Základní pravidlo: Nevybírejte pouze podle výkonu motoru v kW
Výkon motoru je pouze výchozím bodem. Pro správný výběr stykače, nadproudového relé a jističe nejprve převeďte výkon motoru na jmenovitý proud motoru (FLC), poté zkontrolujte napětí motoru, metodu spouštění, kategorii užití, pracovní cyklus, úroveň zkratového proudu, ochranu proti přetížení a koordinaci mezi zařízeními.
Pro většinu nízkonapěťových motorových rozváděčů:
- Na stránkách stykač spíná motor zapnuto a vypnuto.
- Na stránkách nadproudové relé chrání motor proti trvalému přetížení.
- Na stránkách MCB, MCCB, pojistka nebo MPCB zajišťuje ochranu proti zkratu a ochranu napájecího vedení.
- A spouštěčem motoru je koordinovaná sestava těchto zařízení.
Největší chybou je výběr stykače a jističe přímo podle výkonu v kW s použitím jednoduchého násobitele. Motor o výkonu 7,5 kW v čerpadle, drtiči nebo reverzním zdvihu může vyžadovat odlišný spínací režim, třídu přetížení a ochranu proti zkratu.
Pokud nejprve potřebujete základní srovnání zařízení, podívejte se na Stykač vs. motorový spouštěč. Tato příručka se zaměřuje na praktický výběr.
Komponenty pro řízení motorů a jejich funkce
| Zařízení | Hlavní funkce | Základ výběru | Běžná chyba |
|---|---|---|---|
| Stykač | Zapínání/vypínání napájení motoru | Jmenovité hodnoty motoru AC-3 nebo AC-4, napětí, pracovní cyklus, napětí cívky | Výběr podle jmenovitého odporového proudu AC-1 |
| Tepelné/elektronické nadproudové relé | Chrání motor před trvalým přetížením | Jmenovitý proud plného zatížení (FLC) ze štítku motoru, třída vypínání, režim resetování | Vynechání nadproudové ochrany z důvodu instalace jističe |
| MPCB | Nadproudová a zkratová ochrana motoru v jednom přístroji | Rozsah proudu motoru, vypínací schopnost, koordinace | Zacházení jako s běžným jističem (MCB) |
| MCB/MCCB | Napájecí a zkratová ochrana | PSCC, průřez kabelu, vypínací charakteristika/nastavení, koordinace | Nastavení okamžité spouště příliš nízko pro rozběh motoru |
| Pojistka | Zkratová ochrana, často vysoká schopnost omezení proudu | Třída pojistky, vypínací schopnost, koordinace | Použití nesprávné kategorie pojistek pro motorový provoz |
Stykač není zařízení na ochranu proti přetížení. Základní nadproudové relé není zařízení na ochranu proti zkratu. Běžný jistič (MCB) není automaticky zařízením na ochranu motoru. Na těchto hranicích záleží.
Krok 1: Převod výkonu motoru na proud při plném zatížení
Pro třífázový motor je prvním odhadem síťového proudu:
I = P / (odmocnina(3) x V x účiník x účinnost)Kde:
I= proud motoru v ampérechP= vstupní nebo výstupní výkon motoru ve wattech, v závislosti na dostupných údajíchV= sdružené napětí (napětí mezi fázemi)účiník= účiníketa= účinnost
Pokud znáte pouze výstupní výkon motoru v kW, použijte vzorec jako odhad a poté jej ověřte podle štítku motoru. Konečný výběr by měl využít jmenovitý proud na štítku, nikoliv pouze vypočtený proud.
Příklad:
Třífázový motor 7,5 kW, 400 V s odhadovaným účiníkem 0,85 a účinností 0,90:
I = 7500 / (1,732 x 400 x 0,85 x 0,90)I ≈ 14,2 ATento odhad vám pomůže začít. Skutečný proud na štítku se může lišit. Konstrukce motoru, třída účinnosti, frekvence, provozní činitel, okolní podmínky a konstrukce výrobce ovlivňují reálnou hodnotu.
Pro širší přehled vzorců nízkého napětí viz Elektrické vzorce pro návrh a údržbu nízkonapěťových rozváděčů.
