28. fejezet – ⭐ Váltakozó áramú motorok üzembe helyezése

28.1 A mágneskapcsoló (kontaktor) felépítése, érintkező-számozása, használati kategóriái

Az érintkező-számozás

(Ugyanaz a jelölésrendszer, amelyet a vezérlőkkel foglalkozó fejezet is tanít – ott a segédáramköri alkalmazásra, itt a motorindításra.)

Bővítő egységek

A mágneskapcsolóra a következő bővítők szerelhetők:

- SEGÉDÉRINTKEZŐ-BLOKK (több NO/NC érintkező),
- PNEUMATIKUS vagy elektronikus IDŐZÍTŐ,
- MECHANIKUS RETESZELŐ EGYSÉG (két kontaktor közé),
- CSILLAG-DELTA funkciójú, időzített kisegítő kapcsoló.

(A bővítő-kategóriákat két független gyártói katalógus igazolja.)

A használati kategóriák

- AC-3-nál a kontaktor a JÁRÓ motort kapcsolja le - az áram akkor
  már a névleges környékén van, a visszatérő feszültség moderált.
- AC-4-nél a kontaktor LÖKDÖSÉSRE és ELLENÁRAMÚ FÉKEZÉSRE
  is dolgozik: ilyenkor az ÁLLÓ vagy visszafelé forgó motor
  hatalmas áramát kell megszakítania, sokszor ismételve.

28.2 Az öntartó (öntartás) kapcsolás – a vezérléstechnika alapköve

A főáramkör

1. A hálózat három fázisa (L1, L2, L3) a ZÁRLATVÉDELEMRE
   (biztosító vagy motorvédő kismegszakító) érkezik.
2. Onnan a K1 kontaktor FŐÉRINTKEZŐIRE (1-2, 3-4, 5-6).
3. A kontaktor után a HŐRELÉ fűtőelemeire (a túlterhelés-
   védelem itt MÉRI az áramot).
4. Végül a MOTOR kapocslécére (U, V, W).

A vezérlőkör működése

1. A START (NO) megnyomásakor záródik a kör:
   L1 -> F1 (95-96) -> STOP (NC) -> START (NO) -> A1 tekercs A2 -> N.
2. A tekercs meghúz: a fő- ÉS a segédérintkezők egyszerre
   működnek. A motor feszültséget kap.
3. A 13-14 (NO) segédérintkező bezár, és PÁRHUZAMOSAN áthidalja
   a START gombot.
4. A START gombot elengedve a kör a 13-14-en keresztül ZÁRVA
   MARAD: ez az ÖNTARTÁS.
5. A STOP (NC) megnyomása MEGSZAKÍTJA a kört -> a tekercs elenged
   -> a 13-14 kinyit -> a kapcsolás alaphelyzetbe áll.
6. Ugyanígy bont a hőrelé 95-96 érintkezője kioldáskor.

Több kezelőhely, kétkezes indítás, vészkikapcsolás

- Több START gomb (több kezelőhelyről): PÁRHUZAMOSAN.
  "Bármelyik indíthat" -> VAGY kapcsolat.
- Több STOP gomb: SOROSAN.
  "Bármelyik megállíthat" -> ÉS kapcsolat.
- KÉTKEZES indítás: két, EGYIDEJŰLEG nyomandó START, SOROSAN
  kötött NO érintkezőkkel, gombreteszeléssel.
- VÉSZ-STOP: NC érintkező, MECHANIKUSAN RETESZELT
  (nyomás után reteszelve marad, kézzel oldható).

- a vész-stop NC (bontó) érintkezővel működik, tehát a KÖR
  MEGSZAKÍTÁSÁVAL állít le - nem záró érintkezővel indít
  leállítást (ez a "hibára biztonságos" elv);
- MECHANIKUSAN RETESZELT: megnyomás után reteszelve marad;
- a vezérlőkörben SOROSAN, a többi STOP gombbal együtt.

28.3 ⭐ Forgásirányváltás; a kölcsönös reteszelés villamos és mechanikus módja

A főáramkör

K1 (JOBBRA):   L1 -> U     L2 -> V     L3 -> W
K2 (BALRA):    L3 -> U     L2 -> V     L1 -> W

Azaz a K2 az L1 és az L3 fázist FELCSERÉLI; az L2 helyben marad.

A kettős reteszelés

A vezérlőkör

JOBBRA ág:
L1 - F1(95-96) - STOP(NC) - [S_jobbra(NO) || K1(13-14)] - K2(21-22) - K1(A1-A2) - N

BALRA ág:
L1 - F1(95-96) - STOP(NC) - [S_balra(NO) || K2(13-14)] - K1(21-22) - K2(A1-A2) - N

Mindkét ágban:

- a saját START gomb és a saját 13-14 ÖNTARTÓ érintkező
  PÁRHUZAMOSAN;
- a MÁSIK kontaktor 21-22 BONTÓ érintkezője SOROSAN, közvetlenül
  a saját tekercs előtt;
- a közös STOP és a hőrelé 95-96 a lánc elején.

- így a rajz KÖVETHETŐBB: a tekercs előtt áll az "engedélyezés";
- bővítéskor (újabb kezelőhely, jelzőlámpa) kevésbé lehet
  elrontani;
- hibakeresésnél a tekercs előtti utolsó érintkező mindig
  az, amely "letiltja" a működést.

28.4 Csillag-delta indítás; mikor és miért

Miért csökken az áram?

CSILLAGBAN:  U_f = U_v / gyök3   ->  a tekercsre KISEBB feszültség
DELTÁBAN:    U_f = U_v           ->  a tekercsre a TELJES vonali
                                     feszültség

ALKALMAS:      ventilátor, szivattyú, üresen induló szalag -
               olyan gép, amelynek a nyomatékigénye a
               fordulatszámmal NŐ.
NEM ALKALMAS:  teljes terhelés alatt induló gép, csigahajtás,
               nagy tapadási nyomatékkal induló gép -
               ezek CSILLAGBAN NEM INDULNAK EL, vagy nagyon
               lassan futnak fel, és a hőrelé lekapcsol.

