Schaltschrankdimensionierung; Berechnung Der Größe Eines Geschlossenen Schaltschranks; Berechnung Der Luftzirkulation In Einem Belüfteten Schaltschrank - Emerson Unidrive M400 Betriebsanleitung

Sicherheitsin- Produktinfor- Mechanische
formationen mationen Installation
3.6.3

Schaltschrankdimensionierung

1. Für jeden Umrichter, der im Schaltschrank installiert werden soll,
müssen die entsprechenden, unter Abschnitt 12.1.2
Leistungsverluste auf Seite 192 aufgeführten Verlustwerte
berücksichtigt werden.
2. Bei Verwendung externer EMV-Filter mit dem Umrichter müssen für
jeden im Schaltschrank installierten EMV-Filter die entsprechenden,
unter Abschnitt 12.2.1 EMV-Filter - elektrische Daten auf Seite 209
aufgeführten Verlustwerte berücksichtigt werden.
3. Wenn der Bremswiderstand im Schaltschrank installiert werden soll,
müssen die mittleren Leistungswerte jedes Bremswiderstandes
berücksichtigt werden.
4. Berechnen Sie den Gesamtwärmeverlust (in W) aller anderen im
Schaltschrank zu installierenden Baugruppen.
5. Addieren Sie die oben ermittelten Wärmeverlustwerte. Dies ergibt
den Gesamtwärmeverlust (in W) im Schaltschrank.
Berechnung der Größe eines geschlossenen
Schaltschranks
Der Schaltschrank leitet die im Schrankinneren erzeugte Wärme durch
natürliche Luftzirkulation (oder entsprechende Belüftungsanlagen)
nach außen ab. Je größer die Fläche der Schaltschrankwände,
desto besser ist die Wärmeableitfähigkeit. Damit die
Schaltschrankwände Wärme abgeben können, dürfen sie nicht
durch Hindernisse (z. B. Wände oder Fußboden) blockiert werden.
Sie können die mindestens erforderliche freie Oberfläche A
Schaltschrank mit der folgenden Formel berechnen:
P
A = -----------------------------------
e
 
k T – T
int ext
Hierbei gilt:
A freie Oberfläche in m
e
T
Maximale erwartete Temperatur in °C außerhalb des
ext
Schaltschranks
T maximal zulässige Temperatur in °C innerhalb des Gehäuses
int
P Wärmeenergie in W, die von allen Wärmequellen im
Schaltschrank abgegeben wird
k Wärmedurchgangskoeffizient des Schaltschrankmaterials
2
in W/m /°C
Beispiel
Berechnung der Schaltschrankgröße für die folgenden Werte:
• Zwei Umrichter im Betrieb mit normaler Überlast
• Externer EMV-Netzfilter für jeden Umrichter
• Die Bremswiderstände sind außerhalb des Schaltschranks
zu montieren
• Maximale Umgebungstemperatur im Inneren des Schaltschranks:
40 °C
• Maximale Umgebungstemperatur außerhalb des Schaltschranks:
30 °C
Angenommen, die Leistungsverluste jedes Umrichters betragen 187 W
und die Leistungsverluste jedes externen EMV-Filters betragen 9,2 W.
Gesamtwärmeverlust: 2 x (187 + 9,2) =392,4 W
HINWEIS
Die Leistungsverluste für die Umrichter und für die externen EMV-Filter
können Kapitel 12 Technische Daten auf Seite 187 entnommen werden.
Der Schaltschrank besteht aus lackiertem Stahlblech mit einer Dicke von
2 mm. Der Wärmedurchgangskoeffizient beträgt 5,5 W/m
Vorder- und Oberseite sowie zwei Seitenwände des Schaltschranks
stehen frei für die Wärmeableitung zur Verfügung.
Für Schaltschränke aus Stahlblech kann im allgemeinen ein Wert von
2
5,5 W/m /ºC verwendet werden. Exakte Werte können Sie beim
Lieferanten des Schaltschrankmaterials erfragen. Im Zweifelsfall
sollte die Temperatur immer höher angesetzt werden.
44
Elektrische Bedienung und Basispa-
Installation Softwarestruktur rameter
für einen
e
2
2
/°C. Nur die
Inbetrieb- Optimie- Handhabung der
nahme rung NV-Medienkarte
Abbildung 3-34 Schaltschrank, der über die Vorder- und Oberseite
sowie zwei Seitenwände Wärme ableiten kann
H
Einsetzen der folgenden Werte:
T 40 °C
int
T 30 °C
ext
k 5,5
P 392,4 W
Die mindestens erforderliche Wärmeableitungsfläche beträgt somit:
392,4
A = -------------------------------- -
e

5,5 40 30 –
2
= 7,135 m
Sie können zwei Schaltschrankabmessungen, z. B. die Höhe H sowie
die Tiefe D willkürlich festlegen. Dann können Sie die Breite W wie
folgt berechnen:
A – 2HD
e
=
W ------------------------- -
H + D
Durch Einsetzen von H = 2 m und D = 0,6 m ergibt sich eine
Mindestbreite von:

7,135 – 2
W = ---------------------------------------------------- -
2 +
= 1,821 m
Falls die Schaltschrankabmessungen für den verfügbaren Platz zu groß
sind, können diese nur mit folgenden Maßnahmen verkleinert werden:
• Verwendung einer niedrigeren PWM-Taktfrequenz, um den
Wärmeverlust in den Umrichtern zu verringern.
• Herabsetzung der Umgebungstemperatur außerhalb des
Schutzgehäuses und/oder Einsatz von Zwangskühlung außerhalb
des Gehäuses.
• Verringerung der Anzahl der im Schaltschrank untergebrachten
Umrichter.
• Entfernen anderer, Wärme erzeugender Baugruppen.
Berechnung der Luftzirkulation in einem
belüfteten Schaltschrank
Die Abmessungen des Schaltschranks spielen nur für die Unterbringung
der Baugruppen eine Rolle. Das System wird durch erzwungene
Belüftung gekühlt.
Sie können das Mindestvolumen an Luft, das zur Kühlung erforderlich
ist, mit der folgenden Formel berechnen:
3kP
V =
-------------------------- -
T – T
int ext
Hierbei gilt:
V Luftzirkulation in m
T Maximale erwartete Temperatur in °C außerhalb des
ext
Schaltschranks
T maximal zulässige Temperatur in °C innerhalb des Gehäuses
int
P Wärmeenergie in W, die von allen Wärmequellen im
Schaltschrank abgegeben wird
k Verhältnis von
Onboard- Erweiterte Technische Fehlerdia-
SPS Parameter Daten
D
W

  
2 0,6
0,6
3
pro Stunde
P
o
------ -
P
l
Betriebsanleitung Unidrive M400
Ausgabenummer: 6
Hinweise zur
gnose UL-Listung