Dati tecnici Avvertenza generale: Tutti i dati riportati

Motori IEC con rotore a gabbia
Motori con convertitore di frequenza
Orientamento
■ Dati tecnici
Avvertenza generale:
Tensione nominale
Tutti i dati riportati nel catalogo valgono per l'alimentazione a
50 Hz. Nel funzionamento con convertitore bisogna prestare
attenzione ai fattori di riduzione di coppia per azionamenti a
coppia costante e macchine fluidodinamiche. Per i motori collegati a convertitori, a causa dell'alimentazione soggetta a componenti armoniche, si devono prevedere valori di rumorosità più
elevati con frequenze diverse da 50 Hz.
Per i motori con isolamento speciale fino a 690 V, sviluppati in
modo particolare per il funzionamento con convertitori di frequenza (la posizione 9 e 10 del n. di ordinazione è contrassegnata con «PM»), vale fondamentalmente la tolleranza secondo
DIN EN 60034-1 – sulla targhetta dei dati tecnici non viene indicato il campo di tensione nominale.
Impiego dei motori 1LA/1LG in zone con pericolo di
esplosione
Tipo di protezione antideflagrante «n» (zona 2)
II 3G Ex nA II T3
secondo IEC/EN 60079-15
Velocità meccaniche limite
Nel funzionamento oltre la frequenza nominale del motore occorre prestare attenzione che le velocità massime sono limitate
dai valori limite dei cuscinetti a rulli, dai giri max. del rotore e
dalla rigidità delle parti in rotazione.
Protezione motore
Secondo la normativa IEC/EN 60079-15 il motore ed il convertitore devono essere collaudati come unità (prova singola). La
prova singola avviene (parzialmente per «Motori transnorme da
grandezza costruttiva 315») per motori con tipo di protezione
antideflagrante «n» collegati ai convertitori MICROMASTER,
SIMOVERT MASTERDRIVES, SINAMICS G110, SINAMICS S120
e SIMATIC ET 200S FC. Per i dettagli vedere «Certificazioni di
fabbrica 2.1». Prova singola con convertitori di altri fornitori su
richiesta: eventualmente potrebbe essere necessario mettere a
disposizione il convertitore.
Una funzione di protezione del motore può essere realizzata tramite il rilevamento I2t contenuto nel software del convertitore.
Esecuzione per zona 2 per funzionamento con convertitore,
potenza ridotta Ex nA II T3 secondo IEC/EN 60079-15
⇒ Ordinazione con sigla abbreviata M73
Isolamento
Motori antideflagranti protetti contro le polveri esplosive
(zone 21/22)
Zona 21: II 2D Ex tD A21 IP65 T125 °C
Zona 22: II 2D Ex tD A21 IP65 T125 °C
secondo EN 50281/IEC 61241
Il sistema di azionamento con motori antideflagranti protetti
contro le polveri esplosive e collegati ai convertitori
MICROMASTER, SIMOVERT MASTERDRIVES, SINAMICS
G110, SINAMICS S120 e SIMATIC ET 200S FC è testato. Per i
dettagli vedere «Certificazioni di fabbrica 2.1». Funzionamento
con convertitori di altri fornitori su richiesta.
Esecuzione per zona 21, inoltre zona 22 con polvere conduttiva
(IP65) per funzionamento con convertitore, potenza ridotta
⇒ Ordinazione con sigla abbreviata M38
Esecuzione per zona 22, per polvere non conduttiva (IP55)
per funzionamento con convertitore, potenza ridotta
⇒ Ordinazione con sigla abbreviata M39
Per le sigle abbreviate M73, M38 e M39 vale:
Sulla targhetta dei dati tecnici sono stampigliati i punti nominali
a 5, 25, 50 Hz e fmax; (in alternativa i punti nominali a 6, 30, 60 Hz
e fmax per ordinazione con tensione a 60 Hz) per funzionamento
con MICROMASTER.
In alternativa i punti nominali per SIMOVERT MASTERDRIVES,
SINAMICS G110, SINAMICS S120 oppure SIMATIC ET 200S FC
possono essere ordinati con la sigla abbreviata Y68 e «testo in
chiaro». Il tipo del convertitore è indicato sulla targhetta dei dati
tecnici.
