ÜBERWACHUNG VON ELEKTROMOTOREN MIT LASTWÄCHTERN
LASTWÄCHTER
Speziell dort, wo Überwachungsaufgaben herkömmlicherweise von Sensoren übernommen werden, bieten TELE Lastwächter bedeutende Vorteile: - Keine Probleme hinsichtlich Verschmutzung und Messwertdrift der Sensoren - Keine Wartungs- und Reinigungskosten - Einfacher Einsatz auch bei belasteter Luft oder aggressiven Medien - Einsparung bei der Verkabelung - Kein Einsatz von explosionsgeschützten Barrieren notwendig - Verminderung von Fehlerquellen - Einfaches Nachrüsten
Der Motor als Sensor Aus dem Belastungszustand von Elektromotoren lassen sich viele nützliche Rückschlüsse auf den Zustand von Antrieben, Maschinen und Anlagen ableiten. Häufig sind auch Aussagen bezogen auf Produktions- und Fördergüter möglich. Je nach Applikation ermöglichen beispielsweise die Leistungsfaktoroder Wirkleistungsmessung Rückschlüsse auf Durchfluss, Beladung, Viskosität, Verschleißerscheinungen, Verschmutzung oder etwaige Beschädigungen. TELE Lastwächter übernehmen die genaue und zuverlässige Überwachung des Lastzustandes und geben bei Unter- beziehungsweise Überschreiten von Grenzwerten entweder Fehlermeldungen oder leiten Abhilfemaßnahmen mittels steuernder Schaltvorgänge ein. Damit werden die Verfügbarkeit
sowie die Sicherheit der Anlagen erhöht. Servicearbeiten werden vermindert und Produktionsstillständen kann vorgebeugt werden. Je nach Anwendungsfall kann aus mehreren Strom- bzw. Spannungsbereichen gewählt werden. Auslöse- und Anlaufzeiten sowie Schaltschwellen lassen sich getrennt einstellen – Thermistorüberwachung, Stromausfallüberwachung, Fehlerspeicher, Schaltausgänge oder Analogausgänge stehen optional ebenfalls zur Verfügung. Damit werden Fehler und abnormale Zustände gemeldet, Messdaten protokolliert, sowie weiterführende Steuerungsfunktionen eingeleitet.
TELE ist der Anbieter mit dem größten Sortiment im Bereich Lastwächter und hält je nach Anforderung genau das richtige Produkt bereit...passgenau. Die Messung kann bei bis zu 16 Ampere direkt erfolgen, Messwandler sind also erst bei höheren Strömen notwendig. Alle Produkte sind für ein- und dreiphasige Lasten sowie Spannungen bis teilweise 690 Volt geeignet, zudem kann der Einbau und die Messung auch nach Frequenzumrichtern erfolgen.
Selbst wenn es manchmal nur darum geht die Viskosität von Kuchenteig zu überwachen: Überall dort wo Elektromotoren arbeiten sind die Lastwächter von TELE im Einsatz.
