ASTAT Sp. z o.o. POZNAŃ MAGNET SCHULTZ SPECJALNA ABRYKA APARATÓW ELEKTROMAGNETYCZNYCH Jakość od 191 Techniczne objaśnienia dla elektromagnesów prądu zmiennego z przesuwną zworą (kotwicą) Lista części W XX Spis treści: 1. ormy budowy, części składowe i wykonanie 1.1. ormy budowy 1.. Części składowe i wykonanie 1..1. Korpus elektromagnesu 1... Uzwojenie wzbudzenia 1..3. Kotwica (zwora) 1..4. Części funkcjonalne 1..5. Powierzchnie 1..6. Rodzaj ochrony przyrządu 1..7. Warunki otoczenia. Siła, suw i praca suwu 3.1. Siła 3.1.1. Siła elektromagnetyczna 3.1.. Znamionowa siła elektromagnetyczna 3.1.3. Siła suwu 3.1.4. Siła przytrzymująca 3.1.5. Szczątkowa siła przytrzymująca 3.1.6. Siła cofająca 3.. Suw 3..1. Suw elektromagnesu 3... Początkowe połoŝenie suwu 3..3. Końcowe połoŝenie suwu 3.3. Charakterystyki siła elektromagnetyczna suw 3.4. Praca suwu 4.4.1. Praca suwu 4.4.. Znamionowa praca suwu 4 3. Napięcie, prąd, moc 4 3.1. Napięcie i prąd 4 3.1.1. Napięcie znamionowe 4 3.1.. Napięcie znamionowe izolacji 4 3.1.3. Zmiana napięcia 4 3.1.4. Prąd rozruchowy 5 3.1.5. Prąd trzymania 5 3.1.6. Znamionowy prąd 5 3.. Moc 5 3..1. Moc rozruchu 5 3... Moc trzymania 5 3..3. Moc znamionowa 5 3.3. Częstotliwość 5 4. Czas pracy,, program, względny czas działania (%ED), cykl roboczy, ilość łączeń, częstotliwość łączeń i rodzaje pracy znamionowej 5 4.1. Czas pracy (załączenia) 5 4.. Bezprądowa przerwa 5 4.3. Czas pełnego cyklu 5 4.4. Program działania 5 4.5. Względny czas działania 5 4.6. Cykl roboczy 5 4.7. Częstotliwość łączeń 5 4.8. Rodzaje pracy znamionowej 5 4.8.1. Praca ciągła 5 4.8.. Praca przerywana 5 4.8.3. Praca dorywcza 5 Grupa produktu 5. Dobór elektromagnesów dla róŝnych rodzajów pracy znamionowej 5 5.1. Praca ciągła 5 5.. Praca przerywana 5 5..1. Zwiększenie częstotliwości łączeń 6 5.3. Praca dorywcza 7 6. Czas przyciągania i zwalniania i ich składniki 7 6.1. Czas przyciągania 7 6.1.1. Zwłoka odpowiedzi 7 6.1.. Czas suwu 7 6.. Czas zwalniania 7 6..1. Zwłoka zwalniania 7 6... Czas powrotu 7 6.3. Wartości katalogowe 7 7. Temperatury, klasy izolacji i rodzaje chłodzenia 8 7.1. Temperatury 8 7.1.1. Temperatura otoczenia 8 7.1.. Temperatura ustalona 8 7.1.3. Temperatura odniesienia 8 7.1.4. Temperatura graniczna 8 7.1.5. Przekroczenie temperatury 8 7.1.6. Końcowe przekroczenie temperatury 8 7.1.7. Graniczne przekroczenie temperatury 8 7.1.8. RóŜnica punktu gorącego 8 7.. Klasy izolacji 8 7.3. Rodzaje chłodzenia 8 8. Napięcia pobiercze 8 8.1. Rodzaj i wysokość napięcia probierczego 8 8.. Przeprowadzenie badania napięciowego 8 8.3. Powtarzane próby napięciowe 8 9. Normalne warunki pracy 8 9.1. Temperatura otocznia 8 9.. Wysokość n.p.m. 8 9.3. Otaczające powietrze 8 9.4. Wilgotność względna 9 9.5. Wytyczne instalacyjne 9 9.6. Odchylenia od normalnych warunków pracy 9 10. śywotność 9 11. Stopnie ochrony 9 1. Dane zamówieniowe dla elektromagnesów prądu przemiennego z przesuwną kotwicą 9 13. Wytyczne instalacyjne dla elektromagnesów prądu przemiennego z przesuwną kotwicą 9 13.1. Zastosowanie 9 13.. PołoŜenie robocze 9 13.3. MontaŜ 9 13.4. Mechaniczne hamowania i zabrudzenia 9 13.5. Uruchomienie 9 13.6. Zewnętrzne siły reakcji 9 13.6.1. ObciąŜenie cięŝarem (masą) 9 13.6.. ObciąŜenie spręŝyną 9 13.7. PrzeciąŜenie 9 13.8. Zabezpieczenie elektryczne 9 13.9. Spadek napięcia i przekrój przewodów 9 13.10.Obca ingerencja lub zmiany 9
