High Performance Norm-Motoren - ZITT

High Performance Norm-Motoren
in Anlehnung an die Wirkungsgradklasse IE4
Gesamtausgabe
Serie ZKPM
„Kalt-Technologie“ steigert die
Motorleistung bis zum 4-fachen
High Performance Norm-Motoren – Serie ZKPM
Übersicht der Baugrössen
Bezeichnung
ZKPM
ZKPM
ZKPM
ZKPM
ZKPM
ZKPM
ZKPM
ZKPM
ZKPM
ZKPM
ZKPM
ZKPM
ZKPM
© Zitt Elektromotoren
-
Baugrösse
80
80
80
90
90
90
90
90
112
112
112
112
112
Leistung
-
2.2 kW
3.0 kW
4.0 kW
2.2 kW
3.0 kW
4.0 kW
5.5 kW
7.5 kW
4.0 kW
5.5 kW
7.5 kW
11.0 kW
15.0 kW
-
Nenndrehzahl
2000 1/min
2750 1/min
3500 1/min
1000 1/min
1500 1/min
1750 1/min
2500 1/min
3500 1/min
1000 1/min
1500 1/min
2000 1/min
2750 1/min
3750 1/min
Version I/13
-
FU
Typ
B
B
B
B
B
B
C
C
B
C
C
D
D
Wirkungsgrad
91.7%
92.8%
94.1%
87.7%
89.8%
91.4%
92.4%
94.3%
93.0%
94.8%
96.5%
97.0%
98.0%
2
High Performance Norm-Motoren – Serie ZKPM
Motoren-Handbuch Legende
Version
I/13
Ausgabegrund
Erstausgabe
Technische Änderungen, die der Verbesserung der Motoren dienen, vorbehalten.
Alle Rechte vorbehalten. Kein Teil dieses Dokuments darf in irgendeiner Form (Druck, Fotokopie, Film oder
einem anderen Verfahren) ohne schriftliche Genehmigung von Zitt Elektromotoren reproduziert oder unter
Verwendung elektronischer Systeme verarbeitet, vervielfältigt oder verbreitet werden.
© Zitt Elektromotoren
Version I/13
3
High Performance Norm-Motoren – Serie ZKPM
Inhaltsverzeichnis
1. Inhaltsverzeichnis
1.
2.
Inhaltsverzeichnis ........................................................................................................................ 4
Synchron High Performance Norm-Motoren .................................................................................... 4
2.1.
2.2.
Synchron High Performance Norm-Motoren......................................................................................................... 4
Die drei Motoren der ZKPM Serie ........................................................................................................................ 7
3.
4.
5.
Sicherheitshinweise ...................................................................................................................... 9
Wichtige Hinweise...................................................................................................................... 10
Allgemeines ............................................................................................................................... 10
5.1.
5.2.
5.3.
5.4.
5.5.
Über dieses Handbuch ..................................................................................................................................... 10
Bestimmungsgemäße Verwendung ................................................................................................................... 10
Aufbau der Motoren ......................................................................................................................................... 10
Auswahlkriterien .............................................................................................................................................. 12
Bestellschlüssel für Norm-Motoren mit permanent erregtem Rotor der Serie ZKPM .............................................. 13
6.
Montage / Inbetriebnahme ......................................................................................................... 14
6.1.
6.2.
6.3.
6.4.
6.5.
Wichtige Hinweise ........................................................................................................................................... 14
Allgemeines..................................................................................................................................................... 15
Umgebungsbedingungen.................................................................................................................................. 15
Abtriebselemente............................................................................................................................................. 15
Elektrische Anschlüsse ..................................................................................................................................... 15
7.
Technische Daten ...................................................................................................................... 16
7.1.
7.2.
Serie ZPM 80-1,1kW bis 4,0kW, [ nn=1000min-1] ............................................................................................... 16
Begriffsdefinitionen .......................................................................................................................................... 21
2. Synchron High Performance Norm-Motoren
2.1. Synchron High Performance Norm-Motoren
In Anlehnung an EN 60034 – 31 mit permanentmagnetischem Rotor ohne Rückführeinheit. Konzipiert zum Betrieb
in ∆–Dreieckschaltung an einem Frequenzumrichter mit einer Versorgungsspannung von 400VAC, der ein
„Sensorless-Vector-Control“ Regelungsverfahren besitzt.
2.1.1.
Erläuterung zur strategisch geringen Typenvielfalt der Motoren.
Der klassische Norm-Motor nach EN 60034 besteht bis zu seiner technisch verbesserten Form in der
Wirkungsgradklasse IE 3 aus einem Asynchronmotor. Viele Millionen dieser Motoren wurden und werden noch
gebaut und verkauft. Sie erfüllen mit günstigen Produktionskosten und großer Zuverlässigkeit wichtige StandardAufgaben. Bei kleineren Motorleistungen werden sie direkt am Netz betrieben, größere Motoren erhalten
Anlaufschaltungen oder Frequenzumrichter. Beim Betrieb an Standard-Versorgungsnetzen von z. B. 3 x 400 VAC
erfolgt die Anpassung an unterschiedliche Soll-Drehzahlen über:



unterschiedliche Polzahlen z.B. (2-4-6) → (3.000 – 1.500 – 1.000min-1)
Getriebeunter- oder -übersetzungen
Frequenzumrichter
Prinzipiell bedeuten:
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High Performance Norm-Motoren – Serie ZKPM


