Intelligent Drivesystems, Worldwide Services FI M7000 MOOTTORIT(.2)
Sisältö yleiskatsaus JOHDANTO.................... A 2 3 STANDARDIT, MÄÄRÄYKSET JA NIMIKKEISTÖ.................... A 4 17 MOOTTORIN VALINTA............. A 18 28 OPTIOT...................... A 29 41 MOOTTORIN KYSELYLOMAKE...... A 42 43 KYTKENTÄKAAVIOT.............. A 44 45 TEKNISET SELOSTUKSET......... A 46 52 JARRUT...................... B 1 19 MOOTTOREIDEN ARVOT.......... C 1 17 MOOTTOREIDEN MITTAPIIRROKSET C 18 36 www.nord.com
NORD WORLDWIDE KAIKKIALLA MAAILMASSA Maailmanlaajuinen palvelu NORDilla on oma tytäryhtiö 35 maassa NORDilla on edustus yli 60 maassa Huolto Tekninen tuki Asennus ja käyttöönottotuki Varaosapalvelu NORD DRIVESYSTEMS on maailmanlaajuinen vaihteita, vaihdemoottoreita, moottoreita ja taajuusmuuttajia valmistava yritys. Yhtiön pääkonttori sijaitsee Saksan Bargteheidessa,lähellä Hamburg, ja sillä on tytäryhtiöitä 35 maassa. NORDilla on saksalaisissa ja ulkomaisissa tuotantolaitoksissaan noin 2600 työntekijää tuottamassa ja markkinoimassa käyttötekniikkaa maailmanmarkkinoille. TUOTANTOLAITOKSET SAKSASSA Sovelluskohtaisten käyttölaiteratkaisujen laatiminen yhdessä asiakkaiden kanssa ja niiden seuranta projektisuunnittelusta aina käyttöönottoon saakka tekee NORDista vahvan ja luotettavan kumppanin. Ympärivuorokautinen palvelu, tuotteiden ja palvelujen nopea saatavuus ja asiakasläheisyys merkitsevät samalla vastuuta ja velvoitetta tavalla, jota voi odottaa ainoastaan NORDilta. NORDpäätoimipiste Bargteheide NORD Electronic DRIVESYSTEMS Aurich NORDhammaspyörätehdas Glinde NORDGadebusch TUOTANTOLAITOKSIA MUUALLA MAAILMASSA Vieux Thann Ranska Nowa Sol Puola Waunakee, Wisconsin Yhdysvallat Suzhou Kiina
Johdanto Oikosulkumoottorit Tässä luettelossa esiintyviä moottoreita voidaan käyttää vaihdemoottoreissa tai sellaisinaan. Luettelo käsittää pelkästään omaa valmistetta olevia moottoreita tehoalueella 0,12 30 kw. Yli 30 kw:n tehoalueen moottoreiden sekä erikoismoottoreiden (Exmoottorit sekä uppoasennettavat ja kapseloidut moottorit jne.) tiedot toimitamme pyynnöstä. IE1merkintä EFF2merkinnän asemesta EFF2merkintä korvataan IE1merkinnällä. Tämä koskee seuraavia moottoreita: 90S/4, 90L/4, 100L/4, 100LA/4, 112M/4, 132S/4, 132M/4, 160M/4, 160L/4, 180MX/4, 180LX/4 S1käyttöön tarkoitettuja E1moottoreita saadaan viedä vain maihin, joissa vaaditaan IE1, ja maihin, joissa ei ole vaatimuksia! IEC6003430 Euroopan unioni (50 Hz) 15.6.2011 saakka 60 Hz (USA, ) IE1 IE2 IE3 vertailukelpoinen EFF2luokan kanssa vertailukelpoinen EFF1luokan kanssa vertailukelpoinen eteläamerikkalaisten standardien kanssa yhtä kuin NEMA Energy hyötysuhde / EPACT yhtä kuin NEMA Premium hyötysuhde Hyötysuhde kasvaa IE4 suunnitteilla yhtä kuin Super Premium hyötysuhde Uudet hyötysuhdeluokat IE1, IE2, IE3 Uusi standardi IEC 6003430:2008 korvaa erilaiset kansalliset järjestelmät. Samalla tulee standardin IEC 6003421:2007 myötä käyttöön uusi hyötysuhteen mittausmenetelmä, joka yhdenmukaistaa kansainvälistä käytäntöä. Euroopan Unionissa saadaan 16.06.2011 lähtien käyttää moottoreita, joiden tehokkuusluokka on IE2 tai parempi, kun vakiomoottorin käyttötapa on S1 ja teho 0,75 kw tai suuempi. Peruste: ErP 2009/125/EG VO6402009. Asiakkaiden tulee päättää ajoissa (toimitus ja mahdollinen projektisuunnitteluaika huomioiden), koskeeko omaa sovellusta IE2moottoreiden käyttöpakko vai tähänastisten moottoreiden käytön salliva poikkeussäädös. Apua päätöksentekoon löytyy tästä luettelosta kohdasta A5 alkaen. Erot maailmanlaajuisesti Uusilla hyötysuhdeluokilla on maailman eri alueilla erilaisia merkintätapoja, vaatimukset ja poikkeuksia. Yksityiskohdat ilmenevät kohdasta A5 alkaen. Merkintä IE2 merkinnän EFF1 asemesta Tässä luettelossa kuvatut IE2moottorit ovat teknisesti samanlaisia kuin NORDin vuodesta 1998 saakka valmistamat EFF1moottorit. EFF1moottorit korvautuvat IE2moottoreilla niiden markkinoille tulon myötä. Tyyppikilvet Standard / IE1 moottorit käyttötapa merkitään vaihteen tyyppikilpeen eikä moottorin arvokilpeen. Uutta NORDmoottoriluetteloa M7000 on täydennetty uusia hyötysuhdeluokkia IE1, IE2 ja IE3 koskevilla tiedoilla. A2 M7000 www.nord.com
Johdanto Tekniset erot Hyötysuhdeluokkien IE2 ja IE3 moottoreiden hyötysuhteita on saatu parannettua käyttämällä entistä runsaammin ja/tai entistä arvokkaampia materiaaleja sekä uusia valmistusmenetelmiä ja rakenneratkaisuja. Moottorit vastaavat lakisääteisiä vaatimuksia ja normaalisti ylittävätkin ne. Vaihtoa tähänastisista moottoreista IE2moottoreihin helpottaa se, että NORDin molempien moottorisarjojen ulkomitat ovat samat. Moottoreiden muuttuneet arvot (kuten esimerkiksi suuremmat käynnistys ja kippimomentit, suuremmat tehoreservit ja suurempi paino) tulee kuitenkin ottaa huomioon projektisuunnittelussa. NORDin IE2moottorit parannetuin ominaisuuksin NORDin IE2moottoreiden ominaisuudet ovat uudistuneet. Käyttölaite on nyt termisten reservien ansiosta mitoitettavissa uudelleen kuormitusaluetta ylöspäin laajentaen. Nimellispisteen lähialueen symmetrisyyden ansiosta voidaan moottoria käyttää tehokkaasti nimellisarvojen yläpuolellakin. Niinpä IE2moottoreiden vähäisemmät häviöt sallivat käyttämisen nimellistehoa suuremmallakin teholla. Tämä ei ole lämpöteknisessä mielessä kriittistä jatkuvassakaan käytössä A22 Laajennettu käyttöalue. Asiakkaalle tämä merkitsee, että tämäkin käyttöalue voidaan huomioida sovelluksen suunnittelussa. Koska sekä käynnistys että kippimomentti on saatu suuremmaksi, voimme suositella mitoituksen optimoimista ja varmuuskerrointen pienentämistä tai jopa poisjättämistä, koska itse moottorissa on reservejä jatkuvaakin käyttöä ajatellen. Näiden reservien johdonmukainen hyödyntäminen on myös taloudellisesti edullista, koska useissa tapauksissa voidaan käyttää pienempiä rakennekokoja. Useammille nimellisjännitteille tarkoitettujen mooottoreiden osalta määräys vaatii ilmoittamaan epäedullisinta nimellisjännitettä vastaavan hyötysuhteen. NORDin 4napaisissa IE2moottoreissa on riittävästi reserviä moottoreiden toimittamiseksi tästedeskin laajalle käyttöjännitealueelle. /% h /% 90 Hyötysuhde 88 86 84 82 80 78 76 74 0,25 0,50 0,75 1,00 1,25 1,50 P/PN effizientester NORDin uusien, Betriebsbereich optimoitujen der IE2moottoreiden neuen effizienzoptimierten tehokkain Motoren käyttöalue IE2 von NORD effizientester Tähänastisten Betriebsbereich moottoreiden bisheriger käyttöalue Motoren 100LH4 90LH4 80LH4 Käyristä ilmenevät asynkronimoottoreiden periaatteelliset hyötysuhteet käyntinopeuden funktiona. IE3 seuraava taso Hyötysuhdeluokan IE3 moottoreilla päästään vieläkin parempaan hyötysuhteeseen. IE3moottoreiden tarkemmat tuotedokumentit ovat valmisteilla. Milloin ja missä tätä hyötysuhdeluokkaa tulee käyttää, selviää tämän luettelon kohdasta A5. Ajantasaisuus Varaamme oikeuden teknisiin muutoksiin. Tiedustelut ovat tervetulleita. www.nord.com M7000 A3
