motor guide - abb · 2021. 2. 15. · motorguide. lv motors vi förbehåller oss rätten att...

Motor Guide

1

Motorer byggs av människor

Nimetön-1 30.5.2006, 10:152

Motorguide

LV Motors

Vi förbehåller oss rätten att införa ändringar i konstruktion, tekniska data och mått utan föregående meddelande. Eftertryck och reproduktion av delar av detta dokument tillåts förutsatt att källan tydligt

redovisas.

ISBN 952-91-0728-5Andra utgåvan 2006

Motorguiden - grundläggande teknisk information om små och medelstora helkapslade kortslutande motorer.

iv

Innehållsförteckning

1. ABBs profi l 1.1 ABB-koncernen .................................................... 111.2 ABBs lågspänningsmotorer .................................. 131.3 Produktsortiment .................................................. 141.4 Kvalitet, certifi eringar ............................................ 171.5 IT-support .............................................................. 191.6 Logistiksystem ...................................................... 21

2. Energibesparing och miljö 2.1 Allmänt .................................................................. 252.2 Högeffektiva motorer ............................................ 26

2.2.1 Motorer för EUs effektivitetsklasser ......... 262.2.2 Motorer enligt EPAct-krav ........................ 262.2.3 Globala motorer ....................................... 262.2.4 Fördelar med högeffektiva motorer .......... 272.2.5 Energibesparing, livscykelanalys (LCA) .. 29

2.3 ABBs miljöledningsprogram ................................. 302.4 ISO 14001 ............................................................ 31

3. Standarder3.1 Allmän inledning ................................................... 353.2 Rotationsriktning ................................................... 353.3 Kylmetod ............................................................... 363.4 Kapslingsklasser: IP-kod/IK-kod ........................... 393.5 Standardspänningområden .................................. 40

- ABBs enhastighetsmotorer fi nns för följande spänningområden. .............. 40- Motorer för andra spänningar ................ 41

3.6 Toleranser ............................................................. 423.7 Monteringssätt ...................................................... 43

- Internationell standard ........................... 43- IM-monteringssätt ................................. 43- Exempel på vanliga monteringssätt ...... 43

3.8 Mått- och effektstandard ....................................... 44

4. Elektrisk konstruktion 4.1 Isolation ................................................................ 494.2 Omgivningstemperatur/hög höjd .......................... 50

- Tillåten uteffekt vid hög omgivnings ...... temperatur eller på hög höjd, tabell ....... 50

4.3 Start av motorer .................................................... 50- Starttransienter ...................................... 50- Direktstart .............................................. 50- Y/D-start ................................................ 51

v


4.3.1 Mjukstartare ............................................ 524.3.2 Starttid .................................................... 53

- Tillåten starttid ....................................... 53- Tillåten start- och reverseringstäthet ..... 54

4.3.3 Startegenskaper ...................................... 564.3.4 Exempel på startprestanda ...................... 58

4.4 Driftarter ............................................................... 60- Kontinuerlig drift S1 - S9 ....................... 60- Intermtittenta drifter ............................... 64

4.5 Ökad märkeffekt ................................................... 654.6 Verkningsgrad ....................................................... 664.7 Effektfaktor ............................................................ 67

4.7.1 Faskompensering .................................... 674.7.2 Effektfaktorvärden .................................... 69

4.8 Kopplingsscheman ............................................... 70

5. Mekaniskt utförande 5.1 Stomkonstruktioner ............................................... 735.2 Anslutningslådor ................................................... 74

- Samordning mellan anslutningslådor och kabelgenomföringar ........................ 76

5.3 Lager .................................................................... 77- Lagerlivslängd ....................................... 77- Lagerstorlek ......................................... 77- Lagerkonstruktion för aluminiummotorer ................................. 78- Lagerutförande för stål- och gjutjärnsmotorer .................................... 78

5.4 Balansering ........................................................... 795.5 Ytbehandling ......................................................... 81

6. Akustik 6.1 Ljuddämpning ....................................................... 856.2 Ljudkomponenter .................................................. 85

6.2.1 Fläktljud ................................................... 866.2.2 Magnetljud ............................................... 86

6.3 Luftburet och stomburet ljud ................................. 866.3.1 Luftburet ljud ............................................ 866.3.2 Stomburet ljud .......................................... 876.3.3 Ljuddämpade motorer .............................. 87

6.4 Ljudtrycksnivå och ljudeffektnivå .......................... 876.5 Vägningsfi lter ........................................................ 88 6.6 Oktavband ............................................................ 88

vi


6.7 Frekvensomriktarmatning ..................................... 906.8 Externa ljudkällor .................................................. 91

6.8.1 Upplevelse av skillnad i ljudnivå ............... 916.9 Ljudtrycksnivåer .................................................... 92

7. Installation och underhåll 7.1 Leveranskontroll ................................................... 957.2 Kontroll av isolationsresistansen .......................... 957.3 Åtdragningsmoment för ledaranslutningar ............ 967.4 Drift ....................................................................... 96

- Driftmiljö ................................................ 96- Säkerhet ................................................ 96- Förebyggande av olyckor ...................... 96

7.5 Hantering ................................................................... 97- Förvaring ............................................... 97- Transport ............................................... 97- Vikt ........................................................ 97

7.6 Fundament ........................................................... 987.6.1 Fästklotsar ............................................... 98

7.7 Kopplingsuppriktning ............................................ 997.7.1 Montering av remskivor och kopplingshalvor101

7.8 Spännlinjaler ......................................................... 1027.9 Montering av lager ................................................ 1037.10 Smörjning ............................................................. 104

7.10.1 Motorer med permanentsmorda lager ..... 1047.10.2 Motorer med smörjsystem ....................... 104

7.11 Guide för val av säkringar ..................................... 106

8. SI-systemet 8.1 Storheter och enheter ........................................... 109

- Exempel: ................................................ 109 8.2 Omräkningsfaktorer .............................................. 112

9. Motorval 9.1 Motortyp ............................................................... 115

- Typ av kapsling ...................................... 1159.2 Effektuttag (kW) .................................................... 1159.3 Varvtal ................................................................... 115

- Motorvarvtal .......................................... 1169.4 Montering .............................................................. 1169.5 Matning ................................................................. 1169.6 Driftmiljö ................................................................ 1169.7 Beställningschecklista .......................................... 117

vii


- Checklistor ............................................. 117

10. Varvtalsreglerade drivsystem 10.1 Allmänt .................................................................. 12110.2 Frekvensomriktare ................................................ 122

10.2.1 Direkt frekvensomvandling ....................... 12210.2.2 Indirekt frekvensomvandling .................... 122

10.3 Pulsbreddmodulering (PWM) .............................. 12210.4 Dimensionering av frekvensomriktare .................. 123

- Val av motor .......................................... 123- Motorkonstruktion .................................. 123- Val av frekvensomriktare ....................... 124

10.5 Belastbarhet (moment) ......................................... 125- Effektivare kylning ................................. 126- Filtrering ................................................ 126- Speciell rotorkonstruktion ...................... 126

10.6 Isolationsnivå ........................................................ 12710.7 Jordning ................................................................ 127 10.8 Drift vid höga varvtal ............................................. 128

10.8.1 Max vridmoment ...................................... 12810.8.2 Lagringskonstruktion ................................ 12810.8.3 Smörjning ................................................. 12910.8.4 Fläktljud ................................................... 129

10.9 Balansering ........................................................... 13010.10 Kritiska varvtal ...................................................... 13010.11 Axeltätningar ......................................................... 13010.12 Drift vid låga varvtal .............................................. 130

10.12.1 Smörjning ................................................. 13010.12.2 Kylkapacitet .............................................. 13010.12.3 Elektromagnetiskt ljud ............................. 131

viii


1

AB

Bs profi l

11

1. ABBs profi l

ABB: Världsledande inom elteknik

ABB (www.abb.com) är ledande inom kraft och automationsteknik. Våra lös-ningar förbättrar prestanda och minimerar miljöpåverkan för energiföretag och industrier. ABB-koncernens bolag verkar i cirka 100 länder och har ungefär 103 000 medarbetare runt om i världen.

ABB har förenklat sin divisionsstruktur för att fokusera på två affärsområden: Power Technologies (Kraftteknik) och Automation Technologies (Automations-teknik).

ABB Power Technologies levererar till el-, gas- och vattenföretag liksom till kunder inom industri och handel. Divisionen erbjuder ett brett sortiment av produkter, system och tjänster för transmission och distribution av energi samt för automation.

ABB Automation Technologies erbjuder en robust plattform av produkter och tjänster, med slutanvändarkompetens och global närvaro, för lösningar inom styrning, rörelse, skydd, och fabriksintegration i process- och energiindustri.

1.1. ABB-koncernen

12

1. ABBs profi l1.1. ABB-koncernen

1. ABBs profi l

13

1. ABBs profi l

1.2 ABBs lågspänningsmotorer

ABB har tillverkat motorer i över 100 år. Våra produkter är konstruerade för att vara tillförlitliga. Vi kan leverera motorer till i stort sett varje tillämpning. Vår världsomspännande serviceorganisation erbjuder alla nivåer av service, och med moderna e-handelslösningar är vi tillgängliga dygnet runt för enkla beställningar och snabba leveranser.

ABBs standardmotorer kan levereras omgående från centrallager och distributö-rer över hela världen. Motorerna är konstruerade för enkla standardtillämpningar, men kan anpassas för att uppfylla de fl esta krav. Standardmotorerna är tillver-kade med högsta kvalitetskrav och av bästa tillgängliga material från leverantörer världen över. Detta ger motorerna en sådan kvalitet och tillförlitlighet att det inte är ovanligt att hitta motorer som har varit drift i över 30 år. Trots ett konkur-renskraftigt pris uppfyller motorerna som standard effektivitetsklassen EFF2, och som tillval EFF1.

ABBs processmotorer är konstruerade för att klara de mest krävande tillämp-ningar som kan tänkas ute i industrin, som papper och massa, vattenbehandling, livsmedel, metallbearbetning och byggmaterialtillverkning. Motorerna har en så krävande specifi kation att ABB kan erbjuda 3 års garanti vid tillämpningar inom dessa industrigrenar.

Processmotorerna är tillverkade med högsta kvalitetskrav och av bästa tillgängliga material från leverantörer världen över. Detta ger motorerna en sådan kvalitet och tillförlitlighet att det inte är ovanligt att hitta motorer som har varit drift i över 30 år. Trots ett konkurrenskraftigt pris uppfyller motorerna effektivitetsklassen EFF1.

14

1. ABBs profi l

1.3 Produktsortiment

Lågspänningsmotorer för alla tillämpningarM

otor

er fö

r pr

oces

sind

ustr

i

Stan

dard

mot

orer

Gju

tjärn

smot

orer

Alu

min

ium

mot

orer

Stål

mot

orer

Alu

min

ium

mot

orer

Gju

tjärn

smot

orer

Öpp

na d

ropp

skyd

dade

mot

orer

Bro

msm

otor

er

Enfa

s-m

otor

er

Inte

grer

ade

mot

orer

15

1. ABBs profi l


Mot

orer

för e

xplo

sion

sfar

liga

milj

öer

Mar

inkl

assi

ficer

ade

mot

orer

Mot

orer

med

exp

losi

onst

ät k

apsl

ing

Mot

orer

med

förh

öjd

säke

rhet

(al 9

0-28

0, g

jutjä

rn 8

0-40

0)

Gni

stfri

a m

otor

er (a

l 90-

280,

gju

tjärn

71-

400)

DIP-

mot

orer

(al 5

6-28

0, g

jutjä

rn 7

1-40

0)

Stål

mot

orer

Alum

iniu

mm

otor

erG

jutjä

rnsm

otor

er

Öpp

na d

ropp

skyd

dade

mot

orer

16

1. ABBs profi l


ABB Motors totala produkterbjudande

ABB erbjuder fl era breda serier av motorer och generatorer för växelström.Vi tillverkar synkronmotorer för mycket krävande tillämpningar och vi har ett komplett sortiment asynkronmotorer för såväl låga som höga spänningar. Vår djupa kunskap om så gott som alla typer av industriell tillverkning tillåter oss att alltid specifi cera den bästa lösningen för dina behov.

Motorer och generatorer för höga spänningar och synkrondrift– Gjutjärnsmotorer för höga spänningar– Modulära induktionsmotorer– Släpringade motorer– Motorer för explosionsfarliga områden– Servomotorer– Asynkronmotorer och -generatorer– Likströmsmotorer och -generatorer

Lågspänningsmotorer och -generatorerStandardmotorer förstandardtillämpningar– Aluminiummotorer– Stålmotorer– Gjutjärnsmotorer– Öppna droppskyddade motorer– Globalmotorer– Bromsmotorer– Enfasmotorer– Integrerade motorer

Motorer för krävande tillämpningar inom processindustrin– Aluminiummotorer– Gjutjärnsmotorer– Motorer för hög omgivningstemperatur

NEMA-motorer

Motorer för explosionsfarliga miljöer– Motorer med explosionstät kapsling– Motorer med förhöjd säkerhet– Gnistsäkra motorer– Dammtäta motorer

Marinklassificerade motorer– Aluminiummotorer– Stålmotorer– Gjutjärnsmotorer– Öppna droppskyddade motorer

Andra tillämpningar– Permanentmagnetmotorer– Höghastighetsmotorer– Vindturbingeneratorer– Motorer för rökgasfläktar– Vattenkylda motorer– Rullbandsmotorer

17

1. ABBs profi l

ABB Motors fabriker är certifi erade enligt kvalitetsstandarden ISO 9001 och miljöledningsstandarden ISO 140001.

Alla motorer som levereras från ABB är inspekterade och provkörda för att vara garanterat fria från defekter och ha önskade konstruktions- och prestandamässiga egenskaper.

1.4 Kvalitet, certifi eringar

Rutinprovning

Denna inspektion utförs på varje enskild motor. Här kontrolleras att motorn har nödvändig elektrisk hållfasthet och att dess elektriska och mekaniska prestanda är tillfredsställande.

Typinspektion

Typinspektion utförs på en eller fl era motorer för att säkerställa att konstruk-tionens egenskaper och funktioner är i enlighet med tillverkarens specifi kation. Typinspektion omfattar inspektion och provning av:

elektrisk och mekanisk funktion elektrisk och mekanisk hållfasthet temperaturstegring och verkningsgrad överbelastningsbarhet övriga speciella egenskaper hos motorn

18

1. ABBs profi l

Stickprov

Överenskoms i samband med beställning. Köparen kan välja ut ett visstantal motorer från en specifi k order för mera detaljerad inspektion och prov-ning, med omfattning motsvarande typinspektionen. Övriga motorer genomgår rutinprovning.

Speciella motorversioner

Motorer som skall användas ombord på handelsfartyg eller i områden med explosionsrisk måste genomgå ytterligare inspektion och provning, i enlighet med kraven från det aktuella klassningssällskapet eller i tillämpliga nationella eller internationella normer.

Provningsrapporter

Provningsprotokoll som anger typiska prestandavärden för motortypen, samt en kopia av inspektions- och provningsrapporten, skickas till kunden på begäran.

1.4 Kvalitet, certifi eringar

19

1. ABBs profi l

1.5 IT-support

Mängder av teknisk dokumentation, som datablad, måttritningar och certifi e-ring-sdokument från olika myndigheter världen över kan laddas hem från webbplatsen www.abb.se/motorer&drivsystem.

Vår lätthanterliga funktion Online Motor Data Search tillåter motorval online - med motorspecifi k dokumentation. Även vårt dimensioneringsverktyg, MotSize, kan laddas hem från vår webbplats.

För att söka och ladda ner information, följ bara den lättförståeliga navigerings-strukturen ner till den önskade produkten.

Följande information är tillgängligt via internet:

Tillbehör - detaljerad information om tillgängliga motortillval CAD-genererade översiktsritningar som kan kopieras in i praktiskt taget varje AutoCad-system Certifi eringar - ett urval av verkliga certifi eringsdokument från olika myndigheter världen över EU-överensstämmelseförklaringar - inklusive spänningsdirektiv, CE-märkning etc. Användarhandledningar - fi nns på fl era språk Underhåll - specifi k information som ofta saknas i katalogerna, t.ex. speciella anvisningar för förvaring av motorer under längre perioder

20

1. ABBs profi l

Måttritningar - över 5000 måttritningar för motorer, inklusive byggstorleks- och stomstorlekspecifi ka ritningar för både låg- och högspänningsmotorer och för specialmotorer Reservdelar.

ABBs webbplats uppdateras och utvecklas kontinuerligt.

CD-ROM

Följande dokument fi nns även på CD-ROM: Kompletta motorkataloger CAD-genererade översiktsritningar Måttritningar Programvara för motorval

1.5 IT-support

21

1. ABBs profi l

ABB etablerade logistiksystem för lågspänningsmotorer redan 1988. Idag tilläm-pas detta koncept även för många andra ABB-produkter, till exempel frekvens-omriktare för lågspänning.

Principen att bygga upp ett logistiksystem kring ett antal centrallager är unikt på elmotormarknaden. Den resulterande snabba och effektiva servicen har blivit ett kraftfullt marknadsföringsverktyg och försäljningsargument för ABB.

ABBs säljarkår har stöd av branschens mest avancerade leveranssystem. 300 000 motorer och frekvensomriktare i 2 000 varianter kan levereras från det nya europe-iska distributionsnätets tre centrallager i Tyskland, Sverige och Spanien, som tillsam-mans täcker hela Europa. Centrallagret i Singapore tar hand om Sydost-asien medan Shanghai betjänar Kina och New Berlin i Wisconsin levererar till Nordamerika. Dessutom lagerförs många standardprodukter av lokala återförsäljare.

ABBs logistiksystem med ett gemensamt orderadministrationssystem (OMS) är den största satsningen på motor- och frekvensomriktarlogistik som någon tillver-kare presterar. Detta garanterar snabb och korrekt leverans av godtycklig produkt som tillverkas av någon av ABBs fabriker för motorer eller frekvensomriktare. OMS eliminerar all manuell datainmatning vid centrallagren och garanterar frik-tionsfri datahantering.

Online-åtkomst kan ordnas via en EDI-uppkoppling, direkt till ABBs OMS eller via BOL (Business Online), vårt webbaserade kundgränssnitt mot OMS. Här ingår information om lagerstatus och tillgänglighet. För att få tillgång till BOL, kontakta närmaste försäljningskontor.

Om du har speciella krav fi nns många alterna-tivutföranden med fabrikssupport tillgängliga inom ramen för ABBs lagerförda motorserier. Varje anläggning har en verkstad för mo-torombyggnad. Ca 70 000 utförandevarianter fi nns tillgängliga. Bland dessa kan nämnas tillval som olika axlar, lager, isoleringstyper, anslutningslådor, motorsköldar och färger. Dessutom kan rent kundspecifi ka lösningar byggas på beställning. Anpassningar som dessa kan utföras inom 24 timmar.

