50 A, Typ RTC - RFD electronic GmbH
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Elektrodynamische Bremse, Drehstrom Industriegehäuse, Verzögerungszeit einstellbar 10 - 50 A, Typ RTC • Steuer- und Lastmodul für die Dynamische Bremsung von Drehstrom-Asynchronmotoren • Nenn-Betriebsstrom: 18,5, 30 und 60 A DC • Nenn-Betriebsspannung: Bis 400 V ACeff • Steuerspannungs-Bereich: 10 bis 32 V DC • LED-Anzeigen für Netz EIN und Last EIN Produktbeschreibung Bestellschlüssel Für das dynamische Bremsen von Drehstrom-Asynchronmotoren mit Bremsströmen bis zu 60 A werden die Steuermodule RTC 40 HD 12-. zusammen mit dem Lastmodul RTO 12.. verwendet. Die dynamische Bremsung erreicht man, indem man einen gleichgerichteten Netzstrom durch die Wicklungen des Motors fließen läßt. Der Gleichstrom erzeugt ein statisches Magnetfeld über den kurzgeschlossenen Rotor, während der induzierte Rotorstrom ein Drehmoment bewirkt, das der Drehrichtung entgegengesetzt ist. Halbleiterrelais Dynamisches Bremsen Steuermodul Lastmodul Nenn-Betriebsspannung Nenn-Betriebsstrom Steuerspannung Spitzensperrspannung Nenn-Betriebsfrequenz Die erforderliche Bremszeit läßt sich mit dem Potentiometer brake time vorwählen. Der Bremsstrom bewirkt, dass der Motor in der eingestellten Bremszeit ausläuft. Er ist über das Potentiometer brake current einzustellen. Das Steuermodul wird über eine externe Gleichspannung versorgt. Über LED-Zustandsanzeigen für Netz und Bremsen des Motors stehen dem Anwender wichtige Informationen über die Funktion des Moduls zur Verfügung. Das Ausgangssignal des Steuermoduls wird 350 ms vor dem Einschalten des Bremsstroms abgeschaltet. Dieses Signal kann dazu verwendet werden, die Versorgungsspannung des Motors abzuschalten. Diese Verzögerungszeit ist notwendig um das bestehende Feld abzubauen. RTC 40 HD 12 - 5 RTO 1210 Typenwahl Typ Nenn-Betriebsspannung Steuerspannung Spitzensperrspannung Nenn-Betriebsfrequenz C: Steuermodul 40: 120/208 V ACeff 230/400 V ACeff HD: 10 bis 32 V DC 12: 1200 VS 5: 50 Hz ± 3 Hz 6: 60 Hz ± 3 Hz Typ Spitzensperrspannung Nenn-Betriebsstrom O: Lastmodul 12: 1200 V 10: 2 x 18,5 A DC 25: 2 x 30 A DC 50: 2 x 60 A DC Auswahl nach den technischen Daten Steuermodul Nenn-Betriebsfrequenz 50 Hz 60 Hz 230/400 V ACeff RTC 40 HD-12-5 RTC 40 HD-12-6 Spitzensperrspannung Nenn-Betriebsstrom 10 Aeff (18,5 A DC) 25 Aeff (30 A DC) 50 Aeff (60 A DC) 1200 V RTO 1210 RTO 1225 RTO 1250 Technische Änderungen vorbehalten (09.02.99) 1 RTC 40 HD12-./RTO 12.. Allgemeine technische Daten Steuerkreis Betriebsspannungsbereich Phase/Phase Spitzensperrspannung Nennfrequenzbereich Versorgungsstrom 32 V DC @ Betrieb, kein Ausgang @ Bremsen, kein Ausgang Zulassungen CE-Kennzeichnen RTC 40 HD12-5 RTC 40 HD12-6 190 bis 440 V ACeff ≥ 1200 V 47 bis 52 Hz 190 bis 440 V ACeff ≥ 1200 V 57 bis 63 Hz ≤ 30 mA @ 32 V DC ≤ 110 mA @ 32 V DC CSA Ja ≤ 30 mA @ 32 V DC ≤ 110 mA @ 32 V DC CSA Ja Technische Daten Steuerkreis Technische Daten Steuerausgang Bereich Steuerspannung Keine Bremsung Bremsen Einstellbarer Bremsstrombereich Bremszeitbereich Min. Verzögerung Bremsen, Laufen Permanente Ansprechverzögerung Min. Ausgangsspannung Ausgangsstrom kurzschlussgeschützt 10 bis 32 V DC ≥ 8 V DC ≤ 2 V DC Abhängig von der