Krok 2: Výběr stykače podle kategorie užití AC-3 nebo AC-4
U motorového řízení podle normy IEC nejsou stykače vybírány pouze na základě obecného jmenovitého proudu. Záleží na kategorii užití.
| Kategorie využití | Typický provoz | Co to znamená pro výběr |
|---|---|---|
| AC-1 | —standardizované klasifikace zátěže, které specifikují, jaký druh spínacího zatížení musí kontakty vydržet. | Odporové zátěže, nikoliv běžný provoz spouštění motoru |
| AC-3 | Spouštění motorů s kotvou nakrátko a vypínání po dosažení provozních otáček | Běžný provoz pro čerpadla, ventilátory, kompresory, dopravníky |
| AC-4 | Spouštění, protiproudé brzdění, krokování, reverzace | Mnohem náročnější než AC-3; stykač může vyžadovat větší dimenzování |
| AC-15 | Ovládání střídavých elektromagnetických zátěží | Pomocné/řídicí kontakty, nikoliv hlavní výkonové kontakty motoru |
Pro standardní přímé spouštění motoru je klíčovým jmenovitým parametrem stykače AC-3. Pro reverzaci, nárazové brzdění, protiproudé brzdění, jeřáby, kladkostroje nebo časté krokování musí být zkontrolována kategorie AC-4 nebo náročnější provozní podmínky.
Nevybírejte stykač motoru pouze na základě proudu AC-1 uvedeného na zařízení. AC-1 je určen pro odporové nebo mírně indukční zátěže. Stykač s vysokým jmenovitým proudem AC-1 může mít mnohem nižší jmenovitý výkon pro motor v kategorii AC-3 nebo AC-4.
Pro hodnocení produktu VIOX viz AC Stykač stránka produktu.
Krok 3: Kontrola napětí stykače, pólů a napětí cívky
Po výběru jmenovitého provozního zatížení motoru potvrďte:
- počet pólů
- jmenovité provozní napětí
- jmenovitý proud motoru nebo výkon v kW při skutečném napětí
- jmenovité hodnoty AC-3 nebo AC-4
- spínací schopnost (zapínací a vypínací cykly)
- elektrická životnost pro daný pracovní cyklus
- mechanická životnost
- požadavky na pomocné kontakty
- napětí cívky a typ řídicího obvodu
Napětí cívky je častou chybou v praxi. Motor může být na 400 V AC, ale řídicí obvod může být 24 V DC, 110 V AC nebo 230 V AC. Cívka stykače musí odpovídat řídicímu obvodu, nikoliv silovému obvodu motoru.
Zkontrolujte také provozní režim aplikace:
- standardní spouštění/zastavování čerpadla nebo ventilátoru
- časté spínání
- provoz vpřed/vzad
- spouštěč hvězda-trojúhelník
- bypass softstartéru
- vstup nebo bypass stykače frekvenčního měniče (VFD)
- spínání kondenzátorů, je-li relevantní
Každý provozní režim může změnit správný výběr stykače.
Krok 4: Výběr nadproudového relé
Motory vyžadují nadproudovou ochranu, protože se mohou přehřát při trvalém přetížení, zablokovaném rotoru, výpadku fáze nebo problémech s mechanickým zatížením.
Nadproudové relé se obvykle vybírá podle:
- jmenovitého proudu motoru uvedeného na štítku
- rozsahu nastavitelného proudu nadproudového relé
- třídy vypnutí
- režimu ručního nebo automatického resetu
- citlivosti na výpadek fáze, je-li vyžadována
- kompatibilita se stykačem
- kompenzace okolní teploty, je-li relevantní
Nastavení nadproudové ochrany by mělo být obvykle založeno na jmenovitém proudu motoru uvedeném na štítku a na platných místních předpisech nebo pokynech výrobce.
Třída vypínání je důležitá
Třída vypínání udává, jak rychle nadproudové relé vypne při specifikovaných podmínkách přetížení. V mnoha aplikacích řízení motorů jsou běžné třídy 10, 20 a 30.
| Třída vypínání | Typické použití |
|---|---|
| Třída 10 | Standardní motory s normální dobou rozběhu |
| Třída 20 | Zátěže s delší dobou rozběhu |
| Třída 30 | Velké rozběhové zatížení vyžadující delší dobu akcelerace |
Nevolte vyšší třídu vypínání pouze kvůli zamezení nežádoucímu vypínání. Pokud motor nelze spustit bez vysoké třídy vypínání, zkontrolujte metodu spouštění, setrvačnost zátěže, úbytek napětí, mechanické zatížení a vhodnost motoru.
Pro podrobnější návod viz Průvodce výběrem tepelného nadproudového relé a Průvodce výběrem mezi relé NEMA třídy 20 a IEC třídy 10.
