TEHNIČKO VELEUČILIŠTE U ZAGREBU

POLITEHNIČKI SPECIJALISTIČKI DIPLOMSKI STRUČNI STUDIJ

SPECIJALIZACIJA ELEKTROTEHNIKA

SEMINARSKI RAD

PROPISI, KONSTRUKCIJSKE IZVEDBE I VRSTE MEHANIČKE ZAŠTITE ASINKRONIH ELEKTRIČNIH

STROJEVA

Petar Prusac, 0246007350

Kolegij: Električni strojevi

Nositelj: mr.sc. Veselko Tomljenović

Zagreb, veljača, 2013.

SADRŽAJ

UVOD ............................................................................................................................... 4

1. PROPISI I NORME .................................................................................................... 5

1.1. SUSTAVI OZNAČAVANJA IZVEDBENIH OBLIKA EL. STROJEVA ........... 6

1.2. STUPNJEVI ZAŠTITE KUĆIŠTEM, HZN/TO E70 ............................................ 6

2. IZVEDBENI OBLICI (IM KOD) ................................................................................ 7

2.1. TUMAČENJE KODA .......................................................................................... 8

2.2. TABLIČNI PRIKAZ IM-KODA ........................................................................ 10

3. MEHANIČKA ZAŠTITA POMOĆU KUĆIŠTA, IP-KOD i IK-KOD ...................... 12

3.1. ZAHTJEVI ISPITIVANJA ZA OTVORENE, OD NEVREMENA ZAŠTIĆENE STROJEVE ............................................................................................ 12

3.2. TABLIČNI PRIKAZ IP-KODA ......................................................................... 15

3.3. ZAŠTITA ELEKTRIČNIH STROJEVA OD UDARACA IK-KOD ................... 17

4. HLAĐENJE I VENTILACIJA, IC-KOD ................................................................... 19

4.1. VRSTE HLAĐENJA ......................................................................................... 19

4.2. TUMAČENJE IC-KODA .................................................................................. 21

5. LITERATURA ......................................................................................................... 25

POPIS SLIKA I TABLICA

Slika 1: Najčešći oblici elektromotora: a) IM B3, IM B5, IM B14. ..................................... 7

Slika 2: Ispitivanje zaštite od prodora vode, s polukružnim lukom prema EN 60034-5 ..... 14

Slika 3: Shematski prikaz zaštite elektromotora od štetnog prodora vode .......................... 14

Slika 4: Ispitivanje otpornosti ventilacijske kape elektromotora protiv udaraca s udarnom energijom od primjerice 7 J. Udarni čekić od 1 kg pada dva puta s visine od 0,7 m .......... 18

Slika 5: Kavezni asinkroni motor s vlastitim hlađenjem: a) s unutarnjim hlađenjem, b) s vanjskim hlađenjem.......................................................................................................... 20

Slika 6:Trofazni asinkroni motor zatvorene izvedbe, s cijevnim hlađenjem na protustrujnom načelu ........................................................................................................ 20

Tablica 1: Prva označna brojka IM koda ............................................................................. 9

Tablica 2: Četvrta označna brojka IM koda ........................................................................ 9

Tablica 3: Strojevi bez ležaja, horizontalni položaj ........................................................... 10

Tablica 4: Strojevi s ležajnim štitovima, horizontalni položaj ........................................... 10

Tablica 5: IP KOD, zaštita od krutih tijela te zaštita od tekućina ....................................... 15

Tablica 6: Značenje oznaka IK-Koda ................................................................................ 17

Tablica 7: Pojednostavljene oznake za raspored strujanja rashladnog sredstva prema IEC 34-6, prvi označni broj IC-Koda ....................................................................................... 22

Tablica 8: Pojednostavljene oznake za vrste hlađenja električnih rotacijskih strojeva prema IEC 34-6 .......................................................................................................................... 23

Tablica 9: Pojednostavljeni IC-Kod .................................................................................. 24

4

UVOD

Izum asinkronog električnog stroja seže daleko u prošlost, gledajući na dio povijesti koji

obilježava iskorištavanje električne energije. Najzaslužniji za ovu vrstu pretvorbe

električne energije u mehaničku je genij svoga vremena, Nikola Tesla, koji je izum ostvario

1882. g.

Od trenutka kada je proizveden prvi asinkroni stroj težilo se normiranju i standardiziranju

proizvodnje kako strojeva tako i njihovih dijelova.

