Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.

Perusteet sähkömoottoreiden ymmärtämiseen

12,018 views

Published on

Peruspaketti sähkömoottoreista: merkinnät, runkoko, hyötysuhde, laakerointi, lämpötilavalvonta, kytkennät, tuuletustavat, jännitteet.

Published in: Technology
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

Perusteet sähkömoottoreiden ymmärtämiseen

  1. 1. Perustietoa moottoreista Teollisuuden liikkeelle paneva voima VEM MOTORS FINLAND OY 1
  2. 2. 2 IEC-runkokoko > IEC (International Electrotechnical Commission) > VEM oikosulkumoottorit ovat IEC-rungossa CENELEC-tehoilla > IEC-tunnus kertoo moottorin akselikorkeuden > IEC 132: mitta akselin keskikohdasta tassujen pohjaan on 132 mm 2
  3. 3. 3 IEC-runkokoko > Samalla määräytyy akselin halkaisija ja pituus, etäisyys akselin olakkeelta tassujen N- pään reikään sekä tassuissa olevat reiät. > Saman IEC-tunnuksen omaavat moottorit ovat asennusmittojensa puolesta keskenään vaihtokelpoisia. 3
  4. 4. 4 IEC-runkokoko > IEC määrittää myös laippamitat > IE2-WE1R 132M 4, IMB5 FF265 > IE2-WE1R 132M 4, IMB14FT165 / IMB14FT215 4
  5. 5. 5 Drive end / Non drive end > IEC 60034-7 määrittelee sähkömoottorin päädyt • D-pää (Drive end) • N-pää (Non drive end) > Akselin pyörimissuunta on joko myötäpäivään tai vastapäivään moottorin D-päästä katsottuna. > Kun verkon vaiheet L1, L2 ja L3 kytketään U, V ja W -> akselin pyörimissuunta on myötäpäivään. 5
  6. 6. 6 Käyttötavat 6 > Moottorin nimelliskäyttötavat merkitään S1, S2, S3, … S10 > S1 jatkuva käyttö • Kone toimii vakiokuormituksella niin pitkän ajan, että loppulämpötila savutetaan. > S2 Lyhytaikainen käyttö • Kone toimii vakiokuormituksella määrätyn, niin lyhyen ajan, että loppulämpötilaa ei saavuteta. • Leimaus esim. S2 60 min. > S3 Jaksollinen ajoittaiskäyttö • Käyttö muodostuu sarjasta keskenään samanlaisia jaksoja, joista jokaiseen kuuluu toimintaaika vakiokuormituksella sekä seisonta-aika. Loppulämpötilaa ei saavuteta jakson aikana. • Leimaus esim. S3 25 %.
  7. 7. 7 Käyttötavat > S4 Jaksollinen käynnistyskäyttö • Käyttö muodostuu sarjasta keskenään samanlaisia jaksoja, joista jokaiseen kuuluu käynnistysaika, toiminta-aika vakiokuormituksella sekä seisonta-aika. Loppulämpötilaa ei saavuteta jakson aikana. • Leimaus esim. S4 - 25 % - 120 c / h – JM > S5 Jaksollinen käynnistys- ja jarrutuskäyttö • Käyttö muodostuu sarjasta keskenään samanlaisia jaksoja, joista jokaiseen kuuluu käynnistysaika, toiminta-aika vakiokuormituksella, jarrutusaika ja seisonta-aika. Loppulämpötilaa ei saavuteta jakson aikana. • Leimaus esim. S5 - 40 % - 120 c / h - JM 7
  8. 8. 8 Käyttötavat > S6 Pysähtymätön ajoittaiskäyttö • Käyttö muodostuu sarjasta keskenään samanlaisia jaksoja, joista jokaiseen kuuluu toiminta-aika vakiokuormituksella sekä tyhjäkäyntiaika. Loppulämpötilaa ei saavuteta jakson aikana. • Leimaus esim. S6 40 %. > S7 Keskeytymätön käynnistys- ja jarrutuskäyttö • Käyttö muodostuu sarjasta keskenään samanlaisia jaksoja, joista jokaiseen kuuluu käynnistysaika, toiminta-aika vakiokuormituksella sekä jarrutusaika. Jarrutus tapahtuu sähköisesti( esim. vastavirtajarrutus ). Loppulämpötilaa ei saavuteta jakson aikana. • Leimaus esim. S7 - 500 c / h – JM 8
