Belastungswächter Motor (pdf 432 KB)

interface
Mess- und
Überwachungsrelais
6
Mess- und Überwachungsrelais
Belastungswächter Motor – cos phi SBW 1004, SBW 1005
interface
interface
Unterlasterkennung von Elektromotoren ohne zusätzliche
Aufnehmer
• Drehstrom- und Wechselstromnetz
• Anlaufüberbrückungszeit einstellbar
• Mit und ohne Störspeicher
• Arbeits- oder Ruhestromprinzip
• SBW 1004 mit Arbeitsstromprinzip
• SBW 1005 mit Ruhestromprinzip
w
Anwendungen
• Werkzeugmaschinen:
Schutz der Motoren vor Unterlast z.B. durch:
- Erkennung von Werkzeugzerstörung und Werkzeugabnutzung
- Optimierung von Schnittkräften und Werkzeugvorschüben
- Vor- und Rückwärtssteuerung von Gewindeschneidmaschinen
• Andruckoptimierung an Walzen und Pressen
• Regulierung von Fördermenge und Antriebskraft an Förder- und Transportmitteln
• Überwachung von Schlupf und Zerstörung von Keilriemen
• Bewegungsüberwachung an Rolltoren
• Leerlaufüberwachung und Fördermengenregelung von Pumpen
• Regulierung der Luftfördermenge in Klimaanlagen
• Überprüfung der Waschbürstennachführung und des -verschleißes in
Großwaschanlagen für PKW, LKW, Bus, Eisenbahn
• Rührgutkonsistenzsteuerung in Rührwerken
Schaltbild
Funktionen
SBW 1004 – Arbeitsstromprinzip
Mit Einschalten des Motors beginnt die am Relais einstellbare Anlaufüberbrückungszeit. Nach Ablauf dieser Zeit überwacht das SBW 1004 die vorgewählte Phasenverschiebung cos ϕ (in °). Bei sinkender Last wird die Phasenverschiebung größer –
cos ϕ wird kleiner. Wird die vorgewählte Phasenverschiebung überschritten, schaltet
das Relais nach Ablauf der festen Ansprechzeit in die Arbeitsstellung. Nach Unterschreiten der vorgewählten Phasenverschiebung – wieder Normal-Last – und Ablauf
der festen Rückfallzeit schaltet das Relais in die Ruhestellung zurück. Die feste
Ansprech- und Rückfallzeit (1000 ms) verhindert, dass bei kurzzeitigen Sollwertabweichungen das Relais anspricht.
SBW 1005 – Ruhestromprinzip
Mit Anlegen der Versorgungsspannung schaltet das Relais in die Arbeitsstellung.
Bei Zuschalten des Motors beginnt die am Relais einstellbare Anlaufüberbrückungszeit. Nach Ablauf dieser Zeit überwacht das SBW 1005 die vorgewählte Phasenverschiebung cos ϕ (in ° ). Bei sinkender Last wird die Phasenverschiebung größer – cos
ϕ wird kleiner. Wird die vorgewählte Phasenverschiebung überschritten, schaltet das
Relais nach Ablauf der festen Ansprechzeit in die Ruhestellung. Nach Unterschreiten
der vorgewählten Phasenverschiebung – wieder Normal-Last – und Ablauf der festen
Rückfallzeit schaltet das Relais in die Arbeitsstellung zurück. Die feste Ansprech- und
Rückfallzeit (1000 ms) verhindert, dass bei kurzzeitigen Sollwertabweichungen das
Relais anspricht.
SBW 1004/SBW 1005 – mit Störspeicher
Der Störspeicher wird durch Überbrücken der Anschlüsse Y1, Y2 in Betrieb gesetzt.
Nach Unterschreiten der vorgewählten Phasenverschiebung – wieder Normal-Last –
bleibt das Relais in Arbeitsstellung/Ruhestellung. Erst durch Rückstellen (Reset) wird
der Fehlerspeicher gelöscht, das Relais schaltet in die Ruhestellung/Arbeitsstellung. Ist
die vorgewählte Phasenverschiebung noch überschritten, schaltet das Relais nur
während des Rückstellens in die Ruhestellung/Arbeitsstellung.
Hinweis
• Vor Abklemmen des Relais Wandler
Zubehör
Abdeckung
Z 29
kurzschließen.
• Bei Motor-Nennstrom > 5 A muss ein
Stromwandler verwendet werden.
