industrijski motori

7/28/2019 Industrijski Motori

1/26

1

1. Sadraj

1. SADRAJ.....................................................................................................................1

2. INDUSTRIJSKI MOTORI MEHANI

KE (FIZI

KE) OSOBINE I KARAKTERISTIKEOKRUENJA ......................................................................................................................2

2.1. IZVEDENI OBLICI I MONTAA MAINA ........................................................................................... 22.1.1. Opte napomene ......................................................................................................................... 22.1.2. Prilozi IEC 60034-7 standarda..................................................................................................... 22.1.3. Prilozi NEMA standarda............................................................................................................... 4

2.2. STEPEN ZATITE ............................................................................................................................... 42.2.1. Opte napomene ......................................................................................................................... 42.2.2. IEC 60034-5................................................................................................................................. 5

2.3. HLAENJE .......................................................................................................................................... 72.3.1. Opte napomene ......................................................................................................................... 7

2.3.2. Filteri vazduha.............................................................................................................................. 82.4. RADNI CIKLUSI................................................................................................................................... 9

2.4.1. Trajni pogon S1......................................................................................................................... 92.4.1.1. Primeri izbora motora za trajni rad S1................................................................................... 9

2.4.2. Kratkotrajni pogon S2 ............................................................................................................... 92.4.3. Periodini pogon bez uticaja zaleta S3 (intermitentni radni reim)......................................... 10

2.4.3.1. Primer izbora motora za kontinualni rad S3 .......................................................................... 112.4.4. Periodini pogon sa uticajem zaleta S4.................................................................................. 112.4.5. Periodini pogon sa uticajem zaleta i elektrinog koenja S5................................................ 122.4.6. Trajni pogon sa isprekidanim optereenjem S6 ..................................................................... 122.4.7. Neprekidni pogon sa zaletom i elektrinim koenjem S7 ....................................................... 132.4.8. Neprekidni pogon sa periodinom promenom brzine obrtanja S8.......................................... 132.4.9. Pogon sa ne periodinim optereenjem i promenom brzine obrtanja S9............................... 14

2.4.10. Pogon sa diskretnim (posebnim) konstantnim optereenjem S10 ......................................... 14

2.5. OZNAKE PRIKLJUAKA I SMER ROTACIJE................................................................................. 152.5.1. Opte napomene ....................................................................................................................... 152.5.2. IEC 60034-8............................................................................................................................... 15

2.5.2.1. Opte napomene ................................................................................................................... 152.5.2.2. Smer rotacije.......................................................................................................................... 162.5.2.3. Obeleavanje prikljuaka kod A.C. maina ........................................................................... 162.5.2.4. Obeleavanje prikljuaka kod D.C. maina........................................................................... 16

2.5.2.4.1. Zasebne oznake namotaja.............................................................................................. 16

2.6. USLOVI OKRUENJA....................................................................................................................... 182.6.1. Uvod........................................................................................................................................... 182.6.2. Temperatura .............................................................................................................................. 18

2.6.3. Nadmorska visina ...................................................................................................................... 192.6.4. Sistem snabdevanja energijom.................................................................................................. 20

2.6.4.1. Opte napomene ................................................................................................................... 202.6.4.2. Varijacija napona sistema...................................................................................................... 202.6.4.3. Neravnotea napona napajanja............................................................................................. 20

2.7. MOTORI SPECIJALNE NAMENE..................................................................................................... 212.7.1. Motor-reduktori (geared motors) ................................................................................................ 212.7.2. Konice koioni motori (brake motors) ................................................................................... 212.7.3. Momentni motori ........................................................................................................................ 22

2.8. MOTORI ZA RIZINE SREDINE....................................................................................................... 222.8.1. Opte napomene ....................................................................................................................... 222.8.2. CENELEC.................................................................................................................................. 23


2/26

2

2. INDUSTRIJSKI MOTORI MEHANIKE (FIZIKE)OSOBINE I KARAKTERISTIKE OKRUENJA

2.1. IZVEDENI OBLICI I MONTAA MAINA

2.1.1. Opte napomene

Meunarodni standard kodiranja primenjuje se na irok spektar standardnih nainamontiranja elektrinih motora (DC i AC), ime su pokriveni svi najei naini primene.

Nepravilno montiranje motora moe izazvati privremeni kvar i zastoj u proizvodnji. Sviproizvoai motora takoe daju i preporuke o nainu korienja odreenog elementa prispecifinoj primeni.

IEC 60034-7 (International Eletrotehnical Comission) standardi ukljuuju primere svihpraktinih metoda montiranja motora.

2.1.2. Prilozi IEC 60034-7 standarda

Elektrine maine su prema ovom standardu kategorizovane po prefiksu IM (InternationalMounting), slovu i jednoj ili dve cifre. Korienje prefikse IM nije uobiajno i ei je sluajda se koristi samo jedno slovo posle kojeg sledi jedna ili dve cifre, npr. B3 = nonouvrenje.

Najei tipovi konstrukcija motora male i srednje veliine dati su u Tabeli 1.1.