Osim povećanja kvalitete proizvedenog stroja i što bolje ekonomičnosti, težilo se prema što

većoj sigurnosti strojeva. Pod sigurnošću strojeva se mislilo na sigurnost rada stroja po

čovjeka, okoliš, domaće životinje, te u konačnici po sam stroj.

U ovom seminaru ću dotaknuti pitanje normi i propisa vezanih za mehaničku zaštitu

asinkronog električnog stroja, te predstaviti vrste mehaničke izvedbe i zaštite asinkronih

strojeva.

Budući da se propisane norme i pravilnici pišu za električne strojeve, a ne konkretno za

asinkrone el. strojeve, u nastavku rada govorit ću o strojevima podrazumijevajući da sve

rečeno vrijedi za asinkrone el. strojeve.

5

1. PROPISI I NORME

Kod proračuna i konstrukcije, kod izrade, ispitivanja, montaže i rada svih dijelova

elektromotornih pogona treba se pridržavati odgovarajućih pravilnika i norma. U njima

su sadržane, osim tehničkih podataka o svojstvima, dimenzioniranju, ispitivanju i zaštiti

i djelomične upute o održavanju elektromotora. Cilj je tih dokumenata osiguranje

besprijekornog i pouzdanog rada električnih postrojenja i pogonskih sredstava općenito,

kao primjerice u našem slučaju asinkronog električnog motora.

Na normizaciji se u svijetu i kod nas radi vrlo intenzivno, objavljuju se tisuće

dokumenata godišnje. Zbog toga je praćenje tog područja vrlo zahtjevno.

Usto postoje i mnogobrojni unutrašnji tvornički propisi za materijale, poluproizvode,

ugradbene dijelove koji pridonose ekonomičnoj i kvalitetnoj proizvodnji.

Veća uporaba normiranih dijelova i proizvoda od velike je važnosti za proizvođače i

potrošače. Ona olakšava zamjenu dijelova i proizvoda, njihovu nabavu i uskladištenje.

Izradba normiranih dijelova i proizvoda znatno smanjuje troškove proizvodnje i pruža

velike mogućnosti u poslovnoj suradnji.

Što se tiče same sigurnosti, te zaštite električnih strojeva, pridržavanje određenih normi

kojeg proizvođača u izradi električnog stroja, garantira određeni stupanj sigurnosti tog

stroja.

U skladu s člankom 15. Zakona o normizaciji Vlada Republike Hrvatske donijela je

27. listopada 2004. godine Uredbu o osnivanju Hrvatskog zavoda za norme kao javne

ustanove za ostvarivanje ciljeva normizacije i obavljanje poslova i zadataka nacionalne

normizacije pod nazivom Hrvatski zavod za norme. Skraćeni naziv ustanove je HZN, a

naziv na engleskome jeziku je Croatian Standards Institute.

HZN je potvrdio neke starije norme u području zaštite električnih strojeva kao i donio neke

nove. U nastavku ću navesti osnovne norme vezane za ovaj seminarski rad.

6

1.1. SUSTAVI OZNAČAVANJA IZVEDBENIH OBLIKA EL. STROJEVA

HRN EN 60034-7:2008; jezik: en, način prihvaćanja: p r

Klasificiranje tipova konstrukcije, načina montaže i smještaja priključne kutije (IM kod)

(IEC 60034-7:1992+am1:2000; EN 60034-7:1993+A1:2001)

1.2. STUPNJEVI ZAŠTITE KUĆIŠTEM, HZN/TO E70 HR N E N 50102:2000; jezik: en, način prihvaćanja: p r Stupnjevi zaštite za električnu opremu osigurani kućištima od vanjskih mehaničkih

udara (IK kod) (EN 50102: 1995+A1 : 1998)

HR N EN 60529:2000; jezik: en, način prihvaćanja: p r

Stupnjevi zaštite osigurani kućištima (IP kod) (IEC 60529: 1989; EN 60529:1991) HR N EN 61032:2000; jezik: en, način prihvaćanja: p r

Zaštita osoba i opreme kućištima - Sonde za provjeravanje (IEC 61032:1997; EN 61032:1998)

7

2. IZVEDBENI OBLICI (IM KOD)

Najčešći izvedbeni oblici elektromotora su IM B3, IM B5 te IM B14. Prikazani su na slici

1.

a)

b)

c)

Slika 1: Najčešći oblici elektromotora: a) IM B3, IM B5, IM B14.

