Frequenzumrichter und Motor mit Motorschutzschalter absichern

Technik Elektronik & Elektrotechnik
#1

Hallo,
ich bin zur Zeit dabei meine Abschlussarbeit zur Mechatronikerin zu machen und stecke momentan in einer absoluten Dilemmasituation fest und komme absolut nicht weiter. Deshalb würde ich mich sehr über ernst gemeinte Tipps und Antworten freuen. 

Meine Aufgabe lautete wie folgt:
Der Motor eines Satellitenantriebs einer Kugelstrahlmaschine soll über einen Frequenzumrichter drehzahlverstellbar angetrieben werden.
Meine Aufgabe dabei ist es, den Frequenzumrichter richtig auszuwählen, einzubauen und dementsprechende Änderungen im Schaltschrank vorzunehmen, sodass alle Funktionen wieder gewährleistet sind. 

Die Daten des Motors sind folgende:
Dreieck: 220V/ 4,92A
Stern: 380V/ 2,85A
1,1kW
Cos ϕ = 0,78

Ausgewählt habe ich einen Frequenzumrichter von Siemens mit einem ControlUnit CU240 für Standardapplikationenen mit Profibus DP und einem PowerModule PM240 mit Netzfilter Klasse A und IP20.

Die Daten des PowerModules sind folgende:
Bemessungsstrom IN= 5,9A
Grundlaststrom IL=5,9A
Grundlaststrom IH =5,9A
I max = 11,8 A
Bemessungsleistung auf Basis IL = 2,2 kW
Bemessungsleistung auf Basis IH = 2,2kW
Wirkungsgrad n= 0,95
Verlustleistung bei Bemessungsstrom = 0,14 kW
Bemessungseingangsstrom ohne Netzdrossel = 7,6A 

Soweit so gut. Nun zu meiner Frage.Ich möchte den Frequenzumrichter und den Motor mit einem Motorschutzschalter vor dem Frequenzumrichter absichern.Um diesen richtig zu dimensionieren und auszuwählen fehlen mir allerdings momentan die nötigen Rechenansätze.Mit welcher Formel und mit welchen der ganzen Angaben rechnen ich denn den geeigneten Strom für den Motorschutzschalter aus?

Ich hoffe, ihr versteht was ich meine und könnt mir weiter helfen. Ich wäre euch wahnsinnig dankbar!
Sollte ich doch irgendwelche Angaben vergessen haben, meldet euch bitte! Danke-

#2

Hallo,

Ich möchte den Frequenzumrichter und den Motor mit einem Motorschutzschalter
vor dem Frequenzumrichter absichern.

Warum willst du das machen?

So weit ich weiß, ist Motorschutzschalters bei Verwendung von FU nicht notwendig.
Dazu hat der FU normalerweise Parameter, die zum Motorschutz zu setzen sind.
Evtl. hat der FU auch einen Eingang für Temperatursensor, der optional zur thermischen Überwachung des Motors benutzt werden kann.
Gruß Uwi

#3

Moin moin,

Ausgewählt habe ich einen Frequenzumrichter von Siemens mit
einem ControlUnit CU240 für Standardapplikationenen mit
Profibus DP und einem PowerModule PM240 mit Netzfilter Klasse
A und IP20.

Die Daten des PowerModules sind folgende:
Bemessungsstrom IN= 5,9A

handelt es sich um

6SL3224-0BE22-…

also 2,2kW?

Soweit so gut. Nun zu meiner Frage.Ich möchte den
Frequenzumrichter und den Motor mit einem Motorschutzschalter
vor dem Frequenzumrichter absichern.Um diesen richtig zu
dimensionieren und auszuwählen fehlen mir allerdings momentan
die nötigen Rechenansätze.Mit welcher Formel und mit welchen
der ganzen Angaben rechnen ich denn den geeigneten Strom für
den Motorschutzschalter aus?

keinen Motorschutzschalter

sonder Schmelzsicherung 16A Klasse J in der Netzleitung.

sagt zumindest das Handbuch (A5E02299792A AC) auf S.313

http://support.automation.siemens.com/WW/llisapi.dll…

Der Motor selber wird über die Parametereinstellungen des FU´s geschützt.