Synchron High Performance Norm-Motoren
unterschiedliche Polzahlen → logistisch unterschiedliche Motoren
Getriebe
→ zusätzliche Kosten und Wartung
Mit der Einführung der IE 4 Wirkungsgradklasse in der Norm EN 60034-31 schreibt der Gesetzgeber eine erneute
Reduzierung der Verluste in Normmotoren vor, um weitere kostbare Energie, die bei der Wandlung von elektrischer
in mechanischer verloren geht, einzusparen. Nach dem heutigen Stand der Technik lässt sich anhand neuer
Materialien, vorhandenem technischen Know-How und Serienerfahrung der Norm-Asynchronmotor durch
Synchronmotoren ersetzen. Die Motorverlustleistung reduziert sich auf etwa die Hälfte.
Die Motorenserie ZKPM (Zitt-Kompakt-Permanentmagnet-Motor) greift das physikalische Grundprinzip des
Synchronmotors auf und verbindet dies mit weiteren Elementen eines bewährten Serienmotorprinzips:

Permanentmagnet-Synchron-Motor
o

Anlehnung an den Normentwurf EN 60034-31
o

Motorgehäuse und Leistungsstufen der Norm-Motoren IE 4
Geeignet für Frequenzumrichter mit Software „Sensorless-Vector-Control“
o

Sehr guter Motorwirkungsgrad
Vielfältige Funktionserweiterung wie

Drehmomentregelung

Drehzahlregelung

Teilweise Positionierfunktion

Programmierbare Beschleunigungs- und Verzögerungsrampen

Drehzahl- und Leistungsanpassung an aktuelle Lasterfordernisse (Pumpen, Lüfter …)
Keine Rückführeinheit notwendig
o Platz- und Kostenersparnis
o Die Signaldetektion der „Sensorless-Vector-Control“ reicht in ihrer Genauigkeit und Bandbreite für
viele Applikationen völlig aus.

Belüftung an der B-Seite
o Ein Lüfterrad auf der Welle nach Norm steigert die Motorleistung bis zum 4-fachen.

Wirkungsgrad Steigerung bis 98 %
o Energieoptimal

cos φ bis 0,98
o Stromoptimal
Die „Kalt-Technologie“ ermöglicht eine
besonders günstige Drehmoment-Kennlinie
Eine Vielzahl von einzelnen Maßnahmen geben den Motoren eine konstante Drehmoment-Kennlinie! Als Maßnahmen
seien erwähnt:

Optimales Konzept des magnetischen Kreises
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5
High Performance Norm-Motoren – Serie ZKPM



Synchron High Performance Norm-Motoren
Motorpolzahl
Lüfter-Rad
Gegen-EMK Werte
Die Abbildung 1 zeigt die Drehmoment- sowie Leistungs-Kennlinien für den 1,1kW, den 2,2kW und den 4,0kW
Motor. Die durchgezogenen Linien stellen jeweils den Verlauf des Drehmomentes und die gestrichelten Linien den
Verlauf der Leistung des entsprechenden Motors dar.
—ZKPM1,1
Drehmoment
PMkW
1,1k
W Drehmoment —ZKPM2,2
PMkW
2,2kDrehmoment
W Drehmoment
—ZKPM4,0
kW Drehmoment
Drehmoment
PM 4,0kW
- -ZKPM1,1
kW
Leistung
1,1k
W Leistung
MPM
- -ZKPM4,0
kW Leistung
Leistung
M PM 4,0kW
M
Drehmoment [Nm]
Drehmoment[Nm]
40
M
- -ZKPM2,2
2,2kLeistung
W Leistung
M PMkW
M
38,2
20
18
35
30,5
16
30
14
25
12
21
20
10
16,8
8
15
8, 4
10
10,5
6
4
4
2,2
1,1
2
3,2
1, 7
5
0
Leistung [kW]
Leistung [kW]
0, 8
0
500
1000
Drehzahlstellbereich
1500
Sternschaltung
2000
Drehzahlstellbereich
2500
3000
3500
0
4000
[U/min]
Dreieckschaltung
Abbildung 1: Darstellung der Drehmoment- und Leistungs-Kennlinien der ZKPM-Serie
Die im ∆-geschalteten Maschinen liefern an der Abtriebswelle zu jeder Drehzahl zwischen 1.000 und 4.000 U/min
bei annähernd gleicher Wicklungstemperatur das Bemessungsmoment. Die Motoren können auch im Y-geschaltet
werden, dabei sinkt die maximal mögliche Drehzahl auf die Hälfte ab. Der Nennstrom reduziert sich ebenfalls,
wodurch ein Frequenzumrichter niedrigerer Leistungsklasse verwendet werden kann. Über die StandardLeistungsformel:
(1)
ergibt sich bei konstantem Drehmoment mit steigender Drehzahl die steigende Leistung.
Ein Motor mit der Baugröße eines 4,0kW Typs leistet beispielsweise bei 4.000min -1 problemlos
16,0kW bei Belastung mit dem Bemessungsmoment!
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High Performance Norm-Motoren – Serie ZKPM
Synchron High Performance Norm-Motoren
Die Abbildung 2 zeigt den Verlauf des Wirkungsgrads über der Drehzahl der drei Motoren mit 1,1kW, 2,2kW und
4,0kW bei Abgabe des Bemessungsmoments. Die Darstellung lehnt sich an den Entwurf zur Norm EN 60034-31 an.
—ZKPM
1,1 kWMPM —ZKPM
kW
—ZKPM 4,0 kW
2,2kW 2,2
MPM 1,1kW
MPM 4,0kW
Wirkungsgrad
[%]
W irkungsgrad [%]
100
98,3
97,7
98
96,5
95,7
96
94
93,7
93
91,8
92
95,3
93,2
91,7
90
88
88
87,7
86
84
82
80
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
[U/m in]
Abbildung 2: Darstellung der Wirkungsgrade bei Belastung der ZKPM-Serie mit dem
Bemessungsmoment
2.2. Die drei Motoren der ZKPM Serie