Standardit, määräykset ja nimikkeistö Seuraavissa taulukoissa ovat koottuina maailmanmarkkinoille tarkoitettujen IE2 ja IE3moottoreiden oleellisimmat tiedot. Kohdassa poikkeukset on kuitenkin esitetty moottorit, joiden osalta luokkien IE2 tai IE3käyttämisvelvoitetta ei ole. Luokkien IE2 ja IE3 käyttövelvoite koskee lisäksi ainoastaan jatkuvalla käyttötavalla (S1) käytettäviä moottoreita. Tämä on perusteltua sikäli, ettei energiatehokkuuden kannalta ole hyväksi käynnistää taajaan moottoreita, joiden hitausmomentti on suurempi. Kaikki katsaukset löytyvät myös webosoitteesta www.nord.com/ie2 Varaamme oikeuden teknisiin muutoksiin. A4 M7000 www.nord.com
Standardit, määräykset ja nimikkeistö Euroopan unioni Direktiivi Jännitesuositus Kytkentä Taajuus EuP 2005/32/EU VO 6402009 230/400 V 400/690 V /Y 50 Hz 50/60 Hz Merkintä IE2 IE3 Soveltamisvelvoite alkaen 16.06.2011 Tehoalue 0,75 375 kw 1.1.2015 tehoille P 7,5 kw 1.1.2017 tehoille P < 7,5 kw Napaluvut 2, 4, 6 Asiaa koskevat poikkeukset luokista IE2 ja IE3 1. Ajoittainen/lyhytaikainen käyttö Direktiivi koskee vain jatkuvakäyttöisiä moottoreita. Muut käyttötavat kuin standardin IEC 600341 mukainen S1 eivät ole direktiivin alaisia. Esimerkkejä: S370 % S680 % S9 Käyttötapaa koskevat selitykset A19 Moottoreiden arvot alkaen kohdasta C2 2. Jarrumoottorit 3. Napavaihtomoottorit C711 4. ATEXmoottorit Räjähdyssuojatut (kaasu ja pöly) moottorit eivät ole direktiivin alaisia, mutta ne saa luokitella IEluokkien mukaan. 5. Ympäristölämpötila Ympäristölämpötiloihin >40 C tai <0 C mitoitetut moottorit eivät ole direktiivin alaisia. Esimerkki: T amb = 20 C... +45 C 6. Käyttöpaikan korkeus merenpinnasta Moottorit, jotka on mitoitettu yli 1000 metrin korkeudella merenpinnasta tapahtuvaan käyttöön, eivät ole direktiivin alaisia. 7. Yksivaiheiset moottorit C1213 Erikoistapaukset IE2 + taajuusmuuttaja Taajuusmuuttajasyöttöisiä IE2moottoreita saa käyttää IE3voimalaitteiden vaihtoehtona. Tyyppikilvet (Vaihdemoottori) IE2 IE3 www.nord.com M7000 A5
Standardit, määräykset ja nimikkeistö Sveitsi Direktiivi Jännitesuositukset Kytkentä Taajuus Energieverordnung AS2009 230/400 V 400/690 V /Y 50 Hz 50/60 Hz Merkintä IE2 IE3 Velvoite alkaen 01.07.2011 avoin Tehoalue 0,75 375 kw Napaluvut 2, 4, 6 Asiaa koskevat poikkeukset IE1/EFF2, IE2, IE3 1. Ajoittainen / lyhytaikainen käyttö Direktiivi koskee vain jatkuvakäyttöisiä (S1) tai S3 > 80 % käytössä olevia moottoreita. Muut käyttötavat kuin standardin IEC 600341 mukainen S1 eivät ole direktiivin alaisia. Esimerkkejä: S370 % S680 % S9 Käyttötapoja koskevat selitykset A19 Moottoreiden arvot alkaen C2 2. Napavaihtomoottorit C711 3. Taajuusmuuttajakäyttö Kansainvälisen sähköteknisen komission standardin IEC 6003425 mukaisesti taajuusmuuttajakäyttöön tarkoitetut erikoismoottorit 4. ATEXmoottorit Räjähdyssuojatut (kaasu ja pöly) moottorit eivät ole direktiivin alaisia, mutta ne saa luokitella IEluokkien mukaan. 5. Ympäristölämpötila Ympäristölämpötiloihin >40 C tai <0 C (tehoon 600 W saakka) tai < 15 C mitoitetut moottorit eivät ole direktiivin alaisia, esim.: T amb = 20 C...+45 C 6. Käyttöpaikan korkeus merenpinnasta Moottorit, jotka on mitoitettu käyttöön yli 1000 metrin korkeudella merenpinnasta, eivät ole direktiivin alaisia. 7. Yksivaiheiset moottorit C1213 Erikoistapaukset Tyyppikilvet (Vaihdemoottori) IE2 IE3 A6 M7000 www.nord.com
Standardit, määräykset ja nimikkeistö USA Direktiivi Jännitesuositukset Kytkentä Taajuus EISAct 2007 230/460 V A48 YY/Y 60 Hz Merkintä High / energy e cient Premium Velvoite alkaen 1997 19.12.2010 Tehoalue 0,75 375 kw / 1,0500 hp 0,75 150 kw / 1,0200 hp Napaluvut 2, 4, 6, 8 2, 4, 6 Asiaa koskevat poikkeukset High/energy e cient, Premium 1. Moottorissa erikoisakseli NORDvaihdemoottorit (integroidut moottorit) 2. TEAO, TENV vierasjäähdytteiset ja tuulettimettomat moottorit 3. Napavaihtomoottorit C711 4. Ajoittainen / lyhytaikainen käyttö Direktiivi koskee ainoastaan jatkuvakäyttöisiä moottoreita. Muut käyttötavat on jätetty määräyksistä pois. Esimerkkejä: S2 S3 S6 Käyttötapoja koskevat selitykset A19 5. Yksivaiheiset moottorit C1213 Asianmukaiset poikkeukset Premium (vaatimuksena High ef ciency ) 1. Laipparakenteiset moottorit 2. Pystyakseli 3. NEMA Design C moottorit 4. moottorit, joiden jännite on alle 600 V ja muut kuin 230 tai 460 V mukaan luettuna +/ 10 % toleranssi 0 206V 254 413V 507 600V > high ef ciency 207 253V 414 506V > premium ef ciency Erikoistapaukset Moottoreiden arvot alkaen C2 Moottorit kyselyn perusteella Tyyppikilpi HIGH / energy e cient 90 SH / 4 CUS 2005471179 700 12345678 3 1,15 S1 55 F 84,0 0,76 90 40 TEFC J 1,5 1,1 1740 60 230 / 460 4,30 / 2,15 08505000 www.nord.com M7000 A7
Standardit, määräykset ja nimikkeistö Kanada Direktiivi Energy E ciency Regulations 1997 Updated Bulletin on Amending the Standards, June 2010 Jännitesuositukset 332/575 V /Y Kytkentä Taajuus 60 Hz 50/60 Hz Merkintä HIGH / energy e cient Premium Velvoite alkaen 1997 19.12.2010 Tehoalue 0,75375 kw / 1,0500 hp 0,75150 kw / 1,0200 hp Napaluvut 2, 4, 6, 8 2, 4, 6 Asiaa koskevat poikkeukset High/energy e cient, Premium 1. TENV moottorit ilman tuuletinta 2. Napavaihtomoottorit C711 3. Ajoittainen / lyhytaikainen käyttö Direktiivi koskee ainoastaan jatkuvakäyttöisiä moottoreita. Muut käyttötavat on jätetty määräyksistä pois. Esimerkkejä: S2 S3 S6 Käyttötapoja koskevat selitykset A19 4. Yksivaiheiset moottorit C1213 Asianmukaiset poikkeukset Premium (vaatimuksena High ef ciency ) 1. Vaihdemoottorit 2. Laipparakenteiset moottorit 3. Pystyakseli 4. NEMA Design C tai IEC Design H NORDin IE2/ High ef ciency moottoreiden ominaisuudet ovat IEC Design H rakenteen mukaiset. Erikoistapaukset Moottoreiden arvot alkaen C2 Tyyppikilpi HIGH / energy e cient 90 SH / 4 CUS 2005471179 800 12345678 3 1,15 S1 55 F 84,0 0,76 90 40 TEFC J 1,5 1,1 1740 60 332 / 575 3,03 / 1,75 08505000 A8 M7000 www.nord.com
