Seite 3 Segmentmotoren radial 1FW68 Einleitung Grundlegende Sicherheitshinweise SIMOTICS Beschreibung des Motors Mechanische Eigenschaften Antriebstechnik Segmentmotoren radial 1FW68 Motorkomponenten und Optionen Projektierung Projektierungshandbuch Technische Daten und Kennlinien Einsatzvorbereitung Elektrischer Anschluss Einbauzeichnungen / Maßblätter Anhang 08/2021 A5E51132930A AA...
Seite 4: Qualifiziertes Personal
Hinweise in den zugehörigen Dokumentationen müssen beachtet werden. Marken Alle mit dem Schutzrechtsvermerk ® gekennzeichneten Bezeichnungen sind eingetragene Marken der Siemens AG. Die übrigen Bezeichnungen in dieser Schrift können Marken sein, deren Benutzung durch Dritte für deren Zwecke die Rechte der Inhaber verletzen kann. Haftungsausschluss Wir haben den Inhalt der Druckschrift auf Übereinstimmung mit der beschriebenen Hard- und Software geprüft.
Seite 5: Einleitung
In der vorliegenden Dokumentation ist die Funktionalität eines Referenzmotors beschrieben. Die Kombinationsvielfalt der Komponenten von Segmentmotoren ist zu groß, um sämtliche Detailinformationen in dieser Dokumentation zu berücksichtigen. Die zuständige Siemens- Niederlassung stellt dem Maschinenhersteller auf Anforderung individuell Detailinformationen zu kundenspezifischen Segmentmotoren zur Verfügung.
Seite 6: Weiterführende Informationen
• Dokumentation online nutzen (Handbücher / Informationen finden und durchsuchen) Weiterführende Informationen (https://support.industry.siemens.com/cs/de/de/view/108998034) Bei Fragen zur technischen Dokumentation (z. B. Anregungen, Korrekturen) senden Sie an folgende Adresse eine E-Mail (mailto:docu.motioncontrol@siemens.com). Internetadresse für Produkte Produkte (http://www.siemens.com/motioncontrol) Segmentmotoren radial 1FW68 Projektierungshandbuch, 08/2021, A5E51132930A AA...
Seite 7: Voraussetzung
Später loggen Sie sich mit Ihren Anmeldedaten ein. Mit der folgenden Vorgehensweise können Sie Ihre persönliche Bibliothek unter "mySupport" anlegen. Voraussetzung Sie sind im "Siemens Industry Online Support", nachfolgend "SIOS" genannt, registriert und eingeloggt. SIOS (https://support.industry.siemens.com/cs/de/de/) Vorgehensweise zum Anlegen einer persönlichen Bibliothek 1.
Seite 8: Technical Support
Einleitung Training Unter folgendem Link gibt es Informationen zu SITRAIN - dem Training von Siemens für Produkte, Systeme und Lösungen der Automatisierungstechnik: SITRAIN (http://siemens.com/sitrain) Technical Support Bei technischen Fragen wenden Sie sich an den Technical Support (https://support.industry.siemens.com/cs/de/de/). Für eine Support-Anfrage gehen Sie wie folgt vor: Voraussetzung Sie sind im "Siemens Industry Online Support", abgekürzt "SIOS", registriert und eingeloggt.
Seite 9 Beispiele für weitere ggf. erforderliche Dokumentationen folgender Systemkomponenten: – Kühlsystem – Bremse – Netzfilter – Active Interface Module Inbetriebsetzen / • Inbetriebnahme-Schulung bei Siemens (SITRAIN-Kurse) Betreiben • Inbetriebnahme-Unterstützung durch Siemens • Betriebsanleitung Motoren • Projektierungshandbuch Motoren • Inbetriebnahme-Tool STARTER • SINAMICS S120 Getting Started •...
Seite 10 Dieses Dokument enthält Hyperlinks auf Webseiten Dritter. Siemens übernimmt für die Inhalte dieser Webseiten weder eine Verantwortung noch macht Siemens sich diese Webseiten und ihre Inhalte zu eigen. Siemens kontrolliert nicht die Informationen auf diesen Webseiten und ist auch nicht für die dort bereitgehaltenen Inhalte und Informationen verantwortlich.
Seite 11: Inhaltsverzeichnis
Inhaltsverzeichnis Einleitung .............................. 3 Grundlegende Sicherheitshinweise ....................13 Allgemeine Sicherheitshinweise ..................13 Geräteschaden durch elektrische Felder oder elektrostatische Entladung ......18 Security-Hinweise ......................19 Restrisiken von Antriebssystemen (Power Drive Systems) ........... 20 Beschreibung des Motors ........................23 Highlights und Nutzen ....................... 25 2.1.1 Übersicht ...........................
Seite 12 Inhaltsverzeichnis Wartungs- und Inspektionsintervalle .................. 58 3.5.1 Sicherheitshinweise zur Instandhaltung ................58 3.5.2 Prüfung des Isolationswiderstands ..................63 3.5.3 Wartungsarbeiten ......................64 Motorkomponenten und Optionen ..................... 67 Motorkomponenten......................67 4.1.1 Aufbau des Motors im Überblick ..................67 4.1.2 Temperaturüberwachung und thermischer Motorschutz ............ 71 4.1.2.1 Temperaturüberwachungskreise Temp-S und Temp-F............
Seite 13 Inhaltsverzeichnis Einsatzvorbereitung .......................... 139 Transportieren ......................... 140 7.1.1 Umweltbedingungen für Transport .................. 140 7.1.2 Vorgaben für Verpackungen bei Lufttransport ..............141 7.1.3 Heben von Statorsegmenten .................... 142 Einlagern ......................... 142 7.2.1 Umweltbedingungen für Langzeitlagerung ..............142 7.2.2 Einlagern in Räumen und Schutz vor Feuchtigkeit............. 143 Elektrischer Anschluss ........................
Seite 14 Inhaltsverzeichnis Segmentmotoren radial 1FW68 Projektierungshandbuch, 08/2021, A5E51132930A AA...
Seite 15: Grundlegende Sicherheitshinweise
Grundlegende Sicherheitshinweise Allgemeine Sicherheitshinweise WARNUNG Elektrischer Schlag und Lebensgefahr durch weitere Energiequellen Beim Berühren unter Spannung stehender Teile können Sie Tod oder schwere Verletzungen erleiden. • Arbeiten Sie an elektrischen Geräten nur, wenn Sie dafür qualifiziert sind. • Halten Sie bei allen Arbeiten die landesspezifischen Sicherheitsregeln ein. Generell gelten die folgenden Schritte zum Herstellen von Sicherheit: 1.
Seite 16 Grundlegende Sicherheitshinweise 1.1 Allgemeine Sicherheitshinweise WARNUNG Elektrischer Schlag bei beschädigten Motoren oder Geräten Unsachgemäße Behandlung von Motoren oder Geräten kann zu deren Beschädigung führen. Bei beschädigten Motoren oder Geräten können gefährliche Spannungen am Gehäuse oder an freiliegenden Bauteilen anliegen. • Halten Sie bei Transport, Lagerung und Betrieb die in den technischen Daten angegebenen Grenzwerte ein.
Seite 17 Sachschäden verursachen. • Wenn Sie den Komponenten näher als 20 cm kommen, schalten Sie Funkgeräte oder Mobiltelefone aus. • Benutzen Sie die "SIEMENS Industry Online Support App" nur am ausgeschalteten Gerät. WARNUNG Unerkannte Gefahren durch fehlende oder unleserliche Warnschilder Fehlende oder unleserliche Warnschilder können dazu führen, dass Gefahren unerkannt...
Seite 18 Grundlegende Sicherheitshinweise 1.1 Allgemeine Sicherheitshinweise WARNUNG Unerwartete Bewegung von Maschinen durch inaktive Sicherheitsfunktionen Inaktive oder nicht angepasste Sicherheitsfunktionen können unerwartete Bewegungen an Maschinen auslösen, die zu schweren Verletzungen oder Tod führen können. • Beachten Sie vor der Inbetriebnahme die Informationen in der zugehörigen Produktdokumentation.
Seite 19 Grundlegende Sicherheitshinweise 1.1 Allgemeine Sicherheitshinweise WARNUNG Beeinflussung von aktiven Implantaten durch permanentmagnetische Felder Elektromotoren mit Permanentmagneten gefährden, auch im ausgeschalteten Zustand, Personen mit Herzschrittmachern oder Implantaten, die sich in unmittelbarer Nähe der Umrichter/Motoren aufhalten. • Halten Sie als betroffene Person den im Kapitel "Bestimmungsgemäßer Gebrauch" genannten Abstand ein.
Seite 20: Geräteschaden Durch Elektrische Felder Oder Elektrostatische Entladung
Grundlegende Sicherheitshinweise 1.2 Geräteschaden durch elektrische Felder oder elektrostatische Entladung VORSICHT Verbrennung durch heiße Oberflächen Der Motor kann beim Betrieb hohe Temperaturen erreichen und beim Berühren Verbrennungen verursachen. • Montieren Sie den Motor so, dass er im Betrieb nicht zugänglich ist. Maßnahmen im Wartungsfall: •...
Seite 21: Security-Hinweise
Security finden Sie unter: https://www.siemens.com/industrialsecurity (https://www.siemens.com/industrialsecurity) Die Produkte und Lösungen von Siemens werden ständig weiterentwickelt, um sie noch sicherer zu machen. Siemens empfiehlt ausdrücklich, Produkt-Updates anzuwenden, sobald sie zur Verfügung stehen und immer nur die aktuellen Produktversionen zu verwenden. Die Verwendung veralteter oder nicht mehr unterstützter Versionen kann das Risiko von Cyber-...
Seite 22: Restrisiken Von Antriebssystemen (Power Drive Systems)
Grundlegende Sicherheitshinweise 1.4 Restrisiken von Antriebssystemen (Power Drive Systems) Restrisiken von Antriebssystemen (Power Drive Systems) Der Maschinenhersteller oder Anlagenerrichter muss bei der gemäß entsprechenden lokalen Vorschriften (z. B. EG-Maschinenrichtlinie) durchzuführenden Beurteilung des Risikos seiner Maschine bzw. Anlage folgende von den Komponenten für Steuerung und Antrieb eines Antriebssystems ausgehende Restrisiken berücksichtigen: 1.
Seite 23 Grundlegende Sicherheitshinweise 1.4 Restrisiken von Antriebssystemen (Power Drive Systems) Weitergehende Informationen zu den Restrisiken, die von den Komponenten eines Antriebssystems ausgehen, finden Sie in den zutreffenden Kapiteln der technischen Anwenderdokumentation. Segmentmotoren radial 1FW68 Projektierungshandbuch, 08/2021, A5E51132930A AA...
Seite 24 Grundlegende Sicherheitshinweise 1.4 Restrisiken von Antriebssystemen (Power Drive Systems) Segmentmotoren radial 1FW68 Projektierungshandbuch, 08/2021, A5E51132930A AA...
Seite 25: Beschreibung Des Motors
Beschreibung des Motors Übersicht über die Produktfamilie Einbau-Toquemotoren 1FW6 Für die in den nachfolgenden Tabellen beschriebenen Einbau-Torquemotoren gibt es jeweils eine separate Betriebsanleitung und ein separates Projektierungshandbuch. Motor Einbau-Toquemotoren Einbau-Torquemotoren 1FW6 Standard 1FW6 High Speed Artikel-Nr. 1FW6xx0-xxxxx-xxxx 1FW6xx2-xxxxx-xxxx Foto Merkmale Hohes Drehmoment für Positionieraufgaben und Hohe Drehzahl und hohes Drehmoment für langsamen Dauerbetrieb...
Seite 26 Beschreibung des Motors Motor Einbau-Toquemotoren Segmentmotoren 1FW6 selbstgekühlt 1FW68 radial Artikel-Nr. 1FW6xx3-xxxxx-xxxx 1FW68xx-xxxxx-xxxx Foto Merkmale Hohes Drehmoment für Positionieraufgaben mit Für Anwendungen mit sehr hohen längeren Pausen oder für Dauerbetrieb mit Drehmomentanforderungen oder wenn große geringeren Drehmomentanforderungen Durchmesser (> 1 m) benötigt werden Selbstkühlung Wasserkühlung Anwendungsbeispiele:...