1.6 Logistiksystem

2

Energibesparing och m

iljö

2. Energibesparing och miljö

25

2.1 Allmänt

Vid det internationella toppmötet om klimatförändring i japanska Kyoto i decem-ber 1997 slöt 55 av världens nationer ett avtal om att minska sina utsläpp, i syfte att stabilisera den globala miljön.

De 38 industriländerna avtalade att under perioden 2008-2012 minska sina utsläpp av växthusgaser med i genomsnitt 5% relativt 1990 års nivå. Europeiska unionen åtog sig dessutom att minska sina utsläpp med 8%.

I oktober 1998 avtalade Europeiska unionen och CEMEP (The European Committee of Manufacturers of Electrical Machines and Power Electronics) att införa tre verkningsgradsklasser för elektriska motorer. Avtalet har tillkommit inom ramen för Europeiska kommissionens strävan att att förbättra verknings-graden hos motorer och minska CO2-utsläppen. Detta har redan medfört en tydligt minskande andel EFF3-motorer (dvs motorer i den lägsta verkningsgrads-klassen) på marknaden. Dessutom kommer ett system för utsläppshandel att lanseras inom EU år 2005.

Förbränning av fossilt bränsle för att generera elektrisk energi, framför allt för an-vändning inom hushåll och industri, är en viktig orsak till utsläpp av växthusgaser.

Industrin spelar därför en avgörande roll i arbetet att minska mängden skadliga utsläpp. Genom att öka verkningsgraden i produktionsprocesserna och installera effektivare utrustning kan industrin minska sin elförbrukning. Detta minskar i sin tur mängden elektrisk energi som måste genereras för att uppfylla behovet. Motorer står för ca 65 procent av all elektrisk energi som förbrukas i industriella tillämpningar. Vilken energibesparing som är möjlig beror på en motors effekt,

98

96

94

92

90

88

86

84

82

80

78

76

74

721,1 1,5 2,2 3 4 5,5 7,5 11 15 18,5 22 30 37 45 55 75 90

Uteffekt, kW

GränslinjeEff1/Eff2

GränslinjeEff2/Eff3

Eff1

Eff2

Eff3

Verkningsgradsklasser enligt EU/CEMEP-avtalet oktober 98 4-poliga


26

belastning och drifttid. Motorer med högre verkningsgrad kan i sig själva betyda mycket för att minska CO2-utsläppen.

ABBs motorer är konstruerade för att motsvara världens förändrade attityd gen-temot energihushållning och motorprestanda. Samlade prestandadata hos dessa motorer utgör ett stort steg mot att uppfylla de åtaganden som industrivärldens regeringar gjorde på Kyoto-toppmötet..

Industrin kan även bidra genom att återvinna material som plast och aluminium. Detta sparar energi som annars skulle gå åt för att producera sådana material från sina respektive råmaterial.

2.2.1 Motorer för EUs effektivitetsklasser

ABB är en av Europas fåtaliga ledande motorleverantörer vars produkter upp-fyller eller överträffar kraven för LS-motorer i den högsta effektivitetsklassen. Effektivitetsklasserna gäller 2- och 4-poliga, trefas kortslutna asynkronmotorer, avsedda för 400 V, 50 Hz, med driftcykel S1 och med en uteffekt på 1,1-90 kW. Den beskrivningen täcker in den största gruppen motorer på marknaden.

2.2.2 Motorer enligt EPAct-krav

Den nyligen kompletterade American Energy Policy and Conservation Act, vanligen kallad EPAct, kräver att elmotorer inom effektområdet 0,7 - 150 kW (1 - 200 hk) som tillverkas i eller importeras till USA eller Kanada skall uppfylla de effektivitetsnivåer som lagen stipulerar.

I ABBs breda motorutbud ingår produkter som uppfyller dessa krav.

2.2.3 Globala motorer

Globala motorer är motorer som har ett stort antal certifi eringar och som kan specifi ceras för användning i stort sett var som helst. De uppfyller UR, EPAct, CE, EFF1, CSA, EEF.Här ingår aluminiummotorer, 2- och 4-poliga, IEC-storlek 63 till 280.

2.2 Högeffektiva motorer


27

Att minska sin energiförbrukning är ett sätt för företag att kapa produktions-kostnaderna och behålla konkurrenskraften. Högeffektiva motorer kan ge stora besparingar. Detta gäller i synnerhet om det är aktuellt att installera nya moto-rer eller kompletta processer, ersätta överdimensionerade och underbelastade motorer eller göra stora installationsförändringar. Dessutom är det ett intressant alternativ till att reparera eller linda om uttjänta motorer. En omlindad elmotor förlorar ca 1 % i verkningsgrad mot när den är ny.

Högeffektiva motorer erbjuder besparingar i form av lägre energikostnader, min-dre stilleståndstid och mindre bundet kapital. Även små verkningsgradsökningar kan betyda stora totala besparingar för en motor - förutsatt att både drift- och kapitalkostnad beaktas.

För att ta Storbritannien som exempel kostar en 11 kW-motor typiskt under GBP 500 att köpa, men över GBP 50 000 att driva sett över en 10-årsperiod. Inköps-priset utgör alltså ca 1 procent av motorns totala livscykelkostnad

Tabellen nedan jämför kapitalkostnaden för olika motorstorlekar och deras drifts-kostnader, genom att visa ungefär hur lång tid motorn kan köras innan driftskost-naden blir lika med kapitalkostnaden.

Kapitalkostnad i jämförelse med driftskostnad (GBP)

Märkdata 5,5 kW 18,5 kW 90 kW 250 kW

Kapitalkostn. ca. 285 680 3 700 10 500

Typisk verkningsgrad 85 % 90 % 92 % 94 %

Ineffekt, kW 6,47 20,56 97,83 265,96

Daglig driftskostnad 7,76 24,67 117,40 319,15

Dagar för att förbruka

kapitalkostnaden 37 28 32 33

Förutsatt en kontinuerlig driftcykel och en elkostnad på GBP 0,05/kWh

Alla ABB-motorer är som standard energieffektiva. De fi nns på lager i alla vanliga storlekar. ABB erbjuder dessutom en serie högeffektiva motorer. De lämpar sig för alla tillämpningar, inklusive i explosionsfarliga områden och i varvtalsreglerade drivsystem.

2.2.4 Fördelar med högeffektiva motorer


28

En energieffektiv motor ger samma uteffekt (vridmoment) som en standard-motor, men fordrar mindre ineffekt (i kW) än motsvarande standardmotor. Den högre verkningsgraden uppnås genom högre metallkvalitet och tunnare plåtar i statorn för att minska järnförlusterna, och mera koppar i varje spår för att minska I2R-förlusterna. Energieffektiva motorer har lägre förluster i fl äkt och rotorn.

Det fi nns tre huvudsakliga standarder för test av motorers verkningsgrad, nämli-gen IEC 600 34-2 (EU), IEEE 112-1991 (USA) och JEC 37 (Japan). Den största skillnaden mellan metoderna är att IEEE 112 mäter de totala förlusterna med en direkt metod, vilket ger lägst värden.IEC 600 34-2 är en indirekt metod som antar att tilläggsförlusterna uppgår till 0,5 procent. Värdet är i verkligheten högre för små motorer. JEC 37 är också en indirekt metod som antar att tilläggsförlusterna är lika med noll. Den metoden ger därför högst värden.

2.2.4 Fördelar med högeffektiva motorer


29

Livscykelanalyser kan visa konstruktörer hur motorer kan göras mera miljövänliga. Tabellen nedan jämför två standardelmotorer på 11 kW, med olika konstruktioner. ABB-motorn kommer från ABB Motors, och motor X från en konkurrent. Det går åt mera koppar och järn för att tillverka en ABB-motor, men det gör den ef-fektivare än motor X. ABB-motorn förbrukar mindre energi under sin livscykel än motor X.

Om vi utgår från 8 000 timmars drift per år i 15 år kommer ABB-motorn, med sin högre verkningsgrad, att förbruka 140 681 kWh, och den mindre effektiva motor X, 177 978 kWh.

Med sin verkningsgrad på 91,1 procent förlorar ABB-motorn 8,9 procent av 140 681 kWh. Motor X, med en verkningsgrad på 89 procent, förlorar 11 procent av 177 978 kWh. Tabellen visar miljöaspekterna på dessa båda motorer, utgående från förluster, tillverkning och en återvinningsgrad på 96 procent. Enligt EPS-schemat har ABB-motorn 21 procent mindre miljöpåverkan.

Miljöaspekter sett över hela livscykeln ABB-motor Motor X 11 kW 11 kWVerkningsgrad 91 % 89 %Användning av resurser för generering av elenergiEuropagenomsnitt

Kol kg 16 370 20 690

Gas kg 2 070 2 620

Olja kg 3 240 4 090

Stål och övriga material (kg) 32 29

Utsläpp (kg) 64 278 81 067

Procent CO2 98 98

Totalt EPS1) index 8 260 ELU2) 10 430 ELU

99,4 % från drift 99,5 % från drift

1) Strategier för miljöprioritet under konstruktionsfasen. I EPS-metoden ingår fem “safeguard”-aspekter: Människors hälsa, biologisk mångfald, biologisk produktion, resurser och estetiska värden.2) ELU står för Environmental Load Limit, dvs “miljöbelastningsgräns”. Värdet används för att uppskatta indata till de fem safeguard-aspekterna i EPS.

2.2.5 Energibesparing, livscykelanalys (LCA)


30

2.3 ABBs miljöledningsprogram

ABB är ledande inom kraft och automationsteknik. Våra lösningar förbättrar prestanda och minimerar miljöpåverkan för energiföretag och industrier. Vi strävar efter att skapa värde för våra intressenter genom att uppfylla behoven hos våra kunder, hos våra medarbetare och i samhällen som vi arbetar i.

Vi strävar efter att minska vår egen miljöpåverkan. Vi vill bidra till miljöeffektivt tänkande och miljömässigt ansvar i de samhällen och länder där vi verkar. Våra kärnverksamheter erbjuder energieffektiva system, produkter och tjänster. Detta tillåter våra kunder att minska sin användning av energi och naturresurser.

Miljöledning är en av våra främsta affärsmässiga prioriteter. Vi har åtagit oss:

Att bedriva vår verksamhet på ett miljömässigt korrekt sätt genom att tillämpa miljöledningssystem, som ISO 14001, i all vår verksamhet och genom att till-lämpa miljöprinciper som ett åtagande att åstadkomma ständiga förbättringar, uppfylla lagar och föreskrifter samt utbilda medarbetare över hela världen i miljömedvetenhet.

Att främja miljöansvar längs värdekedjan genom att uppmuntra leverantörer, entreprenörer och kunder att anpassa sig till internationella miljönormer.

Att utveckla våra tillverkningsprocesser med fokus på energi- och resurseffektivitet.

Att regelbundet genomföra revisioner av våra anläggningars miljöprestanda, inklusive anläggningar som ingår i förvärv, avyttringar och sammanslagningar.

Att sprida miljöeffektiv teknik till utvecklingsländer. Att utveckla och marknadsföra produkter och system som är resurssnåla och

som underlättar användning av förnybara energikällor. Att deklarera miljöprestanda för våra huvudprodukter genom att publicera

miljövarudeklarationer baserade på livscykelanalyser. Att beakta miljöaspekter vid riskbedömning av större kundprojekt. Att öppet redovisa våra resultat genom att årligen publicera en redovisning av

hållbar utveckling, som baseras på kraven i Global Reporting Initiative (GRI) och som verifi eras av en oberoende aktör.

Miljöpolicyn är en integrerad del av ABBs hållbarhetsåtagande. Den ingår i våra strategier, våra processer och i det dagliga arbetet inom hela ABB-koncernen.


31

ISO 14001 är en internationell standard för miljöledningssystem. ISO 14001 har defi nierats av World Business Council for Sustainable Development, och har som övergripande mål att ge stöd för miljöskydd och förebyggande av förorening - med hänsyn till socioekonomiska behov.

Standarden kräver att organisationer etablerar och upprätthåller miljölednings-system och sätter upp mål för sitt miljöarbete. Förutom att uppfylla alla miljölagar måste företag åta sig kontinuerlig förbättring och att förebygga föroreningar. ISO 14001 gör det vidare möjligt för allmänheten att bedöma ett företags miljö-prestanda.

ABB har redan gjort stora framsteg i att tillämpa ISO 14001 i sina anläggningar världen över. Vid utgången av 2003 hade omkring 400 fabriker och serviceanlägg-ningar infört ISO 14001.

2.4 ISO 14001

3

Standarder

3. Standarder

35

ABBs standardmotorer och -generatorer för lågspänning är helkapslade kort-slutna asynkronmaskiner som uppfyller internationell IEC-standard, CENELEC, relevanta VDE-föreskrifter och DIN-standard. Motorer som uppfyller andra nationella och internationella specifi kationer kan levereras på begäran.

Alla ABBs motorfabriker är certifi erade enligt den internationella kvalitets-standarden ISO 14001 och uppfyller alla tillämpliga EU-direktiv.

ABB ställer sig helhjärtat bakom strävan att harmonisera europeisk standard och engagerar sig i olika arbetsgrupper inom både IEC och CENELEC.

3.2 Rotationsriktning

Motorernas kylning är oberoende av rotationsriktningen, med undantag för vissa riktigt stora 2-poliga motorer.

När nätet ansluts till trefasmotorns statoruttag märkta U,V och W och nätets fasföljd är L1, L2, L3 kommer motorn att rotera medurs, sett från drivänden. Rotationsriktningen kan ändras genom att man låter två fasledare byta plats i startapparaten eller i motorns anslutningslåda.

3.1 Allmän inledning

Internationell standard:· EN 60034-1,2 5, 6, 7, 9· NEMA MG – 1 1993

IECElektrisk MekaniskIEC 600 34-1 IEC 600 72IEC 600 34-2 IEC 600 34-5IEC 600 34-8 IEC 600 34-6IEC 600 34-12 IEC 600 34-7 IEC 600 34-9 IEC 600 34-14

3. Standarder

36

3.3 Kylmetoder

Standarden IEC 600 34-6 anger kylmetod

Exempel IC 4 (A) 1 (A) 6

Internat. kylning Kretsarrangemang 0: Fri cirkulation (egenventilation) 4: Mantelkylning

Primärt kylmedium A för luft (utesluts vid enkel kod)

Metod för cirkulation av primärt kylmedium 0: Fri konvektion 1: Självcirkulation 6: Maskinmonterad oberoende komponent

Sekundärt kylmedium A för luft (utesluts vid enkel kod) W för vatten

Metod för cirkulation av sekundärt kylmedium 0: Fri konvektion 1: Självcirculation 6: Maskinmonterad oberoende komponent 8: Separat komponent

ABB kan leverera motorer enligt nedan :

IC 410: Helkapslad motor utan fl äkt IC 411: Helkapslad standardmotor, mantelkylning med fl äkt IC 416: Helkapslad motor med separat fl äktmotor IC 418: Helkapslad motor, mantelkylning utan fl äkt IC 01: Öppna motorer IC 31W: Rörtillopp och röravlopp eller kanalventilation: vattenkylning

Obs:

Motorer utan fl äkt kan leverera samma uteffekt som motorer med fl äkt, förutsatt att installationen är utförd i enlighet med IC 418.

3. Standarder

37

Luftfl ödet och lufthas-tigheten mellan kaps-lingens kylfl änsar måste minst uppfylla värdena nedan, relaterade till axelhöjd.Värdena gäller 50 Hz nätfrekvens. Vid 60 Hz måste 20 % läggas till.

3.3 Kylning

Lufthastighet och luftfl öde :

Axelhöjd Poltal Lufthastighet m/s Luftfl öde m3/s56 2 1,5 0,12 4 0,75 0,04 6 NA NA 8 NA NA63 2 2 0,16 4 1 0,07 8 0,5 0,0371 2 2,5 0,21 4 1,5 0,10 6 1,0 0,07 8 0,75 0,06 80 2 3,5 0,31 4 2,5 0,19 6 1,5 0,12 8 1,2 0,0990 2 4,5 0,36 4 3,0 0,28 6 2,0 0,17 8 1,6 0,14100 2 7,5 0,69 4 4,5 0,42 6 3 0,25 8 2,5 0,19112 2 11 0,15 4 7 0,10 6 7 0,10 8 7 0,10132 2 12 0,25 4 9 0,20 6 8 0,15 8 8 0,15160 2 11 0,35 4 8 0,25 6 6 0,20 8 3 0,10180 2 11 0,45 4 8 0,30 6 6 0,25 8 4 0,15200 2 10 0,45 4 8 0,35 6 5 0,25 8 5 0,25225 2 10 0,50 4 10 0,55 6 9 0,45 8 7 0,35250 2 10 0,55 4 12 0,65 6 9 0,45 8 6 0,30280 2 9,6 0,46 4 8,5 0,39 6 6,5 0,32 8 7,6 0,36315 2 8,3 0,46 4 9,4 0,56 6 7,5 0,40 8 7,6 0,43355 2 10 0,82 4 13 1,1 6 11,5 1,0 8 8,5 0,7400 2 15 1,4 4 15 1,5 6 11 1,1 8 8 0,8450 2 15 2,0 4 15 2,0 6 13 1,7 8 10 1,25

3. Standarder

38

Motorer utan fl äkt enligt IC 410 på begäran.

