Bedienungsanleitung KCH Magnete

Bedienungs- & Wartunganleitung
Gleichstrom-Hubmagnete
Inhaltsverzeichnis
1. Allgemeines .......................................................................................................................................................3
1.1 VORWORT ....................................................................................................................................................3
1.2 NORMEN UND RICHTLINIEN ...........................................................................................................................3
1.3 EINBAUERKLÄRUNG ......................................................................................................................................3
1.4 HAFTUNG .....................................................................................................................................................3
2) Allgemeine Produktbeschreibung .....................................................................................................................4
2.1 EINSCHALTVORGANG ....................................................................................................................................4
2.2 ABSCHALTVORGANG .....................................................................................................................................4
2.3 ANSCHLUSSVARIANTEN .................................................................................................................................5
2.4 VERÄNDERUNG DER ANZUGSZEIT (SCHNELLERREGUNG) ................................................................................5
2.5 SPARSCHALTUNG .........................................................................................................................................6
2.6 VERÄNDERUNG DER ABFALLZEIT (ABFALLDÄMPFUNG) ....................................................................................6
2.7 VORSCHLÄGE ZUR ÜBERSPANNUNGSDÄMPFUNG UND FUNKENLÖSCHUNG .......................................................7
2.8 DER GLEICHSTROMMAGNET ..........................................................................................................................7
2.9 MECHANISCHE BEGRIFFE ..............................................................................................................................8
2.10 ELEKTRISCHE BEGRIFFE .............................................................................................................................9
2.11 ZEITBEGRIFFE ............................................................................................................................................9
2.12 UMGEBUNGSTEMPERATUR ..........................................................................................................................9
3. Prüfung ............................................................................................................................................................10
3.1 FUNKTIONSPRÜFUNG ..................................................................................................................................10
3.2 SICHERHEITSPRÜFUNG ...............................................................................................................................10
4 Montage und Anschluss ...................................................................................................................................10
4.1 MECHANISCHE MONTAGE ...........................................................................................................................10
4.2 ELEKTRISCHER ANSCHLUSS UND BETRIEB ...................................................................................................10
4.3 ANSCHLUSSARTEN .....................................................................................................................................10
4.4 ANSCHLUSS-SCHEMA .................................................................................................................................10
4.5 WÄRME ......................................................................................................................................................12
5. Wartung bzw. Reparatur .................................................................................................................................12
Kendrion (Switzerland) AG
Albisstrasse 26
CH – 8915 Hausen am Albis
Schweiz
Tel. +41 44 764 80 60
Fax. +41 44 764 80 69
Mail: [email protected]
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1. Allgemeines
1.1 Vorwort
Diese Betriebsanleitung erläutert die Funktionsweise und Leistungsmerkmale der Elektromagnete folgender Baureihen der
Kendrion (Switzerland) AG

GS

KLM

TVM

KVM

GB

GT
Bei der Projektierung von Maschinen oder Anlagen sowie bei Inbetriebnahme, Einsatz und Wartung der Kendrion
Elektromagnete sind die in dieser Betriebsanleitung enthaltenen Sicherheitshinweise unbedingt zu beachten. Bei
Unklarheiten bezüglich Einbausituation, Abwärme, Umweltbedingungen und dergleichen im Voraus mit Kendrion
(Switzerland) AG abzustimmen. Kendrion (Switzerland) AG Magnete der oben genannten Baureihen sind nicht
verwendungsfertige Produkte (unvollständige Maschinen). Sie werden im Folgenden Komponenten genannt.
1.2 Normen und Richtlinien
Die Komponenten sind gebaut, geprüft und ausgelegt nach dem aktuellen Stand der Technik, insbesondere nach den
Bestimmungen für elektromagnetische Geräte und Komponenten (DIN VDE 0580).
Kendrion (Switzerland) AG Magnete fallen als „elektromagnetische Komponenten“ nicht in den Anwendungsbereich der
„Niederspannungsrichtlinie" und dürfen somit nicht mit dem CE-Kennzeichen versehen werden. Die Einhaltung der EMVRichtlinie 2004/108/EG ist mit entsprechenden Schaltgeräten bzw. Ansteuerungen ist vom Anwender sicherzustellen.
1.3 Einbauerklärung
nach Anhang II Teil 1 Abschnitt B der EG-Maschinenrichtlinie 2006/42/EG
Hiermit erklären wir, dass die oben aufgeführten Produkte den folgenden grundlegenden Sicherheits- und Gesundheitsschutzanforderungen nach Anhang I der EG-Maschinenrichtlinie 2006/42/EG entsprechen:
Anhang I Allgemeine Grundsätze, Anhang I Kapitel 1.1.2, 1.1.3, 1.1.5, 1.3.2, 1.5.1
Die Inbetriebnahme der unvollständigen Maschine ist solange untersagt, bis festgestellt wurde, dass die Maschine, in die
die unvollständige Maschine eingebaut werden soll, den Bestimmungen der EG-Maschinenrichtlinie 2006/42/EG
entspricht.