  9. 9. 9 Käyttötavat > S8 Pysähtymätön määräjaksollinen käyttö • Käyttö muodostuu sarjasta keskenään samanlaisia jaksoja. Jokaiseen jaksoon kuuluu toiminta-aika vakiokuormituksella määrätyllä nopeudella, jota välittömästi seuraa toiminta aika toisella nopeudella ja toisella vakiokuormituksella. Pyörimisnopeuksia voi olla kaksi tai useampia. Loppulämpötilaa ei saavuteta jakson aikana. > S9 Käyttö vaihtelevalla kuormalla ja nopeudella • Käyttö muodostuu sallitulla käyttöalueella tapahtuvista kuorman ja nopeuden vaihteluista, jotka yleensä eivät ole jaksollisia. Tämä käyttö sisältää usein tapahtuvia ylikuormituksia, jotka voivat merkittävästi ylittää nimelliskuorman. > S10 Käyttö vaihtelevalla vakiokuormalla • Käyttöjakso muodostuu enintään neljästä osajaksosta erisuurella vakiokuormalla. Käyttöaikakullakin vakiokuormalla on niin pitkä, että loppulämpötila saavutetaan. 9
  10. 10. 10 Kytkennät > Tähtikytkentä (Y) / kolmiokytkentä (D) 10 > Kaksinopeusmoottorit (navanvaihtomoottorit)
  11. 11. 11 Kytkennät > Dahlanderkytketyt moottorit 11 > Yksivaihemoottorit
  12. 12. 12 Liitinmerkinnät / jännitteet > IE-standardin mukaiset jännitteet 12 > Arvot (zone A) > 230 / 400 V D/Y ± 5 %, 50 Hz, zone A > 400 / 690 V D/Y ± 5 % ,50 Hz, zone A > 500 V ± 5 %, 50 Hz, zone A > 690 V ± 5 %, 50 Hz, zone A > 460 V ± 5 %, 60 Hz, zone A >Tyyppikilvessä > 220-240 / 380-420 V D/Y, 50 Hz > 380-420 / 660- 725 V D/Y, 50 Hz > 475-525 V, 50 Hz > 660-690 V, 50 Hz > 440-480 V,60 Hz
  13. 13. 13 Liitinmerkinnät / jännitteet > IE-standardin mukaiset jännitteet 13 > Arvot (zone B) > 230 / 400 V D/Y ± 10 %, 50 Hz, zone B > 400 / 690 V D/Y ± 10 % ,50 Hz, zone B > 500 V ± 10 %, 50 Hz, zone B > 690 V ± 10 %, 50 Hz, zone B > 460 V ± 10 %, 60 Hz, zone B >Tyyppikilvessä > 210-250 / 360-440 V D/Y, 50 Hz > 360-440 / 625-760 V D/Y, 50 Hz > 450-550 V, 50 Hz > 625-690 V, 50 Hz > 420-500 V, 60 Hz
  14. 14. 14 Liitinmerkinnät / tyyppikilpi > IE-standardin mukaiset jännitteet 14
  15. 15. 15 Rakenne ja asennuslajit > Yleisimmät käyttöasennot > B3 jalka-asennus > B5 laippa-asennus > B35 jalka/laippa-asennus > Asennusasennoissa huomioitava > hihnakäytöt > mahdollinen kondensointi > jäähdyttimeen ”tippuvat” esineet > roottorin paino > kytkimen paino 15
  16. 16. IC 411 IC 416 IC 410 IC 31W Tavallisimmat IC-luokat 16 Merkintä Suljettu, sisäinen ilman virtaus ja vaippajäähdytys koneen akselille asennettujen tuulettimien avulla. Pakkotuuletettu moottori Tuulettamaton moottori Nestejäähdytetty moottori . Määritelmän