A nyitott átmenet

A további indítási eljárások összevetése

- a lágyindító folyamatos, lökésmentes felfutást ad;
- a frekvenciaváltó ráadásul FORDULATSZÁMOT is szabályoz, és kis
  fordulatszámon is TELJES nyomatékot tud adni;
- mindkettőnél NINCS nyitott átmenet és nincs átkapcsolási
  áramlökés.

28.5 Motorvédelem: hőrelé, kioldási osztályok, motorvédő kapcsoló

A hőrelé működési elve

- HŐMÉRSÉKLET-KOMPENZÁLT kivitel (kb. -20 fokig), hogy a
  környezeti hőmérséklet ne hamisítsa a kioldást;
- FÁZISKIESÉS-ÉRZÉKELÉS differenciál-tolókával;
- TEST gomb a működés kipróbálásához;
- KÉZI (H) vagy AUTOMATIKUS (A) visszaállítás.

A működési határok – mit jelent a hőrelé jelleggörbéje?

A kioldási osztályok

1. A MŰKÖDÉSI HATÁROK (3. táblázat A/B/C/D oszlopai):
   1,05 / 1,2 / 1,5 / 7,2 x I_beáll - ez adja a jelleggörbe
   "alakját".
2. A KIOLDÁSI OSZTÁLY (2. táblázat): a 7,2 x I_beáll-nál mért
   T_p idő sávja - ez adja, hogy MENNYI IDEIG tuti az indítási
   áramlökés.

A kioldási osztály megválasztása

1. Előbb tisztázd, MIÉRT old le induláskor: rosszul beállított
   hőrelé? Rossz kapcsolás (csillag helyett delta)? Túl nagy
   terhelés? Mechanikai akadály? Fáziskiesés?
2. Csak ha valóban NEHÉZ INDÍTÁSÚ a hajtás, akkor kell nagyobb
   kioldási osztály - ÉS ilyenkor a KONTAKTORT is felül kell
   vizsgálni.

A hőrelé jelölése

Amit a hőrelé nem tud megvédeni

A motorvédő kapcsoló

28.6 Túláram-, zárlat- és fáziskimaradás elleni védelem összehangolása

- A ZÁRLATVÉDELEM azonnal kell, de a normál indítási áramlökést
  NEM szabad lekapcsolnia -> nagy kioldási küszöb.
- A HŐRELÉ a kis, tartós túlterhelést fogja meg: az 1,2-szeres
  áramot két órán belül. Ezt a zárlatvédelem SOHA nem
  érzékelné - egy 16 A-es biztosító 19 A-en évekig elvan.
- A FÁZISKIESÉS különösen alattomos: a motor TOVÁBB FOROG két
  fázison, de az áram a megmaradt két fázisban megnő, a
  nyomaték csökken, és a tekercselés melegszik. A szabvány
  ezért ír külön fogalmat a fáziskiesésre érzékeny relére.

A jegyzet korábbi fejezeteire épülő rész

A motoros áramkör méretezése – a vezeték terhelhetősége, a feszültségesés, a hibavédelem – a jegyzet vezetékméretezéssel és hibavédelemmel foglalkozó fejezeteinek anyaga. Ez a fejezet a motorspecifikus védelmi rétegekre koncentrál.

28.7 Egyfázisú motor indítása; segédfázis, kondenzátor

A kondenzátorok

A forgásirányváltás

Az egyfázisú motor forgásiránya a segédfázis (indítótekercs) két végének felcserélésével fordítható meg.

(Két független forrásból igazolt.)

- kisebb áramú, vékonyabb vezetékek;
- a kapocslécen általában külön, jelölt kapcsokon van;
- a gyári bekötési rajz jellemzően erre ad átkötési útmutatót.

Kitekintés: a Steinmetz-kapcsolás

- A teljesítmény CSÖKKEN.
- Az INDÍTÓNYOMATÉK gyenge - terhelés alatt nem indul el.
- A tekercsek TERHELÉSE EGYENLŐTLEN, a motor melegszik.
- A hőrelé beállítása bizonytalanná válik, mert az áramok
  aszimmetrikusak.

28.8 Lágyindító és frekvenciaváltó – áttekintő szint, telepítési szempontok

Telepítési szempontok

- Ha CSAK az indítási lökés a gond, és a fordulatszám fix:
  LÁGYINDÍTÓ. Egyszerűbb, kevesebb veszteség, kisebb zavar.
- Ha a FORDULATSZÁMOT is szabályozni kell (szivattyú, ventilátor
  szabályozása!), vagy kis fordulatszámon is nyomaték kell:
  FREKVENCIAVÁLTÓ.
- Ha csak vizsgára készülsz vagy meglévő berendezést javítasz:
  a CSILLAG-DELTA indítást is tudni kell (28.4 alfejezet).

28.9 Üzembe helyezés előtti vizsgálatok; forgásirány-ellenőrzés

1. SZIGETELÉSI ELLENÁLLÁS mérése a tekercseken.
2. TEKERCSELLENÁLLÁS mérése és a három fázis összevetése.
3. MENETZÁRLAT vizsgálata.
4. MECHANIKAI ELLENŐRZÉS (kézzel forgatva könnyen jár-e).
5. A HŐRELÉ BEÁLLÍTÁSÁNAK ellenőrzése a motor névleges áramára.
6. FORGÁSIRÁNY-ELLENŐRZÉS fázissorrend-vizsgálóval.
7. PRÓBAJÁRATÁS terhelés nélkül, majd terhelten, melegedés-
   ellenőrzéssel.

- NAGYOBB ellenállás -> rossz kötés, korrodált kapocs,
  részleges szakadás;
- KISEBB ellenállás -> MENETZÁRLAT (a tekercs egy része
  rövidre zárva).