Serie ZKPM 80-1,1kW
-1
Drehmoment 10,5Nm
-1
Drehmoment 10,5Nm
-1
Drehmoment 10,5Nm
-1
Drehmoment 10,5Nm
bei 1.000min :
bei 2.000min :
bei 3.000min :
bei 4.000min :

Serie ZKPM 90-2,2kW
Drehmoment 21Nm
-1
Drehmoment 21Nm
-1
Drehmoment 21Nm
-1
Drehmoment 21Nm
bei 2.000min :
bei 3.000min :
bei 4.000min :
Serie ZKPM 112-4,0kW
Drehmoment 38,2Nm
-1
Drehmoment 38,2Nm
-1
Drehmoment 38,2Nm
-1
Drehmoment 38,2Nm
bei 1.000min :
bei 2.000min :
bei 3.000min :
bei 4.000min :
© Zitt Elektromotoren
≙ mechanische Leistung von 2,2kW
≙ mechanische Leistung von 3,3kW
≙ mechanische Leistung von 4,4kW
∆ – Schaltung
≙ mechanische Leistung von 2,2kW
≙ mechanische Leistung von 4,4kW
≙ mechanische Leistung von 6,6kW
≙ mechanische Leistung von 8,8kW
Drehzahl 0 – 4.000min-1
-1
∆ – Schaltung
≙ mechanische Leistung von 1,1kW
Drehzahl 0 – 4.000min-1
-1
bei 1.000min :

Drehzahl 0 – 4.000min-1
∆ – Schaltung
≙ mechanische Leistung von 4,0kW
≙ mechanische Leistung von 8,0kW
≙ mechanische Leistung von 12,0kW
≙ mechanische Leistung von 16,0kW
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7
High Performance Norm-Motoren – Serie ZKPM
Ein Betrieb in Y–Sternschaltung ist auch möglich, allerdings ist der Drehzahlstellbereich bei der Verwendung
eines Frequenzumrichters mit einer Versorgungsspannung von 400VAC auf maximal 2000min -1 begrenzt. Die
bekannten Drehmomente und die in Abhängigkeit der Drehzahl abgegebene mechanische Leistung, definiert
durch Gleichung (1), bleiben gleich.
Eine Verschaltung der Wicklungsstränge im Stern bewirkt einen um den Faktor 1,73 reduzierten Phasenstrom
bei gleichzeitiger Erhöhung der benötigten Phasenspannung um denselben Faktor. Die aufgenommene
elektrische Wirkleistung ist bei beiden Verschaltungsarten bis zu einer Drehzahl von 2000min-1 identisch.
Es ergeben sich für die Y–Sternschaltung die folgenden Werte:

Serie ZKPM 80-1,1kW
-1
Drehmoment 10,5Nm
-1
Drehmoment 10,5Nm
bei 1.000min :
bei 2.000min :
-1
ab 2.000min :

