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DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDE

Einführungsbeitrag

Das Dokument behandelt Festlegungen von Wirkungsgradklassen: - von dreisträngigen Hochspannungs-Induktionsmotoren mit Käfigläufern für feste Drehzahl, - mit Bemessungsspannung über 1 000 V; - mit Bemessungsleistung von 200 kW bis 2 000 kW; - welche 2, 4 oder 6 Pole besitzen; - welche mit fester Drehzahl am Netz betrieben werden; - für direkten Netzanlauf an Bemessungsspannung oder reduzierter Spannung mit Bemessungsfrequenz vorgesehen sind; - welche ausgelegt sind für die Kühlungsarten IC411, IC511, IC611, IC01 oder IC81W; - für eine beliebige Schutzart konstruiert sind; - für Dauerbetrieb an ihrem Bemessungspunkt (Drehmoment beziehungsweise Leistung, Drehzahl) geeignet sind mit einem Temperaturanstieg innerhalb der spezifizierten Wärmeklasse der Isolierung; - bemessen sind für irgendeine Umgebungstemperatur oder Kühlmitteltemperatur innerhalb des Bereichs von - 20 °C bis + 60 °C; - einen Anzugsstrom Il im Stillstand bei Betrieb an Bemessungsspannung und -frequenz im Bereich Il / IN ≥ 4,5 vor Anwendung irgendeiner IEC-Toleranz oder vereinbarten Toleranz besitzen; - für ein vom Kunden vorgegebenes Lastdrehmoment während des Anlaufs vorgesehen sind, welches eine Hüllkurve mit einem Minimaldrehmoment von 25 % des Bemessungsdrehmoments bei niedrigen Drehzahlen und einem quadratischen Verlauf T ~ n2 bis zu einem maximalen Lastmoment bei voller Drehzahl von 60 % des Bemessungsdrehmoments im Fall zweipoliger Motoren beziehungsweise 100 % des Bemessungsdrehmoments im Fall vierpoliger oder sechspoliger Motoren nicht überschreitet; nachdem der Anlauf abgeschlossen ist wird das Lastdrehmoment bei zweipoliger Motoren auf 100 % des Bemessungsdrehmoments erhöht; - unter Berücksichtigung aller in diesem Dokument definierten Anlaufbedingungen laut Vorgabe des Kunden ein externes Massenträgheitsmoment beschleunigen müssen, welches die in Tabelle 1 gegebenen Werte nicht überschreitet, für nicht mehr als drei aufeinander folgende Anläufe aus kaltem beziehungsweise zwei aufeinander folgende Anläufe aus betriebswarmem Ausgangszustand; - geeignet sind für einen Anlauf an einer minimalen stationären Versorgungsspannung bei festgebremstem Läufer von wenigstens 80 % der Bemessungsspannung; - geeignet sind für nicht mehr als drei aufeinander folgende Anläufe aus kaltem beziehungsweise zwei aufeinander folgende Anläufe aus betriebswarmem Ausgangszustand; - bemessen sind für eine Aufstellungshöhe bis zu 2 000 m über dem Meeresspiegel. Ausgenommen sind: - Motoren mit mechanischen Kommutatoren oder Schleifringen; - Motoren mit 8 oder mehr Polen; - Motoren für einen Drehzahlbereich; - Motoren mit kundenseitigen Anforderungen an das Anlaufmoment, die die oben genannte Hüllkurve des Lastdrehmoments überschreiten, und Motoren, die das in Tabelle 1 definierte externe maximale Massenträgheitsmoment der Last überschreiten; - Motoren, die speziell für den Betrieb an einem leistungselektronischen Frequenzumrichter bemessen sind, wobei die Wicklungserwärmung innerhalb der spezifizierten thermischen Klasse beziehungsweise der thermischen Klasse des Isoliersystems bleibt; - Motoren, die vollständig in die angetriebene Maschine integriert sind (zum Beispiel Pumpen, Lüfter und Kompressoren), welche praktisch nicht von der Maschine getrennt getestet werden können, selbst wenn zeitweise ein Schildlager und ein antriebsseitiges Lager verfügbar sind. Dies bedeutet, dass der Motor a) übliche Komponenten enthalten muss (abgesehen von Verbindungen wie Bolzen) mit der angetriebenen Einheit (zum Beispiel eine Welle oder Gehäuse) und; b) nicht in einer Weise bemessen sein darf, dass er nicht von der Antriebseinheit getrennt werden kann als ein vollständiger Motor, der unabhängig von der Antriebsmaschine betrieben werden kann. Dies bedeutet, dass ein Motor, der von diesem Dokument nicht überdeckt wird, für den Prozess der Trennung unbrauchbar ist; - Tauchmotoren, die speziell bemessen sind, um vollständig von einer Flüssigkeit umgeben, betrieben zu werden; - Motoren zur Rauchgasentfernung; - Motoren zum Betrieb in explosionsfähigen Atmosphären; - Motoren zum Betrieb in Atomanlagen (speziell in Kernkraftwerken). Dieses Dokument betrifft die weltweite Harmonisierung der Wirkungsgradklassen von Drehstrom-Induktions-motoren mit Käfigläufer für Bemessungsspannungen oberhalb von 1 000 Volt, die für Direktanlauf und Betrieb mit konstanter Drehzahl an einem 50 Hz- oder 60 Hz-Netz mit sinusförmiger Spannung bemessen sind. Bei diesen Motoren beherrschen die Anforderungen des speisenden Netzes und der angetriebenen Maschinen in vielen Fällen den Entwurf der elektrischen Maschine. Aufgrund der großen Abmessungen und Leistungen der Hochspannungsmotoren sind diese Anforderungen komplexer als bei Niederspannungsmotoren und begrenzen oftmals den Entwurf. Auf der anderen Seite beeinflussen die Eigenschaften der elektrischen Maschine selbst das Netz in vielen Fällen beträchtlich. Um eine einfache Anwendbarkeit dieses Dokuments sicherzustellen, muss deren Anwendungsbereich auf die verbreitetsten Anwendungen begrenzt werden, das heißt auf diejenigen Motoren, die den allergrößten Teil aller Pumpen, Lüfter oder Verdichter antreiben, was in etwa 80 % bis 90 % aller Anwendungen umfasst. Motoren für Sonderanwendungen, zum Beispiel zur Beschleunigung von Antrieben mit großem Massenträgheitsmoment, für Anlauf an sehr geringer Versorgungsspannung, für sehr geringen Anzugsstrom oder zum Anlauf gegen ein hohes Lastdrehmoment, sind daher aus dem Anwendungsbereich dieses Dokuments ausgenommen.

Zuständiges nationales Arbeitsgremium

DKE/K 311 - Drehende elektrische Maschinen