ABB:s utbud:

Kylningsbeteckning Motorområde, byggstorlekarna 56-450

IC 410 ex: rullbandmotorer

IC 411 ex: Standardmotorer

IC 416 ex: Standardmotorer för frekvens-

omriktardrift, separat kylfl äkt

IC 418 ex: Fläktmotorer utan kylfl äkt,

kylda av luftströmmen från

den drivna maskinen

IC 01 ex: Öppna droppskyddade motorer

IC 31 W ex: Vattenkylda motorer

3.3 Kylning

3. Standarder

39

Klassifi ceringen av skyddsgrad som ges av den roterande maskinens kapsling refererar till: - Standard IEC 600 34-5 eller EN 60529 för IP-kod - Standard EN 50102 för IK-kod

IP-skydd:

Skydd för personer mot beröring av (eller närmande till) spänningsförande delar och mot kontakt med rörliga delar inuti kapslingen. Även skydd för maskinen mot inträngande fasta främmande föremål. Skydd för maskiner mot skadeverkningar på grund av inträngande vatten

IP 5 5

Kodbokstäver

Skyddsgrad för personer och för motordelar i kapslingen2: Motorer skyddade mot fasta främmande föremål större än 12 mm4: Motorer skyddade mot fasta främmande föremål större än 1 mm5: Dammskyddade motorer6: Dammtäta motorer

Skyddsgrad som erbjuds av kapslingen med avseende på skadeverkningar på grund av inträngande vatten3: Motorer skyddade mot strilande vatten4: Motorer skyddade mot överstrilning med vatten5: Motorer skyddade mot vattenstrålar6: Motorer skyddade mot tung sjö

IK-kod:

Klassifi cering av skyddsgrad som motorns kapsling erbjuder mot mekanisk inver-kan. IK 05

Internationellt mekanisk skydd

Kodgrupp

Förhållandet mellan IK-kod och stötenergi:IK-kod IK 00 IK 01 IK 02 IK 03 IK 04 IK 05 IK 06 IK 07 IK 08 IK 09 IK 10Stöt- * 0,15 0,2 0,35 0,5 0,7 1 2 5 10 20 energi Joule

* inget skydd enligt EN 50102

3.4 Skyddsklasser: IP-kod/IK-kod

ABB-

standard

3. Standarder

40

3.5 Standardspänningområden

ABB kan leverera motorer till alla världens marknader. För att kunna uppfylla varje enskild kunds behov är ABBs produkter konstruerade för att fungera inom ett brett spänningsområde. Koderna S och D täcker in alla vanliga spänningar.

Motorer för andra spänningområden kan levereras på begäran.

ABBs enhastighetsmotorer fi nns för följande spänningområden.

Direktstart eller, med ∆-koppling, även Y/∆-start

Motor- S______________________________ D_______________________________storlek 50 Hz 60 Hz 50 Hz 60 Hz 56-100 220-240 V∆ - 380-420 V∆ 440-480 V∆ 380-420 VY 440-480 VY 660-690 VY -112-132 220-240 V∆ - 380-420 V∆ 440-480 V∆ 380-420 VY 440-480 VY 660-690 VY -160-4501) 220, 230 V∆ - 380, 400, 415 Y∆ 440-480 V∆ 380, 400, 415 VY 440 VY 660, 690 VY -

Motor- E F storlek 50 Hz 60 Hz 50 Hz 60 Hz56-100 500 V∆ 2) 500 VY 2)

112-132 500 V∆ 2) 500 VY 2) 160-450 500 V∆ 2) 2) 2)

En affi sch om internationella spänningsområden fi nns att hämta på närmaste försäljningskontor för ABB-motorer.

1) Spänningsområdet kan skilja sig mellan olika motortyper. Kontrollera alltid vilka värden som gäller i relevanta produktkataloger.

2) På begäran.

3. Standarder

41

3.5 Standardspänningområden

Motorer för andra spänningar

Motorer lindade för en given spänning vid 50 Hz kan också används för andra spänningar. Verkningsgrad, effektfaktor och varvtal förblir ungefär desamma.

Verkliga värden översänds på begäran.

Motor lindad för 230 V 400 V 500 V 690 V

Ansluten 220 V 230 V 380 V 415 V 500 V 550 V 660 V 690 V

till (50 Hz)

% av värdena vid 400 V, 50 Hz

Uteffekt 100 100 100 100 100 100 100 100

IN 182 174 105 98 80 75 61 58

IS/IN 90 100 90 106 100 119 90 100

TS/TN 90 100 90 106 100 119 90 100

Tmax/TN 90 100 90 106 100 119 90 100

3. Standarder

42

3.6 Toleranser

Verkningsgradgenom

summeringav förluster

Verkningsgradgenom mätningav ineffekt och

uteffekt

Effektfaktor Ström vidnollvarvtal

Moment vidnollvarvtal

Start-moment

Tröghetsmoment Ljudnivå

Eftersläpning

Toleranserna är i enlighet med IEC 600 34-1 och baseras på en testprocedur i enlighet med IEC 600 34-2.

3. Standarder

43

Internationell standard

IM-monteringssätt

Exempel på beteckningar enligt Kod II

IM 1 00 1

Internationell Monteringskod

Konstruktionstyp, fotmonteradmotor med två lagersköldar

Monteringssätt, horisontell montering med fötterna nedåt etc.

Yttre axeltapp, encylindrisk axeltapp etc.

Exempel på vanliga monteringssätt

Kod I IM B3 IM V5 IM V6 IM B6 IM B7 IM B8Kod II IM 1001 IM 1011 IM 1031 IM 1051 IM 1061 IM 1071

Kod I IM B5 IM V1 IM V3 *) *) *)Kod II IM 3001 IM 3011 IM 3031 IM 3051 IM 3061 IM 3071

Kod I IM B14 IM V18 IM V19 *) *) *)Kod II IM 3601 IM 3611 IM 3631 IM 3651 IM 3661 IM 3671

Flänsmotor,

liten fl äns med

gängade fästhål.

Flänsmotor, stor

fl äns med frigående

fästhål.

Fotmotor.

*) Ej angiven i IEC 600 34-7

3.7 Monteringssätt

3. Standarder

44

Nedan visas en typisk måttritning, så som de ser ut i kataloger,på CD-ROM och på webbplatsen.

3.8 Mått- och effektstandard

3. Standarder

45


A = avstånd mellan fästhålens centrumlinjer (sett från en ände)B = avstånd mellan fästhålens centrumlinjer (sett från sidan)B’ = avstånd mellan hjälpfästhålens centrumlinjerC = avstånd från axelskuldran i drivänden till fästhålens centrumlinje i de närmaste fötternaD = diameter hos axeltapp vid drivändenE = axeltappens längd mätt från axelskuldran vid drivändenF = bredd hos axeltappens kilspår vid drivändenGA = avstånd från kilens toppyta till motstående sida av axeltappen vid drivändenH = avstånd från axelns centrumlinje till fötternas anläggningsyta

Bokstavssymboler för de vanligaste måtten:

HD = avstånd från lyftöglans topp, anslutningslådan eller den mest utstickande delen ovanpå motorn till fötternas anläggningsytaK = håldiameter eller spårbredd i motorns fötterL = motorns totala längd med en axeltappM = diameter hos en cirkel genom fästhålens mittpunkterN = diameter på styrfl änsenP = fl änsens ytterdiameter, eller, vid icke-cirkulär form, dubbla maximala radiemåttetS = diameter hos fästhål i monterings- fl änsen eller gängans nominella diameter.

3. Standarder

46


CEN

ELE

Cs d

okum

ent,

HD

231

, ang

er d

ata

för m

ärke

ffekt

och

mon

terin

g, d

vs.

axelh

öjd,

ans

lutn

ings

måt

t och

axe

ltapp

måt

t för

olik

a sk

ydds

klas

ser o

ch st

orlek

ar.

Dok

umen

tet t

äcke

r helk

apsla

de k

orts

lutn

a m

otor

er fö

r 50

Hz

i sto

rleka

rna

56 ti

ll 31

5 M

.

Mot

or-

stor

lek

Axe

ltapp

-di

amet

erM

ärk-

Flä

nsty

put

effe

kt

2 po

ler

4,6,

8 po

ler

2 po

ler

4 po

ler

6 po

ler

8 po

ler

ogän

gade

hål

gäng

ade

hål

569

90,

090,

12el

ler

0,06

0,09

elle

rF

T65

FT

85el

ler

6311

110,

180,

25el

ler

0,12

0,18

elle

rF

F11

5F

T75

FT

100

elle

r71

1414

0,37

0,55

elle

r0,

250,

37el

ler

FF

130

FT

85F

T1

elle

r15

8019

190,

751,

1el

ler

0,55

0,75

elle

r0,

370,

55el

ler

FF

165

FT

100

FT

130

elle

r90

S24

241,

51,

10,

75(0

.37)

FF

165

FT

115

FT

130

elle

r90

L24

242,

21,

51,

1(0

.55)

100

L28

283

2.2

3el

ler

1,5

0,75

elle

r 1,

1F

F21

5F

T13

0F

T16

5el

ler

112M

2828

44

2,2

1,5

FF

215

FT

130

FT

165

elle

r13

2 S

3838

5,5

elle

r 7,

55,

53

2,2

FF

265

(FT

165

FT

215)

elle

r13

2 M

3838

-7,

54-

5,5

3(F

T26

5)16

0 M

4242

1115

elle

r11

7,5

4-5,

5(F

T21

5)16

0 L

4242

18,5

1511

7,5

180

M48

4822

18,5

--

FF

300

180

L48

48-

2215

1120

0 L

5555

3037

elle

r30

18,5

-22

15F

F35

022

5 S

5560

-37

-18

,5F

F40

022

5 M

5560

4545

3022

250

M60

6555

5537

30F

F50

028

0 S

6575

7575

4537

FF

500

280

M65

7590

9055

4531

5 S

6580

110

110

7555

FF

600

315

M65

8013

213

290

75

kW m

m

4

Elektrisk konstruktion

49

4. Elektrisk konstruktion

ABB tillämpar isolationsklass F, vilken med temperaturstegring enligt klass B är det vanligaste kravet inom industrin idag.

Isolationsklass F

Max omgivningstemperatur 40° C Max tillåten temperaturstegring 105 K Hotspot-temperaturmarginal + 10 K

Isolationsklass B

Max omgivningstemperatur 40° C Max tillåten temperaturstegring 80 K Hotspot-temperaturmarginal + 10 K

Isolationsklasser

Klass F 155° C Klass B 130° C Klass H 180° C

Användningen av isolationsklass F med temperaturdtegring enligt klass B ger ABBs produkteren säkerhetsmarginal på 25° C. Denna marginal kan användas för att temporärt öka motorbelastningen, arbeta vid högre omgivningstemperatur eller på högre höjd, eller med större spännings- och frekvenstoleranser. Marginalen kan även utnyttjas för att öka isolationens livslängd. Till exempel kommer en temperaturstegring på 10 K att minska isolationen med 50 %.

4.1 Isolation

Säkerhetsmarginal per isolationsklass

Hotspot-temperaturmarginal

Tillåten temperaturstegring

Max omgivningstemperatur

IsolationsklassMax lindningstemperatur

180

155

130120

40

130 155 180B F H

40 40 40

80 105 125

C

10

10

15

50


Tillåten uteffekt vid hög omgivningstemperatur eller på hög höjd, tabell

Basmotorerna är konstruerade för drift vid maximal omgivnings-temperatur 40º C och på maximal höjd 1000 meter över havet. Om en motor skall användas vid högre omgivningstemperatur stämplas den normalt ner enligt tabellen nedan. Observera att när uteffekten från en standardmotor stämplas ner kommer de relativa katalogvärdena som t.ex. IS/IN att förändras.

Omgivningstemp., °C 30 40 45 50 55 60 70 80Tillåten uteffekt,% av märkeffekt 107 100 96,5 93 90 86,5 79 70

Höjd över havet, m 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000Tillåten uteffekt,% av märkeffekt 100 96 92 88 84 80 76

4.3 Start av motorer

Starttransienter

Det är viktigt att komma ihåg att termen startström avser det stationära rms-värdet Det värdet mäts efter några få cykler, när starttransienterna har lagt sig. Den transienta strömmens toppvärde kan uppgå till 2,5 gånger den stationära startströmmen, men den sjunker snabbt. Motorns startmoment uppträder på motsvarande sätt, vilket man bör ha i tankarna om den drivna utrustningen har stort lastmoment, eftersom påkänningarna på axel och koppling kan bli mycket stora.

Direktstart

Det enklaste sättet att starta en kortsluten motor är att koppla den direkt till nätspänningen. Startutrustningen behöver då bara bestå av en motorskyddsbry-tare. Ett problem med denna metod är dock att de ger hög startström. Icke desto mindre bör denna metod väljas om det inte fi nns särskilda skäl mot den. Elverken tillåter normalt direktstart av kortslutna motorer med märkeffekt upp till 3-5 kW.

4.2 Omgivningstemperatur/hög höjd

51


Y/D-startOm motorns startström måste reduceras på grund av begränsningar i matningen kan Y/D-start tillämpas. Om en motor lindad för 400 VD startas med lindningen Y-kopplad, reduceras startströmmen till ca 30 procent av värdet vid direktstart, medan startmomentet reduceras till ca 25 procent av värdet vid direktstart. Innan denna metod kan användas måste man emellertid kontrollera om det reducerade momentet är tillräckligt för att accelerera lasten genom hela varvtals-området.

Kontakta närmaste ABBförsäljningskontorför att få dimensioneringsverktyget MotSize, eller ladda ner det från vår webbplats.

4.3 Start av motorer

Exempel hämtade från från dimensioneringsverktyget MotSize som visar kurvorna för direktstart (1. startmoment vid Un, 2. startmoment vid 80 procent Un, 3. lastmoment) för en gjutjärnsmotor.

Exempel hämtade från från dimensioneringsverktyget MotSize som visar kurvorna för Y/∆ (1. startmoment vid Un, 2. startmoment vid 80 procent Un, 3. lastmoment) för en aluminiummotor.

Direktstart Y/∆-start

ABB erbjuder ett komplett sortiment lågspänningsprodukter för start och styrning av motorer. För ytterligare information, kontakta ABB.

52


En mjukstartare begränsar startströmmen och ger ett mjukt startförlopp, Start-strömmens storlek är direkt beroende av det statiska moment som krävs vid start, och på lastmomentet hos den utrustning som skall sättas i rotation. ABBs mjuk-startare är fl exibla enheter som kan ställas in för alla tänkbara tillämpningskrav. Genom att gradvis öka motorspänningen under start blir startförloppet mycket mjukt. När motorn har nått sitt driftvarvtal är et vanligt att förbikoppla mjuk-startaren för att undvika förluster i dess halvledare under kontinuerlig drift. Som förbikopplingsanordning används ofta en extern kontaktor av klass AC-1.

Denna kontaktor kan även vara inbyggd i mjukstartaren, som i ABBs mjukstar-tarserie PSTB. Det är därför denna serie räknas till marknadens mest kompakta mjukstartare.

I ABB mjukstartare styrs huvudkretsen av halvledare istället för av mekaniska kontakter. Varje fas har två antiparallellkopplade tyristorer som gör det möjligt att bryta strömmen vid en godtycklig punkt i de positiva och negativa halvcyklerna.

4.3.1 Mjukstartare

Mjukstartare reducerar både startström och startmoment

Ström Moment

Direktstart

Y/

Mjukstart

Direktstart

Y/

Mjukstart

53


Ledningstiden styrs av tändvinkeln hos tyristorn. Tändvinkeln styrs i sin tur av ett inbyggt kretskort. Starttiden beror på motorn och lastens moment, tröghets-moment samt motorns vinkelhastighet. Eftersom startströmmen alltid är mycket högre än märkströmmen kan en alltför lång starttid orsaka skadlig temperatur-ökning i motorn. Hög ström orsakar dessutom elektromekaniska påkänningar.

Tillåten starttidSett till temperaturökning får starttiden inte överskrida tiden enligt tabell.

Siffrorna i tabellen avser start från normal drifttemperatur. Vid start av kall motor kan tiderna fördubblas. Observera att värdena nedan gäller för enhastighets-motorer. Värden för tvåhastighetsmotorer översänds på begäran.

Max tillåten starttid (sekunder) för enstaka start

4.3.2 Starttid

PoltalMotorstorlek Startmetod 2 4 6 8

56 Direkt 25 40 NA NA63 Direkt 25 40 NA NA71 Direkt 20 20 40 4080 Direkt 15 20 40 4090 Direkt 10 20 35 40

100 Direkt 10 15 30 40112 20 15 25 50

Y/D 60 45 75 150132 Direkt 15 10 10 20

Y/D 45 30 30 60160 Direkt 15 15 20 20

Y/D 45 45 60 60180 Direkt 15 15 20 20

Y/D 45 45 60 60200 Direkt 15 15 20 20

Y/D 45 45 60 60225 Direkt 15 15 20 20

Y/D 45 45 60 60250 Direkt 15 15 20 20

Y/D 45 45 60 60280 Direkt 15 18 17 15

Y/D 45 54 51 45315 Direkt 15 18 16 12

Y/D 45 54 48 36355 Direkt 15 20 18 30

Y/D 45 60 54 90400 Direkt 15 20 18 30

Y/D 45 60 54 90

450 Direkt 15 20 18 30Y/D 45 60 54 90

Direkt

54


Tillåten start- och reverseringstäthet

En motor som startas ofta kan inte belastas med märkeffekt på grund av termiska startförluster i lindningarna. Tillåtet effektuttag kan beräknas utgående från anta-let starter per timme, belastningsmomentet och den drivna utrustningens varvtal. Mekaniska påkänningar kan medföra ytterligare begränsningar.

4.3.2 Starttid

Tillåten uteffekt P = PN √ 1-TPN = motorns märkeffekt vid kontinuerlig drift

m = x . JM + J’L JM

x = antal starter per timmeJM = motorns tröghetsmoment i kgm2

J’L = belastningens tröghetsmoment i kgm2, omräknat för motoraxeln, dvs. multiplicerat med (belastningsvarvtal/motorvarvtal)2. Tröghetsmomentet J (kgm2) är lika med 1/4 GD2 i kpm2.mo = högsta tillåtna antal starter per timme för motor i tomgång, så som anges i tabellen till höger.

mmo

55


Högsta tillåtna antal starter/timme vid tomgång

Poltal

Motorstorlek 2 4 6 8 56 12000 9000 – –63B 11200 8700 – –71A 9100 8400 16800 15700

71B 7300 8000 16800 15700

80A 5900 8000 16800 11500

80B 4900 8000 16800 11500

90S 4200 7700 15000 11500

90L 3500 7000 12200 11500

100 L 2800 – 8400 –

100 LA – 5200 – 11500

100 LB – 4500 – 9400

112 M 1700 6000 9900 16000

132 (S, M) 1700 2900 4500 6600

160 MA 650 – – 5000

160 M 650 1500 2750 5000

160 L 575 1500 2750 4900

180 M 400 1100 – –

180 L – 1100 1950 3500

200 LA 385 – 1900 –

200 L 385 1000 1800 3400

225 S – 900 – 2350

225 M 300 900 1250 2350

250 M 300 900 1250 2350

280 125 375 500 750

315 75 250 375 500

355 50 175 250 350

400 50 175 250 350

450 på begäran

4.3.2 Starttid

56


4.3.3 Startegenskaper

Kataloger brukar ange en maximal starttid som funktion av motorstorlek och varvtal. Numera fi nns det emellertid standardkrav i IEC 600 34-12 som specifi cerar den drivna utrustningens maximalt tillåtna lastmoment istället för starttiden. För små motorer är den termiska belastning störst i statorlindningen, medan den för större motorer är störst i rotorlindningen.