Jakość od 191 1. ormy budowy, części składowe i wykonanie 1.1. ormy budowy Elektromagnesy prądu przemiennego z przesuwną kotwicą są produkowane i dostarczane zgodnie z właściwymi przepisami i normami, w szczególności Przepisy dla urządzeń elektromagnetycznych VDE 0580. Program typów (dostaw) zawiera elektromagnesy dla praktycznie kaŝdego przypadku zastosowania i dla niemal wszystkich technicznych wymagań, tak Ŝe uŝytkownikowi dana jest w wysokim stopniu moŝliwość wybrania z listy elektromagnesów wg zasady tak dobry jak wymagany. RozróŜnia się zasadniczo 3 rodzaje budowy: a/. Elektromagnesy z zanurzającą się (nurkującą) kotwicą, kotwica nurkuje, zanurza się w uzwojeniu wzbudzenia, robocza szczelina powietrzna między kotwicą i rdzeniem znajduje się wewnątrz uzwojenia wzbudzenia, kotwica moŝe być wykonana jako kotwica I, E lub T (rys. 1.1.1.) Rys. 1.1.1. b/. Elektromagnesy o płaskiej kotwicy, kotwica jest zaprojektowana bez prowadzenia poprzez uzwojenie wzbudzenia (rys. 1.1.3.) Rys. 1.1.. c/. Elektromagnes z kotwicą dźwigniową, którego kotwica jest jednostronnie ułoŝyskowana (rys. 1.1..) Są one wykonane jako proste elektromagnesy z przesuwną kotwicą, w których suw od połoŝenia początkowego do końcowego następuje poprzez działanie siły elektromagnetycznej i powrót przez siły zewnętrzne. 1.. Części składowe i wykonanie Elektromagnesy prądu przemiennego z przesuwną kotwicą składają się z następujących głównych części składowych: a) korpus elektromagnesu b) uzwojenie wzbudzenia c) kotwica d) pozostałe części składowe 1..1. Korpus elektromagnesu jest to część elektromagnesu zawierająca uzwojenie wzbudzenia. Składa się on zazwyczaj z magnetycznych, wysokowartościowych blach, które są połączone w pakiet, szczególnie stabilny, obliczany na przenoszenie mechanicznych obciąŝeń i naraŝeń elektromagnesów prądu zmiennego z przesuwną kotwicą. W szczególnych przypadkach zastosowanie znajduje takŝe materiał jednolity. 1... Uzwojenie wzbudzenia przyjmuje energię elektryczną do wytworzenia pola magnetycznego. Wszystkie zastosowane w nim materiały izolacyjne i pozostałe odpowiadają wymaganiom najaktualniejszego stanu techniki i są przystosowane poprzez stałe kontakty naszego zakładu z producentami tych materiałów i przez własne badanie zgodnie z najnowszym stanem wiedzy. 1..3. Kotwica jest częścią przyciąganą i przytrzymywaną przez korpus elektromagnesu względnie zanurzaną w uzwojeniu wzbudzenia. Pod względem budowy mechanicznej podobna jest do budowy korpusu elektromagnesu. 1..4. Pozostałe części składowe są to takie części, które wprawdzie nie są potrzebne bezpośrednio do wytworzenia siły elektromagnetycznej, ale muszą być obecne dla praktycznej pracy elektromagnesu. NaleŜą do nich np. dla mechanicznego wykorzystania siły elektromagnetycznej drąŝek naciskająco ciągnący przegub widlasty itd., i dla elektrycznego przyłącza uzwojenia wzbudzenia: przyłącza kablowe, zaciski, urządzenie wtykowe (gniazdo wtyczkowe). 1..5. Powierzchnie części Ŝelaznych dla uniknięcia korozji chronione są przez nowoczesne obróbki uszlachetniające powierzchnie. 1..6. Rodzaje ochrony przyrządu wg DIN 40050 są kaŝdorazowo podawane w kartach danych technicznych przyrządu. Inne róŝniące się od w/w rodzajów są dostarczane na zapytanie. 1..7. Na zapytanie dostarczane są elektromagnesy do zastosowania w ekstremalnie wilgotnej atmosferze w wykonaniu tropikalnych, dla agresywnych warunków otoczenia, itd. Rys. 1.1.3.