Seite 27: Highlights Und Nutzen
Beschreibung des Motors 2.1 Highlights und Nutzen Highlights und Nutzen 2.1.1 Übersicht Segmentmotoren sind permanentmagneterregte modular aufgebaute Synchronmotoren. Segmentmotoren werden in Komponenten (Statorsegmente und Rotorsegmente) geliefert und direkt in die Maschine eingebaut. Ein in das Statorsegment integrierter Kühler bewirkt ein weitgehend thermisch neutrales Verhalten des Segmentmotors gegenüber der Maschine. Die Größe des erreichbaren Motormoments eines Segmentmotors hängt vom Durchmesser, von der aktiven Länge und von der Anzahl der Statorsegmente ab.
Seite 28: Nutzen
Konstruktion bestimmt. Eine für alle Achskonzepte gültige, pauschale Empfehlung zur Integration des Motors kann daher nicht angegeben werden. Siemens bietet zur Sicherstellung der optimalen Integration des Motors und Gebers in die mechanische Konstruktion die Dienstleistung Application & Mechatronic Support Direct Motors, siehe Katalog.
Seite 29: Bestimmungsgemäßer Gebrauch
Motoren nicht ausdrücklich hierfür vorgesehen sind. Beachten Sie gegebenenfalls gesondert beigefügte Zusatzhinweise. • Verwenden Sie Direktantriebe und deren Komponenten nur für die von Siemens angegebenen Einsatzfälle. • Schützen Sie die Motoren vor Verschmutzung und Kontakt mit aggressiven Stoffen.
Seite 30: Technische Merkmale Und Umweltbedingungen
Beschreibung des Motors 2.3 Technische Merkmale und Umweltbedingungen WARNUNG Personen- und Sachschäden durch Missachtung der Maschinenrichtlinie 2006/42/EG Wenn Sie die Maschinenrichtlinie 2006/42/EG missachten, besteht die Gefahr von Tod, schwerer Körperverletzung und/oder Sachschaden. • Die gelieferten Produkte sind ausschließlich zum Einbau in eine Maschine bestimmt. Die Inbetriebnahme ist so lange untersagt, bis die Konformität des Endprodukts mit der Maschinenrichtlinie 2006/42/EG festgestellt ist.
Seite 31 Beschreibung des Motors 2.3 Technische Merkmale und Umweltbedingungen Relevante Richtlinien Für die Motorenreihe SIMOTICS sind nachfolgende Richtlinien relevant. Europäische Niederspannungsrichtlinie Die Motorenreihe SIMOTICS erfüllt die Anforderungen der Niederspannungsrichtlinie 2014/35/EU. Europäische Maschinenrichtlinie Die Motorenreihe SIMOTICS fällt nicht in den Geltungsbereich der Maschinenrichtlinie. Die Produkte wurden jedoch vollständig auf Einhaltung der wesentlichen Bestimmungen für Gesundheit und Sicherheit dieser Richtlinie bei Einsatz in einer typischen Maschinenanwendung bewertet.
Seite 32: Underwriters Laboratories
Inhalte des Angebots und das Vorhandensein des UL bzw. cUL- Zeichens auf dem Leistungsschild (Typenschild)! Qualitätssysteme Die Siemens AG setzt ein Qualitätsmanagementsystem ein, das die Anforderungen von ISO 9001 und ISO 14001 erfüllt. Zertifikate zur Motorenreihe SIMOTICS können unter folgendem Link aus dem Internet heruntergeladen werden: Zertifikate für SIMOTICS-Motoren...
Seite 33: Gefahren Durch Starke Magnetfelder
Beschreibung des Motors 2.3 Technische Merkmale und Umweltbedingungen 2.3.2 Gefahren durch starke Magnetfelder Auftreten von Magnetfeldern Bei Komponenten des Motors, die Permanentmagnete enthalten, treten sehr starke Magnetfelder auf. Die magnetische Feldstärke der Motoren resultiert im stromlosen Zustand ausschließlich aus den Magnetfeldern der Komponenten mit Permanentmagneten. Während des Betriebs treten zusätzlich elektromagnetische Felder auf.
Seite 34: Gefährdung Von Personen Durch Starke Magnetfelder
Beschreibung des Motors 2.3 Technische Merkmale und Umweltbedingungen Gefährdung von Personen durch starke Magnetfelder WARNUNG Lebensgefahr durch permanentmagnetische Felder Die Permanentmagnete der Motoren gefährden auch im ausgeschalteten Zustand Personen mit aktiven Körperhilfsmitteln in unmittelbarer Nähe der Motoren. Beispiele für aktive Körperhilfsmittel sind: Herzschrittmacher, Insulinpumpen. •...
Seite 35 Beschreibung des Motors 2.3 Technische Merkmale und Umweltbedingungen WARNUNG Quetschgefahr durch die Permanentmagnete der Rotorsegmente Die Anziehungskräfte der magnetischen Rotorsegmente wirken auf magnetisierbare Materialien. Im Nahbereich der Rotorsegmente steigen die Anziehungskräfte stark an. Die Auslöseschwelle von 3 mT für ein Verletzungsrisiko durch Anziehung und Projektilwirkung wird bei einem Abstand von 300 mm erreicht (Richtlinie 2013/35/EU).
Seite 36: Sofortmaßnahmen Bei Unfällen Mit Permanentmagneten
Beschreibung des Motors 2.3 Technische Merkmale und Umweltbedingungen Sofortmaßnahmen bei Unfällen mit Permanentmagneten • Bewahren Sie Ruhe! • Wenn die Maschine unter Spannung steht, drücken Sie den NOT-HALT-Schalter und schalten Sie gegebenenfalls den Hauptschalter aus. • Leisten Sie ERSTE HILFE. Wenn nötig, fordern Sie weitere Hilfe an. •...
Seite 37: Technische Merkmale
Beschreibung des Motors 2.3 Technische Merkmale und Umweltbedingungen 2.3.3 Technische Merkmale Hinweis Die genannten Werte in der nachfolgenden Tabelle gelten nur in Verbindung mit den in Kapitel "Systemeinbindung" beschriebenen Systemvoraussetzungen. Tabelle 2- 1 Ausführung der radialen Segmentmotoren 1FW68 Technisches Merkmal Ausführung Motorart Synchronmotor mit Permanentmagnetrotor hochpolig...
Seite 38 Beschreibung des Motors 2.3 Technische Merkmale und Umweltbedingungen Technisches Merkmal Ausführung Magnetmaterial Seltenerd-Material Anschluss, elektrisch Leitungsabgang: • bis 66 A tangential • größer 66 A Leistungsanschluss drehbar, Signalanschluss tangential Anschlussart: Strombedarf bis 66 A: • Am Motor anzuschließende Kombileitung *) mit Steckverbinder für den Leistungsanschluss und den Anschluss der Temperatursensoren Strombedarf größer 66 A:...
Seite 39: Feststellen Des Drehsinns
Beschreibung des Motors 2.3 Technische Merkmale und Umweltbedingungen 2.3.4 Feststellen des Drehsinns Drehsinn Wenn die Statorsegmente des Segmentmotors mit Phasenfolge U-V-W angeschlossen sind und von einem Drehstromsystem mit Rechtsdrehfeld bestromt werden, dreht sich der Rotor des Segmentmotors im Uhrzeigersinn (Rechtslauf). Sie können den Drehsinn feststellen, indem Sie auf die A-Seite des Segmentmotors schauen.
Seite 40 Beschreibung des Motors 2.3 Technische Merkmale und Umweltbedingungen Tabelle 2- 2 Umweltbedingungen in Anlehnung an Klimaklasse 3K3 Umwelteinflussgröße Einheit Wert Niedrige Lufttemperatur °C Hohe Lufttemperatur °C + 40 Niedrige relative Luftfeuchte Hohe relative Luftfeuchte Niedrige absolute Luftfeuchte Hohe absolute Luftfeuchte Temperaturänderungsgeschwindigkeit °C/min Niedriger Luftdruck...
Seite 41: Lieferumfang
Beschreibung des Motors 2.3 Technische Merkmale und Umweltbedingungen 2.3.6 Lieferumfang 2.3.6.1 Segmentmotoren Segmentmotoren sind nur in einzelnen Komponenten lieferbar: • Statorsegmente • Rotorsegmente • Anschlussleitungen T-Nutensteine zur Befestigung von Rotor- und Statorsegmenten sind nicht lieferbar. 2.3.6.2 Mitgelieferte Piktogramme Zur Kennzeichnung von Gefahren werden folgende dauerhaltbare Aufkleber mitgeliefert: Tabelle 2- 3 Mitgelieferte Warnschilder nach BGV A8 und DIN EN ISO 7010 und ihre Bedeutung Schild...
Seite 42: Derating-Faktoren
Kombination von Buchstaben und Ziffern. Für eine Bestellung ist die Angabe der eindeutigen Artikelnummer ausreichend. Da die Kombinationsvielfalt sehr groß ist, sind jeweils nur ausgewählte Ausführungsmerkmale dargestellt. Ihre zuständige Siemens-Niederlassung unterstützt Sie beim Ermitteln der eindeutigen Artikelnummern für die von Ihnen benötigten Motorkomponenten.
Seite 43: Statorsegment
Beschreibung des Motors 2.5 Auswahl- und Bestelldaten 2.5.1.1 Statorsegment Segmentmotoren radial 1FW68 Projektierungshandbuch, 08/2021, A5E51132930A AA...
Seite 44: Rotorsegment
Auswahl- und Bestelldaten für 1FW68 Hinweis Übersicht wichtiger Motordaten In diesem Kapitel finden Sie eine Auswahl wichtiger Motordaten und Abmessungen. Die vollständigen Daten für Ihren individuellen Motor erhalten Sie von Ihrer zuständigen Siemens-Niederlassung. Segmentmotoren radial 1FW68 Projektierungshandbuch, 08/2021, A5E51132930A AA...
Seite 45 Beschreibung des Motors 2.5 Auswahl- und Bestelldaten Die folgende Tabelle gibt eine Übersicht über die erreichbaren Drehmomente und Drehzahlen von Segmentmotoren 1FW68. Die angegebenen Drehmomente und Maximalmomente beziehen sich auf das jeweilige einzelne Statorsegment. Hinweis Abhängigkeit der Drehmomente von der Anzahl der Statorsegmente Drehmoment gesamter Segmentmotor = Anzahl der Statorsegmente x Drehmoment pro Statorsegment Maximalmoment gesamter Segmentmotor = Anzahl der Statorsegmente x Maximalmoment...
Seite 46 Beschreibung des Motors 2.5 Auswahl- und Bestelldaten Artikel-Nr. Anzahl Luftspalt- Magnetisch Außen- Innen- Dreh- Maximal- Maximale Statorsegment durch- aktive durch- durch- moment moment Drehzahl Stator- messer D Länge messer messer für segmen- in mm in mm Stator Rotor Drehzahl in Nm in min in mm in mm...
Seite 47 Beschreibung des Motors 2.5 Auswahl- und Bestelldaten Artikel-Nr. Anzahl Luftspalt- Magnetisch Außen- Innen- Dreh- Maximal- Maximale Statorsegment durch- aktive durch- durch- moment moment Drehzahl Stator- messer D Länge messer messer für segmen- in mm in mm Stator Rotor Drehzahl in Nm in min in mm in mm...
Seite 48: 2.6 Leistungsschildangaben
Beschreibung des Motors 2.6 Leistungsschildangaben Artikel-Nr. Anzahl Luftspalt- Magnetisch Außen- Innen- Dreh- Maximal- Maximale Statorsegment durch- aktive durch- durch- moment moment Drehzahl Stator- messer D Länge messer messer für segmen- in mm in mm Stator Rotor Drehzahl in Nm in min in mm in mm n = 1 min...
Seite 49 Beschreibung des Motors 2.6 Leistungsschildangaben Bild 2-6 Beispiel eines Leistungsschilds für Statorsegmente Tabelle 2- 7 Elemente auf dem Leistungsschild für Statorsegmente Position Beschreibung Motorart Artikel-Nr. Seriennummer Bemessungsstrom I Bemessungsdrehzahl n Maximaldrehzahl n Wärmeklasse 2D-Code, beinhaltet die Motordaten Approbationen/Konformitäten Versionsstand Motor Temperatursensoren Schutzart Maximale Kühlmitteltemperatur, bei der die Bemessungsdaten erreicht werden...
Seite 50 Beschreibung des Motors 2.6 Leistungsschildangaben Bild 2-7 Beispiel eines Typenschilds für Rotorsegmente Tabelle 2- 8 Elemente auf dem Typenschild für Rotorsegmente Position Beschreibung Artikel-Nr. Seriennummer 2D-Code Approbationen/Konformitäten Masse Versionsstand Z-Option Segmentmotoren radial 1FW68 Projektierungshandbuch, 08/2021, A5E51132930A AA...