Om momentkurvorna för motorn och belastningen är kända kan starttiden be-räknas genom integration av följande ekvation:

TM - TL = (JM + JL) x därTM = motormoment, NmTL = lastmoment, NmJM = motorns tröghetsmoment, kgm2

JL = belastningens tröghetsmoment, kgm2

ω = motorns vinkelhastighet

Om det fi nns utväxling skall TL och JL ersättas med T’L respektive J’L. Om startmomentet TS och max moment Tmax för motorn är kända, liksom typen av belastning, kan den ungefärliga starttiden beräknas med följande ekvation:

tst = (JM +JL) x K1

Tacc

därtst = starttid, sTacc = accelerationsmoment i Nm , Tacc = Tm - (K1x TL) K1 = enligt tabellen nedan

Varvtals- Poltal Frekvenskonstant 2 4 6 8 10 Hznm 3000 1500 1000 750 600 50K1 314 157 104 78 62 nm 3600 1800 1200 900 720 60K1 377 188 125 94 75

dωdt

57


Om det fi nns en utväxling mellan motorn och den drivna utrustningen måste belastningsmomentet räknas om till motorvarvtalet med hjälp av följande formel:

T’L = TL x nL

nM

Tröghetsmomentet måste också beräknas om med:

J’L = JL x( nL )2

n M

4.3.3 Startegenskaper

Lyftrörelse Fläkt Kolvpump Svänghjul

KL 1 1/3 0,5 0

Genomsnittsvärdet för TM

TM = 0,45 x (Ts + Tmax)

Tacc = TM – KL x TL

KL kan tas från tabellen nedan:

Exempel från beräkningsprogrammet för starttid

58


4.3.4 Exempel på startprestanda

Exempel på startprestanda vid olika lastmoment

4-polig motor, 160 kW, 1475 r/minMotormoment: TN = 1040 NmTs = 1,7 x 1040 = 1768 NmTmax = 2,8 x 1040 = 2912 NmMotorns tröghetsmoment: JM = 2,5 kgm2

Belastningen växlas ner med förhållandet 1:2

Lastmoment:TL = 1600 Nm vid nL =

nM r/min 2 T’L = 1600 x 1/2 = 800 Nm vid nM r/min

Belastningens tröghetsmoment:

JL = 80 kgm2 vid nL = nM r/min

2

J’L = 80 x (1)2

= 20 kgm2 vid nM r/min

2

Totalt tröghetsmoment:JM + J’L vid nM r/min

2,5 + 20 = 22,5 kgm2

Exempel 1:TL = 1600 Nm T’L = 800 NmKonstant under accelerationTacc = 0,45 x (TS + Tmax) - T’L

Tacc = 0,45 x (1768 + 2912) - 800 = 1306 Nm

tst = (JM + J’L) x K1

Tacc

tst = 22,5 x 157 = 2,7 s

1306

Lyftrörelse

Moment

T'L

Varvtal

59


Exempel 2:TL = 1600 Nm T’L = 800 NmLinjär ökning under acceleration

Tacc = 0,45 x (TS + Tmax) - 1 x T’L

2

Tacc = 0,45 x (1768 + 2912) - 1 x 800 = 1706 Nm

2


Tacc

tst = 22,5 x 157 = 2,1 s

1706

Exempel 3:TL = 1600 Nm T’L = 800 NmKvadratisk ökning under acceleration

Tacc = 0,45 x (TS + Tmax) - 1 T’L

3

Tacc = 0,45 x (1768 + 2912) - 1 x 800 = 1839 Nm 3


Tacc

tst = 22,5 x 157 = 1,9 s

1839

Exempel 4:TL = 0Tacc = 0,45 x (TS + Tmax)Tacc = 0,45 x (1768 + 2912) = 2106 Nm


Tacc

tst = 22,5 x 157 = 1,7 s

4.3.4 Exempel på startprestanda

Fläkt

Moment

T'L

Varvtal

Svänghjul

Moment

Varvtal

Kolvpump

Moment

T'L

Varvtal

2106

60


Driftarten indikeras av symbolerna S1...S10 enligt IEC 600 34-1 och VDE 0530 del 1. Tillåtet effektuttag enligt katalog baseras på märkeffekten vid kontinuerlig drift, S1.

Om inget annat anges förutsätts kontinuerlig drift vid motordimensionering.

S1 Kontinuerlig drift

Drift med konstant belastning under tillräcklig tid för att termisk fortfarighet skall uppnås. Beteckning S1.

S2 Korttidsdrift

Drifttid kortare än för att termisk fortfarighet skall uppnås, följd av stil-lestånd och spänningslöst tillstånd, tillräckligt länge för att motorn skall svalna till omgivningstemperatur eller kylmediumtemperatur. Värdena 10, 30, 60 och 90 minuter rekommenderas för märkvaraktighet hos driftperioderna. Beteckning t.ex. S2 60 min.

S3 Intermittent drift

En sekvens av identiska driftcykler, bestående av en period med konstant belastning och en period av vila och avbrott. Driftperioden är för kort för att termisk fortfarighet skall uppnås. Startströmmen påverkar inte tempe-ra-tur-ökningen nämnvärt.

4.4 Driftarter

Symbolförklaringar:P = uteffektD = accelerationN = drift under märkförhållanden

F = elektrisk bromsningV = tomgångR = stillestånd och spänningslöshetPN = full last

N

P

Tid

NP

Tid

NP

Tid

R

En driftcykel

61

4. Elektrisk konstruktion 4.4 Driftarter

Värdena 15, 25, 40 och 60 procent rekommenderas för intermittensfaktorn. Varaktigheten hos en driftcykel är 10 min.

S4 Intermittent driftcykel med starter

En sekvens av identiska drift-cykler, där varje cykel består av en längre startperiod, en period med konstant belastning och en period av vila och avbrott.

Driftperioden är för kort för att termisk fortfarighet skall upp nås. Vid denna driftart bromsas motorn till noll av belastnings friktion eller genom mekanisk bromsning som inte påverkar motorn termiskt.

Följande parametrar behövs för att helt defi niera driftarten. Intermittensfaktor, antalet driftcykler per timme (c/h), belastningströghetsmomentet JL och motorns tröghetsmoment JM.

Beteckning t.ex. S4 25 % 120 c/h JL = 0,2 kgm2

jM = 0,1 kgm2.

Intermittensfaktorn

S5 Intermittent driftcykel med starter

och elektrisk bromsning

En sekvens av identiska drift-cykler, där varje cykel består av en längre startperiod, en period med konstant belastning, en period av elektrisk bromsning och en period av spänningslöshet.Driftperioderna är för korta för att termisk fortfarighet skall uppnås.

= D+N

D+N+R x 100%

P

Tid

En driftcykel

D N R

P

Tid

En driftcykel

D N RF

= N

N+R x 100%

Beteckning t.ex. S3 25%.

Intermittensfaktor

62


Följande parametrar behövs för att helt defi niera driftarten. Intermittensfaktorn; antalet driftcykler per timme (c/h), belastningströghets momentet JL och motorns tröghetsmoment JM.

Beteckning t.ex. S5 40 % 120 c/h JL = 2,6 kgm2

JM = 1,3 kgm2.

Intermittensfaktorn =

S6 Kontinuerlig drift med intermittent belastning

En sekvens av identiska driftcykler, där varje cykel består av en period med kons-tant belastning och en period av tomgång. Driftperioderna är för korta för att termisk fortfarighet skall uppnås.

Värdena 15, 25, 40 och 60 procent rekommenderas för intermittensfaktorn. Varaktigheten hos en driftcykel är 10 min.

Beteckning t.ex. S6 40%.

Intermittensfaktor =

S7 Kontinuerlig drift med intermittent belastning

och elektrisk bromsning

En sekvens av identiska drift-cykler, där varje cykel består av en startperiod, en period med konstant belastning och en period av bromsning. Bromsmetoden är elektrisk bromsning t.ex. mot-strömsbromsning. Driftperioderna är för korta för att termisk fortfa-righet skall uppnås.

N

N+V x 100%

4.4 Driftarter

D+N+F

D+N+F+R x 100%

P

Tid

En driftcykel

NV

P

Tid

En driftcykel

D N F

63


Följande parametrar behövs för att helt defi niera driftarten. Antalet driftcykler per timme (c/h), belastningströghetsmomentet JL och motorns tröghetsmoment JM.

Beteckning t.ex. S7 500 c/h JL = 0,08 kgm2 JM =0,08 kgm2.

S8 Kontinuerlig drift med intermittent förändring

av belastningsvarvtal

En sekvens av identiska drift-cykler, där varje cykel består av en startperiod, en period med konstant belastning vid ett defi nierat varvtal samt en eller fl era perioder vid andra konstanta belastningar vid motsvarande andra varvtal. Det förekom-mer inga perioder av stille-stånd och spänningslöshet.

Driftperioderna är för korta för att termisk fortfarighet skall uppnås.

Denna driftart förekommer t.ex. i polomkopplingsbara motorer.

Följande parametrar behövs för att helt defi niera driftarten: Antalet driftcykler per timme c/h, belastnings tröghetsmomentet JL, motorns tröghetsmoment JM, samt belastning, varvtal och intermittensfaktorn för varje driftvarvtal.

Beteckning t.ex. S8 30 c/h JL = 63,8 kgm2 JM 2,2. kgm2.

P

Tid

En driftcykel

D N F1 N2 F2 N3

Cykelvaraktighetsfaktor 1 = x 100%D+N1

D+N +F +N1 1 2+F +N2 3

Cykelvaraktighetsfaktor 2 = x 100%F +N1 2

D+N +F +N1 1 2+F +N2 3

Cykelvaraktighetsfaktor 3 = x 100%F +N2 3

D+N +F +N1 1 2+F +N2 3

24 kW 740r/min 30%60 kW 1460r/min 30%45 kW 980r/min 40%

64


S10 Drift med diskreta belastningar och varvtal

En driftart där det förekommer ett specifi kt antal diskreta belastnings-värden (eller ekvivalenta värden) och eventuellt varvtal, där varje kombina-tion av belastning och varvtal råder tillräckligt länge för att maskinen skall uppnå termisk fortfarighet. Minimi-belastningen inom en driftcykel kan ha värdet noll (tomgång eller spännings-löst och stillestånd).

Den korrekta förkortningen är S10, följd av per enhet-kvantiteterna plDt för respektive belastning och dess varaktighet och per enhet-kvantiteten TL för relativ förväntad termisk livslängd för isolationssystemet. Referensvärdet för för-väntad termisk livslängd är förväntad termisk livslängd vid kontinuerlig drift och tillåten temperaturökning för driftart S1. För en period av spänningslöshet och stillestånd skall lasten representeras av bokstaven r.

Exempel: S10 pl∆t = 1,1/0,4; 1/0,3; 0,9/0,2; r/0,1 TL = 0,6

Värdet på TL skall avrundas till närmaste multipel av 0,05.

S9 Drift med icke-periodisk belastning och varvtalsvariation

Drift där belastning och varvtal varierar oregelbundet inom tillåtet driftområde. Denna driftart kan inkludera upprepad överbelastning som kraftigt kan överstiga värdet för full belastning. För denna driftart bör motorns märkeffekt väljas med hänsyn till överbelastningens storlek.Verkningsgrad vid märkeffekt anges under tekniska data i våra produktkataloger.

4.4 Driftarter

P

Tid

PN

65


4.5 Ökad märkeffekt

På grund av den lägre temperaturökningen i motorn vid korttidsdrift eller inter-mittent drift är det ofta möjligt att ta ut högre effekt från motorn än vid kon-tinuerlig drift, S1. Tabellerna nedan visar några exempel på detta. Tänk på att motorns maximala moment, Tmax/TN måste vara >1,8 refererande till ökad uteffekt.

Korttidsdrift, S2 Poltal Tillåten uteffekt, i % av märkuteffekt vid S1 kontinuerlig drift för motorstorlek: 56-100 112-250 280-450

30 min 2 105 125 130 4-8 110 130 130

60 min 2-8 100 110 115

Intermittent drift, S3 Poltal Tillåten uteffekt, i % av märkuteffekt vid S1 kontinuerlig drift för motorstorlek: 56-100 112-250 280-450

15% 2 115 145 140 4 140 145 140 6, 8 140 140 140

25% 2 110 130 130 4 130 130 130 6, 8 135 125 130

40% 2 110 110 120 4 120 110 120 6, 8 125 108 120

60% 2 105 107 110 4 110 107 110 6, 8 115 105 110

För denna driftart väljs en lämplig konstant belastning baserad på driftart S1 som referensvärde (Pref i fi guren.) för de diskreta belastningarna.

OBS De diskreta belastningsvärdena utgörs vanligen av ekvivalenta belast-ningar baserade på integration över en tidsperiod. Det är inte nödvändigt att varje belastningscykel ser precis likadan ut, bara att varje belastning inom cykeln skall ha tillräcklig varaktighet föra att motorn skall nå termisk fortfarighet och att varje belastningscykel skall kunna integreras för att ge samma förväntade relativa termiska livslängd.

66


Tabellen nedan visar typiska värden för dellast. Till exempel, en motor med verkningsgradsvärde 90 har en verkningsgrad på 90 vid 3/4 belastning, 89 vid 1/2 belastning och 85 vid 1/4 belastning. ABB överlämnar garanterade dellastvärden på begäran. En motor förbrukar både aktiv effekt som omvandlas till mekanisk arbete, och reaktiv effekt, som behövs för magnetisering, men som inte utför något arbete.

4.6 Verkningsgrad

Verkningsgrad (%)2 - 4 poler 6 - 12 poler

1.25 1.00 0.75 0.50 0.25 1.25 1.00 0.75 0.50 0.25xPN xPN xPN xPN xPN xPN xPN xPN xPN xPN

97 97 97 96 92 97 97 97 95 9296 96 96 95 91 96 96 96 94 91

95 95 95 94 90 95 95 95 93 9094 94 94 93 89 94 94 94 92 8993 93 93 92 88 93 93 93 91 8892 92 92 91 87 92 92 92 90 8691 91 91 90 86 91 91 91 89 85

89 90 90 89 85 90 90 90 88 8488 89 89 88 84 89 89 89 87 8387 88 88 87 83 88 88 88 86 8286 87 87 86 82 87 87 87 84 8086 86 86 85 80 86 86 86 83 78

83 85 86 85 79 85 85 85 82 7682 84 85 84 78 84 84 84 81 7581 83 84 83 76 83 83 84 80 7480 82 83 82 74 81 82 82 78 7279 81 82 81 73 80 81 81 77 70

77 80 81 79 71 79 80 80 76 6876 79 80 78 69 78 79 80 75 6775 78 79 76 67 77 78 78 74 6674 77 78 75 65 76 77 77 73 6473 76 77 74 63 75 76 76 72 64

72 75 76 72 61 74 75 75 71 6271 74 75 71 60 73 74 74 70 6270 73 74 70 59 72 73 73 69 6069 72 73 69 57 70 72 71 67 5868 71 72 68 56 69 71 70 66 5667 70 71 67 54 68 70 69 65 56

67

4. Elektrisk konstruktion 4.7 Effektfaktor

Effektfaktorn bestäms genom mätning av inkommande effekt samt av spänning och ström vid märkuteffekt. Effektfaktorn anges med en tolerans på (1-cos ϕ)/6

Aktiv och reaktiv effekt representeras i diagrammet (nedan) av vektorerna P och Q. Tillsammans ger de vektorn för den skenbara effekten S. Kvoten mellan aktiv effekt, mätt i kW, och skenbar effekt, mätt i kVA, kallas effektfaktor. Vinkeln mel-lan P och S brukar betecknas ϕ. Effektfaktorn är lika med Cos ϕ.

Effektfaktorn ligger vanligtvis mellan 0,7 och 0,9. Den är lägre för små motorer och större för stora motorer.

Om det fi nns många motorer i en anläggning förbrukas mycket reaktiv effekt och effektfaktorn blir lägre. Elleverantörer kan ibland kräva att effektfaktorn för en anläggning ökas. Detta går att göra genom att ansluta kondensatorer till matnings-systemet som alstrar reaktiv effekt och som därmed ökar effektfaktorn.

4.7.1 Faskompensering

Vid faskompensering brukar kondensatorerna parallellkopplas med motorn eller en grupp av motorer. I vissa fall kan emellertid överkompensering få en asynkron-motor att självmagnetisera och fungera som en generator. För att undvika problem brukar man inte kompensera för mer än motorns tomgångsström.

Kondensatorerna får inte parallellkopplas med enskilda lindningsfaser. En sådan lösning kan göra det svårt eller omöjligt att tillämpa Y∆-start.

68


Följande ekvation används för att beräkna

rätt storlek (per fas) för en kondensator vid en

nätfrekvens på 50 Hz:

C = 3,2 . 106 . Q U2

där C = kapacitans, µF U = kondensatorspänning, volt Q = reaktiv effekt, kVAr.

Den reaktiva effekten beräknas medformeln:

Q = K.PP η

där K = konstant från tabellen till höger P = motorns märkeffekt, kW

η = motorns verkningsgrad

4.7.1 Faskompensering

Om en tvåhastighetsmotor med skilda lindningar har faskompensering på båda lindningarna bör kondensatorerna inte vara kontinuerligt inkopplade på den lindning som inte används. Under vissa omständigheter kan sådana kondensatorer orsaka ökad uppvärmning och eventuellt vibrationer i lindningen.

cos Konstant Kutankompen-sering Kompensering för cos =

0,95 0,90 0,85 0,80

0,50 1,403 1,248 1,112 0,9820,51 1,358 1,202 1,067 0,9360,52 1,314 1,158 1,023 0,8920,53 1,271 1,116 0,980 0,8500,54 1,230 1,074 0,939 0,808

0,55 1,190 1,034 0,898 0,7680,56 1,150 0,995 0,859 0,7290,57 1,113 0,957 0,822 0,6910,58 1,076 0,920 0,785 0,6540,59 1,040 0,884 0,748 0,618

0,60 1,005 0,849 0,713 0,5830,61 0,970 0,815 0,679 0,5480,62 0,937 0,781 0,646 0,5150,63 0,904 0,748 0,613 0,4820,64 0,872 0,716 0,581 0,450

0,65 0,841 0,685 0,549 0,4190,66 0,810 0,654 0,518 0,3880,67 0,779 0,624 0,488 0,3580,68 0,750 0,594 0,458 0,3280,69 0,720 0,565 0,429 0,298

0,70 0,692 0,536 0,400 0,2700,71 0,663 0,507 0,372 0,2410,72 0,635 0,480 0,344 0,2140,73 0,608 0,452 0,316 0,1860,74 0,580 0,425 0,289 0,158

0,75 0,553 0,398 0,262 0,1320,76 0,527 0,371 0,235 0,1050,77 0,500 0,344 0,209 0,0780,78 0,474 0,318 0,182 0,0520,79 0,447 0,292 0,156 0,026

0,80 0,421 0,266 0,1300,81 0,395 0,240 0,1040,82 0,369 0,214 0,0780,83 0,343 0,188 0,0520,84 0,317 0,162 0,026

0,85 0,291 0,1350,86 0,265 0,1090,87 0,238 0,0820,88 0,211 0,0550,89 0,184 0,0270,90 0,156

69

4. Elektrisk konstruktion 4.7.2 Effektfaktorvärden

Effektfaktorn cos p vid märkeffekt listas under Tekniska data i våra produkt-kataloger.

