EATON TOUR Návrh jisticích a spínacích prvků pro elektronické spouštění motorů Eaton. All Rights Reserved

EATON TOUR 2015 Návrh jisticích a spínacích prvků pro elektronické spouštění motorů

© 2015 Eaton. All Rights Reserved..

Výběr jisticího a spínacího prvku Základní parametry pro návrh

• Jmenovité parametry motoru – napětí, proud, … • Rozběhový proud zátěže • Způsob rozběhu - přímý, Y-D, softstartérem, měničem

• Kategorie užití – AC-1, AC-3, AC-4, … • Třída rozběhu – CLASS 5-40 • Typ koordinace – 1 nebo 2

• Konstrukce motoru – IE2 / IE3 • Okolní podmínky – teplota, nadmořská výška • Selektivita • …


2

Kategorie užití pro stykače a spouštěče Definují oblast použití daného zařízení vzhledem k jeho jmenovitému proudu • AC – 1 Neinduktivní nebo jen slabě induktivní zátěže, topné odpory (např. odporové pece, osvětlení, elektrické topení) • AC – 3 Motory s kotvou nakrátko: spouštění, vypínání (přímé připojení asynchronního motoru k síti do 2,2 kW, převážná část průmyslových motorových aplikací, např.: čerpadla, ventilátory, dopravníkové pásy) • AC – 4 Motory s kotvou nakrátko: spouštění, brzdění protiproudem (náročné průmyslové aplikace s těžkým rozběhem, např.: jeřáby, drtiče,…) • Další kategorie: AC-2, AC-5a, AC-5b, DC-1, …


3

Třída rozběhu

• CLASS 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40 • Vyšší číslo = delší rozběh • Normální rozběh CLASS 10 = do 10 s.

• Těžký rozběh CLASS >10 = >10 s.


4

Typ koordinace • Chování jisticích prvků při zkratu • Na základě požadavku na typ 1 nebo 2 se určí vyhovující přístroje • Typ koordinace 1

• V případě zkratu nesmí prvek ohrozit osoby a instalaci. Před obnovením činnosti nemusí být zcela v pořádku a může vyžadovat opravu. • Typ koordinace 2

• V případě zkratu nesmí prvek ohrozit osoby a instalaci. Musí být připraven k obnovení činnosti. Vypínací charakteristika se po zkratu nesmí lišit od dané vypínací charakteristiky.


5

Výběr jisticího prvku Nabídka jisticích prvků pro motory

• Pojistky • Jističe • Spouštěče motorů

• Nadproudová relé • Termistorová relé (efektivní ochrana proti přehřátí motoru) • Frekvenční startér / měnič • Softstartér s omezením rozběhového proudu


6

Spouštěče motorů S tepelnou spouští – PKZ

• Jištění proti zkratu a přetížení motoru • Pevně nastavená třída rozběhu (CLASS 10) • Nejrozšířenější způsob ochrany motoru S elektronickou spouští – PKE • Jištění proti zkratu a přetížení motoru

• Širší rozsah nastavení spouště • Nastavitelná třída rozběhu (CLASS 5 – 20) • Teplotní stabilita vypínací charakteristiky

• Možnost měření proudu a teplotního obrazu motoru © 2015 Eaton. All Rights Reserved..

7

Vypínací charakteristiky

Pojistka 4 A gG PL7-C4/3 PKE12/XTU-4 PKZM0-4


8

Směrnice ErP Směrnice ErP 2009/125/ES stanovuje rámec pro definováni požadavků na ekodesign – energetických spotřebičů. • Nařízení komise ES č. 640/2009 pro elektromotory

• IE1 (standardní účinnost) • IE2 (zvýšená účinnost) • IE3 (vysoká účinnost)

• IE4 (velmi vysoká účinnost) Požadavky na vyšší účinnosti elektromotorů vedou k jejich konstrukčním změnám. © 2015 Eaton. All Rights Reserved..

9

Účinnosti elektromotorů


10

Konstrukce motorů IE3 Větší průřez vodičů statorového vinutí snižuje ohmický odpor, a tím zajišťuje snížení tepelných ztrát. Jedná se o nejdůležitější opatření k dosažení vysoké účinnosti.

Omezení vířivých proudů pomocí tenkých magnetických plechů.

Delší stator umožňuje nižší hustotu magnetického toku, a tím menší tepelné ztráty v železe. Navíc zajišťuje lepší odvod tepelných ztrát do krytu.

Snížení ztrát v mědi a nižší odpor rotoru v důsledku zesílení tyčí rotorové klece a použití materiálů s vyšší vodivostí.

Díky vylepšené geometrii lopatek chladícího ventilátoru je k dispozici větší množství chladicího vzduchu při nižší spotřebě energie.

Omezení bludných proudů. Zdokonalená geometrie tvarování statorových plechů poskytuje více prostoru pro vinutí.

Snížené hysterezní ztráty díky vysoce kvalitním materiálům.