8

Napisano u kod verziji laiku to ne znači apsolutno ništa za razliku od inženjera koji poznaje

2 osnovna koda kojima se iskazuju izvedbeni oblici.

Sustavi označavanja izvedbenih oblika električnih strojeva podijeljeni su prema EN 60034-

7: 1993. (IM-Code) u dva koda. U praksi se još često susreću i oznake DIN 42 950.

Kod I

• A Strojevi bez ležaja, vodoravni položaj

• B Strojevi s ležajnim štitovima, vodoravni položaj

• C Strojevi s ležajnim štitovima i odvojenim ležajima, vodoravni položaj

• D Strojevi s odvojenim ležajevima, vodoravni položaj

• V Strojevi s ležajnim štitovima, okomiti položaj

• W Strojevi bez ležajnih štitova, okomiti položaj

Kod II

Drugi IM-kod vrijedi za sve rotacijske električne strojeve opće i specijalne namjene.

Oznaka se sastoji od slova IM i četiri znamenke. Prva znamenka označava tip

konstrukcije (tablica 1), druga i treća znamenka označava položaj ugradnje i način

montaže stroja, četvrta znamenka označava broj i izvedbu krajeva osovina (tablica

2).

2.1. TUMAČENJE KODA

Kod IM se sastoji od slova I brojeva koji se interpretiraju na sljedeći način:

Slovna oznaka:

• IM- International Mounting

Prva označna brojka (0…9):

• Izvedbeni oblik (npr. 2)

Druga i treća označna brojka (0…99):

• Način učvršćenja ili postavljanja (npr. 01)

Četvrta označna brojka (0…9):

• Vrsta kraja osovine (npr. 1)

9

Tablica 1: Prva označna brojka IM koda

Prva označna brojka

Značenje

0 Nije određeno. 1 Strojevi s nogama, samo s ležajnim štitom/štitovima. 2 Strojevi s nogama i prirubnicom, samo s ležajnim štitom/štitovima.

3 Strojevi za prirubno postavljanje, samo s ležajnim štitom/štitovima, s

prirubnicom kao dijelom ležajnog štita.

4 Strojevi za prirubno postavljanje, samo s ležajnim štitom/štitovima, s prirubnicom koja nije dio ležajnog štita, nego dio kućišta ili drugoga

konstrukcijskog dijela. 5 Strojevi bez ležaja. 6 Strojevi s ležajnim štitom/štitovima i odvojenim ležajem/ležajima. 7 Strojevi samo s odvojenim ležajem/ležajima. 8 Okomiti strojevi čiji izvedbeni oblik nije pokriven prvim brojevima od 1 do4. 9 Strojevi s posebnim postavljanjem.

Tablica 2: Četvrta označna brojka IM koda

Četvrta označna brojka

Značenje

0 Bez kraja osovine. 1 Jedan cilindrični kraj osovine. 2 Dva cilindrična kraja osovine, cilindrični kraj osovine na nepogonskoj strani. 3 Jedan konični kraj osovine. 4 Dva konična kraja osovine. 5 Jedan prirubni kraj osovine. 6 Dva prirubna kraja osovine. 7 Prirubni kraj osovine na pogonskoj strani. 8 (nije određeno) 9 Drugačija izvedba.

U tablici 3 navedene su oznake izvedbenih oblika električnih strojeva prema kodu I i prema kodu II i oznake prema DIN 42 950.

Oznake prema IM-kodu II za oblike strojeva navedene u tablici 3 napisane su kurzivom.

Tablica 4 sadrži usporedbu oznaka prema IM-kodu I s oznakama prema IM-kodu II. Prevođenje oznaka oblika električnih strojeva iz IM-koda II u IM-kod I moguće je pomoću tablice 5.