Standardit, määräykset ja nimikkeistö Meksiko Direktiivi Jännitesuositukset Kytkentä Taajuus NOM016ENER2010 127/220 V 440 V /Y 60 Hz Merkintä MEPS Velvoite alkaen 19.12.2010 Tehoalue 0,75 373kW / 1,0500 hp Napaluvut 2, 4, 6, 8 Asiaa koskevat poikkeukset MEP 1. Napavaihtomoottorit C711 2. Yksivaiheiset moottorit C1213 3. Ajoittainen / lyhytaikainen käyttö Direktiivi koskee ainoastaan jatkuvakäyttöisiä moottoreita. Muut käyttötavat kuin standardin IEC 600341 mukainen S1 on poistettu määräyksistä. Esimerkkejä: S370 % S680 % S9 Käyttötapoja koskevat selitykset A19 Moottoreiden arvot alkaen C2 Erikoistapaukset vastaa premium ef ciency, laajennettu toleranssialue www.nord.com M7000 A9
Standardit, määräykset ja nimikkeistö Brasilia Direktiivi Jännitesuositukset Kytkentä Taajuus Decreto nº 4.508 220/380 V 440 V /Y 60 Hz Merkintä ALTO RENDIMENTO Velvoite alkaen 08.12.2009 Tehoalue 0,75 185 kw Napaluvut 2, 4, 6, 8 Asiaa koskevat poikkeukset ALTO RENDIMENTO Erikoistapaukset 1. Ajoittainen / lyhytaikainen käyttö Direktiivi koskee ainoastaan jatkuvakäyttöisiä moottoreita. Muut käyttötavat kuin standardin IEC 600341 mukainen S1 on poistettu määräyksistä. Esimerkkejä: S370 % S680 % S9 Käyttötapoja koskevat selitykset A19 Moottoreiden arvot alkaen C2 2. Taajuusmuuttajakäyttöön tarkoitetut moottorit 3. Napavaihtomoottorit C711 4. 6napaiset moottorit, joiden teho yli 150 kw 5. 8napaiset moottorit, joiden teho yli 110 kw 6. Yksivaiheiset moottorit C1213 Tyyppikilpi ALTO RENDIMENTO A10 M7000 www.nord.com
Standardit, määräykset ja nimikkeistö Australia Direktiivi Jännitesuositukset Kytkentä Taajuus MEPS AS/NZS 1359.5 230/400 V /Y 50 Hz Merkintä MEPS High e cency Velvoite alkaen 01.04.2006 vapaaehtoinen Tehoalue 0,73 185kW Napaluvut 2, 4, 6, 8 Asiaa koskevat poikkeukset MEPS, High e cency Erikoistapaukset 1. Ajoittainen / lyhytaikainen käyttö Direktiivi koskee ainoastaan jatkuvakäyttöisiä moottoreita. Muut käyttötavat kuin standardin IEC 600341 mukainen S1 on poistettu määräyksistä. Esimerkkejä: S370 % S680 % S9 Käyttötapoja koskevat selitykset A19 Moottoreiden arvot alkaen C2 2. Taajuusmuuttajakäyttöön tarkoitetut moottorit 3. Napavaihtomoottorit C711 4. Yksivaiheiset moottorit C1213 Tyyppikilpi (Vaihdemoottori) MEPS www.nord.com M7000 A11
Standardit, määräykset ja nimikkeistö Kiina Direktiivi Jännitesuositukset Kytkentä Taajuus GB 186132006 230/400 V max. 690 V /Y 50 Hz Merkintä Grade 2 Grade 1 Velvoite alkaen 01.07.2011 vapaaehtoinen Tehoalue 0,55 315 kw 3,0 315 kw Napaluvut 2, 4, 6 Asiaa koskevat poikkeukset Grade 2, Grade 1 Erikoistapaukset 1. Ajoittainen / lyhytaikainen käyttö Direktiivi koskee ainoastaan jatkuvakäyttöisiä moottoreita. Muut käyttötavat kuin standardin IEC 600341 mukainen S1 on poistettu määräyksistä. Esimerkkejä: S370 % S680 % S9 Käyttötapoja koskevat selitykset A19 Moottoreiden arvot alkaen kohdasta C2 2. Napavaihtomoottorit C711 3. Yksivaiheiset moottorit C1213 Tyyppikilvet (Vaihdemoottori) Grade 2 A12 M7000 www.nord.com
Standardit, määräykset ja nimikkeistö EteläKorea Direktiivi Jännitesuositukset Kytkentä Taajuus MKE s Noti cation 2009317 220/380 V 440 V /Y 60 Hz Merkintä MEPS Velvoite alkaen 01.07.2007 37 200 kw Tehoalue 01.01.2010 15 37 kw 01.07.2010 0,75 15 kw Napaluvut 2, 4, 6, 8 * Asiaa koskevat poikkeukset MEPS Erikoistapaukset 1. Ajoittainen / lyhytaikainen käyttö Direktiivi koskee ainoastaan jatkuvakäyttöisiä moottoreita. Muut käyttötavat kuin standardin IEC 600341 mukainen S1 on poistettu määräyksistä. Esimerkkejä: S370 % S680 % S9 Käyttötapoja koskevat selitykset A19 Moottoreiden arvot alkaen C2 2. Napavaihtomoottorit C711 3. TENV moottorit ilman tuuletinta 4. 6napaiset moottorit, joiden teho yli 160 kw 5. 8napaiset moottorit, joiden teho yli 110 kw 6. Yksivaiheiset moottorit C1213 * 8napaisia moottoreita kokevat lakisääteiset MEPSsäädökset astuvat voimaan: alkaen 01.01.2010 37 110 kw alkaen 01.01.2011 0,75 37 kw Tyyppikilpi (Vaihdemoottori) MEPS www.nord.com M7000 A13
Standardit, määräykset ja nimikkeistö Moottoreiden tyyppimerkintä Runkokoko 63, 71, 80, 90, 100, 112, 132, 160, 180, 200 Tehokkuustunnus S, M, L vakioteho (ei hyötysuhdeluokkia IEx) SA, MA, LA, MB, LB korotettu teho (ei hyötysuhdeluokkaa IEx) MX, LX S_, M_, L_ X_ A_ vakioteho, pienempi runkokoko (ei hyötysuhdeluokkaa IEx) vakioteho, hyötysuhdeluokka IEx vakioteho, pienempi runkokoko, hyötysuhdeluokka IEx korotettu teho L, hyötysuhdeluokka IEx Hyötysuhdeluokka normaali (IE1) H = high (IE2) P = premium (IE3) Napaluku 2 ja 6nap. kyselyn muk.! vakiona: 2, 4, 6, 8, 42, 6 2, 6 4,... luokissa IE2 + IE3: vain 4napaisina Moottorin laji Merkintä vain moottoreissa, joissa erikoisominaisuuksia CUS UL ja CSAstandardien mukaiset moottorit AR energiatehokkaat moottorit, Brasiliavers. Alto Rendimento (korkea hyötysuhde) KR energiatehokkaat moottorit, Koreaversio 2G räjähdyssuojatut moottorit, luokka e tai de (vyöhyke 1) 3G räjähdyssuojatut moottorit, luokka n (vyöhyke 2) 2D pölyräjähdyssuojatut moottorit, vyöhyke 21 3D pölyräjähdyssuojatut moottorit, vyöhyke 22 EAR1 yksivaiheiset moottorit, joissa käynti ja käynnistyskondensaattori EHB1 yksivaiheiset moottorit, joissa käyntikondensaattori ECR yksivaiheiset moottorit, joissa käynti ja käynnistyskondensaattori, 60 Hz EST yksivaiheiset moottorit, joissa käyntikondensaattori ja Steinmetzkytkentä Optio A15, A29 Esimerkki 100 L H / 4 CUS RD = runkokoko 100 tehokkuustunnus L hyötysuhdeluokka H(IE2) napaluku 4 moott. laji CUS optio RD Esim. IE1 + standardi IE2 IE3 1,5 kw 90 L/4 90 LH/4 90 LP/4 2,2 kw 100 L/4 100 LH/4 100 LP/4 3,0 kw 100 LA/4 100 AH/4 100 AP/4 18,5 kw 180 MX/4 180 MH/4 180 MP/4 22 kw 180 LX/4 180 LH/4 180 LP/4 30 kw 200 LX/4 200 XH/4 A14 M7000 www.nord.com