Gruß Angus

#4

Hallo Angus,
vielen Dank für deine schnelle Antwort und den Link zum Handbuch!
Du hast genau richtig erkannt, um welches PM es sich handelt.
Deine Aussagen bestätigen meinen anfänglichen Gedanken. Beim Durchlesen des Bestellbuches stieß ich auf eben diese Sicherungen, aber mein Betreuer meinte, dass man das mit einem Motorschutzschalter seither gemacht hätte. Ich werde ihm morgen gleich nochmal vorschlagen, eine solche Sicherung einzubauen.

Wenn du dich so gut auskennst, kannst du mir vielleicht auch etwas über die Safety Integration am FU sagen? Ich soll eine der Art STO (Safe Torque Off) miteinbauen, grundsätzlich sind mir einige allgemeine Informationen über diese Integration bekannt, allerdings bin ich mir nicht im Klaren darüber, inweit eine solche Funktiuon den aktuellen Not-Aus-Schaltkreis ersetzen kann bzw. soll.

Vielen Dank und liebe Grüße.

#5

Hallo Uwi,
vielen Dank für eine Antwort.
Ich wollte das machen, da es eigentlich eine Art Vorgabe war bzw. mein Projektbetreuer meinte, dass sie das seither in der Maschine so realisiert hatten (es war bereits einmal ein FU eingebaut und der Schaltschrank soll jetzt nur umgerüstet werden). Nach euren Antworten werde ich allerdings morgen dies bezüglich nochmal nachhaken und fragen, ob es nicht auch anders möglich/erlaubt ist, wenn das ja eigentlich sinnvoller ist.

Vielen Dank!

#6

HAllo,

vielen Dank für deine schnelle Antwort und den Link zum
Handbuch!

gerne doch

Du hast genau richtig erkannt, um welches PM es sich handelt.
Deine Aussagen bestätigen meinen anfänglichen Gedanken. Beim
Durchlesen des Bestellbuches stieß ich auf eben diese
Sicherungen, aber mein Betreuer meinte, dass man das mit einem
Motorschutzschalter seither gemacht hätte. Ich werde ihm
morgen gleich nochmal vorschlagen, eine solche Sicherung
einzubauen.

Ich verwende auch zum Teil auch Motorschutzschalter…allerdings ist unbedingt auf das Kurzschlussschaltvermögen der Motorschutzschalter zu achten!
Beachten musst du dabei die Kurzschlussleistung des vorgelegenen Netzes…frag doch deinen „Chef“ mal danach(!)

Wenn du dich so gut auskennst, kannst du mir vielleicht auch
etwas über die Safety Integration am FU sagen? Ich soll eine
der Art STO (Safe Torque Off) miteinbauen, grundsätzlich sind
mir einige allgemeine Informationen über diese Integration
bekannt, allerdings bin ich mir nicht im Klaren darüber,
inweit eine solche Funktiuon den aktuellen Not-Aus-Schaltkreis
ersetzen kann bzw. soll.

ist aus der Ferne schwierig…ohne zu Wissen was da genau gemeint ist.

Ist damit zB. ein „Wartungsschalter“ bzw. „Sicherheitsschalter“ gemeint, welcher nur den FU sperrt ohne „Hardwaremässig“ den Motor vom FU zu trennen…oder ist gemeint den FU in die NOT-AUS Funktion reinzunehmen?..also zB. über die Kontakte eines NOT-AUS Relais (PNOZ-Multi) den FU zu sperren?

