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Hinweise zur richtigen Frequenzumrichter-Anwendung
Standardmotor-Anwendungen
Die Nenngeschwindigkeit von Standardmotoren darf in der Regel um bis zu 120% für eine Dauer von 2 Minuten überschritten
Verwendung
werden (JIS C4,004). Soll der Motor mit Frequenzen über 60Hz betrieben werden, so müssen Motorkenndaten wie das maximal
höherer Betriebs-
zulässige Motordrehmoment, die Lebensdauer der Lagerungen, Störungen, Vibrationen usw. berücksichtigt werden. Auch kann die
frequenzen
maximal zulässige Motordrehzahl von der Nennleistung des Motors sowie weiteren Kriterien abhängig sein; bitte setzten Sie sich in
solch einem Fall unbedingt mit dem Hersteller des Motors in Verbindung.
Die Drehmoment-Charakteristik beim Betrieb eines Standardmotors an einem Frequenzumrichter ist eine andere als beim direkten
Drehmoment-
Betrieb an der Netzspannungs-Versorgung (beispielsweise ist das Startdrehmoment niedriger). Vergleichen Sie daher die Drehmoment-
Charakteristik
Charakteristik des Motors mit der für die zu verwendende Last bzw. Maschine.
Ein an einem Frequenzumrichter betriebener Standardmotor erwärmt sich bei niedrigen Geschwindigkeiten sehr schnell. Aus diesem
Motorverluste,
Grund ergibt sich bei niedrigen Motordrehzahlen ein geringeres konstantes Ausgangs-Drehmoment. Überprüfen Sie daher sorgfältig,
Temperaturanstieg
welche Motordrehzahlen und welche Drehmoment-Charakteristiken zur Anwendung kommen sollen.
Wird ein Standardmotor an einem Frequenzumrichter betrieben, so sind die verursachten Störungen etwas größer als dies beim
Störungserzeugung
Betrieb des Umrichters direkt an der Netzspannung der Fall wäre.
Wird ein Standardmotor an einem Frequenzumrichter mit variierenden Drehzahlen betrieben, so erzeugt der Motor unter Umständen
Vibrationen, welche entweder durch a) unrunden Lauf des Motors oder der angeschlossenen Maschine oder aber durch b) die
natürliche Resonanzfrequenz des angetriebenen mechanischen Systems hervorgerufen werden können. Der Fall b) ist insbesondere
Vibrationen
zu beachten, wenn Sie eine Maschine mit variablen Geschwindigkeiten betreiben möchten, die zuvor nur an einem mit konstanter
Drehzahl betriebenen Motor angeschlossen war. Vibrationen lassen sich minimieren, indem zum einen bestimmte Resonanz-
frequenzen mit Hilfe der vom Umrichter zur Verfügung gestellten konfigurierbaren Frequenzsprünge vermieden werden, oder indem
eine geeignete Kopplung verwendet oder ein Gummi-Vibrationshemmer unter dem Motor montiert wird.
Bei länger andauerndem Betrieb bei niedrigen Geschwindigkeiten können sich die Schmierungseigenschaften von Getriebeöl
Kraftübertra-
innerhalb eines ölgeschmierten Kraftübertragungs-Systems (Getriebemotor) verschlechtern. Klären Sie mit dem Motorhersteller den
gungssystem
Drehzahlbereich ab, innerhalb dessen der Motor mit konstanter Drehzahl betrieben werden darf. Beim Betrieb mit Frequenzen von
mehr als 60Hz muß außerdem geprüft werden, ob die angeschlossene Maschine den auftretenden Zentrifugalkräften standhält.
Spezialmotor-Anwendungen
Der zulässige Drehzahlbereich für den Betrieb mit konstanter Drehzahl variiert je nach verwendeter Schmierungstechnik bzw.
Getriebemotor
Motorhersteller. Besonders bei Ölschmierung können sich Probleme bei niedrigen Geschwindigkeiten bzw. Frequenzen ergeben.
Bei der Verwendung eines Motors mit Bremse muß die Spannungsversorgung für die Bremse unbedingt an der Primärseite des
Motoren mit Bremsen
Frequenzumrichters abgegriffen werden.
Es gibt verschiedene Arten von Motoren mit umschaltbarer Polzahl (solche mit konstanter Drehmomentcharakteristik usw.) mit
Motoren mit
unterschiedlichen Nennströmen. Achten Sie bei der Auswahl von Motoren mit verschiedenen Polzahlen auf den Motorstrom, der
umschaltbarer Polzahl
bei der jeweiligen Polzahl zulässig ist. Zum Zeitpunkt der Polumschaltung muß der Motor gestoppt werden. Bitte lesen Sie
hierzu auch den Abschnitt „Anwendungen mit Motoren der 400V-Klasse" weiter unten.