. Siła, suw i praca suwu.1. Siła.1.1. Siła elektromagnetyczna jest to uŝyteczna, a więc umniejszona o tarcie, wytworzona w elektromagnesie w kierunku suwu siła mechaniczna Rys..1.1. Φ M strumień uŝyteczny R siła tarcia M siła elektromagnetyczna H siła suwu (wyciągowa) siła, którą wywiera na kotwicę pole magnetyczne Ciągnąc lub naciskając z dołu do góry A Ciągnąc lub naciskając z góry na dół ` A = A cosα H = M A H = M + A Ciągnąc lub naciskając ukośnie z dołu do góry H = M = m g Rys..1.3.1. A m A masa kotwicy m m g = 9,81 10 s s M = Siła odnosi się do stanu cieplnie ustalonego uzwojenia wzbudzenia i do 90% napięcia znamionowego. Jako temperaturę stanu cieplnie ustalonego rozumie się zmierzone przekroczenie temperatury powiększone o temperaturę odniesienia 35. Przekroczenie temperatury jest wyz naczone jeŝeli nie jest podane inaczej w kartach przyrządu, biorąc za podstawę napięcie znamionowe, znamionową częstotliwość 50 Hz, 30 s (odpowiadający 10 cykli/h) i znamionową siłę elektromagnetyczną, w formie obciąŝenia cięŝarem na podłoŝu izolowanym cieplnie z uniknięciem dodatkowych nagrzewających lub schładzających wpływów na układ pobierczy. Przy pracy z napięciem znamionowym wartości katalogowe zwiększają się o ok. 0%. JeŜeli elektromagnesy montowane są w praktyce na podłoŝach dobrze przewodzących ciepło (np. łoŝach maszyny, częściach ram ze stali, obudowach z blachy) to siła elektromagnetyczna moŝe być zwiększona w szczególności przez dopasowanie mocy wzbudzenia uzwojenia do szczegółowych, specyficznych warunków pracy. R ` A Jakość od 191 Zwiększenie siły elektromagnetycznej jest takŝe moŝliwe w przypadku gdy temperatura otoczenia leŝy ciągle poniŝej temperatury odniesienia +35. I odwrotnie: elektryczna moc wzbudzenia musi być zredukowana gdy temperatura otoczenia w sposób ciągły wynosi powyŝej 35, co jest związane ze zmniejszeniem siły elektromagnetycznej. Wszystkie powyŝsze postępowania oznaczają w praktyce wykonania specjalne, które są moŝliwe pod warunkiem dokładnych danych o istniejących warunkach pracy i w uzgodnieniu z naszą firmą..1.. Znamionowa siła elektromagnetyczna M jest to siła elektromagnetyczna, która podawana jest najczęściej dla róŝnych suwów w kartach katalogowych przyrządu i dla określonego suwu zapisana na tabliczce znamionowej przyrządu..1.3. Siła suwu H jest to siła elektromagnetyczna, która z uwzględnieniem przynaleŝnej składowej cięŝaru kotwicy działa na zewnątrz (rys..1.3.1)..1.4. Siła przytrzymująca jest to siła elektromagnetyczna w końcowym połoŝeniu suwu, a więc przy suwie 0..1.5. Szczątkowa siła przytrzymująca jest to pozostająca po wyłączeniu siła przytrzymująca..1.6. Siła cofająca jest to siła wymagana po wyłączeniu do powrotu kotwicy w początkowe połoŝenie suwu... Suw..1. Suw elektromagnesu jest to droga wykonana przez kotwicę między początkowym i końcowym połoŝeniem suwu.... Początkowe połoŝenie suwu S1 jest to wyjściowe połoŝenie kotwicy sprzed początku ruchu suwu, względnie po zakończeniu cofania...3. Końcowe połoŝenie suwu S0 (patrz teŝ punkt zerowy odciętej na rys..1.3.) jest to konstrukcyjnie ustalone w przyrządzie połoŝenie kotwicy, które przyjmuje ona na skutek działania siły elektromagnetycznej..3. Charakterystyki siła elektromagnetyczna suw. Zasadniczo rozróŝnia się dwa rodzaje charakterystyk (rys..3.1.) Rys..3.1. Charakterystyka narastająca I nadaje się szczególnie dla sił reakcji spręŝyny. Charakterystyka pozioma II nadaje się szczególnie dla stałej siły reakcji. 3
Jakość od 191.4. Praca suwu i znamionowa praca suwu.4.1. Praca suwu A jest to całka siły elektromagnetycznej po suwie elektromagnesu S (rys..4.1.1.). W = S S 1 ( s) ds Część dynamiczna pracy suwu dla elektromagnesów prądu zmiennego nie powinna być dobierana zbyt wysoko, poniewaŝ ma ona niekorzystne oddziaływanie, wpływ na Ŝywotność elektromagnesu. Z tego powodu elektromagnesy prądu przemiennego naleŝy obciąŝać przynajmniej /3 podanych w katalogu wartości sił elektromagnetycznych. Dobór elektromagnesu przeprowadza się dlatego celowo, aŝeby charakterystyka siła suw siły reakcji odpowiadała w przybliŝeniu charakterystyce siła suw zastosowanego elektromagnesu..4.. Podana w katalogu znamionowa praca suwu W N jest to jeŝeli nie zdefiniowano tego inaczej zdolność pracy, która moŝe być przedstawiona jako prostokąt utworzony ze znamionowej siły elektromagnetycznej i znamionowego suwu (rys..4.1.4.). Rys..4.1.1. Praca suwu składa się z części statycznej i części dynamicznej np.: a) przy stałej sile reakcji (np. cięŝar) (rys..4.1..). Część statyczna: Część dynamiczna: 1 W W 1 = 1 s = W W A = W 1 + W Całkowita praca suwu: Rys..4.1.4. b) Dla proporcjonalnie zmieniającej się siły reakcji (np. spręŝyny) Część statyczna: 1 + W1 = W = W Część dynamiczna: W W = W 1 + W Całkowita praca suwu: s Rys..4.1.. 