Project 1 Motorsturing met frequentieomvormer - Telenet.beusers.telenet.be/deeviet/motorsturing met...

31
Project 1: Aandrijving ventilator met frequentieomvormer (V3; okt 05) VTI-Beringen I.Maesen. 1 Opmerking voor de LK : oplossingen en info voor de LK zijn in het groen getypt 1.1 Omschrijving .......................................................................................................... 2 1.1.1 Opstellingsschema .......................................................................................... 2 1.1.2 Algemene werking .......................................................................................... 2 1.2 Vakkenintegratie ..................................................................................................... 2 1.2.1 Realisaties elektriciteit .................................................................................... 2 1.2.2 Installatiemethoden ......................................................................................... 3 1.2.3 Automatisatie .................................................................................................. 4 1.2.4 Elektriciteit- Labo elektriciteit ......................................................................... 4 1.3 Installatiemethoden ................................................................................................. 5 1.3.1 De hoofdschakelaar ......................................................................................... 5 1.3.2 Drukknoppen en signaaleenheden ................................................................... 6 1.3.3 Contactoren..................................................................................................... 8 1.3.4 Industriële stopcontacten ............................................................................... 14 1.3.5 De frequentieomvormer ................................................................................ 17 1.3.6 Keuze van de motor ...................................................................................... 21 1.3.7 Kast lay-out en keuze kast ............................................................................. 25 1.3.8 Materiaallijst ................................................................................................. 27 1.4 Dossier project voor het vak Realisaties ................................................................ 28 1.4.1 Tekeningen ................................................................................................... 28 1.4.2 Opdrachten.................................................................................................... 29 1.4.3 Aansluiting motor (keuze Y of Ä, keuze kabel en beveiliging) ...................... 29 1.4.4 Draadkleur .................................................................................................... 30 Project 1 Motorsturing met frequentieomvormer

Transcript of Project 1 Motorsturing met frequentieomvormer - Telenet.beusers.telenet.be/deeviet/motorsturing met...

Page 1: Project 1 Motorsturing met frequentieomvormer - Telenet.beusers.telenet.be/deeviet/motorsturing met frequentieomv V3.pdf · Project 1: Aandrijving ventilator met frequentieomvormer

Project 1: Aandrijving ventilator met frequentieomvormer (V3; okt 05) VTI-Beringen I.Maesen.

1

Opmerking voor de LK: oplossingen en info voor de LK zijn in het groen getypt

1.1 Omschrijving ..........................................................................................................2 1.1.1 Opstellingsschema ..........................................................................................2 1.1.2 Algemene werking ..........................................................................................2

1.2 Vakkenintegratie.....................................................................................................2 1.2.1 Realisaties elektriciteit ....................................................................................2 1.2.2 Installatiemethoden .........................................................................................3 1.2.3 Automatisatie ..................................................................................................4 1.2.4 Elektriciteit- Labo elektriciteit.........................................................................4

1.3 Installatiemethoden.................................................................................................5 1.3.1 De hoofdschakelaar.........................................................................................5 1.3.2 Drukknoppen en signaaleenheden ...................................................................6 1.3.3 Contactoren.....................................................................................................8 1.3.4 Industriële stopcontacten...............................................................................14 1.3.5 De frequentieomvormer ................................................................................17 1.3.6 Keuze van de motor ......................................................................................21 1.3.7 Kast lay-out en keuze kast.............................................................................25 1.3.8 Materiaallijst .................................................................................................27

1.4 Dossier project voor het vak Realisaties ................................................................28 1.4.1 Tekeningen ...................................................................................................28 1.4.2 Opdrachten....................................................................................................29 1.4.3 Aansluiting motor (keuze Y of Ä, keuze kabel en beveiliging) ......................29 1.4.4 Draadkleur ....................................................................................................30

Project 1 Motorsturing met frequentieomvormer

Page 2: Project 1 Motorsturing met frequentieomvormer - Telenet.beusers.telenet.be/deeviet/motorsturing met frequentieomv V3.pdf · Project 1: Aandrijving ventilator met frequentieomvormer

Project 1: Aandrijving ventilator met frequentieomvormer (V3; okt 05) VTI-Beringen I.Maesen.

2

1.1 Omschrijving

1.1.1 Opstellingsschema De rotatiefrequentie van een driefasige asynchrone motor (bijv. ventilator) kan geregeld worden met een frequentieomvormer.

Fig. 1 Opstellingsschema Gegevens motor

220/380 V; 1,9/1,1 A; 0,37 kW (Motor met oude spanningsaanduidingen) 1360 min-1 (tr/min) ; cosö = 077 ; ç = 0.55

1.1.2 Algemene werking De rotatiefrequentie van een ventilator wordt geregeld met een frequentieomvormer. De ventilator wordt aangedreven door een driefasige asynchrone motor. Het in-en uitschakelen van de motor en de frequentieomvormer gebeurt met een start- stopschakeling. Op de kastdeur bevinden zich de hoofdschakelaar (lastscheider), de start- en stopschakelaar, de potentiometer om de rotatiefrequentie in te stellen en een controlelamp. De controle lamp brandt als de ventilator ingeschakeld is. In de schakelkast wordt een contactdoos en kastverlichting (TL-lamp 18 W) voorzien. Beide kringen blijven onder spanning staan als de hoofdschakelaar geopend wordt. De kastverlichting gaat automatisch aan bij het openen van de kastdeur.

1.2 Vakkenintegratie Basisdoelstellingen die aan bod (kunnen) komen:

1.2.1 Realisaties elektriciteit 8.1.5 Het werk plannen. (schema’s en werkopgaven, materiaal en gereedschappen,

eigen administratie) 8.9.1 De gepaste industriële laagspanningsverdeelkast /schakelkast monteren en

plaatsen.

1: Hoofdschakelaar 2: Start 3: Stop 4: Potentiometer 5: Signalisatielamp 6: Driefasige motor (ventilator) 7: Eénfasige voedings- kabel 8: CEE-stopcontact

Page 3: Project 1 Motorsturing met frequentieomvormer - Telenet.beusers.telenet.be/deeviet/motorsturing met frequentieomv V3.pdf · Project 1: Aandrijving ventilator met frequentieomvormer

Project 1: Aandrijving ventilator met frequentieomvormer (V3; okt 05) VTI-Beringen I.Maesen.

3

8.9.2 De componenten in een industriële laagspanningsverdeelkast / schakelkast schikken en monteren.

8.9.5 Aan de hand van schema’s en lijsten en gebruik makend van het gepaste hulpmateriaal een industriële laagspanningsverdeelkast / schakelkast / werfkast bedraden en de voedingskabels aansluiten.

8.9. 6 De kabels en draden (aders) correct van labels en etiketten voorzien. 8.10. 1 Motoren via hun aansluitbord en rekening houdend met de gegevens op de

kenplaat, aansluiten op de voeding en verbinden met motorsturingen en beveiligingssystemen in verschillende configuraties.

8.10.3 Een softstarter (en frequentieregelaar) plaatsen en aansluiten volgens de gegevens van de fabrikant.

8.10.4 De standaardinstellingen van een frequentieregelaar controleren en wijzigen volgens instructies.

8.13.1 Aan de hand van een gedocumenteerd dossier en gebruik makend van meetapparatuur en specifieke gereedschappen zelfstandig fouten opsporen in en herstellingen uitvoeren.

