Frequentieregelaars. Frequentieregelaars voor kleinere vermogens. (ongeveer tot en met 2,2 kw); Frequentieregelaars voor grotere vermogens

Transcriptie

1 Katern voor scholing, her- en bijscholing 51 inhoud 1 Frequentieregelaars 4 Cursussen 5 Otib-nieuws Fotowedstrijd Frequentieregelaars Bewerking: Noud Heijna Een frequentieregelaar heeft verschillende voordelen, zoals het feit dat gebruik kan worden gemaakt van een standaardmotor (merkonafhankelijk), er weinig elektrische verliezen zijn, een relatief lange levensduur, onderhoudsvrij, eenvoudig toe te passen en een traploze regeling. Daarnaast zijn er ook enkele nadelen verbonden aan een frequentieregelaar, zoals de relatief kwetsbare elektronica (trillingen en dergelijke), niet bestand tegen vocht en vuil, en het gegeven dat ontwikkeling, snel gaan, waardoor reserveonderdelen niet lang beschikbaar zijn. Een frequentieregelaar wordt gevoed door een constante spanning met een constante frequentie. De frequentieregelaar zet deze ingangsspanning om naar een uitgangsspanning met een te regelen frequentie. Frequentieregelaars kunnen worden gesplitst in twee categorieën: frequentieregelaars voor kleine vermogens (ongeveer tot en met 2,2 kw); frequentieregelaars voor grote vermogens. Frequentieregelaars voor kleinere vermogens worden meestal gevoed met een netspanning van 230 V/50 Hz. Deze regelaar zet deze constante 1x230 V/50 Hz-ingangsspanning om naar een variabele 3x230 V-uitgangsspanning met een te regelen frequentie. Frequentieregelaars voor grotere vermogens worden gevoed vanaf een 3-fasespanning van 400 V/50 Hz. De frequentieregelaar zet deze constante 3x400 V/50 Hz-ingangsspanning om naar een variabele 3x400 V-uitgangsspanning met een te regelen frequentie. Een uitgave van Intech Elektro & ICT en otib mei 2011 Tegenwoordig zijn frequentieregelaars niet meer weg te denken als het over snelheidsregelingen bij motoren gaat. Een frequentieregelaar, ook wel frequentieomvormer genoemd, is een elektronisch apparaat dat wordt gebruikt om het toerental van 3-fasedraaistroommotoren te regelen. Ze worden vaak toegepast bij onder andere transportbanden, liften, ventilatoren, kraanaandrijvingen, pompen en draaibanken. Koppel Door een spanning over de motorspoelen te zetten, gaat er een stroom lopen die een roterend magnetisch veld opwekt. De rotor tracht dit veld te volgen en gaat daardoor een koppel leveren. Een koppel is het moment van een kracht die wordt uitgeoefend op een draai-as. Het koppel is dus de kracht die de motor laat draaien. Met een frequentieregelaar kan het koppel worden geregeld. Van 0 50 Hz kan het nominale koppel worden geleverd. Vanaf 50 Hz neemt het koppel af doordat de weerstand van de motorspoelen toeneemt als de frequentie wordt verhoogd. Hierdoor wordt het magnetische draaiveld zwakker, wat tot gevolg heeft dat het maximale koppel afneemt. Van 0 50 Hz wordt het verlies aan veldsterkte door de frequentieregelaar gecompenseerd door de spanning over de motorspoelen te verhogen. Deze V/Hz-verhouding verloopt lineair van 0 50 Hz. Na 50 Hz blijft de spanning constant. Doordat de motor met de frequentieregelaar vanaf 0 Hz wordt geregeld, is de aanloopstroom en de slip laag. Hierdoor is de aanloopstroom ongeveer 1,5 2 maal de nominale stroom, terwijl er toch een hoog koppel kan worden bereikt. De aanlooptijd, ook wel acceleratietijd genoemd, is de tijd waarbinnen de frequentieregelaar de motor naar de gewenste frequentie (toerental) brengt. Hoe langer de aanlooptijd, des te kleiner het aanloopkoppel. De uitlooptijd, ook wel deceleratietijd genoemd, is de tijd waarbinnen de frequentieregelaar de motor tot stilstand brengt. Hoe langer de uitlooptijd, des te langzamer de frequentieregelaar terugregelt tot de stilstand van de motor. 51 1