Die zur unvollständigen Maschine gehörenden speziellen technischen Unterlagen gemäss Anhang VII Teil B der EGMaschinenrichtlinie 2006/42/EG wurden erstellt. Wir verpflichten uns, die Unterlagen zur unvollständigen Maschine der
zuständigen nationalen Behörde auf Verlangen elektronisch zu übermitteln.
Hersteller:
Kendrion (Switzerland) AG
Albisstrasse 26
CH - 8915 Hausen am Albis
Dokumentationsbevollmächtigter
Josef Zemp
Kendrion (Switzerland) AG
Albisstrasse 26
CH - 8915 Hausen am Albis
Kendrion (Switzerland) AG
Hausen am Albis
...........................
Josef Zemp
Dipl. Ing. FH
Head of Engineering & Production
Angewendete Normen und Vorschriften:
EN 60529 Schutzarten durch Gehäuse
DIN VDE 0580 Elektromagnetische Geräte und Komponenten
1.4 Haftung
Werden die Komponenten nicht ordnungsgemäss, bestimmungsgemäß und gefahrlos verwendet, wird keine Haftung für
daraus entstehende Schäden übernommen.
Die Angaben in der Betriebsanleitung waren bei Drucklegung auf dem neuesten Stand. Aus den Angaben können keine
Ansprüche auf bereits gelieferte Komponenten geltend gemacht werden.
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2) Allgemeine Produktbeschreibung
Für die Auswahl und Festlegung eines Gleichstrom-Magneten sind neben der richtigen Typenwahl noch schaltungsmässig
einige Punkte von Bedeutung. Dadurch ist es möglich, den Anwendungsbereich der Gleichstrommagnete um einiges zu
erweitern. Die nachfolgenden Erläuterungen sollen eine Ergänzung der bereits erschienenen Listen und Prospekte
darstellen. Wir hoffen, dadurch unseren Kunden die Bestimmung und Festlegung eines Magneten leichter zu gestalten,
sowie einen umfassenden Überblick über die möglichen Schaltungsarten zu gewähren.
2.1 Einschaltvorgang
Betrachten wir zunächst die in Fig. 1 dargestellte Kurve des Stromverlaufes.
Als wesentlichste Betrachtung des Einschaltvorganges ist zu
berücksichtigen, dass hierbei eine Zustandsänderung eintritt,
welche nicht sprunghaft stattfindet, sondern zu deren Ablauf
Strom I
eine gewisse Zeit erforderlich ist. Physikalisch gesehen geschieht folgendes:
Beim Anlegen einer Spannung an die Spule des Magneten,
I Anzug
also im Augenblick des Einschaltens, möchte ein Stromfluss
zustande kommen. Dieser hat das Bestreben einen Endwert
zu erreichen, welcher durch den Quotienten aus Spannung
und dem «Widerstand» der Wicklung nach dem ohmschen
Gesetz gegeben ist. Beim ersten geringen Stromfluss wird
jedoch eine Spannung induziert, welche der angelegten
Spannung entgegenwirkt. Die Ursache hierfür ist die IndukI Ein
tivität der Spule. Je grösser nun die Stromänderung wird,
desto grösser wird natürlich auch die induzierte Gegenspannung. Aus diesem Grunde steigt der Strom nicht sprunghaft
Zeit t
Ansprechverzug
Hub
an, sondern er verläuft nach einer e-Funktion bis zu dem
Anzugzeit
Punkte «I Anzug » in der Ansprechverzugszeit. Der Stromanteil
«I Ein » resultiert aus der Tatsache, dass infolge der immer
Fig. 1
vorhandenen Kupfer- und Eisenverluste sofort ein kleiner
Stromfluss vorhanden ist. Bei dem Wert «I Anzug » hat das Magnetfeld nun eine solche Kraft erreicht, dass der Anker sich
bewegt. Dadurch verringert sich der Luftspalt und die Induktion bewirkt, abhängig von der Ankergeschwindigkeit, ein
Ansteigen der Gegenspannung. Der Strom nimmt also wieder ab und zwar so lange, bis der Anker sich in seiner Endlage
befindet, Punkt «I Ruhe » nach der Hubzeit. Nun steigt der Strom wieder nach einer e-Funktion an, bis er den Endwert
«I Nenn » gebildet aus U/R erreicht hat. Auf Grund des gesamten Stromverlaufes ergibt sich für den Gleichstrommagneten
ein weiches und zügiges Anziehen des Ankers. Als Gesamtzeit "Anzugszeit" ergibt sich der Wert aus der Addition von
«Ansprechverzug» und «Hubzeit».
Strom I
I Nenn
Im Gesamten betrachtet lässt sich also für die Stromkurve keine Konstante ermitteln m it deren Hilfe eine Bestimmung der
Anzugszeit erfolgen könnte. Massgebend ist allein der Aufbau und Hub des Magneten. Die Anzugszeit lässt sich an einem
gegebenen Magneten selbst nicht ändern.