Objanjenje Oznaka

Nono uvrenje,dva titnika leajasa nogama

vodoravan poloaj,podno uvrenje vodoravan poloaj,zidno uvrenje vodoravan poloaj,zidno uvrenje

vodoravan poloaj,

tavansko uvr

enje

uspravni poloaj,

zidno uvrenje

uspravni poloaj,

zidno uvrenje


3/26

3

Uvrenjeprirubnicom, dvatitnika leaja, bez

nogu

vodoravan poloaj uspravan poloaj,ugradnja na pod

uspravan poloaj,ugradnja odozgo

Posebno uvrenje(spajanje saprednjim krajemkuita), jedantitnik leaja, bez

nogu vodoravan poloaj,uvren na stalku uspravan poloaj,

ugradnja odozdouspravan poloaj,ugradnja odozgo

Uvrenjeprirubnicom saotvorima na kuitumaine, dva titnikaleaja, bez nogu

vodoravan poloaj uspravan poloaj,ugradnja odozdo uspravan poloaj,ugradnja odozgo

Uvrenjeprirubnicom saotvorima sanavojima natitnicima leaja,dva titnika leaja,bez nogu vodoravan poloaj uspravan poloaj,

ugradnja odozdo

uspravan poloaj,

ugradnja odozgo

Dva titnika leajasa nogama plusprirubnica saotvorima natitnicima leaja

Dva titnika leajasa nogama plusprirubnica sa

otvorima sanavojima natitnicima leaja


4/26

4

2.1.3. Prilozi NEMA standarda

Prema NEMA (National Electrical Manufacturers Association - USA) standardu, nainimontiranje motora i lokacija prikljune kutije odreeni su u skladu sa oznakama datim u

Tabeli 1.2.

Tabela 1.2 Prilozi NEMA standarda montaa motora i lokacija prikljune kutijeOpis Oznaka

Montaa napod (Floor)

Montaa nazid (Wall)

Montaa natavanicu(Ceiling)

2.2. STEPEN ZATITE


Svi tipovi elektrinih motora su klasifikovani u skladu sa propisima koji odreujustandardne naine kodiranja stepena zatite, bez obzira na konstrukciju, protivmehanikog kontakta i protiv razliitih stepena zagaenja sredine.

Oznake definisane u standardu IEC 60034-5 (EN 60034-5 Europaische Norm) sastojese od slova IP(International Protection) posle kojih slede dve cifre koje oznaavajuprilagoenost specifinim uslovima. Dodatna informacija moe biti sadrana u slovu koje


5/26

5

moe slediti posle druge cifre.

2.2.2. IEC 60034-5

Ve je reeno da se oznake definisane u standardu IEC 60034-5 sastoje od slova IP posle

kojih slede dve cifre koje oznaavaju usklaenost sa specifinim uslovima.

Slika 1.1. Primeri oznake

Prva karakteristina cifra oznaava stepen zatite od prodiranja stranog tela (delovi tela,drugih maina...) i praine. Objanjenje znaenja prve cifre su data u tabeli 1.3. Drugakarakteristina cifra oznaava stepen zatite od prodora vode, i njihova objanjenja sudata u tabeli 1.4.

Slovo Wse moe koristiti za maine sa unutranjim vazdunim hlaenjem pogodne za

korienje u specifinim vremenskim uslovima i sa dodatnim zatitnim karakteristikama(zatita od klimatskih uslova). Ovo slovo se dodaje odmah posle oznake IP,npr IPW 54.Slino tome, slovo Rse koristi za oznaavanje maina sa cevnom ventilacijom (usluajevima kada se vazduh isputa izvan prostorije u kojoj je motor instaliran). Slovo S sedodaje radi oznaavanja maine u stanju mirovanja, a Mmaine u pogonu. Najeekorieni stepeni zatite elektrinih maina dati su u Tabeli 1.5.

Servomotori bez etkica obino nose oznaku IP65. Ova karakteristika je esto kljunirazlog zbog ega korisnici biraju servomotor bez etkica za specifine primene, kao to jeindustrija hrane gde se esto vri ispiranje.

Tabela 1.3. Znaenje prve cifre IP oznakePrva cifra Kratak opis Definicija

0 nezatiene maine bez specijalne zatite

1maine zatiene odvrstih objekata iji jeprenik vei od 50mm

zatita od sluajnog kontakta ili pristupa ivimili delovima u pokretu unutar ograenogprostora od strane velike povrine ljudskogtela (kao to je ruka); nema zatitu protivnamernog pristupa; zatita od pristupa vrstihtela veih od 50mm u preniku

2

maine zatiene od

vrstih objekata iji jeprenik vei od 12mm

zatita od kontakta prstima i slinim objektimakoji ne prelaze 80mm u duinu; zatita odpristupa vrstih tela veih od 12mm upreniku

3 maine zatiene od zatita od kontakta ivih ili pominih delova,


6/26

6

vrstih objekata iji jeprenik vei od 2.5mm

alata ili cevi veih od 2.5mm u preniku;zatita od pristupa vrstih tela veih od2.5mm u preniku

4maine zatiene odvrstih objekata iji jeprenik vei od 1mm

zatita od kontakta ivih ili pominih delova,ica i delova ili komada ija je debljina veaod 1mm u preniku

5maine zatiene odpraine

zatita od kontakta ivih ili pominih delova,pristup praini nije u potpunosti spreen, alipraina ne prodire u dovoljnim koliinama dabi ugrozila rad maine

6 strogo zatienezatita od kontakta ivih ili pominih delova;zatita od praine

Tabela 1.4. Znaenje druge cifre IP oznakeDruga cifra Kratak opis Definicija

0 nezatiena maina bez specijalne zatite

1maina zatiena odkapljica vode

kapljice vode (koje padaju vertikalno) nemajutetnih efekata

2

maine zatiene odkapljica vode koje padajupod uglom od 15vertikalno

vertikalne padanje kapljica nee stvaratitetne efekte ako je maina nakrivljena na bilokoji ugao do ugla od 15 u odnosu nanormalan poloaj

3maina zatiena odrasprivanja vode

voda koja prska na mainu pod uglom do 60nema tetne efekte

4maina zatiena odprskanja

prskanje vode na mainu iz bilo kojeg smeranema tetne efekte

5maina zatiena od

mlaza vode

voda u obliku mlaza na maine nema nikakve

tetne efekte

6

maina zatie od jakihmorskih ili vodenihmlazeva (zatita odpotapanja)

voda zatiena od tekih slapova ili voda ujakim mlazovima nee ui u mainu u tetnimkoliinama

7

maina zatiena odefekta potapanja u vodu udubinama od 0.15m do1m

8zatita od potapanja uvodu na vee dubine

Tabela 1.5. Najee koriteni stepeni zatite elektrinih mainaPrva cifra Druga cifra

0 1 2 3 4 5 6 7 80 IP00 IP021 IP11 IP12 IP13 IP17 IP182 IP21 IP22 IP2334 IP445 IP54 IP55 IP56

6 IP65


7/26

7

2.3. HLAENJE


Pojam hlaenja je veoma povezan sa kuitem maine ali ne predstavlja njegov sinonim.Sve rotacione elektrine maine ekonominog dizajna zahtevaju efikasno hlaenje. Onoosigurava da se unutranji gubici odvode u okolinu (rasipaju) tako da porast temperaturebude u dozvoljenim granicama u skladu sa korienom izolacijom namotaja. Na taj nainse temperatura leajeva i povrine odravaju u sigurnim granicama.