I motori sono già equipaggiati di regola con termistori per disinserzione secondo la classe di isolamento 130 (B). I termistori devono essere collegati ad un dispositivo di sgancio omologato
dall'ente di collaudo.
Per alcuni motori è necessaria una riduzione della velocità massima oppure l'impiego di ventole metalliche.
Nell'ordinazione dei motori 1LA8 bisogna indicare con testo in
chiaro se si richiede il funzionamento a «coppia costante» oppure per «macchine fluidodinamiche».
Se è richiesta una protezione del motore più precisa, è possibile
utilizzare un rilevamento diretto della temperatura con l'ausilio di
sensori KTY84 oppure termistori PTC nell'avvolgimento del motore. Alcuni convertitori Siemens rilevano la temperatura del motore attraverso la resistenza del sensore di temperatura. Possono essere impostati alla temperatura richiesta per allarme e
disinserzione.
L'isolamento dei motori 1LA e 1LG è realizzato in modo da rendere possibile il funzionamento con convertitori fino 460 V
+10 % (per serie di motori 1LA8 fino 500 V +10 %). Questo vale
anche per il funzionamento con convertitori seno-coseno e durata della forma d'onda in tensione ts >0,1 μs sui morsetti del
motore.
Con queste premesse tutti i motori con codici numerici della tensione 1, 3, 5 e 6 (motori 400 V con collegamento a Δ) possono funzionare con convertitori. Fanno eccezione i motori con tensioni da
500 V fino 690 V (+10 %), che per il funzionamento con convertitore a impulsi (es. SIMOVERT MASTERDRIVES e MICROMASTER
440 per tensioni nel campo da 500 a 600 V) devono essere eseguiti con isolamento speciale (posizione 10 del n. di ordinazione
= «M»). Per funzionamento con convertitore con le potenze di catalogo indicate, i motori sono utilizzati secondo la classe di isolamento 155 (F), cioè in questo caso non è possibile un fattore di
servizio >1 e l'aumento della temperatura del mezzo refrigerante
(le sigle abbreviate C11, C12 e C13 non sono ordinabili).
Collegamento dei motori
Per il collegamento dei motori, oltre alle limitazioni per macchine
di rete, si devono considerare anche le sezioni max. collegabili
sul convertitore.
Ventilazione e rumorosità
Con velocità superiori a quelle nominali, per i motori autoventilati
si possono verificare aumenti della rumorosità della ventola. Per
aumentare l'utilizzo del motore a basse velocità, si consiglia l'impiego di motori con ventilazione assistita.
Sollecitazione meccanica e durata del grasso
A causa delle elevate velocità oltre le nominali e le conseguenti
oscillazioni, varia la regolarità di rotazione ed i cuscinetti vengono sollecitati meccanicamente in modo notevole. In questo
modo si riduce la durata del grasso e quella dei cuscinetti. Ulteriori informazioni su richiesta.
Utilizzo (motori transnorme)
Per l’utilizzo di una classe di isolamento da 155 (F) a 130 (B) è
necessaria una riduzione della potenza del 15 %.
Siemens D 81.1 · 2008
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Motori IEC con rotore a gabbia
Motori con convertitore di frequenza
Orientamento
■ Dati tecnici (seguito)
Velocità meccaniche limite nmax alla frequenza massima di
alimentazione fmax
Valori standard
I valori delle serie di motori 1LA8, 1PQ8 e 1LL8 possono
essere ricavati delle tabelle di scelta/ordinazione, capitolo «Motori transnorme da grandezza costruttiva 315».
I valori della tabella sottostante sono validi per tutti i campi
di impiego ad eccezione dei motori antideflagranti (vedere
pagina successiva).
Grandezze
costruttive
dei motori
2 poli 1)
nmax.
min–1
Tipo di motore
fmax.
Hz
4 poli
nmax.
min–1
fmax.
Hz
6 poli
nmax.
min–1
fmax.
Hz
8 poli
nmax.
min–1
fmax.
