Vg1_Frekvensomformer

Fordelingsskap: se læreboken Elenergi og styringssystemer

Frekvensomformere: Turtallstyring av kortsluttet asynkronmotor

Innledning:

På et verksted er det montert en dreiebenk. På en av dreiebenkene ønsker kunden å kunne stille nøyaktig turtall, det vil si «motorens turtall». Kunden ber firmaet ditt komme med en løsning.

Løsning: Med en frekvensomformere kan kunden stille ønsket turtall på den elektriske motoren i dreiebenken. Turtallet til motoren stilles enten på selve frekvensomformeren eller med et løst trimpotensiometer montert på et panel. Enkelte frekvensomformere styres med app og mobiltelefon. Start og stopp kan enkelt skje med av/på-vred.
Noen andre fordeler med en frekvensomformer:
– stille størrelsen på startstrømmen. Da fungerer frekvensomformeren som en mykstarter.
– stille akselrasjonstid – hvor lang tid motoren skal bruke på å komme opp i ønsket rotasjonsfrekvens.
– stille hvor stor strøm som kan gå ut til motoren, det vil si merkestrømmen. Da kan vi sløyfe motorvernbryteren og bare buke et vanlig vern (sikring) som beskyttelse for kortslutning.
– stille retardasjonstiden – hvor lang tid det skal ta før motoren stopper.

Ulempen med frekvensomformere er at de lager elektromagnetisk støy eller elektromagnetiske forstyrrelser (EMI) som påvirker elektronisk utstyr slik at det får feil eller slutter å fungere.
For å unngå elektromagnetisk forstyrrelse skal vår installasjon være installert på en slik måte at installasjonen er støy-tett. Når vår installasjon ikke slipper ut noe elektromagnetisk støy, sier vi at vår installasjon er EMC-tett (elektromagnetisk kompatibel). For at vår installasjon skal være EMC-tett vi bruke EMC-tett kabel, og alt annet utstyr må også være EMC-tett.
EMI (electromagnetic interference) betyr elektromagnetisk forstyrrelse.
EMC (electromagnetic compatibility) betyr at elinstallasjonen er laget slik at det ikke blir elektromagnetiske forstyrrelser på elektronisk utstyr.

Utstyr du trenger:
Frekvensomformeren: frekvensomformere har flere funksjoner enn de som er nevnt.

Av/på-bryter for start og stopp av motor.
Elementautomat: Det brukes topolt eller trepolt vern som beskyttelse mot kortslutninger.
Sikkerhetsbryter: Vi må bruker sikkerhetsbryter for å beskytte liv og helse ved å eliminere berøringsfaren, forhindre utilsiktet innkobling eller forhindre at uvedkommende forårsaker innkobling m.m. for eksempel ved rengjøring, vedlikehold og reparasjoner. Se også link om KRAV til sikkerhetsbryter (kilde Eaton).
Montasjevinkel-EMC: Monteres sammen med sikkerhetsbryteren for å oppnå EMC-tett installasjon.
EMC-tett nippel: Pakknippel som er med på å gjøre installasjonen EMC-tett.
Rekkeklemmer: Koblingspunkt for å få en overgang fra skapet og videre utenfor skapet til for eksempel en motor.
IFSI − EMC-tett kabel: Kobberskjermen er 100 % tett, har liten koblingsimpedans og oppfyller kravet i EMC-direktivet. Halogenfri kabel anbefales brukt når det er viktig å unngå dannelse av tett røyk og korrosive gasser i tilfelle en overoppheting eller brann (kilde: Draka kabel).

Planlegging


Husk på å spare på notater fra planleggingen. Planleggingen brukes som dokumentasjon som leveres kunden. Les om dokumentasjon i § 12 (FEL).

Din oppgave:

Du planlegge før du kobler installasjonen.

Du skal koble en frekvensomformer som styrer turtallet til motorens rotor, det vil si «motorens turtall». Vridbar bryter brukes til start og stopp.
Se dokumentasjon hvordan frekvensomformere skal kobles og programmeres.
For å kunne utføre planleggingen må du vite hvilken motor du skal bruke i installasjonen. På motorens merkeskilt får du de dataen du trenger. Se et eksempel på en motors merkeskilt.

Du monterer anlegget i et skap på veggen eller på et motorstativ. Husk på kapslinger slik at du ikke kommer borti spenningsførende deler. Det kan være vanskelig å få rett kapsling ved bruk av motorstativ. Spør læreren om hvor du skal utføre oppgaven.

Oppgaven kan kobles både i IT-nett og TN-nett uavhengig hvilket nettsystem skolen din bruker. 

 

Tidsplan:

* Lag en tidsplan for din oppgave på et skjema. Tidsbruken blir forskjellig om du har et anlegg du skal utbedre eller om du skal lage et helt nytt.

 

Risikovurdering:

Risikovurdering består av to deler.
– Arbeidet: I første del finner du ut hvilke farer som er forbundet med å utføre oppdraget eller arbeidet.
– Elinstallasjonen: Den andre delen går på å finne risikoen som den elektriske installasjonen representerer både før og etter at den er ferdig.

Tre enkle spørsmål er kjernen i risikovurderingen:
– Hva kan gå galt?
– Hva kan vi gjøre for å hindre dette?
– Hva kan vi gjøre for å redusere konsekvensene dersom det skjer?