Standardit, määräykset ja nimikkeistö Optiot Lyhenne Merkitys Lyhenne Merkitys BRE + jarru / jarrutusmomentti + alaoptio DBR + kaksoisjarru + alaoptio RG * ruostesuojattu versio SR * pöly ja ruostesuojattu versio IR * virtarele FHL * lukittava käsivapautus HL käsivapautus MIK mikrokytkin AS55 ulkoasennus (* ei DBRversion yhteydessä) BRB seisontalämmitys / jarru NRB1 / 2 hiljainen jarru Alaoptio ( B1314) ERD TF TW SH WU Z WE + HR RD RDT RDD AS66 ulkoinen maadoitusliitin lämpötilaanturi, PTCvastus lämpötilavahti, bimetalliseisontalämmitys silumiiniroottori lisähuimamassa, valurautatuuletin 2. akselinpää käsipyörä tuuletinkopan suoja suojakatos, tekstiiliteoll. tuul. suojus tuuletinkopan sadesuoja ulkoasennus OL OL/H KB MS EKK KKV EP FEU TRO MOL VIK ei tuuletinta ei tuuletinta, ei tuuletinkoppaa kondenssivesireikä tukittu tulpalla moottorikaapelin pistokeliitin yksiosainen liitäntärasia valumassalla tiivistetty liitäntärasia parannettu kosteus ja happosuojaus kosteussuojattu eristys tropiikkisuojattu eristys meijeriversio VIKmääräykset (VIK = Vereinigung Industrieller Kraftwirtschaft) F vakionopeuspuhallin RLS paluujarru moottorissa IG1 (IG11, 12) pulssianturi, inkrementti, 1024 pulss. IG2 (IG21,22) pulssianturi, inkrementti, 2048 pulss. IG4 (IG41,42) pulssianturi, inkrementti, 4096 pulss. IG.K pulssianturi liitäntärasioineen IG inkrementtianturit MG magneettiinkrementtianturit AG absoluuttianturi SL anturilaakeri RE resolveri Rakennemuodot Standardin DIN EN 600347 muk. rakennemuodot Seuraaville rakennemuodoille pätevät samat mitat: IM B3 IM B6, IM B7, IM B8, IM V5, IM V6 IM B5 IM V1, IM V3 IM B14 IM V18, IM V19 Moottorit voidaan tilata perusrakennemuotoisina (yleisrakennemuoto) ja niitä voidaan käyttää yllämainituissa asennusasennoissa. Kondenssiveden poisto reiällä varus tetun version (KB) asennusasento on ehdottomasti mainittava. Rakennemuodoille IM V5, IM V1, IM V18 suosittelemme tuuletinkopan suojaa (RD). Räjähdyssuojatut moottorit ja pystyakseliasennukset akseli alaspäin vaati vat tuuletinkopan suojan (RD). ( C18). Vaihdemoottoreissa on noudatettava tyyppikilvessä mainittua vaihteen asennusasentoa. Standardin DIN EN 50347 mukainen mittapiirros C1836 sovitteet: D, DA 30 j 6 > 30 k6 N 250 j 6 > 250 h6 H 0,5 Kiilaurat ja akselikiilat standardin DIN 6885/1 muk. Kierteitetyt poraukset DB + DC standardin DIN 332/2 mukaiset. Tehon, akselinpäiden ja laipan vastaavuudet; akselin/asennusvastinpinnan yhdensuuntaisuus; akselin heitto: standardin DIN EN 50347 muk. www.nord.com M7000 A15
Standardit, määräykset ja nimikkeistö NORDmoottorit valmistetaan standardin IEC 60034 osia 1, 2, 5... 9, 11, 12 ja 14 noudattaen ja niissä on CEmerkki ovat umpinaisia, omalla tuulettimella varustettuja kolmi ja yksivaiheisia oikosulkumoottoreita ovat toimitettavissa myös seuraavien standardien, suositusten ja luokitusten mukaisina: NEMA GOST C US VIK Energiatehokkaat NORDmoottorit IE1, IE2, IE3 CC 092A AR KR standardin IEC 6003430 mukaiset hyötysuhdeluokat EISAcT hyötysuhdeluokitus (USA) Brasiliahyötysuhdeluokitus Koreahyötysuhdeluokitus China Compulsory Certi cation nro 200 701 040 125 842 9 GOST GOST R serti kaatti moottoreiden Venäjälle vientiä varten CEmerkintä EUdirektiivien mukaisille tuotteille NEMA National Electrical Manufacturers Association määräykset VIK VIKsuositusten (Verband der Industriellen Energie und Kraftwirtschaft e.v.) mukaiset moottorit ULlistatut moottorit 63 S 180 LX tiedosto nro 191510 CSAhyväksytyt energiansäästömoottorit ( High ef ciency ) tiedosto nro 1305200 Master Contract : 189340 C US CSA ja CUShyväksytyt moottorit 63 S 180 LX tiedosto nro 1293961 (LR112560) Master Contract : 189340 Räjähdyssuojattuja moottoreita (ATEX 94/9/EU) koskevia ohjeita löytyy NORDin erikoisluetteloista G1001 ja G1022 sekä internetistä http://www2.nord.com/cms/de/documentation/dop_documentation.jsp A16 M7000 www.nord.com
Standardit, määräykset ja nimikkeistö Pintakäsittely Tyyppi Toteutustapa TFD [ m] TFD kok. [ m] EN 12944 Korr.luokka Käyttösuositus F1 1 1K kastopohjamaalaus, punaruskea (valurautaosat) ja 1 1K yleispohjamaalaus 40 30 30 70 Asiakkaan toimesta tehtävää lopullista maalausta varten F2 vakio 1 1K kastopohjamaalaus, punaruskea (valurautaosat) ja 1 pintamaalaus 2K polyuretaani (2KPUR)HS 40 40 40 80 C2 Sisäasennukseen ilmastorasituksen ollessa normaali F3.0 1 1K kastopohjamaalaus, punaruskea (valurautaosat) ja 1 2K polyuretaanipohjamaalaus (2KPUR) ja 1 pintamaalaus 2Kpolyuretaani (2K PUR)HS 40 70 40 110 150 C2 Sisä ja ulkoasennukseen ympäristörasituksen ollessa vähäinen F3.1 1 1K kastopohjamaalaus, punaruskea (valurautaosat) ja 2 2K polyuretaanipohjamaalaus (2KPUR) ja 1 pintamaalaus 2Kpolyuretaani (2K PUR)HS 40 2 70 40 180 220 C3 Sisä ja ulkoasennukseen ympäristörasituksen ollessa keskinkertainen F3.2 1 1K kastopohjamaalaus, punaruskea (valurautaosat) ja 2 2K polyuretaanipohjamaalaus (2KPUR) ja 2 pintamaalaus 2Kpolyuretaani (2K PUR)HS 40 2 70 2 40 220 260 C4 / C5 Sisä ja ulkoasennukseen ilmastorasituksen ollessa suuri F3.3 1 1K kastopohjamaalaus, punaruskea (valurautaosat) ja 2 2K epoksisinkkifosfaattipohjuste ja 2 pintamaalaus 2Kpolyuretaani (2K PUR)HS 40 2 70 2 40 220 260 C5 Meren rannikot ja offshorekäyttö F3.4 1 1K kastopohjamaalaus, punaruskea (valurautaosat) ja 1 2K epoksisinkkifosfaattipohjuste ja 1 kemikaaleja sietävä EFDEDURepoksipintamaali 40 70 40 110 150 Kemikaaleista johtuvien rasitusten ollessa suuria F3.5 1 1K kastopohjamaalaus, punaruskea (valurautaosat) ja 1 2K epoksisinkkifosfaattipohjuste ja 1 FREOPOXpinnoite 40 70 40 110 150 Elintarvikkeiden pakkaamoihin tarkoitetut koneet A antimikrobinen lisäpinnoite kaikkiin maalipintoihin paitsi F3.4 ja F3.5 40 Z Syvennysten ja rakojen täyttö polyuretaanipohjaisella saumausmassalla 1K = yksikomponenttinen, 2K = kaksikomponenttinen, TFD = kalvon paksuus kuivuneena noin [ m], HS = suuri kiintoainepitoisuus www.nord.com M7000 A17
Moottorin valinta Sopivan moottorin valinta Moottoria valittaessa on otettava huomioon koko joukko tekijöitä. Niitä ovat esim. moottorin teho, käyntinopeus, käyntinopeuden säätöalue, vääntömomentti, runkokoko, tarvittavat optiot ja vallitsevat ympäristöolosuhteet. Seuraavassa on luetteloituna joitakin apuneuvoja moottorin valintaan. Moottoreiden nimeäminen Moottorit nimetään runkokokonsa ja nimellistehonsa mukaan. Runkokoolla tarkoitetaan akselin keskiön ja jalkarakenteisen moottorin jalkojen vastinpinnan välistä etäisyysmittaa millimetreinä. Moottoreiden tyyppi kilpeen leimataan standardin DIN EN 50347 mukaan niiden nimellisteho. Standardin noudattamisesta seuraa, että moottoreiden tehot nousevat standardoiduin portain esimerkiksi 4napaisissa moottoreissa arvosta 0,12 kw arvon 0,18 kw kautta arvoon 0,25 kw jne. Teho, jonka moottori todellisuudessa kykenee lämpötilaluokkansa puitteissa tuottamaan, on yleensä nimellistehoa suurempi mutta seuraavaa suurempaa teholuokkaa pienempi. osalta toimintapisteiden laajennuksia, joiden puitteissa näistä moottoreista voidaan ottaa suurempia tehoja. Käyntinopeus tällaisessa toimintapisteessä poikkeaa nimelliskäyntinopeudesta. Tämän lisäksi selostetaan napavaihtomoottoreita, joilla on kaksi nimelliskäyntinopeutta. Moottoritehon valinta Moottorin valinnan kannalta tärkeä seikka on käytettävän työkoneen tarvitsema teho tai vääntömomentti. Teho ilmoitetaan tässä luettelossa kilowatteina [kw] ja