Drehmoment < 10,5Nm
Serie ZKPM 90-2,2kW
-1
Drehmoment 21Nm
bei 2.000min-1:
Drehmoment 21Nm
ab 2.000min :
Drehmoment < 21Nm
Serie ZKPM 112-4,0kW
Drehmoment 38,2Nm
-1
Drehmoment 38,2Nm
bei 1.000min :
bei 2.000min :
-1
ab 2.000min :
≙ mechanische Leistung von 2,2kW
≙ mechanische Leistung kleiner 2,2kW
Drehmoment < 38,2Nm
Y – Schaltung
≙ mechanische Leistung von 2,2kW
≙ mechanische Leistung von 4,4kW
≙ mechanische Leistung kleiner 4,4kW
Drehzahl 0 – 2.000min-1
-1
Y – Schaltung
≙ mechanische Leistung von 1,1kW
Drehzahl 0 – 2.000min-1
bei 1.000min :
-1

Drehzahl 0 – 2.000min-1
Y – Schaltung
≙ mechanische Leistung von 4,0kW
≙ mechanische Leistung von 8,0kW
≙ mechanische Leistung kleiner 8,0kW
Geeignete Anwendungen:
Alle klassischen Anwendungen der bisherigen Normmotoren sind geeignet, wie Applikationen die zusätzliche Funktionen
benötigen und natürlich Dauerläüfer mit langer Einschaltdauer oder Teillastbetrieb.
Applikationsbeispiele:
Pumpen, Kompressoren oder Ventilatoren. Je länger die Betriebsdauer im Jahr mit 100 % Nennlast oder im Teillastbetrieb, umso schneller sind die Amortisationszeiten erreicht. Entsprechende Rechenprogramme weisen in der Regel auf
Zeiten, die unter einem Jahr liegen.
Interessant sind auch die Auswirkungen des besseren cos φ. Bei langen Leitungen mit Spannungsabfall muss deutlich
weniger Strom transportiert werden oder die Leitungsquerschnitte sind zu reduzieren.
© Zitt Elektromotoren
Version I/13
8
High Performance Norm-Motoren – Serie ZKPM
Sicherheitshinweise
3. Sicherheitshinweise

Alle Arbeiten zum Transport, Anschluss, zur Inbetriebnahme und Installation dürfen nur von geschultem und
qualifiziertem Fachpersonal ausgeführt werden. Dabei muss es folgende Normen bzw. Richtlinien kennen und
beachten:
DIN VDE 0105, IEC 364, Unfallverhütungsvorschriften
Unsachgemäßes Verhalten kann schwere Personen- und Sachschäden verursachen.

Die Maschinen entsprechen den Normen IEC/EN 60034

Lesen Sie vor der Montage und Inbetriebnahme die vorliegende Dokumentation. Halten Sie die Angaben zu den
Anschlussbedingungen (Typenschild und Dokumentation) und die technischen Daten ein.

Stellen Sie eine ordnungsgemäße, niederohmige Erdung des Motorgehäuses mit dem PE-Bezugspotential im
Schaltschrank sicher, da sonst keine personelle Sicherheit gewährleistet ist.

Treffen Sie geeignete Maßnahmen, dass unvorhergesehene Bewegungen nicht zu Schäden an Personen oder
Sachen führen können.

Leistungsanschlüsse können auch dann Spannung führen, wenn der Motor steht. Lösen oder ziehen Sie keine
Anschlussstecker während des Betriebs oder unter Spannung. Es können Lichtbögen entstehen und Personen
und Kontakte schädigen.

An den Motoren können Oberflächentemperaturen von über 100°C auftreten. Sorgen Sie dafür, dass dort keine
temperaturempfindlichen Teile anliegen oder befestigt werden. Eventuell sind Schutzmaßnahmen gegen
Berühren vorzusehen.

Beachten Sie weitere Sicherheitshinweise in der Bedienungsanleitung, die jedem Motor bei liegt.
In diesem Handbuch verwendete Symbole
Allgemeine Warnung
Bedeutung:
Gefährdung durch Elektrizität
Körperverletzungen
Bedeutung: Tod, schwere Körperverletzung oder
und Sachschäden können auftreten, wenn
erheblicher Sachschaden können auftreten, wenn
die
die entsprechenden Vorsichtsmaßnahmen nicht
Leichte
entsprechenden
nicht getroffen werden.
© Zitt Elektromotoren
Vorsichtsmaßnahmen
getroffen werden.
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High Performance Norm-Motoren – Serie ZKPM
Wichtige Hinweise
4. Wichtige Hinweise

Die Norm-Motoren der Serie ZKPM sind Präzisionsmotoren. Sie sind nicht für einen direkten Anschluss an das
Drehstromnetz vorgesehen, sie
müssen an einem Frequenzumrichter, der ein „Sensorless-Vector-Control“
Regelungsverfahren für permanent erregte Synchronmaschinen besitzt, betrieben werden. Ein direkter
Netzanschluss führt zur Zerstörung des Motors.

Zum Aufziehen von spielfreien, reibschlüssigen Abtriebselementen benutzen Sie unbedingt das vorgesehene
Anzugsgewinde in der Motorwelle und erwärmen Sie, sofern möglich, die Abtriebselemente. Das Aufziehen der
Abtriebselemente darf nur mit geeigneten Hilfsmitteln erfolgen.