Motorgröße Bis 40 s Stromversorgung - 3,0 VDC 150 mA DC ≥ 1 Periode ≥ 350 ms Isolation Steuerkreis Thermische Daten Nennimpulsspannungsfestigkeit Ansteuerung - Triggerausgang 4000 V Betriebstemperatur Lagertemperatur -20°C bis+80°C -40°C bis +100°C Betriebsart Für das dynamische Bremsen von Drehstrom-Asynchronmotoren werden die Steuermodule RTC 40 HD 12-5 (50 Hz)/RTC 40 Hd 126 (60 Hz) zusammen mit dem Lastmodul RTO 12.. verwendet. Die dynamische Bremsung erreicht man, indem man einen gleichgerichteten Netzstrom durch die Wicklungen des Motors fließen läßt. Der Gleichstrom erzeugt ein statisches Magnetfeld über den kurzgeschlossenen Rotor, während der induzierte Rotorstrom ein Drehmoment bewirkt, das der Drehrichtung entgegengesetzt ist. Hinweis: Das bedeutet, dass im Stillstand des Motors keine Bremsung erfolgt. Die erforderliche Bremszeit läßt sich mit dem Poten- 2 tiometer BRAKE TIME vorwählen. Der Bremsstrom bewirkt, dass der Motor in der eingestellten Bremszeit ausläuft. Er ist über das Potentiometer BRAKE CURRENT einzustellen sten, ist es erforderlich, das Steuermodul für den Motoranlauf über den Ausgang des RTC zu steuern. Das Abschalten der Steuerspannung (Klemme C2) löst das Bremsen des Motors aus. Hinweis: Vermeiden Sie zu hohe Bremsströme nach dem Auslaufen des Motors, da hierdurch unzulässig hohe Temperaturen im Motor entstehen können. Über die LED-Anzeigen für Netz (LINE ON) und Bremsen des Motors (BRAKE ON) wird der Anwender über den Schaltzustand des ELR informiert. Ein weiteres Merkmal des Steuermoduls ist die remanente Verzögerung. Um ein plötzliches Einsetzen des Drehmomentes zu vermeiden (DrehmomentStoß), wird die Gleichspannung erst nach einer Verzögerung von mindestens 350 ms nach dem Auslösen des Motorschützes wieder an die Motorwicklung gelegt. Da die Gerätekombination RTC/RTO nur zum Bremsen eingesetzt werden kann, ist ein ELR für das Anlaufen des Motors erforderlich. Für eine solche Anwendung kann entweder ein Elektronisches Lastrelais Typ RZ oder ein Steuermodul RSC 40 HD 12-.. mit Lastmodul RSO12 .. dazugeschaltet werden. Um einen einwandfreien Betrieb zu gewährlei- Verwenden Sie zur Messung des Bremsstromes immer nur ein Messgerät mit Gleichstrombereich, das den echten Effektivwert messen kann. Um das Lastmodul richtig dimensionieren zu können, ist es erforderlich, den Widerstand zwischen den beiden Motorklemmen zu bestimmen, an die das Bremsmodul angeschlossen werden muß. Dieser Widerstand setzt sich aus den Widerständen der Motorwicklung zusammen und hängt von der Anschlussart des Motors ab. In Sternschaltung sind zwei Wicklungen in Reihe geschaltet (Bild ‘Stern’ oben auf der nächsten Seite). Bei einer Dreieckschaltung sind zwei Wicklungen parallel zur dritten geschaltet (Bild ‘Dreieck’ oben auf der nächsten Seite). Technische Änderungen vorbehalten (09.02.99) RTC 40 HD12-./RTO 12.. Betriebsart (Forts.) spannung berechnet sich nach der folgenden Formel. Un x 2 Umax UDC = π = 3,14 UDC = Un x 0,45 Die Nenn-Betriebsspannung ist 400 V AC. Wie groß ist der maximale Strom in Sternschaltung und Dreieckschaltung? Stern Der maximale Strom kann entsprechend dieser Formel bestimmt werden. Un x 0,45 Imax = Dreieck Wenn der maximale Bremsstrom eingestellt ist, werden