A forgásirány ellenőrzése

- SZIVATTYÚNÁL: nem szállít vagy kavitál, a tömítés tönkremegy;
- VENTILÁTORNÁL: rossz irányba fúj, kis szállítással, nagy
  áramfelvétellel;
- SZERSZÁMGÉPNÉL vagy SZÁLLÍTÓSZALAGNÁL: közvetlen
  BALESETVESZÉLY;
- CSAVARKOMPRESSZORNÁL: azonnali, súlyos mechanikai kár.

1. FÁZISSORREND-VIZSGÁLÓVAL a betápon: a fázissorrend
   ellenőrzése MÉG a motor bekötése előtt.
2. Ha lehetséges, A HAJTOTT GÉPTŐL LEVÁLASZTVA rövid
   megpörgetés, és a forgásirány szemrevételezése.
3. HA fordítva forog: BÁRMELY KETTŐ fázis felcserélése -
   nem három, és SOHA nem a nullavezető.

28.10 Tipikus hibák a motorvezérlésben és felderítésük

- NEM HÚZ BE  -> a hiba a VEZÉRLŐKÖRBEN van (vagy a tekercsben).
- BEHÚZ, de a motor nem forog vagy rosszul forog
              -> a hiba a FŐÁRAMKÖRBEN, a motorban vagy a
                 mechanikában van.

A vezérlőköri hibák

A főáramköri és motorhibák

- a megmaradt két fázisban az ÁRAM MEGNŐ;
- a nyomaték CSÖKKEN, a szlip nő;
- a tekercselés GYORSAN MELEGSZIK;
- ha a hőrelé nem fáziskiesésre érzékeny kivitelű, LEHET, hogy
  nem old ki időben.

1. NE A MŰSZERREL kezdd, hanem a KÉRDÉSSEL: behúz-e a kontaktor?
2. VEZÉRLŐKÖR: a láncot VÉGIG kell mérni, a tápágtól a tekercsig,
   elemenként - így egy mérési sorozattal megtalálod a szakadt
   pontot.
3. FŐÁRAMKÖR: FÁZISONKÉNT mérj feszültséget ÉS áramot. A
   feszültség önmagában megtévesztő: lehet feszültség egy
   érintkezőn, amely nem vezet terhelés alatt.
4. MINDIG ELLENŐRIZD A BEÁLLÍTÁSOKAT is: hőrelé-beállítás,
   kioldási osztály, időzítő, kapcsolás (Y vagy Δ).
5. VÉGÜL a MECHANIKA: kézzel forgatva könnyen jár-e a gép?
   A motorhibák jelentős része nem villamos.

Kidolgozott mintapéldák

28.1. mintapélda – A hőrelé beállítása

Egy szivattyú motorjának adattáblája (feladatadat): 400 V, 5,5 kW, Δ, I_n = 11,4 A, 1450 1/min. A rendelkezésre álló hőrelé beállítási tartománya 9 – 13 A, kioldási osztálya 10A.

a) Mekkorára kell beállítani a hőrelét? b) Alkalmas-e a beállítási tartomány? c) Mit jelent a 10A kioldási osztály ebben az esetben? d) Mi történne, ha „biztos, ami biztos” alapon 13 A-re állítanánk?

a) A beállítás

A hőrelét a motor névleges áramára kell beállítani:

I_beáll = I_n = 11,4 A

b) A tartomány ellenőrzése

Beállítási tartomány:   9,0 A ... 13,0 A
Szükséges beállítás:         11,4 A
9,0 <= 11,4 <= 13,0   ->   ALKALMAS

A 11,4 A a tartomány közepén van – ez ideális, mert mindkét irányba van állítási tartalék.

c) A 10A kioldási osztály jelentése

A kioldási osztály a 7,2 × I_beáll áramnál, hidegen indulva mért kioldási időt (T_p) adja meg:

I_vizsgálati = 7,2 · 11,4 = 82,1 A

A 10A osztály sávja: 2 < T_p ≤ 10 s

Azaz ekkora (82,1 A-es) áramnál a relé legalább 2, legfeljebb 10 másodperc alatt old ki.

d) Ha 13 A-re állítanánk

Beállítás:       13,0 A
Motor névleges:  11,4 A
Az arány:        13,0 / 11,4 = 1,14   ->  14 %-kal följebb

Ez azt jelentené, hogy a relé a 3. táblázat A oszlopa szerint

1,05 · 13,0 = 13,65 A-ig nem old ki –

azaz a motor tartósan 13,65 A-rel, a névleges 11,4 A 120 %-ával üzemelhetne, anélkül hogy a védelem működne.

A következmény: a tekercselés tartósan túlterhelten, a méretezettnél magasabb hőmérsékleten üzemel, és a szigetelés öregedése jelentősen felgyorsul.

Válasz: a) 11,4 A · b) igen, a tartomány közepén · c) 82,1 A-es áramnál 2-10 s között old ki · d) a motor a névleges 120 %-ával is üzemelhetne védelem nélkül – nem szabad.

28.2. mintapélda – A kioldási osztály megválasztása

A 28.1. mintapélda motorját (I_beáll = 11,4 A) egy nagy tehetetlenségű centrifuga hajtására használnánk. A mérés szerint a felfutás 14 másodpercig tart, és a hőrelé induláskor leold.

a) Mekkora T_p időt garantál a 10A, a 10, a 20 és a 30 osztály? b) Melyik osztályt kellene választani? c) Mire kell figyelni a kontaktor oldaláról? d) Miért nem szabad automatikusan a legnagyobb osztályt választani?

a) A négy osztály sávja

A 2. táblázat szerint, a 7,2 × I_beáll áramnál, hidegen:

osztály   T_p sáv (s)      alsó határ = a GARANTÁLT legrövidebb idő
  10A     2  < T_p <= 10          2 s
  10      4  < T_p <= 10          4 s
  20      6  < T_p <= 20          6 s
  30      9  < T_p <= 30          9 s

b) A választás

A felfutás 14 s – ez a szabvány szerinti „nehéz” indítás kategóriája. A táblázat alkalmazási oszlopa szerint:

Nagy tehetetlenségű centrifugánál a 30 (esetleg 40) osztály a megfelelő.

c) A kontaktor oldala

A szabvány [8.2.5.x] kimondja:

„20-as és afölötti kioldási osztályú túlterhelésvédelmet tartalmazó indítónál a mágneskapcsoló (vagy IMPSD) kiválasztása külön feltételek alá esik.”