3. Napięcie, prąd, moc i częstotliwość 3.1. Napięcie i prąd Dane napięcia i prądu są o ile nie podano inaczej dla prądu zmiennego wartościami skutecznymi. 3.1.1. Napięcie znamionowe elektromagnesu z przesuwną kotwicą jest to napięcie, na które został on zaprojektowany. Za podstawę przyjęte jest podawane w kartach katalogowych o ile nie podano inaczej napięcie znamionowe 0 V 50 Hz. 3.1.. Napięcie przewód ziemia jest to napięcie, dla którego są obliczone odcinki izolacyjne, pełzania i powietrzne. Jako znamionowe napięcie izolacji (napięcie odniesienia) obowiązują normy wg VDE 0110/11.7 par. 4 tabela 1 następujące wartości dla napięcia zmiennego: 1 V, 30 V, 60 V, 15 V, 50 V, 380 V, 500 V. Elektromagnesy przesuwne prądu przemiennego o ile nie podano inaczej są tak zaprojektowane odnośnie napięcia przewód ziemia, Ŝe określonemu znamionowemu napięciu izolacyjnemu przyporządkowane są równe lub mniejsze napięcia znamionowe. 3.1.3. Dopuszczalna trwale zmiana napięcia dla elektromagnesów przesuwnych prądu przemiennego wynosi +6% do 10% napięcia znamionowego. Rys..4.1.3. 4
3.1.4. Prąd rozruchowy I E jest to dla elektromagnesów przesuwnych prądu przemiennego największy prąd, który ustali się przy początkowym połoŝeniu suwu zatrzymanej kotwicy. Wartość prądu rozruchowego odnosi się do stanu po zaniknięciu przebiegu nieustalonego. 3.1.5. Prąd trzymania I H jest to dla elektromagnesów przesuwnych prądu przemiennego prąd, który ustali się w końcowym połoŝeniu suwu po zaniknięciu przebiegu nieustalonego. Prąd rozruchowy i prąd trzymania jak równieŝ wartości prądu dla dowolnych podanych w katalogu typów elektromagnesów otrzymuje się przez podzielenie podanych odpowiednio w VA lub kva macy przez napięcie znamionowe. 3.1.6. Jako prąd znamionowy I B określa się dla elektromagnesów przesuwnych prądu przemiennego prąd trzymania dla napięcia znamionowego, znamionowej częstotliwości i temperatury uzwojenia +0. 3.. Moc 3..1. Moc rozruchu dla przyrządów prądu przemiennego jest to iloczyn znamionowego napięcia i prądu rozruchowego. 3... Moc trzymania dla elektromagnesów przesuwnych prądu przemiennego jest to moc pozorna ustalona w końcowym połoŝeniu suwu po zaniku przebiegu nieustalonego. 3.3. Częstotliwość Elektromagnesy przesuwne prądu zmiennego są zaprojektowane na znamionową częstotliwość 50 Hz, do której odnoszą się podawane w katalogach wartości. Po przyłoŝeniu tego samego napięcia, ale o wyŝszej częstotliwości, spada wartość siły elektromagnetycznej. Nie mogą być zastosowane niŝsze częstotliwości, poniewaŝ doprowadza to wprawdzie do wyŝszej siły elektromagnetycznej, ale takŝe do niedopuszczalnego, wysokiego nagrzewania. MoŜliwe jest na zapytanie dopasowanie uzwojeń do wyŝszej i niŝszej częstotliwości bez istotnej zmiany sił elektromagnetycznych podanych w katalogu. 4. Czas pracy,, program, względny czas działania (%ED), cykl roboczy, ilość łączeń, częstotliwość łączeń i rodzaje pracy znamionowej Mac czynna [W] Jakość od 191 4.1. Czas pracy (załączenia) jest to czas, który zawarty jest między załączeniem i wyłączeniem prądu. 4.. Bezprądowa przerwa jest to czas między wyłączeniem i ponownym włączeniem prądu, 4.3. Czas pełnego cyklu jest to suma czasu pracy (załączenia) i bezprądowej przerwy. 4.4. Program działania jest to jednorazowe lub okresowo powtarzające się sumowanie czasu pełnego cyklu o równej lub róŝnej długości. 4.5. Względny czas działania (%ED) jest to procentowy stosunek czasu pracy (załączenia) do czasu pełnego cyklu. czas załączenia. 100 4.6. Cykl roboczy obejmuje jedno pełne za- i wyłączenie. 4.7. Częstotliwość łączeń jest to liczba cykli roboczych na godzinę. 4.8. Rodzaje pracy znamionowej RóŜnorodne rodzaje pracy znamionowej dla elektromagnesów prądu przemiennego z przesuwną kotwicą, które dla nich przewidziano, są następujące: 4.8.1. Praca ciągła (S 1 ) Czas załączenia jest tak długi, Ŝe praktycznie osiągana jest temperatura ustalona. 