Seite 51: Mechanische Eigenschaften
Die Datenblätter und Kennlinien im Kapitel "Technische Daten und Kennlinien" beziehen sich nur auf den in dieser Dokumentation beschriebenen Referenzmotor. Datenblätter anderer Segmentmotoren erhalten Sie auf Anfrage von Ihrer zuständigen Siemens-Niederlassung. Bei bestimmten Betriebszuständen müssen Sie mit einer zusätzlichen Erwärmung des Rotorsegments durch Eisenverluste rechnen, z.
Seite 52: Kühlkreisläufe
Mechanische Eigenschaften 3.1 Kühlung Hinweis Wärmeausdehnung des Motors Temperaturänderungen im Statorsegment und Rotorsegment führen zu Ausdehnungen der Motorkomponenten. • Berücksichtigen Sie konstruktiv den Wärmeeintrag in die Maschinenkonstruktion und die radiale und axiale Wärmeausdehnung des Motors. 3.1.1 Kühlkreisläufe Anforderungen an die Kühlkreisläufe Sie vermeiden Algenwachstum, indem Sie geeignete chemische Zusätze und lichtundurchlässige Schläuche bzw.
Seite 53: Beispiel Für Das Zusammenschalten Von Kühlkreisen
Mechanische Eigenschaften 3.1 Kühlung Hinweis Kühlkreise parallel schalten Wenn Sie die Kühlkreise der Statorsegmente in Reihe schalten, werden die Kühlkreise mit dem Kühlmedium bei unterschiedlichen Temperaturen durchströmt. • Schalten Sie die Kühlkreise der Statorsegmente parallel. Damit stellen Sie sicher, dass jedes Statorsegment vom Kühlmedium bei gleicher Vorlauftemperatur durchströmt wird.
Seite 54: Kühlmittel-Vorlauftemperatur
Mechanische Eigenschaften 3.1 Kühlung Materialien in den Kühlkreisläufen der Statorsegmente In den Kühlkreisläufen der Statorsegmente sind folgende Materialien (ohne Materialien der Anschlusskomponenten) enthalten: • 1.4301/1.4305 /1.4310 • FKM 70 • CW024A nach DIN EN 1057 • 70G30HSLR BK 099 ACHTUNG Korrosion durch ungeeignete Materialien beim Kühleranschluss Wenn Sie ungeeignete Materialien beim Kühleranschluss verwenden, können Schäden durch Korrosion auftreten.
Seite 55 Mechanische Eigenschaften 3.1 Kühlung Die Bemessungsdaten der Motoren beziehen sich auf einen Betrieb bei einer Kühlmittel- Vorlauftemperatur von 35 °C. Bei einer anderen Vorlauftemperatur ändert sich der Motordauerstrom gemäß nachfolgendem Bild. Hinweis Bei einer Vorlauftemperatur des Kühlers < 35 °C ist der mögliche Motordauerstrom größer I ist der Strom (Effektivwert) des Statorsegments bei Drehmoment M und Drehzahl n = 1 min...
Seite 56: Dimensionierung Des Kühlsystems
Leistungsreduzierung beim Einsatz von Öl als Kühlmedium Wenn Sie Öl als Kühlmedium einsetzen, kann sich die vom Kühler abführbare Wärmeleistung verringern. Reduzieren Sie entsprechend die Leistung des Motors. Wenden Sie sich für Fragen an Ihre zuständige Siemens-Niederlassung. Segmentmotoren radial 1FW68 Projektierungshandbuch, 08/2021, A5E51132930A AA...
Seite 57: Begründung Für Den Einsatz Von Wasser Mit Korrosionsschutzmittel
Mechanische Eigenschaften 3.1 Kühlung Begründung für den Einsatz von Wasser mit Korrosionsschutzmittel Bei Einsatz von unbehandeltem Wasser kann es aufgrund von Härteablagerungen, Algen- und Schleimbildungen sowie Korrosion zu erheblichen Schäden und Störungen kommen, z.B. • Verschlechterung des Wärmeübergangs • höhere Druckverluste aufgrund von Querschnittsverengungen •...
Seite 58: Geeignete Mischung
Mechanische Eigenschaften 3.2 Schutzart Geeignete Mischung • 25 % - 30 % Ethylenglykol (= Ethandiol) • Wasseranteil enthält max. 2 g/l gelöste Mineralsalze und ist weitgehend frei von Nitrit und Phosphat Herstellerempfehlungen siehe Anhang. Schutzart ACHTUNG Beschädigung des Motors durch Verschmutzungen Wenn der Motorraum verschmutzt ist, kann der Motor seine Funktion verlieren und verschleißen.
Seite 59: Schwingungsverhalten
Mechanische Eigenschaften 3.3 Schwingungsverhalten Schwingungsverhalten Das sich im Betrieb von Einbaumotoren einstellende Schwingungsverhalten hängt im Wesentlichen von der Maschinenkonstruktion und der Applikation ab. Durch ungünstige Maschinenkonstruktion, Projektierung oder Systemeinstellungen können Resonanzen angeregt werden, sodass die Schwinggrößenstufe A nach EN 60034-14 nicht erreicht wird.
Seite 60: Wartungs- Und Inspektionsintervalle
Mechanische Eigenschaften 3.5 Wartungs- und Inspektionsintervalle Wartungs- und Inspektionsintervalle 3.5.1 Sicherheitshinweise zur Instandhaltung WARNUNG Verletzungsgefahr durch ungewollte Drehbewegungen Wenn Sie bei eingeschalteter Maschine im Drehbereich des Motors arbeiten und der Motor sich ungewollt dreht, besteht die Gefahr von Tod, Körperverletzung und/oder Sachschaden. •...
Seite 61 Mechanische Eigenschaften 3.5 Wartungs- und Inspektionsintervalle WARNUNG Quetschgefahr durch die Permanentmagnete der Rotorsegmente Die Anziehungskräfte der magnetischen Rotorsegmente wirken auf magnetisierbare Materialien. Im Nahbereich der Rotorsegmente steigen die Anziehungskräfte stark an. Die Auslöseschwelle von 3 mT für ein Verletzungsrisiko durch Anziehung und Projektilwirkung wird bei einem Abstand von 300 mm erreicht (Richtlinie 2013/35/EU).
Seite 62 Mechanische Eigenschaften 3.5 Wartungs- und Inspektionsintervalle WARNUNG Gefahr durch elektrischen Schlag bei fehlerhaftem Anschluss Bei fehlerhaftem Anschluss von Direktantrieben besteht die Gefahr durch elektrischen Schlag. Tod, schwere Körperverletzung und/oder Sachschaden können die Folgen sein. • Schließen Sie die Motoren ausschließlich gemäß dieser Anleitung an. •...
Seite 63 Mechanische Eigenschaften 3.5 Wartungs- und Inspektionsintervalle WARNUNG Gefahr durch elektrischen Schlag Jede Bewegung eines Rotorsegments gegenüber einem Statorsegment und umgekehrt führt zu einer induzierten Spannung an den Leitungsanschlüssen des Statorsegments. Bei eingeschaltetem Motor stehen die Leitungsanschlüsse der Statorsegmente ebenfalls unter Spannung. Wenn Sie die Leitungsanschlüsse berühren, können Sie einen elektrischen Schlag erleiden.
Seite 64: Verletzungsgefahr Bei Änderung Sicherheitsrelevanter Motoreigenschaften
Vertragsgegenständen vorgenommen, so bestehen für diese und die daraus entstehenden Folgen gegenüber Siemens weder Schadenersatzansprüche aufgrund von Personenschäden noch Sachmängelansprüche. Für Fragen stehen Ihnen unsere Siemens-Servicezentren zur Verfügung. Adressen von Siemens-Servicezentren finden Sie unter http://www.siemens.com/automation/service&support Segmentmotoren radial 1FW68...
Seite 65: Prüfung Des Isolationswiderstands
• Prüfen Sie den Isolationswiderstand an den einzelnen Statorsegmenten ausschließlich gemäß der folgenden Vorgehensweise. • Wenn für die Maschinen-/Anlagenprüfung eine Gleichspannung > DC 1000 V oder Wechselspannung nötig ist, stimmen Sie diese Prüfung mit Ihrer zuständigen Siemens- Niederlassung ab. • Beachten Sie die Bedienungsanleitung des Prüfgeräts.
Seite 66: Wartungsarbeiten
Mechanische Eigenschaften 3.5 Wartungs- und Inspektionsintervalle WARNUNG Lebensgefahr durch elektrischen Schlag Die Klemmen haben während sowie unmittelbar nach der Messung teilweise gefährliche Spannungen, die beim Berühren lebensgefährlich sein können. • Berühren Sie nicht die Klemmen während oder unmittelbar nach der Messung. 3.5.3 Wartungsarbeiten Wartungsarbeiten an der Maschine...
Seite 67 Mechanische Eigenschaften 3.5 Wartungs- und Inspektionsintervalle Zeiträume für die Wartung Da die Betriebsverhältnisse sehr unterschiedlich sind, können keine Fristen für Wartungsarbeiten genannt werden. Anzeichen für notwendige Wartungsarbeiten • Hörbare Auffälligkeiten im Maschinenverhalten • Probleme mit der Positioniergenauigkeit • Höhere Stromaufnahme Prüf - und Wechselzyklen des Kühlmediums Prüf- und Wechselzyklen des Kühlmediums sind mit dem Hersteller des Kühlgerätes und mit dem Hersteller des Korrosionsschutzmittels abzustimmen.
Seite 68 Mechanische Eigenschaften 3.5 Wartungs- und Inspektionsintervalle Segmentmotoren radial 1FW68 Projektierungshandbuch, 08/2021, A5E51132930A AA...
Seite 69: Motorkomponenten Und Optionen
Motorkomponenten und Optionen Motorkomponenten 4.1.1 Aufbau des Motors im Überblick Segmentmotoren bestehen aus folgenden Komponenten: Statorsegment • Grundkomponente des Segmentmotors – mit 3-Phasen-Drehstromwicklung – mit integriertem Kühler zur Abfuhr der Verlustwärme • Statorsegmente bilden einzeln oder aneinandergereiht das Aktivteil des Segmentmotors Segmentmotoren radial 1FW68 Projektierungshandbuch, 08/2021, A5E51132930A AA...
Seite 70 Motorkomponenten und Optionen 4.1 Motorkomponenten ① Elektrischer Anschluss (Leistungsanschluss, Anschluss der Temperatursensoren und Schutzleiteranschluss PE) ② Kühleranschluss (Wasservorlauf) ③ Kühleranschluss (Wasserrücklauf) ④ T-Nutenstein nach DIN 508 (nicht im Lieferumfang enthalten) ⑤ Befestigungsprofil ⑥ Schutzleiteranschluss PE (4x), ebenfalls als Gewindeloch für Hebeöse verwendbar Bild 4-1 Statorsegment 1FW68 bis 66 A Segmentmotoren radial 1FW68...
Seite 71 Motorkomponenten und Optionen 4.1 Motorkomponenten ① Elektrischer Anschluss (Leistungsanschluss) ② Elektrischer Anschluss (Anschluss der Temperatursensoren) ③ Kühleranschluss (Wasservorlauf) ④ Kühleranschluss (Wasserrücklauf) ⑤ T-Nutenstein nach DIN 508 (nicht im Lieferumfang enthalten) ⑥ Befestigungsprofil ⑦ Schutzleiteranschluss PE (4x), ebenfalls als Gewindeloch für Hebeöse verwendbar Bild 4-2 Statorsegment 1FW68 größer 66 A Segmentmotoren radial 1FW68...
Seite 72 Motorkomponenten und Optionen 4.1 Motorkomponenten Rotorsegmente • bestehen aus einem geblechten Träger mit Permanentmagneten • bilden aneinandergereiht das Reaktionsteil des Motors Das folgende Bild zeigt 6 aneinandergereihte Rotorsegmente mit jeweils einem Nordpol und einem Südpol. Zwischen den Rotorsegmenten befinden sich T-Nutensteine. ①...
Seite 73: Temperaturüberwachung Und Thermischer Motorschutz
Motorkomponenten und Optionen 4.1 Motorkomponenten 4.1.2 Temperaturüberwachung und thermischer Motorschutz 4.1.2.1 Temperaturüberwachungskreise Temp-S und Temp-F Die Statorsegmente sind mit den zwei nachfolgend beschriebenen Temperaturüberwachungskreisen Temp-S und Temp-F ausgestattet. • Temp-S aktiviert den thermischen Motorschutz bei thermischer Überlastung der Motorwicklungen. Voraussetzung hierfür ist, dass Temp-S ordnungsgemäß angeschlossen ist und ausgewertet wird.