2.2 Abschaltvorgang
Auch hier liegt eine Zustandsänderung vor, die nicht zeitlos
vor sich gehen kann. Beim Abschalten haftet der Anker
zunächst an dem Kern, da die elektrische Energie, die in
Spannung U
der Spule gespeichert ist, sich abbauen muss. Es entsteht
also beim Öffnen des Kontaktes ein Lichtbogen, über den
von der angelegten Stromquelle noch Energie dem
Magneten zugeführt wird. Nach einer gewissen Zeit nimmt
0
der Lichtbogenwiderstand einen Wert an, bei dem die zuZeit t
geführte Energie gleich gross wie die abbauende Energie
ist. Dies ist der Punkt, bei dem die Spannung den
U Sp. 2
Nulldurchgang erreicht. Der Strom nimmt nun weiter ab,
während die Spannung bei umgekehrter Energierichtung
einem negativen Höchstwert zustrebt. Bei Erreichen dieser
- Spannung
Spannungsspitze wird der Strom zu Null und der
U Sp. 1
Lichtbogen erlischt. Die Spannung selbst geht nun wieder
Abfallverzug
Rücklaufzeit
nach einer e-Funktion gegen die Nulllinie zurück. Nach
Ablauf der Zeit «Abfallverzug» erreicht die Spannung einen
Abfallzeit
Wert, bei dem die Rückstellkraft am Anker zu wirken
Fig. 2
beginnt, d. h. der Anker bewegt sich gegen seine Ruhelage.
Die Folge hiervon ist ein nochmaliges Ansteigen der
Spannung zu einer kleinen Spannungsspitze, die aber weit unter dem Wert liegt, der beim Abschalten hervorgerufen wird.
Von diesem Spannungswert an klingt die Spannung dann endgültig gegen Null ab. Diese Zeit selbst ist mit «Rücklaufzeit»
bezeichnet. Die gesamte Abfallzeit ergibt die Addition von «Abfallverzug» und «Rücklaufzeit».
Strom
+ Spannung
Strom I
Auf diese Vorgänge beim Ein- bzw. Ausschalten bauen sich die meisten der nun folgenden Schaltungsarten auf.
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2.3 Anschlussvarianten
a) Wechselstromseitig geschaltet
Diesen Schaltungen ist der Vorzug zu geben, weil die Schaltkontakte dabei geschont werden.
Schnellerregung
Normalschaltung
~
~
Fig. 3
Fig. 4
+
+
Anz ug n orma l
Anz ug s chn ell
R vo r
Abfa ll ve rzög ert
Abfa ll ve rzög ert
b) Gleichstromseitig geschaltet
Bei grosser Schalthäufigkeit muss evtl. eine Funkenlöschung für die Kontakte vorgesehen werden.
Normalschaltung
~
Schnellerregung
~
Fig. 5
Fig. 6
+
+
Anz ug s chn ell
Anz ug no rma l
Abfa ll sc hne ll
R vo r
Abfa ll sc hne ll
2.4 Veränderung der Anzugszeit (Schnellerregung)
+
R vor
Fig. 7
(siehe auch Fig. 4 und Fig. 6)
Wie schon unter A beschrieben ist es nicht durchführbar, am Magneten selbst
eine Verkürzung der Anzugszeit zu erreichen. Wohl ist es aber möglich, durch
äussere Hilfsmittel dieses zu bewirken.
Bei einem gegebenen Magneten sind sämtliche Werte, welche auf den Stromverlauf einen Einfluss haben, festgelegt und unveränderlich, bis auf den Strom anteil «I Ein », welcher durch Eisen- und Kupferverlust gegeben ist. Nun kann
durch Vorschalten eines Widerstandes (siehe Fig. 7) der Strom «I Ein » verändert
werden. Wichtig hierbei ist die Tatsache, dass am Magneten die Nennspannung
anliegen muss, d. h. die Anschlussspannung muss um den Betrag des Span nungsabfalls am Vorwiderstand bei «I Nenn » erhöht werden. In der Praxis hat es
sich als zweckmässig erwiesen, die Anschlussspannung um den 2 bis 3-fachen
Betrag der Nennspannung zu erhöhen.
Wird nun der Magnet über den Vorwiderstand an Spannung gelegt, so nimmt der Strom « I Ein » einen Wert an, der grösser ist als
bei normalem Anschluss. Grund hierfür ist die am Magneten anliegende grössere Spannung, da ja der Vorwiderstand so ausgelegt
ist, dass er erst bei «I Nenn » den vollen Spannungsabfall aufweist. Es ist nun möglich, den Strom « I Ein » so gross werden zu
lassen, dass sich der Anker schneller in Bewegung setzt, d.h. die Ansprechverzugszeit geht gegen Null. Die Hubzeit ist nun im
Extremfall nur noch alleine massgebend als Einschaltzeit und stellt somit die kleinste Anzugszeit dar, welche erreicht werden
kann.