Razliiti istorijski periodi razvoja AC i DC motora rezultirali su sa dve razliite kombinacijekuita i hlaenja. DC motor je standardno otporan na vlagu (IP 23) i sa snanomventilacijom. AC asinhrona maina koja je potpuno zatvorena (IP44), sa ventilatorskimhlaenjem (kod koje je ventilator ugraen na neaktivnom kraju maine), ima metalnipoklopac koji usmerava hladan vazduh preko rebrastog tela motora. Rezultat je da jeunutranjost prostora izmeu namotaja standardnog DC motora lako rashladljiva idozvoljava irok opseg brzine, dok kod standardnog AC asinhronog motora to nije sluaj.Treba naglasiti da za razliite AC maine sa razliitim brzinama i stepenima zatite (npr.IP23 ili IP 54), osovinski unutranji ili spoljanji ventilatori mogu dovesti do problema sahlaenjem, jer njihova rashladna mo varira obrnuto propolcionalno kvadratu brzineosovine. Pri duplo manjoj brzini ostvaruju samo 25% ukupnog rashladnog efekta. Prikonstantnom obrtnom momentu i struja motora je konstantna, tako da motor imaaproksimativno konstantne gubitke na celom opsegu brzina od nule do nominalne.

Motore zahtevati zna

ajno smanjenje izlazne snage ili hla

enje pomo

u vazduhakonstantne brzine stvorenog ventilatorom koji radi konstantnom brzinom nezavisno od

brzine vratila motora.

DC motori i sinhroni motori su uglavnom sa IP23 kuitima i samim tim pogodni zahlaenje vazduhom konstantne brzine, bilo da je u pitanju ugraeni ventilator kao to jeve reeno ili sluaj gde su radni uslovi okruenja tako teki da se zahteva IP54 kuite saodvojenim ventilatorom ugraenim na mestu sa istim vazduhom i propusnim kanalomizmeu motora i rashladne ventilatorske jedinice.

DC IP23 maina je ograniena na upotrebu u okruenju sa istim vazduhom ili u okruenju

u kome filter za vazduh na ulazu ventilacije prua dovoljnu zatitu namotaja i komutatora.Kada je radno okruenje tako teko da se zahteva potpuna zatvorena maina, atraktivnijinain hlaenja je jednocevna ventilacija motora. Ona ukljuuje udaljeni ventilator koji crpivazduh iz iste sredine i usmerava kroz sistem cevi pod pritiskom do adaptera nakomutatorskoj strani maine. Alternativno, dvocevna ventilacija obezbeuje rashladnivazduh udaljenim ventilatorom kao to je ve opisano, a dodatna odvodna cev odvodiiskorien topao vazduh dalje od motora (IEC 60034-6, EN 60034-6).

Cevna ventilacija ima tu prednost da ne dozvoljava da tetni gasovi i zagaivai iz radnesredine ugroavaju rashladne kanale motora. Dodatno tome, korienje dvocevneventilacije i uvodnog (recimo 10min.) perioda preiavanja pre startovanja glavnog

motora moe ponekad omoguiti korienje IP55 DC motora u situaciji gde postoji rizikeksplozije gasa u atmosferi (npr. u tamparskoj industriji gde opasnost stvaraju isparenjanekih vrsta mastila). Iako trokovi cevovoda nisu zanemarivi, ovakvi jednocevno ili


8/26

8

dvocevni DC motori predstavljaju primamljivu zatvoreno kruno vazduno hlaenje (CACA Closed-Air Circuit-Air) ili zatvoreno kruno vodeno hlaenje (CACW Closed-Air Circuit-Water).

Kod DC IP23 maine, relativno je jednostavno na kuitu postaviti ventilator koji e

potiskivati vazduh konstatnom brzinom. Za mnogo manje popularnu IP54 potpunozatvorenu ventilatorski hlaenu mainu, gde je ventilator montiran na vratilo motora,mehaniki sklop je manje zadovoljavajui jer zahteva montiranje motora ventilatora izvansamog motora ali unutar poklopca ventilatora. Ovo sa druge strane moe stvoriti problemkada se trai povratni signal tahogeneratora, jer je tahogenerator normalno montirankoaksijalno na zadnji deo motora. Ovaj se problem moe reiti upotrebom tahogeneratorabez postolja koji imaju kratku aksijalnu dubinu.

CACW i CACA maine su dostupne i kao AC i kao DC modeli. Iako relativno skupareenja, vredna su razmatranja u sluajevima kada teki uslovi okruenja onemoguavajuniske trokove upotrebe alternativnih tipova kuita.

Razliiti pravci razvoja, ranije pomenuti, dali su AC asinhronom motoru ogromnu prednostu dostupnosti i za sluajeve tekog okruenja i okruenja u kojem postoji rizik odeksplozije, zbog kuita motora otpornog na vatru. Vatrostalni DC motori naroito iznad20kW su tee dostupni, a zbog male potranje veoma skupi.

ei oblici hlaenja motora odreeni su standardom IEC 60034-6 (EN 60034-6).