Der Stromwandler muss für eine Bürde
von RI + 2 x RL ausgelegt sein.
RL = Leitungswiderstand
RI = Innenwiderstand
• Klemme k und L1 müssen immer an der
gleichen Phase liegen. Für die Klemmen
L1, L2, L3 Rechtsdrehsinn einhalten.
656
Technische Änderungen vorbehalten
Mess- und Überwachungsrelais
Belastungswächter Motor – cos phi SBW 1004, SBW 1005
interface
Abluft
Zuluft
Staubfilter
Speicher
Motornennstrom 0,1 bis 5 A
Drehstromnetz z.B. 3 AC 400 V
Gerätenennspannung 3 AC 400 V
Anwendungsbeispiele
Förderband-Überwachung
Der Belastungswächter SBW 1004 kontrolliert die Fördermenge. Wird zu wenig
Schüttgut zugeführt – sinkende Last –, schaltet das Relais nach Ablauf der festen
Ansprechzeit in die Arbeitsstellung.
Staubfilter-Überwachung
Der Belastungswächter SBW 1005 überwacht den Filter auf Verschmutzung.
Ist der Filter verschmutzt, sinkt die Belastung des Motors – cos ϕ wird kleiner.
Beim Überschreiten der vorgewählten Phasenverschiebung schaltet das Relais
nach Ablauf der festen Ansprechzeit in die Ruhestellung – Ruhestromprinzip.
Die Störung bleibt bis zum manuellen Rücksetzen über die Reset-Taste gespeichert.
Funktionsdiagramme
Motornennstrom > 5 A
Wechselstromnetz z.B. 230 V
Gerätenennspannung 3 AC 230 V
Prinzip
Bei induktiver Last eilt der Strom der Spannung um den Phasenwinkel ϕ nach.
Sinkt die Belastung des Motors, wird der Phasenwinkel größer und damit der cos ϕ
kleiner. Diese Phasenwinkeländerung ist ein genaues Maß für die Belastungsänderung an der Welle des Motors. Der Belastungswächter überwacht die Phasenverschiebung zwischen Spannung und Strom bei induktiven Lasten im sinusförmigen
Wechsel- und Drehstromnetz. (Nicht für Phasenanschnittsteuerung und frequenzgeregelte Motoren geeignet).
Maßbild
für Hutschiene EN 50022
Versorgungsspannung
LED SUPPLY grün
Laststrom
> Eingestellte
Phasenverschiebung
Störspeicher an Klemme Y1/Y2
Reset (Rückstelltaste)
LED TRIPPED rot
15/18
15/16
tAM = Motoranlaufzeit
tAN = Ansprechzeit
tR = Rückfallzeit
Versorgungsspannung
Induktive Last
LED SUPPLY grün
Laststrom
Strom
> Eingestellte
Phasenverschiebung
Spannung
Störspeicher an Klemme Y1/Y2
Reset (Rückstelltaste)
LED TRIPPED rot
15/18
15/16
Phasenwinkel
in Grad
P = Wirkleistung
Q = Blindleistung
S = Scheinleistung
Verschiebung =ˆ cos ϕ = 0,5
Pab = U · I · cos ϕ · η
η = Wirkungsgrad des Motors
Technische Änderungen vorbehalten
657
Mess- und Überwachungsrelais
Belastungswächter Motor – cos phi SBW 1004, SBW 1005
interface
interface
SBW 1004
Belastungswächter;
< cos ϕ ansprechend
mit/ohne Störspeicher,
Arbeitsstromprinzip
1 LED grün, 1 LED rot
FD 0072 W1
Technische Daten
Funktionsart nach DIN EN 60255-6:11.94
Funktionskontrolle
Funktionsdiagramm
Versorgungskreis
Nennspannung UN
Bemessungsleistung bei 50 Hz und UN (AC)
Bemessungsleistung bei 50 Hz und UN (AC)
Nennfrequenz
Betriebsspannungsbereich
Messkreis
Einstellung
Anlaufzeitüberbrückung
Mittelwert des Fehlers
Streuung
Einfluss der Versorgungsspannung
Einfluss der Umgebungstemperatur
Phasenverschiebung (cos ϕ)
Streuung
Einfluss der Versorgungsspannung
Einfluss der Umgebungstemperatur
Hysterese
Motornennstrom