Tabellen nedan visar typiska värden. ABB överlämnar garanterade värden på begäran.

I följande exempel har en motor effektfaktorn 0,85 vid full last. Vid 3/4 last är effektfaktorn 0,81, vid 1/2 last är den 0,72 och vid 1/4 last 0,54.

(Effektfaktor cos )2 - 4 poler 6 - 12 poler

1,25 1,00 0,75 0,50 0,25 1,25 1,00 0,75 0,50 0,25xPN xPN xPN xPN xPN xPN xPN xPN xPN xPN

0,92 0,92 0,90 0,84 0,68 0,92 0,92 0,90 0,84 0,680,91 0,91 0,89 0,83 0,66 0,91 0,91 0,89 0,83 0,66

0,90 0,90 0,88 0,82 0,64 0,90 0,90 0,88 0,82 0,640,89 0,89 0,87 0,81 0,62 0,89 0,89 0,87 0,81 0,620,88 0,88 0,86 0,80 0,60 0,88 0,88 0,86 0,80 0,600,88 0,87 0,84 0,76 0,58 0,88 0,87 0,84 0,76 0,580,87 0,86 0,82 0,73 0,56 0,87 0,86 0,82 0,73 0,56

0,86 0,85 0,81 0,72 0,54 0,86 0,85 0,81 0,72 0,540,85 0,84 0,80 0,71 0,52 0,85 0,84 0,80 0,71 0,520,84 0,83 0,78 0,70 0,50 0,84 0,83 0,78 0,70 0,500,84 0,82 0,76 0,66 0,46 0,84 0,82 0,76 0,66 0,460,84 0,81 0,74 0,63 0,43 0,84 0,81 0,74 0,63 0,43

0,83 0,80 0,73 0,60 0,40 0,83 0,80 0,73 0,60 0,400,82 0,79 0,72 0,59 0,38 0,82 0,79 0,72 0,59 0,380,82 0,78 0,71 0,58 0,36 0,82 0,78 0,71 0,58 0,360,81 0,77 0,69 0,55 0,36 0,81 0,77 0,69 0,55 0,360,81 0,76 0,68 0,54 0,34 0,81 0,76 0,68 0,54 0,34

0,80 0,75 0,67 0,53 0,34 0,80 0,75 0,67 0,53 0,340,79 0,74 0,66 0,52 0,32 0,79 0,74 0,66 0,52 0,320,78 0,73 0,65 0,51 0,32 0,78 0,73 0,65 0,51 0,320,78 0,72 0,62 0,48 0,30 0,78 0,72 0,62 0,48 0,300,78 0,71 0,61 0,47 0,30 0,78 0,71 0,61 0,47 0,300,77 0,70 0,60 0,46 0,30 0,77 0,70 0,60 0,46 0,30

70


4.8 Kopplingsscheman

Anslutning av trefasiga enhastighetsmotorer

∆-koppling Y koppling

Anslutning av tvåhastighetsmotorer

Tvåhastighetsmotorer ansluts normalt enligt nedan; rotationsriktning enligt defi ni-tion på sid 35. Motorer med normal utförande har sex uttag och en jordplint i anslutningslådan. Motorer med två separata lindningar är normalt D-D kopplade. De kan även vara Y/Y-, Y/D- eller D/Y-kopplade. Motorer med en lindning och med Dahlanderkoppling är anslutna D/YY om de är avsedda att driva laster med konstant moment. För fl äktar tillämpas Y/YY-koppling.Ett kopplingsschema medföljer varje motor.

När en motor startas Y/D -kopplad måste man alltid se kopplingsschemat som levererats av startapparattillverkaren.

1.Y/Y

Två separatalindningar

2.

Två separatalindningar

3./YY

Dahlander-koppling

4./YYY

Dahlander-koppling

Lågt varvtal Högt varvtal Lågt varvtal Högt varvtal

Lågt varvtal Högt varvtal

Lågt varvtal Högt varvtalLågt varvtal Högt varvtal

Lågt varvtal Högt varvtal Lågt varvtal Högt varvtal

Lågt varvtal Högt varvtal

Fläktdrivsystem

Konstantmomentdrivsystem

5

Mekaniskt utförande

5. Mekaniskt utförande

73

5 Mekaniskt utförande

Moderna helkapslade kortslutna motorer tillverkas med statorstommar i alumi-nium, stål och gjutjärn och öppna droppskyddade motorer med statorstommar i stål, för olika tillämpningsområden.

5.1 Stomkonstruktioner

Statorstomkonstruktioner

STANDARD 56 63 71 80 90 100 112 132 160 180 200 250 280 315 355 400 450

Aluminiumstomme • • • • • • • • • • • • •

Stålstomme • • •

Gjutjärnsstomme • • • • • • • • • • • • • • •

EXPLOSIONSFARLIGMILJÖ

EEx e, EEx Na (al. & gjutjärn) • • • • • • • • • • • • • • •

EEx d, EEx de (gjutjärn) • • • • • • • • • • • • •

DIP (al & gjutjärn) • • • • • • • • • • • • • •

ÖPPEN DROPPSKYDDAD (stålstomme) • • • • •

MARINT UTFÖRANDE • • • • • • • • • • • • • • • •

ENFAS (aluminium) • • • • •

BROMSMOTORER • • • • • • • •


74

5.2 Anslutningslådor

Anslutningslådor monteras antingen på topp, höger eller vänster sida.

Motorstorlek Anslutningslåda

och stommaterial Topp Höger sida Vänster sida

56-180

Aluminiummotorer1) Standard - -

200-280

Aluminiummotorer 1) Standard Tillval Tillval

71; 450

Gjutjärnsmotorer Standard - -

80-250

Gjutjärnsmotorer Standard Tillval Tillval

280-400

Gjutjärnsmotorer Standard Standard Standard

280-400

Stålmotorer Standard Standard Standard

Specialutförande av anslutningslådor, t.ex. annan storlek eller kapslingsklass,fi nns som tillval.

Anslutningslådan till aluminiummotorer i storlekarna 56 till 1801) har utbryt-nings-öppningar för genomföringar. Storlekarna 200-2501) har en anslutningslåda med två kabelgenomföringsplåtar. Anslutningslådorna till gjutjärnsmotorer i storlekarna 71 till 250 har blanka täckplåtar för anslutningsfl änsar. På motorer av storlekarna 280 till 450 är anslutningslådan försedd med kabelförskruvningar eller mellandelar. Kabelgenomföringar fi nns som tillval för alla andra motorer.

Anslutningslådan till aluminiummotorer tillåter kabelingång från båda sidorna. Anslutningslådan till gjutjärnsmotorer i storlekarna 71 till 280 kan vridas 4x90° och i storlekarna 280 till 450 2x180°, för att tillåta kabelingång från olika sidor av motorn.

Kapslingsklassen för en standardanslutningslåda är IP 55.

1) Informationen kan variera mellan olika typer. Konsultera alltid relevanta produktkataloger.


75


För att säkerställa att motorn levereras med lämpliga anslutningsmaterial, specifi cera kabeltyp, kabelantal och dimension vid beställning.

Anslutningslåda till en gjutjärnsmotor och till en aluminiummotor.

Anslutningslåda för aluminiummotorer,

storlekarna 90-100

Anslutningslåda för aluminiummotorer,

storlekarna 112-280


76

Samordning mellan anslutningslådor och kabelgenomföringar

Om ingen annan kabeltyp specifi ceras vid beställning förutsätts PVC-isolerad kabel. Anslutningsmaterial kommer att medlevereras enligt följande tabell.Avvikelser från standardleverans enligt de följande tabellerna kan arrangeras på begäran.

Samordning av anslutningslåda och kabelgenomföringar för stål- och gjutjärnsmotorer

Motorstorlek Öppning Kabel- Max. anslutbar Typ av genomföring Cu-ledararea anslutnings punkt

71 Gängade hål 2 x M 16 6 mm2 M4

80-90 Gängade hål 2 x M 25 6 mm2 M4

100, 112 Gängade hål 2 x M 32 16 mm2 M5

132 Gängade hål 2 x M 32 16 mm2 M5

160 Genomföringsplatta 2 x M 40 25 mm2 M6





280 Kabelgenomf./mellandel 2 x M 63 2 x 150 mm2 M12

315 SA Kabelgenomf./mellandel 2 x M 63 2 x 240 mm2 M12

315 S_, M_, L_ Kabelgenomf./mellandel 2 x M 63 2 x 240 mm2 M12

355 S M_ Kabelgenomf./mellandel 2 x M 63, 2∅48-60 4 x 240 mm2 M12

355 M_, L_ Kabelgenomf./mellandel 2 x M 63, 2∅48-60 4 x 240 mm2 M12

400L, LK Kabelgenomf./mellandel 2∅80 4 x 240 mm2 M12

450 Mellandel 2∅80 4 eller 6x240 mm2 M12

Samordning av anslutningslåda och kabelgenomföringar för aluminummotorer

Motorstorlek Öppning Kabel- Max. anslutbar Typ av genomföring Cu- ledararea anslutningspunkt

56 Utbrytningsöppningar 2 x 2 x Pg 11 2,5 mm2 Skruvplint

63 Utbrytningsöppningar 2 x 2 x Pg 11 2,5 mm2 Skruvplint

71-100 Utbrytningsöppningar 2 x 2 x Pg 16 2,5 mm2 Skruvplint

112, 132 Utbrytningsöppningar 2 x (Pg 21+ Pg 16) 10 mm2 M5

160, 180 Utbrytningsöppningar 2 x (2 x Pg 29+ 1Pg 11) 35 mm2 M6

200-280 Genomföringsplatta 2 x Pg 29, 42 70 mm2 M10



77

Motorer är normalt utrustade med enradiga spårkullager. Den fullständiga lager-beteckningen anges på märkskylten på de fl esta motortyper.

Om lagret i drivänden av motorn ersätts med ett rullager av typ NU- eller NJ-, kan större radiella krafter hanteras. Rullager är särskilt lämpliga för remtransmis-sioner.

Om de axiella krafterna är stora bör vinkelkontaktkullager användas. Denna version kan levereras på begäran. Vid beställning av en motor med vinkelkontakt-lager måste monteringssätt (IM-kod) samt den axiella kraftens storlek och rikting anges.

Närmare information om lager fi nns i respektive produktkatalog.

Lagerlivslängd

Den nominella livslängden L10 för ett lager defi nieras av ISO som det antal drift-timmar som uppnås eller överskrids av 90 procent av ett stort antal identiska lager under vissa testförhållanden. 50 procent av lagren uppnår minst fem gånger fl era drifttimmar.

Lagerstorlek

Tillförlitlighet är huvudkriteriet vid val av lagerstorlek, med hänsyn tagen till de vanligast förekommande tillämpningarna, motorbelastningen och motorstorleken. ABB använder lager i serie 63. De har robust utförande, ger hög livslängd och har hög bärförmåga. Lager i serie 62 går tystare, tillåter högre varvtal och ger lägre förluster.

5.3 Lager


78

5.3 Lager

Lagerkonstruktion för aluminiummotorerMotorstorlek D-ände N-ände Rullager, tillval Lagerlåsning vid56 serie 62-2Z serie 62-2Z nej D63 serie 62-2Z serie 62-2Z nej D71 serie 62-2Z serie 62-2Z nej D80 serie 62-2Z serie 62-2Z nej D90 serie 62-2Z serie 62-2Z nej D100 serie 63-2Z serie 62-2Z nej D112 serie 62-2Z serie 62-2Z nej D132 serie 62-2Z serie 62-2Z nej D160 serie 63-2Z serie 62-2Z ja D180 serie 63-2Z serie 62-2Z ja D200 serie 63 serie 62 ja N225 serie 63 serie 62 ja N250 serie 63 serie 62 ja N280

Lagerutförande för stål- och gjutjärnsmotorerMotorstorlek D-ände N-ände Rullager, tillval Lagerlåsning vid71 serie 62-2RS serie 62-2RS nej D80 serie 62-2RS serie 62-2RS nej D90 serie 62-2RS serie 62-2RS nej D100 serie 62-2RS serie 62-2RS nej D112 serie 62-2RS serie 62-2RS nej D132 serie 62-2RS serie 62-2RS nej D160 serie 63-Z serie 63-Z ja D180 serie 63-Z serie 63-Z ja D200 serie 63-Z serie 63-Z ja D225 serie 63-Z serie 63-Z ja D250 serie 63-Z serie 63-Z ja D280, 2-polig 6316/C3 6316/C3 ja D280, 4-12-polig 6316/C3 6316/C3 315, 2-polig 6316/C3 6316/C43 ja D315, 4-12-polig 6319/C3 6316/C3 355, 2-polig 6316M/C3 6316M/C3 ja D355, 4-12-polig 6322/C3 6316-C3 400, 2-polig 6317M/C3 6317M/C3 ja D400, 4-12-polig 6324/C3 6319-C3 450, 2-polig 6317 M/C3 6317 M/C3 ja D450, 4-12-polig 6326/C3 6322/C3

Lager i standardmotorerLagringar i aluminiummotorer, storlekar 112-132

V-ring Inre lagerlockB5

D-ände N-ände

Radialtätning

Låsbricka

Labyrinttätning


79

5.4 Balansering

Vibrationsnivån uttrycks i mm/s, rms, uppmätt utan last och med motorn på elastiska fästen. Angivna krav gäller inom frekvensområdet 10 till 1000 Hz.


80

5.4 Balansering

ABBs motorer levereras som standard balanserade enligt grad A.

Vibrations- Varvtalsområde Max relativ Max kombineratgrad axelförskjutning mekaniskt och elektriskt kast

min-1 µm µm

A > 1800 65 16

< 1800 90 23

B > 1800 50 12,5

< 1800 65 16

Not 1 Maskiner med vibrationsgrad ”B” är avsedda för högvarviga drivsystem i kritiska processer.

Not 2 Gränserna för max relativ axelförskjutning innefattar kastet. För defi nition av kast, se ISO 7919-1.


81

5.5 Ytbehandling

ABB fäster stor vikt vid motorernas ytfi nish. Skruvar samt komponenter av stål, aluminiumlegering och gjutjärn behandlas med lämplig metod för respektive material. Detta säkerställer tillförlitligt korrosionsskydd under svårast tänkbaramiljövillkor.

Ytfärgen är blå, Munsel-färgkod 8B 4.5/3.25. Färgen betecknas ävenNCS 4822B05G. Standardytbehandlingen ger fukt- och tropikskydd i enlighet med DIN 50016. Dessa motorer lämpar sig för installation utomhus, även i kemianläggningar.

Ytbehandling av stål- och gjutjärnsmotorer

Motorstorlek Ytbehandling Färgspecifi kation

71-132 2-komponents Färgdefi nition:

polyuretanfärg > 60 µm Munsell blå 8B, 4.5/3.25/NCS 4822 B05G

160-450 2-komponents Färgdefi nition:

epoxifärg > 70 µ m Munsell blå 8B, 4.5/3.25/NCS 4822 B05G

Ytbehandling av aluminiummotorer

Motorstorlek Ytbehandling Färgspecifi kation

56-80 Epoxipolyester- Färgdefi nition:

pulverfärg > 30 µ m Munsell blå 8B, 4.5/3.25/NCS 4822 B05G

90-100 Polyesterpulverfärg Färgdefi nition:

> 30 µm Munsell blå 8B, 4.5/3.25/NCS 4822 B05G

112-280 Polyesterpulverfärg > 50 µm Färgdefi nition:

Munsell blå 8B, 4.5/3.25/NCS 4822 B05G

6

Akustik

6. Akustik

85

Idag tillämpas strikta föreskrifter för ljudnivå, med defi nierade maxnivåer. Därför är ljuddämpning ett viktigt konstruktionskriterium vid utveckling av motorer.

6.2 Ljudkomponenter

De huvudsakliga komponenterna i ljudet från en motor är fl äkt- och magnetljud. Vid höga varvtal och höga uteffekter dominerar fl äktljudet. Vid låga varvtal domi-nerar magnetljudet. I släpringade motorer ger borstarna och släpringarna upphov till ytterligare ljud.

6.1 Ljuddämpning

Komponenter som ökar ljudnivån

LjudnivådB(A)

Totalt oljudFläktljudLagerljudMagnetisk oljud

Effekt kW

6. Akustik

86

Fläktljudet kan minskas genom optimerad fl äktkonstruktion. På motsvarande sätt gäller att om motorns verkningsgrad ökar kan fl äktens diameter minskas.Dock måste fl äkten vara tillräckligt stor för att garantera tillräckligt luftfl öde för kylning av motorn. På större motorer kan ljudnivån reduceras med ljudhuvar. På större2-poliga motorer kan en enkelriktad fl äkt användas. Den har en fast rotationsrikt-ning och avger därför mindre ljud.

ABB kan ge råd om den bästa lösningen för din specifi ka tillämpning.

6.2.2 Magnetljud

ABB Motors nya elektriska konstruktion minskar magnetljudet.

6.3 Luftburet och stomburet ljud

Ljud kan spridas på två sätt. Luftburet ljud från fl äkten sprids via luft. Stomburet ljud beror på lagren och på magnetiska vibrationer som fortplantas genom motorstommen till fundament, väggar och rörledningar.

6.3.1 Luftburet ljud

Beroende på tillämpning kan luftburet ljud reduceras med ljudhuvar, enkelriktad fl äkt eller övergång till vattenkylning. En luft-vattenkyld motor, till exempel, har mycket lägre ljudnivå vid höga uteffekter än en fl äktkyld, och är dessutom mycket billigare än en helkapslad luft-luft-kyld version. En helkapslad version med separatdriven fl äkt och till- och frånluftskanaler för luft kommer vanligen ner i samma ljudnivå som en vattenkyld version, och kostar ännu mindre. Eftersom större motorer brukar ställas upp i separata lokaler är ljudnivån vanligen av under-ordnad betydelse.

6.2.1 Fläktljud

6. Akustik

87

Ett effektivt sätt att eliminera stomburet ljud är att montera korrekt dimensio-nerade vibrationsdämpare. Slumpmässigt val av vibrationsdämpare skulle däremot kunna förvärra ljudproblemet.