4.8.. Praca przerywana (S 3 ) Czas pracy (załączenia) i bezprądowa przerwa zmieniają się w regularnej lub nieregularnej kolejności przy czym przerwy są tak krótkie, Ŝe przyrząd nie schładza się do swojej temperatury odniesienia. 4.8.3. Praca dorywcza (S ) Czas pracy (załączenia) jest tak krótki, Ŝe nie jest osiągana ustalona temperatura pracy. Bezprądowa przerwa jest tak długa, Ŝe przyrząd schładza się praktycznie do temperatury odniesienia. 5. Dobór elektromagnesów dla róŝnych rodzajów pracy znamionowej 5.1. Dla pracy ciągłej (S 1 ) moŝe być dobrany tylko elektromagnes, którego uzwojenie zaprojektowane jest na stałe załączenie = 100% ED. 5.. Dla pracy przerywanej (S 3 ) mogą być zainstalowane (osiągnięte) istotnie większe moce i tym samym siły elektromagnetyczne niŝ przy pracy ciągłej. Miarodajnym dla dopuszczalnej mocy zainstalowanej jest względny czas działania i częstotliwość łączeń. Częstotliwość łączeń dla elektromagnesów prądu przemiennego z przesuwną kotwicą ma szczególne znaczenie, poniewaŝ przy większej liczbie łączeń niŝ podana w katalogu zwiększa się znacznie nagrzewanie elektromagnesu przez wysokie wartości szczytowe prądu w trakcie załączania. czas przerwa pracy bezprądowa Czas Rys. 4.1.1. 5
Jakość od 191 Dlatego elektromagnesy prądu przemiennego z przesuwną kotwicą mogą być uŝywane maksymalnie z częstotliwością łączeń, dla której zostały obliczone. Wartości katalogowe odnoszą się do maksymalnej częstotliwości łączeń 10 cykli/h odpowiadającej czasowi pełnego cykli 30 s. Częstotliwość łączeń dla elektromagnesów przesuwnych prądu przemiennego jest takŝe ograniczona od dołu dla pracy przerywanej. Ograniczenie to wynosi 1 cykli/h odpowiadające czasowi pełnego cyklu 300 s. Dla obu przypadków załoŝeniem jest okresowy przebieg cykli roboczych. Uprzywilejowanymi wartościami względnego czasu pracy są dla elektromagnesów przesuwnych prądu zmiennego ED 15%, 5%, 40% i 100% = ciągłe załączenie. Przy czasie pełnego cyklu 300 s otrzymuje się następujące dopuszczalne maksymalne wartości czasu pracy (załączenia): Względny czas pracy (załączenia) (%ED) Dopuszczalny maksymalny czas załączenia (s) 15 5 40 45 75 10 JeŜeli wyniesie 300 s i tym samym przekroczy dopuszczalny maksymalny czas załączenia, to naleŝy wybrać elektromagnes dla następnego, wyŝszego względnego czasu pracy. JeŜeli czas załączenia przekroczy 10 s, to naleŝy przyjąć elektromagnes dla pracy ciągłej. Przykłady wyznaczania względnego czasu pracy (załączenia): Przykład 1 Podane: częstotliwość łączeń: 10 cykli/h (czas pełnego cyklu 30 s), czas pracy: 10 s (przerwa bezprądowa: 0 s) Szukane: względny czas działania %ED Wg wzoru: 10 30 czas pracy (załączenia). 100 = 33,3%. 100 Musi zostać wybrany elektromagnes z 40% ED. Przykład Podane: częstotliwość łączeń: 1 cykli/h ( 300 s), czas pracy: 60 s (przerwa bezprądowa 40 s) Szukane: względny czas działania %ED Wg wzoru: czas pracy (załączenia). 100 Elektromagnes posiada względny czas działania 60 300. 100 = 0% PoniewaŜ czas pracy (załączenia) elektromagnesu 60 s leŝy poniŝej dopuszczalnego maksymalnego czasu pracy (załączenia) 75 s (dla 5% ED) dobiera się elektromagnes dla katalogowego względnego czasu działania o wartości 5%ED. Przykład 3 Podane: częstotliwość łączeń: 5 cykli/h ( 70 s), czas pracy: 150 s (przerwa bezprądowa 570 s) Szukane: względny czas działania %ED Wg wzoru: czas pracy (załączenia). 100 Elektromagnes posiada względny czas działania 150 70. 100 = 0,8% PoniewaŜ czas pracy (załączenia) elektromagnesu 150 s leŝy powyŝej dopuszczalnego maksymalnego czasu pracy (załączenia) 10 s, elektromagnes musi zostać dobrany dla katalogowego względnego czasu działania o wartości 100%ED = praca ciągła. 5..1.Zwiększenie częstotliwości łączeń Częstotliwość łączeń elektromagnesów prądu zmiennego z przesuwną kotwicą moŝe być zwiększona z uwzględnieniem równego, takiego samego przekroczenia temperatury zasadniczo poprzez trzy sposoby postępowania: a) redukcję (zmniejszenie) znamionowego suwu, b) redukcję względnego czasu działania c) redukcję zainstalowanej mocy i tym samym siły elektromagnetycznej częstotliwość łączeń (1/h) Rys. 5.1.1.1. ad a) Diagram rys. 5.1.1.1. przedstawia moŝliwość wyznaczenia częstotliwości łączeń w zaleŝności od % znamionowego suwu. Diagram obowiązuje dla typów WWB i WBA. Przykład Elektromagnes WBA ma pracować z częstotliwością 1000 cykli/h. Suw musi zostać zredukowany do ok. 45% suwu znamionowego częstotliwość łączeń (1/h) WBA suw % WBAX i WWBX współczynnik ED % Rys. 5.1.1.. 6