11

Nařízení ES 640/2009 • Od 06-2011 je nutné použití motorů minimálně IE2

• Od 01-2015 je nutné použití motorů minimálně IE3 (7.5 až 375 kW ) nebo motorů IE2 za předpokladu, že je rychlost frekvenčně řízena • Od 01-2017 je nutné použití motorů minimálně IE3 (0.75 až 375 kW )

nebo motorů IE2 za předpokladu, že je rychlost frekvenčně řízena


12

Příklady chování IE3 motorů

Rozběhový proud = 10 x Ie © 2015 Eaton. All Rights Reserved..

13

Příklady chování IE3 motorů

Rozběhový proud = 9 x Ie © 2015 Eaton. All Rights Reserved..

14

Odborné studie

Ke stažení na webu www.eaton.cz © 2015 Eaton. All Rights Reserved..

15

Konstrukce motorů IE3 Vyšší účinnost elektromotorů má za následek vyšší indukční odpor

Nižší jmenovité proudy, ale vyšší rozběhové proudy

Přizpůsobení spínacích a jisticích prvků


16

EATON je IE3-ready Jisticí přístroje • Spouštěče motorů PKZ, PKE • Zvýšení prahu odezvy zkratové spouště zamezí nežádoucímu vypnutí

• Rozběhový faktor 12 – 15,5

Spínací přístroje

• Stykače DIL • Zvýšení přítlačného tlaku zamezí odskoku kontaktu


17

EATON je IE3-ready V celé rozběhové části charakteristiky je proud pod vypínací úrovní U rozsahu rozběhového proudu je třeba vzít v úvahu případně tolerance magnetické spouště


18

Vlastnosti elektronického rozběhu motoru Softstartéry

• Polovodiče – regulace napětí • Plynulý rozběh motoru • Rozběhový proud = 3 – 5 x Ie • Nastavitelná doba rozběhu / doběhu • Rozběh se sníženým momentem

bez omezení proudu

s omezením proudu

Frekvenční startéry / měniče • Frekvenční řízení – regulace napětí a frekvence • Plynulý rozběh a regulace otáček • Rozběhový proud = 1 – 1.5 x Ie

• Jmenovitý moment i při nízkých otáčkách


19

Softstartéry 400 V

0 (~120)…400 V

50 Hz

50 Hz

U [V] 400

UStart ~120

tStart


tStop

t

20

Softstartéry Bez omezení proudu – DS7 • Motorový spouštěč

L1 L2 L3

L1 L2 L3

Q1

F1

Q11

Q11 F2

• Pojistky + nadproudové relé • Softstartér nezajišťuje ochranu motoru

L1 L2 L3

L1 L2 L3

S omezením proudu – S801+/S811+

T1 T2 T3

T1 T2 T3

• Motorový spouštěč bez tepelné spouště

Alternativně

Q21

Q21

F2

• Pojistky M1

M1

• Softstartér zajišťuje ochranu motoru


21

Softstartéry Typ koordinace „1“

Typ koordinace „2“

L1 L2 L3 PE

L1 L2 L3 PE

Q1

Q1

F1

L1 L2 L3

L1 L2 L3

T1 T2 T3

T1 T2 T3


Polovodičové pojistky

22

Softstartéry Pro dimenzování jisticích a spínacích přístrojů v kombinaci se softstartéry řady DS7 lze jednoduše využít tabulky uvedené v katalozích a manuálech. Typ koordinace 1

Typ koordinace 2 Polovodičové pojistky jako Ochrana vedení a motoru Ochrana vedení a motoru doplnění pro jištění v Pojistková základna koordinaci 1 Iq ≤ 50 kA Iq ≤ 100 kA Iq ≤ 100 kA DS7-34xSX024N0-.. PKZM0-25 DS7-34xSX032N0-.. PKZM0-32 DS7-34xSX041N0-.. NZMN1-M50

PKZM0-25 + CL-PKZ0 PKZM0-32 + CL-PKZ0 NZMH1-M50

3 x 170M1365 3 x 170M1366 3 x 170M1366


3 x 170H1007 3 x 170H1007 3 x 170H1007

23

Frekvenční startéry / měniče • Frekvenční startéry a měniče zajišťují ochranu proti přetížení • Předřazení jištění slouží jako zkratová ochrana a není nutná motorová charakteristika • Přístroje umožňují doplňkovou termistorovou ochranu • Kompatibilní s proudovými chrániči typu B


24

Nařízení ES 640/2009 • Od 01-2017 je nutné použití motorů minimálně IE3 (0.75 až 375 kW )

nebo motorů IE2 za předpokladu, že je rychlost frekvenčně řízena

Nová skupina produktů – Frekvenční startér DE1 (0,25 – 7,5 kW)


25

DE1 - Co to je Frekvenční startér ? • Vzhled a jednoduchost motorového spouštěče

• Schopnosti a přidaná hodnota frekvenčního měniče

NEJJEDNODUŠŠÍ ZPŮSOB ŘÍZENÍ OTÁČEK


26

DE1 - Proč nasadit Frekvenční startér ? •

Plynulý rozběh motoru ? Vyšší provozní spolehlivost, menší opotřebení zařízení.

