Schaltschrankdimensionierung; Berechnung Der Größe Eines Geschlossenen Schaltschranks; Berechnung Der Luftzirkulation In Einem Belüfteten Schaltschrank - Emerson Unidrive M701 Betriebsanleitung

Sicherheitsin- Produktinfor- Mechanische
formationen mationen Installation
3.6.2

Schaltschrankdimensionierung

1. Für jeden Umrichter, der im Schaltschrank installiert werden soll,
müssen die entsprechenden, unter Abschnitt 12.1.2 Leistungsverluste
auf Seite 213 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 224
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
Erwartete Maximaltemperatur in °C außerhalb des
ext
Schaltschranks
T maximal zulässige Temperatur in °C innerhalb des
int
Schaltschranks
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 210 entnommen werden.
Der Schaltschrank besteht aus lackiertem Stahlblech mit einer Dicke
von 2 mm. Der Wärmedurchgangskoeffizient beträgt 5,5 W/m
Nur Oberseite, Vorderseite und zwei Seitenwände des Schaltschranks
sind für die Wärmeableitung frei.
Für Schaltschränke aus Stahlblech kann im allgemeinen ein Wert von
2
5,5 W/m /°C verwendet werden. Exakte Werte können Sie beim
Lieferanten des Schaltschrankmaterials erfragen. Im Zweifelsfall sollte
die Temperatur immer höher angesetzt werden.
Unidrive M700 / M701 Betriebsanleitung
Ausgabenummer: 4
Bedienung
Elektrische Basispara-
und Software-
Installation meter
struktur
für einen
e
2
2
/°C.
www.controltechniques.com
Handhabung
Inbetrieb- Optimie- Onboard-
der NV-Medien-
nahme rung
karte
Abbildung 3-20 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 –
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 erwartete Maximaltemperatur in °C außerhalb des
ext
Schaltschranks
T maximal zulässige Temperatur in °C innerhalb des
int
Schaltschranks
P Wärmeenergie in W, die von allen Wärmequellen im
Schaltschrank abgegeben wird
k Verhältnis von
Erweiterte Technische Fehlerdia-
SPS Parameter Daten
D
W

  
2 2 0,6
+ 0,6
3
pro Stunde
P
o
------ -
P
l
Hinweise zur
gnose UL-Listung
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