Témata
Reklama

Použití RCD s frekvenčními měniči

Jak vybrat správný RCD pro použití s frekvenčními měniči a vyhnout se tak nežádoucímu vypínání a dosáhnout maximální doby nepřetržitého provozu?

Konstruktéři strojů jsou pod neustálým tlakem nabízet sofistikovanější a energeticky účinnější stroje o vyšším výkonu. Čím dál oblíbenější zpětnou vazbou jsou kmitočtově řízené pohonné jednotky. I když je toto řešení efektivní, může způsobovat vypínání nebo úplnou ztrátu ochranné funkce, pokud není instalován vhodný typ proudového chrániče (RCD). Řešení s harmonizovanými pohony a RCD je neodmyslitelné pro chod strojů, které v sobě spojují energeticky účinné řízení motoru s nejvyšší možnou ochranou zařízení i obsluhy.

Úspěšnost tohoto řešení spočívá v detailním porozumění komponentám pohonu a RCD a jejich interakci. Správný výběr RCD je určen polohou zbytkových proudů generovaných pohony a zároveň amplitudou, tvarem vlny a frekvencí komponent.

Reklama
Reklama

Základy elektrického pohonného systému a frekvenčního měniče

Plynulá změna rychlosti může výrazně zlepšit funkčnost pohonu systému. Využití kmitočtové modulace umožňuje vysokou přesnost polohy díky nastavení konzistentní proměnné rychlosti. Tato technika však může způsobovat nadměrné svodové proudy nejen při poruše, ale i během normálního provozu.

Pokud dojde k nerovnováze fází střídavého proudu nebo pokud je zapojen velký počet pohonů, mohou být generovány stejnosměrné i střídavé svodové proudy o frekvencích v řádu MHz. Tyto proudy mohou přesahovat 100 mA, což stačí pro nežádoucí vypínání RCD.

Frekvenční měniče upravují dodávku síťového napětí pomocí usměrňovacích můstků. Takto je stejnosměrné napětí vyrovnáno před konverzí převodníkem na výstupní napětí, u kterého lze měnit úroveň a frekvenci.

Všeobecně, když se svodový proud zvyšuje, vyzařované kapacitní rušení a vysokofrekvenční vedená rušivá napětí jsou sníženy. To znamená, že projektanti někdy nechají navýšit svodové proudy pro snížení úrovně vysokofrekvenčního rušení.

Průmyslový rozváděč s instalovaným RCD

Pohon s proměnnými otáčkami

Není možné vypočítat, kolik pohonů může být instalováno za RCD bez způsobování nežádoucího vypínání, protože kvalita instalace má podstatný dopad na úroveň svodového proudu. Avšak obecně by mělo platit, že v rámci správně instalovaného systému mohou být za RCD instalovány nejvýše tři pohonné jednotky.

RCD typu F jsou určeny pro aplikace jednofázových měničů a zajišťují přiměřenou ochranu v případě poruchy uzemnění související s harmonickými vlnami generovanými měničem a současně zvyšují odolnost vůči nežádoucímu vypínání.

Tyto RCD nabízejí stejný rozsah ochrany a funkcí jako RCD typu A a rozpoznávají také sinusové střídavé proudy i pulzující stejnosměrné proudy. RCD typu F díky funkcionalitě navíc nabízejí vyšší úrovně bezpečnosti a stabilitu systému v porovnání s RCD typu A v aplikacích s jednofázovým frekvenčním měničem.

RCD typu B umí detekovat sinusové střídavé proudy, pulzující stejnosměrné proudy a hladké stejnosměrné proudy vznikající při poruchách, díky čemuž jsou vhodné pro různé aplikace a jsou navrženy pro použití v 50/60Hz třífázových systémech. Pro proudové chrániče typu B jsou definovány také podmínky aktivace pro proudy vznikající při poruchách s různými frekvencemi až 1 kHz.

RCD typu Bfq splňují požadavky typu B (IEC/EN 62423) a jsou určeny pro obvody, které zahrnují frekvenční měniče pro pohony s regulovanými otáčkami. Mají zvláště uzpůsobené aktivační křivky definované do 50 kHz a jsou určeny pro zamezení falešných alarmů. Tyto křivky vykazují sníženou citlivost na svodové proudy o vyšších frekvencích.

RCD typu B+ splňují požadavky normy VDE 0664-400 a vyznačují se frekvenční aktivační odezvou definovanou až do 20 kHz. Jejich maximální aktivační proud při vyšších frekvencích je omezen na 420 mA. Poskytují tedy vynikající ochranu před rizikem požáru způsobeným poruchou uzemnění v aplikacích s elektronickými pohony.
Nezapomeňte, že pokud skrze RCD prochází složitý tvar vlny proudu, RCD přepne i v případě, že pouze jediná frekvence dosáhne aktivační křivky, protože aktivační proud RCD je stanoven právě na 50/60 Hz.