Krok 5: Rozhodnutí mezi nadproudovým relé a motorovým jističem (MPCB)
. MPCB, nebo motorový jistič, kombinuje ochranu motoru proti přetížení a ochranu proti zkratu v jednom zařízení, v závislosti na konstrukci a jmenovitých parametrech produktu. Často se používá v kompaktních panelech spouštěčů motorů.
| Možnost | Nejlepší volba | Bod ke sledování |
|---|---|---|
| Stykač + nadproudové relé + pojistka/MCB/MCCB | Tradiční motorový spouštěč, flexibilní koordinace | Vyžaduje samostatné zařízení na ochranu proti zkratu |
| MPCB + stykač | Kompaktní motorové vývody, strojní panely, modulární spouštěče | MPCB musí odpovídat rozsahu proudu motoru a úrovni poruchového proudu |
| MCCB + stykač + nadproudové relé | Větší motory, vývody s vyšší úrovní poruchových proudů | Nastavení MCCB musí být koordinováno se spouštěcím proudem a nadproudovým relé |
| Pojistka + stykač + nadproudové relé | Vysoké omezení poruchového proudu a silná koordinace | Je vyžadována správná třída pojistek a disciplína při jejich výměně |
Pokud se rozhodujete mezi nadproudovým relé a motorovým jističem (MPCB), podívejte se na Tepelné nadproudové relé vs. motorový jistič (MPCB).
Krok 6: Výběr zařízení pro ochranu proti zkratu
Ochrana proti zkratu se liší od ochrany proti přetížení.
Zařízením pro ochranu proti zkratu může být:
- MCB
- MCCB
- MPCB
- pojistka
- pojistkový odpínač
Musí být zvolen na základě:
- napájecí napětí
- předpokládaného zkratového proudu v místě instalace
- průřezu kabelu a způsobu instalace
- rozběhový proud motoru
- vypínací charakteristiky nebo nastavení spouští
- koordinace se stykačem a nadproudovým relé
- platné normy a místních předpisů
Klíčové pravidlo zní:
Vypínací schopnost >= předpokládaný zkratový proudPokud je dostupný poruchový proud v rozváděči 10 kA, jistič s vypínací schopností pouze 6 kA není v tomto bodě vhodný.
Pro hranice výběru MCB/MCCB viz Vypínací schopnost jističů (MCB): 6kA vs. 10kA a Jmenovité hodnoty jističů Icu vs Ics vs Icw vs Icm.
Krok 7: Nenastavujte okamžitou spoušť na příliš nízkou hodnotu
Rozběhový proud motoru je běžně několikanásobkem jmenovitého proudu. Pro přímé spouštění (DOL) se v praxi často používá hrubý odhad:
Istart ≈ 5 až 8 x jmenovitý proud motoru (FLC)Přesná hodnota rozběhového proudu závisí na konstrukci motoru, napájecím napětí, setrvačnosti zátěže a způsobu spouštění.
Proto může být nastavení okamžité spouště na nízký fixní násobek jmenovitého proudu u motorových obvodů nebezpečné. Může způsobit okamžité vybavení jističe během rozběhu.
Správný postup je:
- Určete rozběhový proud a dobu rozběhu motoru.
- Vyberte jistič nebo pojistku, které umožňují normální spuštění.
- Ověřte, že stále bezpečně vypíná při zkratu.
- Koordinujte jej s nadproudovým relé a stykačem.
- Pokud jsou k dispozici, použijte vypínací charakteristiky a koordinační tabulky výrobce.
U obvodů malých motorů se v některých návrzích mohou objevit jističe s charakteristikou C nebo D, ale konečná volba musí vycházet ze záběrového proudu, jištění kabelů, úrovně poruchového proudu a místních norem. Větší motory často vyžadují spíše výkonové jističe (MCCB), motorové spouštěče (MPCB) nebo pojistky než běžné koncové jističe.
Krok 8: Kontrola koordinace mezi zařízeními
Koordinace motorového spouštěče znamená, že zkratová ochrana, stykač a nadproudové relé spolupracují bezpečně za poruchových stavů.
Otázky koordinace zahrnují:
- Vybaví jistič nebo pojistka zkrat dříve, než dojde k nebezpečnému poškození?
- Odolá stykač průchozímu proudu a energii?
- Ochrání nadproudové relé motor bez nežádoucího vypínání?
- Odpovídá zvolená kombinace testované koordinační tabulce výrobce?
- Je rozváděč navržen pro dostupný poruchový proud?
V kontextu spouštěčů motorů podle IEC se koordinace často řeší pomocí typů koordinace. Neuvádějte typ koordinace, pokud není podložen údaji výrobce pro danou konkrétní kombinaci přístrojů.
Pro širší architekturu spouštěčů motorů viz Průvodce výběrem typů spouštěčů motorů.