  17. 17. 17 Suojausluokat 17 0 Ei suojausta. 1 Suojaus suuria kappaleita vastaan, halkaisija 50mm tai enemmän. 2 Suojaus keskikokoisia kappaleita vastaan, halkaisija yli 12,5mm. 3 Suojaus pieniä kappaleita vastaan, halkaisija yli 2,5mm. 4 Suojaus erittäin pieniä kappaleita vastaan, halkaisija yli 1mm. 5 Suojattu pölyltä. Ei edellytä täydellistä tiiveyttä, mutta haitallisia pölykertymiä ei saa syntyä. 6 Täydellinen suojaus. Pölytiivis. 0 Ei suojausta vettä vastaan. 1 Suojaus suoraan ylhäältä tulevaa vettä vastaan. 2 Suojaus ylhäältä +/-15 astetta tulevaa vettä vastaan. 3 Suojaus ylhäältä +/-60 astetta tulevaa vettä vastaan. 4 Suojaus vesiroiskeita vastaan. 5 Kestää vesiruiskun joka suunnasta. 6 Kestää suurella paineella tulevan ruiskun. 7 Kestää hetkellisen upotuksen veteen. 8 Kestää pysyvän upotuksen. Lisämerkintänä voi olla suurin sallittu asennussyvyys. Ensimmäinen numero; vieraat esineet ja pöly Toinen numero; vesi ja kosteus
  18. 18. 18 Ympäristön lämpötila [°C] 40 45 50 55 60 70 sallittu teho [%] nimellistehosta 100,0 96,5 93,0 90,0 86,5 79,0 Korkeus merenpinnasta [m] 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 sallittu teho [%] nimellistehosta 100,0 97,0 94,5 92,0 89,0 86,5 83,5 18 Asennuspaikka
  19. 19. 19 Eristysluokat > Eristysluokka ilmaisee eristysmateriaalin käyttölämpötila-alueen ylärajan normaaleissa käyttöolosuhteissa 19 Luokka Kuumimman pisteen rajalämpötila [°C] Sallittu käämityksen lämpenemä [°C], kun ympäristön lämpenemä on 40 °C Sallittu vastusmittauksella määritetty lämpenemä [°C] Y 90,0 A 105,0 60,0 E 120,0 75,0 B 130,0 80,0 120,0 F 155,0 100,0 145,0 H 180,0 125,0 165,0 C >180
  20. 20. 20 lämpötila [°C] 180 165 15 155 145 10 130 120 x) 10 125 Käämin keskimääräinen sallittu 105 lämpötilan nousu 80 40 Normin mukainen ympäristön lämpötila ( + 40 40 40 Eristysluokka B F H Suurin sallittu käämin lämpötila, ast. C 130 155 180 Eristysluokat 20 x) Normin mukainen käämin kuumimman pisteen ja sallitun keskimääräisen lämpenemän erotus
  21. 21. 21 Lämpötilan valvonta > PTC-termistorit > puolijohdekomponentteja > saatavissa useita eri toimintalämpötiloja varten > yleensä 3 x moottori (1 x vaihe) > PT100 > platinalangasta valmistettuja 100 Ω vastuksia > lämpötila muuttaa lähes lineaarisesti lämpötilan funktion > 2-, 3- tai 4-johdinantureita > KTY-84 > Mikrokytkin 21
  22. 22. 22 Laakerointi 22 > Sähkömoottoreiden laakeroinnit jaetaan kahteen pääluokkaan: > akselikytkinkäyttö (kevyt käyttö), (2RS 3C), (2Z 3C) > kiilahihnakäyttö (raskas käyttö), (NU) > viistokuulalaakerointi Q-laakeri > Kestovoitelu / jälkivoitelu > voiteluaine > voiteluväli > voiteluaineet kylmiin / kuumiin olosuhteisiin > Kunnonvalvonta > tärinä (SPM) / lämpötila (PT100 / PTC) > Sähköeristetty laakerointi
  23. 23. 23 Hyötysuhdestandardit > Virstanpylväät moottoreiden energiatehokkuuden parantamisessa ja CO2-päästöjen vähentämisessä. > IEC 60034-30 harmonisoi hyötysuhdeluokat maailmanlaajuisiksi 23
  24. 24. 24 PLL PROTOR PFRICTION PIRON PINPUT PWINDING POUTPUT Moottorin hyötysuhde 24
  25. 25. 25 Vanha hyötysuhdeluokitus CEMEPin vapaaehtoinen sopimus perustui standardiin IEC 60034-2:1996 > raja-arvot eff 1, eff 2, eff 3, > sisältää normimoottorit > 400 V, 50 Hz, S1 > tehoalue 1.1 … 90 kW > napaluvut 2 ja 4 > suojausluokat IP 55 ja IP 56 > ei pakollista minimihyötysuhdetta > tehonmääritys EN 60034-2 mukaan > eff-logot pois käytöstä 10.2.2010 25
