Vg1. Frank Fosbæk. Automatisering. Vg1 elektrofag

Transkript

1 Vg1 Frank Fosbæk Automatisering Vg1 elektrofag

2 Illustrasjoner til Automatisering Vg1 elektrofag Kapittel 4 Illustrasjonene kan brukes fritt i undervisningen Elforlaget 2009

3 Trefase vekselstrøm L1 L2 L3 Stikkontakt Plugg Overstrømsvern for styrestrøm Overstrømsvern for hovedstrøm Startog stoppbryter Hovedstrøm Kontaktor Styrestrøm Motorvern Trefase asynkronmotor Figur 4.1 Blokkskjema for et enkelt motoranlegg

4 S N S N Figur 4.2 Prinsippet for elektrisk induksjon

5 U 1 U 1 90 t Permanent magnet U 1 N U 2 Stator Rotasjonsretning U 2 W 2 S V W 1 U 2 V 2 t U 3 U t Figur 4.3 Prinsippskisse for en trefase vekselstrømsgenerator

6 U 1 Rotor W 2 U 2 N S V 2 Rotasjonsretning U 1 U 2 U 3 +U 0 U 1 U 2 U 3 t W1 V 1 U Figur 4.4 Sammenkoblingen av generatorens faser og kurvediagrammet for trefase vekselspenning

7 Sekundærsiden (lavspenningssiden) av energiverkets transformator Gjennomslagsvern 230 V, 50 Hz L1 L2 L3 PE-leder M 3 Trefase vekselstrømsmotor Trefase varmeovn stjernekoblet Trefase varmeovn trekantkoblet Lamper tofase Figur 4.5 Skjema for et IT-fordelingssystem

8 L1 PEN L2 L3 N PE M 3 Trefase 400 V, 50 Hz Enfase 230 V, 50 Hz Tofase 230 V, 50 Hz Figur 4.6 Skjema for et TN-S-fordelingssystem.

9 L1 U U I U f l f l f l f U f I = Hovedstrøm U = Hovedspenning l f = Fasestrøm U f = Fasespenning L2 L3 U U f Figur 4.7 Trefase trekantkoblet varmeovn

10 L1 I = l f U f l f U U U f U f L2 L3 U Figur 4.8 Trefase stjernekoblet varmeovn

11 Figur 4.9 Gjennomskåret trefase, asynkron vekselstrømsmotor

12 Figur 4.10 Burvikling

13 Figur 4.11 Oppbygningen av trefase asynkronmotor

14 U1 V1 W1 Faseviklinger U2 V2 W2 Figur 4.12 Tegning og merking av faseviklingene

15 W1 U1 V1 Fasevikling W2 U2 V2 W2 U2 V2 Klemmebrett U1 V1 W1 L1 L2 L3 Figur 4.13 Statorviklinger koblet til motorens klemmebrett

16 Trekantkobling L1 W2 U1 Stjernekobling L1 U1 U2 W1 L3 V2 V1 U2 L2 L3 W1 W2 V2 V1 L2 W2 U2 V2 W2 U2 V2 U1 V1 W1 Lasker Klemmebrett U1 V1 W1 L1 L2 L3 L1 L2 L3 -kobling Y-kobling Figur 4.14 Trekant- og stjernekobling av statorviklingene

17 Figur 4.15 Merkeskilt for trefase asynkronmotor

18 N D Medurs Figur 4.16 Rotasjonsretning med urviseren sett mot D-enden

19 M1 3 Figur 4.17 Grafisk symbol for trefase asynkronmotor

20 Figur 4.18 Prinsipiell oppbygning av en trefase asynkronmotor

21 L1 L1 L1 L1 S S S S L3 N S L2 L3 N S L2 L3 N S L2 L3 N S L2 I L1 L2 L3 Strøm gjennom statorviklingene tid 1, 2, 3 og 4 er tidspunkter Figur 4.19 Magnetisk rotasjonsfelt

22 Isolert materiale Hjelpekontakt Hjelpekontakt Brytekontakt Sluttekontakt Hovedkontakt Bevegelig jernkjerne Skruefjær Skruefjær Fast jernkjerne Spole, elektromagnet Figur 4.20 Prinsippskisse av en kontaktor

23 1 3 5 A1 A Figur 4.21 Symbolet for kontaktor

24 Sokkel Støtdemper av gummi Fast kjerne 220 V 50 Hz Magnet spole Spolemerking Festeskrue Kortslutningsring Fjær som holder jernkjernene fra hverandre Merkeskilt Bevegelig kjerne Tilkoplingsklemme Fast kontakt Bevegelig kontakt Kontaktmerking Figur 4.22 Kontaktorens enkelte deler