Müllpressen Unter- und Überlastüberwachung der Antriebsmotoren von Schneckenverdichtern bzw. Hydraulikpumpen sowie Steuerung der Nachbefüllung Lastwächter erkennt
Lastwächter steuert
- Leck in der Hydraulikleitung - Blockaden - Wellenlagerschaden - Bruch des Antriebselements wie etwa der Kupplung
- Reversierung und Endabschaltung - automatische Zuführung des Gutes, wenn über ein Fördersystem beschickt wird
Lastwächter spart - Hydraulikventile zur Steuerung bei hydraulischer Ausführung
Lastwächter schont und schützt - Mechanische Komponenten - Container vor Überfüllung und Deformierung
Zerkleinerer Unter- und Überlastüberwachung der Antriebsmotoren sowie Steuerung der Nachbefüllung Lastwächter erkennt
Lastwächter verhindert
- Blockaden - Bruch des Antriebselements - Wellenlagerschaden - Leerlauf
-- Lastspitzen beim Loslaufen, weil die Abschaltung immer erst bei Leerlauf erfolgt, das heißt sofern kein zu verarbeitendes Gut mehr an den Werkzeugmessern ansteht
Lastwächter steuert - automatische Zuführung des Gutes, wenn über ein Fördersystem beschickt wird Lastwächter schont - Werkzeuge
Lastwächter optimiert - den Durchsatz, da die Zuführung in Abhängigkeit der Belastung immer im optimalen Bereich betrieben wird
Rührwerke Unter- und Überlastüberwachung der Antriebsmotoren von Rührwerken Lastwächter erkennt - Viskosität des zu rührenden Mediums - Beschädigungen sowie Abfall des Mischerblattes - Bruch des Antriebselements wie etwa der Welle oder Kupplung - Wellenlagerschaden - Blockade
ANWENDUNGEN
Lastwächter steuert - Dosierung zur Erreichung der gewünschten Viskosität
Förderbänder Unter- und Überlastüberwachung der Antriebsmotoren von Förderbändern sowie Steuerung der Nachbefüllung Lastwächter erkennt
Lastwächter steuert
- Beladung - ungewollte Materialanhäufung - Durchrutschen der Antriebsrollen - Bruch oder Riss des Antriebselements - Verkeilung von Fördergut
- die Zufuhr, wenn über ein davor geschaltetes Fördersystem beschickt wird - die Dosierung in Abhängigkeit der maximalen Motorleistung unter Berücksichtigung des Rutschmoments
Lastwächter vermeidet - Beschädigung der Förderanlage durch verkeiltes Fördergut - Überlastung des Fördersystems
Be- und Entlüftungsanlagen Unter- und Überlastüberwachung der Antriebsmotoren von Ventilatoren Lastwächter erkennt
Lastwächter benötigt keine
- Bruch oder Riss des Antriebselements wie etwa dem Keilriemen - Verstopfte Filter - Geschlossene Klappen - Luftfördermenge - Wellenlagerschaden
- externen Sensoren wie Druckdosen - zusätzlichen Hilfs- und Auswerterelais - explosionsgeschützten Zenerbarrieren zur Verminderung der Zündfähigkeit von Stromkreisen
Lastwächter reduziert
- Zeit und Geld bei Planung und Ausführung, da keine Sensoren, Hilfsund Auswerterelais sowie die Verlegung von Anschlusskabeln notwendig sind - Wartungs- und Reinigungskosten der Sensoren
- mögliche Fehlerquellen
Lastwächter spart
Werkzeugmaschinen (Bohren, Schneiden, Schleifen, Hobeln, uva.) Unter- und Überlastüberwachung der Antriebsmotoren von Bearbeitungswerkzeugen, Kühlmittelpumpen, Abfallförderern sowie Steuerungsmöglichkeit der Vorschubeinheit Lastwächter vermeidet
Lastwächter erkennt
- Schäden an Werkstück und Maschine
- Verschleiß und Bruch von Bearbeitungswerkzeugen - Blockade des Bearbeitungswerkzeuges, beispielsweise das Verklemmen eines Sägeblattes - Ungewollte Materialanhäufungen am Späneförderer sowie ein eventuelles Verkeilen von Abfällen - Probleme im Kühl- und Schmiermittelkreislauf wie etwa die Verstopfung des Siebes
Lastwächter optimiert - den Vorschub sowie die Zustellgröße je nach Materialbeschaffenheit des Werkstückes Lastwächter kontrolliert - die automatische Tischreversierung zum Vermeiden des Luftschleifens bei Schleifmaschinen
Brücken- und Portalkräne Überlastüberwachung der Hubmotoren Lastwächter erkennt
Lastwächter erhöht
- Beladung am Kranhaken - Überlastung - Bruch des Antriebselements
- Zuverlässigkeit
Lastwächter vermindert - Wartungsaufwand
Lastwächter bietet - eine einfachere Lösung als die Verwendung von Messsystemen mit Dehnmessstreifen wie bei Seilkraftaufnehmern und Lastmessbolzen - einen Messwertprotokollierungsausgang Lastwächter spart - Kosten bei Erstausrüstung sowie Wartung
ANWENDUNGEN
Kreisel- und Kolbenpumpen Unter- und Überlastüberwachung der Pumpenmotoren sowie Steuerung der Durchflussmenge Lastwächter erkennt - Trockenlauf der Pumpe - Überlastung wie etwa verursacht durch einen abgelösten Schlauch auf der Druckseite - Geschlossene Ventile oder verstopfte Filter - Kupplungsbruch
- Materialschäden bei Dichtungen und Lagern (Speziell bei magnetgekuppelten Pumpen muss die Erwärmung, die durch Wirbelstromverluste entsteht, mittels des transportierten Mediums abgeführt werden. Kommt es zu Problemen, kann die komplette Pumpe Schaden nehmen.) Lastwächter steuert - die Durchflussmenge Lastwächter vermeidet - Schäden an der gesamten Pumpe
Messprinzipien & Verwendung bei Elektromotoren
Stromüberwachungsrelais
Lastwächter mit Leistungsfaktormessung (cos φ)
Lastwächter mit Wirkleistungsmessung
Die reine Strommessung in der Zuleitung von Motoren kann nur äußerst eingeschränkt zur Lastüberwachung verwendet werden. Das hat im Wesentlichen drei Gründe:
Der Leistungsfaktor cos φ ist der Cosinus des Phasenverschiebungswinkels zwischen dem aufgenommenen Strom und der angelegten Spannung. Dieser ist bei Elektromotoren abhängig von der Belastung und beträgt im Idealfall theoretisch 1. Aufgrund von Induktivitäten liegt er bei Nennlast praktisch jedoch in einem Bereich zwischen 0,85 bis 0,95.
Die Wirkleistungsmessung lässt die genauesten Rückschlüsse auf den Zustand von Elektromotoren zu, da die Wirkleistung proportional zur Wellenleistung ist. Es besteht ein direkter Zusammenhang zwischen der aufgenommenen Wirkleistung und der Motorbelastung (Drehmoment bei konstanter Drehzahl) über den gesamten Arbeitsbereich.
•
•
In Wechselstromkreisen ist der gemessene Strom der Scheinstrom. Dieser Gesamtstrom setzt sich aus einem Blind- und einem Wirkstromanteil zusammen. Für die Erzeugung von mechanischer Leistung ist jedoch ausschließlich der Wirkstrom maßgeblich. Der Blindstrom verursacht lediglich Verluste und trägt nicht zur abgegebenen Wellenleistung bei. Im Unterlastbereich sinkt der Strom nicht linear mit der Last ab sondern bleibt aufgrund des notwendigen Magnetisierungsstromes relativ hoch. Daher besteht kein relevanter Zusammenhang zwischen Strom und Last. Der Strom ist abhängig von der Versorgungsspannung. Ein erhöhter Strom kann bei konstanter Last ebenso durch eine Unterspannung hervorgerufen sein. Daher versagt hier selbst die Überwachung des reinen Wirkstromes.
Somit ist die reine Stromüberwachung lediglich für extreme Betriebszustände wie etwa der Blockade eines Antriebes einsetzbar, da der Strom dann sehr stark ansteigt.
Im Unterlastbereich ist der cos φ Wächter sehr aussagekräftig, da der Anteil der Verluste bei geringerer Belastung stark steigt und im Leerlauffall einen cos φ von bis zu <0,5 bewirkt. Rund um den Nennpunkt sowie im Überlastbereich ist dieser nicht einsetzbar, da Belastungsänderungen nur geringe Veränderungen des Phasenverschiebungswinkels φ nach sich ziehen.
