10 verschiedene Betriebsarten (Lastzyklus) eines dreiphasigen Asynchronmotors

LED-MARTIN®: Helios TEC Pro (Juni 2019).

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Motorleistung / Lastzyklus

Der Ausdruck "Duty" definiert den Lastzyklus, dem die Maschine ausgesetzt ist, einschließlich gegebenenfalls Starts, elektrischer Brems-, Leerlauf- und Ruhestrompausen und einschließlich deren Dauer und Reihenfolge in der Zeit.

10 verschiedene Betriebsarten (Lastzyklus) eines dreiphasigen Asynchronmotors (Foto: ABB)

So kann beispielsweise die als Oberbegriff geltende Steuer als Dauerzollsatz, Kurzzollsatz oder periodischer Zollsatz eingestuft werden. Das prozentuale Verhältnis zwischen der Ladedauer und der Gesamtdauer des Tastverhältnisses ist als zyklischer Dauerfaktor definiert.

Es liegt in der Verantwortung des Käufers, die Pflicht zu erklären.

Erklärt der Käufer die Steuer nicht, so geht der Hersteller davon aus, dass die Steuerart S1 (Dauerbetrieb) gilt. Die Zolltarifart ist mit der entsprechenden Abkürzung zu bezeichnen, und der Käufer kann die Art der Zollschuld anhand der Einstufungen gemäß den nachstehenden Angaben beschreiben.

Wenn die Bewertung dem Motor zugewiesen wird (Werte, die üblicherweise vom Hersteller für einen bestimmten Betriebszustand einer Maschine angegeben werden), muss der Hersteller eine der Bewertungsklassen auswählen . Wird keine Benennung angegeben, ist die für den Dauerbetrieb maßgebliche Einstufung anzuwenden.

In Übereinstimmung mit der Klassifizierung von Std. IEC 60034-1 gibt hier einige Hinweise zu den Betriebsarten, die typischerweise als Referenz zur Angabe der Motornennleistung dienen.

  • Dauerbetrieb (Typ S1)
  • Kurzzeitdienst (Typ S2)
  • Periodischer Dienst (Typ S3-S8)

      • Intermittierender periodischer Dienst (Typ S3)
      • Intermittierender periodischer Dienst mit Start (Typ S4)
      • Intervallbetrieb mit elektrischer Bremsung (Typ S5)
      • Dauerbetrieb (Typ S6)
      • Dauerbetrieb mit elektrischer Bremsung (Typ S7)
      • Dauerbetrieb mit zugehöriger Last / Drehzahl (Typ S8)
  • Nichtperiodischer Dienst (Typ S9)
  • Aufgabe mit diskreten konstanten Lasten (und Geschwindigkeiten) - Typ S10
  • Pflicht für gleichwertige Belastung

Dauerbetrieb (Typ S1)

Bei einem Motor, der für diese Betriebsart geeignet ist, wird die Nennleistung angegeben, mit der die Maschine für unbegrenzte Zeit betrieben werden darf. Diese Bewertungsklasse entspricht dem Diensttyp, dessen entsprechende Abkürzung S1 ist .

DEFINITION - Der Betriebstyp S1 kann definiert werden als Betrieb bei einer konstanten Last, die für eine ausreichende Zeit aufrechterhalten wird, damit die Maschine ein thermisches Gleichgewicht erreichen kann .

Abbildung 1 - Dauerbetrieb: Betriebsart S1

Wobei: ΔT - Zeit, die ausreicht, damit die Maschine ein thermisches Gleichgewicht erreicht

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Kurzzeitdienst (Typ S2)

Für einen Motor, der für diesen Betriebstyp geeignet ist, wird die Nennleistung angegeben, mit der die Maschine, beginnend bei Umgebungstemperatur, für einen begrenzten Zeitraum betrieben werden kann. Diese Bewertungsklasse entspricht dem Diensttyp, dessen entsprechende Abkürzung S2 ist .

DEFINITION - Der Betriebstyp S2 kann definiert werden als Betrieb bei konstanter Belastung für eine bestimmte Zeit, weniger als zur Erreichung des thermischen Gleichgewichts erforderlich, gefolgt von einer spannungsfreien Zeit und im Ruhezustand, um das Gleichgewicht zwischen der Maschine wiederherzustellen Temperatur und die der Kühlmitteltemperatur.