vääntömomentti newtonmetreinä [Nm]. Tarvittavan tehon tai vääntömomentin laskenta voi olla käyttölaitteen tehtävästä riippuen monimutkainenkin toimitus. Seuraavassa esitetyt toteutustavat ja tekniset arvot tukevat NORDAAP tai vastaavilla suunnitteluohjelmilla tai teknisten kaavakokoelmien avulla tehtävää käyttölaitteen mitoitusta. Moottorin tyyppikilpeen leimattu teho riippuu käyttötavasta, jolla moottoria käytetään. Moottorin likimääräisen käyntinopeuden selvittäminen Tässä luettelossa erotellaan rakenteen mukaan 2, 4, 6 ja 8napaiset moottorit. Niiden käyntinopeudet kuormittamattomana on esitetty pyöristettyinä seuraavassa taulukossa. Napaluku 2 4 6 8 Käyntinopeus kuormittamattomana [min 1 ] (pyöristetty arvo) 3000 1500 1000 750 Vaihdemoottoreissa käytetään enimmäkseen 4napaisia moottoreita. Tämäntyyppisillä moottoreilla on niiden yleisyyden ansiosta lyhyimmät toimitusajat ja niiden teho suhteessa painoon ja hintaan on hyvä. Vaihdemoottoreiden toisionopeus määräytyy moottorin käyntinopeuden ja vaihteen välityssuhteen perusteella. Toisionopeuden laskenta: Vaihteen toision pyörimisnopeus = Moottorin käyntinopeus Vaihteen välityssuhde Moottorin käyntinopeus muuttuu hieman kuormituksen myötä. Mitä suurempi kuormitus (tuotettava vääntömomentti), sitä pienempi käyntinopeus. Tämä ilmiö on sitä voimakkaampi, mitä pienempi moottori on. Sekä tässä luettelossa että tyyppikilvessä annettavat nimellisarvot koskevat aina sitä käyntinopeutta, jolla nimellisteho saavutetaan. Seuraavassa luvussa selostetaan IE2moottoreiden A18 M7000 www.nord.com
Moottorin valinta Käyttötavat Tärkeimmät käyttötavat selityksineen S1 Jatkuva käyttö vakiokuormituksella. S2 Lyhytaikainen käyttö vakiokuormituksella. Moottori kytketään uudelleen päälle vasta sen jäähdyttyä (lämpötila enintään 2 C jäähdytysilman lämpötilaa korkeampi) Esimerkki: S210 min. Määritysten suositusarvoja: 10, 30 min. S3 Jaksollinen ajoittaiskäyttö, joka muodostuu sarjasta keskenään samanlaisia toimintajaksoja, joita seuraa tauko. Käynnistykset eivät vaikuta merkittävästi lämpenemiseen. Toimintajaksojen pituus on 10 minuuttia. Ajoittaiskäyttökerroin ED ilmaisee toimintajaksojen ja taukojen välisen suhteen. Esimerkki: S340 % ED: 4 min. kuormitusta 6 min. taukoa Määritysten suositusarvoja: 70% Muunlaisia arvoja kyselyn perusteella! S4 Jaksollinen käynnistyskäyttö käynnistysten toistuessa taajaan. ks. A33 Erillinen tuuletin (F) S6 Pysähtymätön ajoittaiskäyttö, joka muodostuu sarjasta keskenään samanlaisia, vakiokuormituksella tapahtuvia toimintajaksoja ja näitä seuraavia tyhjä käynti jaksoja. Jaksojen kestoaika ja ajoittaiskäyttökerroin kuten käyttö tavalla S3. Esimerkki: S6 40 % ED Määritysten suositusarvoja: 80% Muunlaisia arvoja kyselyn perusteella! Jatkuva käyttö Luettelon NORDmoottoreiden listatut arvot koskevat jatkuvaa käyttöä (S1). Käytännössä moottorit joutuvat usein toimimaan vain lyhytaikaisesti tai taajaan toistuvin keskeytyksin. Tehon korotus lyhytaikaisessa käytössä ja jaksollisessa ajoittaiskäytössä Sähkömoottoreita saa lyhytaikaisessa käytössä (S2) ja jaksollisessa ajoittaiskäytössä (S3) kuormittaa enemmän kuin jatkuvassa käytössä (S1). Sallitut tehonkorotuskertoimet jatkuvan käytön nimellistehoon (P N ) verrattuna ilmenevät seuraavasta taulukosta. Tehoa saa periaatteessa korottaa kuitenkin vain sen verran, että suhteellisen kippausmomentin (M K /M N ) ja tehonkorotuskertoimen suhteeksi saadaan 1,6. Yksittäistapauksissa voidaan päästä taulukon arvoja suurempiin arvoihin, joita voi selvittää tiedustelemalla. S2 sallittu teho S3 sallittu teho S6 sallittu teho 10 min. 1,40 P N 25 % 1,33 P N 25 % 1,45 P N 30 min. 1,15 P N 40 % 1,18 P N 40 % 1,35 P N 60 % 1,08 P N 60 % 1,15 P N Päällekytkentöjen seuratessa toisiaan taajaan ja käynnistysten ollessa raskaita tulee moottorin valinta ja käyttötavan luokittelu jättää NORDin huoleksi. Tätä varten on annettava seuraavat arvot: suhteellinen toimintaaika (ajoittaiskäyttökerroin) päällekytkentätaajuus ulkoinen massahitausmomentti kuormitusmomentti käyntinopeuden funktiona jarrutustapa S9 Käyttö vaihtelevalla kuormalla ja nopeudella Käyttötapa, jolla kuorma ja käyntinopeus vaihtelevat salli tuissa rajoissa yleensä eijaksollisesti. Tällä käyttötavalla esiintyy usein ylikuormituksia, jotka saavat olla huomattavasti täyttä kuormitusta suurempia. Esimerkki: S9 Annettavana arvona on keskimääräinen teho! www.nord.com M7000 A19
Moottorin valinta Kokonaisvääntömomentti Työkoneen käyttämiseen tarvittava kokonaisvääntömomentti koostuu seuraavista osatekijöistä: staattinen momentti dynaaminen momentti Staattinen momentti Staattinen momentti vaaditaan koneen käyttämiseen vakiokuormituksella ja vakiona pysyvällä käyntinopeudella. Staattinen momentti lasketaan käytettävän koneen mukaan ottaen huomioon kitka, hyötysuhteet, taakat jne. Dynaaminen momentti Huimamassojen kiihdyttäminen vaatii myös vääntömomenttia. Huimamassa jakautuu tällöin kuorman kiihdytettävään massaan ja moottorin (roottorin) omaan pyörivään massaan. Vaihteen hitausmomentti Kuorman hitausmomentti Moottorin hitausmomentti Moottorin kiihdytysmomentti lasketaan seuraavasta kaavasta: M a =. J. 30 n t a Moottorin kiihdytysmomentti M a riippuu moottorinakselille redusoidusta kokonaismassahitausmomentista J, halutusta käyntinopeuden muutoksesta n ja halutusta kiihdytysajasta t a. Verkkokäyttöisen moottorin kiihdytysaika ei saa ylittää arvoa 4 s, jotta moottori ei ylikuumenisi! Käynnistysmomentti M A kuvataan luettelossa suhdelukuna nimelliseen vääntömomenttiin M N nähden, esim. M A / M N = 2,3. Johtuen momenttikäyrän muodosta (0nopeudesta nimelliskäyntinopeudelle saakka) voidaan noin 90 % käynnistysmomentista hyödyntää kiihdytysajan kuluessa (ks. A21, momenttikäyrää esittävä kuva). Suhdeluku M A / M N on NORDtaajuusmuuttajilla toteutetuissa taajuusmuuttajakäytöissä 2,0 3 sekunnin ajan ja 1,5 60 sekuntia. Suhdeluku on täten pienempi kuin käynnistettäessä moottori suoraan verkkoon kytkemällä. Jotta käyttölaitteen käynnistys ja jarrutuskäyttäytyminen kyettäisiin laskemaan, redusoidaan kaikki kiihdytettävät massahitausmomentit moottorinakselilla vaikuttaviksi ja lasketaan yhteen. J x J x = J L i kok 2 ulkoinen massahitausmomentti moottorinakselille redusoituna [kgm 2 ] J L kuorman massahitausmomentti [kgm 2 ] i kok vaihteen välityssuhde Käytettäessä kuorman ja moottorin välissä vaihdetta pienenee kuorman massahitausmomentti laskennallisesti suhteessa välityssuhteen neliöön. Vaihteen massahitausmomentti voidaan yleensä jättää huomiotta, koska se on varsin pieni moottorin massahitausmomenttiin verrattuna. Teho, vääntömomentti ja käyntinopeus Tehon, vääntömomentin ja käyntinopeuden välistä riippuvuutta kuvaa seuraava kaava, johon voidaan vaihtoehtoisesti sijoittaa vaihteen toision pyörimisnopeus ja toision vääntömomentti tai moottorin käyntinopeus ja vääntömomentti. Moottorin tyyppikilpeen leimattu ja luettelossa mainittu teho on moottorin mekaaninen antoteho. Moottorin ottama sähköteho riippuu moottorin hyötysuhteesta; se on oleellisesti antotehoa suurempi. P 1 = M 2. n 2. 