ad b) Z diagramu rys. 5.1.1.. moŝe być wyznaczona częstotliwość łączeń w zaleŝności od współczynnika względnego czasu działania (załączenia) Przykład Elektromagnes prądu przemiennego z przesuwną kotwicą o względnym czasie działania 40% ma pracować z częstotliwością łączeń 50 łączeń. Czas pracy (załączenia) musi być zredukowany w tym przypadku do 0,5x40%=0%ED. Rys. 5.1.1.3. ad c) Z diagramu rys. 5.1.1.3. moŝe być wyznaczona siła elektromagnetyczna w zaleŝności od częstotliwości łączeń wzgl. częstotliwość łączeń (1/h) M = 100% 10 1 h WBAX M wzgl. % Przykład Elektromagnes prądu przemiennego z przesuwną kotwicą ma pracować z częstotliwością łączeń wynoszącą 1000 łączeń na godzinę. Siłę elektromagnetyczną redukuje się w tym przypadku do ok. 50%. Uzwojenie elektromagnesu musi być dopasowane do odpowiadającej częstotliwości łączeń. W tych przypadkach prosimy o dane dokładnych warunków pracy wg punktu 1 Dane zamówienia dla elektromagnesów. 5.3. Dla pracy dorywczej podobnie jak dla pracy przerywanej mogą być zainstalowane istotnie większe moce i tym samym siły elektromagnetyczne. Dla tego rodzaju pracy prosimy równieŝ o dane dokładnych warunków pracy wg punktu 1 Dane zamówienia dla elektromagnesów. 6. Czas przyciągania i zwalniania i ich składniki Dla wyjaśnienia czasów przyciągania, zwalniania i ich składników są one przedstawione schematycznie na rys. 6.1. 6.1. Czas przyciągania t 1 jest sumą czasu odpowiedzi t T1 i czasu suwu t t (punkt czasu 0 do punktu czasu ). Jakość od 191 Rys. 6.1. 6.1.1. Zwłoka odpowiedz t T1 jest to czas od załączenia prądu (punkt czasu 0) do początku ruchu kotwicy (punkt czasu 1), w tym czasie rozbudowuje się pole magnetyczne w taki sposób, Ŝe przezwycięŝa ono zewnętrzne siły przeciwdziałające i moŝe wprawić w ruch kotwicę. Czasy odpowiedzi są dla elektromagnesów prądu przemiennego z przesuwną kotwicą produkcji M-S stosunkowo krótkie i wynoszą one średnio ok. 5% czasu przyciągania. 6.1.. Czas suwu jest to czas od początku ruchu kotwicy (punkt czas 1) do osiągnięcia połoŝenia końcowego suwu (punkt czasu ). 6.. Czas zwalniania t jest sumą czasu zwłoki zwalniania t T i czasu powrotu t (punkt czasu 3 do punktu czasu 5). 6..1. Zwłoka zwalniania jest to czas od wyłączenia prądu (punkt czasu 3) do początku ruchu powrotnego kotwicy (punkt czasu 4). W tym czasie pole magnetyczne tak się zmniejsza, Ŝe kotwica pod wpływem zewnętrznej siły przeciwdziałającej moŝe być wprawiona w ruch. Zwłoka zwalniania jest dla elektromagnesów prądu przemiennego z przesuwną kotwicą firmy M-S stosunkowo krótka, wynosi ona średnio ok. 5% czasu zwalniania. 6... Czas powrotu t jest to czas od początku ruchu cofania (punkt czasu 4) kotwicy do osiągnięcia początkowego połoŝenia suwu (punkt czasu 5). 6.3. Wartości katalogowe czasów przyciągania i zwalniania wyznaczono w stanie cieplnie ustalonym dla napięcia znamionowego i przy 70% znamionowej siły elektromagnetycznej (obciąŝenie masą). Przedstawiają one statystyczne wartości średnie występujące w praktyce rozrzuty wartości, które zasadniczo zaleŝą od tego, w którym połoŝeniu fazowym napięcia zmiennego został elektromagnes załączony / wyłączony są przedstawione w postaci wykresu częstotliwości na rys. 6.3.1. Na wykresie wartości średnie czasów przyciągania i zwalniania przyjęto jako 1 i maksymalne odchyłki wartości naniesiono jako trzykrotną odchyłkę standardową. Wartości czasów przyciągania i zwalniania mogą się w praktyce róŝnić od wartości średnich podanych w katalogach o ±15%. częstotliwość współczynnik czasu Rys. 6.3.1 7
Jakość od 191 7. Temperatury, klasy izolacji i rodzaje chłodzenia 7.1. Temperatury 7.1.1. Temperatura otoczenia ϑ 13 (w C) przyrządu jest to przeciętna temperatura w ustalonym miejscu jego otoczenia. 7.1.. Temperatura ustalona ϑ 3 (w C) przyrządu lub jego części jest to temperatura występująca dla przypadku równości między doprowadzanym i odprowadzanym ciepłem. 7.1.3. Temperatura odniesienia ϑ 11 (w C) jest to temperatura ustalona w stanie bezprądowym przy zgodnym z przepisami zastosowaniu przyrządu. MoŜe mieć ona inną wartość niŝ temperatura otoczenia np. przy zabudowie w zasuwie hydraulicznej, przez którą przepływa ciepły, roboczy olej. 7.1.4. Górna temperatura graniczna ϑ 1 (w C) jest to najwyŝsza dopuszczalna temperatura dla przyrządu lub jego części. 7.1.5. Przekroczenie temperatur ϑ 31 (w K) jest to róŝnica między temperaturą przyrządu lub jego części i temperaturą odniesienia. 