Seite 74 Motorkomponenten und Optionen 4.1 Motorkomponenten Hinweis Abschaltzeit Wenn Temp-S anspricht und seine Ansprechschwelle nicht zwischenzeitlich wieder unterschreitet, muss das Antriebssystem den Motor innerhalb von 5 Sekunden stromlos schalten. Somit wird unterbunden, dass sich die Motorwicklungen unzulässig erwärmen. ACHTUNG Zerstörung des Motors durch Übertemperatur Wenn die Motorwicklung überhitzt, kann der Motor zerstört werden.
Seite 75: Technische Eigenschaften Der Temperatursensoren
Motorkomponenten und Optionen 4.1 Motorkomponenten Kein direkter Anschluss der Temperaturüberwachungskreise WARNUNG Gefahr durch elektrischen Schlag bei falschem Anschluss der Temperaturüberwachungskreise Die Stromkreise von Temp-S und Temp-F bieten im Fehlerfall keine sichere elektrische Trennung gegenüber den Leistungsstromkreisen. • Verwenden Sie für den Anschluss der Temperaturüberwachungskreise Temp-S und Temp-F das TM120.
Seite 76 Motorkomponenten und Optionen 4.1 Motorkomponenten Tabelle 4- 1 Technische Daten des PTC–Drillings Bezeichnung Beschreibung PTC-Drilling gemäß DIN 44082 Ansprechschwelle 130 °C ± 5 K (Nennansprechtemperatur ϑ Kaltleiterwiderstand R (20 °C) am PTC-Drilling Siehe Kennlinie bei -20 °C < T < ϑ -20 K R ≤...
Seite 77: Technische Eigenschaften Des Pt1000-Temperatursensors
Motorkomponenten und Optionen 4.1 Motorkomponenten Technische Eigenschaften des Pt1000-Temperatursensors Der Pt1000 hat eine lineare Temperaturwiderstands-Kennlinie. Außerdem besitzt der Pt1000 eine geringe Wärmekapazität und einen guten thermischen Kontakt zur Motorwicklung. Tabelle 4- 2 Technische Daten des Kaltleiters Pt1000 Bezeichnung Beschreibung Pt1000 gemäß DIN EN 60751 Übertragungsbereich 0 °C ...
Seite 78: Geber
Motorkomponenten und Optionen 4.1 Motorkomponenten 4.1.3 Geber Hinweis Siemens bietet die Dienstleistung Application & Mechatronic Support Direct Motors Wenn Sie zu folgenden Themen mechatronischen Support benötigen, wenden Sie sich an Ihre zuständige Siemens-Niederlassung: • Mechanische Ausführung der Maschine • Einzusetzende Regelungstechnik •...
Seite 79 • Mechanik des Gesamtsystems inklusive Motor und Geberanbau lassen dies zu • Dynamisch sehr steife Maschinenkonstruktion zur Vermeidung niederfrequenter mechanischer Eigenschwingungen Bild 4-5 Performance-Auflösung-Diagramm Hinweis Eine Gewährleistung für die Beschaffenheit von Fremderzeugnissen übernimmt Siemens nicht. Segmentmotoren radial 1FW68 Projektierungshandbuch, 08/2021, A5E51132930A AA...
Seite 80 Eine für alle Gebertypen gültige, pauschale Empfehlung zur Integration des Gebers kann daher nicht angegeben werden. Siemens bietet zur Sicherstellung der optimalen Integration des Gebers in die mechanische Konstruktion die Dienstleistung Application & Mechatronic Support Direct Motors. Für weitere Informationen wenden Sie sich an Ihren Siemens-Ansprechpartner. Den Internet-Link "Technical Support"...
Seite 81: Lager
Motorkomponenten und Optionen 4.1 Motorkomponenten 4.1.4 Lager Lagerauswahl Segmentmotoren sind Einbaumotoren für direkt angetriebene Rund- oder Schwenkachsen. Für den Aufbau einer kompletten Antriebseinheit ist neben dem Winkelgebersystem ein Lager zwischen Stator und Rotor erforderlich. Die Lagerauswahl wird von folgenden Faktoren bestimmt: •...
Seite 82: Bremskonzepte
Lagerfluid bis zum Stillstand des Antriebs gefördert werden, damit das Lagersystem nicht mechanisch beschädigt wird. Lassen Sie sich durch den Application & Mechatronic Support Direct Motors von Siemens grundlegend beraten, damit Sie eine individuelle und optimale Lösung zum Abbremsen Ihres Antriebssystems erhalten.
Seite 83: Optionen
Motorkomponenten und Optionen 4.2 Optionen Optionen Anschlussleitungen für Statorsegmente bis 66 A Tabelle 4- 3 Kombileitungen für Statorsegmente bis 66 A Artikel-Nr. Aderzahl x Querschnitt in mm Steckergröße 6FX7002-5EA31-…. (4 x 2,5) + (4 x 0,5) 6FX7002-5EA41-…. (4 x 4) + (4 x 0,5) 6FX7002-5EA51-….
Seite 84 Motorkomponenten und Optionen 4.2 Optionen Segmentmotoren radial 1FW68 Projektierungshandbuch, 08/2021, A5E51132930A AA...
Seite 85: Projektierung
Projektierung Projektierungsablauf Hinweis Siemens bietet die Dienstleistung Application & Mechatronic Support Direct Motors Wenn Sie zu folgenden Themen mechatronischen Support benötigen, wenden Sie sich an Ihre zuständige Siemens-Niederlassung: • Mechanische Ausführung der Maschine • Einzusetzende Regelungstechnik • Geberauflösung und Messgenauigkeit des Gebers •...
Seite 86: Mechanische Randbedingungen
Projektierung 5.1 Projektierungsablauf 5.1.2 Mechanische Randbedingungen Trägheitsmoment Die kinetische Energie eines rotierenden Körpers ist direkt proportional zu seinem Trägheits- moment J in kgm . Das Trägheitsmoment berücksichtigt die rotierende Masse und ihre räumliche Verteilung über das ganze Körpervolumen in Bezug auf die Drehachse. Die rotierende Masse setzt sich aus der Masse der zu drehenden mechanischen Struktur (z.
Seite 87: Weitere Vorgehensweise
Projektierung 5.1 Projektierungsablauf Reibmoment Das Reibmoment M ist der Drehrichtung des bewegten Teils des Motors entgegengesetzt. Es kann näherungsweise aus einer konstanten "Haftreibungs-Komponente" M und einer "Gleit- reibungs-Komponente" M zusammengesetzt angenommen werden. Beide Komponenten hängen außerdem vom verwendeten Lager und dessen Belastung ab. Zu den Belastungen zählen, je nach Ausführung der mechanischen Konstruktion, vor allem Axialkräfte sowie Verspannkräfte zwischen den Lagerelementen.
Seite 88: Bedeutung Des Lastspiels
Projektierung 5.1 Projektierungsablauf Kurzzeitbetrieb S2 Beim Kurzzeitbetrieb S2 ist die Belastungszeit von so kurzer Dauer, dass der thermische Endzustand nicht erreicht wird. Die anschließende stromlose Pause ist so lang, dass der Motor praktisch wieder vollständig abkühlt. ACHTUNG Überlastung des Motors Eine zu hohe Belastung kann zur Abschaltung oder bei nicht korrekt ausgewerteten Temperatursensoren zur Zerstörung des Motors führen.
Seite 89: Drehmoment-Zeit-Diagramm
Projektierung 5.1 Projektierungsablauf Beispiel Bild 5-2 Beispiel für ein Lastspiel mit Drehzahl-Zeit-Diagramm n(t), daraus abgeleitetem Winkel- beschleunigung-Zeit-Diagramm α(t) und dem Bearbeitungsmoment-Zeit-Diagramm M 5.1.4 Drehmoment-Zeit-Diagramm Erforderliches Motormoment Das erforderliche Motormoment M ist zu jedem Zeitpunkt die Summe der Einzelmomente. Dabei ist auf die korrekte Berücksichtigung der Vorzeichen der Drehmomente zu achten. : Beschleunigungsmoment : Bearbeitungsmoment : Reibmoment...
Seite 90: Bestimmung Des Erforderlichen Motormoments
Projektierung 5.1 Projektierungsablauf Bestimmung des erforderlichen Motormoments Der zeitliche Verlauf der Reibmomente kann auf Basis des Drehzahlverlaufs ermittelt werden. Mit Hilfe der Summenformel kann anschließend das Motormoment-Zeit-Diagramm erstellt werden (siehe nachfolgendes Bild), aus dem das erforderliche Spitzendrehmoment M mMAX direkt abgelesen werden kann. Bild 5-3 Auftretende Einzelmomente und das daraus resultierende erforderliche Motormoment M bei einem...
Seite 91 Projektierung 5.1 Projektierungsablauf Hinweis In Abhängigkeit von der Anwendung, z. B. bei einer horizontalen Achse, muss bei der Ermittlung des erforderlichen Motormoments zusätzlich das Gravitationsmoment M berücksichtigt werden. Den größten Betrag erreicht das Gravitationsmoment bei = m • g • r m: bewegte Masse g: Erdbeschleunigung r: Radius der Kreisbahn...
Seite 92: Auswahl Der Statorsegmente
Abmessungen der Rotorsegmente sind in den Motordaten für den Referenzmotor angegeben. Weitere Abmessungen für Rotorsegmente erhalten Sie auf Anfrage bei Ihrer zuständigen Siemens-Niederlassung. Die Anzahl der benötigten Rotorsegmente richtet sich nach • dem gewünschten Drehwinkel (φ = 0 ° ... 360 °) •...
Seite 93: Ungleichmäßige Strombelastung
70 % des Bemessungsmoments betrieben werden, siehe auch M * im Kapitel "Technische Daten und Kennlinien". Für genaue Auslegungen wenden Sie sich an Ihre zuständige Siemens-Niederlassung. Hinweis Nicht in allen Betriebszuständen des Motors sind alle drei Phasen gleichmäßig mit Strom belastet! Beispiele für ungleichmäßige Strombelastung:...
Seite 94 Projektierung 5.1 Projektierungsablauf Motormoment-Drehzahl-Diagramms bestimmen Wenn das Motormoment-Drehzahl-Diagramm nicht vorliegt, bestimmen Sie das Motormoment-Drehzahl-Digramm ersatzweise aus folgenden Angaben aus dem Bild "Motormoment-Drehzahl-Diagramm": • Maximalmoment M mit zugehöriger Drehzahl n MAX,MMAX • Bemessungsmoment M mit dazugehöriger Drehzahl n Übertragen Sie in dieses Diagramm prinzipiell alle Arbeitspunkte des Lastspiels aus dem Motormoment-Zeit-Diagramm und dem Drehzahl-Zeit-Diagramm.
Seite 95: Erfüllung Der Drehmoment-Drehzahl-Anforderungen
Projektierung 5.1 Projektierungsablauf 5.1.9 Drehmoment-Drehzahl-Anforderungen Erfüllung der Drehmoment-Drehzahl-Anforderungen Falls der ausgewählte Motor die Drehmoment-Drehzahl-Anforderungen nicht erfüllen kann, bieten sich die folgenden Lösungsmöglichkeiten an. • Größerer Motor Sofern ein Arbeitspunkt im Bereich A gewünscht ist, ist ein Motor mit größerem Durchmesser und / oder größerer Baulänge erforderlich (siehe Motor 2 im nachfolgenden Bild).
Seite 96: Überprüfen Der Trägheitsmomente
Projektierung 5.1 Projektierungsablauf • Feldschwächbetrieb Sofern ein Arbeitspunkt im Bereich C gewünscht ist, muss der Motor mit Feldschwächung betrieben werden (siehe nachfolgendes Bild). Vorteil: Es sind deutlich höhere Drehzahlen möglich. Nachteil: Die verfügbaren Momente sind sehr gering. Hierbei ist ein geringerer Strom erforderlich, siehe Beschreibung zum Feldschwächbetrieb im Kapitel "Technische Daten und Kennlinien"...