9550 P 1 teho [kw] M 2 vääntömomentti [Nm] n 2 käyntinopeus [min 1 ] vaihteen hyötysuhde [%] Kuvassa on esimerkinomaisesti esitetty suoraan verkosta syötettävän 90 kw:n asynkronimoottorin vääntömomenttikäyrä. Kuorman kuvaaja saattaa vaihdella sovelluksesta riippuen. Kuorman ja moottorin kuvaajien leikkauspiste on moottorin toimintapiste. Se poikkeaa useimmiten nimellisarvojen mukaisesta, mikä selittää sovelluksessa todellisuudessa esiintyvän ja luettelossa mainitun nimelliskäyntinopeuden väliset poik keamat. A20 M7000 www.nord.com
Moottorin valinta Momenttiominaiskäyrä 3,5 Kippimomentti Kippmoment 3 Käynnistysmomentti Anlaufmoment M/MN 2,5 2 1,5 Minimimomentti Sattelmoment Liikkeellesaantimomentti Losbrechmoment Moottorin ominaiskäyrä Motorkennlinie Kuorman Lastkennlinie ominaiskäyrä 1 0,5 0 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 n/n syn Kuorman ja moottorin ominaiskäyrät (käynnistys suoraan verkosta) NORDmoottoreiden vääntömomenttien vertailu Moottoreiden valintaa koskien on vuosien ajalta käytännön kokemuksia, jotka ovat vain karkeasti siirrettävissä uusiin IE2moottoreihin. Moottorityypit poikkeavat enimmäkseen samoista mitoista huolimatta toisistaan momenttiarvojen osalta. Nimellismomentti M N, pysyy jokseenkin muuttumattomana, koska nimellisteho pysyy samana eivätkä nimelliskäyntinopeudetkaan juuri muutu. NORDmoottoreiden käynnistys ja kippausmomentit ovat suuria. NORDin IE2moottoreiden arvot ovat enimmäkseen vieläkin korkeampia. Näitä suuria käynnistysmomentteja voidaan hyödyntää käynnistysten tukena; näissä on usein kyse siitä, että päästään lepokitkasta liukukitkan alaisuuteen tai pumppu saadaan pyörimään. www.nord.com M7000 A21
Moottorin valinta NORDin EFF2moottoreiden vertailua IE2moottoreihin nähden IE2moottoreiden korkeampiin hyötysuhteisiin pääsemiseksi on muun muassa staattoriin ja roottoriin lisätty teräslevyä, mikä puolestaan lisää moottorin massahitausmomenttia EFF2moottoriin nähden. Tämä tulee enemmän kuin kompensoiduksi sillä, että käynnistysmomentit ovat samalla kasvaneet. IE2moottorit kiihtyvät normaalisti verkkosyöttöisinä keskimäärin 10 % EFF2moottoreita nopeammin. Tarkat arvot ilmenevät seuraavan taulukon sarakkeesta Kiihdytysaika ilman kuormaa. Negatiiviset arvot merkitsevät lyhyempää kiihdytysaikaa ja positiiviset vastaavasti kiihdytysajan prosentuaalista pidentymistä. Moottori (4nap.) P nimell [kw] EFF2 M A /M N Käynnistysmomentti Kippimomentti Massahitausmomentti Kiihdytysaika ilman kuormaa IE2 M A /M N Poikkeama prosentteina [%] EFF2 M K /M N IE2 M K /M N Poikkeama prosentteina [%] A22 M7000 www.nord.com EFF2 [kgm 2 ] IE2 [kgm 2 ] Poikkeama prosentteina [%] Poikkeama prosentteina [%] käynnistettäessä 0,75 2,0 3,0 50 2,10 3,10 48 0,0015 0,0019 31 12 1,10 2,3 3,1 35 2,60 3,50 35 0,0024 0,0034 45 7 1,50 2,3 3,3 43 2,60 3,50 35 0,0031 0,0039 25 10 2,20 2,3 3,7 61 3,00 4,30 43 0,0045 0,0075 67 10 3,00 2,5 3,1 24 2,90 3,50 21 0,0060 0,0075 25 2 4,00 2,3 3,1 35 2,80 3,60 29 0,0110 0,0140 27 3 5,50 2,1 3,1 48 2,70 3,50 30 0,0240 0,0320 33 3 7,50 2,5 3,3 32 2,80 3,90 39 0,0320 0,0350 9 19 11,00 2,4 2,9 21 2,90 3,40 17 0,0500 0,0670 34 13 15,00 2,9 3,0 3 3,50 3,50 0 0,0670 0,0920 37 35 18,50 3,2 2,9 9 3,80 3,20 16 0,0800 0,1300 63 86 22,00 3,3 2,8 15 3,80 3,10 18 0,0920 0,1600 74 109 IE2moottoreiden suuret lämpötekniset reservit voidaan huomioida käyttölaitteen mitoituksessa. Suurin sallittu jatkuva terminen kuormitus ilmenee seuraavasta taulukosta. Standardin IEC 600341 mukainen ylikuormitus on myös sallittu. 1500 / 1800 1/min Laajennettu käyttöalue 50 / 60 Hz P S1max * Tyyppi P N f P S1max U U n N M N I N cos [kw] [Hz] [kw] [V] [%] +/ [1/min] [Nm] [A] [%] 80 LH/4 0,75 50 1,1 400 5 1325 7,9 2,50 0,84 75,0 60 1,125 460 10 1670 6,5 2,12 0,82 81,0 90 SH/4 1,1 50 1,5 400 10 1390 10,4 3,11 0,86 81,2 60 1,5 460 10 1715 8,4 2,67 0,84 84,4 90 LH/4 1,5 50 2,2 400 5 1345 15,5 4,67 0,86 79,3 60 2,25 460 10 1680 12,8 4,02 0,84 83,8 100 LH/4 2,2 50 3,3 400 10 1395 22,7 6,64 0,87 82,7 60 3,3 460 10 1720 18,4 5,63 0,86 85,9 100 AH/4 3 50 3,5 400 10 1395 24,1 7,39 0,82 83,0 60 4 460 10 1700 22,6 6,96 0,84 85,7 112 MH/4 4 50 5 400 10 1425 33,7 9,79 0,86 86,0 60 5,5 460 10 1730 26,3 9,21 0,86 87,8 132 SH/4 5,5 50 7,5 400 10 1440 50,2 14,1 0,89 87,3 60 8,25 460 10 1740 45,6 13,3 0,89 88,2 132 MH/4 7,5 50 9,5 400 10 1445 63,4 18,2 0,84 87,3 60 11,25 460 10 1740 62,3 18,8 0,86 87,9 160 SH/4 9,2 50 11 400 10 1460 72,7 19,8 0,90 89,6 60 13 460 10 1755 71,4 20,2 0,90 90,0 160 MH/4 11 50 15 400 10 1445 100 27,5 0,90 88,2 60 16,5 460 10 1750 91 25,8 0,90 89,3 160 LH/4 15 50 18,5 400 10 1455 122 33,7 0,89 89,7 60 22,5 460 10 1750 123 35,1 0,89 89,9 180 MH/4 18,5 50 22,5 400 10 1470 147 41,2 0,87 91,3 60 27,5 460 10 1765 149 43,9 0,88 91,5 180 LH/4 22 50 26 400 10 1465 170 47,1 0,88 91,1 60 30 460 10 1770 163 46,7 0,89 91,7 * Täydennys moottoreihin C14
Moottorin valinta Taajuusmuuttajakäyttö Käyttö taajuusmuuttajasyöttöisenä Taajuusmuuttajia käyttämällä laajenevat kolmivaihemoottoreiden ja vaihdemoottoreiden käyttömahdollisudet huomattavasti suoraan verkkosyöttöön verrat tuna. Edut lyhyt katsaus Käyntinopeuden portaaton säätö laajoissa rajoissa Automaattinen käyntinopeuden tasaus vektoriohjatun taajuusmuuttajan jättämän kompensoinnin avulla Ohjelmoitava kiihdytysramppi juohevaa käynnistystä silmällä pitäen; säästää sekä käyttölaitetta että sovellusta ja vältytään suurilta käynnistysvirtapiikeiltä Kontrolloitu, säädettävissä oleva hidastus pysähdyksiin saakka (pitojarru silti mahdollisesti tarpeen) NORDtaajuusmuuttajissa runsaasti ohjelmistopohjaisia ohjaus ja valvontatoimintoja aina dynaamista paikoitusta myöten! NORDtaajuusmuuttajissa mahdollisuus energiansäästöön prosessin sovituksen, optimoinnin sekä energiansäästötoiminnon avulla NORDkolmivaihemoottorit (einapavaihtomoottorit) soveltuvat taajuusmuuttajakäyttöön tavanomaisilla