Diskuse Elektrika.cz

Mám stávající zařízení, kde je instalováno 6 motorů 200kW a 250kW řízených frekvenčními měniči Siemens Sinamic G130 a vedení od měničů je ke všem motorům vedeno v souběhu, přičemž každý motor je napojen dvěma paralelními kabely. 2 motory 250kW se budou nahrazovat čtyřmi motory 90kW řízenými měniči Siemens G120 s výkonovou jednotkou PM240-2. Jelikož k novým motorům půjdou kabely stávající trasou, tak se bude jednat o souběh vedení s jinými obvody. Motory 90kW mají jmenovitý proud 161A, k měničům frekvence se dá připojit kabel maximálně o průřezu žil 120 mm2. Při dimenzování kabeláže mezi měniči a motory se bude muset uvažovat redukční koeficient zohledňující souběh kabelů jak stávajících vedoucích k motorům které zůstanou původní, tak souběh kabelů nových. Zajímá mě však na jaký trvalý proud se mají kabely dimenzovat. Jak jsem psal motor má jmenovitý proud 161A, avšak v měniči je mnoho parametrů, které mohou toto ovlivnit Jeden z takových parametrů je p0640, což je proudové omezení. Jinými slovy jde o to, že pokud například z důvodu zhoršeného chlazení měniče, nebo zvětšené mechanické zátěže narazí měnič na proud uvedený v tomto parametr, tak sice vyhlásí varování, ale motor poběží na nižších otáčkách, ale bude  kabelem protékat proud třeba 241A, pokud bude zachována vypočtená hodnota proudového omezení při uvádění do provozu. Proto se chci zeptat zkušenějších kolegů jak se správně dimenzují kabely mezi měniči frekvence a motorem? Berou se v úvahu i takovéto extrémní provozní stavy, nebo se postupuje klasicky a uvažuje se jen s hodnotou jmenovitého proudu zátěže?
Nebo je třeba již při dimenzování určit maximální proud který se pak musí nastavit v parametru proudového omezení aby byl kabel správně chráně před přetížením?

Setkal jsem se totiž s ventilátorem, kde došlo k proudovému omezení měniče a motor se točil místo požadovaných 40Hz na 38Hz, ale odebíral z měniče 1,15 násobek jmenovitého proudu a to trvale. Samozřejmě dle toho na jaký násobek jmenovitého proudu byl daný parametr nastaven.

Měnič neumí dlouhodobě dodat větší proud, než co dovolí teplotní namáhání koncových spínacích prvků (nejčastěji IGBT). Ty jsou dimenzovány na trvalý proud zátěže při největší povolené teplotě okolí a pro trvalý provoz. Protože studené IGBT snesou nějakou rozumnou dobu proud 1,1 až 1,5násobný, pak i celý měnič tak chvíli může dodat vyšší výkon.

Ale jde o krátkodobé zatížení, které se schová obdobně jako 1,3násobné trvalé přetížení běžného jističe a 1,45násobné do hodiny - a zde také nepočítáte u kabelů s jiným než trvalým jmenovitým proudem a kabely to přežijí, protože smluvené proudové hustoty s takovou charakteristik ou jističů počítají a jak ukazuje praxe, počítají dobře.
Takže s takto extrémními vlivy se nepočítá ani běžného jističe natož ani u měniče, který tepelné přetížení zátěže chrání daleko přesněji než bimetalický kompenzovaný pohon jističe a povolený krátkodobý rozptyl je schovaný v rezervách izolace kabelu a v konzervativně nastavené proudové hustotě přiřazené jmenovitému proudu kabelu.

Dá se říci, že ve vaší úvaze hraje velká přesnost parametru nastavení mezního proudu měniče, který ale nic neříká o trvalém mezním proudu omezeném teplotou IGTB prvků.
A onen ventilátor snížil otáčky, protože na 38Hz už nebyl proudově přetížen jako byl na 40z a výše. Proto jel v oblasti povoleného přetížení. U axiálního ventilátoru stoupá příkon a pohonný moment se čtvercem otáček. A tím i proud. Asi nebyly dobře nastavené škrticí klapky vzduchu, nebo se při jejich letním nastavování nepočítalo s rozdílnou hustotou  letního teplého a studeného zimního vzduchu. Vyšší hustota vzduchu si vezme vyšší výkon na hřídeli ventilátoru a tím i vyšší proud do motoru a z měniče.

Je tu ale jedno úskalí v podobě předimenzované ho měniče napájejícího slabší motor a k motoru přiřazený kabel. Pak se musí v měniči stáhnout dolů hodně parametrů, dobře nastavit štítkové hodnoty motorů apod. Pořád se mezní hodinové proudy musí pohybovat kolem 1,1-1,5 násobku jmenovitých. Neplést si je s parametry pro proudy mezní, 1 až 3 minutovými pro těžké rozběhy a silné nadsynchronní brždění.
pokračování  

pokračování
Některé měniče si počítají integrál I²t a podle toho simulují oteplení IGTB, kabelu  i motoru a pak sníží přenášený výkon snížením frekvence zátěže.
Jakmile máte požadované otáčky 40Hz a měnič točí jen 38Hz, hned vám varovná žárovka v mozku musí hlásit, pozor, přetížení, měnič to nedává - koukni se na povrchovou teplotu motoru a na teplotu v rozvaděči jestli neumřely chladicí ventilátory měniče či skříně.
A pak se koukni, jestli to není zvýšenou zátěží, jestli nejsou horká ložiska, přestavené škrticí klapky či ventily, změněná technologie atd.

Přesně jak píšete. V mém případě menič omezil proud a frekvenci, protože mu umřely chladící ventilátory. Chápu-li to dobře, tak s extrémy, které jsem uvažoval v dotazu není nutné počítat, pokud se nejedná o nějak extrémní aplikaci, kde by se z nějakého důvodu předimenzováva l měnič vůči motoru?

Tak jest, pokud není uživatelem nastaven měnič netypicky, ale spíš jsou konzervativně zachovány defaultní parametry (mimo štítkových údajů motoru zapsaných do měniče) a měnič je přiřazen výkonem k motoru, pak chrání měnič motor i kabel proti přetížení lépe, než běžný motorový jistič.

Jen malá poznámka.

Periodická revize velké průmyslové linky.
Na "galerce" je umístěno asi 40 měničů v rozvaděčových polích.
Vše je v režimu STB - v klidu, ale připraveno na provoz.
Na každém rozvaděči jsou velké displeje s teplotou.
Všechny ukazuji teplotu nad +60 stupňů.....


Odpověď: za 7 roků provozu ještě nikdo neměnil a nečistil filtry. A o kontrole parametrů se nenašly záznamy......n ěkdo si myslí, že je to systém "zabuduj a zapomeň".
Údržba elektro strojního zařízení musí mít svá pravidla. Zde se projeví "profesní zdatnost" vedoucího elektro údržby. Někdo musí ty pravidla nastavit a kontrolovat. To je smysl údržby.
Preventivní údržby.

 

Jen bych upozornil na to, že pokud se za frekvenčním měničem zatěžuje i středový vodič, tak vzhledem k tomu, že z žádného frekvenčního měniče neleze čistá sinusovka, tak se na středovém vodiči mohou nasečítávat vyšší harmonické násobku 3 - a to až tak, že proudy jím mohou být klidně i srovnatelné s fázovými.

Ten pojem, (středový vodič),  za FM, jsem teda ještě neviděl. Možná že to někde je, ale neznám.

Používej správné názvosloví, jsem na odborném fóru. Vodič „N“,  nulový vodič nebo vodič střední.
 :)