1.2.2 Installatiemethoden 6.6 1 De volgende componenten voor industriële installaties herkennen en toepassen in een aantal elektrische schema’s en daarbij de genormeerde symbolen en coderingen gebruiken. 2 Technische informatie (eigenschappen, karakteristieken, aansluitgegevens) over de volgende componenten voor industriële installaties zoeken via catalogi, cd-rom’s en Internet en een correcte keuze maken, met aandacht voor kwaliteit en kostprijs. 3 Aan de hand van de kleur de spanning van industriële stopcontacten herkennen en een verantwoorde keuze maken. 4 Aan de hand van de stroom een verantwoorde keuze maken uit de beschikbare types van industriële stopcontacten. 5 De verschillende bouwvormen en plaatsingswijzen van industriële stopcontacten toelichten. 6 De noodzakelijke hulpstukken voor industriële stopcontacten voor een specifieke toepassing bepalen. 7 De vereiste aansluitkabel bij een industrieel stopcontact voor een specifieke toepassing kiezen. 8 De industriële schakelaars indelen volgens hun constructieve en elektrische kenmerken en hun toepassingsgebied. 9 Scheidings-, last- en vermogenschakelaars in schema’s herkennen. 12 Diverse types van drukknoppen en signaallampen herkennen aan de hand van hun vorm en toepassingsgebied. 18 De onderdelen van een contactor herkennen en de werking verklaren. 19 Het verschil tussen de opkomspanning en de houdspanning van een contactor verklaren en de bedieningsspoelen kiezen in functie van de stuurspanning. 20 Het onderscheid tussen een vermogen- en een stuurcontactor verklaren. 21 De mechanische- en de elektrische levensduur van een contactor omschrijven en het verband met de te schakelen stroom bepalen via een grafiek. 22 De schakelklassen van contactoren toelichten en het schakellichaam kiezen in functie van spanning,stroom, klasse en schakelfunctie.

Page 4: Project 1 Motorsturing met frequentieomvormer - Telenet.beusers.telenet.be/deeviet/motorsturing met frequentieomv V3.pdf · Project 1: Aandrijving ventilator met frequentieomvormer

Project 1: Aandrijving ventilator met frequentieomvormer (V3; okt 05) VTI-Beringen I.Maesen.

4

23 De functie van een bluselement toelichten en het gepaste element kiezen voor een specifieke toepassing. 24 De inbouwmaten van een gekozen contactor en de geschikte montagewijze bepalen. 36 Het verschil tussen residentiële en industriële beveiligingen toelichten. 46 De afschakelkarakteristieken interpreteren toepassen. 47 Aandacht hebben voor de invloed van de omgevingstemperatuur bij industriële automaten. 48 Industriële automaten en hun hulpelementen kiezen in functie van specifieke eisen voor een bepaalde toepassing. 6.7 1 Het onderscheid tussen industriële schakel- en verdeelkasten toelichten. 5 Plaatsingstechnieken voor enkelvoudige kasten en de hierbij noodzakelijke gereedschappen omschrijven. 6 De labels voor een kast bepalen, rekening houdend met de betreffende AREI-veiligheids-voorschriften. 7 De componenten in een kast schikken en monteren volgens het schema van een logische kast-layout . 8 De correcte bedrading bepalen en de vereiste draadbussen en -schoenen herkennen. 9 Oordeelkundig de draad- en kabelnummering bepalen en op een schema aanbrengen. 6.8 1 Elektrische motoren en hun sturingen en beveiligingenn herkennen en toepassen in een aantal elektrische schema’s en daarbij de genormeerde symbolen en coderingen gebruiken: frequentieregelaar 2 Technische informatie (eigenschappen, karakteristieken, aansluitgegevens, beveiligingen) over elektrische motoren en hun sturingen zoeken via catalogi, cd-rom’s en Internet en een correcte keuze maken, met aandacht voor kwaliteit en kostprijs. 3 De bouw van een motor en de functie van de mechanische en elektrische onderdelen toelichten aan de hand van samenstellingstekeningen. 7 Een motoraansluitbord herkennen en de diverse aansluitmethoden van een aantal motortypes toelichten, rekening houdend met diverse motorsturingen (aanloopschakelingen, snelheidsregelingen, remsystemen, veiligheidsrelais…)

1.2.3 Automatisatie GEEN doelstellingen

1.2.4 Elektriciteit- Labo elektriciteit 5.4 Kooiankermotoren of de driefase inductiemotoren (Al de doelstellingen) 5.5.1 Samenstelling en werking van de eenfasige transfo (Al de doelstellingen) 5.5.2 Verliezen en rendement van een transfo (Al de doelstellingen) 5.5.4 Bijzondere transformatoren 1 De kenmerkende eigenschappen van de veiligheidstransfo toelichten. 5.7.2 Belasten van een asynchrone motor

Page 5: Project 1 Motorsturing met frequentieomvormer - Telenet.beusers.telenet.be/deeviet/motorsturing met frequentieomv V3.pdf · Project 1: Aandrijving ventilator met frequentieomvormer

Project 1: Aandrijving ventilator met frequentieomvormer (V3; okt 05) VTI-Beringen I.Maesen.

5

2 Door vergelijking van de koppelrotatiefrequentiekarakteristiek van motor en belasting besluiten of de gekozen motor geschikt is om de belasting aan te drijven. 5.7.3 Aanpassen van de rotatiefrequentie 1 Op basis van de wiskundige uitdrukking van de slip, de verschillende mogelijkheden om snelheidregeling te realiseren, toelichten. 4 Het blokschema van het vermogengedeelte van een frequentieregelaar kunnen schetsen en de functie van elk blok uitleggen. 5 Het belang van de spanning-frequentie verhouding toelichten, ook bij oversynchrone werking en soort U/F-verhouding koppelen aan het soort belasting (lineaire en kwadratische karakteristiek).

1.3 Installatiemethoden

1.3.1 De hoofdschakelaar Bij een schakelkast moet de hele installatie spanningsloos gemaakt kunnen worden door een Scheidingsschakelaar. In elektrische schakelingen onderscheiden we scheidingsschakelaars, lastschakelaars, vermogenschakelaars en combinaties van deze drie.

1.3.1.1 Scheidingsschakelaar, lastschakelaar en vermogenschakelaar

Fig. 2 lastscheider en vermogenschakelaars Bij een scheidingsschakelaar moet je heel duidelijk zien dat de spanning afgeschakeld is. Met een scheidingsschakelaar mag je geen stroom onderbreken omdat het schakelmechanisme daar niet voor geschikt is . Als je de scheidingsschakelaar bedient, moe je eerst de belasting met een andere schakelaar (last- of vermogenschakelaar) uitschakelen. Meestal wordt een scheidingsschakelaar gecombineerd met een lastschakelaar.

Page 6: Project 1 Motorsturing met frequentieomvormer - Telenet.beusers.telenet.be/deeviet/motorsturing met frequentieomv V3.pdf · Project 1: Aandrijving ventilator met frequentieomvormer

Project 1: Aandrijving ventilator met frequentieomvormer (V3; okt 05) VTI-Beringen I.Maesen.

6

Een lastschakelaar is zo gebouwd dat je er de normale belastingsstromen mee kan schakelen. De contacten kunnen de uitschakelstromen weerstaan en het uitschakelsysteem is zo gemaakt dat de snelheid waarmee de contacten openen, onafhankelijk is van de snelheid waarmee je de schakelaar bedient. Meestal wordt een scheidingsschakelaar gecombineerd met een lastschakelaar. Zo’n een schakelaar noem je een lastscheider. De schakelaar die we bij dit project gebruiken is van dit type. Een vermogenschakelaar is zo ontworpen dat hij grotere stromen dan de normale belastingsstroom kan onderbreken. Het is een beveiligingstoestel dat overbelastingstromen of kortsluitstromen kan onderbreken. Een installatieautomaat of een motorbeveiligingsschakelaar zijn vermogenschakelaars.

FF Zoek de tekenkundige symbolen om de contacten van een scheidings-, last-vermogenschakelaar en een lastscheider weer te geven in een stroombaanschema. « Scheidingsschakelaar: « Lastschakelaar: « Vermogenschakelaar: « Lastscheidingsschakelaar:

Fig. 3 tekenkundige symbolen van een scheider, lastschakelaar, vermogenschakelaar en

lastscheider Voor je project gebruik je een lastscheider (zonder ingebouwde smeltveiligheden) OOOeeefffeeennniiinnnggg 111::: Lastscheider

Zoek de bestelgegevens van de lastscheider op die je voor je project nodig hebt. Noteer je keuze in de materiaallijst op blz. 27. Zoekgegevens: switch, disconnector

FF Welke informatiebron heb je geraadpleegd? …………………………….

1.3.2 Drukknoppen en signaaleenheden Drukknoppen (push buttons) en ook signaallampen (pilot lamps) voor inbouw zijn vaak modulair opgebouwd. Je kunt ze volgens je eigen wensen samenstellen. De meest gebruikte combinaties zijn meestal ook als geheel te bestellen.