volle Halbwellen an den Motor gelegt und die Gleich ∑R Dabei ergibt sich ∑ R aus der oben beschriebenen Zusammenschaltung der Motorwicklungen. Beispiel: Der Widerstand der Motorwicklung beträgt 5 Ω. ∑ R Stern ergibt sich zu R1 + R2 = 5 Ω + 5 Ω = 10 Ω ∑ R Dreieck berechnet sich aus R1 ll (R2 + R3) = 3,3 Ω. Im Sternschaltung ergibt sich der Strom zu 400 V x 0,45 = 18 A Imax. = 10 Ω Imax. = 400 V x 0,45 3,33 Ω = 54 A Das Lastmodul ist entsprechend diesen Belastungsdaten zu wählen (nächst höhere Nennleistung). Es kann sinnvoll sein, die Wicklung für die Bremsung umzuschalten, um so den notwendigen Bremsstrom zu reduzieren. und in Dreieckschaltung zu Allgemeine technische Daten Lastmodul Betriebsspannungs-Bereich Phase/Phase Nenn-Betriebsstrom Zulassungen CE-Kennzeichnen RTO 1210 RTO 1225 RTO 1250 220 bis 420 V ACeff 18,5 A DC CSA Ja 220 bis 420 V ACeff 30 A DC CSA Ja 220 to 420 VACeff 60 A DC CSA Ja RTO 1210 RTO 1225 RTO 1250 ≥ 1200 V ≤ 10 mAeff ≤ 1,6 Veff ≤ 130 A2s ≥ 50 A/µs 160 A ≥ 1200 V ≤ 10 mAeff ≤ 1,6 Veff ≤ 310 A2s ≥ 50 A/µs 250 A ≥ 1200 V ≤ 10 mAeff ≤ 1,6 Veff ≤ 1800 A2s ≥ 50 A/µs 600 A RTO 1210 RTO 1225 RTO 1250 -20°C bis +80°C -40°C bis +100°C -20°C bis +80°C -40°C bis +100°C -20°C bis +80°C -40°C bis +100°C ≤ 1,4 K/W ≤ 1,0 K/W ≤ 0,5 K/W Ausgangsdaten Lastmodul Spitzensperrspannung Leckstrom im Aus-Zustand Durchlassspannung I2t für Sicherungen t=1-10 ms Kritisches di/dt Stoßstrom t=20 ms Thermische Daten Lastmodul Betriebstemperatur Lagertemperatur Wärmewiderstand Sperrschicht - Gehäuse Isolation Lastmodul Nennimpulsspannungsfestigkeit Lastkreis - Bodenplatte 4000 V Technische Änderungen vorbehalten (09.02.99) 3 RTC 40 HD-12-./RTO 12.. Betriebsdiagramm Netzspannung Steuerkreis C1 Steuerkreis C2 Steuerausgang Lastmodul geschaltet Motor läuft Zeitverzögerung Stillstand-Betrieb, min. 20 ms Einstellbare Bremszeit Td1 Zeitverzögerung Betrieb-Bremsen, min. 350 ms Schaltbild Gehäusedaten Montage und Anschluss von Steuermodul und Lastmodul M Ca. 200 g Ca. 280 g Noryl, glasfaserverstärkt Schwarz Aluminium, vernickelt Polyurethan, schwarz M5 ≤ 1,5 Nm M3 ≤ 0,5 Nm M5 ≤ 1,5 Nm Steuerkreise und -ausgänge Funktionsdiagramm Steuerkreise und -ausgänge Gewicht RTC 40 HD-12-. RTO Gehäusematerial Farbe Bodenplatte Vergussmasse Lastmodul Befestigungsschrauben Befestigungsmoment Steueranschluss Befestigungsschrauben Befestigungsmoment Leistungsanschluss Befestigungsschrauben Befestigungsmoment Zubehör Netz Kühlkörper Varistoren Sicherungen Temperaturbegrenzungsschalter Stromversorgung Weitere Informationen siehe “Allgemeine Zubehör”. Last 4 Technische Änderungen vorbehalten (09.02.99) RTC 40 HD-12-./RTO 12.. Abmessungen Anwendungen RTO 12.. Messpunkt für den LastGleichstrom Hinweis: Kontrollieren Sie vor der Messung, ob das Gerät zur Messung von Gleichstrom geeignet ist. *** *** *** ** ** Thermorelais reagieren im Normalfall empfindlich auf die während des Bremsens auftretende Stromasymmetrie. Es ist daher möglich, daß das Thermorelais abschaltet, obwohl dies kein Fehler ist. Thermoschalter ** ** *** *** Wärmeleitpaste verwenden ** ** ** M ** = ± 0.4 mm *** = ± 0.5 mm Abmessungen in mm RTC 40 HD12-. Durch einen Temperatursensor, einen PTC-Widerstand oder einen Klixon-Bimetallschalter in der Nähe