Peruspaketti sähkömoottoreista: merkinnät, runkoko, hyötysuhde, laakerointi, lämpötilavalvonta, kytkennät, tuuletustavat, jännitteet.

1. Perustietoa moottoreista
Teollisuuden liikkeelle paneva voima
VEM MOTORS FINLAND OY
1

2. 2
IEC-runkokoko
> IEC (International Electrotechnical Commission)
> VEM oikosulkumoottorit ovat IEC-rungossa CENELEC-tehoilla
> IEC-tunnus kertoo moottorin akselikorkeuden
> IEC 132: mitta akselin keskikohdasta tassujen pohjaan on 132 mm
2

3. 3
IEC-runkokoko
> Samalla määräytyy akselin halkaisija ja pituus, etäisyys akselin olakkeelta tassujen N-
pään reikään sekä tassuissa olevat reiät.
> Saman IEC-tunnuksen omaavat moottorit ovat asennusmittojensa puolesta
keskenään vaihtokelpoisia.
3

4. 4
IEC-runkokoko
> IEC määrittää myös laippamitat
> IE2-WE1R 132M 4, IMB5 FF265
> IE2-WE1R 132M 4, IMB14FT165 / IMB14FT215
4

5. 5
Drive end / Non drive end
> IEC 60034-7 määrittelee sähkömoottorin päädyt
• D-pää (Drive end)
• N-pää (Non drive end)
> Akselin pyörimissuunta on joko myötäpäivään tai vastapäivään moottorin D-päästä
katsottuna.
> Kun verkon vaiheet L1, L2 ja L3 kytketään U, V ja W -> akselin pyörimissuunta on
myötäpäivään.
5

6. 6
Käyttötavat
6
> Moottorin nimelliskäyttötavat merkitään S1, S2, S3, … S10
> S1 jatkuva käyttö
• Kone toimii vakiokuormituksella niin pitkän ajan, että loppulämpötila savutetaan.
> S2 Lyhytaikainen käyttö
• Kone toimii vakiokuormituksella määrätyn, niin lyhyen ajan, että loppulämpötilaa
ei saavuteta.
• Leimaus esim. S2 60 min.
> S3 Jaksollinen ajoittaiskäyttö
• Käyttö muodostuu sarjasta keskenään samanlaisia jaksoja, joista jokaiseen
kuuluu toimintaaika vakiokuormituksella sekä seisonta-aika. Loppulämpötilaa ei
saavuteta jakson aikana.
• Leimaus esim. S3 25 %.

7. 7
Käyttötavat
> S4 Jaksollinen käynnistyskäyttö
• Käyttö muodostuu sarjasta keskenään samanlaisia jaksoja, joista jokaiseen
kuuluu käynnistysaika, toiminta-aika vakiokuormituksella sekä seisonta-aika.
Loppulämpötilaa ei saavuteta jakson aikana.
• Leimaus esim. S4 - 25 % - 120 c / h – JM
> S5 Jaksollinen käynnistys- ja jarrutuskäyttö
• Käyttö muodostuu sarjasta keskenään samanlaisia jaksoja, joista jokaiseen kuuluu
käynnistysaika, toiminta-aika vakiokuormituksella, jarrutusaika ja seisonta-aika.
Loppulämpötilaa ei saavuteta jakson aikana.
• Leimaus esim. S5 - 40 % - 120 c / h - JM
7

8. 8
Käyttötavat
> S6 Pysähtymätön ajoittaiskäyttö
• Käyttö muodostuu sarjasta keskenään samanlaisia jaksoja, joista jokaiseen
kuuluu toiminta-aika vakiokuormituksella sekä tyhjäkäyntiaika.
Loppulämpötilaa ei saavuteta jakson aikana.
• Leimaus esim. S6 40 %.
> S7 Keskeytymätön käynnistys- ja jarrutuskäyttö
• Käyttö muodostuu sarjasta keskenään samanlaisia jaksoja, joista jokaiseen
kuuluu käynnistysaika, toiminta-aika vakiokuormituksella sekä jarrutusaika.
Jarrutus tapahtuu sähköisesti( esim. vastavirtajarrutus ). Loppulämpötilaa ei
saavuteta jakson aikana.
• Leimaus esim. S7 - 500 c / h – JM
8