Page 7: Project 1 Motorsturing met frequentieomvormer - Telenet.beusers.telenet.be/deeviet/motorsturing met frequentieomv V3.pdf · Project 1: Aandrijving ventilator met frequentieomvormer

Project 1: Aandrijving ventilator met frequentieomvormer (V3; okt 05) VTI-Beringen I.Maesen.

7

Volgende figuur geeft een mogelijke opbouw.

Fig. 4 opbouw van modulaire schakel- en signaaleenheden

Fig. 5 contacten en contactblok van een modulaire schakelaar Enkele modellen van controlelampen uit één stuk:

Fig. 6 controlelampen

Page 8: Project 1 Motorsturing met frequentieomvormer - Telenet.beusers.telenet.be/deeviet/motorsturing met frequentieomv V3.pdf · Project 1: Aandrijving ventilator met frequentieomvormer

Project 1: Aandrijving ventilator met frequentieomvormer (V3; okt 05) VTI-Beringen I.Maesen.

8

Controlelampen kunnen ook in de drukknoppen geïntegreerd zijn (illuminated pussbuton).

1.3.2.1 Kleur van schakel-en signaaleenheden

De kleur voor de hoofden van de schakel-en signaaleenhden, zijn genormaliseerd. Dit kun je o.a. vinden in het handboek Elektrotechnisch tekenen schema’s lezen 3 (Wolters Plantyn) blz. 52. « Welke kleur moet de startdrukknop hebben? …………………. Groen « Welke kleur moet de stopdrukknop hebben? …………………. Rood « Welke kleur moet de controlelamp “in werking” hebben? …………………. Groen

1.3.2.2 Grootte van schakel-en signaaleenheden

Meestal zijn deze eenheden cilindrisch van vorm. Er komen ook rechthoekvormige eenheden voor, maar deze worden niet zoveel gebruikt in kastenbouw. Bij de cilindrische vormen zijn er volgende maten. Ze geven de diameter weer.

φ 22 mm (IEC-norm) (meest gebruikt) φ 30 mm (NEMA-norm).

OOOeeefffeeennniiinnnggg 222::: Zoek in een catalogus (boek, cd, internet…) de gegevens en de bestelnummers op van de elementen en de eventuele onderdelen voor de te bestellen drukknoppen en controlelamp.

Voeg eventueel een kopie uit de catalogus bij waar je de te bestellen stukken markeert. Noteer je keuze in de materiaallijst op blz. 27.

FFVink aan welke informatiebron(nen) je geraadpleegd hebt en noteer de naam van de firma! o Catalogus : …………………………………………………… o Digitale catalogus (cdrom, dvd,…) ………………………………….. o Internet ………………………………………………………………. o Andere : ………………………………… Eventueel te gebruiken websites: http://www.geindustrial.com/cwc/products?lang=en_US (Vynckier) http://ecatalog.schneider-electric.com/ (Télémecanique) http://www.siemens.com/index.jsp?sdc_p=t4c17z3s3uo1086159pnfl6mi1074798&sdc_sid=9569557026& (zoektermen in het Engels: push button – pilot lamp – pilot light –indicator lamp)

1.3.3 Contactoren 1.3.3.1 Principe

Contactoren of magneetschakelaars werken volgens het elektromagnetisch principe. In de contactor bevindt zich een spoel met ijzeren kern. Door een spanning U aan te

Page 9: Project 1 Motorsturing met frequentieomvormer - Telenet.beusers.telenet.be/deeviet/motorsturing met frequentieomv V3.pdf · Project 1: Aandrijving ventilator met frequentieomvormer

Project 1: Aandrijving ventilator met frequentieomvormer (V3; okt 05) VTI-Beringen I.Maesen.

9

sluiten op de spoel wordt de kern magnetisch en trekt een ijzeren anker aan. Via een mechanisme met veer worden contacten geopend of gesloten.

Fig. 7 principe van een magneetschakelaar Om de kern aan te trekken is er meer energie nodig dan om de kern aangetrokken te houden. Eenmaal de kern aangetrokken is, is er minder spanning nodig om de contactor bekrachtigd te houden. De veldlijnen ondervinden nu geen weerstand van de lucht. De spanning die nodig is om de kern aangetgrokken te houden noemt men de houdspanning. De spanning die nodig is om de contactor aan te trekken noemt men de stuurpanning. Het is die spanning die op de contactor vermeld is.

1.3.3.2 Vermogen- en stuurcontactoren

Vermogencontactoren schakelen de verbruikers of de belasting in. Het schakelmechanisme is geschikt om de grote belastingsstroom te kunnen schakelen. Vermogencontactoren kunnen ook voorzien zijn van hulpcontacten voor de realisatie van de stuurkring en de signalisatie. De schakelelementen van de hulpcontacten zijn niet geschikt om grote stromen te schakelen. Stuurcontactoren, hulpcontactoren of relais bezitten geen hoofdcontacten om de belasting in te schakelen. De schakelelementen zijn “lichter” uitgevoerd omdat ze alleen dienen om de stuurkring op te bouwen. Stuurcontactoren zijn kleiner van volume.

Page 10: Project 1 Motorsturing met frequentieomvormer - Telenet.beusers.telenet.be/deeviet/motorsturing met frequentieomv V3.pdf · Project 1: Aandrijving ventilator met frequentieomvormer

Project 1: Aandrijving ventilator met frequentieomvormer (V3; okt 05) VTI-Beringen I.Maesen.

10

Fig. 8 Vermogencontactor met hulpcontacten

Fig. 9 Hulpcontactor Om de hulpcontacten aan te sluiten worden soms kooiklemmen (cage clamps) of faston klemmen gebruikt. Bij dit soort klemmen gebeurt het aansluiten van de draden vlug. Via een opening duw je met een schroevendraaier de kooiklem open. Je steekt de geleider in de kooiklem en vervolgens trek je de schroevendraaier uit de drukopening. Een verend contact klemt nu de geleider. Bij fastonklemmen schuif je een kabelschoentje over het contactstiftje. Fig. 10 Kooiklemmen (cage clamp)

Fig. 11 Fastonklemmen

1.3.3.3 Keuze van een contactor

Hoofdzakelijk wordt de keuze van een contactor bepaald door:

Page 11: Project 1 Motorsturing met frequentieomvormer - Telenet.beusers.telenet.be/deeviet/motorsturing met frequentieomv V3.pdf · Project 1: Aandrijving ventilator met frequentieomvormer

Project 1: Aandrijving ventilator met frequentieomvormer (V3; okt 05) VTI-Beringen I.Maesen.

11

• De spoelspanning of stuurspanning, dat is de spanning waarmee de contacator bekrachtigd wordt. Zowel soort spanning (AC, DC of zowel AC en DC samen) als grootte van de spanning zijn criteria.

• De schakelspanning en schakelstroom die de contacten kunnen schakelen. • De gebruikscategorie, dit geeft aan welk soort belasting geschakeld mag

worden (AC1… AC3…) Zie verder. • Aantal en soort hoofdcontacten en hulpcontacten (NO of NC) • Montagemogelijkheden (railbevestiging, schroefbevestiging, …) • Aansluitmogelijkheden (faston-, cage clamp- schroefklemmen,….

1.3.3.4 Uitbreidingsmogelijkheden van contactoren

Meestal kunnen op contactoren een aantal modules bevestigd worden • extra hulpcontacten • vertragingsmodules (in- of uitschakelvertraging) • ontstoringsblok die bij gebruik van elektronische apparatuur zoals softstarter,

frequentieomvormer, … parallel over de spoel geplaatste wordt. De samenstelling van dit blokje is afhankelijk van de spoelspanning.

o DC : een diode o AC: een RC-netwerkje o AC en DC : een varistor

• thermisch uitschakelblok • …

Page 12: Project 1 Motorsturing met frequentieomvormer - Telenet.beusers.telenet.be/deeviet/motorsturing met frequentieomv V3.pdf · Project 1: Aandrijving ventilator met frequentieomvormer

Project 1: Aandrijving ventilator met frequentieomvormer (V3; okt 05) VTI-Beringen I.Maesen.