10

2.2. TABLIČNI PRIKAZ IM-KODA

Tablica 3: Strojevi bez ležaja, horizontalni položaj

Izvedbeni oblik Objašnjenje Kratica Slika Ležaji Stator

(kućište) Osovina Opća izvedba Pričvršćivanje

ili montaža Primjeri upotrebe i upute

A 1 IM 5205

Bez ležaja Bez nogu S

prirubni-com

Pričvršćivanje statora na priključeni stroj

A 2 IM 5410

Bez ležaja S

nogama Bez

osovine

Rotor leži na tuđoj osovini

Montaža na tuđoj temelj-noj ploči ili na postolju

A 3 IM 5610

Bez ležaja S

nogama Bez

osovine

Rotor leži na tuđoj osovini, 2 temeljne ploče statora

Montaža na temeljne ploče uložene u temelj

A 4 IM 5210

Bez ležaja Bez nogu Bez

osovine

Rotor leži na tuđoj osovini

Priključivanje statora na priključni stroj

A 5 IM 5405

Bez ležaja S

nogama

S prirubni-

com

Montaža na tuđoj temelj-noj ploči ili na postolju

A 6 IM 5605

S

nogama

S prirubni-

com

2 temeljne ploče statora

Montaža na temeljne ploče uložene u temelj

Tablica 4: Strojevi s ležajnim štitovima, horizontalni položaj

Izvedbeni oblik Objašnjenje Kratica Slika Ležaji Stator

(kućište) Osovina Opća izvedba Pričvršćivanje

ili montaža Primjeri upotrebe i upute

B 1 IM 9150

1 ležajni štit Bez nogu S

prirubnicom

Pričvršćivanje statora na priključeni stroj

Za uzbudni-ke

B 2 IM 1205

1 ležajni štit S

nogama

S prirubni-

com

Montaža na podnožje

Za uzbudni-ke

B 3 IM B3 IM 1001

2 ležajna štita

S nogama

Sa slobo-dnim

krajem

Montaža na podnožje

B 3/B5 IM B35 IM 2001

2 ležajna štita

S nogama

Sa slobo-dnim

krajem

Pričvrsna prirubnica oblika A, DIN (42948 )

Montaža na podnožje za prigradnju s prirubnicom

Za male promjere prirubni-ca, B3

11

Izvedbeni oblik Objašnjenje Kratica Slika Ležaji Stator

(kućište) Osovina Opća izvedba Pričvršći-

vanje ili montaža

Primjeri upotrebe i upute

B 3/B14 IM B34 IM 2101

2 ležajna štita

2 ležajna štita

Sa slobo-dnim

krajem

Pričvrsna prirubnica oblika C, DIN (42948 )

Montaža na podnožje za prigradnju s prirubnicom

Za veće promjene vidi: B3/ B14

B 5 IM B5 IM 3101

2 ležajna štita

Bez nogu Sa slobo-

dnim krajem

Pričvrsna prirubnica oblika A, DIN (42948 )

Prigradnja prirubnicom

B 6 IM B6 IM 1051

2 ležajna štita

2 ležajna štita

Sa slobo-dnim

krajem

Oblik B3, po potrebi zao-krenuti ležajne štitove za 90o

Pričvršćiva-nje na zid, noge lijevo s pog. strane

B 7 IM B 7 IM 1061

2 ležajna štita

S nogama

Sa slobo-dnim

krajem

Oblik B 3, po potrebi ležajne štitove zaokre-nuti za 90o

Pričvršćiva-nje na zid, noge desno s pog. strane

B 8 IM B 8 IM 1071

2 ležajna štita

S nogama

Sa slobo-dnim

krajem

Oblik B 3, po potrebi ležajne štitove zaokre-nuti za 90o

Pričvršćenje na strop

B 9 IM B 9 IM 9101

1 ležajni štit Bez nogu Sa slobo-

dnim krajem

Oblik B5/14 bez ležajnog štita na pogonskoj strani

Prigradnja na čelo kući-šta na pog-onskoj strani

Samo do 30 kW, 1500 1/min

B 10 IM B 10 IM 4001

2 ležajna štita

Bez nogu Sa slobo-

dnim krajem

Pričvrsna prirubnica oblika B DIN (42948)

Prigradnja prirubnicom

Samo do 30 kW, 1500 1/min

B 11 IM 3301

2 ležajna štita

Bez nogu Sa slobo-

dnim krajem

Pričvrsna prirubnica oblika B DIN (42948)

Prigradnja prirubnicom

Samo do 30 kW, 1500 1/min

Moram napomenuti kako je tablica 4 samo pokazni primjer tablice IM koda. U njoj su prikazani samo osnovni početni oblici koda. Ostatak koda u ovom formatu se može pronaći u knjizi dr. sc. Nevena Srba.