Der Nennstrom eines tauchfähigen Motors ist wesentlich höher als der eines Standardmotors. Achten Sie bei der Auswahl des
Tauchfähige Motoren
Frequenzumrichters auf diesen Umstand.
Frequenzumrichter sind nicht für den Betrieb mit explosionsgeschützten Motoren geeignet. Umrichter sollten in Verbindung mit
Explosions-
druck- und explosionsgeschützten Motoren verwendet werden. (Eine Ex-Schutz-Zulassung ist für die Frequenzumrichter der
geschützte Motoren
Serie SJ300 nicht vorgesehen).
Synchronmotoren
(MS),
In den meisten Fällen sind Synchron- und Hochgeschwindigkeitsmotoren für die Verwendung mit einer bestimmten Maschine
Hochgeschwindigkeits-
optimiert. Für die Auswahl eines geeigneten Umrichters setzen Sie sich deshalb bitte mit dem Hersteller in Verbindung.
motoren (HFM)
Verwendung ein-
Einphasige Motoren sind für die drehzahlvariable Verwendung mit Frequenzumrichtern nicht geeignet.
phasiger Motoren
Verwenden Sie stattdessen dreiphasige Motoren.
Anwendungen mit Motoren der 400V-Klasse
Bei einem System mit einem IGBT-bestückten PWM-Umrichter kann es an den Motorklemmen zu Spannungsspitzen kommen, deren Größe unter anderem
von der Motorkabellänge und der Art der Verlegung der Motorkabel abhängt. Durch die somit entstehenden Stromspitzen kann es zur Beeinträchtigung der
Motorwicklungs-Isolierung kommen. Abhilfe schaffen hier ein LCR-Filter bzw. eine Motordrossel zwischen Umrichter und Motor oder eine bessere
Isolierung der Motorwicklung.
Hinweise zur Verwendung des Umrichters
Der Start bzw. Stop des an den Umrichter angeschlossenen Motors muß über die Tasten der Umrichter-Bedieneinheit oder über die
Start/Stop
Umrichter-Steuerklemmen veranlasst werden. Auf keinen Fall dürfen für diesen Zweck Schütze in die Netzversorgungs-Zuleitung
des Umrichters installiert werden.
Wenn der Störungsmodus des Umrichers aktiviert wurde (Störmeldung wird angezeigt) oder die Spannungsversorgung ausfällt, läuft
Motor-Not-Aus
der Motor frei aus. Falls eine Not-Aus-Funktion gewünscht wird oder falls der Motor im Stillstand gehalten werden soll, kann
zusätzlich eine mechanische Bremseinrichtung installiert werden.
Mit Frequenzumrichtern der Serie SJ300 können Betriebsfrequnzen bis zu 400Hz eingestellt werden. Mit zweipoligen Motoren lassen
sich hingegen bis zu 24000 Umdrehungen pro Minute erreichen, was extrem gefährlich sein kann. Stellen Sie daher in solchen Fällen
Betrieb mit hohen
sicher, daß der Motor bzw. die angeschlossene Maschine die erforderliche mechanische Belastbarkeit aufweist. Ziehen Sie den
Frequenzen
Motorhersteller zu Rate, falls ein Standardmotor mit Frequenzen von mehr als 60Hz betrieben werden soll. Hitachi bietet hierzu eine
Reihe von Hochgeschwindigkeitsmotoren an.
Installationsort und Umgebungsbedingungen
Vermeiden Sie die Installierung von Frequenzumrichtern an Orten mit hohen Umgebungstemperaturen oder hoher Luftfeuchtigkeit sowie an Orten, an denen
sich leicht Feuchtigkeit bilden kann. Weiterhin sind staubige, dunstige, salzhaltige oder mit agressiven Gasen erfüllte Installationsorte zu vermeiden. Der
Umrichter darf nicht der direkten Sonneneinstrahlung ausgesetzt werden und ist an einer Stelle zu montieren, an der eine gute Be- und Entlüftung
sichergestellt ist und die keinen Erschütterungen ausgesetzt ist. Die Umrichter der SJ300-Serie dürfen im Temperaturbereich von -10 bis 50°C betrieben
werden (die Taktfrequenz und der Ausgangsstrom müssen jedoch bei Umgebungstemperaturen zwischen 40 und 50°C reduziert werden).
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(Fortsetzung von voriger Seite)
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