  26. 26. Uusi hyötysuhdeluokitus IEC 60034-30:2008 > IE-hyötysuhdeluokat (Internation Efficiency) > Perustuu mittausstandardiin: 60034-2-1:2007 > IE-luokat kattavat > 2-, 4- ja 6-napaiset moottorit > tehoalue 0,75 - 375 kW > pienjännitteet < 1000 V > taajuudet 50 Hz ja 60 Hz > S1 tai S3 >80 % 26
  27. 27. 27 Hyötysuhteen määrittely IEC 60034-2-1 Ed. 1:n mukaan EN 60034-2: 1996 lisähäviöt : > määritettiin 0.5 %:ksi moottorin verkosta ottamasta sähkötehosta. Uudessa standardissa 60034-2-1 lisähäviöt: > lasketaan kuormitustestin perusteella > voidaan määrittää 1.0 % … 2.5 % moottorin nimelliskuormalla verkosta ottamasta sähkötehosta > staattorin kuparihäviöt ja roottorihäviöt redusoitiin 95 °C lämpötilaan. > häviöt määritetään todellisen lämpenemän mukaan > lisähäviöiden mittaus on harmonisoitu kansainvälisten standardien CSA C-390 ja IEEE 112-B kanssa. 27
  28. 28. 28 Hyötysuhteen määrittely > Hyötysuhde-ero on vertailukelpoinen, kun hyötysuhteet mitattu samalla mittaustavalla. 28 η EN 60034-2:1996 mukaan η EN 60034-2-1:2008 mukaan K21R voidaan verrata WE1R/W21R IE1-K21R voidaan verrata IE2-WE1R/W21R IE1 IE2
  29. 29. 29 Uusi hyötysuhdeluokitus IEC 60034-30:2008 > Perustuu hyötysuhteen mittausstandardiin 60034-2-1:2007. > IE-luokat vaiheittain käyttöön 2011 … 2017. > Koskee tuontia ja käyttöönottoa EU-alueella. 29
  30. 30. 30 Aikataulu IE-käyttöönotolle 30 Asetus • 640/2009 IE2 • 16.6.2011 lähtien IE3 • 7,5 kW - 375 kW • alkaen 1.1.2015 IE3 • 0,75 kW - 375 kW • alkaen 1.1.2017 IE1 IE2 3 IE3 IE4
  31. 31. 31 Uusi hyötysuhdeluokitus IEC 60034-30:2008 Direktiivin ulkopuolelle jäävät > nesteeseen upotetut moottorit > toimilaitteeseen kiinteästi integroidut moottorit > asennuskorkeus yli 1 000 m merenpinnan yläpuolella > ympäristön lämpötila yli 40 °C > ympäristön lämpötila alle −15 °C (mikä tahansa moottori) tai ympäristön lämpötila alle 0 °C (ilmajäähdytteinen moottori) > jäähdytinnesteen lämpötila tuotteeseen sisääntulossa alle 5 °C tai yli 25 °C > räjähdysvaaralliset alueet RL 94/9/EY:n mukaisesti > erityisesti taajuusmuuttajakäyttöön valmistetut moottorit 31
  32. 32. 3232 Uusi hyötysuhdeluokitus IEC 60034-30:2008 > IEC 60034-2, 2nd edition valmisteilla, julkaistaan 2014 aikana > Luokittelemattomien moottoreiden käyttöön tulevat laajennukset • - 30°C …+ 45°C -> - 30°C …+ 60°C • 1000 m -> 4000 m > Luokittelemattomia moottoreita voidaan edelleen käyttää: • DOL käytössä o S2, S3 < 80%, S4, S5, S6 ja S7 • Taajuusmuuttajakäytössä o S8, S9 ja S10
  33. 33. 33 Seuraukset loppukäyttäjälle > Korkeampi hyötysuhde => energiatehokkuus kasvaa > Matalampi käyttölämpötila => vähäisempi huollontarve > Moottorin paino ja hitausmomentti kasvavat 33
  34. 34. 34 Seuraukset loppukäyttäjälle > Muutoksia runkojen ulkomittoihin (asennusmitat samat) > Laakerointi: RS/2RS -> Z/2Z, N-päässä lukittu laakerointi 34
  35. 35. Kiitos ajastasi! Kysy lisää: VEM MOTORS FINLAND OY Mikko Valtonen mikko.valtonen@vem.fi Puh. 0207 613 714 35

×