6.3.3 Ljuddämpade motorer

De fl esta tillverkare kan erbjuda ljuddämpade versioner av stora motorer och motorer för höga varvtal. För att minska ljudnivån måste motorn dock modifi eras på sätt som kan försämra kylningen. I vissa fall kan det då krävas en större motor för att få tillräcklig uteffekt, vilket ökar kostnaden. Kostnaderna för en ljud-dämpad motor måste därför vägas mot kostnaderna för alternativa ljuddämpande åtgärder i anläggningen.

6.4 Ljudtrycksnivå och ljudeffektnivå

Ljud är tryckvågor som sänds ut från ett objekt via ett medium(vanligen luft) som objektetbefi nner sig i. Ljudtrycksnivånmäts i dB. Skillnaden mellan den lägsta ljudtrycksnivå som kan detekteras av det mänskligaörat och människans smärtgränsär 1:10 000 000. Eftersom skillnaden i tryck är så stor och vi upplever en skillnad på 10 dB som enfördubbling av ljudnivån tillämpasen logaritmisk skala där:

ljudtrycksnivån Lp = 10 log (P/P0)2 dB

P0 = 2* 10 - 5 (Pa) lägsta hörbara ljudP = uppmätt tryck (Pa)

6.3.2 Stomburet ljud

Musik

Tal

Hörbarhetsgräns

Frekvens

Smärtgräns

Ljudtrycksnivå för rena toner

dB över 2-10 Pa

Hörbart område

6. Akustik

88

Ljudtrycksnivån mäts i ett testrum för att eliminera inverkan av refl ekterat ljud och externa ljudkällor. En mikrofon placeras i olika lägen 1 meter från motorn för att mäta ljudtrycket från olika riktningar. Eftersom ljudnivån varierar med riktningen på grund av inverkan från ljudkällorna tillämpas en tolerans på 3 dB(A) för genomsnittlig ljudtrycksnivå.

Den uppmätta ljudnivån (Lp) kan omvandlas till effekt som utstrålas från ljudkäl-lan, i syfte att fastställa ljudeffektnivån (Lw). Formeln för detta är: Lw = Lp + Ls (Ls beräknas utgående från mätytan enligt DIN).

6.5 Vägningsfi lter

Vid mätning av sammansatt ljud används förstärkare och olika fi lter. dB-värdena som mäts upp får en bokstav efter sig, (A), (B), eller (C), beroende på vilket fi lter som an-vänds. Normalt anges endast dB(A)-värdet. Detta fi lter ger en vägning som ligger nära örats ljuduppfattning.

Filtren låter allt ljud passera, men dämpar respektive förstärker vissa frekvensband. Filterkarakteristikerna motsvarar stiliserade 40-, 70- och 100-phonkurvor för rena toner.

Information om ljudtrycksnivå får en me-ning endast om avståndet till ljudkällan anges. Till exempel, 80 dB(A) vid ett avstånd av en meter från en punktformig ljudkälla motsvarar 70 dB(A) på tre meters avstånd.

6.6 Oktavband

Medelljudtrycksnivån mäts med ett bredbandsfi lter som täcker hela frekvens-spektrumet. Man mäter även med smalbandsfi lter för att fastställa ljudnivån per

6.4 Ljudtrycksnivå och ljudeffektnivå

6. Akustik

89

oktavband (frekvensband), eftersom örats uppfattningsförmåga varierar beroende på frekvens.

Oktavbandsanalys

För att få en uppfattning om det sammansatta ljudets karaktär har det visat sig vara praktiskt att dela upp frekvensområdet i oktavband med förhållandet 1:2 mellan bandens gränsfrekvenser. Frekvensområdet anges vanligen i form av bandets mittfrekvens. Uppmätta dB-värden för alla oktavband, de så kallade oktavbandsnivåerna, redovisas vanligen i form av oktavbandsdiagram.

Ett system av bullertalskurvor - NR-kurvor (där NR står för Noise Rating) har utvecklats av ISO för att beskriva den subjektiva graden av störning från ljud av olika typer. Dessa kurvor är avsedda att användas för bedömning av risken för hörselskador. Det fi nns andra system med samma syfte. NR-kurvans tal anger graden av bullerstörning.

För oktavbandet med mittfrekvensen 1 000 Hz är NR-värdet lika med ljud-trycksnivån i dB. Den NR-kurva som tangerar den aktuella motorns ljudkurva bestämmer dess bullergrad. Tabellen nedan illustrerar användningen av begreppet bullergrad. Det visar hur länge en person kan uppehålla sig i en bullerutsatt miljö utan att få bestående hörselskador.

6.6 Oktavband

NR Tid per dag

85 > 5 timmar

90 = 5 timmar

95 = 2 timmar

105 < 20 minuter

120 < 5 minuter

A ---

88 dB(A).

Ingen risk för hörselskada. NR 85-kurvanvidrör motorns ljudkurva.Ljudtrycksnivån är

B ---

90 dB(A).

Risk för hörselskada. NR 88-kurvanvidrör motorns ljudkurva.Ljudtrycksnivån är

6. Akustik

90

Vid frekvensomriktarmatning kan ljudet från motorn variera kraftigt inom vissa oktavband, beroende på frekvensomriktarens moduleringsfrekvens. Spänningen från en frekvensomriktare är inte sinusformad. Men eftersom frekvensomriktare baserade på ABBs princip Direkt vridmo-mentreglering inte har någon fast moduleringsfrekvens är ljudnivån från drivsystemet betydligt lägre än den skulle vara från ett drivsystem med samma motor och en frekvensomriktare med fast moduleringsfrekvens.

6.7 Frekvensomriktarmatning

6. Akustik

91

6.8 Externa ljudkällor

Addition av fl era identiska ljudkällor. Att addera två sådana ljudkällor ökar den totala nivån med 3 dB. Lägger man ihop fyra ökar den med 6 dB, och så vidare.

Addition av två olika ljudkällor. När skillnaden mellan de båda ljudtrycksnivåerna är större än 10 dB kommer den svagare ljudkällan att bidra så lite till den totala ljudtrycksnivån att den kan försummas.

6.8.1 Upplevelse av skillnad i ljudnivå

En skillnad i ljudnivå på 1 dB är knappast detekterbar, medan en skillnad på 10 dB upplevs som en fördubbling respektive halvering av ljudnivån.

Diagrammen nedan illustrerar ljudtrycksnivån när det fi nns fl era ljudkällor. Till exempel visar diagrammet till vänster att ljudtrycksnivån blir 3 dB högre om ljudnivån från två identiska källor adderas. Diagrammet till höger visar hur resultatet förändras om ljudkällorna har olika ljudtrycksnivåer.

Innan logaritmiska värden kan adderas eller subtraheras måste de räknas om till absoluta tal. Ett enklare sätt att kombinera ljudkällor är att använda diagrammen nedan.

Ökning av total ljudtrycksnivå

Antal ljudkällor med samma intensitet

Ökning av total ljudtrycksnivå

Skillnad mellan ljudnivåer som skall adderas

6. Akustik

92

Ljudtrycksnivå vid 50 Hz nätfrekvens: Aluminium- och stålmotorer

2 poler 4 poler 6 poler 8 poler Storlek dB(A) Storlek dB(A) Storlek dB(A) Storlek dB(A)56 48 56 36 56 - 56 -63 48 63 37 63 - 63 3271 55 71 45 71 36 71 3980 58 80 48 80 43 80 4490 63 90 50 90 44 90 43100 68 100 54 100 49 100 46112 63 112 56 112 54 112 52132 69 132 60 132 61 132 56160 69 160 62 160 59 160 59180 69 180 62 180 59 180 59200 72 200 63 200 63 200 60225 74 225 66 225 63 225 63250 75 250 67 250 63 250 63280 77 280 68 280 66 280 65315 80 315 71 315 68 315 66355 83 355 80 355 75 355 75400 85 400 85 400 80 400 80

Ljudtrycksnivå vid 50 Hz nätfrekvens: Gjutjärnsmotorer

2 poler 4 poler 6 poler 8 poler Storlek dB(A) Storlek dB(A) Storlek dB(A) Storlek dB(A)71 57 71 45 71 47 71 -80 58 80 46 80 48 80 -90 61 90 52 90 48 90 -100 65 100 53 100 51 100 -112 68 112 56 112 54 112 -132 73 132 60 132 59 132 -160 70 160 66 160 66 160 73180 72 180 66 180 68 180 65200 74 200 66 200 73 200 71225 74 225 68 225 67 225 73250 75 250 68 250 68 250 68280 77 280 68 280 66 280 65315 78 315 70 315 70 315 72355 83 355 78 355 75 355 75400 82 400 78 400 76 400 71450 85 450 85 450 81 450 82

6.9 Ljudtrycksnivåer

7

Installation och underhåll

7. Installation och underhåll

95

7.1 Leveranskontroll

Observera att varje motor måste installeras och underhållas i enlighet med den dokumentation som levereras med motorn. Installations- och under-hållsanvisningarna i detta kapitel är endast generella.

1. Kontrollera om det fi nns skador på den levererade utrustningen. Meddela om-gående eventuella skador till transportören.

2. Kontrollera alla märkdata, speciellt spänning och koppling (Y eller ∆).

3. Ta bort transportspärren och kontrollera att rotorn lätt kan vridas.

7.2 Kontroll av isolationsresistansen

Före idrifttagning av motorn och om man misstänker fukt i lindningen, mät isola-tionsresistansen.

Resistansen, uppmätt vid 25°C, skall överstiga referensvärdet, dvs. 10 Mohm (uppmätt med en 500 V DC-Megger)

VARNINGLadda ur lindningarna omedelbart efter mätning för att undvika risk för elektrisk stöt.

Isolationsresistansens referensvärde skall halveras för varje temperaturökning med 20º C.

Om referensvärdet är inte uppnås är lindningen för fuktig.Lindningen skall torkas vid 90º C i 12-16 timmar, följt av 105º C i 6-8 timmar. Eventuella pluggar i dräneringshål måste tas bort innan motorn torkas i ugn.

Om fukten beror på havsvatten måste motorn lindas om.


96

7.3 Åtdragningsmoment för ledaranslutningar

7.4 Drift

Driftmiljö

Motorer är konstruerade att användas i industriella drivsystem. Normal omgivningstemperatur är -25º C till + 40º C.Maximal höjd över havet är 1 000 m.

Säkerhet

Alla motorer måste installeras och användas av kvalifi cerad personal som är väl in-satt i gällande säkerhetsföreskrifter. Säkerhets- och skyddsutrustning som krävs av lokala myndigheter skall alltid fi nnas tillgänglig där motorn monteras och används.

VARNINGSmå motorer, vars matning styrs direkt av temperaturkänsliga omkopplare, kan starta automatiskt.

Förebyggande av olyckor

Stå aldrig på en motor. För att undvika brännskador, rör aldrig motorns yttre kapsling under drift. Speciella instruktioner kan gälla för speciella motortillämp-ningar - t.ex. frekvensomriktarmatning). Använd alltid lyftöglor för attlyfta motorn.

Åtdragningsmoment för skruvar och muttrar av stålGänga 4,60 5,8 8,8 10,9 12,9 Nm Nm Nm Nm NmM2,5 0,26 M3 0,46 M5 2 4 6 9 10M6 3 6 11 15 17M8 8 15 25 32 50M10 19 32 48 62 80M12 32 55 80 101 135M14 48 82 125 170 210M16 70 125 190 260 315M20 125 230 350 490 590M22 160 300 480 640 770M24 200 390 590 820 1000M27 360 610 900 1360 1630M30 480 810 1290 1820 2200M33 670 M36 895

Värdena är endast riktvärden. Stommaterial och ytbehandling påverkar åtdragningsmomentet.


97

7.5 Hantering

Förvaring Motorer skall alltid förvaras i torr, vibrationsfri och dammfri miljö.

Oskyddade blanka ytor ytor (axeländar och fl änsar) skall behandlas med rostskyddsmedel.

Axlarna i förvarade motorer bör vridas runt för hand med jämna mellanrum för att förhindra att fettfi lmen i lagren trängs igenom..

Anslut gärna stilleståndsuppvärmningen om sådan fi nns installerad i motorn. Eventuella elektrolytkondensatorer i enfasmotorer måste formateras om i fall då motorn förvaras längre än 12 månader.

Kontakta ABB Motors för närmare information.

Transport

Motorer utrustade med rullager och/eller vinkelkontaktlager skall vara försedda med transportsäkring under transport.

Vikt

Totalvikten hos maskiner med samma byggstorlek kan variera beroende på utef-fekt, monteringssätt och tillvalsutrustning.

För motorer med totalvikt över 30 kg skall aktuell vikt fi nnas angiven på motorns märkskylt.


98

7.6 Fundament

Kunden ansvarar för fundamentet till motorn.

Fundamentet måste ha en slät horisontell yta och skall om möjligt vara vibra-tionsfritt. Därför rekommenderas ett betongfundament. Om ett metallfundament används skall det behandlas med rostskyddsmedel.

Fundamentet måste vara tillräckligt stabilt för att ta upp krafterna i händelse av en trefasig kortslutning. Vibrationen som uppstår vid kortslutning är i huvudsak sinusformad och kan alltså anta både positiva och negativa värden. Påkänningarna på fundamentet kan beräknas med hjälp av datatabellerna i motorkatalogen och med formeln nedan.

F = 0,5 x g x m + 4 x Tmax A

där F = angripande kraft per sida, N g = tyngdacceleration, 9,81 ms2 m = motorns vikt, kg Tmax = max moment, Nm A = avstånd i sidled mellan hålen i motorfötterna, m.

Måtten hämtas från måttritningen och uttrycks i meter.

Fundamentet skall dimensioneras för att det skall bli ett betryggande avstånd mel-lan installationens egenfrekvens och förekommande driftfrekvenser.

7.6.1 Fästklotsar

Motorn fi xeras med fästklotsar eller en basplatta Motorer för remdrivsystem skall monteras på spännlinjaler.

Fästklotsarna skruvas fast vid motorns fötter när styrstiften har förts in i de brotschade hålen. Fästklotsarna skall monteras på de högra fötterna med ett 1-2 mm tjockt mellanlägg mellan skruv och fot. Se märkning på klotsar och på sta-torfötter. Placera motorn på fundamentet och rikta upp kopplingen. Kontrollera med vattenpass att axeln är horisontell. Statorstommens höjd kan justeras med nivåskruvar eller mellanlägg. När du är säker på att uppriktningen är korrekt, gjut fast fästklotsarna.


99

7.6.1 Fästklotsar

7.7 Kopplingsuppriktning

Motorer måste alltid vara noggrant uppriktade. Detta är särskilt viktigt för moto-rer som direkt kopplas till utrustningen. Felaktig uppriktning kan leda till lager-haveri, vibration, och till och med axelbrott. I händelse av lagerhaveri eller om vibration konstateras skall uppriktningen kontrolleras omedelbart.

Det bästa sättet att nå korrekt uppriktning är att montera två mätklockor så som visas på sid 100. Varje indikatorklocka känner av en kopplingshalva och visar skillnaden mellan kopplingshalvornas lägen både axiellt och radiellt. Vrid axeln långsamt och observera indikatorklockornas utslag.Detta ger information om vilka justeringar som behöver göras. Kopplingshalvorna skall vara löst ihopskruvade så att de följer varandra i vrid-ningen.

För att kontrollera om axeln är parallell, mät med ett bladmått avståndet x mellan kopplingshalvornas ytterkanter vid en punkt längs periferin: Se sid 100. Vrid därefter de båda halvorna 90°, utan att ändra axlarnas inbördes position, och mät igen vid exakt samma punkt. Mät avståndet på nytt efter 180° och 270° rotation. För typiska kopplingsstorlekar får skillnaden mellan det största och det minsta uppmätta värdet inte överstiga 0,05 mm.

För att kontrollera att axlarnas centrumlinjer befi nner sig mitt för varandra, lägg en stållinjal parallellt med axlarna på den svarvade periferin av den ena kopp-lingshalvan och mät spelrummet mellan linjalen och den andra kopplingshalvans periferi vid fyra positioner, som vid parallellitetskontroll. Skillnaden mellan det största och det minsta uppmätta värdet får inte överstiga 0,05 mm.


100

7.7 Kopplingsuppriktning

Vid uppriktning av en motor och en driven utrustning vars stommar har olika normala arbetstemperaturer måste man ta hänsyn till den skillnad i axelhöjd som är följden av värmeutvidgning. För en motor är skillnaden i axelhöjd ca 0,03% mellan rumstemperatur och drifttemperatur vid maximal uteffekt. Monteringsin-struktioner från tillverkarna av pumpar, växlar etc. anger ofta utrustningens ingå-ende axels förskjutning i höjd- och sidled vid drifttemperatur. Denna information måste beaktas för att undvika vibrationer och liknande problem under drift.

Använd mätklockor för uppriktning.

Kontrollera vinkelavvikelsen.


101

Största försiktighet krävs vid montering av remskivor och kopplingshalvor, för att lagren inte skall skadas. De får aldrig slås eller bändas på plats.

En remskiva eller en kopplingshalva som skall ha sugpassning på axeln kan skju-tas upp ungefär halvvägs på axelsätet för hand. Därefter används ett specialverk-tyg eller en helgängad skruv, en mutter och två plana metallbitar för att pressa upp komponenten helt mot axelansatsen.

Montering av remskiva med en helgängad skruv,

en mutter och två plana metallbitar.

7.7.1 Montering av remskivor och kopplingshalvor


102

7.8 Spännlinjaler

Motorer för remdrivsystem skall monteras på spännlinjaler, så som visas i fi gur 2. Spännlinjaler skall placeras horisontellt och på samma nivå. Montera motorn och spännlinjalerna på fundamentet och rikta upp dem så att mittlinjen av motorns remskiva sammanfaller med mittlinjen av den drivna utrustningens remskiva. Kontrollera att motoraxeln är parallell med drivaxeln. Spänn remmen i enlighet med leverantörens instruktioner. Överskrid inte maximal remkraft (dvs max till-låten radiell belastning av lagret) som anges i produktkatalogen. Spännlinjalen när-mast remmen skall placeras så att spännskruven kommer mellan motorn och den drivna utrustningen. Spännskruven på den andra spännlinjalen skall vara riktad åt motsatt håll. Se fi gur.

Efter uppriktning, gjut fast spännlinjalernas fästskruvar med betong.

VARNING

Spänn inte remmarna med än nödvändigt. För stor remspänning kan skada lagren och orsaka axelbrott.

Placering av spännlinjaler vid remdrift.

Vid remdrift måste axlarna vara parallella och remskivorna

vara linjerade med varandra.