Vermeiden Sie harte Schläge oder Stöße auf den Motorflansch und die Motorwelle.
Achten Sie auf korrektes Ausrichten der Kupplung. Beachten Sie die Hinweise des Kupplungsherstellers. Ein
Versatz führt zu unzulässigen Vibrationen und zur Zerstörung von Kugellagern und Kupplung.

Beachten Sie bei Anwendung von Zahnriemen unbedingt die zulässigen Radialkräfte. Zu hohe Radialbelastung
der Welle verkürzt die Lebensdauer des Motors erheblich.

Stellen Sie in dem Frequenzumrichter unbedingt die korrekte Motorpolzahl ein. Eine fehlerhafte Einstellung
kann zur Zerstörung des Motors und Überhitzung führen.
5. Allgemeines
5.1. Über dieses Handbuch
Dieses Handbuch beschreibt die Synchron High Performance Norm-Motoren mit permanent erregtem Rotor der
Serie ZKPM und richtet sich an Fachpersonal mit Kenntnissen in den Bereichen Elektrotechnik und Maschinenbau.
Die Norm-Motoren werden zusammen mit den entsprechenden Frequenzumrichtern betrieben. Beachten Sie daher
auch unbedingt die Dokumentationen des Frequenzumrichters.
5.2. Bestimmungsgemäße Verwendung
Die Synchron High Performance Norm-Motoren der Serien ZKPM sind ausschließlich zum Betrieb an
Frequenzumrichter konzipiert. Der direkte Betrieb am Netz führt zur sofortigen Zerstörung des Motors. Sie
dürfen die Motoren nur unter Berücksichtigung der in dieser Dokumentation definierten Umgebungsbedingungen
betreiben.
Die Motoren werden als Bauteile in Maschinen eingebaut und dürfen nur als integrierte Bauteile einer Anlage in
Betrieb genommen werden. Ein in die Motorwicklung eingebautes Thermoschutzelement muss, wenn vorhanden,
ausgewertet und überwacht werden.
5.3. Aufbau der Motoren
Die Synchron
High
Performance Norm-Motoren
der
Serien
ZKPM
sind
bürstenlose
permanenterregte
Synchronmotoren mit Gegen-EMK. Sie besitzen vergrabene Permanentmagnete im Rotor. Im Stator ist eine
dreiphasige Wicklung untergebracht, die in Stern- oder Dreieckschaltung verschaltet werden kann und durch einen
Frequenzumrichter versorgt wird. Der Motor besitzt keine Bürsten, die Kommutierung wird elektronisch im
entsprechenden Frequenzumrichter vorgenommen.
Auf der B-Seite der Welle ist ein Lüfterrad montiert, das für eine drehzahlabhängige Kühlung der Motoren sorgt.
© Zitt Elektromotoren
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10
High Performance Norm-Motoren – Serie ZKPM
5.3.1.
Allgemeines
Wellenende A-Seite
Die Kraftübertragung erfolgt über das zylindrische Wellenende A. Beachten Sie, dass sehr hohe Radialkräfte
auftreten, wenn die Motoren über Ritzel oder Zahnriemen antreiben. Die zugelassenen Werte am Wellenende sind
abhängig von der Drehzahl.
Die Maximalwerte bei 4.000min-1 finden Sie in der Tabelle 1. Bei Kraftangriff an der Mitte des freien Wellenendes
kann FR 10% größer sein.
Als ideale Kupplungselemente haben sich doppelkonische Spannzangen eventuell in Verbindung mit MetallbalgKupplungen bewährt.
Tabelle 1: Zulässige Lagerbelastungen Welle A-Seite
Motortyp
ZKPM 80-1,1
ZKPM 90-2,2
ZKPM 112-4,0
FRmax [N]
FAmax [N]
630
700
820
125
137
150
L/2
FRmax [N]+FAmax [N]
126
140
164
FR
FA
L
5.3.1.1.
Besonderheit der Last auf Lastseite
Der besondere Aufbau der ZKPM Motoren ermöglicht ein konstantes Drehmoment von 1.000 min-1 bis 4.000 min-1.
Die Bemessungsleistung ist bei 1.000 min-1 angegeben, bei der technisch möglichen 4–fachen Drehzahl ergibt sich
auch die 4-fache Leistung. Damit wird z. B. aus einem 1,1 kW Motor ein 4,4 kW Motor. Bei der Motorwelle muss
man beachten, dass die Welle eines 4,4 kW Motors bei der Bemessungsdrehzahl 1.000 min-1 eine Welle mit
deutlich größerem Durchmesser ist.
Im Ergebnis: Zitt Elektromotoren wollte bewusst die Leistungssteigerung des elektromagnetischen Kreises
nutzbar machen. Das setzt voraus, dass der Anwender die Einschränkungen von radialen und axialen Kräften auf
der Lastwelle entsprechend der Tabelle in 5.3.1. konsequent einhält, da sonst die Garantie erlischt.
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High Performance Norm-Motoren – Serie ZKPM
5.3.2.
Allgemeines
Schutzart (ohne Wellendichtring)
Standardausführung für alle Motortypen ist:
ZKPM 80-1,1kW
ZKPM 90-2,2kW
IP55
ZKPM 112-4,0kW
5.3.3.
Anschlusstechnik
Die Motoren lassen sich für den Betrieb am Frequenzumrichter im Stern bzw. Dreieck verschalten. Die folgende
Abbildung 3 zeigt die notwendige Wicklungsverschaltung im Klemmenkasten:
Abbildung 3: mögliche Wicklungsverschaltung
5.4. Auswahlkriterien
• Bemessungsmoment Mn [Nm]
• Bemessungsdrehzahl beim Bemessungsmoment nn [min-1]
• Bemessungsleistung Pn [kW]
Beachten Sie bei der Berechnung der erforderlichen Motoren und Frequenzumrichter die statische Last und die
dynamische Belastung (Beschleunigen/Bremsen).
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High Performance Norm-Motoren – Serie ZKPM
Allgemeines
5.5. Bestellschlüssel für Norm-Motoren mit permanent erregtem Rotor der Serie ZKPM