Tehát a 30-as osztályhoz a kontaktort is felül kell vizsgálni – nagyobb kontaktor kellhet, mert hosszabb ideig vezeti az indítási áramot.

d) Miért nem automatikusan a legnagyobb?

Mert a kioldási osztály növelése a védelem lassítása:

- Nagyobb osztálynál a relé HOSSZABB IDEIG engedi a nagy áramot
  -> a motor blokkolt (megszorult) állapotban is tovább melegszik,
     mielőtt lekapcsolna.
- Ezért a kioldási osztályt NEM a "leold induláskor" problémára
  kell felemelni, hanem a HAJTÁS TÉNYLEGES indítási igényéhez
  kell illeszteni.

A helyes sorrend mindig:

1. MIÉRT old le? Rossz beállítás? Rossz kapcsolás (Y helyett Δ)?
   Fáziskiesés? Mechanikai akadály? Túl nagy terhelés?
2. Csak ha valóban NEHÉZ INDÍTÁSÚ a hajtás -> nagyobb kioldási
   osztály, ÉS a kontaktor felülvizsgálata.

Válasz: a) 2 / 4 / 6 / 9 s garantált alsó határ · b) 30 (nagy tehetetlenségű centrifuga) · c) 20-as és afölötti osztálynál a kontaktorválasztás külön feltételek alá esik · d) mert a védelem lassítása a blokkolt motort is védtelenebbé teszi.

28.3. mintapélda – Csillag-delta indítás: áram és nyomaték

Egy 400 V-os, deltában üzemelő motor névleges vonali árama I_n = 21,8 A. A feladat szerint a direkt indítási áram a névleges 6-szorosa.

a) Mekkora a direkt (DOL) indítási áram? b) Mekkora lenne csillagkapcsolásban az indítási áram? c) Mennyi a nyomaték a csillag-indításnál? d) Alkalmazható-e ez az indítás egy teljes terhelés alatt induló csigahajtásnál?

a) A direkt indítási áram

I_DOL = 6 · I_n = 6 · 21,8 = 130,8 A

b) A csillag-indítási áram

Csillagkapcsolásban a tekercsre jutó feszültség a delta-érték 1/√3-szorosa, ezért a vonali áram a delta-értékhez képest a harmadára csökken:

I_Y = I_DOL / 3 = 130,8 / 3 = 43,6 A

Direkt indítás:          130,8 A
Csillag-delta indítás:    43,6 A
A csökkenés:             130,8 - 43,6 = 87,2 A,  azaz 66,7 %

c) A nyomaték

A nyomaték a feszültség négyzetével arányos, és a tekercsfeszültség 1/√3-szorosára csökkent:

(1/√3)² = 1/3

A nyomaték is a HARMADÁRA csökken.

d) A csigahajtás

Nem alkalmazható. A csigahajtás jellemzően nagy tapadási (indítási) nyomatékkal indul, és teljes terhelés alatt:

- csillagban a motor a direkt (delta) indítónyomaték HARMADÁVAL indul;
- ha ez kevesebb, mint a hajtás indítási nyomatékigénye, a motor
  EL SEM INDUL, csak "zúg";
- a szlip 1 közelében marad, az áram nagy, a motor melegszik,
  és a hőrelé - helyesen - LEKAPCSOL.

A megoldás: direkt indítás (ha a hálózat bírja), lágyindító vagy frekvenciaváltó (amely kis fordulatszámon is teljes nyomatékot tud adni).

Válasz: a) 130,8 A · b) 43,6 A (a harmadára) · c) a nyomaték is a harmadára · d) nem – a csillag-indítás nyomatéka nem elég.

28.4. mintapélda – Használati kategória és az átsorolási szabály

Egy mágneskapcsoló adatlapján (feladatadat, 400 V-ra):

Kategória	Névleges áram (I_e)
AC-1	32 A
AC-3	18,5 A
AC-4	15,5 A

a) Melyik kategória adatát kell használni egy direkt indítónál? b) Melyiket egy csillag-delta indítónál? c) Melyiket egy reosztátos (csúszógyűrűs) indítónál? d) Teljesül-e az AC-4 → AC-3 átsorolási szabály? e) Miért félrevezető az AC-1-es adat?

a) Direkt indító

A szabvány [5.4.2.]: „Minden közvetlen (direkt) indító az AC-3, AC-3e, AC-4, AC-7b, AC-8a, AC-8b kategóriák egyikébe vagy többe tartozik.”

Szokásos ipari motorhajtásnál (indítás, járó motor kikapcsolása, irányváltás):

AC-3 → I_e = 18,5 A

Ha a hajtás lökdösésre vagy ellenáramú fékezésre is dolgozik:

AC-4 → I_e = 15,5 A

b) Csillag-delta indító

A szabvány: „Minden csillag-delta és kétlépcsős autotranszformátoros indító az AC-3 kategóriába tartozik.”

AC-3 → I_e = 18,5 A

c) Reosztátos indító

A szabvány: „A forgórészköri ellenállásos (reosztátos) indítók az AC-2 kategóriába tartoznak.”

AC-2 – ennek adata ezen az adatlapon nem szerepel, tehát ehhez a gyártótól kell adatot kérni.

d) Az átsorolási szabály

A szabály: ha a mágneskapcsolót AC-4-re vizsgálták, AC-3 kategóriát is kaphat, feltéve hogy az AC-3-hoz tartozó I_e nem nagyobb, mint 1,2 × az AC-4-hez tartozó I_e azonos feszültségen.