• Omezení rozběhového proudu motoru ? Rozběhový proud na úrovni jmenovitého proudu motoru. • Regulace / Změna rychlosti motoru ? Nové technické možnosti, variabilita zařízení.

DE1 !! Zamezení mechanického opotřebení kontaktů, zvýšení spolehlivosti.

• Časté spínání motoru ?

Frekvenční startér • Reverzace chodu motoru ?

Více přístrojů , propojení silových vodičů, nutnost blokování. • Řízené zpomalování / zastavení motoru. Zpomalení / zastavení motoru v minimálním čase • Snížení spotřeby el. Energie ? Významné snížení příkonu zařízení při regulaci výkonu. © 2015 Eaton. All Rights Reserved..

27

DE1 – Navrženo pro maximální spolehlivost  Integrovaná tepelná ochrana motoru + vstup pro PTC termistor  Možnost provozu i v náročných okolních podmínkách – do 60°C

 Automatický Reset - v případě výpadku není nutný zásah obsluhy  Pokročilé funkce pro ochranu přístroje proti výpadku • Řízení přepětí DC meziobvodu • Zastavení zátěže pomocí DC brzdění • Řízení teploty přístroje


28

DE1 – Variabilní možnost použití  Okamžitý provoz bez parametrizace  Jednoduché nastavení šroubovákem

 Parametrizace a zobrazení hodnot díky externímu displeji  Plný komfort se softwarem DrivesConnect na vašem PC  Vybaveno komunikací Modbus RTU a rozhraním SmartWire-DT


29

DE1 – DXE-EXT-SET • Volitelné příslušenství výhradně pro DE1 • Připojení z čela DE1 • Univerzální pro všechny typové velikosti • Snadná parametrizace šroubovákem


30

DE1 – DXE-EXT-SET Nastavení pevné frekvence 1

Nastavení ramp

Frekvence EMEA / USA Konfigurace

Přenos nastavení do DE1

řídicí svorkovnice

Nastavení proudu motoru © 2015 Eaton. All Rights Reserved..

31

DE1 – Pokročilá nastavení Nastavení pomocí displeje nebo SW • Tyto funkce jsou uspořádány v parametrech ve dvou různých úrovních • Základní úroveň se skládá ze 14-ti parametrů pro nejběžnější aplikace • Rozšířená sada parametrů je přístupná po zadání hesla • Možnost uzamčení parametrů a ochrany nastavení heslem


32

DE1 – Vlastnosti  Řízení V/f (voltage boost)  Přípustná montáž vedle sebe  Krytí IP20  Integrovaný EMC filtr  Nízké harmonické rušení < 30%THDi

do 1,5 kW @ 230 V & 400 V

do 2,2 kW @ 230 V / 7,5 kW @ 400 V


33

DE1 - Síťové připojení


34

DE1 - Připojení motoru


35

DE1 - Zapojení řídicí svorkovnice

• Ochrana pomocí termistoru • Nutné nastavení DI3


36

DE1 – Signalizační LED LED RUN (zelená) FLT (červená)

FLT code (červená)

Zobrazení OFF Bliká každé 2 s ON OFF Bliká každých 0.5 s ON 1 bliknutí + 2 s OFF 2 bliknutí + 2 s OFF 3 bliknutí + 2 s OFF 4 bliknutí + 2 s OFF 5 bliknutí + 2 s OFF 6…13 bliknutí

Popis • • • • • • • • • • • •

Chyba DE1 nebo není napájení Připraven, není signál start (FWD/REV) RUN OK Podpětí např. během spouštění Chyba přetížení externí chyba přepětí nadproud přehřátí Interní chyby

• Chybové kódy 1…5 • Zobrazení pomocí LED z čela DE1 • Ukládání historie 8 posledních hlášení © 2015 Eaton. All Rights Reserved..

37

DE1- Příklady použití bez parametrizace 1) Funkce plynulého rozběhu s omezením startovacího proudu - START motoru s předvoleným směrem otáčení - DI1 = spuštění motoru (FWD) - AI1 = +10V odpovídá max. frekvenci 50Hz


38

DE1- Příklady použití bez parametrizace 2) Funkce frekvenčního startéru - START motoru s volbou směru otáčení a nastavitelnými otáčkami - DI1 = spuštění motoru (FWD) - DI2 = spuštění motoru (REV) - AI1 = zadání požadované hodnoty frekvence, 0 – 10V = 0 – 50 Hz


39

Frekvenční startéry / měniče Výběrová pomůcka v tištěné nebo online verzi

• Volba frekvenčního startéru / měniče • Doporučené jištění • Výběr příslušenství


40


41

EATON TOUR Návrh jisticích a spínacích prvků pro elektronické spouštění motorů Eaton. All Rights Reserved

Recommend Documents