12

3. MEHANIČKA ZAŠTITA POMOĆU KUĆIŠTA, IP-KOD i IK-KOD

Mehaničkom zaštitom električnih rotacijskih strojeva smatra se svako konstrukcijsko rješenje koje je sastavni dio električnog stroja, a štiti ga od djelovanja okoline i sprječava njegovo štetno djelovanje na okolinu. To su u prvom redu kućište, poklopci i ležajni štitovi, a zatim čitav niz konstrukcijskih elemenata koji se upotrebljavaju u proizvodnji električnih strojeva. Mehanička zaštita služi za zaštitu od dodira osoba, životinja i predmeta s dijelovima pod naponom ili u gibanju, za zaštitu unutarnjih dijelova električnog stroja od oštećenja, koja bi dovela do kvara električnog stroja.

U europskoj normi EN 60529:1991 (IP-Code), definirani su stupnjevi mehaničke zaštite električnih uređaja, čiji unutarnji radni napon ne prelazi 72,5 kV.

Potpuna oznaka mehaničke zaštite s pomoću kućišta, primjerice IP 2 3 C M sastoji se od:

IP osnovna oznaka (International Protection) prva označna znamenka brojevi 0...6 ili slovo X druga označna znamenka brojevi 0...8 ili slovo X dodatna oznaka (fakultativno) slova A, B, C, D proširena oznaka (fakultativno) slova H, M, S, W

Ako označna znamenka ne treba biti navedena, treba je nadomjestiti slovom X (XX ako su izostavljene obje oznake). Dodatna oznaka i/ili proširena oznaka mogu se izostaviti bez nadomještanja. Ako se koristi proširena oznaka s više od jednog slova, treba ih navesti abecednim redoslijedom.

Ako kućište ima različite stupnjeve zaštite za različite načine postavljanja, proizvođač treba u uputama navesti stupanj mehaničke zaštite za svaki način postavljanja.

3.1. ZAHTJEVI ISPITIVANJA ZA OTVORENE, OD NEVREMENA ZAŠTIĆENE STROJEVE

Stupanj zaštite W određen je za otvorene, otvoreno ventilirane strojeve (primjerice s vrstom hlađenja IC 0X do IC 3X prema EN 60034-6). Od nevremena zaštićene strojeve treba konstruirati tako da je spriječeno prodiranje kiše i snijega kao i malih stranih tijela unesenih zrakom u električne dijelove. Ostale mjere za zaštitu od nevremena (kao zaliveni namoti ili potpuno zatvoreno kućište) ne označavaju se slovom W.

13

Kod strojeva sa stupnjem zaštite W trebaju prolazi zraka biti konstruirani tako da:

a) zrak velike brzine i s time dovedena mala strana tijela na ulaznoj i na izlaznoj strani budu spriječeni da uđu izravno u električne dijelove stroja.

b) ulazni put zraka, odbojne površine ili odvojene komore trebaju imati najmanje tri oštre promjene (za 90°) smjera zraka.

c) Ulazni put zraka ima prostor, u kojem prosječna brzina zraka ne prelazi 3 m/s, tako da se strana tijela mogu taložiti. Umjesto komora za taloženje mogu se predvidjeti izvlačive komore ili filtri koji se lako čiste ili drugi uređaji za taloženje čestica.

Zaštita stroja od dodira, stranih tijela i vode treba odgovarati zahtjevima i ispitivanjima za navedeni stupanj zaštite. Priključna kutija treba imati najmanje stupanj zaštite IP 54. Ako je potrebno, treba ugovoriti mjere za zaštitu od hrđanja, vlage, korozije, ili drugih štetnih utjecaja (primjerice ugradnja grijača protiv kondenzacije vlage).

Za oznaku zaštite od nevremena »W« općenito je dovoljno jedno ispitivanje oznake.

Europskim normama EN 60034-5 određena je mehanička zaštita električnih rotacijskih strojeva, stupanj zaštite osoba od dodira s dijelovima pod naponom il s unutarnjim pomičnim dijelovima i zaštita električnog stroja od prodora stranih krutih tijela (vidi tablicu

5), stupanj zaštite od štetnog prodora vode (vidi tablicu 5).

Iza oznake dodaje se slovo koje označava da su ispitivanja izvršena na nepokretnom stroju (stroju koji nije radio: slovo S) ili na stroju koji je mehanički radio (slovo M). Ako uopće nema slova, znači da je zaštita ispitana u oba slučaja.

U praksi se uglavnom koriste stupnjevi mehaničke zaštite rotacijskih strojeva kao što su IP 11 S, IP 21 S, IP 22 S, IP 23 S, IP 44, IP 54, T-P 5.

Oznaka mehaničke zaštite odnosi se na stanje pri isporuci i na normalan položaj stroja. Promjenom položaja može se promijeniti vrsta zaštite. Viši stupanj zaštite uključuje i opseg zaštite nižih stupnjeva.