12

Fig. 12 opbouw modulaire contactoren

1.3.3.5 Gebruikscategoriën van contactoren

Bij het inschakelen van verbruikers treden er allerlei inschakelverschijnselen op. • Inschakelstroomstoten bij verbruikers (aanloopstromen bij motoren,

inschakelstroomstoot bij transformatoren, ontsteken van ontladingslampen …) • Bij capacitieve verbruikers is er een laadstroompiek. Ook bij het uitschakelen treden er fenomenen op: • Hoge zelfinductiespanningen met als gevolg boogvorming tussen de openende

contacten • Bij het omkeren van de draaizin of het omschakelen naar een andere snelheid van

een motor komt er energie vrij omdat de motor tijdelijk als generator werkt.

Page 13: Project 1 Motorsturing met frequentieomvormer - Telenet.beusers.telenet.be/deeviet/motorsturing met frequentieomv V3.pdf · Project 1: Aandrijving ventilator met frequentieomvormer

Project 1: Aandrijving ventilator met frequentieomvormer (V3; okt 05) VTI-Beringen I.Maesen.

13

Die fenomenen hebben een invloed op het uitschakelen. De schakelcontacten moeten die grote stromen (energie) kunnen weerstaan. Vonken tussen de contacten moeten zo vlug mogelijke “geblust” worden in de vonkenkamer. De snelheid waarmee de contacten openen, de afstand tussen de contacten kan belangrijk zijn bij de keuze van een contactor. Bovendien moet de contactor kunnen weerstaan aan de warmte die ontstaat bij het schakelen. Om een juiste keuze in functie van de belasting mogelijk te maken, werden volgens IEC-normen de contactoren ingedeeld in gebruikscategorieën. Standaard gebruikscategorieën wisselspanning (IEC 947-4-1)

AC1 Niet of weinig inductieve belastingen, ovens met verwarmingsweerstanden AC2 Starten en uitschakelen van sleepringmotoren AC3 Starten en uitschakelen in bedrijf van kooiankermotoren AC4 Starten, omkeren van de draaizin en intermitterend werking van

kooiankermotoren AC5a Schakelen van ontladingslampen AC5b Schakelen van gloeilampen AC6a Schakelen van transformatoren AC6b Schakelen van condensatorbatterijen AC7a Weinig inductieve belastingen voor huishoudelijke en analoge toepassingen AC7b Motoren in huishoudelijke toepassingen AC8a Schakelen van aandrijfmotoren van koelcompressoren met manuele reset

van de thermische beveiliging AC8b Schakelen van aandrijfmotoren van koelcompressoren met automatische

reset van de thermische beveiliging Intermitterend: kort na elkaar in- en uitschakelen, en/of omkeren van draaizin

Standaard gebruikscategorieën gelijkspanning (IEC 947-4-1) DC1 Niet of weinig inductieve belastingen, ovens met verwarmingsweerstanden DC3 Starten, omkeren van de draaizin en intermitterend werking van shuntmotoren.

Onderbreken tijdens de aanloop van die motoren. DC4 Starten, omkeren van de draaizin en intermitterend werking van seriemotoren

Onderbreken tijdens de aanloop van die motoren. DC6 Schakelen van gloeilampen

Om grote stromen te kunnen schakelen is er in de contactoren voor groot vermogen een vonkbluselement ingebouwd.

OOOeeefffeeennniiinnnggg 333::: Zoek in een catalogus (boek, cd, internet…) de gegevens en de bestelnummers op van de contactoren en eventuele uitbreidingsmodules die je nodig hebt voor dit project.

Voeg eventueel een kopie uit de catalogus bij waar je de te bestellen stukken markeert. Noteer je keuze in de materiaallijst op blz. 27.

FFVink aan welke informatiebron(nen) je geraadpleegd hebt en noteer de naam van de firma!

Page 14: Project 1 Motorsturing met frequentieomvormer - Telenet.beusers.telenet.be/deeviet/motorsturing met frequentieomv V3.pdf · Project 1: Aandrijving ventilator met frequentieomvormer

Project 1: Aandrijving ventilator met frequentieomvormer (V3; okt 05) VTI-Beringen I.Maesen.

14

o Catalogus : …………………………………………………… o Digitale catalogus (cdrom, dvd,…) ………………………………….. o Internet ………………………………………………………………. o Andere : ………………………………… Eventueel te gebruiken websites: http://www.gepowercontrols.com/47/72/87/96/?SMSESSION=NO http://www.klocknermoeller.com/ http://ecatalog.schneider-electric.com/ https://mall.automation.siemens.com/de/guest/index.asp?lang=en&nodeID=10018637&foldersopen=-5194-1-5195-5627-5628-5629-5630-&jumpto=5630 http://www.siemens.com/Daten/siecom/Belgium/eB/Internet/CoEE_Unitwide/WORKAREA/be_c_eit/templatedata/Francais/file/binary/e20001-a460-p302-x-7600_1177319.pdf

1.3.4 Industriële stopcontacten Om de vragen op te lossen, mag je gebruik maken van o Catalogus (boek) o Digitale catalogus (cdrom, dvd,…) o Internet o Andere : …………………………………

FFVink aan welke informatiebron(nen) je geraadpleegd hebt ! Eventueel te gebruiken websites: http://www.mennekes.com/ http://www.techna.biz/default.htm# http://www.gepowercontrols.com/47/72/78/10037/index.html#top (in voorbereiding) http://ecatalog.schneider-electric.com/ (Merlin Gerin) (Engelstalig) http://www.sintebros.com.sg/gw_plug.htm (Engelstalig) http://www.dynaking.com/pce/pce1999.htm http://www.powermite.co.za/prodindex/prodindex.htm (Engelstalig) http://www.ite.com.sg/industrial_plug&socket.html (Engelstalig) http://www.jediintl.com/Product/Low/INDUSTRIAL%20PLUG%20AND%20SOCKET/INDUSTRIAL%20PLUG%20AND%20SOCKET.htm (Engelstalig) (zoektermen in het Engels: industrial socket + plug)

1.3.4.1 Algemeen

Fig. 13 stekker en koppelstekker Fig. 14 wandcontactdoos

Page 15: Project 1 Motorsturing met frequentieomvormer - Telenet.beusers.telenet.be/deeviet/motorsturing met frequentieomv V3.pdf · Project 1: Aandrijving ventilator met frequentieomvormer

Project 1: Aandrijving ventilator met frequentieomvormer (V3; okt 05) VTI-Beringen I.Maesen.

15

Industriële stopcontacten zijn gebouwd volgens bepaalde normen: kleur, afmetingen, beschermingsgraad (IP), mechanische eigenschappen e.d.

1.3.4.2 Kleur en spanningen

De spanning van het stopcontact is herkenbaar aan de kleur. Welke kleur komt overeen met volgende genormaliseerde spanningen? « 24 V: ………………….. lila « 42 V: ………………….. wit « 110 V: ………………….. geel « 230 V: ………………….. blauw « 400 V: ………………….. rood « 500 V: ………………….. zwart « Kun je ook vinden welke kleur een contactdoos heeft voor hoge frequenties? ………………….. groen

1.3.4.3 Uitvoeringsvormen

Fig. 15 Uitvoeringsvormen industriële stopcontacten

Er zijn verschillende modellen verkrijgbaar afhankelijk van de toepassing en de montage. Als je een contactdoos in een schakelkast moet inbouwen, heb je een ander model nodig dan dat je gebruikt om een verlengkabel te maken. Noteer welke foto’s overeenstemmen met volgende uitvoeringsvormen. « Wandcontactdoos (wall mounted socket) ……………………1en 5

Page 16: Project 1 Motorsturing met frequentieomvormer - Telenet.beusers.telenet.be/deeviet/motorsturing met frequentieomv V3.pdf · Project 1: Aandrijving ventilator met frequentieomvormer

Project 1: Aandrijving ventilator met frequentieomvormer (V3; okt 05) VTI-Beringen I.Maesen.

16

« Inbouwcontactdoos (flush mounted socket) ……………………8

« Stekkers (plug) …………………… 2 en 4

« Koppelstekkers (connector) ……………………3 en 6 « Toestelcontactdozen (appliance inlet) ………………… 7

1.3.4.4 Stroomsterkten, aantal polen

Bij de bestelling van een industriële contactdoos moet je weten welke stroomsterkte de aansluiting moet kunnen weerstaan en hoeveel polen het stopcontact moet hebben. Dit is afhankelijk van het soort spanning (éénfasig of driefasig) en of er een aardingsgeleider aangesloten moet worden. Hoe groter de stroomsterkte des de dikker de pennen en de bussen van het stopcontact zijn. De afmetingen van de behuizing zijn ook groter bij een grotere stroomsterkte.