Nennlast
Unterlast
Überlast
cos phi / P / I
•
cos phi
P
I
Moment (Last)
Cos φ Wächter
WirkLeistungsWächter
Werkzeugmaschinen Werkzeugverschleiß Werkzeugbruch
Blockade (Verkeilen von Abfällen)
ungewollte Materialanhäufung
Probleme im Kühl- und Schmiermittelkreislauf
Kreisel- und Kolbenpumpe Trockenlauf
EINSATZGEBIETE
Überlastung
Materialschäden (Dichtungen, Lager)
verstopfte Filter bzw. geschlossene Ventile
Kupplungsbruch
Blockade Durchflussmenge 1)
Brücken- und Portalkräne Beladung am Kranhaken
Überlast
Bruch des Antriebselements
Blockade
Be- und Entlüftungsanlagen Bruch oder Riss des Antriebselements
verstopfte Filter bzw. geschlossene Klappen 1)
Luftfördermenge
Wellenlagerschaden
Blockade
Rührwerke Viskosität des zu rührenden Mediums
Beschädigung bzw. Abfall des Mischerblattes
Bruch des Antriebselements
Wellenlagerschaden
Blockade Steuerung der Dosierung 1)
Förderbänder Beladung
ungewollte Materialanhäufung
Durchrutschen der Antriebsrollen
Bruch oder Riss des Antriebselements
Leerlauf
Zufuhrsteuerung 1)
Verkeilung von Fördergut Zufuhrsteuerung 1)
Zerkleinerer Blockade Bruch des Antriebselements
Wellenlagerschaden
Müllpressen Leck in der Hydraulikleitung Blockade
Wellenlagerschaden Bruch des Antriebselements
Reversierung und Endabschaltung Zufuhrsteuerung 1)
1)
Lastwächter mit Relaisausgang nur als diskreter Regler, mit Analogausgang als kontinuierlicher Regler einsetzbar
Produktauswahl
WirkLeistungsWächter
Cos φ Wächter
Typenbezeichnung
G2CU400V
G2CM400V
G2CM400V
G2BM400V
G2BM400V
G2BM480V
G4BM480V
10AL10
10AL20
2AL20
12AL10
12AFL10
12AFL10
12ATL20
Artikelnummer
2390600
2390602
2390606
2390700
2390702
2390707
2394702
Baubreite
22,5mm
22,5mm
22,5mm
22,5mm
22,5mm
22,5mm
45mm
Nennstrom
10A
10A
2A
12A
12A
12A
12A
Messspannung
bis zu 230/400V
bis zu 230/400V
bis zu 230/400V
bis zu 230/400V
bis zu 230/400V
bis zu 277/480V
bis zu 277/480V
Versorgungsspannung
Unterlasterkennung
12-440VAC
12-440VAC
12-440VAC
12-440VAC
12-440VAC
12-440VAC
12-500VAC
mit TR2 1)
mit TR2 1)
mit TR2 1)
mit TR2 1)
mit TR2 1)
mit TR2 1)
mit TR3 2)
3)
3)
Überlasterkennung
Unter- und Überlasterkennung (Window)
3)
3)
I=0 (Stromnull-) Erkennung
4)
Temperaturüberwachung Motorwicklung Schwellwert einstellbar Hysterese 5) einstellbar Fehlerspeicher Anlaufüberbrückung
6)
Auslöseverzögerung Reduzierte Auslösezeiten Digitale Bedienung Relaisausgang
1W
2W
2W
1W
1W
1W
2W
Versorgungsspannung
12VAC
24VAC
42VAC
48VAC
110VAC
127VAC
230VAC
1)
Artikelnummer TR2-
282121
282110
282111
282112
282113
282114
282120
2)
Artikelnummer TR3-
285021
285010
285011
285012
285013
285014
285025
3)
Eine Überlasterkennung ist auf Grund des cos φ Verlaufs nur im Unterlastbereich möglich
Analogausgang Feldbus
4)
Dient zur Erkennung von abgeschalteten Motoren oder Lasten. Mit dieser zuschaltbaren Funktion kann dieser spezielle Betriebszustand erkannt und als Fehler- oder Gutzustand am Relais angezeigt werden. Nach einem neuerlichen
5)
Für eine Zweipunkt-Regeleinrichtung kann die Schaltdifferenz, auch Hysterese genannt, separat eingestellt werden. Sie ist die Differenz zwischen dem oberen Ansprechwert (Auslöseschwelle) und dem unteren Ansprechwert
6)
Zeitfunktion welche die Überwachungsfunktion während des Motorstarts ausblendet; dadurch kann der normale Betriebszustand erreicht werden, ohne dass es zu Fehlermeldungen kommt.