103

7.9 Montering av lager

Var alltid särskilt försiktig med lager. Lager skall monteras med hjälp av värmedon eller specialverktyg, och demonteras med hjälp av avdragare.

Ett lager kan monteras på en axel med eller utan värmning. Kall montering är endast lämpligt för små lager och lager som inte behöver pressas långt upp på axeln. Vid varm montering och i fall där där lagret skall ha fast passning på axeln, måste lagret först värmas i oljebad eller med ett speciellt värmedon. Lagret kan sedan pressas upp på axeln med hjälp av en monteringshylsa som motsvarar lagrets innerring. Fettfyllda lager, som vanligen är försedda med tätningsbrickor eller skyddsplåtar, skall inte värmas.


104

ABB sätter alltid tillförlitligheten främst vid konstruktion av lagringar och val av smörjprincip. Därför tillämpar vi, som standard, L1-principen (innebär att 99 procent av motorerna med säkerhet klarar angivet eftersmörjningsintervall). Eftersmörjningsintervallet kan även beräknas enligt L10-principen, som betyder att 90 procent av motorerna med säkerhet klarar angivet eftersmörjningsintervall. L 10-värdena, som är normalt är dubbla L1-värdena, överlämnas av ABBs kontor på begäran.

7.10.1 Motorer med engångssmorda lager

Motorer upp till storlek 180 är normalt försedda med engångssmorda lager av Z- eller 2Z-typ.

Riktlinjer för lagerlivslängd: 4-poliga motorer, 20 000 - 40 000 drifttimmar1) 2 och 2/4-poliga motorer, 10 000 - 20 000 drifttimmar1) De kortare intervallen gäller för större motorer.

1) beroende på tillämpning och belastningsförhållanden

7.10.2 Motorer med smörjsystem

Smörj motorn under drift. Om lagringen har ett pluggat fettutlopp, ta bort pluggen under eftersmörjning, eller ta bort den permanent om ett auto-matiskt smörjsystem används. Om motorn har en smörjskylt, tillämpa de värden som anges på den. Tillämpa annars L1-principen som beskrivs på nästa sida.

7.10 Smörjning


105

7.10 Smörjning

Följande generella smörjtabell följer L1-principen, som är ABBs standard för alla lågspänningsmotorer.

Detaljerad information fi nns i handboken som kan beställas från abb.com/motors&drivers,eller hämtas på varje ABB-kontor.

Smörjintervall och smörjmedelsmängderBygg- Fett- 3600 3000 1800 1500 1000 500-900storlek mängd r/min r/min r/min r/min r/min r/min

i g/lagerKullagerSmörjintervall i drifttimmar

112 10 10000 13000 18000 21000 25000 28000132 15 9000 11000 17000 19000 23000 26500160 25 7000 9500 14000 17000 21000 24000180 30 6000 8000 13500 16000 20000 23000200 40 4000 6000 11000 13000 17000 21000225 50 3000 5000 10000 12500 16500 20000250 60 2500 4000 9000 11500 15000 18000280 1) 2000 3500 8000 10500 14000 17000315 1) 2000 3500 6500 8500 12500 16000355 1) 1200 2000 4200 6000 10000 13000400 1) 1200 2000 4200 6000 10000 13000400 M3BP 1) 1000 1600 2800 4600 8400 12000450 1) 1000 1600 2400 4000 8000 8800

RullagerSmörjintervall i drifttimmar

160 25 3500 4500 7000 8500 10500 12000180 30 3000 4000 7000 8000 10000 11500200 40 2000 3000 5500 6500 8500 10500225 50 1500 2500 5000 6000 8000 10000250 60 1300 2200 4500 5700 7500 9000280 1) 1000 1800 4000 5300 7000 8500315 1) 1000 1800 3300 4300 6000 8000355 1) 600 1000 2000 3000 5000 6500400 1) 600 1000 2000 3000 5000 6500400 M3BP 1) 500 800 1400 2300 4200 6000450 1) 500 800 1200 2000 4000 44001) Välj korrekt mängd enligt handbok.


106

Guide för val av säkringar

Direktstart

Max Motor Rekommenderad RekommenderatA standardsäkring motorskydd, ref.

0,5 2 -

1 4 -

1,6 6 -

3,5 6 -

6 16 -

8 20 -

10 25 20M25

14 32 20M32

17 40 32M40

23 50 32M50

30 63 32M63

40 80 63M80

57 100 63M100

73 125 100M125

95 160 100M160

100 200 100M200

125 200 -

160 250 200M250

195 315 200M315

225 355 315M400

260 400 315M400

315 450 400M500

7.10 Smörjning

Tabellerna gäller horisontellt monterade motorer. Halvera tabellvärdena för ver-tikalt monterade motorer. Om motorn har en smörjskylt, tillämpa de värden som anges på den. Mera detaljerad information fi nns i bruksanvisningen från ABB.

7.11 Guide för val av säkringar

8

SI-system

et

8. SI-systemet

109

Detta avsnitt förklarar några av enheterna i SI-systemet (Système International d’Unités) som används i samband med elektriska motorer och deras tillämpningar.

Man skiljer mellan storhet, storhetsvärde, enhet och mätetalliksom mellan namnet och symbolen för en enhet. Skillnaderna framgår av föl-jande exempel:

Exempel:

Namn SymbolStorhet effekt PEnhet Watt W

P = 5,4 W, dvs. effekten är 5,4 wattMätetal = 5,4Symbol för enhet = WNamn på enhet = wattSymbol för storhet = PNamn på storhet = effektVärde på storhet = 5,4 watt

8.1 Storheter och enheter

8. SI-systemet

110

Storhet EnhetNamn Symbol Namn Symbol AnmärkningRum och tidPlan vinkel α β g Radian rad Grad ...° 1° = π/180 rad Minut ...’ Sekund ...”Längd I Meter mYta A Kvadratmeter m2

Volym V Kubikmeter m3

Liter lTid t Sekund s Minut min Timme hFrekvens f Hertz HzHastighet v Meter per m/s km/h är den vanligaste sekund multipelenhetenAcceleration a Meter per m/s2

sekundkvadrat Acceleration vid g Meter per m/s2

fritt fall sekundkvadratEnergiAktiv W Joule J 1 J = 1 Ws = 1 NmWattsekund WsWattimme WhReaktiv Wq Varsekund vars Vartimme varhSkenbar Ws Voltampere- VAs sekund Voltampere- VAh timme EffektAktiv P Watt W 1kW =1,34 hk1) = 102 kpm/s = 103 Nm/s = 103J/sReaktiv Q, Pq Var varSkenbar S, Ps Voltampere VA

1) 1 kW = 1,34 hk (UK, US) används i IEC Publ. 72

1 kW = 1,36 hk (metrisk hästkraft)


8. SI-systemet

111

Storhet EnhetNamn Symbol Namn Symbol AnmärkningMekanikVikt m Kilogram kg Ton tDensitet ρ Kilogram per kg/m3

kubikmeter Kraft F Newton N 1 N = 0,105 kpMoment M Newtonmeter Nm 1 Nm = 0,105 kpm = 1 WsTröghets- J Kilogrammeter kgm2 J = G x D2

moment Tryck p Pascal Pa 1 Pa = 1 N/m2

Newton per N/m2 1 N/m2 = 0,102 kp/m2 = 10-5 bar kvadratmeter Bar bar 1 bar = 105 N/m2

VärmeTermodynamisk Τ, θ Kelvin K Tidigare benämning: absolut temperatur temperaturCelsius- ϑ, t Grader Celsius °C 0°C = 273,15 Ktemperatur Temperatur- ∆Τ, ∆ ϑ Kelvin K Intervallet 1 K är identiskt skillnad med intervallet 1° C Grader Celsius °C Termisk energi Q Joule JElektricitetElektrisk potential V Volt V 1 V = 1 W/AElektrisk spänning U Volt VElektrisk ström I Ampere AKapacitans C Farad F 1 F = 1 C/VReaktans X Ohm Ω Resistans R Ohm Ω 1 Ω = 1 V/AImpedans Z Ohm Ω Z = √ R2+X2

Multipelprefi x:Multiplar av SI-enheter anges med följande prefi x. Prefi x inom parentes bör användas restriktivt.


103 kilo k(102) hekto) (h)(101) (deka) (da)(10-1) (deci) (d)(10-2) (centi) (c)10-3 milli m10-6 mikro µ10-9 nano n10-12 piko p10-15 femto f10-18 atto a

4

8. SI-systemet

112

Normalt används SI-enheter för tekniska tillämpningar.

Emellertid kan enheter av andra slag förekomma i ritningar, beskrivningar etc. Detta gäller framför allt om tumsystemet är aktuellt.

Observera att enheten gallon inte är densamma i Storbritannien och USA.För att undvika oklarhet, specifi cera med US eller UK efter enheten.

8.2 Omräkningsfaktorer

Jämförelsetabell för temperaturer ° F ° C0 -17,810 -12,220 -6,730 -1,132 040 4,450 9,960 15,570 21,080 23,690 32,1100 37,8

Längd1 nm = 1,852 km 1 km = 0,540 nm1 mile = 1,609344 km 1 km = 0,621 mile1 yd = 0,9144 m 1 m = 1,09 yd1 ft = 0,3048 m 1 m = 3,28 ft1 in = 25,4 mm 1 mm = 0,039 in

Hastighet1 knop = 1,852 km/h 1 km/h = 0,540 knop1 m/s = 3,6 km/h 1 km/h = 0,278 m/s1 mile/h = 1,61 km/h 1 km/h = 0,622 mile/h

Area1 acre = 0,405 ha 1 ha = 2,471 acre1 ft2 = 0,0929 m2 1 m2 = 10,8 ft2

1 in2 = 6,45 cm2 1 cm2 = 0,155 in2

Volym1ft3 = 0,0283 m3 1 m3 = 36,3 ft3

1 in3 = 16,4 cm3 1 cm3 = 0,0610 in3

1 gallon (UK) = 4,55l 1 l = 0,220 gallon (UK)1 gallon (US:) =3,79 l 1 l = 0,264 gallon (US)1 pint = 0,568 l 1 l = 1,76 pint

Flöde1 m3/h = 0,278 x 10-3 m3/s 1 m3/s = 3600 m3/h1 cfm = 0,472 x 10-3 m3/s 1 m3/s = 2120 cfm

Vikt1 lb = 0,454 kg 1 kg = 2,20 lb1 oz = 28,3 g 1 g = 0,0352 oz

Kraft1 kp = 9,80665 N 1 N = 0,105 kp1 lbf = 4,45 N 1 N = 0,225 lbf

Tryck1 mm vp = 9,81 Pa 1 Pa = 0,102 mm vp1 kp/cm2 = 98,0665 kPa 1 kPa = 0,0102 kp/cm2

1 kp/cm2 = 0,980665 bar 1 bar = 1,02 kp/m2

1 atm = 101,325 kPa 1 kPa = 0,00987 atm1 lbf/in2 = 6,89 kPa 1 kPa = 0,145 lbf/in2

Energi1 kpm = 9,80665 J 1 J = 0,102 kpm1 cal = 4,1868 J 1 J = 0,239 cal1 kWh = 3,6 MJ 1 MJ = 0,278 kWh

Effekt1 hk = 0,736 kW 1 kW = 1,36 hk1 hk (UK, US) = 0,746 kW 1 kW = 1,34 hk (UK, US)1 kcal/h = 1,16 W 1 W = 0,860 kcal/h

Temperatur0 °C = 32 °F°C = 5/9 (°F - 32)0 °F = -17,8 °C°F = 9/5 (°C + 32)

9

Motorval

9. Motorval

115

De två grundläggande variabler som måste beaktas vid motorval är:

Det elektriska matningsnät som motorn skall anslutas till

Typen av kapsling eller stomme

Typ av kapsling

Det fi nns två grundläggande kapslingstyper: droppskyddad i stål eller helkapslad i aluminium, stål eller gjutjärn.

Den helkapslade fl äktkylda motorn (TEFC) är den vanligast förekommandeför industriella tillämpningar idag. Den mångsidiga TEFC har en helt sluten stomme. Kylluften leds över stommens yta av en externt monterad fl äkt.

Lista över ABB-motorer: • Konventionella trefasmotorer • Vindkraftgeneratorer• IEC och NEMA • Vattenkylda motorer• Explosionsskyddade motorer • Rullbanemotorer• Marinklassifi cerade motorer • Fläktmotorer• Öppna droppskyddade motorer • Motorer för rökgasfl äktar• Enfasmotorer • Högvarviga motorer• Bromsmotorer • Traktionsmotorer• Integrerade motorer • Reluktansmotorer

9.2 Effektuttag (kW)

Effektuttaget bestäms av den drivna utrustningen och av tillgängligt vridmomentvid motorns utgående axel.

Elektriska motorer har vissa standarduteffekter för varje storlek.

9.3 Varvtal

Asynkronmotorer har fasta varvtal. Varvtalet berorpå matningsnätets frekvens och statorlindningens utförande.

9.1 Motortyp

9. Motorval

116

Tomgångsvarvtalet är något högre än det asynkrona varvtalet, på grund av tom-gångsförluster i maskinen. Varvtalet vid max effektuttag ligger typiskt ytterligare 3-4 procent under tomgångsvarvtalet.

Synkront = frekvens X 120Varvtal r/min Antal poler statorlindning)

9.4 Montering

Avsett monteringsläge måste alltid anges vid beställning.

9.5 Matning

Matningspänning och frekvens måste anges vid beställning

9.6 Driftmiljö

Miljön som motorn skall fungera i är en viktig faktor att beakta i samband med beställningen. Specifi kt är det frågan om omgivningstemperatur, fuktighet och installationshöjd. Alla dessa aspekter påverkar motorns prestanda.

9.3 Varvtal

Motorvarvtal

50 Hz, varvtal r/min 60 Hz, varvtal r/minAntal Synkront Typiskt Synkront Typisktpoler vid max effekt vid max effekt2 3,000 2,900 3,600 3,4504 1,500 1,440 1,800 1,7406 1,000 960 1,200 1,1508 750 720 900 85010 600 580 720 70012 500 480 600 58016 375 360 450 430

9. Motorval

117

ChecklistaTEFC-motor, fast varvtal, explosionssäkert område

Matning ⊂⊃ Volt ⊂⊃ faser ⊂⊃ Hz

Effektbehov ⊂⊃ kW

Varvtal ⊂⊃ r/min ⊂⊃ poler

Driftcykel ⊂⊃ ⊂⊃ Monteringsläge

Drivning Direkt Rem

Isolation/Temp.-ökn. ⊂⊃/⊂⊃Vridmoment Kvadratiskt Konstant

Miljövillkor

IP ⊂⊃ Miljö⊂⊃ Relativ luftfuktighet

ChecklistaTEFC-motor, reglerbart varvtal, explosionssäkert område

Matning ⊂⊃ Volt ⊂⊃ faser ⊂⊃ Hz

Effektbehov ⊂⊃ kW

Varvtal ⊂⊃ r/min ⊂⊃ poler

Driftcykel ⊂⊃ ⊂⊃ Monteringsläge

Drivning Direkt Rem

Isolation/temp.-ökn. ⊂⊃/⊂⊃Vridmoment Kvadratiskt Konstant

Miljövillkor

IP ⊂⊃ Miljö⊂⊃ Relativ luftfuktighet

Frekvensomriktare för varvtalsregleringTyp av varvtalsreglering DTC PWM

Varvtalsområde ⊂⊃ Max ⊂⊃ Min

Absolut effekt (kW) ⊂⊃ Max ⊂⊃ Min

Utgångsfi lter (du/dt) Monterat Ej monterat

Max kabellängd (meter) ⊂⊃

9.7 Beställningschecklista

10

Varvtalsreglerade drivsystem

10. Varvtalsreglerade drivsystem

121

Kortslutna asynkronmotorer erbjuder mycket hög tillgänglighet, tillförlitlighet och verkningsgrad. Emellertid har de två svagheter: bristande startprestanda och bristande möjlighet till varvtalsreglering inom ett brett område. En motor med frekvensomriktare - tillsammans betecknat ”varvtalsreglerat drivsystem” - löser båda dessa problem. En frekvensomriktarmatad motor kan startas mjukt med låg startström och varvtalet kan justeras steglöst inom ett brett område för att anpassas till tillämpningens behov.

Fördelarna med varvtalsreglerade drivsystem är väl kända och accepterade. Antalet installationer av varvtalsreglerade drivsystem ökar ständigt. Upp till 50% (beroende på motorstorlek) av alla nya motorinstallationer är varvtalsreglerade drivsystem.

De viktigaste fördelarna med frekvensomriktarbaserade varvtalsreglerade drivsystem:

Optimal noggrannhet i varvtalsstyrning och övrig reglering ger stora energibesparingar och miljöfördelar

Minskat underhållsbehov

Högre produktionskvalitet och ökad produktivitet.

10.1 Allmänt


122

Frekvensomriktare är kraftelektroniska enheter som omvandlar inkommande växelström med fast spänning och frekvens till en utgående växelström med variabel spänning och frekvens. Direkt eller indirekt frekvensomvandling tillämpas, beroende på situationen.

10.2.1 Direkt frekvensomvandling

Direktomriktare som cycloconverters och matrisconverters omvandlar inström-men direkt till en utström, utan mellanled. Cycloconverters används i högeffekttil-lämpningar (MW-området) och vid låga frekvenser.

10.2.2 Indirekt frekvensomvandling

Indirekta frekvensomriktare har antingen likströmsmellanled eller likspännings-mellanled.

I en frekvensomriktare med likspänningsmellanled fungerar mellanledet som en likspänningskälla och utströmmen består av styrda spänningspulser med kontinu-erligt variabel frekvens, som matas till trefassystemets olika fasledare. Detta tillåter steglös varvtalsreglering av motorn.

I en frekvensomriktare med likströmsmellanled fungerar mellanledet som en likströmskälla och utströmmen består av strömpulser eller strömpulssekvenser.

10.3 Pulsbreddmodulering (PWM)

ABB varvtalsreglerade drivsystem tillämpar pulsbreddmodulering (PWM), variabel moduleringsfrekvens och likspänningsmellanled, eftersom denna lösning bäst uppfyller de vanligast förekommande behoven.

I en PWM-frekvensomriktare likriktas matningsspänningen (som har en nominellt fast spänning och frekvens) till en fast likspänning. Denna fasta likspänning fi ltre-ras för att minska ripplet som beror på likriktningen av inkommande växelspän-ning. Växelriktaren konverterar därefter den fasta likspänningen till en växelström med variabel spänning och frekvens.