Motortyp: ZKPM
Baugrösse: 80, 90 oder 112
Leistung:
o 1,1 = 1,1kW
o 2,2 = 2,2kW
o 4,0 = 4,0kW


Option: x = in Vorbereitung
Frequenzumrichtertyp:
o B = 2.2kW / 3kW / 4kW
o C = 5.5kW / 7.5kW
o D = 11kW / 15kW / 18.5kW / 22kW

Frequenzumrichter Nennleistung:
o 2,2 = 2,2kW

Befestigung:
o B3 = Fuß
o B5 = Flansch
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High Performance Norm-Motoren – Serie ZKPM
Montage / Inbetriebnahme
6. Montage / Inbetriebnahme
6.1. Wichtige Hinweise

Prüfen Sie die Zuordnung von Frequenzumrichter und Motor. Vergleichen Sie Nennspannung und Nennstrom
der Geräte. Führen Sie die Verdrahtung nach dem Anschlussbild in der Installations-/lnbetriebnahmeanweisung
des Frequenzumrichters aus.


Achten Sie auf einwandfreie Erdung von Frequenzumrichter und Motor.
Verlegen Sie sämtliche Leitungen in ausreichendem Querschnitt. Legen Sie Abschirmungen großflächig
(niederohmig), EMV-gerecht auf.

Prüfen Sie die Einhaltung der zulässigen Radial- und Axialbelastungen FR und FA. Bei Verwendung eines
Zahnriemen-Antriebs ergibt sich der minimal zulässige Durchmesser des Ritzels z. B. nach der Gleichung:
dmin ≥ M0/FR x 2 .

Platzieren Sie die Norm-Motoren nie mit der B-Seite (Lüfterrad) direkt an der Wand. Halten Sie einen
Mindestabstand von 20cm ein, ansonsten kann es aufgrund einer zu geringen Kühlleistung zur Überhitzung
und zur eventuellen Zerstörung des Norm-Motors kommen.

Halten Sie sich während des Betriebs strikt an die im Datenblatt genannten maximalen Strom- bzw.
Spannungsgrenzen, ansonsten kann es zur Zerstörung des Motors kommen. Sollte der Motor unter
Verwendung des Frequenzumrichters nicht starten, fordern Sie eine Service-Unterstützung zur Parametrierung
des Frequenzumrichters an.

Zur Wartung der Lager dürfen die Lagerschilde der A- und B-Seite entfernt werden. Das Herausziehen des
magnetischen Rotors ist strikt untersagt. Vermeiden Sie Berührungen mit der Wicklung, da diese sonst zu
Schaden kommen kann.