25 Mekanisk forbindelse A A Hovedkontakter Hjelpekontakter Funksjonssiffer Plassiffer Figur 4.23 Kontaktorens klemmemerking

26 Driftskategori Slutte Bryte cos Strøm Spenning Strøm Spenning AC1 1 I n 1 U n 1 I n 1 U n 0,95 AC2 2,5 In 1 U n 2,5 In 1 U n 0,65 AC3 6 I n 1 U n 1 I n 0,17 U n 0,35 AC4 6 In 1 Un 6 In 1 Un 0,35 Figur 4.24 Kontaktorstørrelse

27 Variabeltransformator 230 V/50 Hz A V A1 A Øving 4.2

28 Fra strømnettet via kontaktor Feste Bimetall Varmetråd (P = I 2. R) Mekanisk forbindelse M1 3 ~ Figur 4.25 Termisk motorvern

29 Figur 4.26 Symbol for termisk motorvern

30 Strøm inn Termisk overstrømsutløser (Termisk effekt) Bimetall S1 Elektromagnetisk kortslutningsutløser (Elektromagnetisk effekt) Strøm ut Figur 4.27 Prinsippskisse av en automatsikring og symbolet for en automatsikring med termisk og elektromagnetisk utløsermekanisme

31 Type I n I 1 I 2 I 4 I 5 B-automat 6 63 A 1,13 I n 1,45 I n 3 I n 4,8 I n C-automat 0,5 63 A 1,13 I n 1,45 I n 5 I n 10 I n D-automat 6 40 A 1,13 I n 1,45 I n 10 I n 20 I n Figur 4.28 Norm for utløsegrenser for B-, C- og D-automater

32 Tid Sekunder Minutter ,6 0,4 0,2 0,1 0,06 0,04 0,02 0,01 I 1 I 2 A B C D I 4 I I 5 4 I 5 I 4 I 5 I 4 I 5 1, Antall ganger merkestrømmen Toleranseområde for overbelastning med termisk utkobling Toleranseområde for elektromagnetisk utkobling Figur 4.29 Utløsekarakteristikken for A-, B-, C- og D-automater

33 Figur 4.30 Jordfeilautomater og symbolet for jordfeilautomat

34 Sluttekontakt Brytekontakt Sluttekontakt Brytekontakt Monostabil trykknappbryter Bistabil bryter Figur 4.31 Symbolet for monostabil trykknappbryter og bistabil bryter

35 Farge Fargens betydning Forklaring Bruksområde Rød Farlig situasjon Nødsituasjon Betjenes ved farlig situasjon eller nød situasjon Nødstopp Kan også brukes for stopp Gul Unormal situasjon Betjenes ved unormal tilstand Indikerer unormal tilstand Grønn Sikker situasjon Betjenes ved sikker tilstand eller forberede normale tilstander Indikerer funksjoner som angir sikker eller normal tilstand. Kan også brukes for start Blå Nødvendig eller obligatorisk inngrep Betjenes ved tilstand som krever påbudt handling Tilbakestillingsfunksjon Hvit Ingen spesifikk betydning For generell igangsettelse eller stopp av funksjoner For generell indikasjon av funksjoner bortsett fra nødstopp Grå Ingen spesifikk betydning For generell igangsettelse eller stopp av funksjoner For generell indikasjon av funksjoner bortsett fra nødstopp Svart Ingen spesifikk betydning For generell igangsettelse eller stopp av funksjoner For generell indikasjon av funksjoner bortsett fra nødstopp Figur 4.32 Fargekode for betjeningsmateriell

36 Figur 4.33 Forslag til utstyr

37 500 mm mm Figur 4.34 Skisse av forslaget til koblingsbrett

38 Nummer på skissen på figur 4.34 Forslag til plassering av utstyr på koblingsbrettet 1 Automatsikring for hovedstrøm 2 Automatsikring for styrestrøm 3 Kontaktor 4 PLS 5 Frekvensomformer 6 Rekkeklemme 7 Styrepanel 8 Stikkontakt (industritype) for tilkobling av motor 9 Forlegningskanal for ledninger som fører hovedstrøm 10 Forlegningskanal for ledninger som fører signalstrøm 11 Pakknipler (PG-nipler) Figur 4.35 Elektrisk utstyret for øvingene

39 Apparatskap Hovedstrømssikringer (overstrømsvern) Styrestrømssikringer (overstrømsvern) Ledningskanal Kontaktor Motorvern Startbryter Styrepanal Stoppbryter Rekkeklemme Kabel mellom apparatskap og styrepanel 3 x 230 V/50 Hz fra kabel til elnettet L1, L2, L3 + PE-leder 4 4 Kabel mellom apparatskap og motor 3 Trefase asynkronmotor Figur 4.36 Et enkelt motoranlegg