2.3.2. Filteri vazduha

Uklapanje filtera vazduha na ventilator moe da omogui brzu zatitu od zagaivanjaunutranjosti motora. Meutim, vee zagaivanje filtera moe da znaajno umanjitivazduno hlaenje. Iako termalni ureaji tite od ovakvih okolnosti, mogua je i direktnazatita korienjem prekidaa za protok vazduha ili prekidaa za preiavanje vazduha.Ovo se uglavnom koristi za kontrolu pritiska vazduha koji struji kroz rashladni vazduniprostor motora. Kako zagaenje filtera raste, pritisak opada i prekidae signiliziratialarmantno stanje kada se dostigne unapred odreena granica. Pogonski sistem moe bitipodeen ili da se momentalno ugasi ili da se dozvoli rastereenje maine tokomodreenog vremenskog intervala ili se daje upozorenje operatoru maine ili procesa da jeneophodno iskljuiti mainu.

Obezbeivanjem pravilne i pouzdane zatite posebno za AC asinhrone motore (koji zbogsvojih nelinearnih elektrinih karakteristika zahtevaju posebnu panju pri zatiti) primenomtehnikih mogunosti savremenih elektronskih regulacionih ureaja i senzora poboljani sustandardi pouzdanosti modernih industrijskih pogonskih sistema.


9/26

9

2.4. RADNI CIKLUSI

Kapacitet elektrine maine esto zavisi od temperature i stoga radni ciklus moeznaajno uticati na snagu motora. IEC 60034-1 definie cikluse optereenja koji slede.

2.4.1. Trajni pogon S1

Reim trajnog rada S1 predstavlja rad kod koga je period optereenja maine dovoljnodug tako da motor ostvaruje stabilnu temperaturu. Sa poveanjem optereenja dostie semaksimalna dozvoljena temperatura. Pokretanje i zaustavljanje maine nisu uzeti urazmatranje pod pretpostavkom da suvie kratko traju da bi imali nekog uticaja napoveanje temperature motora. Kratkotrajna preoptereenja su prihvatljiva. Period bezoptereenja nema znaaja ako posle njega slede brza optereenja. Koeficijentpreoptereenja ne sme prelaziti procenjeni koeficijent.

Slika 1.2. Optereenje, gubici i temperatura za radni reim S1.

2.4.1.1. Primeri izbora motora za trajni rad S1

Rauna se kolinik snage P1 u intervalu brzina na1nana2(min-1). Motor se odabira

(usvaja) na osnovu maksimalnog koeficijenta optereenja i maksimalne brzine na2.

Odabrani motor mora da zadovolji sledee zahteve:

Usvojena snaga: PNP1(na2/na1) [kW]Usvojena brzina: nNna2 [min

-1]Usvojeni momenat: PN/nNP1/na1 [kW/min

-1]

gde su PN i nNusvojena snaga i brzina motora.

2.4.2. Kratkotrajni pogon S2

Pri kratkotrajnom radnom ciklusu period optereenja je suvie kratak da bi motor dostigaostabilnu temperaturu a period bez optereenja dovoljno dug da temperatura motora padnena temperaturu okoline ili rashladnog medijuma (ak i u pauzi rada motora). Pokretanje i


10/26

10

zaustavljanje nisu uzeti u razmatranje. Pri S2 radu koeficijent optereenja moe biti veiod procenjenog koeficijenta, ali samo u odgovarajuem kratkom periodu. Pri odreivanjukratkotrajnog rada S2 neophodno je utvrditi radni period, npr. S2 30min. Standardnespecifikacije razlikuju sledee radne periode: 10min, 30min, 60min i 90min.


2.4.3. Periodini pogon bez uticaja zaleta S3 (intermitentniradni reim)

Isprekidan rad predstavlja sekvencu identinih radnih ciklusa. Svaki ciklus se sastoji odperioda sa optereenjem i perioda bez optereenja tokom kojeg se motor odmara. Periodsa optereenjem u toku jednog ciklusa suvie je kratak da bi motor dostigao stabilnu

temperaturu, a period bez optereenja je suvie kratak da bi se motor ohladio natemperaturu okoline ili rashladnog medijuma.

Pokretanje i zaustavljanje nisu uzeti u obzir pod pretpostavkom da su njihova vremenasuvie kratka u poreenju sa periodom sa optereenja, i stoga ne utiu znaajnije nazagrevanje motora.

Koeficijent optereenja tokom jednog ciklusa moe biti vei od prosenog koeficijentaoptereenja motora.

Pri utvrivanju snage motora za ovu vrstu rada, takoe je neophodno utvrditi i faktortrajanja ciklusa:

faktor trajanja ciklusa = (vreme rada/vreme ciklusa)100%

Standardi odreuju da vreme trajanja jednog ciklusa mora biti krae od 10min. Nasluajeve kod kojih je radni ciklus dui od 10min mora biti skrenuta panja proizvoaumotora.

Kod kratkih vremena ciklusa moraju se uzeti u obzir pokretanje i zaustavljanje motora, atakoe se mora proveriti porast temperature motora (vidi S5).

Standardi odreuju poeljne faktore trajanja ciklusa: 15%, 25%, 40% i 60%.


11/26

11

Motor sa isprekidanim radom S3 moe se poboljati na rang rada S1 pomou faktora kS3.Ovaj faktor moe biti reda veliine 1.4, a preporuku obino daje proizvoa.