Dijelovi električnih rotacijskih strojeva s mogućnošću jednoznačnog prostornog razgraničenja mogu biti izrađeni u drugom stupnju zaštite (npr. elektromotor IP 44, priključna kutija IP 55).

Mehanička zaštita električnih rotacijskih strojeva ispituje se s pomoću ispitnih uređaja prema EN 60034-5. Primjer takvog ispitivanja zaštite od prodora vode s polukružnim lukom prikazan je na slici 2.

14

Slika 2: Ispitivanje zaštite od prodora vode, s polukružnim lukom prema EN 60034-5

Najčešći stupnjevi mehaničke zaštite električnih uređaja i rotacijskih strojeva su:

IP 11 S, IP 21 S, IP 22 S, IP 23 S, IP 44, IP 54, T-P 55.

Na sljedećoj slici je prikazan shematski prikaz zaštite elektromotora od štetnog prodora vode. Gledajući sliku 3 vrlo je lako zaključiti u kojoj mjeri je električni stroj zaštićen od prodora vode. No ukoliko nema slika služimo se IP kodom, a da bismo to mogli moramo ga moći tumačiti.

Slika 3: Shematski prikaz zaštite elektromotora od štetnog prodora vode

15

3.2. TABLIČNI PRIKAZ IP-KODA

Tablica 5: IP KOD, zaštita od krutih tijela, te zaštita od tekućina

1. znamenka

Zaštita od krutih tijela

2. znamenka

Zaštita od tekućine

0 Nema zaštite 0 Nema zaštite

1

1

Zaštita šake ili upada tijela promjera > 50mm

Zaštita od kapajuće vode

2

2

Zaštita prsta ili upada tijela promjera > 12,5 mm

Zaštita od kapajuće vode pod kutom 15°

3

3

Zaštita od upada tijela promjera > 2,5 mm

Zaštita od prskanja pod kutom +/- 60°

16

4

4

Zaštita od upada tijela promjera > 1 mm

Zaštita od prskanja iz svih smjerova

5

5

Zaštita od prašine Zaštita od mlaza

6

6

Potpuna zaštita od prašine Zaštita od jakog mlaza

7

Zaštita od privremenog uranjanja

8

Zaštita od trajnog uranjanja

17

3.3. ZAŠTITA ELEKTRIČNIH STROJEVA OD UDARACA IK-KOD

Mehanička oštećenja od vanjskih udaraca, koja nisu uzrokovana utjecajima samih uređaja, relativno su česta. Pojedina područja primjene, primjerice rudarstvo, metalurgija, prerada drva, građevinarstvo, područja su posebno čestih i velikih udaraca. Često su uvjeti postavljanja normalni, ali se u kasnijem postupku mogu u znatnoj mjeri izgubiti. Primjerice elektromotor ili sklopka montirani na alatni stroj na istaknutom mjestu mogu udarcem viličara biti teško oštećeni ili uništeni.

Električni strojevi trebaju po mogućnosti biti postavljeni tako da su kod korištenja zaštićeni od očekivanih mehaničkih djelovanja. U posebnim slučajevima može dodatni pokrov biti efikasnije i ekonomičnije rješenje od posebne izvedbe električnog uređaja.

Europskom normom EN 50102: uvedena je nova oznaka IK u dodatku IP koda. Ona treba pojednostavniti označavanje metoda za zaštitu kućišta od vanjskih mehaničkih naprezana i razdvojiti odgovornost pojedinih tehničkih komiteta.

Oznaka »K« nastala je fonetički od »CA« = casser = razlomljen

Područje primjene

Norma za klasificiranje stupnja zaštite od vanjskih mehaničkih naprezanja kućišta vrijedi za električne uređaje do 72,5 kV samo ako je proizvodnim normama predviđen IK-kod. On se odnosi na prazno kućište ako su ispunjeni opći ispitni zahtjevi.