Für die Auslegung der Schnellerregung sind folgende Ausführungen massgebend: Vorwiderstand «R
«R cu»
vor »
- Spulenwiderstand
Seite 5
t an [%]
100
Rvor = Rcu
UA - UM
UM
80
Dabei sind:
60
Rvor = Vorwiderstand
40
Rcu = Spulenwiderstand
20
UA
= Anschlussspannung
UM
= Nennspannung des Magneten
0
UA
UM
Fig. 8
Beispiel:
Die Anzugszeit soll 60 % der normalen Zeit des Magneten betragen. Aus Kurve (Fig.8) ergibt sich der Faktor 2,3 d. h.
UA = 2,3 · UM
Der Vorwiderstand wird dann:
Rvor = Rcu
2.3 UM - UM
= Rcu UM ( 2.3 – 1)
UM
Rvor = 1.3 · Rcu
UM
Es ist zu beachten, dass der Gleichrichter die 2,3 fache Magnetleistung aufweisen muss.
Kann nun die Anschlussspannung nicht erhöht werden, so muss der Magnet für eine niedrigere Spannung ausgelegt werden. Der
Rechnungsgang ist dann wie folgt:
Beispiel: Die Anzugszeit soll den gleichen Wert aufweisen wie im vorherigen Beispiel. Damit wird:
UA
UM =
= 0.435 · UA
Rvor = 1.3 · Rcu
2.3
Ferner kann die Anzugszeit noch dadurch verkürzt werden, dass anstelle der benötigten Magnettype eine mit grösserer Leistung
verwendet wird. Durch diese erwünschte Überdimensionierung ist die zur Verfügung stehende Zugkraft wesentlich grösser, während die zu
bewegende Masse annähernd gleich bleibt. Die Folge hiervon ist ein schnelleres Arbeiten des Magneten und damit ebenfalls eine
Verkürzung der Anzugszeit.
2.5 Sparschaltung
Bei der Schaltung nach Fig.9 wurde die Tatsache berücksichtigt, dass die Haltekraft eines
Gleichstrom-Magneten den 2- bis 3-fachen Wert der Kraft beträgt, welche während des
Anzuges vorhanden ist.
Fig. 9
Über einen kurzgeschlossenen Widerstand wird der Magnet an Spannung gelegt. Bei
Hubende wird nun der Schalter geöffnet und der Strom wird durch den Vorwiderstand
«R vor» auf einen durch Versuch ermittelten Wert gebracht, bei dem der Fig.9 Magnet noch
sicher seine Last hält.
Ausserdem kann auch für den Fall, wo eine höhere Anzugskraft als der Magnet normal zu leisten vermag verlangt wird, mittels e iner
grösseren Spannung der Magnet zum Arbeiten gebracht werden. Nach erfolgter Hubarbeit wird dem Magneten durch Ö ffnen des Schalters
der normale Betriebsstrom zugeführt. Es ist nur dabei zu beachten, dass die thermischen Werte der Spule nicht überschritten w erden.
2.6 Veränderung der Abfallzeit (Abfalldämpfung)
Für verschiedene Fälle der Magnet- und Steuerungstechnik ist es manchmal erforderlich,
die Abfallzeit des Magneten zu verzögern. Dieses kann durch die Schaltung nach Fig. 10
erreicht werden.
Fig. 10
Nach Öffnen des Stromkreises und Anlegen des Parallelwiderstandes geschieht nun
folgendes: Die in der Spule gespeicherte Energie sowie die durch den rücklaufenden Anker
erzeugte Induktionsspannung bewirken in dem Parallelwiderstand einen Strom bestimmter
Grösse. Dadurch wird in der Spule ein Magnetfeld erzeugt. Dieses Magnetfeld übt nun eine
Kraft aus, welche der Rückstellkraft des Ankers entgegen wirkt. Die Folge hiervon ist nun
ein verzögertes und weiches Zurückgleiten des Ankers.
Es ist nun leicht zu übersehen, dass durch die Grösse des Parallelwiderstandes dieser Vorgang gesteuert werden kann. Der Wert dieses
Parallelwiderstandes liegt zwischen dem 0 bis 5 fachen Wert des Spulenwiderstandes. Aus nachstehendem Diagramm (Fig. 11) könn en
die ungefähr erreichten Verzögerungswerte entnommen werden.
Variante: Durch Hinzuschalten eines Vorwiderstandes erhält man die Kombination zwischen Schnellerregung und Abfalldämpfung.
Seite 6
4
Dabei sind:
3
Rp = Parallelwiderstand
Rcu = Spulenwiderstand
2
tn
= Abfallzeit normal
tv
= Abfallzeit verzögert
1
Fig. 11
Beispiel: Die Abfallzeit soll auf den doppelten Wert gebracht werden: dann ist also
t
R
v
p
= 2; daraus
tn
= 1.3
R cu
d.h. der Parallelwiderstand muss den 1,3-fachen Wert des Spulenwiderstandes betragen.
