Jaký je rozdíl v zapojení 3f asynchronního elektromotoru Y/D?

[Hynek Havliš]

Jaký je rozdíl v zapojení 3f asynchronního elektromotoru Y/D pro jeho štítkové hodnoty?
Mějme strojní zařízení, které vyžaduje dodávku mechanického výkonu asynchronním motorem s frekvenčním měničem (motor+měnič dodávka pohonářské firmy) včetně nějaké regulace otáček. Štítkové hodnoty motoru 230D/400Y 6/3,45A 1,5 kW, štítek měniče k dipozici nemám, nicméně je připojen na standardní síť 3x400/230V TN-S a na svém výstupu "umí" jak 3x400/230 V, tak 3x230/133 V (lze nastavit). Potřebuji-li dodat mechanický výkon 1,5 kW, mám tedy možnost motor připojit na 3x400/230V Y nebo 3x230/133V D.
Tím se změní napětí a proud na vstupu do motoru (výstupu měniče),   což má určitě vliv např. na dimenzování kabelu a ztráty v kabelu (obzvlášť by se to týkalo větších motorů, tohoto příkladu tolik ne).

Jaký je v tomto případě rozdíl (kromě výše zmíněných ztrát v kabelu),   jestli zvolím řešení 2x230/133V D nebo 3x400/230V Y? Chová se motor v nějakém režimu nějak jinak? Změní se např. účinnost (moment) motoru nebo účinnost měniče? Kterou variantu a proč volit?

Na tento dotaz mi žádný z kolegů, které jsem měl možnost oslovit osobně, neodpověděl.
Předmětem dotazu není zapojení svorkovnice motoru, rozběh Y/D a s tím související odlišný výkon, provoz motoru na nižší, než štítkové hodnoty, zapojení tohoto motoru na měnič s 1f napájením 230V apod.

[Hynek Havliš]

Omluvte překlep ...2x230... Pochopitelně má být 3x230.

[Petr Chalupa_]

Mělo by to být úplně jedno. Pokud zvolíte 3x400V do "Y",  pak na jednotlivých vinutích stejně bude podíl 400V/odmocnina ze 3, tedy také 230V. Výkon bude také stejný. V případě zapojení "D" a 3x230V, bude tento výkon vyvážen vyšším proudem, v případě zapojení "Y" a 3x400V vyšším napětím a nižším proudem.
Všimněte si, že na štítku motoru bývají všechny údaje společné a jediný rozdíl je u "ampéráže",  kde výrobci uvádějí 2 různé proudy pro zapojení 230D vs. 400Y (nebo 400D a 690Y...). Bavíme se o motoru pro jednu frekvenci (pro případných 60Hz je tam samozřejmě vše 2x).

Ve vašem případě je úplně jedno, jakou variantu zvolíte. Na měniči si nastavíte rozumnou rozběhovou rampu tak či tak, takže nehrozí ani proudový ráz při zapnutí v případě zapojení "D". Nicméně pokud je to stroj, kde budete mít k dispozici pouze síť 3x400V, použil bych já na výstupu měniče také 3x400V a motor zapojil do "Y". Proč? Pokud v budoucnu měnič odejde do "věčných lovišť",  v každé fabrice se najde nějaký koumák, který pod nátlakem vedení na rychlé zprovoznění stroje, měnič prostě vyhodí a pustí motor naplno, bez regulace (u motoru 1.5 kW nejspíš nebude řešit ani soft-starter). Pokud předtím nevleze do svorkovnice motoru, aby ji přepojil, je vymalováno 

[Martin Kurka]

Nevýhody zapojení motoru do 230V D při měniči napájeném 3x400V:

Ani tak nepůjde o ztráty na kabelu, ale o spínací ztráty ve měniči.
Jednak bude koncový stupeň spínat vyšší proudy (a budete potřebovat dražší měnič vyšší řady ve vašem případě co umí proud motoru 6 A místo 3,5A ),         jednak budou pulzy do motoru užší aby se modelovalo nižší napětí a tím bude spektrum rušivých harmonických vyšší a SF a VF napěťové namáhání kabelu a vinutí vyšší (například se tak omezí délka kabelu k motoru, objeví se potřeba motorových tlumivek a sinus filtrů atd.).