RCD typu B, Bfq a B+ (do 63 A) jsou standardně vybaveny digitálními RCD, které nabízejí dvě klíčové výhody při použití s frekvenčními měniči. Za prvé, digitální RCD disponují indikací svodových proudů pomocí LED diod. To pomáhá uživateli pozorovat, zda je svodový proud hraniční. Za druhé, nabízí vyšší přesnost, která umožňuje dosažení úrovně vypínání RCD blíže ke 100 % IΔn. Ve výsledku se můžeme vyhnout předčasnému přepnutí.

RCD typu F, B, Bfq a B+ všeobecně zvyšují dostupnost systému, protože mají vysokou odolnost vůči nežádoucímu vypínání (odolání rázovému proudu ≤3 kA a vypínání s prodlevou).

Strojírenské podpůrné nástroje RCD

Společnost Eaton jako všestranný poskytovatel nabízí kompletní řešení od vstupu střídavého napětí do motoru včetně ochrany proti zkratu a přepětí, tlumivky motoru, sinusového filtru a všech nezbytných systémových komponent pro energeticky účinné řízení motoru a jeho ochranu.

Pomocník pro výběr PowerXL Selection Aid nabízí jednoduché plánování řešení on-line a konstruktérům pomáhá rychle vybrat pohonnou jednotku potřebnou pro danou aplikaci a příslušný rozváděč, ochranné prvky, tlumivky a filtry s odpovídajícími produktovými čísly.

Tento nástroj také pomáhá konstruktérům vybrat správný typ RCD. Na základě vybrané pohonné jednotky pomocník doporučí správný typ a velikost (RCD nebo MCCB s RCD jako zásuvným blokem). Konstruktéři musejí pouze definovat požadovaný cíl ochrany a podle toho bude použit 30mA RCD pro dodatečnou ochranu nebo 300mA RCD pro ochranu při poruše.

Řešení s harmonizovaným RCD a frekvenčním měničem poskytne konstruktérům strojů další konkurenceschopný prvek pro návrh vybavení, který jejich koncovým výrobním zákazníkům sníží dobu prostoje a sníží provozní náklady. Se správnou volbou produktu nebude k jejich standardnímu návrhu přidáno žádné riziko.

Odborná studie je dostupná ke stažení na webových stránkách www.eaton.cz/rcd-drives.

Eaton

janmarek@eatom.com

www.eaton.cz

Reklama
Firmy
Související články
Nanovlákenná membrána v oknech ochrání stroje i pracovníky

Zatímco o smogu v ulicích se vedou časté debaty, znečištěný vzduch v interiéru patří k opomíjeným tématům. A to i přesto, že podle Světové zdravotnické organizace stojí život 4,3 milionu lidí ročně a v průmyslových objektech ohrožuje jak zdraví pracovníků, tak samotný provoz. Díky rozvoji moderních technologií nyní interiér účinně ochrání nanovlákenná okenní membrána.

Od konstrukce strojů po parkovací věže

Mezi starší generací strojařů pravděpodobně není nikoho, kdo by neznal původem škodováka Josefa Bernarda z Jičína. Tento strojírenský nadšenec příští rok oslaví své sedmdesátiny. Před třiceti lety po odchodu z místního Agrostroje položil základy společnosti Vapos, která dává perspektivní práci patnácti desítkám lidí z Jičína a blízkého okolí.

Pod dvou letech opět na EMO do Hannoveru

Od 16. do 21. září 2019 se uskuteční 22. ročník největšího světového veletrhu zpracování kovů EMO. Megaakce se koná opět v Německu, které je po Číně a USA třetím největším trhem obráběcích strojů na světě. Veletrhu se účastní téměř 2 100 vystavovatelů ze 47 zemí světa. Z České republiky se očekává účast 28 firem na ploše necelých 1 700 m2. Na minulý veletrh v roce 2017 přijelo do Hannoveru z České republiky přes 2 200 odborníků.

Související články
CIMT Peking, Část 1. Obecný pohled

V předvelikonočním týdnu se v Pekingu uskutečnil veletrh obráběcích strojů CIMT 2019. V asijském regionu se jedná o obdobu veletrhu EMO Hannover. A stejně jako EMO je velkou měrou národní výstava německé výrobní techniky, tak CIMT je převážně čínský. V tomto prvním vstupu se podíváme na letošní ročník trochu s odstupem, aniž bychom se zaměřili na konkrétní exponáty.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Veletržní válka světů

Redakce MM Průmyslového spektra věnovala šanghajskému veletrhu obráběcích strojů CCMT 2018 nemalou pozornost ve zpravodajství, které bylo uveřejňováno na webových stránkách v rubrice Očima redakce. V tomto článku a na přiložených obrázcích jsou zaznamenány veletržní postřehy, čínský kolorit, veletržní statistiky i holá fakta z oblasti čínského průmyslu. Něco málo o čínské výrobní technice a technologiích, které byly prezentovány na CCMT 2018, i pár dalších postřehů, jsme připravili do tohoto vydání.