2.7 Vorschläge zur Überspannungsdämpfung und Funkenlöschung
Wie schon unter «B» beschrieben, baut sich nach dem Abschalten des Magneten die in der Spule gespeicherte Energie ab. Ohne
Schutzmassnahmen besteht die Gefahr, dass infolge des Stromflusses die Schaltkontakte einen Abbrand erleiden, bzw. durch die
entstehende hohe Spannungsspitze eine Beschädigung der Spule auftreten kann. In folgender Zusammenstellung sollen nun
hierfür gegebene Massnahmen erklärt werden.
Schaltung
Schutzmassnahmen
Nachteile
nach Fig. 3
Der Netzgleichrichter selbst dämpft die Überspannungen.
Abfallzeit verzögert
nach Fig. 5
Ohm‘scher Widerstand parallel zur Spule.
Die Überspannung wird dabei wie folgt begrenzt:
Abfallzeit je nach
Widerstandsgrösse
verzögert
U
über
=
R
parallel
R Spule
(Richtwert: R parallel = 5 · R Spule )
nach Fig. 5
Spannungsabhängiger Widerstand parallel zur Spule.
Sehr gute Spannungsbegrenzung. Kleiner Leistungsverlust.
Abfallzeit schwach
verzögert
nach Fig. 5
Serieschaltung von Diode und Widerstand parallel zur Spule.
Diode vorteilhaft mit Avalanche Effekt
Grössen im Versuch ermitteln.
Abfallzeit verzögert
nach Fig. 5
Serieschaltung von Kondensator und Widerstand parallel zum
Schalter. Oder auch nur Kondensator parallel zum Schalter.
Diese Anordnung dient zur Funkenlöschung, ein
Überspannungsschutz durch Parallelwiderstand zur Spule wäre
von Vorteil.
Abfallzeit schwach
verzögert
2.8 Der Gleichstrommagnet
In seinem Aufbau unterscheidet sich der Gleichstrommagnet erheblich von einem Wechselstrommagneten.
Gleichstrommagnete sind grundsätzlich aus massivem Material hergestellt , Wechselstrommagnete aus lamellierten Blechen.
Die Stromaufnahme ist über den gesamten Hub konstant und daher kann der Magnetanker in jeder beliebigen Hublage angehalten
werden.
Es besteht keine Notwendigkeit bis zu Hubende (Anschlag) arbeiten zu lassen, da die Gefahr des Durchbrennens der Spule gering
ist.
Genauso wenig muss die vorhandene Kraft ausgenutzt werden, allerdings ist dabei u. U. mit einer höheren Klebekraft zu rechnen .
Spule
Die zur Verwendung kommenden Kupferlackdrähte entsprechen der Wärmeklasse F.
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Lager
Die Lagerung ist selbstschmierend und darum absolut wartungsfrei.
Oberflächenschutz
Die Eisenteile sind phosphatiert und anschliessend lackiert.
Art
Bei den in der Liste aufgeführten Gleichstrommagneten handelt es sich um Einfachhub -, Doppelhub- und Umkehrhubmagnete.
Einfachhubmagnete
sind Elektromagnete, bei welchen der Anker durch elektromagnetische Kraftwirkung von der Hubanfangslage in die Hubendlage
gebracht wird. Die Rückstellung muss durch äussere Kräfte erfolgen. (Feder oder dergl.)
Doppelhubmagnete
sind Elektromagnete, bei welchen der Anker von der Nullstellung durch elektromagnetische Kraftwirkung in eine der beiden
möglichen Richtungen gebracht wird. Die Rückstellung in die Nullage erfolgt ebenfalls durch äussere Kräfte, so dass jeweils von
der Nullage an, die Hubbewegung erfolgt.
Umkehrhubmagnete
sind Elektromagnete, bei welchen der Anker durch elektromagnetische Kraftwirkung in Richtung der e rregten Spule gebracht wird.
Durch Umschalten des Stromes auf die entgegengesetzte Spule erfolgt ebenfalls ein Anzug des Ankers in diese Richtung. Die
Hubanfangslage der einen Richtung ist somit Hubendlage der anderen.
2.9 Mechanische Begriffe
Nennmagnetkraft
Die Nennmagnetkräfte gelten für betriebswarmen Zustand, 90% Nennspannung und bei einer Umgebungstemperatur von 20˚C.
Bei Nennspannung erhöht sich die Nennmagnetkraft um 20%.
Bei Nennspannung und 20°C Wicklungstemperatur des Gerätes erhöht sich die Nennmagnetkraft um ca. 50%.
Spannungen > 48 Volt ergeben eine allmähliche Reduktion der Nennmagnetkraft bis zu 10% bei 200 Volt.
Ist die Einbaulage nicht horizontal, so muss die entsprechende Gewichtskomponente des Ankers zur Nennmagnetkraft hi nzu- oder
abgezählt werden.