Výhody zapojení motoru do 230V D při měniči napájeném 3x400V:
V případě potřeby krátkodobéhu vyššího výkonu motoru na frekvencích nad 50Hz, můžete jít s napětím do motoru vyšším než 230V a tím z motoru krátkodobě vytáhnout třeba na 100Hz dvojnásobný výkon.
Viz přiložený obrázek pro motor a měnič, kdy v klasickém zapojení 400V motor i měnič s napětím nad 50Hz jít nahoru nemůžete a stoupající výkonová křivka se  napěťové křivce na 50Hz zlomí v konstantu.
Ale v zapojení motoru 230V D napájeného z měniče 400V můžete jít s napětím do motoru nahoru při kmitočtech nad 50Hz nad jmenovitých 230V  a křivka V/f i křivka výkonu může stále stoupat až do konstrukčních limit motoru (přesycení železa, přehřátí vinutí) a křivka momentu zůstane konstantní.
Samozřejmě je předpoklad  tohoto provozu cizí chlazení ,         snímání teploty vinutí a kvalitní provedení motoru a povolení dvojnásobných otáček motoru aby se neroztrhnul čtyřnásobnými odstředivými silami.

Takový provoz tedy má význam pro unikátní a speciální pohonářské aplikace, kde se bojuje o nízkou hmotnost pohonu, vysokou dynamiku pohonu, je potřeba vysoký rozsah regulace  otáček, dynamicky rychlé krátké rychloposuvy či přeběhy a koncové lešticí operace na vysokých otáčkách  atd.

[Hynek Havliš]

Mělo by to být úplně jedno. Pokud zvolíte 3x400V do "Y",   pak na jednotlivých vinutích stejně bude podíl 400V/odmocnina ze 3... ...na štítku motoru bývají všechny údaje společné a jediný rozdíl je u "ampéráže",   kde výrobci uvádějí 2 různé proudy pro zapojení 230D vs. 400Y (nebo 400D a 690Y...)... ...nastavíte rozumnou rozběhovou rampu tak či tak, takže......Pok ud předtím nevleze do svorkovnice motoru, aby ji přepojil, je vymalováno...

To je mi samozřejmě všechno známo. Nicméně nedávno jsem mj. řešil výměnu FM a kabelu k motoru 38 kW (jiný případ, než v dotazu, ale souvisí s tím),  původně byl motor připojen do D kabelem 4G16, nově navržen kabel 4G6 zapojení Y (jednalo se o krátký speciální servokabel, proudové vyhovoval) a vznikla z toho sáhodlouhá nanicovata diskuze, zda je to v pořádku (motor historicky zapojen D - nikdo neví proč, nové Y, bez zlého úmyslu, prostě jiný návrh a tedy jiný nově dodaný kabel). Nikdo to nebyl schopen fundovaně zhodnotit, takže mě to trochu nahlodalo mojí jistotu.

[Hynek Havliš]

... krátkodobě vytáhnout třeba na 100Hz...
Samozřejmě je předpoklad  tohoto provozu cizí chlazení ,      snímání teploty vinutí a kvalitní provedení motoru a povolení dvojnásobných otáček motoru aby se neroztrhnul čtyřnásobnými odstředivými silami....

Děkuji_za příspěvek. Toto ale nebyl tento případ, viz výše. V dotazu se jednalo o pomalý vodorovný manipulátor a v mém dalším doplnění (jiný pohon 38kW) o svislý, ale velice pomalý zvedák. Tedy určitě nešlo o 87 Hz technologii nebo jiné varianty "přetáčení" pohonu nad 50 Hz. Nicméně ten velký pohon byl historicky zapojen do D. Tedy soudím,že se jednalo spíše o chybu/nevhodně zvolené (zbytečné) řešení ve vztahu je kabelu a měniči.

[Martin Kurka]

Když se na internet podíváte na 87Hz princip, tam je popsáno, proč byl onen servomotor tak zapojen a proč bylo jeho přepojení asi chybou - nebude mít tak velký výkon na frekvencích nad 50Hz. Pohonářská firma věděla, proč to tak zapojila. Ale jestli nejde o frekvence nad 50Hz (třeba o rychloposuv prázdného zvedáku)  a konstantní moment nad 50Hz tak to je tak, jak píšete  a zapojení do D je chyba.
A jestli nebyl měnič dimenzován na odmocnimu ze tří krát větší proud (výkon) tím víc ta chyba musí vyniknout, měnič se musí proudově přetěžovat i na 50Hz (obdobně jako když pustíte motor 400/230V zapojený do D na 400V síť natvrdo - tady neshoří motor, ale měnič hlásí či omezí či vypadne na proudové přetížení).

 
https://www.mylms.cz/zapojeni-a-zakladni-nastaveni-frekvencniho-menice/