7.1.6. Końcowe przekroczenie temperatury ϑ 3 (w K) jest to przekroczenie temperatury na końcu procesu nagrzewania, jest ono najczęściej ustalonym przekroczeniem temperatury. 7.1.7. Graniczne przekroczenie temperatury ϑ 33 (w K) jest to najwyŝsza dopuszczalna wartość przekroczenia temperatury dla znamionowych warunków pracy. 7.1.8. RóŜnica punktu gorącego ϑ 34 (w K) jest to róŝnica między średnią temperaturą uzwojenia i temperaturą w najgorętszym miejscu uzwojenia. 7.. Klasy izolacji Materiały izolacyjne podzielone są na klasy izolacji odpowiadające swoją odpornością temperaturom trwałym (ciągłym) patrz tabela 7..1. Nr Klasa izolacji 1 Y A 3 E 4 B 5 6 H 7 C Tabela 7..1. Górna temperatura graniczna C 90 105 10 130 155 180 <180 Graniczne przekroczenie temperatury K 50 65 80 90 115 140 <140 Przy ustaleniu granicznych przekroczeń temperatury dla elektromagnesów prądu przemiennego z przesuwną kotwicą firmy M-S przyjęto za podstawę temperaturę odniesienia +35 C i róŝnicę punktu gorącego 5K. Uzwojenia wzbudzenia elektromagnesów prądu przemiennego z przesuwną kotwicą firmy M-S odpowiadają w ogólności klasie izolacji B. Dla szczególnych stosunków pracy elektromagnesy te mogą być wyprodukowane takŝe w klasie izolacji i H. W tych przypadkach prosimy o kontakt z naszą firmą. 7.3. Rodzaje chłodzenia RozróŜnia się następujące rodzaje chłodzenia: a) chłodzenie powietrzem z otoczenia bez wymuszonego obiegu b) chłodzenie powietrzem z otoczenia z wymuszonym przepływem c) chłodzenie przez przewodzenie ciepła d) chłodzenie przy pomocy specjalnych środków chłodzących Przy zamawianiu elektromagnesów prosimy podać odpowiedni rodzaj chłodzenia. 8. Napięcia probiercze Dla stwierdzenia zdolności izolacyjnej elektromagnesów prądu przemiennego z przesuwna kotwicą firmy M-S wszystkie elektromagnesy są sprawdzane przed opuszczeniem zakładu na wytrzymałość napięciową, 8.1. Rodzaj i wysokość napięcia probierczego (U p ) Sprawdzanie przeprowadzane jest praktycznie sinusoidalnym napięciem przemiennym o częstotliwości 50 Hz. Jego wysokość zaleŝy od napięcia przewód ziemia. Napięcie przewód 50 100 150 300 600 1000 -ziemia U N (V) do 50 >60 100 >100 150 >150 300 >300 600 >600 1000 U P (V) 500 600 1400 00 3300 4300 U N (V) = napięcie znamionowe U p (V) = napięcie probiercze (wartość skuteczna napięcia przemiennego) 8.. Przeprowadzenie badania napięciowe Napięcie probiercze U p naleŝy przyłoŝyć między uzwojeniem wzbudzenia i częściami metalowymi przyrządu, które moŝe dotknąć uŝytkownik. JeŜeli istnieje więcej elektrycznie odseparowanych obwodów prądowych to naleŝy wszystkie te obwody sprawdzić na wytrzymałość napięciową, między sobą, jak i wobec części metalowych, które moŝe dotknąć uŝytkownik. Napięcie probiercze przykładane jest w pełnej wysokości (wartości) i pozostawiane na badanym urządzeniu ok. 1 s (próba wyrobu). W próbie typu napięcie probiercze przykładane jest na 1 mm. Próbę uznaje się za zdaną, gdy nie występuje przebicie ani przeskok i materiał izolacyjny znacznie się nie nagrzeje. 8.3. Powtarzanie próby napięciowej Przeprowadzone podczas próby u producenta badanie napięciowe nie powinno być jeśli to moŝliwe powtarzane. Przeprowadzane na specjalne Ŝyczenie np. przy odbiorze drugie badanie moŝe być wykonane tylko przy 80 podanej w tabeli wartości napięcia probierczego. 9. Normalne warunki pracy Elektromagnesy prądu przemiennego z przesuwną kotwicą firmy M-S są zaprojektowane dla następujących normalnych warunków pracy. 9.1. Temperatura otocznia nie przekracza 40 C i jej wartość średnia dobowa nie przekracza 35 C. Dolna granica temperatury odniesienia wynosi -5 C. 9.. Wysokość n.p.m. miejsca uŝytkowania wynosi nie więcej niŝ 1000 m ponad poziomem morza. 9.3. Otaczające powietrze nie powinno być zanieczyszczone w istotny sposób przez pył, dym, agresywne gazy i pary lub zawartość soli. 8