3 AC
Kurzschlussschutz max. Sicherungseinsatz Klasse gG
zulässige Schalthäufigkeit
mechanische Lebensdauer
Ansprechzeit tA
Rückfallzeit tR
Allgemeine Daten
Luft- und Kriechstrecken zwischen den Stromkreisen
Bemessungsstoßspannung
Überspannungskategorie
Verschmutzungsgrad
Bemessungsspannung
Prüfspannung Ueff 50 Hz nach DIN VDE 0110-1, Tabelle A.1
Schutzart Gehäuse / Klemmen nach DIN VDE 0470 Teil 1:11.92
Störfestigkeit nach IEC 61000-4
Umgebungstemperatur, Arbeitsbereich
Maßbild
Schaltbild
Anschlussquerschnitte feindrähtig / eindrähtig
oder feindrähtig mit Aderendhülsen
zulässiges Anzugdrehmoment
Gewicht
Zubehör Abdeckung
Zulassungen
658
440 – 480 V
3,4 VA
analog
1,5 bis 30 s
< 15 % vom Endwert
≤ ± 0,5 %
≤ ± 0,02 % / % ∆UN
≤ ± 0,025 % / K∆T
≤ 18° – < 90°
≤ ± 0,5 %
≤ ± 0,05 % / % ∆UN
≤ ± 0,1 % / K∆T
≤ 2°
0,1 – 5 A
(bei > 5 A ist ein zusätzlicher Wandler notwendig, Bürde ≤ 50 mΩ)
≤6A
≤ 25 A, max. 3 s
0,005 A
aktivieren durch Überbrücken der Klemmen Y1/Y2
zulässiger Dauerstrom
Anlaufspitzenstrom
Stromschwelle
Störspeicher
Ausgangskreis
Kontaktbestückung
Kontaktwerkstoff
Schaltnennspannung Un
max. Dauerstrom In pro Strompfad
Gebrauchskategorie nach EN 60947-5-1:1991
Geräteübersicht/Bestellnummern
Typ
SBW 1004
SBW 1005
380 – 415 V
3,4 VA
2,9 W
50 – 60 Hz
0,8 – 1,1 x UN
SBW 1005
Belastungswächter;
< cos ϕ ansprechend
mit/ohne Störspeicher,
Ruhestromprinzip
1 LED grün, 1 LED rot
FD 0072 W1
Nennspannung
3 AC 380-415 V
3 AC 380-415 V
3 AC 440-480 V
1 Wechsler
Ag-Legierung, vergoldet
AC/DC 230/230 V
5A
AC-15: Ue 230 V AC, Ie 3 A
DC-13: Ue 24 V DC, Ie 2 A
6A
≤ 4000 Schaltspiele/h
20 x 106 Schaltspiele
1000 ms
1000 ms
nach DIN VDE 0110-1:04.97
4 kV
III
3 außen, 2 innen
250 V AC
2,21 kV
IP 30 / IP 20
Prüfschärfe 3
–20 – +60 °C
S 3-4
KS 0231/1
2 x 0,75 – 1,5 mm2 / 2 x 0,75 – 2,5 mm2
1 oder 2 x 0,5 – 1,5 mm2
0,8 – 1 Nm
0,27 kg
Abdeckung Z 29
w
50 – 60 Hz
50 – 60 Hz
50 – 60 Hz
Bestellnummer
R3.185.0120.1
R3.185.0020.1
R3.185.0310.1
VPE
1
1
1
Technische Änderungen vorbehalten
Mess- und Überwachungsrelais
Belastungswächter Motor – cos phi SBW 1007
interface
Überlasterkennung von Elektromotoren ohne zusätzliche Aufnehmer
• Drehstrom- und Wechselstromnetz
• Anlaufüberbrückungszeit einstellbar
• Mit und ohne Störspeicher
• Ruhestromprinzip
w
Anwendungen
• Werkzeugmaschinen:
Schutz der Motoren vor Unterlast z.B. durch:
- Erkennung von Werkzeugzerstörung und Werkzeugabnutzung
- Optimierung von Schnittkräften und Werkzeugvorschüben
- Vor- und Rückwärtssteuerung von Gewindeschneidmaschinen
• Andruckoptimierung an Walzen und Pressen
• Regulierung von Fördermenge und Antriebskraft an Förder- und Transportmitteln
• Überwachung von Schlupf und Zerstörung von Keilriemen
• Bewegungsüberwachung an Rolltoren
• Leerlaufüberwachung und Fördermengenregelung von Pumpen
• Regulierung der Luftfördermenge in Klimaanlagen
• Überprüfung der Waschbürstennachführung und des -verschleißes in
Großwaschanlagen für PKW, LKW, Bus, Eisenbahn
• Rührgutkonsistenzsteuerung in Rührwerken
Funktionen
Ruhestromprinzip
Mit Anlegen der Versorgungsspannung schaltet das Relais in die Arbeitsstellung.