Hz
1LA5, 1LA6, 1LA7, 1LA9, 1LP5, 1LP7, 1PP5, 1PP7
56 M
63 M
71 M
80 M
90 L
100 L
112 M
132 S/M
160 M/L
5
180 M/L
200 L
225 S/M
1LA7/1LA9
1LA7/1LA9
1LP7/1PP7
1LA7/1LA9
1LP7/1PP7
1LA7/1LA9
1LP7/1PP7
1LA7/1LA9
1LP7/1PP7
1LA6/1LA7/1LA9
1LP7/1PP7/1PP6
1LA6/1LA7/1LA9
1LP7/1PP7/1PP6
1LA6/1LA7/1LA9
1LP7/1PP7/1PP6
1LA6/1LA7/1LA9
1LP7/1PP7/1PP6
1LA5/1LA9
1LP5/1PP5
1LA5/1LA9
1LP5/1PP5
1LA5
05.
06.
6000
6000
100
100
4200
4200
140
140
3600
3600
180
180
3000
3000
200
200
07.
6000
100
4200
140
3600
180
3000
200
08.
6000
100
4200
140
3600
180
3000
200
09.
6000
100
4200
140
3600
180
3000
200
10.
6000
100
4200
140
3600
180
3000
200
11.
6000
100
4200
140
3600
180
3000
200
13.
5600
90
4200
140
3600
180
3000
200
16.
4800
80
4200
140
3600
180
3000
200
18.
5100
85
4200
140
3600
180
3000
200
20.
5100
85
4200
140
3600
180
3000
200
22.
4500
75
4200
140
3600
180
3000
200
18.
4600
76
4200
140
3600
180
3000
200
20.
4500
75
4200
140
3600
180
3000
200
22.
4500
75
4500
150
4400
220
4400
293
25.
3900
65
3700
123
3700
185
3700
247
28.
3600
60
3000
100
3000
150
3000
200
310
3600
60
2600
87
2600
130
2600
176
313
3600
60
2600
87
2600
130
2600
173
316
317
318
3600 2)
60 2)
2600
87
2600
130
2600
173
1LG4, 1LG6, 1LP4, 1PP4, 1PP6
180 M/L
200 L
225 S/M
250 M
280 S/M
315 S
315 M
315 L
1LG4/1LG6
1LP4/1PP4/1PP6
1LG4/1LG6
1LP4/1PP4/1PP6
1LG4/1LG6
1LP4/1PP4/1PP6
1LG4/1LG6
1LP4/1PP4/1PP6
1LG4/1LG6
1LP4/1PP4/1PP6
1LG4/1LG6
1LP4/1PP4/1PP6
1LG4/1LG6
1LP4/1PP4/1PP6
1LG4/1LG6
1LP4/1PP4/1PP6
1)
In caso di servizio continuo nel campo fmax (nmax) è necessaria una
richiesta.
2)
Per montaggio verticale nmax = 3000 min–1, fmax = 50 Hz.
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Siemens D 81.1 · 2008
Motori IEC con rotore a gabbia
Motori con convertitore di frequenza
Orientamento
■ Dati tecnici (seguito)
Motori antideflagranti in zona 1 con tipo di protezione antideflagrante «de» (serie di motori 1MJ)
Grandezze
costruttive
dei motori
2 poli 1)
nmax.
min–1
fmax.
Hz
4 poli
nmax.
min–1
fmax.
Hz
6 poli
nmax.
min–1
fmax.
Hz
8 poli
nmax.
min–1
fmax.
Hz
1MJ6 07 .
1MJ6 08 .
1MJ6 09 .
1MJ6 10 .
1MJ6 11 .
1MJ6 13 .
1MJ6 16 .
1MJ6 18 .
1MJ6 20 .
6000
6000
6000
5400
5400
4800
4500
5100
5100
100
100
100
90
90
80
75
85
85
3000
3000
3000
3000
3000
3000
3000
3000
3000
100
100
100
100
100
100
100
100
100
2000
2000
2000
2000
2000
2000
2000
2000
2000
100
100
100
100
100
100
100
100
100
1500
1500
1500
1500
1500
1500
1500
1500
1500
100
100
100
100
100
100
100
100
100
1MJ7 22 .