taajuusmuuttajilla syötettyinä. Käämit on suojattu nykyaikaisissa, PWMohjatuissa taajuusmuuttajissa esiintyvien suurien jännitteen nousunopeuksien riskejä vastaan käyttämällä kaksoislakattua käämilankaa ja eristämällä vaiheet. Käytettäessä moottoreita taajuusmuuttajasyöttöisinä yli 500 voltin jännitteillä on käytettävä du/dt/siniaaltosuodatinta. Moottoreista voidaan ottaa taajuusmuuttajakäytössä niiden täysi nimellisteho jatkuvana. Moottorin optioiden osalta ei taajuusmuuttajakäytössä ole mitään yleisiä rajoituksia. Moottorin jarrua ja vakionopeuspuhallinta ei saa syöttää moottorin syöttöjännitteellä. Mahdollisen käyntinopeusanturin tyyppi (inkrementti vai absoluuttianturi) riippuu sovelluksen vaatimuksista sekä käytettävän taajuusmuuttajatyypin tai sen anturiliitännän signaalin lajista (TTL, HTL, SSI tai CANopen). On yleisesti suositeltavaa varustaa jokainen käyntinopeuden säädöllä varustettu moottori lämpötilaantureilla, joita taajuusmuuttaja tarkkailee. Moottori saadaan täten suojattua ylikuumenemiselta.. Taajuusmuuttajakäyttö ominaiskäyrät ja suunnittelu Haluamme tuoda tässä esille joitakin tärkeitä taajuusmuuttajakäyttöihin liittyviä kysymyksiä, kuten esimerkiksi pienin mahdollinen taajuus/käyntinopeus; taajuuden korotus arvoa 50 Hz suuremmaksi; kolmivaihemoottoreiden tehon korotus hyödyntämällä 87 Hzominaiskäyrää; nopeuden säätöalueen laajennus hyödyntämällä 100 Hz ominaiskäyrää sekä antaa niihin vastauksia. Kolmivaiheista oikosulkumoottoria voidaan periaatteessa käyttää nopeuden säätöalueella nollasta kaksinkertaiseen nimellistaajuuteen saakka. Maksiminopeutta rajoittavat mekaaniset rajoitukset. Pienin mahdollinen taajuus/käyntinopeus Moottorin oman tuulettimen jäähdytysteho heikkenee pakostakin voimakkaasti pienillä käyntinopeuksilla. Moottorin häviötehosta muodostuva lämpö ei poistu tämän seurauksena enää riittävän tehokkaasti ja moottori voi jatkuvassa käytössä kuumentua liikaa. Nimelliskuormituksella tämä alue alkaa tavallisesti käyntinopeuksilla < 1/2 nimelliskäyntinopeus (25 Hz). Apua saadaan käyttämällä vakionopeuspuhallinta, jolla lämpöongelmista päästään eroon kokonaisuudessaan. Jatkuva käyttö on tällöin mahdollista pienemmillä käyntinopeuksilla (2 jättämätaajuus 5 Hz) käyttäen. Moottori voidaan vaihtoehtoisesti valita runkokooltaan suurem maksi. Moottoria käytetään tällöin pienemmällä kuormitusasteella. Muodostuva häviöteho on moottorin suuremmalla runkokoolla suhteessa pienempi ja lämpötekniset reservit suuremmat. Mahdollinen vääntömomentti, ylikuormitettavuus ja käynnin tasaisuus riippuvat oleellisesti käytettävän taajuusmuuttajan ominaisuuksista. Haluttuun pieneen käyntinopeuteen tai 0nopeuteen voidaan mah dollisesti päästä vain pulssianturilla toteutettavaa käyntinopeustakaisinkytkentää käyttäen. www.nord.com M7000 A23
Moottorin valinta 50 Hz ominaiskäyrän mukainen mitoitus (vakiomitoitus) Säätöalue 1 : 10 (5 50 Hz) Kolmivaihemoottorit on mitoitettu nimellistoimintapistettä Vakiovääntömomentin fysikaaliset edellytykset: (esim. 400 V / 50 Hz) ajatellen. Moottori kykenee tuottamaan nimellisen vääntömomenttinsa nimellistaajuuteensa M = vakio = vakio U/f = vakio saakka. Moottorin käyntinopeus, joka riippuu taajuudesta, voidaan laskea 4napaiselle moottorille seuraavasti: n Hz = [(1500 1/min. f Hz ) / 50 Hz] jättämä Tehon ja vääntömomentin välinen riippuvuus käyntinopeuden funktiona on 4napaisilla moottoreilla seuraavanlainen: vääntömomentti magneettivuo jännite/taajuus Ehto U/f = vakio on taajuusmuuttajalla toteutettavissa maksimaalisesti vain nimellistoimintapisteeseen (U nimell / f nimell = vakio) saakka. Jännitteen korottaminen tästäkin, verkkojännitettä korkeammaksi, on teknisesti käytännössä mahdotonta. Vääntömomentti alenee suhteessa 1 / x M AB / Mnimell. = f nimell./ fab M = P. 9550 n Käyntinopeus <50 Hz, vääntömomentti pysyy vakiona. Vakiovääntömomentti merkitsee tässä tapauksessa virran pysymistä vakiona ja jännitteen alenemista taajuuden alenemisen myötä. 400 V 230 V 0 50 Hz Nimellistaajuuden yläpuolella pienenee käytettävissä oleva vääntömomentti, koska jännite ei nouse enää taajuuden kasvun myötä. Magneettivuo heikkenee. Tätä aluetta kutsutaan kentänheikennysalueeksi. josta vähennetään korkeammasta taajuudesta johtuvat lisähäviöt Esimerkki: 1,4kertainen nimellistaajuus = 70 Hz f nimell M 70Hz =. M nimell = 50 Hz. M nimell = 71%. M nimell 70 Hz f AB Kentänheikennysalue saattaa joissakin tapauksissa alkaa jo ennen varsinaisen nimellistoimintapisteen saavuttamista. Mahdollisia syitä ovat itsestään taajuusmuuttajasta, kuristimista tai pitkistä kaapeleista johtuvat jännitehäviöt. Kentänheikennysalueella on huomioitava erityisesti käyttölaitteen pienentynyt ylikuormitettavuus, koska magneettikentän heikkeneminen saa moottorin kippausmomentin pienenemään voimakkaasti. Vaikutus selittyy seuraavan 50 Hzominaiskäyrän myötä: Vääntömomentti [%] Lyhytaik. ylikuormitusmomentti, kun moott. teho = taaj.muutt. teho Nimell.momentti (jatkuva), erill.tuul. Nimell.momentti (jatkuva), oma.tuul. Itsetuuletteisten moottoreiden momentin redusointi taajuuksilla <25 Hz pätee tässä jatkuvassa käytössä. Ajoittaisessa käytössä ovat edelleen käytettävissä taajuusmuuttajakäytön tavanomaiset käynnistys ja ylikuormitusmomentit. Mikäli sovellukset eivät vaadi vakiovääntömomenttia koko nopeudensäätöalueen puitteissa, tulee asia huomioida. Taajuus [Hz] Esimerkiksi keskipakopumppujen, tuulettimien ja puhaltimien vääntömomenttiominaiskäyrä on neliöllinen, mikä edesauttaa pienillä käyntinopeuksilla tapahtuvaa käyttöä. A24 M7000 www.nord.com