1,2 · I_e(AC-4) = 1,2 · 15,5 = 18,6 A
I_e(AC-3) = 18,5 A
18,5 A <= 18,6 A   ->   A SZABÁLY TELJESÜL

Az adatlap tehát konzisztens a szabvánnyal.

e) Miért félrevezető az AC-1-es adat?

AC-1:  32,0 A   (nem vagy enyhén induktív terhelés)
AC-3:  18,5 A   (kalickás motor)
AC-4:  15,5 A   (fékezés, lökdösés)
Az AC-1 és az AC-4 aránya:  32,0 / 15,5 = 2,06-szoros

Aki a 32 A-es AC-1-es adatot használja egy motorhajtásra, több mint kétszeresen alulméretezi a kontaktort – közben úgy érzi, hogy bőven van tartaléka.

Válasz: a) AC-3 (18,5 A), illetve fékezésnél/lökdösésnél AC-4 (15,5 A) · b) AC-3 · c) AC-2, amihez az adatlap nem ad értéket · d) igen, 18,5 ≤ 18,6 · e) mert a motorterhelés nem AC-1-es, és az eltérés több mint kétszeres.

28.5. mintapélda – Az öntartó kapcsolás kiegészítése irányváltóvá

Adott egy direkt indító vezérlőköre:

L1 → F1 (95-96) → S0 STOP (NC) → S1 START (NO) → K1 (A1-A2) → N, és a K1 13-14 érintkezője az S1-gyel párhuzamosan.

Egészítsd ki a kapcsolást irányváltóvá! a) Mit kell a főáramkörben tenni? b) Hogyan alakul a vezérlőkör? c) Hova kerül a keresztreteszelés? d) Kell-e mechanikus reteszelés is?

a) A főáramkör

Be kell tenni egy második kontaktort (K2), amely két fázist felcserélve köti a motorra:

K1 (JOBBRA):   L1 -> U     L2 -> V     L3 -> W
K2 (BALRA):    L3 -> U     L2 -> V     L1 -> W

A hőrelé a közös ágban marad, a motor előtt – így mindkét irányban véd.

b) A vezérlőkör

Két, egymással párhuzamos ág, közös STOP-pal és közös hőrelé-érintkezővel:

JOBBRA:
L1 - F1(95-96) - S0(NC) - [S1(NO) || K1(13-14)] - K2(21-22) - K1(A1-A2) - N

BALRA:
L1 - F1(95-96) - S0(NC) - [S2(NO) || K2(13-14)] - K1(21-22) - K2(A1-A2) - N

c) A keresztreteszelés

- A K2 21-22 BONTÓ érintkezője a K1 tekercsének körébe, SOROSAN,
  közvetlenül a tekercs előtt.
- A K1 21-22 BONTÓ érintkezője a K2 tekercsének körébe, ugyanígy.

Így amíg az egyik kontaktor behúzva van, a másik nem tud meghúzni.

d) A mechanikus reteszelés

Igen, kell. A villamos reteszelés a tekercseket fogja meg, de nem véd a mechanikusan beragadt érintkező ellen – az áramot vezet akkor is, ha a tekercs nem gerjedt.

A két kontaktor közé szerelt mechanikus reteszelő egység fizikailag nem engedi, hogy mindkettő behúzzon.

Válasz: a) második kontaktor két fázist felcserélve, a hőrelé a közös ágban · b) két párhuzamos ág, közös STOP és hőrelé · c) mindkét kontaktor 21-22 érintkezője a másik tekercskörébe, sorosan · d) igen, mert a villamos reteszelés a beragadt érintkező ellen nem véd.

28.6. mintapélda – Egyfázisú motor kondenzátorai

Egy egyfázisú, kondenzátoros aszinkronmotor munkakondenzátora 16 μF. A régi indítókondenzátor felirata olvashatatlan.

a) Milyen nagyságrendű kapacitás várható az indítókondenzátornál? b) Beépíthető-e a becsült érték? c) Hogyan fordítható meg a motor forgásiránya? d) Mire kell figyelni a kondenzátor cseréjénél?

a) A nagyságrend

Az ökölszabály szerint az indítókondenzátor kapacitása jellemzően 6-10-szer nagyobb, mint a munkakondenzátoré:

6 · 16 uF  =   96 uF
10 · 16 uF =  160 uF
Várható tartomány:  kb. 96 ... 160 uF

b) Beépíthető-e a becslés?

Nem. A 6-10-szeres arány tájékoztató nagyságrend, nem méretezés.

- A méretezés a motor TELJESÍTMÉNYE és FESZÜLTSÉGE alapján,
  GYÁRTÓI TÁBLÁZATBÓL történik.
- Az adatot a MOTOR ADATTÁBLÁJÁN vagy a gyártói
  dokumentációban kell megkeresni.
- HA egyik sem áll rendelkezésre, a motor gyártójától vagy
  szervizétől kell adatot kérni.

A becsült érték arra jó, hogy ellenőrizd: ha valaki 470 μF-os kondenzátort akar beépíteni egy 16 μF-os munkakondenzátorhoz, az nagyságrendileg téves – ez már a becsléssel is kiszűrhető.

c) A forgásirányváltás

A segédfázis (indítótekercs) két végének felcserélésével.

Nem a főtekercset, mert ha mindkettőt megcserélnénk, a relatív fázishelyzet nem változna – a motor ugyanarra forogna.

d) A csere biztonsági szabálya

1. FESZÜLTSÉGMENTESÍTÉS.
2. A kondenzátor KISÜTÉSE - a munkakondenzátor a lekapcsolás
   után is töltve maradhat.
3. MÉRÉSSEL ELLENŐRIZNI, hogy valóban kisült-e.
4. Csak ezután szabad hozzáérni és cserélni.
5. A NÉVLEGES FESZÜLTSÉGET is ellenőrizni: nem elég a
   kapacitás egyezése, a kondenzátor feszültségének is meg kell
   felelnie (indító- és munkakondenzátornál más lehet).