Seite 97: Auswahl Der Komponenten Des Antriebssystems Für Den Leistungsanschluss
• Zur Dämpfung der Schwingungen empfehlen wir den Einsatz des zugehörigen Active Interface Modules. Für Einzelheiten siehe Dokumentationen des verwendeten Antriebssystems oder wenden Sie sich an Ihre zuständige Siemens-Niederlassung. Hinweis Zum Betrieb der geregelten Einspeiseeinheit Active Line Module ist das zugehörige Active Interface Module zwingend erforderlich.
Seite 98: Berechnung Der Erforderlichen Einspeisung
Projektierung 5.2 Montage 5.1.12 Berechnung der erforderlichen Einspeisung Dimensionierung des Active Line Module Ziehen Sie zur Dimensionierung des Active Line Modules die Leistungsbilanz des Antriebs heran. Dazu muss zunächst die aufzubringende mechanische Leistung P an der Motorwelle mech bekannt sein. Ausgehend von dieser Wellenleistung, erhält man die dem Netz zu entnehmende elektrische Wirkleistung P , indem man zur mechanischen Leistung P Netz...
Seite 99 Projektierung 5.2 Montage WARNUNG Quetschgefahr durch die Permanentmagnete der Rotorsegmente Die Anziehungskräfte der magnetischen Rotorsegmente wirken auf magnetisierbare Materialien. Im Nahbereich der Rotorsegmente steigen die Anziehungskräfte stark an. Die Auslöseschwelle von 3 mT für ein Verletzungsrisiko durch Anziehung und Projektilwirkung wird bei einem Abstand von 300 mm erreicht (Richtlinie 2013/35/EU).
Seite 100 Projektierung 5.2 Montage WARNUNG Gefahr durch elektrischen Schlag Jede Bewegung eines Rotorsegments gegenüber einem Statorsegment und umgekehrt führt zu einer induzierten Spannung an den Leitungsanschlüssen des Statorsegments. Bei eingeschaltetem Motor stehen die Leitungsanschlüsse der Statorsegmente ebenfalls unter Spannung. Wenn Sie die Leitungsanschlüsse berühren, können Sie einen elektrischen Schlag erleiden. Statorsegmente für Ströme größer 66 A haben für den Leistungsanschluss Winkelsteckdosen mit Kontaktstiften für Gegenstecker.
Seite 101 Projektierung 5.2 Montage WARNUNG Elektrischer Schlag durch defekte Anschlussleitungen Wenn Sie defekte Anschlussleitungen verwenden, kann ein elektrischer Schlag die Folge sein. Außerdem können Sachschäden, z. B. durch Brände, entstehen. • Achten Sie darauf, dass bei der Montage die Anschlussleitungen – nicht beschädigt werden, –...
Seite 102: Kräftewirkung Zwischen Stator Und Rotor
Projektierung 5.2 Montage 5.2.2 Kräftewirkung zwischen Stator und Rotor Radial- und Axialkräfte Die nachfolgende Darstellung zeigt exemplarisch die Wirkung der radialen und axialen Kräfte bei einem Fügevorgang zwischen einem Stator und Rotor. Radiale und axiale Kräfte wirken auch zwischen den Statorsegmenten und Rotorsegmenten. Rotor mit Permanentmagneten Stator Axiale Anziehungskraft...
Seite 103: Radialkräfte Zwischen Statorsegment Und Rotor
Projektierung 5.2 Montage Radialkräfte zwischen Statorsegment und Rotor Die Anziehungskraft F (Radialkraft) zwischen einem Statorsegment und dem Rotor hängt vom Luftspalt ab. Die in den Datenblättern angegebene Größe F bezieht sich auf den Bemessungsluftspalt. Das folgende Bild zeigt die relative Abhängigkeit der Anziehungskraft F in Abhängigkeit vom Luftspalt.
Seite 104: Axialkraft Zwischen Statorsegment Und Rotorsegment
Projektierung 5.2 Montage Axialkraft zwischen Statorsegment und Rotorsegment Die maximale axiale Anziehungskraft tritt auf, wenn sich Statorsegment und Rotorsegment etwas überdecken. Die maximale axiale Anziehungskraft auf ein Statorsegment beträgt beim Fügen mit Bemessungsluftspalt ca. 1000 N. Der exakte Wert hängt von der Ausrichtung der Segmente zueinander ab und kann z. B. beim Verkippen oder Verkanten von den 1000 N abweichen.
Seite 105: Schraubenmaterial Und Anziehdrehmomente
Projektierung 5.2 Montage • Die Befestigungsnuten im Statorsegment und Rotorsegment sind nach DIN 508 gemäß folgender Tabelle ausgelegt. Die T-Nutensteinlänge ist von der Einbausituation abhängig. Die T-Nutensteine müssen mindestens so lang wie die magnetisch aktive Länge des jeweiligen Rotor- bzw. Statorsegments sein. Komponente nach DIN 508 Statorsegment...
Seite 106: Vorgehensweise Bei Der Montage Des Segmentmotors
• Halten Sie bei der Montage die in den nachfolgenden Beschreibungen angegebene Reihenfolge der Arbeiten ein. Hinweis Montagebeschreibung Die folgende Montagebeschreibung bezieht sich auf den in diesem Dokument beschriebenen Referenzmotor. Wenn Sie Segmentmotoren anders montieren wollen, lassen Sie sich von Ihrer zuständigen Siemens-Niederlassung unterstützen. Segmentmotoren radial 1FW68 Projektierungshandbuch, 08/2021, A5E51132930A AA...
Seite 107 Projektierung 5.2 Montage WARNUNG Gefahr durch elektrischen Schlag Jede Bewegung eines Rotorsegments gegenüber einem Statorsegment und umgekehrt führt zu einer induzierten Spannung an den Leitungsanschlüssen des Statorsegments. Beim Berühren der Leitungsanschlüsse besteht Gefahr durch elektrischen Schlag. Außerdem können Kurzschluss-Bremsmomente bei Phasenkurzschluss entstehen, die das freie Bewegen des Rotorsegments verhindern.
Seite 108: Voraussetzungen Für Die Montage Der Rotorsegmente
Projektierung 5.2 Montage 5.2.4.1 Voraussetzungen für die Montage der Rotorsegmente Montagefläche für Rotorsegmente Für die Montage der Rotorsegmente empfehlen wir eine Montagefläche mit einem mechanischen Anschlag gemäß folgendem Bild. Wenn der mechanische Anschlag zu niedrig ist, lässt sich das Rotorsegment ungewollt darüber hinausschieben. ①...
Seite 109 Projektierung 5.2 Montage Hilfsmittel zum Ausrichten des letzten Rotorsegments Hebel Für das Ausrichten des letzten Rotorsegments benötigen Sie einen Hebel mit folgenden Eigenschaften: • Vierkant- oder Rundmaterial aus Metall, Holz oder Kunststoff • Hebelbreite x Hebelhöhe: max. 30 mm x 17 mm oder Hebeldurchmesser: max.17 mm •...
Seite 110: Axiale Toleranzen Der Segmente
Projektierung 5.2 Montage Axiale Toleranzen der Segmente Die axiale Toleranz zwischen Statorsegment und Rotorsegment beträgt +/- 1,5 mm. Bild 5-15 Axiale Toleranz zwischen Statorsegment und Rotorsegment Segmentmotoren radial 1FW68 Projektierungshandbuch, 08/2021, A5E51132930A AA...
Seite 111: Rotorsegmente Montieren
Projektierung 5.2 Montage 5.2.4.2 Rotorsegmente montieren WARNUNG Schwere Quetschgefahr (Schritt 6) Die stark magnetischen Rotorsegmente werden beim Einschieben in die T-Nutensteine zunächst in Richtung des mechanischen Anschlags gezogen. Diese Bewegung des Rotorsegments geschieht eigenständig und kann bis ca. 1/3 der Länge des Rotorsegments betragen.
Seite 112 Projektierung 5.2 Montage Vorgehensweise 1. Montieren Sie die T-Nutensteine. Lassen Sie die Befestigungsschrauben etwas lose. Drehen Sie die Schrauben nur so weit ein, dass Sie die Rotorsegmente noch aufschieben können. Wir empfehlen einen Abstand von 0,5 mm bis maximal 1 mm zwischen T-Nutenstein und innerer Oberfläche des Befestigungsprofils des Rotorsegments.
Seite 113 Projektierung 5.2 Montage 3. Legen Sie die Bestückungsrichtung fest. In dieser Beschreibung ist die Bestückungsrichtung von links nach rechts (blauer Pfeil). 4. Schieben Sie das erste Rotorsegment nach links (roter Pfeil) bis zum Anschlag des Rotorsegments an den T-Nutenstein. Hierbei werden die Schrauben der linken T-Nutensteine in Richtung der Bohrungswand gedrückt.
Seite 114 Projektierung 5.2 Montage 5. Ziehen Sie die Befestigungsschrauben des linken T-Nutensteins fest. Aber lassen Sie die Befestigungsschrauben des rechten T-Nutensteins lose. Hinweis Befestigungsschrauben der T-Nutensteine anziehen Schieben Sie die Rotorsegmente stets entgegengesetzt zur gewählten Bestückungsrichtung bis zum Anschlag an den jeweiligen T-Nutenstein, bevor Sie die Schrauben dieses T-Nutensteins anziehen.
Seite 115 Projektierung 5.2 Montage 10. Montieren Sie das letzte Rotorsegment wie folgt: • Der linke T-Nutenstein für das letzte Rotorsegment ist gleichzeitig der rechte T-Nutenstein des vorletzten montierten Rotorsegments. Daher sind die Befestigungsschrauben des linken T-Nutensteins für das letzte Rotorsegment bereits lose. Lösen Sie auch die Befestigungsschrauben des rechten T-Nutensteins für das letzte Rotorsegment.
Seite 116 Projektierung 5.2 Montage • Sorgen Sie für gleichgroße Lücken zwischen dem letzten Rotorsegment und den benachbarten Rotorsegmenten. Korrigieren Sie hierzu die Position des letzten Rotorsegments wie folgt: – Ziehen Sie die Schrauben der beiden T-Nutensteine so an, dass sich das Rotorsegment noch bewegen lässt, aber kein übermäßiges radiales Spiel mehr vorhanden ist.
Seite 117 Projektierung 5.2 Montage – Schieben Sie einen Stahlblechstreifen in die entstandene Lücke zwischen dem ersten und letzten Rotorsegment in Höhe der N- und S-Markierung. Sie müssen den Stahlblechstreifen 5 bis 10 mm tief in die Lücke hineinschieben. Der Stahlblechstreifen muss die Eigenschaften gemäß dem Abschnitt "Stahlblechstreifen" im Kapitel "Voraussetzungen für die Montage der Rotorsegmente (Seite 106)"...
Seite 118 Projektierung 5.2 Montage – Drücken Sie den Hebel dann in entgegengesetzte Richtung, sodass der Stahlblechstreifen eingeklemmt wird. Der Drehpunkt für den Hebel befindet sich nun auf dem Stahlblechstreifen. Drehen Sie das hintere Ende des Rotorsegments so weit wie möglich in Richtung des vorletzten Rotorsegments. Erstes Rotorsegment Mechanischer Anschlag Leicht angezogene...
Seite 119 Projektierung 5.2 Montage – Ziehen Sie beim T-Nutenstein zwischen vorletztem und letztem Rotorsegment die hintere Schraube fest, sodass das hintere Ende des Rotorsegments in seiner Position fixiert wird. Erstes Rotorsegment Mechanischer Anschlag Leicht angezogene Schraube n - 1 Vorletztes Stahlblechstreifen Fest angezogene Rotorsegment Schraube...
Seite 120 Projektierung 5.2 Montage – Drücken Sie abschließend den Hebel nochmals in Richtung des vorletzten Rotorsegments, und ziehen Sie alle Schrauben des linken T-Nutensteins fest. Erstes Rotorsegment Mechanischer Anschlag Leicht angezogene Schraube n - 1 Vorletztes Stahlblechstreifen Fest angezogene Rotorsegment Schraube Letztes Rotorsegment Hebel T-Nutenstein...
Seite 121 Projektierung 5.2 Montage – Entfernen Sie den Stahlblechstreifen sowie den Hebel, und ziehen Sie auch die Schrauben des rechten T-Nutensteins fest. Erstes Rotorsegment Mechanischer Anschlag Leicht angezogene Schraube n - 1 Vorletztes Stahlblechstreifen Fest angezogene Rotorsegment Schraube Letztes Rotorsegment Hebel T-Nutenstein ❒...