2 frequentieregelaar 1. Omzetting constant naar variabel. 4. Aanloopstromen. 2. V/Hz-verhouding. 3. Aan- en uitlooptijd, ook wel acceleratie- en deceleratietijd. Koelen Bij frequentieregelaars die worden toegepast bij motoren met zware lasten, zoals ventilatoren en transportkranen, is het verstandig om een langere deceleratietijd in te stellen. Het zou mogelijk kunnen zijn dat de motor als een generator gaat werken wanneer de deceleratietijd te kort is. De motor levert in zo n situatie energie terug aan de frequentieregelaar, wat zou kunnen leiden tot het uitvallen (trippen) van de frequentieregelaar. Om dit tegen te gaan, kan een remweerstand worden aangesloten op de frequentieregelaar. Hiermee wordt de teruggeleverde energie omgezet in warmte die aan de omgeving wordt afgegeven, zodat de frequentieregelaar niet uitvalt. Draaistroommotoren zijn standaard voorzien van een koelventilator die door de motor zelf wordt aangedreven. De koeling van de motor is dus afhankelijk van het toerental. Bij een laag toerental (0 25 Hz) heeft de koelventilator niet genoeg luchtopbrengst om de motor te koelen. De motor kan dan dus te warm worden. Om dit probleem op te lossen kan externe koellucht, ook wel vreemde koeling genoemd, worden toegevoerd. Deze vreemde koeling kan bestaan uit een ventilator met een aparte voeding, gemonteerd aan de achterzijde van de motor. Bij ruimten waar de temperatuur al hoog is, is het verstandig een motor met een hogere isolatieklasse te kiezen. Deze motoren zijn beter bestand tegen hogere temperaturen. Frequentieregelaars beschikken intern over een thermische beveiliging die via parameters aan de hand van de nominale stroom van de motor is in te stellen. Wanneer de stroom door de motor langdurig te groot is, kan een motor oververhit raken. De frequentieregelaar kan de motor uitschakelen bij een langdurige te grote stroom. Een nadeel van deze beveiliging is dat bij lage toerentallen van een motor zonder externe koeling, de motor alsnog oververhit kan raken. Dit komt doordat de motor dan te warm wordt vanwege het lage toerental van de koelventilator. De stroom naar de motor ligt lager dan de ingestelde waarde van de parameter en hierdoor heeft de thermische beveiliging van de frequentieregelaar geen nut. Beveiligen Een andere manier om de motor te beveiligen, is via thermistors (temperatuurgevoelige weerstanden). Hiervoor is een motor nodig waarbij in de motorspoelen thermistors, ook wel ptc s genoemd, zijn opgenomen. De thermistors kunnen rechtstreeks worden aangesloten op de frequentieregelaar. Zo kan de frequentieregelaar tijdens bedrijf de temperatuur van de motor goed bijhouden. Let op: Niet alle frequentieregelaars beschikken over een aansluiting voor thermistors. Om de frequentie te regelen zijn er in de frequentieregelaars speciale transistoren ingebouwd die dit kunnen realiseren. De schakelfrequentie van de transistoren is echter heel hoog en daardoor kunnen er 51 2