1MJ7 25 .
1MJ7 28 .
1MJ7 31 .
4500
3900
3600
3600 2)
75
65
60
60 2)
3000
3700
3000
2600
100
100
100
87
2000
2000
2000
2000
100
100
100
100
1500
1500
1500
1500
100
100
100
100
Tipo di motore
1MJ6
71 M
80 M
90 L
100 L
112 M
132 S/M
160 M/L
180 M/L
200 L
1MJ7
225 S/M
250 M
280 S
315 S/M
Motori antideflagranti in zona 1 con tipo di protezione antideflagrante «e» (serie di motori 1MA)
I motori 1MA non possono funzionare con convertitori.
Motori antideflagranti in zone 2, 21, 22 con tipo di protezione antideflagrante «n» oppure per polvere esplosiva (serie motori 1LA,
1LG e 1PQ8)
I valori delle serie di motori 1LA8 e 1PQ8 in zone 2 e 22 possono
essere ricavati delle tabelle di scelta/ordinazione, capitolo «Motori transnorme da grandezza costruttiva 315».
Grandezze
costruttive
dei motori
Tipo di motore
2 poli 1)
nmax.
min–1
fmax.
Hz
4 poli
nmax.
min–1
fmax.
Hz
6 poli
nmax.
min–1
fmax.
Hz
8 poli
nmax.
min–1
fmax.
Hz
1LA5, 1LA6, 1LA7, 1LA9
56 M
63 M
71 M
80 M
90 L
100 L
112 M
132 S/M
160 M/L
180 M/L
200 L
225 S/M
1LA7/1LA9
1LA7/1LA9
1LA7/1LA9
1LA7/1LA9
1LA7/1LA9
1LA6/1LA7/1LA9
1LA6/1LA7/1LA9
1LA6/1LA7/1LA9
1LA6/1LA7/1LA9
1LA5/1LA9
1LA5/1LA9
1LA5
05.
06.
07.
08.
09.
10.
11.
13.
16.
18.
20.
22.
6000
6000
6000
6000
6000
5400
5400
4800
4500
5100 3)
5100 3)
5100
100
100
100
100
100
90
90
80
75
85 3)
85 3)
85
3000
3000
3000
3000
3000
3000
3000
3000
3000
3000
3000
3000
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
2000
2000
2000
2000
2000
2000
2000
2000
2000
2000
2000
2000
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
1500
1500
1500
1500
1500
1500
1500
1500
1500
1500
1500
1500
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
1LG4/1LG6
1LG4/1LG6
1LG4/1LG6
1LG4/1LG6
1LG4/1LG6
1LG4/1LG6
18.
20.
22.
25.
28.
31.
4500
4500
4500
3900
3600
3600 1)
75
75
75
65
60
60 1)
3000
3000
3000
3000
3000
2600
100
100
100
100
100
87
2000
2000
2000
2000
2000
2000
100
100
100
100
100
100
1500
1500
1500
1500
1500
1500
100
100
100
100
100
100
1LG4, 1LG6
180 M/L
200 L
225 S/M
250 M
280 S/M
315 S/M/L
1)
In caso di servizio continuo nel campo fmax (nmax) è necessaria una
richiesta.
2)
Per montaggio verticale nmax = 3000 min–1, fmax = 50 Hz.
3)
Per i motori 1LA9 grandezze costruttive 180 M/L e 200 L sono
nmax = 4500 min–1 e fmax = 75 Hz.