9. 9
Käyttötavat
> S8 Pysähtymätön määräjaksollinen käyttö
• Käyttö muodostuu sarjasta keskenään samanlaisia jaksoja. Jokaiseen
jaksoon kuuluu toiminta-aika vakiokuormituksella määrätyllä nopeudella,
jota välittömästi seuraa toiminta aika toisella nopeudella ja toisella
vakiokuormituksella. Pyörimisnopeuksia voi olla kaksi tai useampia.
Loppulämpötilaa ei saavuteta jakson aikana.
> S9 Käyttö vaihtelevalla kuormalla ja nopeudella
• Käyttö muodostuu sallitulla käyttöalueella tapahtuvista kuorman ja
nopeuden vaihteluista, jotka yleensä eivät ole jaksollisia. Tämä käyttö
sisältää usein tapahtuvia ylikuormituksia, jotka voivat merkittävästi ylittää
nimelliskuorman.
> S10 Käyttö vaihtelevalla vakiokuormalla
• Käyttöjakso muodostuu enintään neljästä osajaksosta erisuurella
vakiokuormalla. Käyttöaikakullakin vakiokuormalla on niin pitkä, että
loppulämpötila saavutetaan.
9

10. 10
Kytkennät
> Tähtikytkentä (Y) / kolmiokytkentä (D)
10
> Kaksinopeusmoottorit (navanvaihtomoottorit)

11. 11
Kytkennät
> Dahlanderkytketyt moottorit
11
> Yksivaihemoottorit

12. 12
Liitinmerkinnät / jännitteet
> IE-standardin mukaiset jännitteet
12
> Arvot (zone A)
> 230 / 400 V D/Y ± 5 %, 50 Hz, zone A
> 400 / 690 V D/Y ± 5 % ,50 Hz, zone A
> 500 V ± 5 %, 50 Hz, zone A
> 690 V ± 5 %, 50 Hz, zone A
> 460 V ± 5 %, 60 Hz, zone A
>Tyyppikilvessä
> 220-240 / 380-420 V D/Y, 50 Hz
> 380-420 / 660- 725 V D/Y, 50 Hz
> 475-525 V, 50 Hz
> 660-690 V, 50 Hz
> 440-480 V,60 Hz

13. 13
Liitinmerkinnät / jännitteet
> IE-standardin mukaiset jännitteet
13
> Arvot (zone B)
> 230 / 400 V D/Y ± 10 %, 50 Hz, zone B
> 400 / 690 V D/Y ± 10 % ,50 Hz, zone B
> 500 V ± 10 %, 50 Hz, zone B
> 690 V ± 10 %, 50 Hz, zone B
> 460 V ± 10 %, 60 Hz, zone B
>Tyyppikilvessä
> 210-250 / 360-440 V D/Y, 50 Hz
> 360-440 / 625-760 V D/Y, 50 Hz
> 450-550 V, 50 Hz
> 625-690 V, 50 Hz
> 420-500 V, 60 Hz

14. 14
Liitinmerkinnät / tyyppikilpi
> IE-standardin mukaiset jännitteet
14

15. 15
Rakenne ja asennuslajit
> Yleisimmät käyttöasennot
> B3 jalka-asennus
> B5 laippa-asennus
> B35 jalka/laippa-asennus
> Asennusasennoissa huomioitava
> hihnakäytöt
> mahdollinen kondensointi
> jäähdyttimeen ”tippuvat” esineet
> roottorin paino
> kytkimen paino
15

16. IC 411
IC 416
IC 410
IC 31W
Tavallisimmat IC-luokat
16
Merkintä
Suljettu, sisäinen ilman virtaus ja vaippajäähdytys koneen akselille asennettujen tuulettimien avulla.
Pakkotuuletettu moottori
Tuulettamaton moottori
Nestejäähdytetty moottori
.
Määritelmän