Válasz: a) kb. 96-160 μF · b) nem, a gyártói adatot kell megkeresni · c) a segédfázis két végének felcserélésével · d) feszültségmentesítés, kisütés, méréssel ellenőrzés, és a névleges feszültség egyezése.

28.7. mintapélda – Forgásirány-ellenőrzés és javítás

Egy szivattyú motorcsere után fordított irányba forog. A motor 400 V-os, háromfázisú, bekötése U-V-W + PE.

a) Mit kell felcserélni? b) Hány lehetséges helyes megoldás van? c) Mit nem szabad felcserélni? d) Hol érdemes a cserét elvégezni? e) Hogyan ellenőrizzük, hogy a javítás sikerült?

a) Mit kell felcserélni?

BÁRMELY KETTŐ fázist.

b) Hány helyes megoldás van?

Három fázisból kettőt kiválasztani három különböző módon lehet:

L1 <-> L2
L1 <-> L3
L2 <-> L3

Mindhárom ugyanazt az eredményt adja: a forgásirány megfordul.

c) Mit nem szabad felcserélni?

- A VÉDŐVEZETŐT (PE) - SEMMILYEN körülmények között. A PE
  helyére kötött fázis vagy nulla a teljes berendezést
  feszültség alá helyezi: ÉLETVESZÉLY.
- A NULLAVEZETŐT (ha egyáltalán van) - a forgásirányhoz
  semmi köze.
- MINDHÁROM fázist - az nem változtat semmit
  (L1->L2->L3->L1 ciklikus csere ugyanazt a sorrendet adja).

d) Hol érdemes elvégezni?

- A MOTOR KAPOCSLÉCÉN vagy a motor kötődobozában - ez a
  legegyszerűbb és a leghelyibb beavatkozás.
- NEM az elosztóban vagy a betápon, mert ott az átkötés
  MINDEN, arról az elosztóról táplált háromfázisú fogyasztó
  forgásirányát megfordítja.

Ez utóbbi tipikus hiba: ha az elosztóban cserélik meg a fázisokat, a szivattyú jó lesz, de a szomszédos ventilátor elromlik.

e) Az ellenőrzés

1. FESZÜLTSÉGMENTESÍTÉS, átkötés, visszakapcsolás.
2. RÖVID megpörgetés és a forgásirány SZEMREVÉTELEZÉSE - a
   motor ventilátorlapátján vagy a tengelykapcsolón jelölt
   nyíl szerint.
3. Ha lehetséges, a HAJTOTT GÉPTŐL LEVÁLASZTVA - így nem kell
   kockáztatni a szivattyú vagy a mechanika sérülését.
4. A javítást DOKUMENTÁLNI kell (melyik két fázist cseréltük),
   hogy a következő szerelő tudja.

Válasz: a) bármely két fázist · b) három megoldás, mindhárom jó · c) a PE-t és a nullát soha, és nem mindhárom fázist · d) a motor kapocslécén · e) rövid megpörgetés, lehetőleg a hajtott géptől leválasztva, majd dokumentálás.

28.8. mintapélda – Hibakeresés: „a motor induláskor leold”

Egy szalaghajtás motorja bekapcsoláskor 3-4 másodperc után leold a hőrelén. Eddig hónapokig jól működött.

Milyen sorrendben keresed a hibát?

A kiindulás

A hibakeresés első kérdése: behúz-e a kontaktor? – Igen, behúz, a motor indul is. Tehát a hiba nem a vezérlőkörben van, hanem a főáramkörben, a motorban vagy a mechanikában.

A második kérdés: mi változott?

A berendezés eddig működött. Ezért a hiba ott van, ahol valami megváltozott – legutóbbi átkötés, csere, karbantartás, elosztói munka, vagy a terhelés változott meg.

A keresés sorrendje

1. A HŐRELÉ BEÁLLÍTÁSA. Valaki elállította? Egyezik-e a motor
   adattáblai névleges áramával?
   -> a leggyorsabb ellenőrzés, azonnal elvégezhető.

2. FÁZISONKÉNTI ÁRAMMÉRÉS lakatfogóval, indítás közben és üzemben.
   - HA az egyik fázis árama NULLA, a másik kettő pedig nagy:
     FÁZISKIESÉS. Keresd visszafelé: kiolvadt biztosító, nem záró
     kontaktor-érintkező, lazult kapocs, szakadt motorkábel.
   - HA mindhárom nagy és egyenlő: TÚLTERHELÉS vagy MECHANIKAI
     akadály.

3. A KAPCSOLÁS ellenőrzése. Csillag-delta indításnál: átkapcsol-e
   a delta? Nem maradt-e csillagban (akkor a motor nem tudja
   felvenni a terhelést, és leold)? Motorcsere után: Y vagy Δ
   kapcsolás a helyes?

4. MECHANIKA. Kézzel forgatva könnyen jár-e a gép? Beszorult-e
   a szalag, megakadt-e az anyag, tönkrement-e a csapágy,
   megfeszült-e a szíj?

5. A TERHELÉS. Megnövekedett-e a szállított anyag mennyisége,
   megváltozott-e a folyamat?

6. A HŰTÉS. Eltömődött-e a motor ventilátorrácsa? (Ez nem
   induláskori leoldást okoz, de melegedést.)

7. VÉGÜL: ha minden rendben, és a hajtás valóban NEHÉZ
   INDÍTÁSÚ -> a KIOLDÁSI OSZTÁLY felülvizsgálata - ÉS ekkor
   a kontaktor felülvizsgálata is (20-as osztály fölött külön
   feltételek).

Válasz: a sorrend: hőrelé-beállítás → fázisonkénti árammérés (fáziskiesés?) → a kapcsolás (Y/Δ) → mechanika → terhelés → hűtés → és csak a végén a kioldási osztály, a kontaktor felülvizsgálatával együtt.