Seite 122: Statorsegmente Montieren
Projektierung 5.2 Montage 5.2.4.3 Statorsegmente montieren WARNUNG Schwere Quetschgefahr (Schritt 2) Sobald das Statorsegment in das Magnetfeld der Rotorsegmente eintritt, wird das Statorsegment schlagartig nach hinten gezogen. Es besteht schwere Quetschgefahr. • Montieren Sie Statorsegmente nicht von Hand. Verwenden Sie ein geeignetes Montagehilfsmittel.
Seite 123 Projektierung 5.2 Montage 2. Schieben Sie das Statorsegment mit einem Montagehilfsmittel auf die T-Nutensteine. Schützen Sie dabei die Rotorsegmente mit einer 1 mm dicken Distanzfolie vor Beschädigungen. 3. Ziehen Sie die Schrauben der beiden mittleren T-Nutensteine an. 4. Tauschen Sie nacheinander die verlängerten T-Nutensteine durch die T-Nutensteine zur Befestigung der Statorsegmente aus.
Seite 124: Prüfen Der Arbeiten
Projektierung 5.2 Montage 5. Ziehen Sie die Schrauben der beiden äußeren T-Nutensteine an. 6. Gehen Sie entsprechend mit allen weiteren zu montierenden Statorsegmenten vor. ❒ 5.2.5 Prüfen der Arbeiten Montagearbeiten überprüfen Entfernen Sie vor der Bewegung des Rotors alle Werkzeuge und Ge genstände aus dem Schwenkbereich und dem Luftspalt.
Seite 125 Projektierung 5.2 Montage • Grundsätzlich muss sich die montierte Drehachse leichtgängig bewegen lassen. Beispiele für Achsen, die gegebenenfalls nicht von Hand überprüfbar sind: – große Achsen mit hohem Reibmoment, – Blockierung im stromlosen Zustand, – nicht ausgeglichene Gewichtskräfte. WARNUNG Gefahr durch unkontrollierte Bewegung der Achse Wenn Sie die Blockierung oder Bremse im stromlosen ungeregelten Zustand der Achse lösen, besteht Gefahr durch unkontrollierte Bewegung der Achse.
Seite 126: Montagebeispiel
Projektierung 5.2 Montage 5.2.6 Montagebeispiel Beispiel für einen eingebauten radialen Segmentmotor Nachfolgend ist ein montierter radialer Segmentmotor mit Strombedarf größer 66 A dargestellt. ① Maschinenkonstruktion ② Trägerrad für die Rotorsegmente ③ Welle ④ Rotorsegment ⑤ Statorsegment Bild 5-18 Montagebeispiel Segmentmotoren radial 1FW68 Projektierungshandbuch, 08/2021, A5E51132930A AA...
Seite 127 Projektierung 5.2 Montage ① Maschinenkonstruktion ② Trägerrad für die Rotorsegmente ④ Rotorsegment ⑤ Statorsegment ⑥ Kühleranschluss (Wasserrücklauf) ⑦ Anschluss der Temperatursensoren ⑧ Leistungsanschluss über Einzeladern ⑨ Kühleranschluss (Wasservorlauf) ⑩ T-Nutenstein zur Befestigung des Statorsegments ⑪ Schutzleiteranschluss PE ⑫ T-Nutenstein zur Befestigung des Rotorsegments Bild 5-19 Montagebeispiel - Detailansicht Segmentmotoren radial 1FW68...
Seite 129: Technische Daten Und Kennlinien
Technische Daten und Kennlinien Dieses Kapitel beinhaltet exemplarisch die technischen Daten und Kennlinien für einen Referenzmotor. Die zuständige Siemens-Niederlassung stellt Ihnen auf Anforderung individuell Datenblätter und Kennlinien zu kundenspezifischen Segmentmotoren zur Verfügung. Hinweis Systemspezifische Angaben beziehen sich auf die Kombination von Segmentmotoren mit SINAMICS S120 Antriebssystemen.
Seite 130 Technische Daten und Kennlinien 6.1 Erläuterungen Randbedingungen Zwischenkreisspannung des Umrichters (Gleichspannungswert). Bemerkung: U ist die maximal zulässige Ausgangsspannung des Umrichters. a max Maximale Vorlauftemperatur der Wasserkühlung des Kühlers, wenn das VORL Statorsegment bis zum Bemessungsmoment M ausgenutzt werden soll. Zur Abhängigkeit des Statorsegment-Dauerstroms von der Vorlauftemperatur der Wasserkühlung siehe Kennlinie im Kapitel "Kühlung".
Seite 131: Physikalische Konstanten
Technische Daten und Kennlinien 6.1 Erläuterungen Maximale Drehzahl (maximal zulässige Betriebsdrehzahl). Maximale Drehzahl, bis zu der das Statorsegment das Maximalmoment M MAX,MMAX liefern kann. Maximale Drehzahl, bei der kein Voltage Protection Module VPM erforderlich ist. MAX,INV Leerlaufdrehzahl; maximale Drehzahl ohne Belastung. MAX,0 Drehmoment für Drehzahl n = 1 min , bei der noch eine gleichmäßige Verteilung...
Seite 132 Technische Daten und Kennlinien 6.1 Erläuterungen Bild 6-1 Thermische Zeitkonstante Polpaarzahl des Statorsegments. Rastmoment (cogging torque). Dies ist das Moment aufgrund der Wechselwirkung zwischen Blechpaket und Permanentmagneten am Luftspalt bei stromlosem Statorsegment. Das Rastmoment lässt sich wie folgt berechnen: Hierbei sind a bis a die Amplituden der Drehmoment-Oberwellen.
Seite 133 Technische Daten und Kennlinien 6.1 Erläuterungen Daten Kühler Maximale abgeführte Wärmeleistung durch den Kühler bei Ausnutzung des Statorsegments bis zum Bemessungsmoment M und bei Bemessungstemperatur Empfohlener Mindest-Volumenstrom im Kühler zum Erzielen des Bemessungsmoments M ΔT Der Temperaturanstieg des Kühlmediums zwischen Vorlauf und Rücklauf des Kühlers im Betriebspunkt Q lässt sich mit folgender Formel abschätzen:...
Seite 134: Drehmoment-Drehzahl-Diagramm Mit Feldschwächung
Technische Daten und Kennlinien 6.1 Erläuterungen Drehmoment-Drehzahl-Diagramm mit Feldschwächung S1-Betrieb S1-Betrieb mit Feldschwächung Spannungsgrenzkennlinie Grenzkennlinie für S1-Betrieb Spannungsgrenzkennlinie mit Feldschwächung Bemessungspunkt bei M Arbeitspunkt bei M MAX,MMAX Drehmoment M bei Drehzahl n = 1 min Bild 6-4 Schematische Beschreibung des Drehmoment–Drehzahl–Diagramms Mit steigender Drehzahl erhöht sich die in der Wicklung des Motors induzierte Spannung.
Seite 135: Datenblätter Und Kennlinien
Technische Daten und Kennlinien 6.2 Datenblätter und Kennlinien Hinweis Ab einer bestimmten Drehzahl ist ein Voltage Protection Module VPM erforderlich, siehe hierzu Kapitel "Datenblätter und Kennlinien". Beachten Sie, dass mit zunehmender Drehzahl die Rotor-Verlustleistung steigt und zusätzliche Maßnahmen zur Wärmeabfuhr des Rotors erforderlich sein können. Der im Bild "Schematische Beschreibung des Drehmoment–Drehzahl–Diagramms"...
Seite 136 Technische Daten und Kennlinien 6.2 Datenblätter und Kennlinien Datenblatt 1FW68-Referenzmotor Tabelle 6- 2 1FW68-Referenzmotor Technische Daten Kurz- Einheit Wert bezeich- 1FW68-Referenzmotor nung 1FW6809-1SN41-0BA1 G1A Randbedingungen Zwischenkreisspannung Vorlauftemperatur der Wasserkühlung °C VORL Bemessungstemperatur der Wicklung °C Daten im Bemessungspunkt Bemessungsmoment 3020 Bemessungsstrom 69,4 Bemessungsdrehzahl...
Seite 137 Technische Daten und Kennlinien 6.2 Datenblätter und Kennlinien Technische Daten Kurz- Einheit Wert bezeich- 1FW68-Referenzmotor nung 1FW6809-1SN41-0BA1 G1A Daten Kühler maximale abgeführte Wärmeleistung 1,58 empfohlener Mindest-Volumenstrom l/min Temperaturanstieg des Kühlmediums ΔT 4,54 Druckabfall Δp 0,294 Tabelle 6- 3 Daten in Abhängigkeit von der Anzahl der Statorsegmente Technische Daten EL,MAX 1FW68-Referenzmotor...
Seite 138 Technische Daten und Kennlinien 6.2 Datenblätter und Kennlinien Kennlinien für 1FW6809-1SN41-0BA1 G1A Drehmoment M über Drehzahl n Kurzschluss-Bremsmoment M über Drehzahl n Segmentmotoren radial 1FW68 Projektierungshandbuch, 08/2021, A5E51132930A AA...
Seite 139 Technische Daten und Kennlinien 6.2 Datenblätter und Kennlinien Kühler - Druckverluste Δ p über Volumenstrom Segmentmotoren radial 1FW68 Projektierungshandbuch, 08/2021, A5E51132930A AA...
Seite 140 Technische Daten und Kennlinien 6.2 Datenblätter und Kennlinien Segmentmotoren radial 1FW68 Projektierungshandbuch, 08/2021, A5E51132930A AA...
Seite 141: Einsatzvorbereitung
Einsatzvorbereitung WARNUNG Lebensgefahr und Quetschgefahr durch permanentmagnetische Felder Wenn Sie die Sicherheitshinweise zu den permanentmagnetischen Feldern der Rotorsegmente nicht beachten, können schwere Personen- und Sachschäden die Folge sein. • Beachten Sie das Kapitel "Gefahren durch starke Magnetfelder (Seite 31)". WARNUNG Unsachgemäße Verpackung, Lagerung und/oder unsachgemäßer Transport Bei unsachgemäßer Verpackung, Lagerung und/oder unsachgemäßen Transport- und Hebevorgängen besteht die Gefahr von Tod, Körperverletzung und/oder Sachschäden.
Seite 142: Transportieren
Einsatzvorbereitung 7.1 Transportieren Hinweis Originalverpackung Bewahren Sie möglichst die Verpackung von Komponenten mit Permanentmagneten auf! Bei Wiederverwendung von Originalverpackungen überkleben Sie nicht eventuell vorhandene Sicherheitshinweise. Verwenden Sie bei Bedarf durchsichtiges Paketklebeband. Transportieren Hinweis UN-Nummer für Permanentmagnete Permanentmagnete als Gefahrengut sind der UN-Nummer 2807 zugeordnet. Für See- und Straßenfracht sind bei Produkten, die Permanentmagnete enthalten, keine zusätzlichen Maßnahmen zum Schutz vor Magnetfeldern bei der Verpackung erforderlich.
Seite 143: Vorgaben Für Verpackungen Bei Lufttransport
Einsatzvorbereitung 7.1 Transportieren Tabelle 7- 2 Biologische Umweltbedingungen Transport: Klasse 2B1 Tabelle 7- 3 Chemische Umweltbedingungen Transport: Klasse 2C1 Tabelle 7- 4 Mechanisch aktive Umweltbedingungen Transport: Klasse 2S2 Tabelle 7- 5 Mechanische Umweltbedingungen Transport: Klasse 2M2 7.1.2 Vorgaben für Verpackungen bei Lufttransport Beim Lufttransport von Produkten, die Permanentmagnete enthalten, dürfen die maximal zulässigen Magnetfeldstärken gemäß...
Seite 144: Heben Von Statorsegmenten
Einsatzvorbereitung 7.2 Einlagern 7.1.3 Heben von Statorsegmenten ACHTUNG Beschädigung des Statorsegments durch falsches Heben Der unsachgemäße Einsatz von Hebevorrichtungen kann zur Beschädigung des Statorsegments führen. Zum Heben des Statorsegments sind vier Gewindelöcher für Hebeösen vorhanden. • Verwenden Sie mindestens zwei Hebeösen zum Heben des Statorsegments. •...
Seite 145: Einlagern In Räumen Und Schutz Vor Feuchtigkeit
Einsatzvorbereitung 7.2 Einlagern Tabelle 7- 7 Biologische Umweltbedingungen Langzeitlagerung: Klasse 1B1 Tabelle 7- 8 Chemische Umweltbedingungen Langzeitlagerung: Klasse 1C1 Tabelle 7- 9 Mechanisch aktive Umweltbedingungen Langzeitlagerung: Klasse 1S2 Tabelle 7- 10 Mechanische Umweltbedingungen Langzeitlagerung: Klasse 1M2 7.2.2 Einlagern in Räumen und Schutz vor Feuchtigkeit Die Motoren können unter folgenden Bedingungen bis zu 2 Jahre gelagert werden: Einlagern in Räumen •...
