOELEN & ACCESSOIRES 11
KORTSLUITRING (I x N)
VOEDINGSSPANNING 0°
180° 180˚
90˚ 90° I.N spoel Coil (I x N)
Met: I = elektrische stroom (A) N = aantal windingen kortsluitring
Dit vereenvoudigd vectordiagram legt de werking van de kortsluitring in een AC constructie uit.
NOMINAAL VERMOGEN
Heet nominaal vermogen
Algemene opmerkingen
De nominaal vermogen waarden zoals aangegeven in de tabel "ELEKTRISCHE KARAKTERISTIEKEN" zijn gemiddelde waarden en gebaseerd op metingen van standaard producten. In de meeste gevallen tonen de tabellen waarden voor een spoel die heet en koud getest is.
Na een bepaalde tijdsduur is de spoel opgewarmd en bereikt de definitieve werkingstemperatuur. Deze tijdsduur varieert, afhankelijk van de constructie van de spoel, gekozen voltage, omgevingstemperatuur, grootte van de afsluiter en het leidingsysteem, van 1 tot 5 uur. Het bovengenoemde resulteert in een nominale hete spoel weerstand. De hete spoel weerstand is hoger dan de koude spoel weerstand waardoor een lager vermogen wordt verkregen bij warme omstandigheden dan bij koude. In de praktijk dient het heet nominaal vermogen in beschouwing te worden genomen wanneer berekeningen worden uitgevoerd voor kosten/baten-analyse of levensduur bij accu toepassingen.
De koud en heet vermogen waarden zijn gedefinieerd onder normale bedrijfsomstandigheden, t.w.: - Nominale toevoerspanning (Un) - omgevings- en mediumtemperatuur 20°C
Koud nominaal vermogen Deze waarde in watt vertegenwoordigt het vermogen dat wordt afgegeven door de spoel nadat deze van een stroomtoevoer is voorzien. In dit geval heeft de spoel dezelfde temperatuur als de omgeving of, in sommige situaties, als van het medium. Het bovenstaande resulteert in een nominale koude spoel weerstand. De koude spoel weerstand is lager dan de hete spoel weerstand, waardoor een hoger vermogen wordt verkregen bij koude omstandigheden dan bij warme. In de praktijk dient het koude nominaal vermogen in beschouwing te worden genomen wanneer een magneetafsluiter wordt bediend (voor de eerste maal).
De volgende omstandigheden kunnen deze waarden beïnvloeden: - toevoerspanning schommelingen (zie blz V1105-2 en 3 voor details) - omgevingstemperatuur - mediumtemperatuur - de grootte en het type leidingwerk Als de heet en/of koud waarden een kritische factor voor de toepassing zijn, biedt ASCO/JOUCOMATIC de mogelijkheid om een exacte vaststelling van de waarde te bepalen in onze laboratoria. Als de koud/heet waarde niet wordt aangegeven, dient de ASCO/JOUCOMATIC waarde als “heet nominaal vermogen” te worden beschouwd.
11
Alle catalogusbladen zijn beschikbaar op: www.ascojoucomatic.nl V1105-9
MAGNEETKOPPEN/SPOELEN & ACCESSOIRES 11 TYPISCH VERMOGEN VERBRUIK
100 Elektrische inschakelstroomwaarde (VA)
100 90 Inschakelstroom (VA)
80 70 60
50
50 40 30 20
10 5
10 0
3,7
1,4 1,5
Conventionele Conventionele Verbeterde Verbeterde Verminderd Laag vermogen direct indirect efficiëntie efficiëntie vermogen indirect werkende werkende direct werkende indirect werkende direct werkende werkende magneetafsluiter magneetafsluiter magneetafsluiter magneetafsluiter magneetafsluiter magneetafsluiter
Diverse typen technologieën
Alle catalogusbladen zijn beschikbaar op: www.ascojoucomatic.nl V1105-10
Expon.
0,48 Indirect piezotronic miniatuur ventiel