Fig. 12
Hubkraft = Nennmagnetkraft
Hubkraft = Nennmagnetkraft
– Ankergewicht
Hubkraft = Nennmagnetkraft
+ Ankergewicht
Haltekraft
Die Haltekraft ist in den Tabellen bei Hub Null angegeben. Es ist die Kraft, welche der Magnet in Hubendlage aufbringt.
Hub
Als Magnethub wird der nutzbare Weg des Magnetankers bezeichnet, lt. Tabellen, wobei der Maximalhub nicht ausgenutzt we rden
muss.
Hubarbeit
Die Hubarbeit entspricht dem Integral der Magnetkraft über dem Hub. Etwas vereinfacht entspricht das dem Produkt gebildet aus
der Nennmagnetkraft und dem Hub des Magneten.
Da die Hubarbeit auch bei reduziertem Tabellenhub konstant ist, berechnet sich die resultierende Kraft wie folgt:
Hubarbeit [Ncm]
Hubkraft bei reduziertem Hub [N] =
reduzierter Hub [cm]
Seite 8
Charakteristiken
Wir unterscheiden zwischen zwei Charakteristiken.
Bei Charakteristik I verläuft die Hubkraft über den grössten Teil des Hubes konstant und steigt auf die 2 -3 mal grössere Haltekraft
an.
Bei Charakteristik II findet man einen ständigen Anstieg, ausgehend von einer Anfangskraft, die ca. 50 % der Anfangskra ft von
Charakteristik I beträgt.
Kraft [N]
Kraft [N]
(Vorzugscharakteristik)
Fig. 13
Fig. 14
Hub [cm]
Hub [cm]
Für spezielle Anwendungen können z. B. auch fallende oder Charakteristiken mit extrem hoher Haltekraft usw. hergestellt werde n.
2.10 Elektrische Begriffe
Als Normspannung bei Gleichstrommagneten gelten 24, 48 und 207 Volt. Darüberhinaus werden alle Magnetspulen-Anschlussspannungen soweit es technisch möglich ist hergestellt. Die zulässige Spannungsschwankung bei Gleichstrommagneten beträgt
+ 5 / - 10% der Nennspannung.
Induktivität
In den Tabellen ist die Zeitkonstante  in ms angegeben. Von diesem Wert ausgehend kann die Induktivität bei den einzelnen
Spannungen selbst errechnet werden, nach der Formel
Induktivität L =
U2 · 
P = Nennleistung [Watt]
U = Nennspannung [Volt]
P · 1000
 = Zeitkonstante [ms]
L = Induktivität [Henry]
Spannungen> 48 Volt ergeben eine allmähliche Reduktion der Zeitkonstante  bis zu 15% bei 200 Volt.
2.11 Zeitbegriffe
Einschaltdauer ist die Zeit, welche zwischen dem Einschalten und dem Ausschalten des Erregerstromes liegt.
Spieldauer ist die Summe aus Einschaltdauer und stromloser Pause.
Spielfolge ist eine einmalige oder periodisch wiederkehrende Aneinanderreihung von Spieldauerwerten verschiedener Grössen.
Relative Einschalldauer ist das Verhältnis Einschaltdauer zur Spieldauer, z. B. in Prozenten ausgedrückt % ED.
Die relative Einschaltdauer ist in den Tabellen mit 5%, 15%, 25%, 40% und 100% ED genannt. 100% ED ist Dauereinschaltung,
der Magnet kann also unbegrenzt eingeschaltet bleiben.
% ED =
Einschaltdauer [sek.]
· 100
Spieldauer [sek.]
Ansprechverzug ist die Zeit vom Einschalten des Erregerstromes bis zum Beginn der Ankerbewegung.
Hubzeit ist die Zeit vom Beginn der Ankerbewegung aus der Hubanfangslage bis zum Erreichen der Hubendlage.
Anzugszeit ist die Summe aus Ansprechverzugszeit und Hubzeit.
Abfallverzug ist die Zeit vom Ausschalten des Erregerstromes bis zum Beginn der Rücklaufbewegung des Ankers.
Rücklaufzeit ist die Zeit vom Beginn der Rücklaufbewegung des Ankers bis zum Erreichen der Hubanfangslage.
Abfallzeit ist die Summe aus Abfallverzugszeit und Rücklaufzeit.
Die Schaltzeiten werden im betriebswarmen Zustand mit Nennspannung und einer Belastung von 70% der Nennmagnetkraft
erreicht.