Seite 146: Schutz Vor Feuchtigkeit
Einsatzvorbereitung 7.2 Einlagern Schutz vor Feuchtigkeit Wenn kein trockener Lagerplatz verfügbar ist, dann treffen Sie folgende Maßnahmen: • Hüllen Sie den Motor in Feuchtigkeit aufnehmendes Material. Verpacken Sie den Motor danach luftdicht in Folie. • Legen Sie mehrere Beutel Trocknungsmittel in die Dichtverpackung. Kontrollieren Sie das Trockenmittel und ersetzen Sie das Trocknungsmittel bei Bedarf.
Seite 147: Elektrischer Anschluss
Elektrischer Anschluss ACHTUNG Zerstörung des Motors durch direkten Anschluss an das Drehstromnetz Der direkte Anschluss an das Drehstromnetz führt zur Zerstörung des Motors. • Betreiben Sie die Motoren nur mit den projektierten Umrichtern. WARNUNG Gefahr durch elektrischen Schlag Wenn Sie am Stator oder am Statorsegment als Einzelkomponente eine Spannung anlegen, können Sie mangels Berührungsschutz einen elektrischen Schlag erleiden.
Seite 148 Elektrischer Anschluss WARNUNG Gefahr durch elektrischen Schlag Jede Bewegung eines Rotorsegments gegenüber einem Statorsegment und umgekehrt führt zu einer induzierten Spannung an den Leitungsanschlüssen des Statorsegments. Bei eingeschaltetem Motor stehen die Leitungsanschlüsse der Statorsegmente ebenfalls unter Spannung. Wenn Sie die Leitungsanschlüsse berühren, können Sie einen elektrischen Schlag erleiden. Statorsegmente für Ströme größer 66 A haben für den Leistungsanschluss Winkelsteckdosen mit Kontaktstiften für Gegenstecker.
Seite 149 Elektrischer Anschluss WARNUNG Elektrischer Schlag durch hohe Ableitströme Hohe Ableitströme können beim Berühren leitfähiger Teile der Maschine zu einem elektrischen Schlag führen. • Beachten Sie bei hohen Ableitströmen die erhöhten Anforderungen an den Schutzleiter. Die Anforderungen sind in den Normen DIN EN 61800-5-1 und DIN EN 60204-1 geregelt.
Seite 150: Zulässige Netzformen
Elektrischer Anschluss 8.1 Zulässige Netzformen Zulässige Netzformen Zulässige Netzformen und Spannungen Für die Statorsegmente gelten die zulässigen Netzspannungen von TN-Netzsystemen entsprechend folgender Tabelle. Tabelle 8- 1 Zulässige Netzspannungen von TN-Netzsystemen, resultierende Zwischenkreisspannungen und Umrichterausgangsspannungen Zulässige Resultierende Umrichterausgangsspannung Netzspannung Zwischenkreisspannung U (Effektivwert) U a max 400 V...
Seite 151: Systemeinbindung
Elektrischer Anschluss 8.3 Systemeinbindung Systemeinbindung 8.3.1 Antriebssystem Komponenten Segmentmotoren sind für den Betrieb am Antriebssystem SINAMICS S120 vorgesehen. Sie können Motor Modules der Bauform "Booksize" oder "Chassis" einsetzen. Tabelle 8- 2 Benötigte Komponenten Komponente Zweck Control Unit Regelung Line Module mit zugehörigem Netzfilter, geregelt mit Rückspeisung Einspeisung, Gleichrichter Motor Module Wechselrichter...
Seite 152: Leistungs- Und Signalanschluss Von Statorsegmenten Bis 66 A
Elektrischer Anschluss 8.3 Systemeinbindung Hinweis Leitungen für den Leistungsanschluss Welche Anschlussleitungen Sie für den Leistungsanschluss benötigen, hängt vom Strombedarf des eingesetzten Statorsegments ab. Bestellbezeichnungen für Leitungen finden Sie im Kapitel "Optionen (Seite 81)". Hinweis O-Ring Entfernen Sie den O-Ring vom SPEED-CONNECT-Steckverbinder, bevor Sie den SPEED- CONNECT-Steckverbinder mit einem SPEED-CONNECT-Gegen-Steckverbinder zusammenfügen.
Seite 153: Leistungs- Und Signalanschluss Von Statorsegmenten Größer 66 A
• Zur Dämpfung der Schwingungen empfehlen wir den Einsatz des zugehörigen Active Interface Modules. Für Einzelheiten siehe Dokumentationen des verwendeten Antriebssystems oder wenden Sie sich an Ihre zuständige Siemens-Niederlassung. Hinweis Zum Betrieb der geregelten Einspeiseeinheit Active Line Module ist das zugehörige Active Interface Module zwingend erforderlich.
Seite 154: Terminal Module Tm120
Elektrischer Anschluss 8.3 Systemeinbindung 8.3.2 Terminal Module TM120 Das Terminal Module TM120 ist eine Baugruppe zur Auswertung von Temperatursignalen. Für einen besseren thermischen Kontakt zur Motorwicklung sind die Temperatursensoren in den Motoren nicht sicher elektrisch getrennt ausgeführt. Das Terminal Module TM120 wertet die Temperatursensoren sicher elektrisch getrennt aus. Informationen zum TM120 finden Sie im Gerätehandbuch "SINAMICS S120 Control Units und ergänzende Systemkomponenten".
Seite 155: Minimal Zulässiger Biegeradius Der Leitungen
Elektrischer Anschluss 8.3 Systemeinbindung 8.3.5 Minimal zulässiger Biegeradius der Leitungen Entnehmen Sie der nachfolgenden Tabelle die minimal zulässigen Biegeradien für dynamisch und statisch verlegte Kombileitungen. Tabelle 8- 4 Minimal zulässige Biegeradien der Kombileitungen für Statorsegmente bis 66 A Artikel-Nr. Aderzahl x Querschnitt Maximaler Dynamischer Statischer...
Seite 156: Strombelastbarkeit Der Leitungen
Elektrischer Anschluss 8.3 Systemeinbindung 8.3.6 Strombelastbarkeit der Leitungen Für den elektrischen Anschluss von Statorsegmenten mit einem Strombedarf bis 66 A sind Kombileitungen mit einem Querschnitt von bis zu 16 mm vorgesehen. Die Leitungen müssen 4 Adern für die Leistungsleitung und 4 Adern für die Signalleitung enthalten. Der Querschnitt der Signaladern beträgt jeweils 0,5 mm Bei größerem Strombedarf müssen Sie Einzeladerleitungen verwenden.
Seite 157: Elektrische Anschlusskomponenten
Elektrischer Anschluss 8.3 Systemeinbindung 8.3.7 Elektrische Anschlusskomponenten Bild 8-2 Anschluss Statorsegment 1FW68 bis 66 A Segmentmotoren radial 1FW68 Projektierungshandbuch, 08/2021, A5E51132930A AA...
Seite 158 Elektrischer Anschluss 8.3 Systemeinbindung Bild 8-3 Anschluss Statorsegment 1FW68 größer 66 A Segmentmotoren radial 1FW68 Projektierungshandbuch, 08/2021, A5E51132930A AA...
Seite 159: Leistungsanschluss
Elektrischer Anschluss 8.3 Systemeinbindung 8.3.8 Leistungsanschluss Hinweis Schutzleiter PE Bei Statorsegmenten mit einem Strom größer 66 A sind jeweils vier Anschlussmöglichkeiten für den Schutzleiter PE vorhanden. • Schließen Sie den Schutzleiter PE an einer Anschlussmöglichkeit an. • Betreiben Sie die Statorsegmente nur mit angeschlossenem Schutzleiter PE. Mindestquerschnitte für Schutzleiter In der DIN EN 60034-1 sind die Mindestquerschnitte für Schutzleiter wie folgt geregelt: Querschnitt S des stromführenden Leiters...
Seite 160: Anschluss Leistungsschalter
Unter dem nachfolgenden Link finden Sie im Internet Informationen zu den Themen "Einflüsse hochfrequenter Ströme auf den thermischen Überlastauslöser von Leistungsschaltern (3RV, 3VU) und Überlastrelais (3RU, 3UA)" und " Weitere Einflüsse, die zu einem ungewollten Auslösen führen können". FAQ Beitrags-ID: 24153083 http://support.automation.siemens.com/WW/llisapi.dll?func=cslib.csinfo&objid=24153083&n odeid0=20358027&caller=view&lang=de&extranet=standard&viewreg=WW&u=NDAwMDAx NwAA&siteID=cseus Segmentmotoren radial 1FW68 Projektierungshandbuch, 08/2021, A5E51132930A AA...
Seite 161: Signalanschluss
Elektrischer Anschluss 8.3 Systemeinbindung 8.3.9 Signalanschluss Kein direkter Anschluss der Temperaturüberwachungskreise WARNUNG Gefahr durch elektrischen Schlag bei falschem Anschluss der Temperaturüberwachungskreise Die Stromkreise von Temp-S und Temp-F bieten im Fehlerfall keine sichere elektrische Trennung gegenüber den Leistungsstromkreisen. • Verwenden Sie für den Anschluss der Temperaturüberwachungskreise Temp-S und Temp-F das TM120.
Seite 162: Beispiel Für Den Anschluss Der Temperaturüberwachungskreise
Elektrischer Anschluss 8.3 Systemeinbindung Beispiel für den Anschluss der Temperaturüberwachungskreise Nachfolgend ist exemplarisch der Anschluss für die Temperatursensoren von einem Segmentmotor mit 9 Statorsegmenten dargestellt. Die Statorsegmente 1 bis 8 sind in die Gruppen Gr1 bis Gr4 aufgeteilt. Das 9. Statorsegment ist Gruppe Gr5. Jeder Temperaturfehler eines Statorsegments ist eindeutig lokalisierbar, siehe Systemeinbindungsbilder in Kapitel "Gekoppelte Statorsegmente".
Seite 163 Elektrischer Anschluss 8.3 Systemeinbindung Absoluter Geber Inkrementeller Geber DRIVE-CLiQ-Geber ① ... ⑨ Statorsegemte Bild 8-4 Anschluss der Temperatursensoren PTC und Pt1000 - Beispiel Segmentmotoren radial 1FW68 Projektierungshandbuch, 08/2021, A5E51132930A AA...
Seite 164: Lösen Der Signalleitung Bei Statorsegmenten Mit Einzeladerleitungen
Elektrischer Anschluss 8.3 Systemeinbindung PIN-Belegung Steckverbinder der Signalleitung für Statorsegment 1FW68 größer 66 A Schnittstelle -1R2: Pt1000 +1R1: Pt1000 1TP1: PTC 1TP2: PTC Lösen der Signalleitung bei Statorsegmenten mit Einzeladerleitungen ACHTUNG Beschädigung des Statorsegments Bei Statorsegmenten mit Einzeladerleitungen befindet sich die Überwurfmutter für die Signalleitung an der Einbaudose des Statorsegments.
Seite 165: Schirmung, Erdung Und Potenzialausgleich
Elektrischer Anschluss 8.3 Systemeinbindung 8.3.10 Schirmung, Erdung und Potenzialausgleich Wichtige Hinweise zur Schirmung, Erdung und zum Potenzialausgleich Der korrekte Aufbau, das Auflegen der Leitungsschirme und der Anschluss der Schutzleiter sind sowohl für die Personensicherheit als auch für die Störaussendung und die Störfestigkeit von großer Bedeutung.
Seite 166: Gekoppelte Statorsegmente
Elektrischer Anschluss 8.3 Systemeinbindung Hinweis Wenden Sie die EMV-Aufbaurichtlinie des Umrichterherstellers an. Für Umrichter von Siemens steht diese unter der Dokumentbestellnummer 6FC5297-□AD30-0□P□ zur Verfügung. 8.3.11 Gekoppelte Statorsegmente Dieses Kapitel zeigt exemplarisch die Systemeinbindung eines Segmentmotors mit 9 gekoppelten Statorsegmenten. Die Schutzleiteranschlüsse PE und die Abschirmungen sind aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt.