der Motorwicklungen. Bremsstrom Typischer Verlauf des Bremsmomentes in Abhängigkeit von der Motordrehzahl: Wie der Kurve zu entnehmen ist, ist das Bremsmoment bei der Nenndrehzahl des Motors relativ klein. Wird die Drehzahl kleiner, nimmt das Bremsmoment zu, bis sich die Drehzahl Null nähert. An diesem Punkt wird das Bremsmoment wieder kleiner. Bei Stillstand des Motors (Drehzahl Null) ist das Bremsmoment ebenfalls Null. Motordrehzahl I1 I2 Abmessungen in mm I3 Moment Verschiedene BremsstromEinstellungen I1 > I2 > I3 Anschluss an das Netz Bei diesen HLR liegt ein Halbleiterpfad zwischen zwei Phasen. Aus diesem Grund ist immer zu empfehlen, das HLR gegen hohe Stossströme und mögliche Spannungsspitzen zu schützen. Der elektrische Schutz wird durch zwei elektronische Bauelemente realisiert: 1. Durch eine HalbleiterSicherung mit einem Lastintegral I2t, das kleiner ausgelegt ist als das maximale Integral der Lastmodule. 2. Durch einen spannungsabhängigen Widerstand, einen Metalloxid-Varistor, um zu verhindern, dass grössere Spannungen als die Sperrspannung am Lastmodul auftreten können. Höhere Spannungen können das Modul kurzzeitig einschalten und dazu führen, dass die Sicherungen auslösen. Anschluss an ein Drehstrom-Halbleiterrelais F1 bis F3: Superflinke Sicherungen mit einem Schmelzintegral I2t, das kleiner ausgelegt ist als das der Lastmodule. Motorschutz Es gibt verschiedene Möglichkeiten, den Motor in Anwendungen mit dynamischen Bremsungen zu schützen: Technische Änderungen vorbehalten (09.02.99) 5 RTC 40 HD12-./RTO 12.. Anwendungen (Forts.) Stromversorgung Anschluss an ein Drehstrom-Motorsteuergerät Wenn ein mechanisches Der Lastkreis (Ausgang) des Schütz zur Ansteuerung ver- dynamischen Bremsmoduls wendet wird, sind besondere wird im normalen MotorSchutzmassnahmen zu tref- betrieb von den Motorklemfen. Die beim Schalten des men getrennt und nur im Schützes auftretenden Span- Bremsbetrieb oder beim angeschlossen. nungsspitzen müssen durch Auslaufen RC-Glieder (Reduzierung der Zusammen mit einer meSpannungssteilheit) gedämpft chanischen und elektrischen Verriegelung (gestrichelte werden. veringert dieses Varistor: RV04, RC: PMR 209 Linie) Rifa 47/0,1 µF, d1: Feme Merkmal die Gefahr von MZP, Sicherung: Siehe ‘All- Funktionsstörungen. gemeine Zubehör’ M RZ 40 .. .. PO S1 geschlossen: Der Motor läuft. S1 öffnet: Der eingestellte Strom bremst den Motor innerhalb der vorgewählten Zeit Wird S1 vor Beendigung eines Bremsvorganges geschlossen, schalten die Relais innerhalb von 100 ms wieder auf Motorbetrieb um. Motorschutz-Relais Sicherung Anschluss an zwei 1-polige Halbleiterrelais Hinweis: Das Motorschutz- gral I2t, das kleiner ausgelegt ist Relais ist nicht dargestellt. als das der Lastmodule. P1 bis P4: Varistoren für 420 V F1 bis F3: Superflinke Sicher- Netzspannung mit einem Durungen mit einem Schmelzinte- chmesser von 20 mm. Stromversorgung 24 V DC Stromversorgung 10 bis 32 V HLR 1 Mechanische Verriegelung * Bremsrelais HLR 2 M HLR1, HLR2: Carlo Gavazzi Typ RA 48 xx-D 12 (1200 V Sperrspannnung) S1 geschlossen: Der Motor läuft. S2 öffnet: Der eingestellte Strom bremst den Motor 6 * HLR 3: Wenn alle drei Phasen geschaltet werden sollen innerhalb Zeit. der vorgewählten Wird S1 vor