Die Spieldauer ist für Gleichstrommagnete nach oben mit 5 Min. begrenzt. Nach unten erfolgt die Begrenz ung zwangsläufig durch
die Anzugs- und Abtallzeiten. Geht man von der rnax. Spieldauer von 5 Min. = 300 Sek. aus, ergibt sich folgende Einschaltdauer:
5% ED
15% ED
15 Sekunden
45 Sekunden
25% ED
40% ED
75 Sekunden
120 Sekunden
100% ED ist Dauereinschaltung,
d. h, die Einschaltzeit unbegrenzt
Beispiel für die ED-Berechnung
Einschaltdauer 9 Sekunden
Spieldauer 20 Sekunden
9 · 100
20
= 45% ED
Der Magnet muss somit für eine Einschaltdauer 100% ED ausgelegt werden, da die serienmässige Einschaltdauer von 40% ED
überschritten ist (bei grösseren Stückzahlen ist eine kundenspezifische Version mit beliebiger ED möglich, z.B. 45%).
2.12 Umgebungstemperatur
Die Umgebungstemperatur soll 40˚C und ihr Mittelwert über eine Dauer von 24 Stunden 35˚C nicht überschreiten.
Wird die Temperatur überschritten, so müssen geeignete Massnahmen, wie Reduktion der Leistung oder wenn möglich Erhöhung
der Isolierstoffklasse, vorgenommen werden.
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3. Prüfung
3.1 Funktionsprüfung
Alle Elektromagnete der Kendrion (Switzerland) AG werden vor dem Versand auf ihre korrekte Funktion hin geprüft.
3.2 Sicherheitsprüfung
Ebenfalls werden alle Magnete einer Sicherheitsprüfung nach VDE0580 unterzogen. In diesem Test wird jede Wicklung
gegen den Magnetkörper auf Durchschlagsfestigkeit geprüft. Die Prüfung wird mit einer sinusförmigen Spannung
durchgeführt, die Höhe der Spannung richtet sich dabei nach der Betriebsspannung und ist in der Norm VDE 0580
festgelegt.
Allenfalls notwendige wiederholte Spannungsprüfungen (z.B. bei Endprüfungen von Geräten mit eingebauten Magneten)
dürfen mit höchstens 80% der in VDE 0580 definierten Spannung vorgenommen werden. Anderenfalls kann der Magnet
Schaden nehmen.
4 Montage und Anschluss
4.1 Mechanische Montage
Die Elektromagnete sind je nach Typ mit unterschiedlichen Befestigungsarten wie Flansch, Zentral- oder seitlicher
Befestigung erhältlich. Eine Befestigung ist nur an den dazu vorgesehen Orten zugelassen, damit die Magnete nicht
mechanisch beschädigt werden.
Bei Hubmagneten ist darauf zu achten, dass die Radialkräfte an der Zugstange klein gehalten werden, da sonst
die Lebensdauer der Lager markant beeinträchtigt werden kann.
4.2 Elektrischer Anschluss und Betrieb
Die Elektromagnete sind an geglättete Gleichspannung gemäss Typenschild anzuschliessen. Eine Versorgung über
Brückengleichrichter ist aber ebenfalls möglich. Die Polarität der Gleichspannung ist in der Regel nicht von Bedeutung, in
diesem Falle sind Anschlusslitzen bzw. Steckvorrichtungen nicht speziell gekennzeichnet.
Ausführungen mit einem führenden „G“ im Feld „Spannung“ bzw. „U:“ kennzeichnen einen vorgeschalteten Gleichrichter.
beachtet werden.
Maximales Anzugsdrehmoment für Schrauben (Kabelklemme und Gehäusedeckel): max 0.3 Nm
4.3 Anschlussarten
freie Litze
Kleinklemme
(ohne Deckel)
Klemmenkasten
Grösse I
(ohne Deckel)
Klemmenkasten
Grösse II
(ohne Deckel)
Apparatestecker
mit Leitungsdose
EN 175301-803
4.4 Anschluss-Schema
4.4.1 Hub-Magnete mit Gleichstrom-Speisung und nur einer Spule
Dies umfasst alle Gleichstrom-Magnete mit einer Hub-Bewegung (ziehend oder stossend). In diesem Fall ist die Polarität
der Speisung nicht von Bedeutung. Bei Versionen mit Anschlusskasten oder Leitungsdosen sind immer die Pins 1 + 2 zur
Speisung zu verwenden. Der allfällige Erdleiter-Anschluss muss nur bei Spannungen > 50 V angeschlossen werden. Ist
der Magnet mit freien Litzen ausgeführt sind die zwei identisch farbigen Anschlusslitzen zu verwenden.