17. 17
Suojausluokat
17
0 Ei suojausta.
1 Suojaus suuria kappaleita vastaan, halkaisija 50mm tai enemmän.
2 Suojaus keskikokoisia kappaleita vastaan, halkaisija yli 12,5mm.
3 Suojaus pieniä kappaleita vastaan, halkaisija yli 2,5mm.
4 Suojaus erittäin pieniä kappaleita vastaan, halkaisija yli 1mm.
5 Suojattu pölyltä. Ei edellytä täydellistä tiiveyttä, mutta haitallisia pölykertymiä ei saa syntyä.
6 Täydellinen suojaus. Pölytiivis.
0 Ei suojausta vettä vastaan.
1 Suojaus suoraan ylhäältä tulevaa vettä vastaan.
2 Suojaus ylhäältä +/-15 astetta tulevaa vettä vastaan.
3 Suojaus ylhäältä +/-60 astetta tulevaa vettä vastaan.
4 Suojaus vesiroiskeita vastaan.
5 Kestää vesiruiskun joka suunnasta.
6 Kestää suurella paineella tulevan ruiskun.
7 Kestää hetkellisen upotuksen veteen.
8 Kestää pysyvän upotuksen. Lisämerkintänä voi olla suurin sallittu asennussyvyys.
Ensimmäinen numero; vieraat esineet ja pöly
Toinen numero; vesi ja kosteus

18. 18
Ympäristön lämpötila [°C] 40 45 50 55 60 70
sallittu teho [%] nimellistehosta 100,0 96,5 93,0 90,0 86,5 79,0
Korkeus merenpinnasta [m] 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000
sallittu teho [%] nimellistehosta 100,0 97,0 94,5 92,0 89,0 86,5 83,5
18
Asennuspaikka

19. 19
Eristysluokat
> Eristysluokka ilmaisee eristysmateriaalin käyttölämpötila-alueen ylärajan normaaleissa
käyttöolosuhteissa
19
Luokka Kuumimman pisteen
rajalämpötila [°C]
Sallittu käämityksen lämpenemä [°C],
kun ympäristön lämpenemä on 40 °C
Sallittu vastusmittauksella
määritetty lämpenemä [°C]
Y 90,0
A 105,0 60,0
E 120,0 75,0
B 130,0 80,0 120,0
F 155,0 100,0 145,0
H 180,0 125,0 165,0
C >180

20. 20
lämpötila [°C]
180
165 15
155
145 10
130
120 x) 10
125
Käämin keskimääräinen sallittu 105
lämpötilan nousu
80
40
Normin mukainen ympäristön lämpötila ( + 40 40 40
Eristysluokka B F H
Suurin sallittu käämin lämpötila, ast. C 130 155 180
Eristysluokat
20
x) Normin mukainen käämin
kuumimman pisteen ja sallitun
keskimääräisen lämpenemän
erotus

21. 21
Lämpötilan valvonta
> PTC-termistorit
> puolijohdekomponentteja
> saatavissa useita eri toimintalämpötiloja varten
> yleensä 3 x moottori (1 x vaihe)
> PT100
> platinalangasta valmistettuja 100 Ω vastuksia
> lämpötila muuttaa lähes lineaarisesti lämpötilan funktion
> 2-, 3- tai 4-johdinantureita
> KTY-84
> Mikrokytkin
21

22. 22
Laakerointi
22
> Sähkömoottoreiden laakeroinnit jaetaan kahteen pääluokkaan:
> akselikytkinkäyttö (kevyt käyttö), (2RS 3C), (2Z 3C)
> kiilahihnakäyttö (raskas käyttö), (NU)
> viistokuulalaakerointi Q-laakeri
> Kestovoitelu / jälkivoitelu
> voiteluaine
> voiteluväli
> voiteluaineet kylmiin / kuumiin olosuhteisiin
> Kunnonvalvonta
> tärinä (SPM) / lämpötila (PT100 / PTC)
> Sähköeristetty laakerointi

23. 23
Hyötysuhdestandardit
> Virstanpylväät moottoreiden energiatehokkuuden parantamisessa ja CO2-päästöjen
vähentämisessä.
> IEC 60034-30 harmonisoi hyötysuhdeluokat maailmanlaajuisiksi
23

24. 24
PLL
PROTOR
PFRICTION
PIRON
PINPUT
PWINDING
POUTPUT
Moottorin hyötysuhde
24

25. 25
Vanha hyötysuhdeluokitus
CEMEPin vapaaehtoinen sopimus perustui
standardiin IEC 60034-2:1996
> raja-arvot eff 1, eff 2, eff 3,
> sisältää normimoottorit
> 400 V, 50 Hz, S1
> tehoalue 1.1 … 90 kW
> napaluvut 2 ja 4
> suojausluokat IP 55 ja IP 56
> ei pakollista minimihyötysuhdetta
> tehonmääritys EN 60034-2 mukaan
> eff-logot pois käytöstä 10.2.2010
25