En enkel risikovurdering kan gjøres i fire trinn:
– Trinn 1: Finn farekildene
– Trinn 2: Hva kan skje og hvor sannsynlig er det?
– Trinn 3: Hva kan vi gjøre for å hindre det?
– Trinn 4: Tiltak og videre arbeid (kilde Arbeidstilsynet)

Risikovurdering: elektrisk installasjon
Les § 16 i FEL om risikovurdering i forbindelse med elinstallasjonen.

* Fyll ut risikovurdering «rapport fra risikovurderingen» fra NELFO – husk på å skrive inn kommentarer for å vise at du har forstått hvert punkt. Les veiledningen.

 

Tegninger:

* Lag en arrangementtegning over hvordan du har tenkt å montere utstyret i skapet eller på stativet.

* Lag et hovedstrømsskjema som viser hvordan du har tenkt å koble nettspenningen og motoren til frekvensomformere. Lag også et styrestrømskjema som viser hvordan du kobler start/stopp-bryteren til frekvensomformeren.

* Lag en rekkeklemmetabell. Bruk skjema.

* Lag en intern koblingstabell. Bruk skjema.

 

Materielliste:

* Lag en materialliste for kundens installasjon. Print ut et skjema og før på det materiellet du trenger.

Frekvensomformere

Av/på-bryter til start og stopp av motor.

Elementautomat
Sikkerhetsbryter
Montasjevinkel-EMC til sikkerhetsbryteren
EMC-tett nippel
Rekkeklemmer
IFSI – EMC-tett kabel

Gjennomføring

Husk fagmessing utførsel!

Montasje

* Fyll ut risikovurdering ”rapport fra risikovurderingen” – husk på å skriv inn kommentarer for å vise at du har forstått hvert punkt. Les veiledningen.

* Monter utstyr og motor ut fra arrangementstegningen.

* Trekk EMC-tett kabel fra styringsskapet/motorbrettet frem til sikkerhetsbryteren og motoren.

* Hvis du bruker eksterne trykknapper så må kabel og trykknappboks være EMC-godtjente for at hele vår installasjon skal være EMC-tett

* Koble installasjonen ut fra dokumentasjonen.

Sette i drift

Testing

* SLUTTKONTROLL – ISOLASJONSRESISTANS: HUSK PÅ AT ISOLASJONSMÅLERENS TESTSPENNING ER OVER 500 V. Dette kan ødelegge elektronikken i frekvensomformeren. Les brukerveiledningen før du begynner å måle!! Mål isolasjonsresistansen på RETT STED − noter verdien. Se film om isolasjonsresistans.

* SLUTTKONTROLL – KONTINUITET: mål kontinuiteten og noter verdiene. Se film om kontinuitet. Kontinuiteten kan måles mellom jordstiftet på støpselet og motor, skap, stativ eller andre metalliske deler. Husk på at døren til skapet skal ha en egen jording!

* Spenningssett installasjonen etter tillatelse fra lærer.

* Test anlegget. Trykk på start og stopp. Kontrollere at motorens rotasjonsfrekvens kan forandres.

Kontrollere

Feilsøking

* Bryt spenningen og feilsøk hvis installasjonen ikke virker.

* En medelev lager feil på din installasjon, og du feilsøker og utbedrer feilen.

Dokumentasjon

Sluttkontroll

* Gjør ferdig sluttkontrollen på din installasjon med spenning på anlegget. HUSK PÅ AUS: lærer skal være til stede og du skal ha hatt opplæring i AUS før du gjør disse målingene!!
– Mål minste kortslutningsstrøm på nett-ingangen til frekvensomformeren og minste kortslutningsstrøm på motorkoblingsplinten.
– Mål faserekkefølgen til motoren. Mål enten på frekvensomformerens utganger eller på motorkoblingsplinten.

Se film: Minste kortslutningsstrøm, faserekkefølge/rotasjonsretning
OG FILM OM ”5 SIKRE”

* Bruk ”5 sikre” − måling/prøving og visuell kontroll. Notér alle verdier, husk å kommentere.

 

Kursfortegnelse

Lag kursfortegnelse for installasjonen.
* Bruk ”5 sikre” og fyll ut skjemaet.

 

Brukerveiledning
* Skriv en brukerveiledning til kunden. I brukerveiledningen skal det stå hvordan kunden selv kan forandre på turtallet.

 

Samsvarserklæring

* Lag en samsvarserklæring for din installasjon. Bruk ”5 sikre”.

All dokumentasjon skal leveres til kunden (læreren).

Vurdering

Min innsats:

  • Hvordan var mitt planlagte tidsforbruk i forhold til virkelig tidsforbruk? Hvis det er forskjell, hva er grunnen? Skriv en kort begrunnelse.
  • Hva har jeg lært av denne oppgaven? Skriv en kort forklaring.
  • Hva var det som var bra med denne oppgaven? Skriv en kort begrunnelse hvorfor det var bra.
  • Hva kan jeg gjøre bedre neste gang jeg installerer start og stopp av en motor? Skriv en kort forklaring.
  • Hvilken karakter mener du at du skal ha på denne oppgaven? Bruk skjema.
  • Læreren setter karakter på oppgaven din sammen med deg på skjemaet du brukte.

 

Kompetansemål:

Mål for opplæringen er at eleven skal kunne:

  •  programmere og sette i drift styresystemer for styring av rotasjonsretning og motorturtall, forklare den prinsipielle virkemåten til motor og styresystem og drøfte effekttap.