Seite 167 Elektrischer Anschluss 8.3 Systemeinbindung Komponenten • 1 Steuerung CU 320-2 • 1 Active Interface Module AIM zur Dämpfung von Netzschwingungen • 1 Active Line Module ALM zur Einspeisung und Gleichrichtung • 5 Motor Modules zur Wechselrichtung • 9 Leistungsschalter • 9 Statorsegmente in 5 Gruppen aufgeteilt –...
Seite 168 Elektrischer Anschluss 8.3 Systemeinbindung ① Gruppe 1 ④ Gruppe 4 ⑦ Sensor Module ⑩ Geber ② Gruppe 2 ⑤ Gruppe 5 ⑧ Terminal Module ⑪ Segmentmotor TM120 ③ Gruppe 3 ⑥ interne ⑨ Leistungsschalter Gebersplittung Bild 8-6 Gekoppelte Statorsegmente mit Strombedarf bis 66 A Segmentmotoren radial 1FW68 Projektierungshandbuch, 08/2021, A5E51132930A AA...
Seite 169 Elektrischer Anschluss 8.3 Systemeinbindung ① Gruppe 1 ④ Gruppe 4 ⑦ Sensor Module ⑩ Geber ② Gruppe 2 ⑤ Gruppe 5 ⑧ Terminal Module ⑪ Segmentmotor TM120 ③ Gruppe 3 ⑥ interne ⑨ Leistungsschalter Gebersplittung Bild 8-7 Gekoppelte Statorsegmente mit Strombedarf größer 66 A Segmentmotoren radial 1FW68 Projektierungshandbuch, 08/2021, A5E51132930A AA...
Seite 170: Emks Prüfen
8.3 Systemeinbindung 8.3.11.1 EMKs prüfen Hinweis Inbetriebnahme Bei der Inbetriebnahme unterstützt Sie Ihre zuständige Siemens-Niederlassung. Kontaktdaten finden Sie in der Einleitung unter "Technical Support". Anforderungen an die EMKs Die EMKs aller Statorsegmente müssen die nachfolgenden Anforderungen erfüllen. Phasenfolge Bei positiver Richtung des Rotors muss die Phasenfolge aller Statorsegmente wie folgt sein: EMK Phase U –...
Seite 171 Elektrischer Anschluss 8.3 Systemeinbindung Die Phasenlagen EMK Phase U – EMK Phase V – EMK Phase W der einzelnen Statorsegmente zueinander müssen übereinstimmen: • EMK Phase U Statorsegment 1 mit EMK Phase U Statorsegment n • EMK Phase V Statorsegment 1 mit EMK Phase V Statorsegment n •...
Seite 172 Elektrischer Anschluss 8.3 Systemeinbindung Bild 8-10 Vorauseilende EMK Phase U Statorsegment 1 Segmentmotoren radial 1FW68 Projektierungshandbuch, 08/2021, A5E51132930A AA...
Seite 173 Elektrischer Anschluss 8.3 Systemeinbindung Phasenspannung und Pollagewinkel mit dem Oszilloskop prüfen Vorgehensweise 1. Beachten Sie die grundlegenden Sicherheitshinweise und die Sicherheitshinweise zum elektrischen Anschluss. 2. Schalten Sie den Antriebsverband stromlos. 3. Klemmen Sie nach dem vollständigen Entladen des Zwischenkreises die Motorleitungen vom Motor Module ab.
Seite 174: Vorgehensweise Zum Drehen Des Rotors
Elektrischer Anschluss 8.3 Systemeinbindung Vorgehensweise zum Drehen des Rotors Die Vorgehensweise richtet sich nach der Anzahl der Motor Modules und der parallel geschalteten Statorsegmente. Folgende Voraussetzungen müssen für die nachfolgend beschriebenen Vorgehensweisen erfüllt sein: • Ordnungsgemäße Verdrahtung des Antriebs • Reduzierte Reglerverstärkung •...
Seite 175 Elektrischer Anschluss 8.3 Systemeinbindung Vorgehensweise bei mehreren parallel geschalteten Statorsegmenten pro Motor Module Wenn ein Statorsegment zum Bewegen des Antriebs ausreicht, wählen Sie die folgende Vorgehensweise. 1. Heben Sie die Parallelschaltung auf. 2. Lassen Sie den Leistungsschalter des Statorsegments zum Bewegen des Antriebs geschlossen.
Seite 176: Geberinformation Übertragen Mit Tec Servcoup
Geberinformation übertragen mit TEC SERVCOUP Hinweis Inbetriebnahme Bei der Inbetriebnahme unterstützt Sie Ihre zuständige Siemens-Niederlassung. Kontaktdaten finden Sie in der Einleitung unter "Technical Support". Die Technology Extension SERVCOUP (SERVO COUPLING, SERVO-Kopplung) ist bei SINAMICS eine Erweiterung für das Antriebsobjekt SERVO.
Seite 177: Einbauzeichnungen / Maßblätter
Einbauzeichnungen / Maßblätter Hinweis Motorenmaße Siemens behält sich vor, Motorenmaße ohne vorherige Mitteilung im Zuge von Konstruktionsverbesserungen zu ändern. Die in dieser Dokumentation dargestellten Maßblätter können an Aktualität verlieren. Aktuelle Maßblätter können Sie kostenlos anfordern. Segmentmotoren radial 1FW68 Projektierungshandbuch, 08/2021, A5E51132930A AA...
Seite 178 Einbauzeichnungen / Maßblätter Bild 9-1 Statorsegment 1FW6809 bis 66 A Segmentmotoren radial 1FW68 Projektierungshandbuch, 08/2021, A5E51132930A AA...
Seite 179 Einbauzeichnungen / Maßblätter Bild 9-2 Statorsegment 1FW6809 größer 66 A Segmentmotoren radial 1FW68 Projektierungshandbuch, 08/2021, A5E51132930A AA...
Seite 180 Einbauzeichnungen / Maßblätter Bild 9-3 Rotorsegment 1FW6809 Segmentmotoren radial 1FW68 Projektierungshandbuch, 08/2021, A5E51132930A AA...
Seite 181 Einbauzeichnungen / Maßblätter Bild 9-4 T-Nutenstein Statorsegment Segmentmotoren radial 1FW68 Projektierungshandbuch, 08/2021, A5E51132930A AA...
Seite 182 Einbauzeichnungen / Maßblätter Bild 9-5 T-Nutenstein Rotorsegment Segmentmotoren radial 1FW68 Projektierungshandbuch, 08/2021, A5E51132930A AA...
Seite 183: Anhang
Anhang Herstellerempfehlungen Hinweis zu Fremderzeugnissen Hinweis Empfehlung von Fremderzeugnissen Dieses Dokument enthält Empfehlungen von Fremderzeugnissen. Siemens kennt die grundsätzliche Eignung dieser Fremderzeugnisse. Sie können gleichwertige Erzeugnisse anderer Hersteller verwenden. Siemens übernimmt keine Gewährleistung für die Beschaffenheit von Fremderzeugnissen. A.1.1 Bezugsquellen für Anschlussteile und Zubehör für Kühlsysteme Parker Hannifin GmbH www.parker.com...
Seite 184: A.1.2 Bezugsquellen Für Kühlaggregate
Anhang A.1 Herstellerempfehlungen A.1.2 Bezugsquellen für Kühlaggregate Pfannenberg GmbH www.pfannenberg.com BKW Kälte-Wärme-Versorgungstechnik GmbH www.bkw-kuema.de Helmut Schimpke Industriekühlanlagen GmbH + Co. KG www.schimpke.de Hydac International GmbH www.hydac.com Rittal GmbH & Co. KG www.rittal.de A.1.3 Bezugsquellen für Korrosionsschutzmittel TYFOROP CHEMIE GmbH Korrosionsschutz: www.tyfo.de Tyfocor Clariant Produkte (Deutschland) GmbH...
Seite 185: A.1.5 Bezugsquellen Für Distanzfolien
Anhang A.2 Liste der Abkürzungen A.1.5 Bezugsquellen für Distanzfolien SAHLBERG GmbH & Co. KG www.sahlberg.de A.1.6 Bezugsquellen für Geber DR. JOHANNES HEIDENHAIN GmbH https://www.heidenhain.de Liste der Abkürzungen Berufsgenossenschaftliche Vorschriften; verbindliche Vorschriften für Sicherheit und Gesundheit am Arbeitsplatz in Deutschland; Unfallverhütungsvorschriften Conformité...
Seite 186: A.3 Umweltverträglichkeit
Anhang A.3 Umweltverträglichkeit Umweltverträglichkeit A.3.1 Umweltverträglichkeit bei der Fertigung • Das Verpackungsmaterial besteht hauptsächlich aus Kartonagen. • Der Energieverbrauch bei der Produktion wurde optimiert. • Die Produktion ist emissionsarm. A.3.2 Entsorgung Recycling und Entsorgung Für ein umweltverträgliches Recycling und die Entsorgung Ihres Altgeräts wenden Sie sich an einen zertifizierten Entsorgungsbetrieb für Elektro- und Elektronik-Altgeräte und entsorgen Sie das Altgerät entsprechend den jeweiligen Vorschriften in Ihrem Land.
Seite 187: Wesentliche Bestandteile Einer Fachgerechten Entsorgung
Anhang A.3 Umweltverträglichkeit Wesentliche Bestandteile einer fachgerechten Entsorgung • Vollständige Entmagnetisierung der Komponenten, die Permanentmagnete enthalten • Bauteile zur Verwertung trennen nach: – Elektronikschrott (z. B. Geberelektronik, Sensormodule) – Elektroschrott (z. B. Motorwicklungen, Leitungen) – Eisenschrott (z. B. Blechpakete) – Aluminium –...
Seite 188: A.3.2.3 Entsorgung Der Verpackung
Anhang A.3 Umweltverträglichkeit A.3.2.3 Entsorgung der Verpackung Inhaltsstoffe der Verpackung und Entsorgung Die von uns verwendeten Verpackungen und Packhilfsmittel enthalten keine Problemstoffe. Sie sind mit Ausnahme von Holzwerkstoffen recyclingfähig und sollen grundsätzlich der Wiederverwertung zugeführt werden. Holzwerkstoffe sollen der thermischen Verwertung zugeführt werden.
Seite 189: Glossar
Glossar Absolutes Winkelmesssystem Anhand von mehreren Lesespuren kann der Motor mit dem absoluten Winkelmesssystem die aktuelle Position sofort nach dem Einschalten erkennen. Die Position wird ohne Drehung erkannt und über die serielle EnDat-, SSI- oder DRIVE-CLiQ- Schnittstelle übertragen. Das Maßband (Teilungsverkörperung) ist längenmäßig begrenzt. Durch die aufwändigere Messspur ist das System kostenintensiver.
Seite 190 Glossar Stator Der Stator besteht aus n = i x k → Statorsegmenten. n: Anzahl der → Statorsegmente eines Stators i: Anzahl der → Statorsegmentgruppen k: Anzahl der an einem Leistungsmodul elektrisch parallel geschalteten → Statorsegmente Statorsegment Das Statorsegment ist die elektrisch aktive Komponente eines Segmentmotors. Für begrenzte Drehwinkel kann das Statorsegment als bewegliche Komponente eingesetzt werden.
Seite 191: Index
Index Anwendungsbereich, 27 IATA, 141 Anziehdrehmomente, 103 Isolationswiderstand, 63 Auswertung Temp-F, Temp-S, 71 Axialkräfte, 102 Kennlinien für 1FW6809-1SN41-0BA1 G1A, 136 Kombileitung, 36 Korrosionsschutz, 55 Bauform, 35 Kühlaggregate, 53 Befestigungstechnik, 102 Kühlart, 35 Bestellbezeichnungen, 40 Kühlkreisläufe, 50 Bestimmungsgemäßer Gebrauch, 27 Parallelschaltung, 51 Betriebsart Wartung, 65 Dauerbetrieb, 85...
Seite 192: Zertifikate
UL und cUL, 30 Sensor Module Cabinet-Mounted SMC40, 152 Sicherheitshinweise Elektrischer Anschluss, 145 Entsorgung, 184 Instandhaltung, 58 Lagerung, 139 Transport, 139 Verpackung, 139 Strombelastbarkeit, 154 Systemeinbindung, 149 Technical Support Hotline, Siemens Service Center, 6 Segmentmotoren radial 1FW68 Projektierungshandbuch, 08/2021, A5E51132930A AA...

Siemens SIMOTICS T-1FW68 Projektierungshandbuch

Quicklinks

Verwandte Anleitungen für Siemens SIMOTICS T-1FW68

Inhaltszusammenfassung für Siemens SIMOTICS T-1FW68

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