Cena MM Award na EMO

Ocenění MM Award od našich německých kolegů z časopisu MM MaschinenMarkt je specialitou veletrhů pořádaných nejen v Evropě, ale po celém světě. Nejinak tomu bylo i na letošním hannoverském EMO, kde proběhlo slavnostní předání exponátům, které odbornou porotu zaujaly. Ceny jsou udělovány ve spolupráci se svazem VDW. Protože se jedná o jediné oficiální ceny udělované na veletrhu EMO a značky MM, VDW a EMO jsou dobře známé v oboru výrobní techniky, věnujeme jim svoji pozornost v retrospektivě veletrhu.

Oboroví vystavovatelé MSV v Brně

V minianketě k tématu vydání oslovujeme ve spolupráci s Veletrhy Brno zástupce klíčových oborových vystavovatelů na Mezinárodním strojírenském veletrhu v Brně (MSV). Na otázky odpovídají obchodní zástupce pro ČR a SR společnosti Maximator Hochdrucktechnik GmbH Ing. Lukáš Starý a Sales Engineer společnosti Renold Gears Jaroslav Edlinger, M.A.

Diskutovaný Průmysl 4.0

Fenomén Průmysl 4.0, nastínění možných směrů vývoje a příprava společnosti na změny způsobené novými technologiemi – to jsou diskutovaná témata konferencí a seminářů současnosti. Podpora výzkumu a vývoje se musí soustřeďovat na technologicky významné oblasti vycházející z potřeb české průmyslové praxe. Odborníci zdůrazňují potřebu vzdělávání a zvyšování kvalifikace zaměstnanců.

Silná geometrie s měkkým řezem

Existují prezentace produktů, které je potřeba přečíst si několikrát, než je člověk pochopí. Tato prezentace k nim ovšem nepatří. S-Cut SC-UNI je fréza, jejíž funkční princip lze přes její unikátní provedení, nebo právě proto, velmi snadno vysvětlit. Její břity ve tvaru S a extrémně nestejné dělení potlačující chvění vyvolané procesem obrábění vytvářejí z této frézy vysoce kvalitní nástroj, který v rámci veškerých srovnávacích testů poráží porovnávané frézy.

Evropa inovuje: Spojené království

Londýnská vláda může inspirovat tu naši v oblasti vědy a výzkumu, v oblasti spolupráce univerzit a podniků, jakož i v transferu akademických výsledků do průmyslových aplikací. V těchto oblastech za Spojeným královstvím v poměrovém hledisku zaostáváme. Pojďme společně nahlédnout pod pokličku inovací made in UK.

Inovace. Co to vlastně je?

Vděčné sexy téma, o kterém rádi všichni mluví, ale nikdo pořádně neví, jak je skutečně realizovat. Celá řada hvězdiček, jimž se podařilo inovovat sebevětší pitominu a s ní nějak uspět na našem malém hladovém lokálním trhu se cítí být vyvoleni rozdávat moudra. Zasvěcený člověk se pak nestačí divit.

Inženýrská akademie ČR podporuje mezinárodní výzkum

Inženýrská akademie České republiky, z.s. (IA ČR) je organizace sdružující odborníky, jejichž společným zájmem je podpora a rozvoj technických disciplín odrážející technické, ekonomické, sociální, environmentální a kulturní potřeby společnosti. Byla založena v roce 1995 a jedním z jejích hlavních úkolů je rozvíjet a propagovat technické vědy a sbližovat výzkumnou sféru se sférou průmyslovou. Toho dosahují mimo jiné naplňováním cílů projektů, jejichž jsou řešiteli. Jedním z těchto projektů je projekt „Podpora mezinárodní spolupráce v inženýrském výzkumu“ programu EUPRO Ministerstva školství, mládeže a tělovýchovy, který bude ukončen koncem roku 2016.

Šetřete svoje síly!

Jednou ze zásadních myšlenek vedoucích k pokroku a zvyšování produktivity je dělba práce. Specializace na různé technologie umožňuje posouvat jejich hranice.

Doživotní přesnost servopohonů s dutou hřídelí

Požadavky, se kterými se obor pohonné techniky dlouhodobě setkává, jsou velmi různorodé. Kompaktnost a velký výkon se jako klíčové atributy staly standardem v mnoha aplikacích. Zástavbový prostor, který je k dispozici, je stále zmenšován, avšak požadavky na výkon zůstávají buď stejné, nebo se zvyšují. Stále rostoucí globální konkurence vyžaduje trvalou optimalizaci výkonu.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit