Diskuse Elektrika.cz

VEŘEJNÁ ZÓNA => Témata ještě nezařazená do příslušných rubrik => Téma založeno: Jan Nevoda 19.05.2017, 18:14



Název: Lze motor provozovat trvale na jen 400V při 60Hz na max. jmenovité otáčky?
Přispěvatel: Jan Nevoda 19.05.2017, 18:14
Mám nový motor MEZ 6-polový (Siemens) :)  typ 1LA7080-6AA12 s měničem Omron výstup - 0,4kW 3x400V. Bohužel koncový uživatel až nyní zjistil, že mu nestačí otáčky 920 RPM při 400V/50Hz. Dle štítkové hodnoty motoru je možné při provozu na 60Hz dosáhnout  1120 RPM, ale je tam současně uvedeno napětí jmen. 460V ! Bude motor provozovaný na Y a 60Hz, ale při napětí jen 400V dávat maximální 1120 RPM?
Dole na šítku jsou uvedeny krajní hodnoty napětí 440-480V pro Y a 60Hz...
Měnič má samozřejmě max. výstupní napětí jen 400V.


Název: Re: Lze motor provozovat trvale na jen 400V při 60Hz na max. jmenovité otáčky?
Přispěvatel: Jirka Údržbář 21.05.2017, 17:12
Viz pohonnatechnik a.cz/škola/frekvenční měniče/87 Hz princip.


Název: Re: Lze motor provozovat trvale na jen 400V při 60Hz na max. jmenovité otáčky?
Přispěvatel: Jiří Buben 21.05.2017, 19:46
Existují provozní stavy o kterých píše kolega před mnou. Při nich motory chodí na vyšší frekvenci, než je jmenovitá.
Už jsem viděl i technologii, kde se neustále zrychlovalo, protože výroba potřebovala zkracovat takt. Došlo to až do stavu, kdy motor jel na 120 Hz. Vydržel to, ale převodovka neskutečně řvala. A to byl stále motor zapojen do Y. V této konkrétní aplikaci totiž nebylo potřeba držet konstantní moment v celém rozsahu frekvence. Ono totiž záleží o jakou aplikaci jde. Pokud totož nepojedete v režimu 87 Hz,ale budete motor provozovat nad 50Hz, pak pohon s rostoucí frekvencí bude mít nižší moment.


Název: Re: Lze motor provozovat trvale na jen 400V při 60Hz na max. jmenovité otáčky?
Přispěvatel: Jan Nevoda 21.05.2017, 21:15
Takže v principu to možné je, dokonce logicky bude motor lépe chlazen.
 Ale bude tomu stejně i při zapojení na D a 3x230V? Protože zatím je použit měnič Omron 3x230V výstup, měnič z úvodu vlákna byl uvažovaný, že bude nutný koupit pro zvýšení otáček dle štítku motoru u 60Hz zapojení do Y. (na štítku motoru pro zapojení do D je uveden jen kmitočet do 50Hz) Motor pohání přes mohutnou převodovku do pomala horizontálně se točící asi 100kg kruhový stůl, cca 1ot./30s


Název: Re: Lze motor provozovat trvale na jen 400V při 60Hz na max. jmenovité otáčky?
Přispěvatel: raj 21.05.2017, 21:31
Takže v principu to možné je, dokonce logicky bude motor lépe chlazen.
Až na to, že ventilační ztráty rostou s mocninou otáček...
Citace
Ale bude tomu stejně i při zapojení na D a 3x230V?
Pokud toto napětí měnič udrží, tak klidně. Pozor při dimenzování měniče na zvýšení proudu.


Název: Re: Lze motor provozovat trvale na jen 400V při 60Hz na max. jmenovité otáčky?
Přispěvatel: Jan Nevoda 21.05.2017, 21:39
Viz pohonnatechnik a.cz/škola/frekvenční měniče/87 Hz princip.

Nu ale v tom odkaze mají chybu...motor s D 230V nelze provozovat na napětí 400V, alespon ne déle než minuty a shoří vinutí. Navíc jak tam píší, že se zvedne s napětím i výkon, proud nad jm. hodnotu, tak by měnič vypadl, vybavila by elektronická proudová ochrana, která ani nejde nastavit výše než je max. možný proud měniče...a i v případě silnějšího měniče(jak tam doporučují) a nastavení proudové ochrany výše než je jm. proud motrou, dojde, musí dojít k přetížení motoru, zvláště při trvalém chodu, ani zvýšené otáčky ventilátoru motor neuchladí, vžtyt tam poteče násobek jm. proudu...


Název: Re: Lze motor provozovat trvale na jen 400V při 60Hz na max. jmenovité otáčky?
Přispěvatel: raj 21.05.2017, 21:56
Nu ale v tom odkaze mají chybu...motor s D 230V nelze provozovat na napětí 400V, alespon ne déle než minuty a shoří vinutí.
Ale jde....¨
Samozřejmě se musí nastavit na měniči jmenovité napětí motoru 230V a počítat s větším proudem.
Je to stará pohonářská finta jak si pomoci k vyššímu momentu na hřídeli...


Název: Re: Lze motor provozovat trvale na jen 400V při 60Hz na max. jmenovité otáčky?
Přispěvatel: Jan Nevoda 21.05.2017, 22:22
Samozřejmě a bylo to jasně zřejmé jak jsem psal k tomu odkazu, tj. cituji z odkazu "Pokud je stejný motor pripojen do delty, když je napájen z měniče do 400V, s nastavením ...

Jmenovitá frekvence = 87Hz
Jmenovité napětí = 400V !! "

Čili tam mají jasnou chybu.

O tom, že měnič 400V jde stáhnout na 230V vím, pokud to výrobce měniče umožnuje u daného typu.


Název: Re: Lze motor provozovat trvale na jen 400V při 60Hz na max. jmenovité otáčky?
Přispěvatel: Jan Nevoda 22.05.2017, 08:45
Tak nakonec navzdory (v přímém rozporu) jak z odkazem ve vlákně, tak tvrzením pana Rajmonta  prakticky motor na D při 3x230V a 70Hz bere výrazně méně proudu. Při 50Hz bere štítkových 2,3A a při 70Hz bere už jen 1,1A... ;) Samozřejmě proud monitorován přímo v menu měniče.


Název: Re: Lze motor provozovat trvale na jen 400V při 60Hz na max. jmenovité otáčky?
Přispěvatel: Jirka Údržbář 22.05.2017, 08:54
Nikdy jsem měnič nezastavoval dle 87Hz principu, ale nastavení jmenovitého napětí motoru 3x230V, 50Hz nebo 3x400V, 87Hz se mi zdá totožné.
Zeptejte se technické podpory Omronu, jak máte frekvenční měnič dle 87Hz principu nastavit.
Nezapomeňte, že frekvenční měnič musí být dimenzován na zvýšený výkon motoru.


Název: Re: Lze motor provozovat trvale na jen 400V při 60Hz na max. jmenovité otáčky?
Přispěvatel: František Janeček 22.05.2017, 10:04
Tak nakonec navzdory (v přímém rozporu) jak z odkazem ve vlákně, tak tvrzením pana Rajmonta  prakticky motor na D při 3x230V a 70Hz bere výrazně méně proudu. Při 50Hz bere štítkových 2,3A a při 70Hz bere už jen 1,1A... ;) Samozřejmě proud monitorován přímo v menu měniče.

Ono totiž při těch 70Hz by tam mělo být nastaveno také o dost vyšší napětí než 230V.Při těch 60Hz by to mělo být cca 265V a při 70Hz tak odhadem kolem 320V.Je sice hezké, že motor bere 1,1A ale také má menší výkon. :)


Název: Re: Lze motor provozovat trvale na jen 400V při 60Hz na max. jmenovité otáčky?
Přispěvatel: Jirka Údržbář 22.05.2017, 10:19
Výstupní napětí by se mělo na displeji měniče také dát odečíst. Napsal by jste, jaké bylo při frekvenci nad 50Hz?


Název: Re: Lze motor provozovat trvale na jen 400V při 60Hz na max. jmenovité otáčky?
Přispěvatel: Jan Nevoda 22.05.2017, 10:38
Výstup napětí aktuální je v menu při 50Hz 230V a při 70Hz 230V i při 100Hz stejné. Výstup napětí začne klesat až od cca 20Hz, při 12Hz je kolem 50V. Že klesá jak moment tak výkon (při růstu nad 50Hz) je zřejmé z poklesu proudu a naštěstí to dané aplikaci technologie nevadí. Měnič z principu nemůže dát vyšší napětí než má na vstupu napájení, alespon tedy Omron ne. Mimoto jsou měniče měnších výkonů a hlavně na jen 230V za takřka lidové ceny.


Název: Re: Lze motor provozovat trvale na jen 400V při 60Hz na max. jmenovité otáčky?
Přispěvatel: Jirka Údržbář 22.05.2017, 10:52
Jestli má měnič jednofázové napájení 230V, tak tam zvýšené napětí na výstupu nedostanete i kdyby jste se u toho modlil.


Název: Re: Lze motor provozovat trvale na jen 400V při 60Hz na max. jmenovité otáčky?
Přispěvatel: František Janeček 22.05.2017, 10:58
I měniče malých výkonů jsou na napájení 3x400V, jsou však poněkud dražší.Když jste zadával dotaz, uvedl jste výstup z měniče 400V.Je samozřejmé, že pri napájení 230V z výstupu víc než nějakých 220V nevyleze ani s modlením. :)


Název: Re: Lze motor provozovat trvale na jen 400V při 60Hz na max. jmenovité otáčky?
Přispěvatel: Jan Nevoda 22.05.2017, 11:08
Však jsem to psal, že to nedokáže, ale technologii to nevadí.
Měnič má možnost zapnout v menu funkci hlídání a stabilizace výstupního napětí na právě těch 230V, takže výstupní napětí není ovlivněno v žádném případě kolísáním vstupního napětí nebo zatížení, viditelně stále drží na 230V.


Název: Re: Lze motor provozovat trvale na jen 400V při 60Hz na max. jmenovité otáčky?
Přispěvatel: Martin Kurka 26.05.2017, 01:11
Pozor pro ostatní experimentátor y: Trochu dost nebezpečně se zde zachází s motorem!

Ale od píky:
Použitý trojfázový motor vychází z konstrukční řady, která ve dvoupólovém provedení a 60 Hz umí bez ztráty kytičky trvalý provoz plným výkonem při 3600ot/min.
Tento předpoklad platí u motorů do 1,5kW, motory vyšších výkonů už mohou mít konstrukci jinou a přetočit se tolik nedají.
U motorů do 1,5kW je na tyto otáčky dvoupóláku dimenzován ventilátor i rotor a dá se říci, že nehrozí roztržení rotoru odstředivou silou ani rozlomení kola ventilátoru mechanickým přetížením (moc ventiluje),  pokud otáčky nepřekročí 3000 za minutu u motorů pro 50Hz a 3600 ot/min u moderních "exportních" motorů 50/60Hz.

Jelikož výpočet odstředivé síly je F= m * r * f2 * 4 * pi 2 u velkých motorů roste průměr rotoru a rameno, které může být konstrukčně již provedeno jinak, nebo se v této osové výšce už ani dvoupólový stroj nedělá, nebo se použije i jiný rotor a ventilátor nelze se na tento předpoklad maximálních 3600ot/min spoléhat.

Takže váš 6-pólový motor se 950 synchronními otáčkami při 50Hz a 1140 otáčkách při 60Hz by se dal možná bez nebezpečí přetočit nejvýše na 3600ot za minutu, což je při napájení 180Hz. Výš rozhodně napájení nenastavujte i při použití pohonářské finty = měnič 400V a motor zapojen do D na 230V. Tato finta umožní nejen vyždímat z motoru velký výkun, ale umožní i provoz na vyšších frekvencích.

A tak obloukem se dostáváme k napájení motoru a jeho výkonu.
Asynchronní motor je kupa cívek, indukčností. I jeho náhradní schema se vyznačuje více indukčnostmi.
1) Moment as. motoru je úměrný efektivní hodnotě proudu. Ale abyste cívkou protlačili velký proud, musíte počítat s její reaktancí. A protože zvyšujete kmitočet tohoto proudu, musíte podle Ohmova zákona zvýšit napětí, abyste protlačili shodný, nebo vyšší proud pokud se reaktance zvýšila.

2) Výkon motoru na hřídeli (a potřebný příkon) je úměrný mometu krát otáčky. Otáčky rostou s frekvencí lineárně.



Název: Re: Lze motor provozovat trvale na jen 400V při 60Hz na max. jmenovité otáčky?
Přispěvatel: Martin Kurka 26.05.2017, 01:24
Pokračování:

Z toho vyplývá:
Nejprve pro motor nenapájený měničem:

- při 50Hz je motor v Y nutné napájet 400V, aby mohl téci takový proud, který dá na hřídeli při otáčkách pro 50Hz takový moment, že mechanický výkon na hřídeli je kýžených 400W.