Gyakorlatok

Összefoglalás

Ellenőrző kérdések

1. Sorold fel a mágneskapcsoló fő részeit és kapocsjelöléseit!
2. Mit jelölnek az A1 és A2 kapcsok, és mit az 1-2 / 3-4 / 5-6?
3. Mire való a 13-14 és mire a 21-22 segédérintkező?
4. Hova kell kötni a hőrelé 95-96 és hova a 97-98 érintkezőjét?
5. Mi a segédérintkező-számozás logikája?
6. Sorolj fel négy bővítő egységet, amely mágneskapcsolóra szerelhető!
7. Mi a különbség az AC-3 és az AC-4 kategória között? Miért kisebb az AC-4-es névleges áram?
8. Melyik kategóriába tartozik a csillag-delta indító, és melyikbe a reosztátos indító?
9. Mit mond ki az AC-4 → AC-3 átsorolási szabály?
10. Melyik kategória szól a LED-lámpákra, és miért fontos ez?
11. Miért félrevezető az AC-1-es névleges áram motorterhelésnél?
12. Írd le az öntartó kapcsolás vezérlőkörének működését lépésenként!
13. Miért biztonsági funkció az öntartás? Mi a feszültségcsökkenési védelem?
14. Hogyan kell bekötni több START és több STOP gombot? Miért éppen úgy?
15. Mi a kétkezes indítás, és hogyan valósítható meg?
16. Milyen érintkezővel működik a vész-stop, és miért? Mit jelent a mechanikus reteszelés nála?
17. Miért nem közli a jegyzet a vészleállítás biztonságtechnikai követelményeit?
18. Hogyan fordítható meg a háromfázisú motor forgásiránya? Hány kontaktor kell az irányváltáshoz?
19. Írd le, melyik fázis hova megy a K1 és a K2 kontaktoron irányváltó kapcsolásnál!
20. Mi történik, ha a két kontaktor egyszerre húz be? Miért különösen veszélyes ez?
21. Mi a különbség a villamos és a mechanikus reteszelés között? Melyik mit fog meg?
22. Hova kell tenni a reteszelő érintkezőt a vezérlőkörben, és miért oda?
23. Miért nem szabad járó motort irányváltásnál közvetlenül átkapcsolni?
24. Hány kontaktor kell a csillag-delta indításhoz, és mi a feladata mindegyiknek?
25. Miért csökken csillagban az indítóáram? Mennyire csökken?
26. Mennyire csökken a nyomaték csillagban, és miért éppen annyira?
27. Milyen hajtásnál alkalmazható és milyennél nem a csillag-delta indítás?
28. Milyen adattáblai feltétele van a csillag-delta indításnak?
29. Mi a holtidő, miért kell, és mi az árnyoldala?
30. Mi a nyitott átmenet a szabvány szerint?
31. Hasonlítsd össze a direkt, a csillag-delta, a lágyindítós és a frekvenciaváltós indítást!
32. Hogyan működik a hőrelé? Mi az ikerfém szerepe?
33. Mit jelent a fáziskiesésre érzékeny túlterhelés-relé a szabvány szerint?
34. Mekkorára kell beállítani a hőrelét, és miért éppen arra?
35. Mire kell figyelni a hőrelé beállításánál csillag-delta indításnál?
36. Mit jelentenek a 3. táblázat A, B, C és D oszlopai? Adj meg mindegyikhez szorzót és időt!
37. Mennyi a B oszlop szorzója, és meddig térhet el a termékdokumentációban?
38. Mit jelent a kioldási osztály? Melyik oszlop szerinti áramnál mérik?
39. Add meg a 10A, a 10, a 20 és a 30 osztály T_p sávját!
40. Mit jelent az E betű a kioldási osztály jelölésében? Mondj példát!
41. Miért nem ugyanaz a „10A osztály” és a hőrelé jelleggörbéje?
42. Melyik kioldási osztályt választanád szivattyúra, és melyiket centrifugára?
43. Miért nem szabad a kioldási osztályt önkényesen felemelni? Mit mond erről a szabvány?
44. Mivel jelölik a hőreléket a szabvány 5.7.4. pontja szerint?
45. Mit nem tud megvédeni a hőrelé a reosztátos indítónál és a takaréktranszformátoros indítónál?
46. Mi a motorvédő kapcsoló? Milyen kivitelei vannak?
47. Sorold fel a motorvédelem három rétegét, és mondd meg, mit érzékelnek és milyen időskálán!
48. Miért nem helyettesíti egyik védelmi réteg a másikat? Mondj két konkrét példát!
49. Miért nem indul el magától az egyfázisú aszinkronmotor?
50. Mi a különbség az indító- és a munkakondenzátor között?
51. Mekkora nagyságrendű a két kapacitás aránya? Miért nem méretezés ez?
52. Hogyan fordítható meg az egyfázisú motor forgásiránya? Miért nem a főtekercset cseréljük?
53. Mire kell figyelni a kondenzátor cseréjénél?
54. Mi a Steinmetz-kapcsolás, és miért kényszermegoldás?
55. Mi a különbség a lágyindító és a frekvenciaváltó között?
56. Sorolj fel négy telepítési szempontot a frekvenciaváltónál!
57. Sorold fel az üzembe helyezés előtti vizsgálatokat!
58. Mi az irányadó ökölszabály a motor szigetelési ellenállására?
59. Mit mond a tekercsellenállás-mérés, ha az egyik fázis értéke nagyobb? És ha kisebb?
60. Hogyan javítjuk a rossz forgásirányt? Mit nem szabad felcserélni, és hol érdemes a cserét elvégezni?
61. Mi a hibakeresés első kérdése, és miért éppen az?
62. Mi történik, ha a 13-14 érintkezőt sorosan kötik a START gombbal?
63. Miért a legalattomosabb hiba a fáziskiesés? Hogyan lehet felderíteni?
64. Sorold fel a motorvezérlés hibakeresésének módszertani szabályait!