9.4. Wilgotność względna powietrza otoczenia nie powinna przekraczać 50%, przy 40 C. Przy niŝszych temperaturach mogą być dopuszczalne wyŝsze wilgotności powietrza np. 90% przy 0 C. NaleŜy mieć wzgląd na okazjonalnie występujące tworzenie się skroplin (kondensatu). 9.5. Przy montowaniu przyrządu naleŝy przestrzegać nasze wytyczne instalacyjne. 9.6. JeŜeli w praktyce wystąpią odchyłki od tych normalnych warunków pracy, to muszą być podjęte odpowiednie środki, działania jak wyŝszy stopień ochrony, specjalna ochrona powierzchni, itd. W takich przypadkach prosimy o dane występujących warunków pracy i kontakt z naszym zakładem. 10. śywotność śywotność przyrządu i Ŝywotność części zuŝywających się przyrządu elektromagnetycznego jest zaleŝna nie tylko od rodzaju budowy, lecz takŝe w znacznej mierze od zewnętrznych warunków jak połoŝenie montaŝowe, rodzaj i wartość obciąŝenia. Dlatego oświadczenia dotyczące Ŝywotności muszą pozostać jako uzgodnienia między klientem i firmą M-S. 11. Stopnie ochrony Stopnie ochrony są kaŝdorazowo podane w kartach danych technicznych przyrządu. Na zapytanie mogą być dostarczone wyŝsze stopnie ochrony. 1. Dane zamówienia dla elektromagnesów prądu przemiennego z przesuwną kotwicą: a) typ b) napięcie (V) i częstotliwość (Hz) c) %ED = względny czas pracy (załączenia) d) suw S (w mm) e) siła elektromagnetyczna (w N) ewentualnie takŝe siła trzymająca (w N) f) ilość łączeń na godzinę (cykle/h), ilość godzin pracy na dobę (dzień) g) rodzaj zastosowania wzgl. zarządzenie h) na jakim materiale elektromagnes jest montowany i) temperatura odniesienia (w C) j) stopień ochrony 13. Wytyczne instalacyjne dla elektromagnesów prądu przemiennego z przesuwną kotwicą 13.1. Zastosowanie W przypadkach zastosowań, w których wymagany jest absolutny brak brzęczenia zalecane są elektromagnesy prądu stałego z przesuwną kotwicą. 13.. PołoŜenie robocze Elektromagnesy prądu przemiennego z przesuwną kotwicą firmy M-S są przewidziane jeŝeli to moŝliwe do pracy w pionie. 13.3. MontaŜ Kotwicę elektromagnesu naleŝy połączyć z uruchamianą częścią maszyny przy pomocy łącznika lub głowicy widlastej z zachowaniem luzu ze wszystkich stron. Odbicie kotwicy nie moŝe być przyjmowane przez obudowę elektromagnesu. Jakość od 191 Siła powinna być przejmowana, przenoszona osiowo, tak Ŝe zespół dźwigni i prowadzenie kotwicy nie będą obciąŝone skośnie. Poza tym naleŝy uwzględnić następujące normy i określenia: DIN 31000 / VDE 1000 Ogólne wytyczne dla uzasadnionych względami bezpieczeństwa form technicznych wyrobów. DIN VDE 100 część 40 Ochrona przeciwko wpływom, oddziaływaniom termicznych. 13.4. Mechaniczne hamowania i zabrudzenia NaleŜy unikać jakichkolwiek czynników hamujących, przeszkadzających w swobodnym ruchu kotwicy, poniewaŝ spowodowany przez nie wyŝszy pobór prądu prowadzi do spalenia się cewki. Poza tym naleŝy utrzymywać w czystości szczególnie powierzchnie biegunów poniewaŝ zabrudzone powierzchnie biegunów mogą prowadzić do większego prądu trzymania i tym samym do przeciąŝenia elektromagnesu. 13.5. Uruchomienie Przyłączone napięcie i częstotliwość musi być zgodna ze znamionowym napięciem wzgl. znamionową częstotliwością, podanymi na tabliczce znamionowej. Kotwica musi być w stanie swobodnie się poruszać tak, aby elektromagnes po wzbudzeniu mógł się zamknąć. Korpus naleŝy uziemić przy pomocy śruby uziemiającej. 13.6. Zewnętrzne siły reakcji. 13.6.1. NaleŜy dołoŝyć starań, aŝeby zewnętrzne siły reakcji nie przekraczały wartości katalogowych, jednakŝe powinny one wynosić przynajmniej /3 siły elektromagnetycznej w początkowym połoŝeniu suwu. 13.6.. ObciąŜenie spręŝyną. JeŜeli elektromagnes pokonuje zewnętrzne siły spręŝyny naleŝy tak dobrać elektromagnes, aby charakterystyka spręŝyny była dopasowana do charakterystyki siły elektromagnetycznej w funkcji suwu. 13.7. PrzeciąŜenie Elektromagnesy prądu przemiennego z przesuwną kotwicą nie mogą być przeciąŝane poniewaŝ wówczas kotwica odrywa się, względnie mocno drga, wibruje. Jako następstwo powyŝszego wystąpi termiczne przeciąŝenie cewki, a przez to jej zniszczenie. 13.8. Zabezpieczenie elektryczne Z powodu duŝej róŝnicy między prądami przyciągania (kotwicy) i trzymania skuteczne zabezpieczenie w ogólności nie jest moŝliwe. W przypadku, gdy w obwodzie prądowym musi być przewidziane zabezpieczenie naleŝy zastosować zabezpieczenie zwłoczne dla 0,5 krotnego prądu przyciągania (kotwicy). 13.9. Spadek napięcia i przekrój przewodów Do elektromagnesu musi być doprowadzone wymagane napięcie znamionowe. Spadek napięcia powinien być poprzez prawidłowy przekrój zastosowanego przewodu utrzymywany w wąskich granicach (normalnie do 5%). 13.10. Obca ingerencja lub zmiany KaŜda zmiana np. nawiercenie obudowy elektromagnesu moŝe zmniejszyć wytrzymałość mechaniczną. Zmiany w systemie elektromagnesu np. dodatkowy, późniejszy montaŝ trzpienia dociskającego powoduje elektryczne wady, w których to przypadkach nasza gwarancja na urządzenie przestaje obowiązywać. 9