Bei Zuschalten des Motors beginnt die am Relais einstellbare Anlaufüberbrückungszeit. Nach Ablauf dieser Zeit überwacht das SBW 1007 die vorgewählte Phasenverschiebung cos ϕ (in ° ). Bei steigender Last wird die Phasenverschiebung kleiner –
cos ϕ wird größer. Wird die vorgewählte Phasenverschiebung unterschritten, schaltet
das Relais nach Ablauf der festen Ansprechzeit in die Ruhestellung. Nach Überschreiten der vorgewählten Phasenverschiebung – wieder Normal-Last – und Ablauf der
festen Rückfallzeit schaltet das Relais in die Arbeitsstellung zurück. Die feste
Ansprech- und Rückfallzeit (1000 ms) verhindert, dass bei kurzzeitigen Sollwertabweichungen das Relais anspricht.
Schaltbild
Hinweis
Störspeicher
Der Störspeicher wird durch Überbrücken der Anschlüsse Y1, Y2 in Betrieb
gesetzt. Nach Unterschreiten der vorgewählten Phasenverschiebung – wieder
Normal-Last – bleibt das Relais in Arbeitsstellung/Ruhestellung. Erst durch
Rückstellen (Reset) wird der Fehlerspeicher gelöscht, das Relais schaltet in die
Ruhestellung/Arbeitsstellung. Ist die vorgewählte Phasenverschiebung noch
überschritten, schaltet das Relais nur während des Rückstellens in die Ruhestellung/
Arbeitsstellung.
• Vor Abklemmen des Relais Wandler
kurzschließen.
• Bei Motor-Nennstrom > 5 A muss ein
Stromwandler verwendet werden.
Der Stromwandler muss für eine Bürde
von RI + 2 x RL ausgelegt sein.
RL = Leitungswiderstand
RI = Innenwiderstand
Technische Änderungen vorbehalten
• Klemme k und L1 müssen immer an der
gleichen Phase liegen. Für die Klemmen
L1, L2, L3 Rechtsdrehsinn einhalten.
659
Mess- und Überwachungsrelais
Belastungswächter Motor – cos phi SBW 1007
interface
interface
Speicher
Speicher
Motornennstrom > 5 A
Wechselstromnetz z.B. 3 AC 400 V
Gerätenennspannung 3 AC 400 V
Anwendungsbeispiele
Walzen-Überwachung
Der Belastungswächter SBW 1007 überwacht den Walzenandruck. Steigt der Walzenandruck, steigt die Motorbelastung (cos ϕ wird größer). Beim Unterschreiten der vorgewählten Phasenverschiebung schaltet das Relais in Ruhestellung (Ruhestromprinzip).
Brecher-Überwachung
Der Belastungswächter überwacht den Steinbrecher auf Überlastung. Wird bei steigender Motorlast (z.B. durch Verklemmen) die vorgewählte Phasenverschiebung
unterschritten, schaltet der Belastungswächter. Die Störung bleibt bis zum Rücksetzen
mit der Reset-Taste gespeichert.
Maßild
Motornennstrom 0,1 bis 5 A
Drehstromnetz z.B. 230 V
Gerätenennspannung 3 AC 230 V
Prinzip
Bei induktiver Last eilt der Strom der Spannung um den Phasenwinkel ψ nach.
Sinkt die Belastung des Motors, wird der Phasenwinkel größer und damit der
cos ϕ kleiner. Diese Phasenwinkeländerung ist ein genaues Maß für die Belastungsänderung an der Welle des Motors. Der Belastungswächter überwacht die Phasenverschiebung zwischen Spannung und Strom bei induktiven Lasten im sinusförmigen
Wechsel- und Drehstromnetz. (Nicht für Phasenanschnittsteuerung und frequenzgeregelte Motoren geeignet).