- při 60Hz je motor v Y už nutné napájet 460V, aby mohl reaktancí zvýšenou o 10Hz navíc téci stejný proud, jaký teče při 50Hz. Proč jen stejný? Protože motor je vinutý stále stejným průřezem drátu který se nesmí více zahřát od činné složky odporu. A také proto, že při stejném proudu je zhruba stejný moment, ale díky vyšším otáčkám vzroste výkon motoru. Pro 60Hz je vyšší než pro 50Hz. (ano, štítek motoru 50/60Hz uvádí 2 výkony)

No a zde dostáváme odpověď na prvotní otázku:  Pokud budeme motor napájet nad 50Hz stále jen 400V, bude se sice točit rychleji (nebude-li zátěž potřebovat plný či vyšší moment),  ale bude mít menší moment a menší výkon. Bude na 60Hz pracovat v oblasti s konstantním výkonem, to znamená, s rostoucími otáčkami mu bude klesat maximální moment a součnin moment x otáčky bude konstantní.
Leč jestliže bude pohon potřebovat plný moment, otáčky motoru nemohou vzrůst - protože motor bude přetížen - a poroste skluz, poroste oteplení motoru až se motor zastaví, nebo shoří.  U auta se tomu říká, že motor nejde za plynem - přetížené auto nedostanete do kopce na vyšší rychlost a uvaříte je.

A nakonec se dostáváme k oné pohonářské fintě - jak dostat do motoru shodný proud, teda jak jej napájet vyšším napětím, když měnič neumí dát vyšší, než je jeho napájení?
Jde to jedině, když máme motor s vinutím 230/400V a měnič máme napájený 400V a měnič máme dostatečně proudově dimenzovaný.
Měnič totiž umí šířkovou modulací měnit efektivní hodnotu napájecího napětí do motoru. Je to "jen" softwarová záležitost. (ano, tak lze pomocí nastavení parametrů měniče s omezením výstupního napští 3x110V napájet 110V motor ze 230V)

Takže motor přepneme do D na 3x230V. Měnič napájený 3x400V naparametrizuj eme tak, aby při 50Hz měl na výstupu napětí 3x230V. Pak nastavíme stropy frekvence a stropy napětí pro tuto frekvenci. Napětí totiž musí růst lineárně s frekvencí - ale nesmí být vyšší než je 400V, které z měniče můžeme dostat. Takže 400V odpovídá oněm magickým 87Hz. (400 * 50/230 = 87Hz). Nad tuto frekvenci už motorem neprotlačíme potřebný proud, nad 87Hz moment motoru a výkon bude klesat i při použití této finty.

Nezapomeňte si ale uvědomit, při této fintě je motor je i při zapojení na 230V napájen stále špičkovým napětím 560V a to od nulových otáček. Mění se jen jeho střída a tím jeho efektivní hodnota.  
Tato finta se rozhodně nehodí na postarší motory bez rezerv v izolaci vinutí.



Název: Re: Lze motor provozovat trvale na jen 400V při 60Hz na max. jmenovité otáčky?
Přispěvatel: Martin Kurka 26.05.2017, 01:45
Pokračování

A hlavně se nehodí na poháněná zařízení, která vyžadují s vyššími otáčkami kvadraticky vyšší moment - například čerpadla, ventilátory...

A protože napětí sítě, ze které napájíme měnič je jen 400V, nelze do motoru dostat vyšší napětí. Tudíž při této fintě nad 87Hz klesá moment a tím i výkon a dostanete se na kritickou hranici stagnace otáček při zvyšování kmitočtu a růstu skluzu a růstu oteplení motoru.

Jojo, a také může nastat nelineární nárůst potřebného momentu u poháněného zařízení.

Pořád je nutné si uvědomit, že motor s poháněným zařízením je soustrojí a je to takový zvláštní obousměrný transformátor elektrické energie na mechanickou, ale i naopak!
Proud a kmitočet statoru přes motor ovlivňuje pohon, odebíraný moment pohonu a jeho závislost na otáčkách ovlivňuje přes hřídel a motor ovlivňuje i proud do motoru a frekvenci rotoru.



Název: Re: Lze motor provozovat trvale na jen 400V při 60Hz na max. jmenovité otáčky?
Přispěvatel: Miroslav Revús 26.05.2017, 08:58
To: Kurka

váš príspevok ma opäť posunul v problematike riadených pohonov o kus ďalej. Vzdávam hold Vašim vedomostiam a skúsenostiam :-)