Eine vollständige Bezeichnung enthält die Abkürzung des Diensttyps gefolgt von einer Angabe der Dauer des Dienstes (S2 40 Minuten).

Abbildung 2 - Kurzzeitbetrieb: Betriebsart S2

  • ΔTc - Betriebszeit bei konstanter Belastung
  • ΔT0 - Zeitabschaltung

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Periodischer Dienst (Typ S3-S8)

Für einen Motor, der für diesen Betriebstyp geeignet ist, wird die Nennleistung spezifiziert, mit der die Maschine in einer Folge von Arbeitszyklen betrieben werden kann. Bei dieser Art von Betrieb erlaubt der Ladezyklus nicht, dass die Maschine ein thermisches Gleichgewicht erreicht.

Dieser Satz von Ratings ist mit einem festgelegten Diensttyp von S3 bis S8 verknüpft und die vollständige Bezeichnung ermöglicht die Identifizierung des periodischen Dienstes.

Wenn nichts anderes angegeben ist, muss die Dauer eines Tastverhältnisses 10 Minuten betragen und der Faktor für die zyklische Dauer muss einen der folgenden Werte haben: 15%, 25%, 40%, 60% .

Der Faktor für die zyklische Dauer ist definiert als das Verhältnis zwischen der Dauer des Ladens, einschließlich des Startens und des elektrischen Bremsens, und der Dauer des Arbeitszyklus, ausgedrückt in Prozent .

Diensttyp S3

(Intermittierende periodische Pflicht)

DEFINITION - Die Betriebsart S3 ist definiert als eine Folge identischer Arbeitszyklen, die jeweils eine Betriebszeit bei konstanter Belastung und eine Zeit ohne Spannung und in Ruhe enthalten . Der Beitrag zur Temperaturerhöhung durch die Startphase ist vernachlässigbar.

Eine vollständige Bezeichnung enthält die Abkürzung für den Betriebstyp, gefolgt von der Angabe des zyklischen Dauerfaktors ( S3 30% ).

Abbildung 3 - Intermittierender periodischer Dienst: Diensttyp S3

  • ΔTc - Betriebszeit bei konstanter Belastung
  • ΔT0 - Zeit ausgeschaltet und in Ruhe
  • Zyklischer Dauerfaktor = ΔTc / T

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Der Diensttyp S4

(Intermittierender periodischer Dienst mit Start)

DEFINITION - Die Betriebsart S4 ist als eine Folge identischer Arbeitszyklen definiert, wobei jeder Zyklus eine signifikante Startzeit, eine Betriebszeit bei konstanter Last und eine Zeit ohne Spannung und im Ruhezustand umfasst.

Eine vollständige Bezeichnung gibt die Abkürzung der Betriebsart an, gefolgt von der Angabe der Dauer der zyklischen Dauer, des Trägheitsmoments des Motors J M und des Trägheitsmoments der Last J L, beide bezogen auf die Motorwelle (S4 20% J M = 0, 15 kg m 2 J L = 0, 7 kg m 2 ).

Abbildung 4 - Intermittierender periodischer Betrieb mit Start: Betriebsart S4

  • ΔT * - Start- / Beschleunigungszeit
  • ΔTc - Betriebszeit bei konstanter Belastung
  • ΔT0 - Zeit ausgeschaltet und in Ruhe
  • Zyklischer Dauerfaktor = (ΔT * + ΔTc) / T

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Der Diensttyp S5

(Intermittierender periodischer Dienst mit elektrischer Bremsung)

DEFINITION - Die Betriebsart S5 ist als eine Folge identischer Arbeitszyklen definiert, wobei jeder Zyklus aus einer Startzeit, einer Betriebszeit bei konstanter Last, einer Zeit einer elektrischen Bremsung und einer Zeit ohne Spannung und im Ruhezustand besteht.

Eine vollständige Bezeichnung bezieht sich auf den Diensttyp und gibt die gleiche Art von Hinweis auf den vorherigen Fall.