Oznaka IK-Koda

Tablica 6: Značenje oznaka IK-Koda

Značenje Oznaka IK-koda

IK-kod Naprezanje

IK00 0,14 IK02 0,2 IK03 0,35 IK04 0,5 IK05 0,7 IK06 1 IK07 2 IK08 3 IK09 10 IK10 20 IK113 (50)

18

Ispitivanje

Električne uređaje treba ispitivati kompletne, nove i čiste. Svi dijelovi uređaja trebaju biti na svom mjestu. Pritom treba biti navedeno:

• definicija kućišta za svaki tip pogonskog sredstva, uređaja

• ispitni uređaj (primjerice slobodno padajući udarni čekić sl. 4)

• broj ispitanika (uređaja za ispitivanje)

• uvjeti za postavljanje, sastavljanje i pozicioniranje ispitanika, primjerice s pomoću umjetnih površina (pokrov, pod ili zid) da bi se što je moguće više približilo pogonskim uvjetima

• pripreme koje su potrebne

• treba li pod naponom ili u radu (kretanju) ispitati pokretne dijelove

• broj naprezanja i njihova hvatišta

Slika 4: Ispitivanje otpornosti ventilacijske kape elektromotora protiv udaraca s udarnom energijom od primjerice 7 J. Udarni čekić od 1 kg pada dva puta s visine od 0,7 m

Kazalo:

1- namještanje visine, 2- vodeća cijev, 3- ispitivana ventilacijska kapa, 4- podloga od željeza (m > 20 kg), 5- masa (primjerice m = 1 kg) od željeza, 6- udarni komad od kaljenog čelika, promjer primjerice 25 mm, 7- visina pada (primjerice 0,7 m).

19

4. HLAĐENJE I VENTILACIJA, IC-KOD

Budući da mehanička konstrukcija određuje način hlađenja stroja, IC-Kod smatram jako bitnim dijelom mehaničke zaštite strojeva. U daljnjem tekstu ću objasniti osnove IC-Koda te prikazati tablično osnovne načine hlađenja električnog stroja.

Za vrijeme pretvaranja električne energije u mehaničku nastaju u električnim strojevima gubici koji se pretvaraju u toplinu. Nastala toplina mora biti odvedena da bi se ograničila temperatura namota i njegove izolacije. Za tu svrhu koriste se mnogi sustavi hlađenja ovisno o veličini, namjeni i mehaničkoj zaštiti električnog stroja.

Glavni su izvori topline namoti i aktivno željezo. Budući da svi dijelovi stroja provode toplinu, dovodi se toplina gubitaka na rashladne površine željeznog paketa i glava namota s kojih prelazi na rashladno sredstvo (najčešće zrak) i zatim se s pomoću njega odvodi. Samo mali dio topline gubitaka predaje se okolini isijavanjem s površine stroja.

Prirodno odvođenje topline vođenjem i isijavanjem zadovoljava uz zadržane propisane granične temperature samo kod malih strojeva. Veći strojevi mogu se ekonomično graditi jedino uporabom umjetnog strujanja rashladnog sredstva.

4.1. VRSTE HLAĐENJA

Najčešće vrste hlađenja elektromotora prikazane su na slici 5 i 6.

Pri hlađenju električnih strojeva razlikuje se nekoliko osnovnih vrsta. S obzirom na način ventilacije razlikuju se:

� Strojevi bez ventilacije koji se hlade zbog konvekcije i isijavanja topline. � Strojevi s vlastitom ventilacijom (slike 5 i 6) koji se hlade pretežno zbog strujanja

rashladnog sredstva koje tjera ventilator mehanički povezan s rotorom (najčešće ugrađen na osovinu rotora).

20

Slika 5: Kavezni asinkroni motor s vlastitim hlađenjem: a) s unutarnjim hlađenjem, b) s vanjskim hlađenjem

Slika 6:Trofazni asinkroni motor zatvorene izvedbe, s cijevnim hlađenjem na protustrujnom načelu

Strojevi s prisilnom ventilacijom koji se hlade pretežno zbog strujanja rashladnog sredstva koje tjera posebno pogonjen ventilator.

Prema načinu odvođenja topline razlikuju se:

• Strojevi s unutarnjim hlađenjem koji predaju toplinu iz unutrašnjosti stroja neposredno na rashladno sredstvo koje se neprestano dovodi iz okoline stroja.

• Strojevi s površinskim hlađenjem koji predaju toplinu iz unutrašnjosti stroja preko vanjske površine zatvorenog stroja na rashladno sredstvo.

21

4.2. TUMAČENJE IC-KODA

Kao rashladno sredstvo upotrebljavaju se zrak, vodik, voda, ulje i drugo. Europskim normama EN 60034- 6 definirane su oznake vrsta hlađenja električnih rotacijskih strojeva.

Potpuna oznaka sastoji se od :

� dva slova IC (International cooling) � jednog slova i dva broja za svaki rashladni krug.