Beendigung eines Bremsvorganges geschlossen, schalten die Relais innerhalb von 100 ms wieder auf Motorbetrieb um. F1 bis F3: Superflinke Sicherungen mit einem Schmelzintegral I2t, das kleiner ausgelegt ist als das der Lastmodule. F3 ist optional, da zwischen die Phasen T und W keine Halbleiter-Baugruppen geschaltet sind. P1 bis P3: Varistoren für 420 V Netzspannung mit einem Durchmesser von 20 mm (Typ RVO4). Motorrelais bremst der Motor und läuft aus. Hinweis: Die maximal zulässige Verzögerungszeit für das Abschalten beträgt 350 ms. Verwenden Sie daher nicht mehr als einen Hilfsschütz. Der Schalter d1 kann auch als Halbleiterrelais ausgeführt sein: Z. B: Carlo Gavazzi HLR Typ RP 130 240-2-0. Wenn S1 geschlossen ist, läuft der Motor. Wird S1 geöffnet, Technische Änderungen vorbehalten (09.02.99) RTC 40 HD12-./RTO 12.. Anwendungen (Forts.) zustellen, daß die Ausgangsspannung des Steuermoduls RTC kleiner ist als die Ausschaltspannung des Halbleiterrelais. Bei der Verwendung von Halbleiterrelais ist ein Widerstand von 1 kΩ zwischen Ausgang (0) und negativer Klemme (-) am Steuermodel RTC zu schalten, um sicher- Zusammenschaltung von Sanftanlauf und Bremsen Motorsteuergeräten für Hilfsspannung Lastkreis 1 kΩ, 1W 1/L1 3/L2 5/L3 2/T1 4/T2 6/T3 Start-Stop-Funktion (Es ist nur der Steuerkreis dargestellt) Stop Start Stop Start Stromversorgung Stromversorgung Zu den Steuerrelais D = 1N4007 M Mit Hilfsdiode Stop Start Stromversorgung Zum Steuerkreis Mit Hilfsschütz Zusammenschaltung von Motorsteuergeräten für Bremsen und Drehrichtungsumkehr F1 bis F5: Superflinke Sicherungen mit einem Schmelzintegral l2t, das kleiner ausgelegt ist als das der entsprechenden Lastmodule. P1 bis P5: Varistoren für 420 V Netzspannung mit einem Durchmesser von 20 mm (Typ RV04). Thermische Probleme durch Überlast Hilfsspannung Vorwärts Stop Rückwärts M F1 bis F5: Superflinke Sicherungen mit einem Schmelzintegral l2t, das kleiner ausgelegt ist als das der entsprechenden Lastmodule. Stromversorgung 24 VDC Motor Durch das dynamische Bremsen (Widerstandsbremsen) von Drehstrom-Motoren entsteht eine hohe Verlustleistung im Motor. Durch den Gleichstrom wird Energie in die Statorwicklungen abgeführt. Die in der rotierenden Maschine gespeicherte Energie wird im Rotor während des Bremsens vernichtet. Aus diesem Grund kann der Motor am wirkungsvollsten durch Temperatur-Sensoren in den Motorwicklungen geschützt werden. Bremsgerät Als Folge der relativ hohen Verlustleistung im Motor ist das Verhältnis von Bremszeit und Gesamtzeit für Betrieb und Bremsen immer kleiner als 0,1. Bremszeit < 0,1 Betriebszeit + Bremszeit Das bedeutet eine Vernachlässigbare Verlustleistung im Bremsmodul. Unter normalen Bedingungen ist es ausreichend, das Bremsgerät auf das Chassis zu montieren. Wenn keine Grundplatte aus Metal vorhanden ist, ist ein Kühlkörper zu verwenden: RTO 1210 Rth = 2,5 K/W RTO 1225 Rth = 2,5 K/W RTO 1250 Rth = 1 K/W Die Kühlkörper sind ausreichend für Umgebungstemperaturen bis zu 60°C (140°F). P1 bis P6: Varistoren für 420 V Netzspannung mit einem Durchmesser von 20 mm (Typ RV04). Technische Änderungen vorbehalten (09.02.99) 7 RFD electronic gmbh * An der Kanzel 2 * 97253 Gaukönigshofen * Tel. 09337/971230 * Fax 09337/9712450