3 frequentieregelaar stoorpulsen ontstaan die de werking kunnen verstoren van in de omgeving zijnde apparatuur. Denk hierbij bijvoorbeeld aan plc s. Om deze storingen zoveel mogelijk tegen te gaan, moet de installatie aan emcrichtlijnen voldoen. Stoorpulsen kunnen ook binnenkomen via de voedingslijnen van de frequentieregelaar. Om een installatie aan emc-richtlijnen te laten voldoen kunnen er netfilters worden gemonteerd. Deze netfilters absorberen stoorpulsen, zodat deze andere apparaten niet kunnen storen. Afhankelijk van het merk en type, is het mogelijk dat er een netfilter in de frequentieregelaar is ingebouwd. Naast het gebruik van netfilters is het ook belangrijk dat de afscherming en de aarding op de juiste manier is aangesloten: De afscherming is de metalen omvlechting van een kabel die aan aarde wordt verbonden en die wordt gebruikt om de stoorsignalen over de kabel te verminderen. De aarding heeft de functie om de stoorsignalen van de afscherming naar aarde af te voeren. De tweede functie van de aarding is om apparatuur en mensen te beschermen als er een ongewenste spanning op de behuizing komt te staan Naast een goede aarding is het ook van belang dat de motorkabels niet te lang zijn. De maximale kabellengte verschilt per merk en type frequentieregelaar (zie hiervoor de handleiding van de frequentieregelaar). Montage Vooraf aan de montage van een frequentieregelaar moet een aantal zaken worden gecontroleerd: de voedingspanning; de besturingskabel (indien nodig); de motor; de omgeving; het type frequentieregelaar. De voedingsspanning moet overeenkomen met de spanning die op de frequentieregelaar staat. De motor moet een 3-fase draaistroommotor zijn met een geschikte spoelspanning, bijvoorbeeld een motor van 230/400 V 50/60 Hz. De nominale stroom, Inom, moet lager zijn dan de uitgangsstroom van de frequentieregelaar. Afhankelijk van de omgeving en randvoorwaarden wordt de frequentieregelaar meestal in een schakelkast gemonteerd. Bij grotere frequentieregelaars is een koelplaat aan te bevelen. Bij het monteren moet een ruimte boven en onder de frequentieregelaar worden vrijgelaten in verband met de koellucht. Deze ruimte varieert van cm. Aansluiting voeding Voor een 1-fase frequentieregelaar wordt aangesloten: L1, N en PE. Voor een 3-fase frequentieregelaar wordt aangesloten: L1, L2, L3 en PE. Aansluiting motorkabels De motoruitgangen van de frequentieregelaar worden aangeduid met U, V, W. Deze moeten worden aangesloten op de 7. De waardes voor de motorparameter staan op het motorplaatje. 8. De specificaties van een frequentieregelaar. aansluitklemmen U1, V1, W1 van de motor. Voor deze motorkabel moet een afgeschermde (emc-)kabel worden gebruikt. De emc-aansluitingen voor de frequentieregelaars verschillen per fabrikant (zie hiervoor de handleiding). Aansluiting motor De uitgangsspanning van de frequentieregelaar bepaalt hoe de motor moet worden aangesloten (ster of driehoek). Voorbeeld: een motor 230/400 V. 3x230 V-uitgangsspanning frequentieregelaar => driehoek. 3x400 V-uitgangsspanning frequentieregelaar => ster. 5. Een steraansluiting. 6. Een driehoekaansluiting. Aansluiting besturing Op de klemmenstrook kan een aantal inen uitgangssignalen worden aangesloten voor afstandsbesturing. De basale besturingssignalen kunnen worden onderverdeeld in twee categorieen: digitaal: start, stop, draairichting; analoog: toerentalregeling door potmeter, toerentalregeling door plc. In de handleiding van de frequentieregelaar staat hoe deze signalen moeten worden aangesloten. 51 3

4 elektromotoren cursussen gemonteerd. Met dipswitches kan onder andere spanning of stroom als ingangssignaal worden gekozen. 9. Voorbeeld aansluiting basisfuncties. Parameters In frequentieregelaars moeten standaardparameters worden ingesteld. Hierbij moet de voedingsspanning wel zijn ingeschakeld. Parameters die altijd moeten worden ingevoerd, zijn: motorvermogen (kw), motorspanning (V), motorfrequentie (Hz), nominale motorstroom (A) en nominaal toerental motor. De gegevens voor deze parameters staan op het motorplaatje. De parameters moeten altijd worden gecontroleerd aangezien sommige parameters fabrieksmatig kunnen zijn ingesteld. De manier van invoeren verschilt per merk frequentieregelaar. Lokale bediening Het is ook mogelijk om de frequentieregelaar lokaal te bedienen via het bedieningspaneel. Het bedieningspaneel kan los worden meegeleverd of vast op de frequentieregelaar zitten. Omdat de bedieningsmenu s per frequentieregelaar verschillen, moet ook hiervoor de handleiding worden geraadpleegd. Dipswitches of jumpers Afhankelijk van het merk en type frequentieregelaar kunnen eventueel dipswitches of jumpers op de frequentieregelaar zijn Let op Wacht na het uitschakelen van de netvoeding tenminste 5 min. met het aanraken van de elektrische onderdelen. Dit is om er zeker van te zijn dat er geen spanning meer op de elektrische onderdelen staat. Cursussen Atex basiscursus Wie: elektromonteurs, elektrotechnici. Informatie: Autocad Wie: monteurs. Informatie: Basiscursus Ethernet Switching kco Wie: monteurs, ontwerpers, projectleiders. Informatie: Basiscursus Datanetwerken kco Wie: monteurs, ontwerpers, projectleiders. Informatie: Basiscursus plc-techniek Wie: monteurs. Informatie: Basiscursus fotovoltaïsche zonne-energie Wie: installatiemonteurs. Informatie: Elektrisch schakelen Wie:(elektro)technici. Informatie: Basis relaistechniek voor (service) monteurs E&I Wie: servicemonteurs. Informatie: Elektrotechniek voor I-monteurs (maatwerkscholing) Wie:installatiemonteurs. Informatie: Besturingstechniek Wie: iedereen. Informatie: Basiscursus vakbekwaam persoon E/I Atex Wie: technici. Informatie: Basiscursus twisted-pairbekabeling kco Wie: project(bege)leiders, leidinggevende, (chef)monteurs, monteurs. Informatie: Basiscursus verlichting Wie:werkvoorbereider, projectleider, technicus, leidinggevend monteur. Informatie: Veiligheidtraining Atex Wie: werkvoorbereider, technici, installatietechnici. Informatie: Het actuele overzicht van opleidingen en aanbieders staat ook op