Im Falle von Fehlern: Nehmen Sie den Motor in keinem Falle auseinander!
Der magnetische Rotor wird durch starke Anziehungskräfte der Magnete in der Mitte des Stators gehalten,
auch wenn die Lagerschilde entfernt sind. Ein eventueller Versuch den Rotor herauszuziehen erzeugt sehr
hohe Rückstellkräfte. Die Gefahr von Unfällen und Verletzungen sind sehr groß! Im Falle von Fehlern
oder Störungen fordern Sie bei Zitt Elektromotoren eine Service-Unterstützung an oder senden Sie den Motor
zurück.
Vorsicht!
Lösen Sie die elektrischen Anschlüsse der Motoren nie unter Spannung.
Restladungen in den Kondensatoren des Frequenzumrichters können auch bis zu 5 Minuten nach
Abschalten der Netzspannung vorhanden sein.
Steuer- und Leistungsanschlüsse können Spannung führen auch wenn sich der Motor nicht dreht.
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Version I/13
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High Performance Norm-Motoren – Serie ZKPM
Montage / Inbetriebnahme
6.2. Allgemeines
Vor der Inbetriebnahme bzw. der Aufstellung der Motoren überprüfen Sie die Motoren auf Transport und/oder
Lagerschäden. Melden Sie uns unverzüglich eventuell beschädigte Maschinenteile sowie Korrosionsschäden an
Welle oder Flansch. Der Läufer muss sich leicht von Hand drehen lassen, eine vorhandene Bremse vorher
elektrisch lösen.
6.3. Umgebungsbedingungen
Für den Aufstellungsort der Motoren beachten Sie die Umgebungsbedingungen wie Umgebungstemperatur:
-20...+40°C, maximale Aufstellungshöhe: 1000m üNN, relative Luftfeuchtigkeit: 15...85%, nicht kondensierend.
Bei Abweichung von den o.a. Umgebungsbedingungen ist eine eventuelle Leistungsreduzierung erforderlich.
Die Motoren sind nicht für eine Aufstellung im Freien sowie in aggressiver oder fremdstoffbehafteter Atmosphäre
geeignet.
6.4. Abtriebselemente
Der Rotor des Motors wurde bei der Herstellung elektronisch gewuchtet. Bevor Sie Ihre Abtriebselemente auf das
Wellenende ziehen, entfernen Sie den evtl. vorhandenen Korrosionsschutz.
Verwenden Sie unbedingt geeignete Hilfsmittel für das Auf- und Abziehen der Abtriebselemente und
berücksichtigen Sie die Hinweise des Herstellers der Abtriebselemente um Beschädigungen zu vermeiden.
Unser Tipp: Verwenden Sie doppelkonische Spannsätze.
Beim Auf- bzw. Abziehen vermeiden Sie unbedingt harte Schläge oder Stöße auf den Motorflansch
und die Motorwelle. Hierdurch kann es zu Beschädigungen der Lager oder der Welle kommen.
6.5. Elektrische Anschlüsse
Die elektrischen Anschlussarbeiten dürfen nur durch eine qualifizierte Elektrofachkraft hergestellt werden. Dabei ist
vor Beginn der Arbeiten die Spannungsfreiheit der Anlage festzustellen und für die Dauer zu gewährleisten.
Beachten Sie die Sicherheitsregeln der DIN VDE 0105.
Der Kabelquerschnitt muss dem Nennstrom des Motors entsprechend ausgelegt werden. Berücksichtigen Sie dabei
die Umgebungsbedingungen, die Verlegeart und die örtlichen Bestimmungen.
Beachten Sie unbedingt die Hinweise des Frequenzumrichter-Herstellers zur EMV-gerechten
Verdrahtung.
Bei Verwendung von geschirmten Kabeln achten Sie auf eine großflächige metallische Schirmanbindung auf beiden
Kabelseiten.
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Version I/13
15
High Performance Norm-Motoren – Serie ZKPM
Technische Daten
7. Technische Daten
7.1. Serie ZPM 80-1,1kW bis 4,0kW, [ nn=1000min-1]
ZKPM 80-1,1-x-x-B3
ZKPM 80-1,1-x-x-B5
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Version I/13
16
High Performance Norm-Motoren – Serie ZKPM
Technische Daten
ZKPM 90-2,2-x-x-B3
ZKPM 90-2,2-x-x-B5
© Zitt Elektromotoren
Version I/13
17
High Performance Norm-Motoren – Serie ZKPM
Technische Daten
ZKPM 112-4,0-x-x-B3
ZKPM 112-4,0-x-x-B5
© Zitt Elektromotoren
Version I/13
18
High Performance Norm-Motoren – Serie ZKPM
Technische Daten
H
B
Motortyp
Bauart
B3
ZKPM 80-x,x-B
ZKPM 90-x,x-B
ZKPM 90-x,x-C
ZKPM 112-x,x-B
ZKPM 112-x,x-C
80M
90L
90L
112M
112M
ZKPM 112-x,x-D
112M
Bauart
B5
ZKPM 80-x,x-B
80M
ZKPM 90-x,x-B
ZKPM 90-x,x-C
ZKPM 112-x,x-B
ZKPM 112-x,x-C
90L
90L
112M
112M
ZKPM 112-x,x-D
112M
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Gewicht
Gesamthöhe H
Übermass B
kg
mm
mm
20
26
29.7
42
45.7
340
360
400
420
420
450
80
30
70
20
100
340
80
360
400
420
420
450
30
70
20
100
58
21
28
31.7
47
50.7
63
Version I/13
19
High Performance Norm-Motoren – Serie ZKPM
Daten ∆-Schaltung
Bemessungsdrehzahl
Sym
nn
Einheit
min
Technische Daten
ZKPM 80-1,1
ZKPM 90-2,2
-1
1000
Max. Drehzahl
nmax
min-1
4000
Anschlussspannung
UAC
V
3 × 400
Nennspannung
Un
V
100
Motorpolzahl
pMot
Bemessungsdrehmoment
Mn
ZKPM 112-4,0
6
Nm
10,5
21,0
38,2
Bemessungsstrom
In
A
7,5
14,8
25,6
Stillstandsdrehmoment
M0
Nm
8,4
16,8
30,5
Stillstandsstrom
I0
A
6
11,8
20,4
Max. Drehmoment
Mmax
Nm
15,75
31,5
57,3
Spitzenstrom
Imax
A
11,25
22,2
38,4
Spannungskonstante
KE
V/1000
86,8
90,2
90,7
Drehmomentkonstante
KT
Nm/A
1,4
1,42
1,49
Nennleistung
Wicklungswiderstand
Phase-Phase
Wicklungsinduktivität
Phase-Phase
Pn
kW
1,1
2,2
4,0
Rpp