Abbildung 5 - Intermittierender periodischer Betrieb mit elektrischer Bremsung: Betriebsart S5

  • ΔT * - Start- / Beschleunigungszeit
  • ΔTc - Betriebszeit bei konstanter Belastung
  • ΔTf - Zeit der elektrischen Bremsung
  • ΔT0 - Zeit ausgeschaltet und in Ruhe
  • Zyklischer Dauerfaktor = (ΔT * + ΔTc + ΔTf) / T

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Der Diensttyp S6

(Dauerbetrieb periodischen Dienst)

DEFINITION - Der Betriebstyp S6 ist definiert als eine Folge identischer Betriebszyklen, wobei jeder Zyklus aus einer Betriebszeit bei konstanter Last und einer Betriebszeit bei Leerlauf besteht. Es ist keine Zeit frei und in Ruhe.

Eine vollständige Bezeichnung gibt die Abkürzung für die Betriebsart an, gefolgt von der Angabe des zyklischen Dauerfaktors ( S6 30% ).

Abbildung 6 - Dauerbetriebsbetrieb: Betriebsart S6

  • ΔTc - Betriebszeit bei konstanter Belastung
  • ΔT0 - Betriebszeit im Leerlauf
  • Zyklischer Dauerfaktor = ΔTc / ΔT0

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Der Diensttyp S7

(Dauerbetrieb mit elektrischer Bremsung)

DEFINITION - Die Betriebsart S7 ist als eine Folge identischer Arbeitszyklen definiert, wobei jeder Zyklus aus einer Startzeit, einer Betriebszeit bei konstanter Last und einer Zeit einer elektrischen Bremsung besteht. Es ist keine Zeit frei und in Ruhe.

Eine vollständige Bezeichnung gibt die Abkürzung für den Betriebstyp an, gefolgt von der Angabe sowohl des Trägheitsmoments des Motors J M als auch des Trägheitsmoments der Last J L ( S7 J M = 0, 4 kg m 2 J L = 7, 5 kg m 2 ).

Abbildung 7 - Dauerbetrieb mit elektrischer Bremsung: Betriebsart S7

  • ΔT * - Start- / Beschleunigungszeit
  • ΔTc - Betriebszeit bei konstanter Belastung
  • ΔTf - Zeit der elektrischen Bremsung
  • Zyklischer Dauerfaktor = 1

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Der Diensttyp S8

(Dauerbetrieb periodischer Betrieb mit zugehöriger Last / Geschwindigkeit)

DEFINITION - Die Betriebsart S8 ist definiert als eine Folge von identischen Arbeitszyklen, die jeweils aus einer Betriebszeit bei konstanter Belastung entsprechend einer vorbestimmten Drehgeschwindigkeit bestehen, gefolgt von einer oder mehreren Betriebszeiten bei anderen konstanten Lasten, die verschiedenen Geschwindigkeiten entsprechen der Rotation.

Es ist keine Zeit frei und in Ruhe.

Eine vollständige Bezeichnung stellt die Abkürzung des Betriebstyps dar, gefolgt von der Angabe des Trägheitsmoments des Motors J M und des Trägheitsmoments der Last J L zusammen mit der Belastung, der Drehzahl und dem Faktor der zyklischen Dauer für jede Drehzahl Zustand ( S8 J M = 0, 7 kg m 2 J L = 8 kgm 2 25 kW 800 U / min 25% 40 kW 1250 U / min 20% 25 kW 1000 U / min 55% ).

Abbildung 8 - Periodischer Dauerbetrieb mit zugehöriger Last / Drehzahl: Betriebsart S8

  • ΔT * - Start- / Beschleunigungszeit
  • ΔTc1; ΔTc2; ΔTc3 - Betriebszeit bei konstanter Belastung
  • ΔTf1; ΔTf2 - Zeit der elektrischen Bremsung
  • Zyklischer Dauerfaktor = (ΔT * + ΔTc1) / T; (ΔTf1 + ΔTc2) / T; (ΔTf2 + ΔTc3) / T

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Nichtperiodischer Dienst (Typ S9)

Betrieb mit nicht periodischen Last- und Drehzahlschwankungen

Für einen Motor, der für diese Betriebsart geeignet ist, wird die Nennleistung angegeben, mit der die Maschine nicht periodisch betrieben werden kann . Diese Bewertungsklasse entspricht dem Diensttyp, dessen entsprechende Abkürzung S9 ist.

DEFINITION - Der Betriebstyp S9 ist definiert als eine Leistung, bei der sich Last und Drehzahl in der Regel innerhalb des zulässigen Betriebsbereichs nicht periodisch ändern. Diese Pflicht umfasst häufig auftretende Überlastungen, die die Referenzlast stark überschreiten können .