Induktive Last
für Hutschiene EN 50022
Strom
Spannung
Phasenwinkel
in Grad
P = Wirkleistung
Q = Blindleistung
S = Scheinleistung
Verschiebung =ˆ cos ϕ = 0,5
Pab = U · I · cos ϕ · η
η = Wirkungsgrad des Motors
660
Technische Änderungen vorbehalten
Mess- und Überwachungsrelais
Belastungswächter Motor – cos phi SBW 1007
interface
SBW 1007
Belastungswächter;
< cos ϕ ansprechend
mit/ohne Störspeicher,
Ruhestromprinzip
1 LED grün, 1 LED rot
FD 0116 W1
Technische Daten
Funktionsart nach DIN EN 60255-6:11.94
Funktionskontrolle
Funktionsdiagramm
Versorgungskreis
Nennspannung UN
Bemessungsleistung bei 50 Hz und UN (AC)
Bemessungsleistung bei 50 Hz und UN (AC)
Nennfrequenz
Betriebsspannungsbereich
Messkreis
Einstellung
Anlaufzeitüberbrückung
Mittelwert des Fehlers
Streuung
Einfluss der Versorgungsspannung
Einfluss der Umgebungstemperatur
Phasenverschiebung (cos ϕ)
Streuung
Einfluss der Versorgungsspannung
Einfluss der Umgebungstemperatur
Hysterese
Motornennstrom
3 AC
analog
1,5 – 30 s
< 15 % vom Endwert
≤ ± 0,5 %
≤ ± 0,02 % / % ∆UN
≤ ± 0,025 % / K∆T
≤ 18° – < 90°
≤ ± 0,5 %
≤ ± 0,05 % / % ∆UN
≤ ± 0,1 % / K∆T
≤ 2°
0,1 – 5 A
(bei > 5 A ist ein zusätzlicher Wandler notwendig, Bürde ≤ 50 mΩ)
≤6A
≤ 25 A, max. 3 s
0,005 A
aktivieren durch Überbrücken der Klemmen Y1/Y2
zulässiger Dauerstrom
Anlaufspitzenstrom
Stromschwelle
Störspeicher
Ausgangskreis
Kontaktbestückung
Kontaktwerkstoff
Schaltnennspannung Un
max. Dauerstrom In pro Strompfad
Gebrauchskategorie nach EN 60947-5-1:1991
Kurzschlussschutz max. Sicherungseinsatz Klasse gG
zulässige Schalthäufigkeit
mechanische Lebensdauer
Ansprechzeit tA
Rückfallzeit tR
Allgemeine Daten
Luft- und Kriechstrecken zwischen den Stromkreisen
Bemessungsstoßspannung
Überspannungskategorie
Verschmutzungsgrad
Bemessungsspannung
Prüfspannung Ueff 50 Hz nach DIN VDE 0110-1, Tabelle A.1
Schutzart Gehäuse / Klemmen nach DIN VDE 0470 Teil 1:11.92
Störfestigkeit nach IEC 61000-4
Umgebungstemperatur, Arbeitsbereich
Maßbild
Schaltbild
Anschlussquerschnitte feindrähtig / eindrähtig
oder feindrähtig mit Aderendhülsen
zulässiges Anzugdrehmoment
Gewicht
Zubehör
Zulassungen
Geräteübersicht / Bestellnummern
Typ
SBW 1007
Technische Änderungen vorbehalten
380 – 415 V
3,4 VA
2,9 W
50 – 60 Hz
0,8 – 1,1 x UN
Nennspannung
3 AC 380 – 415 V
1 Wechsler
Ag-Legierung, vergoldet
AC/DC 230/230 V
5A
AC-15: Ue 230 V AC, Ie 3 A
DC-13: Ue 24 V DC, Ie 2 A
6A
≤ 4000 Schaltspiele/h
20 x 106 Schaltspiele
1000 ms
1000 ms
nach DIN VDE 0110-1:04.97
4 kV
III
3 außen, 2 innen
250 V AC
2,21 kV
IP 30 / IP 20
Prüfschärfe 3
–20 – +60 °C
S 3-4
KS 0231/1
2 x 0,75 – 1,5 mm2 / 2 x 0,75 – 2,5 mm2
1 oder 2 x 0,5 – 1,5 mm2
0,8 – 1 Nm
0,27 kg
Abdeckung Z 29
w
50 – 60 Hz
Bestellnummer
R3.185.0190.1
VPE
1
661