10.2 Frekvensomriktare


123

Ett fullständigt dimensioneringsprogram för frekvensomriktare och motorer kan laddas ner från www.abb.com/motors&drives, eller rekvireras på en CD. Nedan följer en kortfattad beskrivning av hur man väljer motor och frekvensomriktare.

Val av motor

Det faktiska belastningsmomentet skall understiga det som anges i riktlinjerna för den valda kombinationen av motor och frekvensomriktare (se fi gur på sid 125). Emellertid, om driften inte kommer att vara kontinuerlig vid alla arbetspunkter inom varvtalsområdet kan belastningskurvan tillåtas överstiga riktlinjerna. I så-dana fall krävs speciell dimensionering.

Dessutom måste motorns maximala utgående vridmoment vara minst 40 procent högre än belastningsmomentet vid varje förekommande frekvens, och maximal tillåtet varvtal hos motorn får inte överskridas.

Motorkonstruktion

Frekvensomriktare med olika funktionsprinciper, moduleringsmönster och mo-duleringsfrekvenser kan ge olika prestanda med en och samma motor. Eftersom funktion och säkerhet även beror på motorns utförande och konstruktion kan motorer med samma storlek och uteffekt, men av olika konstruktion, uppträda på helt olika sätt då de matas av samma frekvensomriktare. Därför är principerna för val och dimensionering produktspecifi ka.

10.4 Dimensionering av frekvensomriktare

Motor

Lik-riktare

DC-mellanled Växelriktare

Frekvensomriktare


124

Val av frekvensomriktare

Frekvensomriktaren skall väljas utgående från motorns märkeffekt PN och märkström. Det måste fi nnas en tillräckligt bred strömmarginal för säker hantering av dynamiska situationer.

10.4 Dimensionering av frekvensomriktare


125

Såväl teoretiska beräkningar som laboratorietest visar att kontinuerlig maximal belastning (moment) för en frekvensomriktarmatad motorn är beroende av mo-duleringsmönstret och moduleringsfrekvensen hos frekvensomriktaren, men även av motorns konstruktion. Tabellerna nedan ger riktlinjer för val av motor.

Dessa riktlinjer anger maximalt kontinuerligt belastningsmoment för en motor som funktion av frekvensen (varvtalet) som ger samma temperaturökning som nominell sinusformad matningsspänning vid märkfrekvens skulle ge vid full belastning.

Temperaturstegringen hos ABB-motorer är vanligtvis enligt klass B. Standardmo-torer, som inte är explosionsskyddade, kan i sådana fall dimensioneras antingen enligt temperaturstegringskurvan för klass B eller enligt kurvan för klass F, vilket ger högre belastbarhet. Om ABBs produktkatalog visar att temperaturstegring enligt klass F tillämpas för sinusformig matning kan motorn endast dimensione-ras enligt temperaturstegringskurvan för klass B.

ABBs motorer (IP 55 eller högre) kan användas med frekvensomriktare enligt följande:

Motorer av gjutjärn och aluminium för processindustri och andra krävande industriella tillämpningar Aluminium- och gjutjärnsmotorer av allround-typ för generella tillämpningar Motorer för explosionsfarligt område: Motorer med explosionstät kapsling samt gnistfria och dammexplosionssäkra motorer För generella pump- och fl äkttillämpningar kan standardstålmotorer (IP55) och öppna droppskyddade motorer (IP23) användas.

10.5 Belastbarhet (moment)

Motorns belastbarhet med ABBs DTC-reglerade frekvensomriktare. Riktlinjekurva för ABBs standardasynkronmotorer.

Frekvens (Hz)

Separatkylning

TemperaturökningKlass F

TemperaturökningKlass B


126

Det utgående vridmomentet från frekvensomriktarmatade motorer är vanligen något lägre på grund av den extra uppvärmningen genom övertoner och den reducerade kylningen beroende på frekvensområde. Emellertid kan motorns belastbarhet ökas genom:

Effektivare kylning

Effektivare kylning uppnås genom att motorn kompletteras med en separat kyl-fl äkt med konstant varvtal. Detta är till särskild fördel vid låga varvtal. Om man väljer ett fl äktmotorvarvtal och en fl äktkonstruktion som ger bättre kylning än för standardmotorn vid märkvarvtal förbättras kylegenskaperna inom hela varvtals-området.

Vätskekylning (vattenkylda motorer) är en annan mycket effektiv kylmetod. I mycket krävande fall kan även lagersköldarna behöva kylas.

Filtrering

Genom att låta utspänningen från frekvensomriktaren fi ltreras minskar övertons-halten i ström och spänning som levereras till motorn. Detta minskar motor-förlusterna. Därmed minskar behovet av nedstämpling. Vid dimensionering av du/dt-fi lter (tilläggsreaktanser) måste man utgå från frekvensomriktarens maxi-mala uteffekt och från hela varvtalsområdet. Filter minskar de elektromagnetiska störningarna, förbättrar EMC-egenskaperna och minskar problemen med spän-ningstransienter. Filter begränsar dock en motors maximala vridmoment.

Speciell rotorkonstruktion

Med moderna frekvensomriktare är det sällan nödvändigt med speciella rotorkon-struktioner, men med äldre frekvensomriktare behövs det troligen specialrotorer om motorstorleken överstiger 355. En motor med burlindning och med rotorstavar som är speciellt konstruerade för frekvensomriktardrift fungerar utmärkt i ett varvtalsreglerat drivsystem, men är vanligen inte en optimal lösning för direktstart.

10.5 Belastbarhet (moment)


127

I en frekvensomriktare består utspänningen (eller utströmmen) oftast av pulser el-ler pulsmönster av spänning respektive ström. Beroende på typen av kraftkompo-nenter och konstruktion hos matningskretsarna uppstår en betydande översläng på spänningspulsens positiva fl ank. Lindningens isolationsnivå måste därför alltid kontrolleras enligt produktspecifi ka instruktioner. De grundläggande reglerna för standardtillämpningar är:

Om märkspänningen hos matningsnätet understiger 500 V behövs ingen isolationsförstärkning för ABBs asynkronmotorer av standardtyp.

Om märkspänningen hos matningsnätet ligger mellan 500 V och 600 V rekommenderas förstärkt motorisolation eller du/dt-fi lter.

Om märkspänningen hos matningsnätet ligger mellan 600 V och 690 V rekommenderas förstärkt motorisolation och du/dt-fi lter

Exakta produktspecifi ka instruktioner fi nns i ABBs produktkataloger.

10.7 Jordning

I ett frekvensomriktarmatat drivsystem måste särskild uppmärksamhet ges åt jordningsarrangemanget, för att säkerställa:

Korrekt funktion hos alla skyddsanordningar och reläskydd för allmän säkerhet

Minimal eller acceptabel nivå av elektromagnetiska störningar

Acceptabel nivå av lagerspänningar för att undvika lagerströmmar och lagerhaverier

10.6 Isolationsnivå


128

I ett frekvensomriktarmatat drivsystem kan motorns faktiska varvtal avvika betydligt från märkvarvtalet. Vid drift med höga varvtal får det maximalt tillåtna varvtalet för motortypen - eller kritiskt varvtal för den drivna utrustningen - inte överskridas.

Riktvärden för maximalt varvtal hos standardmotorer:

Motorstorlek Varvtal r/min71-100 6000 112-200 4500 225-280 3600315, 2-poliga 3600315, övriga poltal 2300355, 2-poliga 3000355, övriga poltal 2000400, 2-poliga 3600400, övriga poltal 1800450, 2-poliga 3600450, övriga poltal 1800

Om drift vid höga varvtal innebär att motorns märkvarvtal kommer att överskri-das måste maximalt tillåtet vridmoment samt lagringskonstruktionen kontrolleras.

10.8.1 Max vridmoment

I fältförsvagningsområdet är motorspänningen konstant men statorfl ödet och motorns förmåga att generera vridmoment minskar brant med ökande varvtal. Vid punkten som motsvarar det högsta varvtalet (eller vid någon annan punkt inom fältförsvagningsområdet), får maxmomentet (kippmomentet) inte under-stiga 40 procent av belastningsmomentet.

Om fi lter eller ytterligare reaktanser används mellan strömriktare och motor måste spänningsfallet från grundspänningen med max lastström beaktas.

10.8.2 Lagringskonstruktion

Det fi nns en övre gräns för ett rullningslagers varvtal. Lagertyp och storlek, inre konstruktion, belastning, smörjning och kylningsförhållanden liksom hållarkon-struktion, noggrannhet och lagerglapp inverkar på ett lagers maximalt tillåtna varvtal.

10.8 Drift vid höga varvtal


129

Generellt gäller att det fi nns en maximalt tillåten drifttemperatur för olika smörjmedel och lagerkomponenter. Byte av lager och/eller smörjmedel kan ge utrymme för högre varvtal. I sådana fall bör dock ABB få tillfälle att kontrollera den nya lösningen.

10.8.3 Smörjning

Skjuvhållfastheten hos ett smörjmedel bestäms av basoljans viskositet och av förtjockaren. Skjuvhållfastheten är i sin tur bestämmande för det specifi ka lagrets maximalt tillåtna varvtal. Lagrets maximalt tillåtna varvtal kan ökas om högvarvs-fett eller oljesmörjning används. Mycket noggrann smörjning med små smörj-medelskvantiteter reducerar också lagerfriktion och värmeutveckling.

10.8.4 Fläktljud

Fläktljudet ökar med motorns varvtal och är vanligen den dominerande ljud-komponenten för 2- och 4-poliga motorer vid 50 Hz. Om motorvarvtalet ökas ytterligare så ökar även ljudnivån. Ljudnivån kan beräknas approximativt med följande ekvation:

∆ Lsp = 60 x log n2

dB (A) n1

där ∆ Lsp = ökningen av ljudtrycksnivå när varvtalet ändras från n1 till n2.

Fläktljud är typiskt ”vitt ljud”, dvs. ljud som innehåller samtliga frekvenser inom det hörbara frekvensområdet.

Fläktljud kan minskas på följande sätt: Byt fl äkten (och fl äktkåpan) till en med mindre ytterdiameter Välj en enkelriktad fl äkt Komplettera med en ljuddämpare

10.8.3 Smörjning


130

Om motorns standardvarvtal kommer att överskridas måste balanseringsnog-grannhet och mekanisk hållfasthet hos alla roterande komponenter kontrolleras. Alla andra delar som är monterade på motoraxeln, som kopplingshalvor och remskivor, måste också balanseras noggrant.

10.10 Kritiska varvtal

Det lägsta kritiska varvtalet hos drivsystemet i sin helhet och hos dess ingående komponenter får inte passeras, utan en säkerhetsmarginal på 25% skall tillämpas.

Det går även att konstruera drivsystem för överkritiska varvtal, men sådana måste dimensioneras individuellt.

10.11 Axeltätningar

Alla frikterande tätningar (V-ringstätningar, oljetätningar, tätade lager av typ RS, etc.) har rekommenderade maxvarvtal. Om rekommenderat maxvarvtal under-stiger drivsystemets planerade driftvarvtal skall icke frikterande labyrinttätningar användas.

10.12 Drift vid låga varvtal

10.12.1 Smörjning

Vid mycket låga varvtal förlorar kylfl äkten sin förmåga att kyla motorn. Om drift-temperaturen hos motorlagren är = 80° C, (kontrollera genom att mäta tempera-turen på lagersköldarna), skall kortare eftersmörjningsintervall eller speciella fetter (för extrema tryck, EP, eller höga temperaturer) användas.

Eftersmörjningsintervallet skall halveras för varje 15° C ökning av lagertempera-turen över + 70° C.

10.12.2 Kylkapacitet

Luftfl ödet och kylkapaciteten beror på fl äktvarvtalet. En separat fl äkt med kons-tant varvtal kan används för att öka kylkapaciteten och därmed motorns belast-barhet vid låga varvtal. Eftersom den interna kylningen inte påverkas av en yttre

10.9 Balansering


131

separat fl äkt krävs det ändå en liten reduktion av belastbarheten vid låga varvtal.Övertonskomponenterna från frekvensomriktaren ökar motorns magnetljud. Frekvensområdet hos dessa magnetiska kraftvågor kan orsaka strukturresonans i motorn, framför allt i motorer med stålstomme.

Magnetljud kan minskas på följande sätt:

Öka moduleringsfrekvensen för att generera övertoner av högre ordning och lägre amplitud, vilket påverkar mänskliga öron mindre.

Filtrera övertonskomponenter vid frekvensomriktarens utgångsfi lter eller genom extra reaktanser

Ljuddämpare på motorn

Separat kylsystem med ”vitt” fl äktljud som döljer magnetljudet.

10.12.3 Elektromagnetiskt ljud

Global leverantör med lokal närvaro

Nimetön-1 30.5.2006, 10:153

AustralienABB Industry Pty Ltd2 Douglas StreetPort Melbourne, Victoria, 3207Tel: +61 (0) 3 9644 4100Fax: +61 (0) 3 9646 9362

ÖsterrikeABB AGClemens Holzmeisterstrasse 4AT-1810 WienTel: +43 (0) 1 601 090Fax: +43 (0) 1 601 09 8305

BelgienAsea Brown Boveri S.A.-N.V.Hoge Wei 27BE -1930 ZaventemTel: +32 (0) 2 718 6311Fax: +32 (0) 2 718 6657

KanadaABB Inc., BA Electrical Machines10300 Henri-Bourassa Blvd, West, Saint-Laurent, QuebecKanada H4S 1N6Tel: +1 514 832-6583Fax: +1 514 332-0609

Kina*ABB Shanghai MotorsCompany Limited8 Guang Xing Rd.,Rong Bei Town, Songjiang County,Shanghai 201613Tel: +86 21 5778 0988Fax: +86 21 5778 1364

ChileAsea Brown Boveri S.A.P.O.Box 581-3SantiagoTel: +56 (0) 2 5447 100Fax: +56 (0) 2 5447 405

DanmarkABB A/SAutomation Technology ElectricalMachinesPetersmindevej 1DK-5000 Odense CTel: +45 65 477 070Fax: +45 65 477 713

Finland*ABB OyLV MotorsP.O.Box 633FI-65101 VasaTel: +358 (0) 10 22 11Fax: +358 (0) 10 22 47372

FrankrikeABB AutomationRue du Général de GaulleChampagne-sur-SeineFR-77811 Moret-sur-Loing CedexTel: +33 (0) 1 60 746 500Fax: +33 (0) 1 60 746 565

TysklandABB Automation Products GmbHEdisonstrasse 15DE-68623 LampertheimTel: +49 (0) 6206 503 503Fax: +49 (0) 6206 503 600

Hong KongABB (Hong Kong) Ltd.Tai Po Industrial Estate,3 Dai Hei Street,Tai Po, New Territories,Hong KongTel: +852 2929 3838Fax: +852 2929 3505

Indien*ABB Ltd.32, Industrial Area, N.I.TFaridabad 121 001Tel: +91 (0) 129 502 3001Fax: +91 (0) 129 502 3006

IndonesienPT. ABB Sakti IndustriJL. Gajah Tunggal Km.1Jatiuwung, Tangerang 15136Banten, IndonesienTel: + 62 21 590 9955Fax: + 62 21 590 0115 - 6

IrlandAsea Brown Boveri LtdComponents DivisionBelgard RoadTallaght, Dublin 24Tel: +353 (0) 1 405 7300Fax: +353 (0) 1 405 7327

Italien*ABB SACE SpALV MotorsVia Della Meccanica, 22IT-20040 Caponago - MITel: +39 02 959 6671Fax: +39 02 959 667216

JapanABB K.K.26-1 Cerulean TowerSakuragaoka-cho, Shibuya-kuTokyo 150-8512Tel: +81 (0) 3 578 46251Fax: +81 (0) 3 578 46260

Low Voltage MotorsTillverkningsanläggningar (*) och några av de största försäljningsbolagen.

KoreaABB Korea Ltd. 7-9fl , Oksan Bldg., 157-33Sungsung-dong, Kangnam-ku SeoulTel: +82 2 528 2329Fax: +82 2 528 2338

MalaysiaABB Malaysia Sdn. Bhd.Lot 608, Jalan SS 13/1K47500 Subang Jaya, SelangorTel: +60 3 5628 4888Fax: +60 3 5631 2926

MexikoABB México, S.A. de C.V.Apartado Postal 111CP 54000 Tlalnepantla Edo. de México, MexikoTel: +52 5 328 1400Fax: +52 5 390 3720

NederländernaABB B.V. Dept. LV motors (APP2R)P.O.Box 301NL-3000 AH RotterdamTel: +31 (0) 10 4078 879Fax: +31 (0) 10 4078 345

NorgeABB ASP.O.Box 154 VollebekkNO-0520 Oslo Tel: +47 22 872 000Fax: +47 22 872 541

SingaporeABB Industry Pte Ltd2 Ayer Rajah CrescentSingapore 139935Tel: +65 6776 5711Fax: +65 6778 0222

Spanien*ABB Automation Products S.A. Divi-sion MotoresP.O.Box 81ES-08200 SabadellTel: +34 93 728 8500Fax: +34 93 728 8741

Sverige*ABB Automation Technologies ABLV MotorsSE-721 70 VästeråsTel: +46 (0) 21 329 000Fax: +46 (0) 21 148 671

SchweizABB Schweiz AGNormelecBadenerstrasse 790PostfachCH-8048 ZürichTel: +41 (0) 58 586 0000Fax: +41 (0) 58 586 0603

TaiwanABB Ltd.6F, No. 126, Nanking East Road, Sec-tion 4iTaipei, 105 Taiwan, R.O.C.Tel: +886 (0) 2 2577 6090Fax: +886 (0) 2 2577 9467

ThailandABB Limited (Thailand)161/1 SG Tower, Soi Mahadlekluang 3,Rajdamri, Bangkok 10330Tel: +66 2 665 1000Fax: +66 2 665 1042

StorbritannienABB Automation Ltd9 The Towers, Wilmslow RoadDidsburyManchester, M20 2ABTel: +44 (0) 161 445 5555Fax: +44 (0) 161 448 1016

USAABB Inc.Low Voltage Motors16250 W. Glendale DriveNew Berlin, WI 53151Tel: +1 262 785 3200Fax: +1 262 785 8628

VenezuelaAsea Brown Boveri S.A.P.O.Box 6649Carmelitas, Caracas 1010ATel: +58 (0) 2 238 2422Fax: +58 (0) 2 239 6383

Try

ckt i

Fin

and,

15

000,

Ykk

ös-O

ffset

Oy,

Vaa

sa 2

00

http://www.abb.se/motorer&drivsystemhttp://online.abb.com/motors&drives

Nimetön-1 4

6

Mo

torg

uid

e S

V-2

006

motor guide - abb · 2021. 2. 15. · motorguide. lv motors vi förbehåller oss rätten att...

Documents