Tudáspróba

1. Mit jelöl a mágneskapcsoló 13-14 érintkezőpárja?

a) a hőrelé bontó érintkezőjét b) záró (NO) segédérintkezőt, tipikusan az öntartáshoz c) bontó (NC) segédérintkezőt a reteszeléshez d) a tekercs kapcsait

2. Melyik kategóriába tartozik a szabvány szerint minden csillag-delta indító?

a) AC-1 b) AC-2 c) AC-4 d) AC-3

3. Egy kontaktor AC-4 névleges árama 15,5 A. Legfeljebb mekkora AC-3 áramot kaphat az átsorolási szabály szerint?

a) 18,6 A b) 15,5 A c) 31,0 A d) 12,9 A

4. Mi az öntartó kapcsolás legfontosabb biztonsági tulajdonsága?

a) nem kell nyomva tartani a gombot b) a hőrelé nem tud kioldani c) feszültségkimaradás után a motor nem indul újra magától d) a motor lassan fut fel

5. Mi történik, ha egy irányváltó kapcsolásnál mindkét kontaktor egyszerre húz be?

a) a motor kétszeres nyomatékkal indul b) fázisközi zárlat keletkezik a kontaktorok érintkezőin c) a motor egyszerűen nem indul el d) a hőrelé azonnal kiold, és nincs kár

6. Mennyire csökken a vonali áram csillag-delta indításnál a direkt indításhoz képest?

a) a harmadára b) a felére c) 1/√3-szorosára d) a kilencedére

7. Mennyi a 3. táblázat D oszlopának szorzója (kompenzált termikus relé, +20 °C)?

a) 1,05 b) 1,5 c) 7,2 d) 1,2

8. Mit jelent a 10-es kioldási osztály?

a) 10 A-es beállítási áramot b) 10 %-os tűrést a beállított áramon c) 10 másodperces indítási időt d) hogy a 7,2-szeres áramnál a kioldási idő 4 és 10 s között van

9. Melyik kioldási osztályt választanád egy nagy lendkerekű centrifugához?

a) 30 b) 5 c) 10A d) 2

10. Mit mond ki a szabvány a 20-as és afölötti kioldási osztályú indítókról?

a) csak elektronikus relével használhatók b) a mágneskapcsoló kiválasztása külön feltételek alá esik c) csak háromfázisú motorhoz alkalmazhatók d) kizárólag frekvenciaváltóval kombinálva építhetők be

11. Hogyan fordítható meg az egyfázisú, kondenzátoros motor forgásiránya?

a) a kondenzátor cseréjével nagyobbra b) a főtekercs két végének felcserélésével c) a nullavezető és a fázis felcserélésével d) a segédfázis (indítótekercs) két végének felcserélésével

12. Egy szivattyú fordítva forog. Mit kell felcserélni?

a) a fázist és a nullát b) mindhárom fázist c) bármely két fázist, a motor kapocslécén d) a fázist és a védővezetőt

Források

Amit a jegyzet szándékosan nem állít tényként vagy nem közöl

A fejezet nem közli a vészleállítás (vész-stop) biztonságtechnikai követelményeit: a kategóriákat, a biztonsági funkciók teljesítményszintjét, a vészleállító berendezésekre vonatkozó szabványi előírásokat. A kutatási jegyzet ezt nyitott kérdésként tartja nyilván: a gépek villamos berendezéseire vonatkozó biztonsági szabvány (EN 60204-1 sorozat) szövege nem állt a jegyzet rendelkezésére. Amit a fejezet közöl: a vész-stop NC érintkezővel, mechanikusan reteszelten, a vezérlőkörben sorosan működik – és hogy a gépi berendezés vészleállításának tervezése gépbiztonsági szakterület.

A fejezet nem közöl számszerű holtidő-értéket a csillag-delta átkapcsoláshoz: ez a kontaktorok kapcsolási idejétől és a gyártó előírásától függ. A csillag-delta időzítők 1-24 s-os tartománya egyforrású, tájékoztató adat.

A fejezet nem közöl indítóáram-arányt (I_ind/I_n) motortípusonként: a mintapéldákban ez feladatadat. Ugyanígy nem közöl indító- és billenőnyomaték-arányt – ezek a motor adatlapján és jelleggörbéjén szerepelnek.

A fejezet nem közöl összehangolási (koordinációs) táblázatot a zárlatvédelem és a hőrelé párosítására: ez gyártói adat, és a koordináció típusa (az elfogadható károsodás mértéke zárlat után) tervezői döntés.

A fejezet nem közöl kondenzátor-kapacitásértéket teljesítményhez vagy motortípushoz. A 6-10-szeres arány tájékoztató nagyságrend, nem méretezési képlet; a valós adat a motor adattáblájáról vagy a gyártói táblázatból jön. A Steinmetz-kapcsolás 60-80 %-os teljesítménytartománya szintén tájékoztató nagyságrend.

A fejezet nem közöl frekvenciaváltó-paramétert: rámpaidőt, hordozófrekvenciát, motorkábel-hosszkorlátot, EMC-szűrő-adatot. Ugyanígy nem közöl a frekvenciaváltóhoz szükséges RCD-típusra vonatkozó konkrét követelményt – a szabványi hátteret a jegyzet más fejezetei tárgyalják, a konkrét követelmény a frekvenciaváltó gyártójának adatlapjából jön. A frekvenciaváltós fordulatszám-szabályozás energiamegtakarításának mértékére sem közöl számot.

A fejezet nem közöl a kis fordulatszámú frekvenciaváltós üzemhez terhelhetőségi diagramot vagy lekorlátozási tényezőt – csak a kvalitatív összefüggést (romlik az önhűtés).

A kioldási osztályok alkalmazási táblázata (melyik osztály milyen hajtáshoz) a jegyzet saját rendszerezése a szabványi T_p sávokra és a szakmai gyakorlatra építve – nem szabványi előírás. A szabvány a sávokat adja meg, nem azt, hogy melyiket melyik géphez kell választani; a konkrét választás a hajtás felfutási jellemzőinek és a gyártói jelleggörbének az összevetésén alapul.

A mintapéldák és gyakorlatok minden motor-, hőrelé-, kontaktor- és kondenzátoradata feladatadat, nem termékjellemző.