26. Uusi hyötysuhdeluokitus IEC 60034-30:2008
> IE-hyötysuhdeluokat (Internation Efficiency)
> Perustuu mittausstandardiin: 60034-2-1:2007
> IE-luokat kattavat
> 2-, 4- ja 6-napaiset moottorit
> tehoalue 0,75 - 375 kW
> pienjännitteet < 1000 V
> taajuudet 50 Hz ja 60 Hz
> S1 tai S3 >80 %
26

27. 27
Hyötysuhteen määrittely
IEC 60034-2-1 Ed. 1:n mukaan
EN 60034-2: 1996 lisähäviöt :
> määritettiin 0.5 %:ksi moottorin verkosta ottamasta sähkötehosta.
Uudessa standardissa 60034-2-1 lisähäviöt:
> lasketaan kuormitustestin perusteella
> voidaan määrittää 1.0 % … 2.5 % moottorin nimelliskuormalla verkosta ottamasta
sähkötehosta
> staattorin kuparihäviöt ja roottorihäviöt redusoitiin 95 °C lämpötilaan.
> häviöt määritetään todellisen lämpenemän mukaan
> lisähäviöiden mittaus on harmonisoitu kansainvälisten standardien CSA C-390 ja IEEE
112-B kanssa.
27

28. 28
Hyötysuhteen määrittely
> Hyötysuhde-ero on vertailukelpoinen, kun hyötysuhteet
mitattu samalla mittaustavalla.
28
η EN 60034-2:1996 mukaan
η EN 60034-2-1:2008 mukaan
K21R voidaan verrata WE1R/W21R
IE1-K21R voidaan verrata IE2-WE1R/W21R
IE1 IE2

29. 29
Uusi hyötysuhdeluokitus IEC 60034-30:2008
> Perustuu hyötysuhteen mittausstandardiin 60034-2-1:2007.
> IE-luokat vaiheittain käyttöön 2011 … 2017.
> Koskee tuontia ja käyttöönottoa EU-alueella.
29

30. 30
Aikataulu IE-käyttöönotolle
30
Asetus
• 640/2009
IE2
• 16.6.2011 lähtien
IE3
• 7,5 kW - 375 kW
• alkaen 1.1.2015
IE3
• 0,75 kW - 375 kW
• alkaen 1.1.2017
IE1
IE2
3
IE3
IE4

31. 31
Uusi hyötysuhdeluokitus IEC 60034-30:2008
Direktiivin ulkopuolelle jäävät
> nesteeseen upotetut moottorit
> toimilaitteeseen kiinteästi integroidut moottorit
> asennuskorkeus yli 1 000 m merenpinnan yläpuolella
> ympäristön lämpötila yli 40 °C
> ympäristön lämpötila alle −15 °C (mikä tahansa moottori) tai ympäristön lämpötila alle 0 °C
(ilmajäähdytteinen moottori)
> jäähdytinnesteen lämpötila tuotteeseen sisääntulossa alle 5 °C tai yli 25 °C
> räjähdysvaaralliset alueet RL 94/9/EY:n mukaisesti
> erityisesti taajuusmuuttajakäyttöön valmistetut moottorit
31

32. 3232
Uusi hyötysuhdeluokitus IEC 60034-30:2008
> IEC 60034-2, 2nd edition valmisteilla, julkaistaan 2014 aikana
> Luokittelemattomien moottoreiden käyttöön tulevat laajennukset
• - 30°C …+ 45°C -> - 30°C …+ 60°C
• 1000 m -> 4000 m
> Luokittelemattomia moottoreita voidaan edelleen käyttää:
• DOL käytössä
o S2, S3 < 80%, S4, S5, S6 ja S7
• Taajuusmuuttajakäytössä
o S8, S9 ja S10

33. 33
Seuraukset loppukäyttäjälle
> Korkeampi hyötysuhde => energiatehokkuus kasvaa
> Matalampi käyttölämpötila => vähäisempi huollontarve
> Moottorin paino ja hitausmomentti kasvavat
33

34. 34
Seuraukset loppukäyttäjälle
> Muutoksia runkojen ulkomittoihin (asennusmitat samat)
> Laakerointi: RS/2RS -> Z/2Z, N-päässä lukittu laakerointi
34

35. Kiitos ajastasi! Kysy lisää:
VEM MOTORS FINLAND OY
Mikko Valtonen
mikko.valtonen@vem.fi
Puh. 0207 613 714
35