Moottorin valinta 87 Hz ominaiskäyrän mukainen mitoitus (4napaisille asynkronimoottoreille) Säätöalue 1 : 17 (5 87 Hz) Etuna tässä toteutuksessa on moottorin tehon ja käyntinopeuden korotus sen nimellisarvoja suuremmiksi vääntömomentin pysyessä vakiona. Näin päästään suurempaan säätöalueeseen (1:17 tai tätäkin suurempi) tai tarvittavaan tehoon päästään käyttämällä pienempää moottoria ja sovittamalla vaihteen välityssuhde. Samalla saadaan hyötysuhdettakin parannettua. Varjopuolina on suurempi (tuuletin) melu ja mahdollinen vaihteen lisävälityssuhdeportaan tarve. 87 Hz ominaiskäyrän yhteydessä pätevät samat pientä käyntinopeusaluetta koskevat termiset rajoitukset kuin 50 Hztoteutuksessakin A25. Kentänheikennysalue alkaa kuitenkin vasta kulmapistetaajuuden 87 Hz yläpuolella. Tällainen käyttötapa on mahdollinen ottamalla huomioon seuraavat ehdot: Moottorin on oltava leimattu jännitteelle 3~230 V, ts. 230/400 V moottoreiden kyseessä ollen kolmiokytkentä (400/690 V käämityksellä varustetut moottorit eivät sovellu tälle käyttötavalle verkon jännitteen ollessa 230 V vaihetta kohden.) Taajuusmuuttajan käyttöjännitteen on oltava 3~400 V ja sen nimellislähtövirran on oltava vähintään moottorin kolmiokytkentävirtaa vastaava. Tästä seuraa: Taaj.muuttajan teho Moott. nimellisteho >1,73 Huomautus Tässä kokoonpanossa moottori 230 V / 50 Hz syötettynä 400 V taajuusmuuttajalla on nimellinen toimintapiste 230 V / 50 Hz sekä laajennettu toimintapiste arvoilla 400 V / 87 Hz. Toimintapisteen nosto 50 Hz:stä 87 Hz:iin vääntö momentin pysyessä vakiona johtaa mootto rin tehon nousuun samassa suhteessa, kerroin on 3 = 1,73. Jännitteelle 230 V kytketyn moottorin käyttö 400 voltin jännitteellä ei ole lainkaan kriittistä, koska moottorin käämit on mitoitettu yli 2000 voltin koestusjännitteille. 400 V 230 V 0 50 Hz 87 Hz Moottorin suuremman maksimikäyntinopeuden johdosta voidaan vaihteen alennusvälitys joutua mahdollisesti sovittamaan uudelleen Vaikutus selittyy seuraavan 87 Hzominaiskäyrän myötä: Lyhytaik. ylikuormitusmomentti, kun moott. teho = taaj.muutt. teho Nimell.momentti (jatkuva), erill.tuul. Vääntömomentti [%] Nimell.momentti (jatkuva), oma.tuul. Taajuus [Hz] Huomioon otettavaa on, ettei moottorin nimellinen vääntömomentti kasva. Erityisesti moottorin käyttäytyminen alueella 0...50 Hz ei muutu. Tavanomainen säätöalue on 1:17 tai tätäkin suurempi. www.nord.com M7000 A25
Moottorin valinta 100 Hz ominaiskäyrän mukainen mitoitus (4napaisille asynkronimoottoreille) Säätöalue 1 : 20 (5 100 Hz) Kentänheikennysalue ulottuu yli koko alueen aina 100 Hz pisteeseen saakka, jolloin säätöalue muodostuu erittäin suureksi. Samalla voidaan pienempiäkin käyntinopeuksia hyödyntää paremmin, koska kolmivaihemoottoria käytetään pienemmällä vääntömomentilla. Tähän päästään sillä, ettei moottoria käytetä termisellä rajatehollaan, mutta se toimii vektoriohjatulla taajuusmuuttajalla syötettynä silti tarkoin toisiinsa sovitetuilla parametriarvoilla. Tällainen käyttötapa on mahdollinen ottamalla huomioon seuraavat ehdot: Moottorin on oltava leimattu jännitteelle 3~230 V, ts. 230/400 V moottoreiden kyseessä ollen kolmiokytkentä Moottoreille on laskettava uudet 100 Hz arvot NORD Taajuusmuuttajan käyttöjännitteen on oltava 400 Taajuusmuuttajan on oltava yhtä tehoporrasta tehokkaampi kuin moottori Moottorin suuremman maksimikäyntinopeuden johdosta voidaan vaihteen alennusvälitys joutua mahdollisesti sovittamaan uudelleen Huomautus Moottorin toimintapisteen arvot ovat tässä kokoonpanossa 400 V/100 Hz. Tämä on mahdollista käyttämällä valmistajan toimesta uudelleen laskettuja moottoreiden arvoja. Em. arvoilla saavutettava vääntömomentti on käytettävissä koko säätöalueella (5...100Hz); se on hieman kunkin moottorikoon vakioarvoa pienempi. Momentti on moottorikoosta riippuen 30 40 % vakioarvoa pienempi; asia tulee kuitenkin kompensoiduksi sillä, että samaan toisionopeuteen johtava vaihteen välityssuhde on suurempi. Vaikutus selittyy seuraavan 100 Hzominaiskäyrän myötä: Lyhytaik. ylikuormitusmomentti, kun moott. teho = taaj.muutt. teho Vertailumomentti, 87 Hz omin.käyrä Vertailumomentti, 87 Hz omin.käyrä Vääntömomentti [%] Vääntömomentti 100 Hz käytössä Taajuus [Hz] Taajuusmuuttaja/moottorisovitus Taajuusmuuttaja valitaan verkkojännitteen ja moottorin nimellisvirran perusteella (ominaiskäyrät huomioiden). Tässä yhteydessä pätee: taajuusmuuttajan nimellinen lähtövirta moottorin nimellisvirta. 4napaisten moottoreiden yhteydessä valinta tehdään yleensä tehoarvojen perusteella. 4napaiset oikosulkumoottorit ovat vakiinnuttaneet asemansa teollisuusstandardina. Taajuusmuuttajalla voidaan kuitenkin periaatteessa käyttää napaluvultaan tästä poikkeaviakin moottoreita. Taajuusmuuttaja tulee kuitenkin valita virran perusteella ja käyntinopeusalueet on huomioitava suunnittelussa erikseen! NORD tarjoaa SK500E ja SK700E taajuusmuuttajien ( F3050 ja F3070luettelot) ohella myös hajautettuun asennukseen tarkoitettuja, suoraan moottoriin integroituja korkean kotelointiluokan SK200Etaajuusmuuttajia ( F3020luettelo). Yllä kuvattu pätee niihinkin nähden, optioiden osalta on kuitenkin huomioitava joitakin erikoistapauksia (esim. jarrun ohjaus suoraan taajuusmuuttajalla). Ks. tarkemmin F3020 ja F3070luettelot sekä käyttöohjeet BU200 ja BU750. A26 M7000 www.nord.com
Moottorin valinta Mitoitus 70 Hz kulmapisteen mukaan Yksi lisävaihtoehto laajennetun säätöalueen aikaansaamiseksi on käyttää mitoitusta, jonka toimintapiste on 70 Hz. Näin meneteltäessä sovelletaan 50 Hz:n ominaiskäyrää, mutta vaihteen välityssuhde määritellään siten, että maksiminopeus saavutetaan vasta taajuudella 70 Hz. Lisävälitysporras on tätä varten vain harvoin tarpeen. Taajuusmuuttajassa ja moottorissa ei muutu mikään 50 Hz ominaiskäyrään verrattuna. Edut: säätöalue kasvaa arvoon 1 : 14 ( 5 70 Hz) päästään suurempaan vääntömomenttiin laajoissa osissa säätöaluetta, erityisesti osassa 5 50 Hz Taajuuksista > 70 Hz alkaen vääntömomentti pienenee kentänheikennyksestä johtuen enemmän kuin se vaihteen suuremmasta välityssuhteesta johtuen nousee. Vääntömomentin laskenta Tyypillinen vaihdemoottori, syöttö verkosta n 2 = 100 1/min M 2 = 100 Nm f = 50 Hz Tyypillinen vaihdemoottori, taajuusmuuttajakäyttö n 2 = 10 100 1/min M 2 = 100 Nm f = 7 70 Hz (likimäärin) P = (100 Nm / 9550). 100 1/min P = 1,05 kw, valittava moottori = 1,1 kw 90S/4 P = (100 Nm / 9550). 100 1/min P = 1,05 kw, valittava moottori = 1,1 kw i = 1500 1/min / 100 1/min = 15 i = 2100 1/min / 100 1/min = 21 M N(50 Hz) = (1,1 kw. 9550) / (1500 1/min / 15) M N(50 Hz) = (1,1 kw. 9550) / (1500 1/min / 21) M N(50 Hz) = 105 Nm M N(50 Hz) = 147 Nm M N(70 Hz) = 105 Nm M A = 2,3. 105 Nm = 240 Nm 2,3 = M A /M N 90S/4moottorin yhteydessä M A = 1,7. 147 Nm = 250 Nm taajuusmuuttajan ylikuormitusoletuksella 1,7 Moottoreiden maksimikäyntinopeudet 4napaisten moottoreiden maksimikäyntinopeus on 4200 1/min, mikä vastaa maksimitaajuutta f max = 140 Hz. Seuraavassa mainituista käyntinopeuksista alkaen ovat erikoistoimenpiteet tarpeen (Vitonakselitiivisteet sekä A että Bpuolella). Kaikki tiedot koskevat aina toimintatapaa S1 (jatkuva käyttö). Moottoreita voidaan käyttää lyhytaikaisesti suuremmillakin käyntinopeuksilla, myös ilman muutostöitä. Tyyppi Maksimikäyntinopeus [1/min] 63 2500 71 2500 80 2860 90 3400 100 3500 112 3500 132 3300 160 3200 180 3100 www.nord.com M7000 A27