De vorm van het stopcontact is volgens de normen zo uitgevoerd dat je de stekker maar op één manier in de contactdoos of de koppelstekker kunt steken. Dit voorkomt uiteraard kortsluiting en gevaarlijke toestanden.

Zoek voor welke stroomsterkten de industriële contactdozen voorkomen « ……………………………..…………….. 16, 32 , 64, 125 A Hoeveel polen kunnen industriële contactdozen hebben? Vermeld de functie van de polen. « ……………………………….. 3 polen : L1, N, PE « ……………………………….. 4 polen : L1, L2, L3, PE « ……………………………….. 5 polen : L1, L2, L3, N, PE « ………………………………..

FF Zoek het tekenkundig symbolen om een 4 polige contactdoos in een stroombaanschema weer te geven.

1.3.4.5 Kabelinvoeren

Page 17: Project 1 Motorsturing met frequentieomvormer - Telenet.beusers.telenet.be/deeviet/motorsturing met frequentieomv V3.pdf · Project 1: Aandrijving ventilator met frequentieomvormer

Project 1: Aandrijving ventilator met frequentieomvormer (V3; okt 05) VTI-Beringen I.Maesen.

17

Stekkers kunnen meestal twee verschillende kabelinvoeren hebben, welke? « ……………………………….. soepele kabelingang « ……………………………….. wartel

OOOeeefffeeennniiinnnggg 444::: Welke bestelnummers moet je doorgeven om het stopcontact van dit project te bestellen?

Vermeld ook de typische kenmerken van het product (spanning, polen,…..) Noteer je keuze in de materiaallijst op blz. 27.

1.3.5 De frequentieomvormer 1.3.5.1 Algemeen

Een frequentieomvormer is een elektronisch toestel waarmee je de rotatiefrequentie van een asynchrone of synchrone motor regelt. De netspanning U1 kan éénfasig of driefasig zijn. De frequentieomvormer vormt de grootte en de frequentie van de netspanning om tot een aangepaste motorspanning U2. De waarde van de spanning U2 die naar de motor gaat, kan nooit groter zijn dan de spanning U1 die de frequentieomvormer voedt.

1.3.5.2 Keuze van de frequentieomvormer

§ De keuze van de frequentieomvormer wordt voornamelijk bepaald door: § De spanning van de motor, die moet gelijk zijn aan de nominale uitgangsspanning

van de omvormer. § Het vermogen van de motor, dit mag niet groter zijn dan het nominale vermogen

van de omvormer. § Soort belasting en de wijze waarop die belasting versneld en vertraagd (geremd)

moet worden. Als de belasting heel actief versneld en vertraagd moet worden, of als de snelheidsregeling heel nauwkeurig moet zijn, dan kies je voor een vectorgestuurde omvormer. In de meeste gevallen volstaat een - iets goedkopere – klassieke sinusgestuurde of scalaire omvormer (zie lessen elektriciteit).

§ De besturingsfuncties die nodig zijn voor de toepassing (aantal instelbare snelheden, mogelijkheden om de motor te remmen, wijze van aansturing,…)

1.3.5.3 Beveiligen van de motor en frequentieomvormer tegen kortsluiting en overbelasting

In de frequentieomvormer zit een elektronische motorbeveiliging. Als de stroom naar de motor de ingestelde waarde overschrijdt dan schakelt de frequentieomvormer de motor uit. Die waarde moet je ingeven, je neemt meestal de waarde die je op het kenplaatje van de motor vindt. Je moet dus geen afzonderlijke thermisch-magnetische motorbeveiliging (pkzm) plaatsen.

Page 18: Project 1 Motorsturing met frequentieomvormer - Telenet.beusers.telenet.be/deeviet/motorsturing met frequentieomv V3.pdf · Project 1: Aandrijving ventilator met frequentieomvormer

Project 1: Aandrijving ventilator met frequentieomvormer (V3; okt 05) VTI-Beringen I.Maesen.

18

De voedingskring van de omvormer moet je beveiligen tegen kortsluiting. In de handleiding vind je welke stroom de omvormer uit het net neemt. De waarde van de beveiliging neem je juist iets groter. Soms kun je in de handleiding de waarde van de beveiliging aflezen.

1.3.5.4 Kabel motor – frequentieomvormer

De kabel die van een frequentieomvormer naar de motor gaat moet afgeschermd zijn. De afscherming moet aan beide uiteinden met de aardingsklem verbonden worden; in de kast aan de aardingsrail en aan de motorkant aan de aardingsklem van de motor.

1.3.5.5 Bedrading stuurkringen

De draden van de stuuringangen van de omvormer moeten getwist of afgeschermd zijn. De afscherming moet aan de kant van de omvormer geaard worden. Stuurbedrading bijvoorkeur niet langs de vermogenleiding plaatsen.

1.3.5.6 Parametreren en besturingsfuncties van de omvormer

Hier volgt een opsomming met beknopte uitleg voor de belangrijkste functies en parameters die je bij de meeste omvormers vindt. De functies moet je meestal instellen. Vaak moet je keuzes maken tussen verschillende mogelijkheden en bepaalde waarden ingeven. Een aantal functies kun je dan activeren via stuuringangen. De stuuringangen kun je meestal aan een functie toewijzen. Zo kan je bijvoorbeeld vastleggen, dat als je ingang 2 hoog maakt de motor geremd wordt. Dit instellen, noemt men parametreren van de omvormer. De codes die in het menu kunnen gebruikt worden, staan tussen haakjes. Ze zijn afhankelijk van het merk van omvormer. De codes die hier vermeld werden, zijn die van de ALTIVAR. Een aantal codes vind je ook terug bij andere merken. Draairichting (FW of RV) FW (voorwaarts, uurwijzerzin of rechtsom) of RV (achterwaarts, tegen uurwijzerzin of linksom) Motorfrequentie (bfr) Je kunt 50 of 60 Hz kiezen. Onze motoren werken vrijwel altijd op 50Hz. Thermische motorstroom (Ith) Dit dient om de motor te beschermen tegen overbelasting. Stel de waarde in die je vindt op het kenplaatje van de motor. Stoppen Keuze tussen vrij uitlopen en gecontroleerd tot stilstand komen. Bij vrij uitlopen, wordt de stoptijd bepaald door de massatraagheid van de motor en de belasting. Hoe groter die belasting, des te langer duurt het alvorens de motor volledig tot stilstand gekomen is.

Page 19: Project 1 Motorsturing met frequentieomvormer - Telenet.beusers.telenet.be/deeviet/motorsturing met frequentieomv V3.pdf · Project 1: Aandrijving ventilator met frequentieomvormer

Project 1: Aandrijving ventilator met frequentieomvormer (V3; okt 05) VTI-Beringen I.Maesen.

19

Bij gecontroleerd tot stilstand komen, bepaal je zelf de stoptijd (ramptime). Je kunt soms ook de tijd instellen waarbij de motor moet stoppen bij het bedienen van de noodstop. Gelijkstroomremming (DCB). Door de motor op een bepaalde manier aan te sluiten op gelijkspanning, zal de motor krachtig remmen. Meestal laat je eerst de motor gecontroleerd stoppen. Snelheden Je kunt manueel de snelheid met een potentiometer instellen. Je kunt ook de gewenste snelheid automatische laten kiezen via de analoge ingang waar een veranderlijke spanning of stroom ingestuurd wordt. In het menu moet je instellen welk soort analoog signaal gelezen wordt (enkele voorbeelden: 0 –20 mA, 4 – 20 mA, 0 – 10 V) Bij de meeste omvormers kun je een aantal referentiesnelheden of voorkeursnelheden instellen, die je via de stuuringangen oproept. Snelheidsgrenzen (LSP en HSP) Om problemen bij te lage of te hoge snelheden te vermijden kun je de minimum (LSP) en de maximum (HSP) frequentie van de spanning instellen. De maximum frequentie kun je hoger instellen dan de netfrequentie (50 Hz). Hierdoor kun je rotatiefrequenties van de motor bekomen die veel groter zijn dan die op het kenplaatje van de motor staan. Dit gebeurt echter alleen bij uitzonderlijke toepassingen. Versnellingstijd en vertragingstijd (Acc en dec) Bij de versnellings- of acceleratietijd geef je de tijd in waarbij de motor zal versnellen tot de gewenste hoger snelheid. Bij de vertragings- of deceleratietijd bepaal je de tijd waarin de motor vertraagt tot een lagere snelheid of tot stilstand. Keuze van de U/f-verhouding (Ufr)

Bij een vectorgestuurde omvormer is die instelling er niet. Je maakt eerst een keuze voor de lineaire of de kwadratische grafiek. Voor de meeste toepassingen (transportbanden, liften, roltrappen, mixers, liften, robots,…) kies je de lineaire grafiek (constant koppel). Een kwadratisch koppel kies je voor ventilatoren, centrifugaalpompen en compressoren. Soms kun je ook kiezen voor een constant vermogen: wikkelmachines, textielmachines, werktuigmachines). Neem bij twijfel de lineaire grafiek.