Slovo označuje rashladno sredstvo:

Plinovi: Tekućine:

A zrak W voda

H vodik U ulje

N dušik

F frigen

C ugljikov dioksid

S neko drugo rashladno sredstvo (uz objašnjenje)

Y nije još određeno (primjerice u stadiju planiranja, kasnije nadomješteno s odabranim rashladnim sredstvom).

U pojednostavljenoj oznaci vrste hlađenja (npr. IC 01) ispušta se oznaka za zrak. Prvi broj u oznaci označava način strujanja rashladnog sredstva, a drugi broj način dovođenja energije za strujanje rashladnog sredstva. Najčešće vrste hlađenja električnih rotacijskih strojeva navedene su u tablicama od 7-9.

U nastavku ću obrazložiti osnovne dijelove IC-Koda te dati primjer njihove primjene kako bi se omogućilo jednostavno usvajanje i prepoznavanje.

Pojednostavljeni kod čine dva slova te dvije znamenke (npr. IC 01). Budući da sam već objasnio značenje oznake IC krenut ću od tumačenja prve znamenke koda.

22

Tablica 7: Pojednostavljene oznake za raspored strujanja rashladnog sredstva prema IEC 34-6, prvi označni broj IC-Koda

Prvi označni

broj Skica Raspored strujanja rashladnog sredstva

0

Strojevi sa slobodnim ulazom i izlazom zraka

1 Strojevi s cijevnim priključkom, ulazni kanal

2 Strojevi s cijevnim priključkom, izlazni kanal

3 Strojevi s cijevnim priključkom, ulazno izlazni kanal

4 Površinski hlađeni strojevi, rashladno je sredstvo okolni zrak

5 Strojevi s ugrađenim izmjenjivačem topline, (npr. cijevni izmjenjivač) rashladno je sredstvo okolni zrak

6 Strojevi s prigrađenim izmjenjivačem topline, rashladno je sredstvo okolni zrak

7 Strojevi s prigrađenim izmjenjivačem topline, rashladno sredstvo nije okolni zrak

8 Strojevi s prigrađenim izmjenjivačem topline, rashladno sredstvo nije okolni zrak

9 Strojevi s odvojeno postavljenim izmjenjivačem topline

23

Tablica 8: Pojednostavljene oznake za vrste hlađenja električnih rotacijskih strojeva prema IEC 34-6

Drugi označni

broj Skica Način dovođenja energije za strujanje rashladnog sredstva

0

Prirodno (samo) hlađenje

1 Vlastito hlađenje

2 Vlastito hlađenje s pomoću uređaja za ventilaciju koji nije postavljen na osovinu stroja

3 Strano hlađenje s pomoću uređaja za ventilaciju ugrađenog u stroj, rad ovisan o radu stroja

5 Strano hlađenje s pomoću uređaja za ventilaciju ugrađenog u stroj, rad neovisan o radu stroja

6 Strano hlađenje s pomoću uređaja za ventilaciju ugrađenog u stroj, rad neovisan o radu stroja

7 Strano hlađenje s pomoću neovisno postavljenog uređaja za ventilaciju ili pomoću zraka pod pritiskom iz opskrbne mreže

8 Hlađenje zbog relativnog pomicanja (npr. strujanjem zraka pri vožnji)

24

Tablica 9: Pojednostavljeni IC-Kod

Prvi označni broj

Drugi označni broj

0 1 2 3 4 5 6 7 8

0 IC 00 IC 01 IC 05

1 IC 11

2 IC 21

3 IC 31

4 IC 41

5 IC 51

6 IC 61

7 8 9

U tablicama 7, 8 i 9 vidjeli smo pojednostavljeno IC-Kod. Zbog širine područja to je granica do koje ću se osvrtati na hlađenje električnog stroja. Potpuni kod i njegovo objašnjenje može se pronaći u izvornoj literaturi korištenoj u svrhu pisanja ovoga seminarskog rada.

25

5. LITERATURA

KNJIGE

� Neven Srb, Elektromotori i elektomotorni pogoni, 2007 � Neven Srb, Elektroinženjerski priručnik, 2009 � Neven Srb, Monitoring, ispitivanje i održavanje električnih rotacionih strojeva, 2001

INTERNET STRANICE

� http://www.elteh.net � http://koncar-mes.hr/admin/pdf_h/KATALOG_ELEKTROMOTORI.pdf � http://www.hzn.hr � http://www.ex-agencija.hr/