2.4.3.1. Primer izbora motora za kontinualni rad S3

Momenat: M1=0.5 kNm za period t1=10sMomenat: M2=0.4 kNm za period t2=30sMomenat: M3=0.6 kNm za period t3=5sVreme ciklusa T=120s; brzina motora=1200min-1

faktor trajanja ciklusa =(10+30+5)

120 100% = 37.5% izbor trajanja ciklusa od 40%:

efektivni momenat motora =[(0.52 x 10) + (0.42x 30) + (0.62x 5)]

[10+30+5] = 0.45 kNm

snaga motora: PN = M = 0.45 x260x 1200 = 56.52 kW @ 40% faktor trajanja ciklusa

Ako motor ima ks3 od 1.4 onda se moe izabrati motor sa ekvivalentnim koeficijentom radaod 56,52/1.4 = 41 kW na 1200 min-1

2.4.4. Periodini pogon sa uticajem zaleta S4

S4 je slino S3 ali se uzima u obzir pokretanje.

faktor trajanja ciklusa =vreme zaleta + vreme const. rada

vreme ciklusa 100%


12/26

12


2.4.5. Periodi

ni pogon sa uticajem zaleta i elektri

nog koenja S5

S5 je slino S3 ali se uzima u obzir pokretanje i zaustavljanje.

faktor trajanja ciklusa =vreme zaleta + vreme const. rada + vreme koenja

vreme ciklusa 100%


2.4.6. Trajni pogon sa isprekidanim optereenjem S6

S6 je slino S3 izuzev to je radni ciklus takav da se motor na kraju neradnog perioda(perioda bez optereenja) ne vraa na temperaturu okoline (rashladnog medijuma). Ciklusbi trebalo ponavljati dok temperatura u istoj taki radnog ciklusa ne dostigne gradijentmanji od 2oC na sat.


13/26

13


2.4.7. Neprekidni pogon sa zaletom i elektrinim koenjem S7

S7 je slino S6 ali se uzima u obzir i zaustavljanje.


2.4.8. Neprekidni pogon sa periodinom promenom brzineobrtanja S8

S8 je kao S7 ali sa definisanim ciklinim promenama brzine optereenja.


14/26

14


2.4.9. Pogon sa ne periodinim optereenjem i promenom brzineobrtanja S9

S9 radni ciklusi bi se trebali razmatrati sa proizvoaem motora poto efekti ovakvogradnog ciklusa veoma zavise od specifinosti konstrukcije motora.


2.4.10. Pogon sa diskretnim (posebnim) konstantnimoptereenjem S10

Kao i kod S9 radnog ciklusa i S10 radni ciklus treba razmatrati zajedno sa proizvoaemmotora.


15/26

15


2.5. OZNAKE PRIKLJUAKA I SMER ROTACIJE


Obeleavanje prikljuaka i smer rotacije odreeni su internacionalnim standardom IEC60034-8 (EN60034-8). NEMA takoe definie obeleavanje vorova u publikaciji NEMAMG1. Izmeu ova dva standarda odreene razlike meu oznakama. U okviru ovog tekstabie razmatrane oznake propisane IEC standardom.

2.5.2. IEC 60034-8

2.5.2.1. Opte napomeneIEC 60034-8 opisuje krajeve namotaja i smer rotacije rotacionih maina. Neke od irekorienih dogovorenih oznaka su sledee:


16/26

16

namotaji se obeleavaju velikim slovom (npr. U, V, W) krajnje take i meutake namotaja se obeleavaju cifrom iza oznake namotaja (npr.U1, U2, U3)

2.5.2.2. Smer rotacije

IEC 60034-8 standardom odreuje se smer rotacije koji vidi posmatra okrenut ka motoru(gledajui sa radne strane). Kod AC viefaznih maina (bez komutatora) smer rotacije bieisti kao smer kazaljke na satu ako slovne oznake prikljuaka fazne grupe odgovarajuvremenskoj sekvenci napona napajanja (na tim prikljucima). Za DC maine je objanjenou daljem tekstu.

2.5.2.3. Obeleavanje prikljuaka kod A.C. maina

Oznake vorova za trofazne namotaje statora sinhronih i asinhronih maina dati su naslikama od 1.12 do 1.15.

Slika 1.12. Namotaj trofazne maine saest prikljuaka

Slika 1.13. Spoj namotaja trofaznemaine sa tri prikljuka

Slika 1.14 Spoj Y namotaja trofazne mainesa etiri prikljuka

Slika 1.15. DC pobudni namotajjednosmerne maine.

2.5.2.4. Obeleavanje prikljuaka kod D.C. maina

2.5.2.4.1. Zasebne oznake namotaja

Obeleavanje prikljuaka kod DC maina sa komutatorom prikazano je na slikama od 1.16do 1.20.


17/26

17

Slika 1.16. Namotaj indukta (armature,

rotora)Slika 1.17. Namotaj pomonog pola

Slika 1.18. Kompenzacioni namotaj.Slika 1.19. Redni namotaj (pobuda) sa dva

prikljuka

Slika 1.20. Paralelni namotaj (pobuda) sadva prikljuka

Slika 1.21. Nezavisni namotaj (pobuda) sa dvaprikljuka

Slika 1.22. Motor sa paralelnompobudom i kompenzacionim namotajem irotacijom u smeru kretanja kazaljke na

satu. Slika 1.23. Kompaundni motor sa rotacijom usmeru kretanja kazaljke na satu.

Slika 1.24. Motor sa paralelnompobudom i rotacijom u smeru kretanja

kazaljke na satu. Slika 1.25. Motor sa serijskom pobudom irotacijom u smeru kretanja kazaljke na satu


18/26

18

Slika 1.26. Generator sa serijskom

pobudom i rotacijom u smeru kretanjakazaljke na satu

Slika 1.27. Motor sa nezavisnom pobudom.

2.6. USLOVI OKRUENJA

2.6.1. Uvod

Postoje dve glavne kategorije uslova okruenja:

1 oni koji zavise od geografskih uslova2 one koje je stvorio ovek

U prvu kategoriju spadaju temperatura, nadmorska visina i vremenske prilike (nprgrmljavina).

U drugu grupu spadaju efekti sistema elektrinog napajanja ukljuujui greke u sistemu,skokove i padovi napona i efekti promene snage.

U ovoj oblasti takoe postoji vei broj razliitih standarda. Zemlje koje koriste sistemnapajanja od 60Hz slede ANSI ili NEMA standarde a preostale zemlje slede IECstandarde.

2.6.2. Temperatura

Jedan od kljunih faktora koji odreuje kvalitet elektrinog motora je i porast temperaturepri punom optereenju. Dopustivi temperaturni porast za razliite klase izolacionogmaterjala odreeni su standardima. I NEMA i IEC kao osnovnu temperaturu ambijentauzimaju 40C.

ivotni vek motora jednak je duini ivotnog veka izolacije namotaja (zanemarujuitroenje leajeva etkica, podloki ili komutatora koji se mogu zameniti relativno jeftino).Svaki rad maine utie na poveanje temperature i zato se stanju izolacionog materjalamora posvetiti posebna panja.

Ako je motor instaliran u okruenju ija je temperatura iznad procenjene temperature tog


19/26

19

motora, dozvoljeni porast temperature se mora smanjiti kako bi se njena maksimalnaapsolutna vrednost odrala na nivou koji je predvien dizajnom motora. Ovo je kljunastvar o kojoj razmiljaju svi korisnici, tako da se o visokim temperaturama ambijenta morarazgovarati sa dobavljaem u cilju obezbeenja dugovenosti motora.

Porat temperature motora je rezultat gubitka izazvanih konverzacijom energije (iz

elektrine u mehaniku), to se moe izraziti sledeom jednainom:

Pgubitaka = Pelektrino - Pmehaniko

U praksi, ovo nisu gubici motora ve njegove efikasnost stepen korisnog dejstva () kojise rauna kao:

= (Pmehaniko x 100) / Pelektrino

Rezultujui gubici energije ostaju u motoru a vei deo se rasipa u okolnu atmosferu prekoventilacije, to zavisi od toplotnog kapaciteta motora i porasta temperature. Pri

konstantnom optereenju stabilno stanje se postie kada je koliina toplote nastala usledgubitka maine jednaka toploti koja se otputa. Pri konstantnom radu ovakvo ravnotenostanje se kod industrijskih motora najee dostie posle 3 do 5 sati. Rezultujuitemperaturni porast namotaja i drugih delova motora predstavlja razliku izmeutemperature odreenog dela motora i temperature rashladnog medijuma (hladnjaka,ambijenta). Ona se moe odrediti iz poveanja otpornosti namotaja:

= [(RW - RK) / RK] x (235 + tcold - tcoolant)

gde predstavlja porast temperature namotaja (C), tcoldje temperatura hladnognamotaja (C), tcoolantje temperatura hladnjaka (C), RW je otpornost namotaja motorapri radnoj temperaturi () i RKje otpornost hladnog namotaja motora (). Empirijski jeutvreno da se ivotni vek izolatora namotaja smanjuje za oko 50% na svakih 10C.

Treba zapaziti da temperatura kuita ne predstavlja kriterijum niti kvaliteta motora nitiporasta temperature namotaja. Izuzetno hladan motor moe imati vee gubitke i veetemperature namotaja nego ekstremno vru motor.

2.6.3. Nadmorska visina

S obzirom na injenicu da se gustina vazduha smanjuje sa poveanjem nadmorske visine,neophodno je dopustiti odreeno smanjenje rashladnog kapaciteta vazduha kada motorirade na nadmorskim visinama koje su vee od predvienih.

Motori su u normalnim okolnostima predvieni da rade na maksimalnim nadmorskimvisinama od 1000 metara.

Neki proizvoai su predvideli rad njihovih maina nesmanjenom snagom u odreenimkombinacijama temperature sredine i nadmorske visine, npr 40C/1000m ili 30C/2000m ili20C/3000m.

Trebalo bi zapamtiti i to da iako je spoljna temperatura na veim nadmorskim visinamaobino niska, motori e verovatno biti instalirani unutar neke prostorije gde je temperaturaprostorije vea.


20/26

20

IEC preporuuje da se doputeni porast temperature na nadmorskim visinama veim od1000m smanjuje za po 1% na svakih 100m.

Nadmorska visina na kojoj motor treba da radi je veoma vana i treba je specifirati prilikomkupovine motora.

2.6.4. Sistem snabdevanja energijom

2.6.4.1. Opte napomene

Namotaji svake elektrine maine moraju biti namenjeni da rade na izvoru na koji e bitivezani.

Nadalje, neophodno je koordinirati zatitu motora i njegovih kablova unutar sistema.

Ogranienje koje se esto postavlja svakom korisniku sistema napajanja je maksimalnastruja, odnosno kVA koji se mogu povui prilikom pokretanja. Ovo ogranienje moenavesti korisnika da razmotri alternative direktnom on-line pokretanju (DOL) kao to je, unameri da se povea fleksibilnost, zvezda - trougao startovanje, elektronski mekani start iliinvertor promenljive frekvencije. Pri razmatranju ogranienja u napajanju prilikomstartovanja vano je i uzeti u obzir impendansu napajanja kako bi se osiguralo dovoljnonapajanje na prikljucima maine u clju omoguavanja prevazilaenje koeficijentaoptereenja.

2.6.4.2. Varijacija napona sistema

U standardu IEC 60034-1 stoji da motori moraju biti u stanju da ostvaruju predvieni izlazpri naponima napajanja koji su izmeu 95% i 105% svoje nominalne vrednosti.

NEMA MG1 opisuje sluajeve kada napojanje varira izmeu 90% i 110% svoje nominalnevrednosti. Kae se da rad u ovakvim uslovima na due vreme moe ubrzati propadanjeizolacije motora.

2.6.4.3. Neravnotea napona napajanja

Neravnotea napona u procentima se moe izraziti kao:

procenat naponske neravnotee =max. odstupanje napona od proseka

prosean napon x 100

Na primer, pri napajanjima od 400V, 408V i 392V, prosek je 400V, maksimalno odstupanjeod proseka je 8V a procenat neravnotee iznosi [100x(8/400)]=2%.

Naponska neravnotea moe dovesti do ozbiljnog pregrevanja A.C. motora zbog visokenegativne sekvence struja koje protiu sa relativno malom nebalansiranom naponskomkomponentom. Ova negativna naponska sekvenca u vazdunom zazoru motora proizvodi

magnetni fluks smera suprotnog rotaciji rotora, sa tendencijom da proizvede visoke struje.Vano je, na svim izvorima gde naponska neravnotea moe predstavljati problem,obezbediti zatitne ureaje koji e iskljuiti motor ako neravnotea pree 3%.


21/26

21

Opadajua kriva koju daje NEMA u MG1 trebala bi biti primenjena na motore koji rade nanebalansiranom naponu. Ovaj standard takoe preporuuje da motori ne bi smeli da radena izvorima ija je naponska neravnotea vea od 5%. Opadajua kriva data je na slici1.28.

Slika 1.28 Faktor smanjenja optereenja sa poveanjem oscilacija napona.

2.7. MOTORI SPECIJALNE NAMENE

2.7.1. Motor-reduktori (geared motors)

Standardni industrijski motori su esto nepodesni za rad pri niskim brzinama. ta vie,korienje motora nie i srednje klase je neekonomino pri niskim radnim brzinama. Zaovakve primene pogodni su motori-reduktori. Oni se sastoje od motora visoke brzine izupastog reduktora sklopljenih u jedinstvenu celinu.

Ojaani zupci toka zupanika trpe velika naprezanja i osiguravaju dug ivotni vek sklopa.

Motor-reduktori imaju iroku primenu kod pojedinih maina kao to su dizalice, liftovi,konstukcione maine, poljoprivredne maine itd, kao i maine u industrijskim pogonima.

2.7.2. Konice koioni motori (brake motors)

Mehanike konice se esto koriste u spoju sa motorima umesto, ili zajedno sa, strujnimkolima za prekid. Ovi sklopovi se sastoje od motora i konice sklopljenih u celinu.

Bitno je primetiti da se konica moe koristiti da zaustavi motor i njegovo optereenje ilisamo da ga primiri. Konica koja primiruje motore biti brzo unitena ako se koristi zazaustavljanje motora pri optereenju. Uobiajna je praksa, naroito kod servomotora saetkicama, da se konica koristi samo za primirivanje rada motora.

Da bi se nainio pravi izbor konice neophodne su sledee informacije u vezi sa njenomprimenom:


22/26

22

vrsta optereenja i vrsta rada motorske jedinice uestalost koenja po satu ukupna inercija (motora, konice, zupanika i optereenja) koja se odnosi nabrzinu motora moment optereenja kao funkcija brzine da li optereenje ima koei ili ubrzavajui efekat vreme koenja i moment koenja

Konice se mogu dizajnirati da budu bezbedne u sluaju otkaza u sluaju prekidanapajanja koenje se automatski aktivira.

2.7.3. Momentni motori

Momentni motori su razvijeni iz osnovnih trofaznih asinhronih kaveznih motora. Oni nisu

projektovani radi tane vrednosti izlaza (brzine) ve

zbog maksimalnog momenta, koji su ustanju da ostvare u mirnom stanju i/ili niskim brzinama(kada se snabdevaju iz izvora sa

fiksnom frekvencijom). Njihova kriva obrta i brzine data je na slici 1.68.

Slika 1.29. Karakteristika brzina/momenat momentnog motora

2.8. MOTORI ZA RIZINE SREDINE


Proizvodni procesi u mnogim industrijskim sektorima po prirodi svog okruenja mogu seopisati kao rizini, gde se eksplozivne meavine gasvazduh mogu javiti u opasnimkoncetracijama.

U odnosu na rizik od eksplozije odluka o izboru otvorene ili zatvorene radne lokacije

prema odgovarajuim propisima i specifikacijama lei u celosti na korisniku, ili u sluajusumnje na kompetentnoj inspekcijskoj slubi.


23/26

23

Treba shvatiti da je stepen rizika promenljiv i da je to dovelo do nastanka konceptaklasifikacije radnih oblasti i razvoja tehnika dizajna koje osiguravaju bezbedan radelektrinih ureaja u odreenim rizinim zonama.

U Evropi postoje usklaeni standardi koje proizvodi CENELEC (Evropski komitet zastandardizaciju u elektrotehnici). U Severnoj Americi predvodnici su Underwriters

Laboratories (UL) i CSA; meutim nomenklatura je razliita od Evrope.

2.8.2. CENELEC

Sedam metoda zatite koje je objavio CENELEC su:

EN 50 014 generalEN 50 015 (Ex)oEN 50 016 (Ex)pEN 50 017 (Ex)q

EN 50 018 (Ex)dEN 50 019 (Ex)eEN 50 014 (Ex)i

Iako je unutar standarda dat opsean vodi za opremu za zatitu od eksplozije, informacijekoje je potrebno razmotriti svrstavaju se u 4 kategorije.

(i) Tip zatite aparatura u odnosu na zonsku klasifikaciju rizinih oblasti

Potrebni stepen zatite zavisi od prisutnosti zapaljivih zagaivaa, gasova iliisparenja i dozvoljene duine trajanja njihovog prisustva u atmosferi, to jedefinisano tabelom 1.6.

Tabela 1.6. Zatita u opasnim zonama

Zona1zona u kojoj je eksplozivna smea gas-vazduh stalnoprisutna, ili je prisutna u dugom vremenskom periodu

Zona2zona u kojoj se eksplozivna smea gas-vazduh moe pojaviti

pri normalnom radu

Zona3zona u kojoj eksplozivna smea gas-vazduh nije verovatnapri normalnom radu, i ako se i pojavi bie prisutna veoma

kratko

(ii) Klasifikacije u odnosu na temperaturu aparature u odnosu na temperaturuzapaljivosti posmatranih gasova i isparenja

Elektrina aparatura se mora izabrati tako da se osigura da njena maksimalnapovrinska temperatura bude nia od temperature zapaljivosti odreenog gasa.EN 50034 daje temperaturnu klasifikaciju opreme koja se moe videti u tabeli 1.7.

Ova klasifikacija se treba posmatrati zajedno sa temperaturama zapaljivosti datimu tabeli1.8.


24/26

24

Tabela 1.7. Temperaturna klasifikacija.Maksimalna mogua temperatura ( C )

T1 450T2 300T3 200T4 135

T5 100T6 85

Tabela 1.8. Temperature paljenja.Primer

jedinjenjaTemperaturepaljenja(C)

Odgovarajua oprema s obzirom natemperaturnu klasifikaciju

Aceton 535 T1 T2 T3 T4 T5 T6Butan 365 T2 T3 T4 T5 T6

Vodonik-sulfid

270 T3 T4 T5 T6

Dietil etar 170 T4 T5 T6Ugljenikdisulfid

100 T5 T6

(iii) Podgrupe aparatura (ako su primenljive) u odnosu na relevantne karakteristikeprisutnih gasova i isparenja

Elektrina aparatura zatiena od eksplozije deli se u dve glavne grupe:

grupa I za primenu u rudarstvugrupa II za nerudarsku primenu

Za neke tipove zatite neophodno je drugu grupu izdeliti na podgrupe u skladu saosobinama gasova, isparenja ili tenosti, poto aparatura proverena i testirana,za recimo smeu pentana i vazduha nee biti bezbedna za mnogo laku smeuvodonika i vazduha. To dovodi do podele na podgrupe koje se oznaavaju nprIIA,IIB i IIC.

(iv) Pogodnost korienja aparature u preporuenom okruenju

Eksplozivno zatienu aparaturu pogodnu za odreenu zonu lako je identifikovatipomou tabele 1.9.

Tabela 1.9. Klasifikacija opreme prema mogunosti upotrebe u odreenimeksplozivnim zonama.

Zona Tip zatite

0(Ex)ia

(Ex)s posabno potvrena

1neki od gore pomenutih

(Ex)d; (Ex)ib; (Ex)p; (Ex)e; (Ex)s;

2neki od gore pomenutih

(Ex)N; ili (Ex)n; (Ex)o; (Ex)q;


25/26

25

Tipovi zatite su:

(Ex)o natopljeni uljemSva aparatura ili deo aparature potopljen je u ulje kako bi se spreila zapaljivost

(Ex)p pod pritiskom

Poto je nepraktino proizvoditi velike motore otporne na eksploziju, esto se za primenu uzoni 1 koriste motori pod pritiskom. Ovi motori su proizvedeni pod normalnim industrijskimstandardima, izuzev to se posebna panja obraa na esto zatvaranje svih pominihpoklopaca i poklopaca osovine. Motori moraju biti potpuno zatvoreni. Hlaenje se moravriti direktnim razmenjivanjem toplote vazduh vazduh ili vazduh voda.

Pre pokretanja motora on se mora oistiti sa najmanje pet puta veom zapreminom istogvazduha nego to je njegova zapremina kako bi se uklonili svi zapaljivi prisutni gasovi.

(Ex)q sa prakastim punjenjemOvaj vid zatite je nespecifian kod rotacionih maina.

(Ex)d otpornim na eksplozijuSvi delovi motora kod kojih mogu nastati varnice smeteni su u vatrostalno kuite.Poklopci, otvori za kablove, zaptivci itd napravljeni su sa ogranienim zazorima i velikimrazmacima izmeu zazora kako bi se spreilo zapaljenje eksplozivne atmosfere. Tokomrada eksplozivne smee retko prodiru u unutranjost kuita. U sluaju nastanka interneeksplozije, spreeno je njeno irenje na spoljnu atmosferu.

(Ex)e poboljana bezbednostOvaj izraz se koristi za motore bez komutatora ili kliznih prstenova, koji tokom normalnograda ne stvaraju varnice.

Ovaj tip motora se moe koristiti uz neke u oblastima zone1, i oblastima zone2. Zahtevase da se povrinske temperature u svim moguim sluajevima i rada i otkaza odre ispodtemperature zapaljivosti specifinog gasa.

Da bi se izbegla opasnost nastanka paljenja u sluaju otkaza, za zatitu motora odpregrevanja se mogu koristiti razni zatitni ureaji kao to su krune konice saodgovarajuim temperaturnim karakteristikama.

Najgori mogui sluaj koji moe nastati bez trajnog oteenja motora je stanje

zaustavljanja (kritine brzine). Ve

ina motora je kriti

na po pitanju rotora, temperaturarotora se poveava mnogo bre nego temperatura statora pri zaustavljanju. Povrinska

temperatura provodnika rotora je kritini i ograniavajui faktor ovog tipa motora.

Karakteristika te (Ex)e motora je vana i mora biti navedena na ploici sa nazivom motora.Ona se definie kao vreme koje je potrebno da se namotaj, provodei najveu realnomoguu struju, zagreje od temperature koju ima u radnim uslovima do svoje graninetemperature. To vreme ne sme biti krae od 5 sekundi.

(Ex)s specijalna zatitaOvaj koncept zatite dozvoljava testiranje opreme koja nije u skladu sa specifinim

zakonima uspostavljenih vidova zatite.


26/26

(Ex)N i (Ex)nAparatura koja u oznaci nosi veliko slovo-N koristi se u Velikoj Britaniji, dok se ona samalim slovom-n, sa slinim konceptom, predlae po Evropskom standardu.

Ne varniei motori, pogodni za korienje u oblastima zone2, koriste se u Velikoj Britanijipo BS 5000:Deo 16. Nijedan deo motora tokom normalnog rada ne sme premaiti

temperaturu od 200C, ali sme prilikom startovanja.

industrijski motori

Documents