Page 20: Project 1 Motorsturing met frequentieomvormer - Telenet.beusers.telenet.be/deeviet/motorsturing met frequentieomv V3.pdf · Project 1: Aandrijving ventilator met frequentieomvormer

Project 1: Aandrijving ventilator met frequentieomvormer (V3; okt 05) VTI-Beringen I.Maesen.

20

Bij de lineaire grafiek kan je verder nog specificaties kiezen.

Slipcompensatie Dit stel je in bij asynchrone motoren, niet bij synchrone motoren. Soms kun je de slipcompensatie gewoon in of uit schakelen, soms moet je ook een waarde ingeven. IR- of startcompensatie Door dit in te stellen krijg je een iets hoger koppel bij lagere frequenties.

Page 21: Project 1 Motorsturing met frequentieomvormer - Telenet.beusers.telenet.be/deeviet/motorsturing met frequentieomv V3.pdf · Project 1: Aandrijving ventilator met frequentieomvormer

Project 1: Aandrijving ventilator met frequentieomvormer (V3; okt 05) VTI-Beringen I.Maesen.

21

OOOeeefffeeennniiinnnggg 555::: Kies in functie van het motorvermogen een geschikte frequentieomvormer voor je project en verantwoord je keuze.

Noteer je keuze in de materiaallijst op blz. 27. Verantwoord je keuze Nominaal vermogen omvormer : ……….…0,37 kW

Vermogen motor: ………….0,37 kW Uitgangsspanning omvormer: …………. 230 V Spanning motor: …………. 220/380 V

Motor in ster of driehoek? ……………………driehoek Documentatie: Altivar 16 http://www.graybar.com/automation/ga_manuals/Drives/atv16/SELECT/02CT9301.PDF andere handleidingen Altivar/Schneider vind je op: http://www.schneider-electric.be/Nl/2ac/documentation/documentationitem.asp?a=7 handleidingen Siemens: http://www.siemens.nl/ind_portal/EBusiness/internet.asp Los volgende vragen op met behulp van de documentatie. « Wanneer is meestal de voedingsspanning voor de frequentieomvormer driefasig? ……………..……….. Bij grote vermogens

« Hoeveel snelheden kun je op voorhand vast leggen? ……………..……….. Eén, met de optiemodule vier « Welke waarde moet de potentiometer hebben? ……………..……….. 2,5 k Ù « Welke stroom (nominale waarde) neemt de omvormer uit het net op? ……………..……….. 4 A « Tussen welke grenzen kan de frequentie ingesteld worden? ……………..……….. van 0,1 tot 50/60 Hz of tot 200/400 met een optiemodule. « Welke U/f-verhouding (of welk belastingskoppel) kun je instellen? ……………..……….. Zonder optie kaart is enkel een constant koppel voor handen. Met optiecards kun je ook een variabel koppel en een constant koppel voor hoge belasting instellen. Voor dit project zou de beschikbare frequentieomvormer dus eigenlijk moeten beschikken over een optiekaart voor ventilatoren. (We hebben die niet.)

1.3.6 Keuze van de motor Om een motor te kiezen in een catalogus moet je een aantal parameters kennen:

Page 22: Project 1 Motorsturing met frequentieomvormer - Telenet.beusers.telenet.be/deeviet/motorsturing met frequentieomv V3.pdf · Project 1: Aandrijving ventilator met frequentieomvormer

Project 1: Aandrijving ventilator met frequentieomvormer (V3; okt 05) VTI-Beringen I.Maesen.

22

• Het soort motor (AC of DC, synchrone of asynchrone motor, éénfasig, driefasige, dahlander,…)

• Het materiaal van het motorhuis (aluminium, staal of gietrijzer). • Het aantal polen of de rotatiefrequentie. • De omgeving waar de motor geplaatst wordt (EX-motor?) • Aansluitspanning • Het vermogen van de motor • Met of zonder reductiekast • De bouwvorm (voet of flensmontage, asuiteinde,…) • Koelwijze (IC) • Isolatieklasse • IP-klasse • …

1.3.6.1 Het materiaal van het motorhuis of het frame

Aluminium • een zeer goede weerstand tegen corrosie, • kleine massa, weegt ongeveer 1/3 minder dan een gietijzeren huis, • een zeer goede warmtegeleiding, deze motoren kunnen bij hogere temperaturen

gebruikt worden, • duur. Staal (steel , iron) • mechanisch sterker dan aluminium, • staal heeft een hogere trekweerstand dan gietijzer, • voor algemeen gebruik (is meestal niet in kleine vermogens verkrijgbaar). Gietijzeren (cast iron) • gietijzer is veerkrachtiger, • geschikt voor toepassingen met uitzonderlijke trillingen en schokken, • toepassingen die zware inspanningen van de motor vragen, • explosieveilige motoren worden meestal uit gietijzer vervaardigd.

1.3.6.2 Aantal polen – rotatiefrequentie

In de les elektriciteit heb je geleerd dat er een verband is tussen beiden. Geeft hier de formule die het verband weergeeft tussen de rotatiefrequentie van het draaiveld en het aantal polen:

« n = …………….. s-1 p

fn =

In de catalogie is de rotatiefrequentie meestal in omwentelingen per minuut gegeven. De formule wordt dan:

« n = …………….. min-1 p

fn

60⋅=

Page 23: Project 1 Motorsturing met frequentieomvormer - Telenet.beusers.telenet.be/deeviet/motorsturing met frequentieomv V3.pdf · Project 1: Aandrijving ventilator met frequentieomvormer

Project 1: Aandrijving ventilator met frequentieomvormer (V3; okt 05) VTI-Beringen I.Maesen.

23

De werkelijke rotatiefrequentie van de rotor, zal bij een asynchrone motor lager zijn omwille van de slip (zie les elektriciteit). Zo zal het draaiveld van een 2-polige motor een rotatiefrequentie hebben van 3 000 min-1 maar de rotatiefrequentie van de rotor is bijvoorbeeld 2 830 min-1. De rotatiefrequentie (speed) wordt ook vaak met RPM (rotation per minute) aangegeven. Welke is de hoogste rotatieferquentie die draaiveld van een motor kan hebben? « ……………..s-1 (50 ) of ………………… min-1. (3 000 ) « Hoeveel polen heeft de motor dan? ………….. (2 ; p = 1)

1.3.6.3 Vermogen van de motor

Het vermogen van de motor kan in Watt (W) of in hp (horsepower) of pk (paardenkracht) weergegeven zijn. « Zoek het het verband tussen die eenheden: 1 pk = ……… kW 1pk = 0,735W Welke informatiebron gebruikte je? (www, boek,…): …………………………………………

1.3.6.4 Bouwvorm

De bouwvorm wordt door een code aangegeven die begint met de letters IM (International Mounting). Er worden twee systemen van codering aangewend, IM I en IM II. De IM-code geeft voornamelijk inlichtingen over het monteren van de motor. Uit de code kun je volgende bijzonderheden afleiden: - Opstellingswijze (horizontaal, verticaal), - Aanwezigheid van lagers en/of lagerschilden, - Bevestigingswijze aan de machine (met voet of flens), - Uitvoering van het aseinde. De eerste IM-code bestaat het langst en heeft een beperkt aantal mogelijkheden. Ze bestaat uit een letter (A,B,C,D,V of W) en een cijfer gevolgd door één of meer cijfers, bv. IM B3. Voor motoren zijn de belangrijkste letters: • A: horizontale opstelling • V: verticale opstelling De tweede IM-code bestaat uit vier cijfers, bv. IM 1001. Tussen code I en code II is er een verband, de volgende figuren geven een overzicht van de veel voorkomende combinaties:

Page 24: Project 1 Motorsturing met frequentieomvormer - Telenet.beusers.telenet.be/deeviet/motorsturing met frequentieomv V3.pdf · Project 1: Aandrijving ventilator met frequentieomvormer

Project 1: Aandrijving ventilator met frequentieomvormer (V3; okt 05) VTI-Beringen I.Maesen.