7)
Überwachungs- und Steuerungsfunktion mittels SPS realisierbar .
Wirkleistungswächter
Cos φ - Wächter
...digitaler Bedienung
G4BM480V
G4BM690V
G4BM690V
G4BM480V
G4BM480V12ADTL20
12AFTL20
16AL20
16ATL20
12ADTL20
24-240VAC/DC
2394705
2394721
2394720
2394700
2394706
2390704
2390705
2395050
45mm
45mm
45mm
45mm
45mm
22,5mm
22,5mm
45mm
12A
16A
16A
12A
12A
12A
12A
12A
bis zu 277/480V
bis zu 400/690V
bis zu 400/690V
bis zu 277/480V
bis zu 277/480V
bis zu 230/400V
bis zu 277/480V
bis zu 230/400V
12-500VAC
24-240V AC/DC
24-240V AC/DC
24-240V AC/DC
24V DC
7)
7)
7)
7)
7)
7)
7)
7)
7)
12-500VAC mit TR3
2)
12-500VAC mit TR3
2)
12-500VAC mit TR3
2)
mit TR3
G2BA400V12A
Modbus-Anbindung
G2BA480V12A
G4CIGW400V12A MB-RTU
2)
7)
7)
7)
7)
7)
7)
7)
7)
7)
7)
7)
7)
7)
7)
7)
4..20mA
4..20mA
2W
2W
2W
2W
2W
Modbus RTU
400VAC
440VAC
282117
282119
285017
285019
500VAC
24VDC (SNT2) 282050
285026
Start der Anlage beginnt das Überwachungsrelais automatisch mit dem Ablauf der eingestellten Anlaufüberbrückung 6). (Rückschaltschwelle).
Nähere Informationen finden Sie in den Produktdatenblättern auf www.tele-online.com
Technik braucht Kontrolle: In TELE steckt viel Forschung und Entwicklung, der Produktionsstandort Österreich und ein starkes Team, das die Produkte auf den Markt bringt. Mit Zeitrelais und Automatisierungskomponenten ist das Unternehmen groß geworden und der Fokus auf Überwachungstechnologie hat TELE geprägt. Als Pionier und Trendsetter bieten wir intelligente Lösungen um Anlagen, Gebäude oder Maschinen zu kontrollieren und am Laufen zu halten. Aus Leidenschaft und Professionalität entsteht bei TELE modernste Überwachungs- und Steuerungstechnologie gemäß internationalen Standards für den weltweiten Einsatz auf höchstem Qualitätsniveau. 1963 als Familienunternehmen gegründet, gehören heute neben dem Hauptsitz und Produktionsstandort Wien Niederlassungen in Deutschland und Großbritannien sowie ein dichtes Netz von über 60 Handelspartnern auf der ganzen Welt zu TELE. Langjährige Kunden aus allen Bereichen der Industrie und frische Ideen für heikle Aufgaben, haben uns zu einem zuverlässigen und flexiblen Partner werden lassen. Das markante grüne Design ist dabei das äußere Signal der inneren Werte - Qualität und Innovation sind die Basis unseres jahrzehntelangen Erfolges und unsere Ausrichtung für die Zukunft.
TELE • Vorarlberger Allee 38 • 1230 Wien • Österreich Tel. +43 / 1 / 614 74 - 0 • Fax +43 / 1 / 614 74 - 100 www.tele-online.com