5 otib nieuws fotowedstrijd Sterk in je werk Ervaren werknemers zijn de spil in menig bedrijf. De technische installatiebranche is voortdurend in ontwikkeling. Voor werknemers is de vraag: hoe blijf je bij en waarmee? Voor deze werknemers heeft Otib de workshop Sterk in je werk ontwikkeld. Deze workshop biedt werknemers tussen de 25 en 45 jaar inzicht in de eigen groeimogelijkheden en ambities en hun toekomst in de branche. Deze levendige workshop wordt in de avonduren gehouden op een inspirerende locatie in de regio. De eerstvolgende workshop vindt plaats op 26 mei Kijk voor meer data en informatie op Slimmer Opleiden Otib organiseert de workshop Slimmer Opleiden voor ondernemers en P&Ofunctionarissen in de technische installatiebranche. Deze workshop geeft inzicht in het belang van een bedrijfsopleidingsplan bij de bedrijfsstrategie. De digitale bop in zeven stappen is de rode draad van de bijeenkomst, daarnaast krijgen deelnemers concrete tips en handvatten voor het opleidingsbeleid. Aan het eind van de bijeenkomst wordt nog kort stilgestaan bij de verschillende regelingen voor een tege- moetkoming in de scholingskosten van Otib. De workshops beginnen aan het eind van de dag, van uur. De eerstvolgende workshops vinden plaats op 8 juni en 9 juni Kijk voor meer informatie op Fotowedstrijd Zo moet het niet Onder het motto Zo moet het niet zoekt de redactie van Intech Elektro en ict naar duidelijke voorbeelden van slecht of foutief uitgevoerde installaties. Inzenders van wie de foto s worden geplaatst winnen een Isso-handboek ter waarde van 245 euro. De foto s (van goede kwaliteit), vergezeld van een korte beschrijving en naam en adres van de inzender, kunnen o.v.v. Zo moet het niet worden g d naar info@installmedia.nl, of per post naar Intech Elektro en ict, t.a.v. redactie, postbus 188, 2700 AD Zoetermeer. Prijswinnaar van deze maand Deze maand gaat het Isso-handboek naar de heer Jeroen Bruggeman van Vos techniek in Apeldoorn. Jeroen werd bij een storing geroepen waar om onverklaarbare reden steeds de zekering uitviel. Bij nader onderzoek bleek ook hier een onverwachte bezoeker de veroorzaker te zijn geweest. De soortgenoot van vorige maand had echter meer geluk. Ook hier bleek naast het feit dat de opbouw al geen schoonheidprijs verdient de kast niet goed afgesloten. Het Isso-handboek is inmiddels onderweg. Namens de redactie: van harte gefeliciteerd. Kijk voor meer foto s van slecht uitgevoerde installaties op Zo moet het niet. 51 5

6 otib-nieuws cursussen 50 6