1,13
0,64
0,38
Lpp
mH
2,9
1,2
0,525
Rotorträgheitsmoment
Jm
kgcm2
26,92
55,63
135,7
Elektr. Zeitkonstante
Tel
ms
1,96
1,45
3,00
ZKPM 90-2,2
ZKPM 112-4,0
10% Toleranz bei M0, Mn und nn.
Daten Y-Schaltung
Bemessungsdrehzahl
Sym
nn
Einheit
min
ZKPM 80-1,1
-1
1000
Max. Drehzahl
nmax
min-1
4000 im Feldschwächbetrieb möglich
Anschlussspannung
UAC
V
3 × 400
Nennspannung
Un
V
174
Motorpolzahl
pMot
Bemessungsdrehmoment
Mn
6
Nm
10,5
21,0
38,2
Bemessungsstrom
In
A
4,3
8,5
14,8
Stillstandsdrehmoment
M0
Nm
8,4
16,8
30,5
Stillstandsstrom
I0
A
3,5
6,8
11,8
Max. Drehmoment
Mmax
Nm
15,75
31,5
57,3
Spitzenstrom
Imax
A
6,6
9,0
23,9
Spannungskonstante
KE
V/1000
150
156,2
157,1
Drehmomentkonstante
KT
Nm/A
2,4
2,45
2,59,
Nennleistung
Wicklungswiderstand
Phase-Phase
Wicklungsinduktivität
Phase-Phase
Pn
kW
1,1
2,2
4,0
Rpp

3,36
1,93
0,568
Lpp
mH
11,59
4,78
2,1
Rotorträgheitsmoment
Jm
kgcm2
26,92
55,63
135,7
Elektr. Zeitkonstante
Tel
ms
3,4
2,5
5,2
10% Toleranz bei M0, Mn und nn.
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Version I/13
20
High Performance Norm-Motoren – Serie ZKPM
Technische Daten
7.2. Begriffsdefinitionen
Stillstandsdrehmoment M0 [Nm]
Thermisches Grenzdrehmoment, welches bei blockiertem Motor, n=0min -1 und Nenn-Umgebungsbedingungen
unbegrenzt lange abgegeben werden kann.
Bemessungsdrehmoment Mn [Nm]
Wenn der Motor bei Bemessungsdrehzahl nn seinen Bemessungsstrom aufnimmt, kann im S1-Betrieb das
Bemessungsdrehmoment unbegrenzt lange abgegeben werden.
Stillstandsstrom I0 [A]
Um im Stillstand das Stillstandsdrehmoment abzugeben, nimmt der Motor den Stillstandsstrom auf. Die Angabe
bezieht sich auf den Sinus-Effektiv-Stromwert.
Bemessungsstrom In [A]
Bei Bemessungsdrehzahl nn und Abgabe des Bemessungsdrehmomentes nimmt der Motor den Bemessungsstrom
auf. Die Angabe bezieht sich auf den Sinus-Effektiv-Stromwert.
Spitzenstrom Imax [A]
Maximal zulässiger Strom für max. 5sec. Der Spitzenstrom sollte den 1,2-fachen Bemessungsstrom nicht
übersteigen. Ein selbst kurzfristiges Überschreiten dieser Stromgrenze kann eine irreversible Entmagnetisierung der
Rotormagnete zur Folge haben.
Drehmomentkonstante KT [Nm/A]
Diese Konstante gibt an, wie viel Drehmoment [Nm] der Motor bei einem Strom von 1A Effektivstrom abgibt.
(M = I * KT)
Spannungskonstante KE [V/1000min-1]
Diese Konstante gibt die auf 1000min-1 bezogene induzierte Motor-EMK als Effektivwert zwischen zwei
Motorphasen an.
Massenträgheitsmoment Jm [kgcm2]
Massenträgheitsmoment des Läufers. Interne oder externe Anbauten (Haltebremse, Gebersystem, Kupplung oder
mechanische Last) können die hier angegebenen Werte erheblich ändern. Darum muss für die Berechnung der
dynamischen Motorsituation dieses Massenträgheitsmoment in seiner Gesamtheit betrachtet werden.
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High Performance Norm-Motoren – Serie ZKPM
Technische Daten
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