Abbildung 9 - Betrieb mit nicht periodischen Last- und Drehzahlschwankungen: Betriebsart Typ S9

  • ΔT * - Start- / Beschleunigungszeit
  • ΔTs - Zeit bei Überlast
  • ΔTc - Betriebszeit bei konstanter Belastung
  • ΔTf - Zeit der elektrischen Bremsung
  • ΔT0 - Zeit ausgeschaltet und in Ruhe

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Duty mit diskreten konstanten Lasten und Geschwindigkeiten (Typ S10)

Für einen Motor, der für diesen Betriebstyp geeignet ist, wird die Nennleistung spezifiziert, mit der die Maschine mit einer bestimmten Anzahl diskreter Lasten für eine ausreichende Zeit betrieben werden kann, damit die Maschine ein thermisches Gleichgewicht erreichen kann.
Die maximal zulässige Belastung innerhalb eines Zyklus muss alle Teile der Maschine berücksichtigen (das Isolationssystem, Lager oder andere Teile bezüglich der Wärmeausdehnung).

Die maximale Belastung darf das 1, 15-fache des Wertes der Last auf der Grundlage des Betriebstyps S1 nicht überschreiten. Andere Grenzen hinsichtlich der maximalen Belastung können hinsichtlich der Temperaturgrenzen der Wicklung angegeben werden. Die Mindestlast darf den Wert Null haben, wenn die Maschine im Leerlauf arbeitet oder im Ruhezustand ist.

Diese Bewertungsklasse entspricht dem Diensttyp, dessen entsprechende Abkürzung S10 ist .

DEFINITION - Der Betriebstyp S10 ist definiert als der Betrieb, der durch eine spezifische Anzahl von diskreten Lastwerten gekennzeichnet ist, die für eine ausreichende Zeit aufrechterhalten werden, damit die Maschine ein thermisches Gleichgewicht erreichen kann. Die Mindestlast während eines Arbeitszyklus kann den Wert Null haben und für einen Leerlauf- oder Ruhezustand relevant sein .

Eine vollständige Bezeichnung gibt die Abkürzung des Betriebstyps an, gefolgt von der Angabe der Stückzahlen p / Δt für die Teillast und deren Dauer sowie der Angabe der Stückzahl T L, die die thermische Lebenserwartung der Isolierung darstellt System bezogen auf die thermische Lebenserwartung bei der Betriebsart S1 mit Bemessungsleistung und durch die Größe r, die die Belastung für eine Zeit ohne Spannung und in Ruhe anzeigt ( S10 p / Δt = 1, 1 / 0, 4; 1 / 0, 3; 0, 9 / 0, 2; r / 0, 1 T L = 0, 6 ).

Abbildung 10 - Betrieb mit diskreten konstanten Lasten und Drehzahlen: Betriebsart Typ S10

Woher:

  • ΔΘ1; ΔΘ2; ΔΘ2 - Unterschied zwischen dem Temperaturanstieg der Wicklung bei jeder der verschiedenen Belastungen innerhalb eines Zyklus und dem Temperaturanstieg auf der Grundlage des Tastverhältnisses S1 mit Referenzlast
  • ΔΘref - Temperatur bei Referenzlast basierend auf der Betriebsart S1 t1; t2; t3; t4: Zeit einer konstanten Belastung innerhalb eines Zyklus P1; P2; P3; P4: Zeit eines Lastzyklus
    (Pref: Bezugslast basierend auf dem Diensttyp S1)

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Pflicht für gleichwertige Belastung

Für einen Motor, der für diesen Betriebstyp geeignet ist, ist der Nennwert zu Testzwecken, bei dem die Maschine bei konstanter Last betrieben werden kann, bis das thermische Gleichgewicht erreicht ist und die gleiche Statorwicklungstemperatur wie der durchschnittliche Temperaturanstieg während eines Lastzyklus ansteigt vom spezifizierten Diensttyp.

Diese Klasse von Bewertungen entspricht, wenn sie angewendet wird , dem als "equ" bezeichneten Diensttyp.

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Referenz // Drehstrom-Asynchronmotoren Allgemeines und ABB-Vorschläge zur Koordinierung von Schutzeinrichtungen

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