Vielen Dank und liebe Grüße.

immer wieder gerne
Gruß Angus

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#7

http://abload.de/image.php?img=20140108_095228_resiz…

So sieht der aktuelle Not - Aus - Schaltplan aus. Alles was mein Betreuer dazu meinte war, dass ich mir überlegen soll, was ich da zu ändern hätte, damit ich die STO Funktion mit einbinden könne. ALs er das sagte, zeigte er mir auch nur diesen Teil des kompletten Schaltplans.

Mir ist generell klar, dass die STO Funktion über einen Not - Aus - Sensor eben einen fehlersicheren Eingang beschaltet oder nicht und dann dementsprechendes in die Wege leitet, sodass der Motor auf keinen Fall mehr anlaufen kann, aber ich hab absolut keine Ahnung, wie ich diesen aktuellen Plan da mit reininterpretieren soll.

Ehrlich gesagt kann ich mir auch nicht vorstellen, dass ich ihn komplett ändern sollte, da ich die entsprechenden Schütze ja wahnsinnig viele Öffner und Schließer im ganzen Schaltplan verteilt haben und ich ja nicht alles komplett ändern soll. Das wäre viel zu aufwändig für die Art des Projektes meines Erachtens nach.

Kannst du dir vielleicht vorstellen, was er meint? Ich kann ihn leider selbst zur Zeit auch nicht erreichen, was meine ganze SItuation nicht besser macht und mir dazu die Zeit davon rennt.

Ich wüsste auch gar nicht, wenn ich diese aktuelle Schaltung verwende, wo ich da für die digitalen Eingänge der STO abgreifen sollte? Bzw kann ich doch nicht einfach solche Signale auf einen digitalen EIngang legen?!!!

Ich bin wirklich am Verzeifeln, weil ich mir nicht vorstellen kann,was ich genau tun sollte bzw. nicht mal einen Ansatz finde.

Vielen Dank für deine ganzen Mühen.

MOD(TOO) Link klickbar gemacht

#8

Hallo,

http://abload.de/image.php?img=20140108_095228_resiz…

na der ist auch schon etwas in die JAhre gekommen…

So sieht der aktuelle Not - Aus - Schaltplan aus. Alles was
mein Betreuer dazu meinte war, dass ich mir überlegen soll,
was ich da zu ändern hätte, damit ich die STO Funktion mit
einbinden könne. ALs er das sagte, zeigte er mir auch nur
diesen Teil des kompletten Schaltplans.

aja, ich würde die STO Funktion über die beiden freien Schliesser des Schütze K1531A ziehen…fällt es ab wird die STO Funktion am FU aktiviert.

Ich wüsste auch gar nicht, wenn ich diese aktuelle Schaltung
verwende, wo ich da für die digitalen Eingänge der STO
abgreifen sollte? Bzw kann ich doch nicht einfach solche
Signale auf einen digitalen EIngang legen?!!!

Soviel ich rausgelesen habe kannst du DI4 und DI5 als STO kofigurieren.
Du schleifst die 24VDC vom FU (Kl.9) über die beiden freien Schliesser (parallel) und legst sie dann jeweils einen auf DI4 und einen auf DI5.

Thomas

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#9

Ja, das stimmt! Der Plan ist etwas älter und vielleicht tu ich mir deshalb auch noch umso schwerer!

Ich habe inzwischen meinen Betreuer mal angetroffen und er erklärte mir, dass die ganze Geschichte mit K1531A, K1541A und K1542A eine Sicherheitsfunktion sei, wie man sie heutzutage in einem Notausschaltgerät schon an sich finden würde.

Er wollte die STO mit jeweils einem Schließer von K1541A und K1542A ansteuern. Täusche ich mich oder ist das dann falsch? Ich meinte in dem Link zum Handbuch gelesen zu haben, dass man immer zwei gleiche Schließer verwenden soll?
In dem Fall könnten sie ja dann unterschiedlich agieren wollen, oder?

Danke für den Hinweis mit dem Anschließen!

Ich bin total froh, dass ich endlich jemanden gefunden habe, der sich auskennt!