24

(als bij bovenstaande flensmotoren gaten zonder schroefdraad bezitten, wordt in de eerste kolom 6 vervangen door 0 en in de tweede kolom wordt de 1 vervangen door 0.)

1.3.6.5 D-zijde van de motor

De D-zijde (Drive-end, D-end) van een motor is die kant van de motor waar het vermo-gen wordt afgenomen. (In Nederlandstalige teksten spreekt men soms van A-zijde en B-zijde.) Voor machines met twee aseinden kan je de D-zijde als volgt vinden : • het aseinde met de grootste diameter • de aansluitdoos wordt vanuit de D-zijde rechts gezien

1.3.6.6 Draaizin van de motor

Page 25: Project 1 Motorsturing met frequentieomvormer - Telenet.beusers.telenet.be/deeviet/motorsturing met frequentieomv V3.pdf · Project 1: Aandrijving ventilator met frequentieomvormer

Project 1: Aandrijving ventilator met frequentieomvormer (V3; okt 05) VTI-Beringen I.Maesen.

25

Krachtens internationale afspraken, moet een 3f.-motor rechts of in uurwijzerzin (CW: clockwise) draaien (vanaf de D-zijde gezien) als de motorklemmen U, V, W, respectievelijk verbonden zijn met de netdraden L1, L2, L3. In de klemmendoos zijn de onderste klemmen in volgorde: U1, V1 en W1.

OOOeeefffeeennniiinnnggg 666::: Keuze Motor

Kies voor je project een motor met de hoogst mogelijke rotatiefrequentie. De gegevens van de motor vind je op bladzijde 2. Noteer je keuze in de materiaallijst op blz. 27. Welke informatiebron gebruikte je? (www, boek,…): …………………………………………………………………………………………

FF Zoek in een catalogus voor motor van 55kW-2p het rendement (efficiency), de arbeidsfactor (powerfactor) op bij verschillende belastingen van een motor. Noteer eveneens de stroomsterkte (current) en het koppel (torque) bij volledige belasting (full laod) , de verhouding van aanloopstoom/nominale stroom (current ratio) en de verhouding van aanloopkoppem/nominaalkoppel (torque ratio)

P p RPM Full load current

Full laod torque

Efficiency Powerfactor Direct on line

Full load

3/4 ½ Full load

3/4 ½ Is/In Ts/Tn

(kW) (A) (Nm) 55 2 1470 97 357 93 93,2 92,7 0,88 0,84 0,78 6,7 2,3

Eventueel te gebruiken websites: http://library.abb.com/GLOBAL/SCOT/scot259.nsf/VerityDisplay/760565BDAD80FBF5C2256FDC003F2C8D/$File/Catalogue%20GenPurpMotors_GB_12_2004%20RevC.pdf (ABB pdf-catalogus AC-motoren) http://www.abb.com/ http://www.electric-motors.co.uk/ (Brook Crompton) http://www.leroy-somer.com/ https://mall.automation.siemens.com/WW/guest/

1.3.7 Kast lay-out en keuze kast 1.3.7.1 keuze van een kast

De keuze van de kast wordt hoofdzakelijk bepaald door: • de functie van de kast

o gewone schakelkast o lessenaar o PC-kast o ……

• de omgeving waar de kast moet geplaatst worden. o Binnen of buiten

Page 26: Project 1 Motorsturing met frequentieomvormer - Telenet.beusers.telenet.be/deeviet/motorsturing met frequentieomv V3.pdf · Project 1: Aandrijving ventilator met frequentieomvormer

Project 1: Aandrijving ventilator met frequentieomvormer (V3; okt 05) VTI-Beringen I.Maesen.

26

o Explosiegevaarlijke ruimte o Agressieve omgeving o …..

Kasten worden in verschillende materialen gebouwd: • Plaatstaal (gelakt of poedercoating): binnenkast in niet agressieve omgeving • Roestvrijstaal (inox): speciale toespassingen • Aluminium (met poederlakbehandeling) : Hoge corrosiebestendigheid. Voor ruwe

omgevingen waar een robuuste behuizing absoluut noodzakelijk is. Buitenkasten • Glasvezelversterkt polycarbonaat : kleinere kunststofkasten, zeer stevig meestal

gebruikt als klemmenkast of voor elektronica in een agressieve omgeving. • Glasvezelversterkt polyester: grote kunststofkasten geschikt voor buiten of voor

agressieve omgeving

1.3.7.2 Oefening

Los de vragen op! Je mag gebruik maken van o Catalogus (boek) : …………………………………………………………… o Digitale catalogus (cdrom, dvd,…) …………………………………………. o Internet: ……………………………………………………………………… o Andere : ………………………………………………………………………

FFVink aan welke informatiebron(nen) je geraadpleegd hebt en vermeld de firma! Eventueel te gebruiken websites: http://www.rittal.be/index.cfm http://www.sarel.be/nl/ http://catalog.geindustrial.com/index_pc.jsp?Lang=NL&CC=BE&Profile=benlp&TreeID=111&sNode=111&Exp=Y « Wat zijn EMC-kasten? ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… Deze kasten bieden bescherming tegen hoogfrequente invloeden. Ze hebben een sterkere afscherming van gevoelige apparatuur of uitstralende componenten. « Uit welk materiaal zijn EMC-kasten vervaardigd? ……………………………… ………………………………………… plaatstaal met aluminium verzinkt oppervlak « Uit welk materiaal zijn Ex-kasten vervaardigd? ………………………………… ………………………………………… roestvrijstaal (inox) of kunststof « Waarom worden sommige kasten gekoeld? ……………………………………… …………………………………………………………………………………………

Page 27: Project 1 Motorsturing met frequentieomvormer - Telenet.beusers.telenet.be/deeviet/motorsturing met frequentieomv V3.pdf · Project 1: Aandrijving ventilator met frequentieomvormer

Project 1: Aandrijving ventilator met frequentieomvormer (V3; okt 05) VTI-Beringen I.Maesen.

27

………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… Het vermogenverlies van elektrische en elektronische componenten wordt in de vorm van warmte aan de omgeving afgegeven. Die warmte kan schadelijk zijn voor elektronische componenten, waardoor de levensduur aanzienlijk wordt verkort. « Geef enkele mogelijkheden om kasten te koelen: ………………………………………………………………………………………… (koelaggregaat, ventilatoren) « Waarom worden sommige kasten verarmd? ……………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… Dit voorkomt storingen (bepaalde elektronische componenten gedragen zich anders bij te lage temperaturen), corrosievorming en bevriezing in schakelkasten. Ze helpen ook bij het voorkomen van condensvorming bij kasten die buiten opgesteld staan.

1.3.7.3 Opdracht

FF • Maak een potloodschets van de samenstelling van de kast. • Hou rekening met de grootte van de toestellen en de eventuele ruimte voor

afkoeling (frequentieomvormer). • Plaats draadgoten waarbij je voldoende afstand tot de toestellen houdt om een

gemakkelijke aansluiting mogelijk te maken. • Voorzie wat reserveruimte voor een eventuele uitbreiding of aanpassing. • Kies dan een kast. • Als je keuze van de kast gemaakt is pas je de schets aan en maak een definitieve

tekening (kastlay-out). Je mag gebruik maken een PC en een tekenpakket. Noteer je keuze in de materiaallijst op blz. 27.

1.3.8 Materiaallijst Met het tekenpakket kun je een materiaallijst genereren. Stel zelf ook een lijst op met de materialen die je hiervoor opgezocht hebt. Een aantal componenten heb je in het voorgaande niet specifiek bestudeerd, zoek daar ook de bestelgegevens van op.