Siemens D 81.1 · 2008
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Motori IEC con rotore a gabbia
Motori con convertitore di frequenza
Orientamento
■ Dati tecnici (seguito)
Nel funzionamento di macchine induttive multifase connesse ad
un convertitore si verifica una sollecitazione elettrica dei cuscinetti dovuta ad una tensione capacitiva di accoppiamento attraverso il film del lubrificante del cuscinetto. La motivazione fisica
di questo fenomeno è inerente alla tensione continua impulsiva
(tensione zero, in inglese Common-Mode-Voltage) presente in
uscita al convertitore: la somma delle tre tensioni di fase non
è uguale a zero in ogni istante – al contrario del funzionamento
in rete. La tensione di modo comune di forma impulsiva e ad
elevata frequenza provoca una corrente nulla che tramite le
capacità interne della macchina, la carcassa della macchina e
il circuito di terra si chiude indietro sul circuito intermedio del
convertitore. la capacità dell'avvolgimento dell'isolamento principale, la capacità geometrica tra rotore e statore, la capacità
del film di lubrificazione dei cuscinetti e la capacità residua
dell'isolamento dei cuscinetti. L'entità delle correnti attraverso le
capacità interne è proporzionale ailla variazione della tensione
continua impulsiva (i(t) = C⋅du/dt).
Per far funzionare il motore con correnti il più possibile sinusoidali (silenziosità di funzionamento, coppie oscillanti, perdite addizionali), è necessaria una elevata frequenza di chopper della
tensione in uscita del convertitore. I fronti di commutazione
molto ripidi della tensione di uscita del convertitore (e quindi anche della tensione di modo comune) provocano di conseguenza
elevate correnti e tensioni capacitive sulle capacità interne della
macchina.
5
La tensione capacitiva accoppiata attraverso il cuscinetto può
provocare nei casi più sfavorevoli perforazioni del film di lubrificazione e danneggiare il cuscinetto o ad una sua usura precoce. Gli impulsi di correnti provocati dalla perforazione del film
di lubrificazione dei cuscinetti vengono dette correnti EDM
(Electrostatic Discharge Machining) nonostante non si tratti prevalentemente di un effetto elettrostatico ma piuttosto di una perforazione (parziale) di una sostanza isolante quindi di scariche
parziali (inglese Partial Discharges).
Questo effetto fisico che si verifica in casi sporadici è stato
osservato prevalentemente con grandi motori.
Presupposto fondamentale per evitare danni precoci ai cuscinetti provocati da queste correnti è una corretta installazione dal
punto di vista EMC del sistema di azionamento.
Gli accorgimenti più importanti per ridurre le correnti di cuscinetto sono:
• Cuscinetto isolato sul lato opposto comando NDE (BS)
Il cuscinetto isolato è di base per tutti i motori transnorme
1LA8, contraddistinti per il funzionamento con convertitore.
Inoltre per le serie di motori 1LG, 1PP4, 1LP4 e 1MJ7 da grandezza costruttiva 225 viene consigliato un cuscinetto isolato
sul lato opposto comando NDE (BS) come esecuzione speciale (sigla abbreviata L27).
• Cuscinetti ibridi con camme di ceramica nel lato azionamento
DE (AS) e nel lato opposto NDE (BS).
• Spazzole per collegamento di terra per funzionamento con
convertitore con motori 1LG (sigla abbreviata M44)
• Utilizzo di cavi con sezione simmetrica:
L1
L3 L2
PE
L1
L1
PE
L3 L2
L3 L2
PE
Schermo concentrico
in Cu o Al
PE
Armatura in acciaio
G_D011_IT_00065
Cuscinetti e correnti parassite nei cuscinetti
• Impiego di impedenze motore
• Utilizzo di conduttori di terra a bassa impedenza in un ampio
campo di frequenza (0 Hz fino a circa 70 MHz): es. trecce di
rame piatte, cordoncini HF
• Cavo di equipotenzialità HF separato tra carcassa motore e
macchina azionata
• Cavo di equipotenzialità HF separato tra carcassa motore e
barra PE del convertitore
• Realizzazione del contatto elettrico HF a 360° dello schermo
del cavo sulla carcassa del motore e sulla barra PE del convertitore. Sul lato motore questo può avvenire p. es. con un fissaggio a vite EMC, sul lato convertitore con una fascetta per
schermi EMC.
• Filtro di modo comune sull'uscita del convertitore (es. anelli
nanoperm).
I citati provvedimenti possono essere necessari per la serie di
motori 1LA5 di grandezza costruttiva 225 e 1LG a partire dalla
grandezza costruttiva 225 in dipendenza della applicazione per
funzionamento con convertitore e vengono per questo consigliati.
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Siemens D 81.1 · 2008