freie Litze
Klemmenkasten
Apparatestecker
Seite 10
4.4.2 Hub-Magnete mit Wechselstrom-Speisung und nur einer Spule
Bei diesen Magneten handelt es sich um Gleichspannungs-Magnete, welche mit einem Gleichrichter versehen sind, um
den direkten Anschluss an Wechselspannung zu ermöglichen. Diese Versionen sind im Feld „Spannung“ bzw. „U:“ mit
einem führenden „G“ gekennzeichnet und sind wie folgt anzuschliessen:
Klemmenkasten
Apparatestecker
4.4.3 Hub-Magnete mit Gleichstrom-Speisung und zwei Spulen
Dies umfasst alle Gleichstrom-Magnete der Ausführungen U (Umkehrhub) sowie D (Doppelhub). Diese Magnete haben
zwei mögliche Hübe (ziehen und stossen) und sind dafür mit zwei Spulen ausgerüstet. Versionen mit freien Litzen
besitzen zwei und zwei Anschlusskabel, wobei die beiden zusammengehörigen jeweils gepaart sind. Versionen mit
Klemmenkasten bzw. mit Apparatestecker sind wie folgt anzuschliessen:
Klemmenkasten
Apparatestecker: Ausführung
mit einem gemeinsamen Pin
Apparatestecker: Ausführung
mit zwei separaten Steckern
4.4.4 Hub-Magnete mit Wechselstrom-Speisung und zwei Spulen
Hier gilt sinngemäss das unter 4.4.2 und 4.4.3 gesagte. Jedoch ist für jede Spule ein separater Klemmenkasten bzw. Apparatestecker vorhanden.
4.4.5 Haft-Magnete mit Gleichstrom-Speisung
Für Gleichstrom-Haftmagnete gilt sinngemäss das unter 4.4.1 gesagte. Eine Ausnahme bilden die Haftmagnete der
Typenreihe GT..R. Da diese Magnete mit einem Verpolschutz ausgerüstet sind ist auf die Polarität zu achten:
- Ausführungen mit freien Litzen haben farblich gekennzeichnete Anschlussdrähte: rot = Plus / blau (schwarz) = Minus
- Ausführungen mit Klemmenkasten bzw. mit Apparatestecker sind wie folgt anzuschliessen:
freie Litze
(mit Verpolschutz)
Klemmenkasten
(mit Verpolschutz)
Apparatestecker
(mit Verpolschutz)
4.4.6 Haft-Magnete mit Wechselstrom-Speisung
Diese sind anzuschliessen gemäss 4.4.2
Achtung:
Die angegebene Nennspannung ist einzuhalten. Die Toleranz beträgt +6% bis -10%.
Fremde Magnetfelder können die Funktion der Komponente einschränken. Die Komponente sollte deshalb
ausserhalb dem Einflussbereich fremder Magnetfelder platziert werden.
Vor Inbetriebnahme ist der korrekte elektrische Anschluss entsprechend den Typenschildangaben sicher zu
stellen. Auch kurzzeitiger Betrieb mit Versorgungsspannung ausserhalb der spezifizierten Daten kann zu
Schäden oder zur Zerstörung der Komponenten führen, was u.U. nicht sofort ersichtlich ist.
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4.5 Wärme
Durch die Erwärmung der Erregerwicklung können sich die Elektromagnete erheblich erwärmen. Bei ungünstigen
Bedingungen können Temperaturen deutlich über 100°C Oberflächentemperatur erreicht werden.
Achtung:
Magnete vor Berührung schützen, durch die hohe Oberflächentemperatur können Verbrennungen auftreten.
5. Wartung bzw. Reparatur
Die unter 1.1. erwähnten Elektromagnete der Kendrion (Switzerland) AG sind wartungsfrei. Abgesehen von allfälligen
äusserlichen Reinigungsarbeiten sind keine Wartungsarbeiten vorzusehen.
Alle oben erwähnten Hub-Magnete sind mit dauergeschmierten Lagern ausgerüstet. Die Zugstangen dieser Magnete sind
sauber und fettfrei zu halten. Eine nachträgliche Schmierung ist unbedingt zu vermeiden. Dies würde dazu führen, dass
diese Schmiermittel die Lager beschädigen und die Magnete zum Kleben bringen.
Reparaturen dürfen nur vom Hersteller durchgeführt werden. Durch unsachgemäss ausgeführte Reparaturen können
erhebliche Sach- oder Personenschäden entstehen. Bei jeglichen Arbeiten an den Komponenten ist stets darauf zu
achten, dass die Komponenten nicht unter Spannung stehen.
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L
Kendrion (Switzerland) AG
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CH-8915 Hausen am Albis
Switzerland
Telefon: +41 44 764 80 60
Telefax: +41 44 764 80 69
www.kendrion.ch
[email protected]
Ausgabe: 8078-13-47g
Technische Änderungen vorbehalten!
Kendrion und Kendrion (Switzerland) AG sind eingetragene Markkenzeichen. Diese Veröffentlichung dient nur zur
Information und nicht als verbindliche Darstellung der Produkte anzusehen, es sei denn, dies wird ausdrücklich von uns
bestätigt. Wir behalten und vor, Spezifikation und Ausführung jederzeit zu ändern. Das Produkt darf nur für den
vorgeschriebenen Verwendungszweck eingesetzt werden. Konstruktionsänderungen vorbehalten. Eine Vervielfältigung
dieses Datenblattes, auch auszugsweise oder in abgeänderter Form, ist nur mit schriftlicher Zustimmung der Kendrion
(Switzerland) AG gestattet!
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