Page 28: Project 1 Motorsturing met frequentieomvormer - Telenet.beusers.telenet.be/deeviet/motorsturing met frequentieomv V3.pdf · Project 1: Aandrijving ventilator met frequentieomvormer

Project 1: Aandrijving ventilator met frequentieomvormer (V3; okt 05) VTI-Beringen I.Maesen.

28

Nr Omschrijving Merk Bestelnr. Aantal

1 Lastscheider (Switch disconnetor) 12A rotary handle

Télémécanique VCDN12

2 Drukknop (start) φ 22 mm groen NO (C ) Télémécanique XB4BPS31EX

3 Drukknop (stop) φ 22 mm rood NO (C ) Télémécanique XB4BP42EX

4 Controlelamp φ 22 mm with build-in LED, 24V AC/DC

Télémécanique XB4BVB3EX

5 Contactor 3p 24VAC 50H 0NO 0NC Andere keuze: 3p 24VAC 50H 1NO 1NC AC3

Klockner Moeller Télémécanique

DIl00M041764 LC1-D09B7

6 Hulpcontacten 2NO 2NC Hulpcontacten 2NO

Klockner moeller Télémécanique

22DILM LAD-N20

7 Ontstoringsmodule Ontstoringsmodule

Klockner Moeller Télémécanique

RCBDIC48 LAD-4RCE

8 Inbouwconcactdoos, schuin, 2 polig+PE, 16 A, 230V

General Electric (Vynckier)

091/1463-000

9 Stekker met soepele kabelingang, 2 polig + PE, 16 A, 230 V

General Electric (Vynckier)

091/248-000

10 Frequentieomvormer 0,37W (Altivar 16) Schneider (Telemécanique)

ATV16 U09M2

11 Cast Iron 2 pole 50Hz | 0.75(kW) 3f Brook Crompton

T-DF80MA

12 Schakelkast 13 Installatieautomaat 2p 4A Ik = 6000 D-

curve General Electric (Vynckier

099/36204-000

14 15 16 17 18 19

1.4 Dossier project voor het vak Realisaties Handleiding frequentieomvormer: http://www.graybar.com/automation/ga_manuals/Drives/atv16/SELECT/02CT9301.PDF

1.4.1 Tekeningen § Maak een stroombaanschema van de hoofdkringskring. § Maak een stroombaanschema van de bedieningsskring.

Page 29: Project 1 Motorsturing met frequentieomvormer - Telenet.beusers.telenet.be/deeviet/motorsturing met frequentieomv V3.pdf · Project 1: Aandrijving ventilator met frequentieomvormer

Project 1: Aandrijving ventilator met frequentieomvormer (V3; okt 05) VTI-Beringen I.Maesen.

29

§ Teken de kastlay-out (zie 1.3.7.3) § Genereer een bedradingslijst, een kabellijst en een materiaallijst.

Zie bijlagen WS-CAD

1.4.2 Opdrachten - Verzamel aan de hand van de materiaallijst het elektrisch materiaal. Indien het

onderdeel niet voor handen is, zoek je een gelijkwaardig product op. Maak gebruik van catalogus, cd-rom of internet.

- Bouw de kast volgens de kastlayout die je maakte in de les installatiemethoden. Hou rekening met montagevoorschriften van de toestellen (o.a. frequentieomvormer).

- Realiseer de elektrische verbindingen volgens de gegeven stroombaantekeningen. - Kies juiste draadkleur en draaddoorsnede. - Nummer elke draad aan het begin en aan het einde. - Parametreer de frequentieomvormer met behulp van de handleiding. - Sluit de motor correct aan - Test de schakeling, zoek en corrigeer eventuele fouten.

1.4.3 Aansluiting motor (keuze Y of Ä, keuze kabel en beveiliging)

1.4.3.1 Ster of driehoek?

« Uitgangsspanning omvormer:………………… 3 x 230 V « Spanningsaanduiding motor: …………………. 230/400 V « Kan je die motor aansluiten op de omvormer? Waarom? ………………………………………………………………………………………….

Ja, de driefasige aansluitspanning moet 230 of 400 V zijn « Indien ja, moet je de motor in ster of in driehoek aansluiten? Leg kort uit waarom. …………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………….

In driehoek omdat de spoelspanning 230 V moet zijn?

1.4.3.2 Keuze van de aansluitkabel en kortsluitbeveiliging

Om de vragen op te lossen, mag je gebruik maken van o handboek: …………………………………….. o Catalogus (boek) o Digitale catalogus (cdrom, dvd,…) o Internet o Andere : …………………………………

FFVink aan welke informatiebron(nen) je geraadpleegd hebt ! Eventueel te gebruiken websites voor het bepalen van het soort kabel: http://www.brant.be/kabel.html http://www.btvcontrol.be/pdf/LEIDINGEN.PDF (berekenen van kabels) http://www.helukabel.nl/ http://jobarco.com/content/producten.php

Page 30: Project 1 Motorsturing met frequentieomvormer - Telenet.beusers.telenet.be/deeviet/motorsturing met frequentieomv V3.pdf · Project 1: Aandrijving ventilator met frequentieomvormer

Project 1: Aandrijving ventilator met frequentieomvormer (V3; okt 05) VTI-Beringen I.Maesen.

30

http://jobarco.com/content/zoek.php?groepid=2029 (zoeken van een kabel) http://www.eldra.nl/downloads/brochures/Eldra_Hs3.pdf http://www.eupen.com/cable/power/consumer/power0310.html (Engelstalig maar eenvoudig zoekprogramma) http://www.lapplimited.co.uk/products/bscableintro.htm (Engelstalig) http://www.intlcordsets.com/wirescables/(Engelstalig) http://www.kabeltec.de/htm_eng/lieferprogramm/programm_main.htm(Engelstalig)

« Welke stroom neemt vloeit er bij volledige belasting naar de motor? …………………. 1,9 A « Welke doorsnede moet de voedingskabel voor de kast dan minimum hebben? …………………. 1,5 mm2 « Welke kabel neem je? (Soort, doorsnee) Het toestel wordt in een gewone “droge” ruimte geplaatst. …………………. H05 RR-FF 4G1,5 A of HO7 RN-F 4G1,5

1.4.3.3 Keuze van de beveiliging

« Vind je in de handleiding van de frequentieomvormer welke automaat je moet plaatsen? Welke waarde?………………………………. « Als die waarde niet opgegeven is zoek je in de handleiding de stroom die naar de omvormer vloeit bij volledige belasting van de motor: …………………. 4 A « Welke waarde moet de automaat hebben? ………………… 4A « Hoeveel polen moet de automaat hebben? ………………… 2 « Welke uitschakelcurve? (B, C of D) ………………… D « Vermeld in het kort voor welke toepassingen de uitschakelcurves gebruikt worden

B: ……………………………………………………………………………… Ohmse belastingen, personenbeveiliging TN-netten

C: ……………………………………………………………………………… Elke gebruikelijke belasting (stopcontacten, verlichting, lichte motoren)

D: ……………………………………………………………………………… Verbruikers met hoge inschakelstroom (bijv. motoren)

(Bij een frequentieomvormer wordt de aanloopstromen van de motor beperkt, maar bij het inschakelen van de omvormer is er een piekstroom. Daarom neemt men meestal toch een automaat met D-curve.)

OOOeeefffeeennniiinnnggg 777::: Welk bestelnummer moet de automaat hebben? De kortsluitstroom die je kunt verwachten is ongeveer 5 000 A

1.4.4 Draadkleur

« Welke draadkleur gebruik voor de hoofdstroombaan? ……………………. zwart « Welke draadkleur gebruik voor de stuurstroombaan? …………………. rood(24V AC) « Welke draadkleur gebruik voor de contactdoos en de kastverlichting? ……….……… oranje

Page 31: Project 1 Motorsturing met frequentieomvormer - Telenet.beusers.telenet.be/deeviet/motorsturing met frequentieomv V3.pdf · Project 1: Aandrijving ventilator met frequentieomvormer

Project 1: Aandrijving ventilator met frequentieomvormer (V3; okt 05) VTI-Beringen I.Maesen.

31

Dit kun je o.a. vinden in het handboek Elektrotechnisch tekenen schema’s lezen 3 (Wolters Plantyn) blz. 27.