Krok 9: Příklad výběru pro motor 7,5 kW
Předpoklad:
- výkon motoru: 7,5 kW
- napětí: 400 V třífázové
- odhadovaný jmenovitý proud (FLC): cca 14–16 A, nutno ověřit na štítku
- aplikace: standardní čerpadlo
- způsob spouštění: přímé spouštění (DOL)
- provoz: běžné spouštění/zastavování, nikoliv krokování
Stykač
Zvolte stykač s jmenovitými parametry pro motor AC-3 vhodný pro daný výkon/proud motoru při 400 V. Jako základ pro výběr nepoužívejte kategorii AC-1.
Nadproudové relé
Zvolte nadproudové relé, jehož nastavitelný rozsah pokrývá jmenovitý proud motoru uvedený na štítku. Nastavení proveďte podle jmenovitého proudu motoru a platných předpisů. Pokud má čerpadlo běžnou dobu rozběhu, může být vhodná standardní třída vypínání; ověřte ji podle skutečné doby rozběhu.
Ochrana proti zkratu
Zvolte MCB, MCCB, MPCB nebo pojistku na základě:
- dostupný zkratový proud
- průřezu kabelu
- rozběhového proudu
- koordinace se stykačem a nadproudovým relé
- normy rozváděče a místních instalačních předpisů
Nevybírejte jistič pouze podle toho, že má stejnou hodnotu ampérů jako proud motoru. Jistič musí umožnit rozběh motoru a zároveň chránit kabel a obvod v případě poruchy.
Napětí cívky
Pokud je řídicí obvod 24 V DC, zvolte cívku stykače 24 V DC, i když je motor na 400 V AC. Napětí cívky a napětí motoru jsou samostatné parametry výběru.
Kontrolní seznam pro rychlý výběr
| Krok | Co zkontrolovat | Proč na tom záleží |
|---|---|---|
| 1 | Jmenovitý proud motoru při plném zatížení | Přesnější než odhad v kW |
| 2 | Napájecí napětí a frekvence | Ovlivňuje proud a jmenovité parametry produktu |
| 3 | Způsob spouštění | Přímý start (DOL), hvězda-trojúhelník, softstartér, frekvenční měnič (VFD) |
| 4 | Kategorie stykače | AC-3 pro běžný provoz motoru, AC-4 pro náročný provoz |
| 5 | Rozsah nadproudového relé | Musí pokrývat jmenovitý proud motoru (FLC) |
| 6 | Třída vypínání | Musí odpovídat době rozběhu a ochraně motoru |
| 7 | Zkratové ochranné zařízení | Musí odpovídat předpokládanému zkratovému proudu (PSCC) a jištění kabelů |
| 8 | Koordinace | Zařízení musí bezpečně fungovat jako systém |
| 9 | Napětí cívky | Musí odpovídat řídicímu obvodu |
| 10 | Rozváděčová skříň a prostředí | Teplo, prach, vibrace a prostor v rozvaděči ovlivňují spolehlivost |
Běžné chyby při výběru
Chyba 1: Výběr stykače podle proudu AC-1
AC-1 není běžná kategorie pro spínání motorů. Pro většinu aplikací s motory s kotvou nakrátko zvolte AC-3. Pro reverzaci, krokování nebo brzdění protiproudem zvolte AC-4 nebo postupujte podle pokynů výrobce.
Chyba 2: Použití výkonu motoru v kW bez kontroly jmenovitého proudu na štítku
kW jsou užitečné pro odhad. Jmenovitý proud na štítku je lepším základem pro nastavení nadproudového relé a konečný výběr.
Chyba 3: Předpoklad, že jistič chrání motor před všemi přetíženími
Jistič může chránit proti zkratu a přetížení přívodního vedení, ale tepelná ochrana motoru často vyžaduje nadproudové relé, elektronické nadproudové relé nebo motorový spouštěč (MPCB).
Chyba 4: Nastavení zkratové spouště na příliš nízkou hodnotu
Rozběhový proud motoru může být několikrát vyšší než jmenovitý proud. Pokud je okamžitá spoušť nebo vypínací charakteristika příliš citlivá, může dojít k vypnutí motoru během běžného rozběhu.
Chyba 5: Ignorování pracovního cyklu
Čerpadlo spouštěné několikrát denně je něco jiného než zdvihací zařízení, jeřáb, reverzní dopravník nebo stroj s krokovacím režimem. Spínací cyklus ovlivňuje výběr stykače.
Chyba 6: Ignorování úrovně poruchového proudu
Jistič se správným jmenovitým proudem může být stále nevhodný, pokud je jeho vypínací schopnost nižší než předpokládaný zkratový proud.
Chyba 7: Záměna ovládacího napětí a výkonového napětí
Motor může být na 400 V AC, zatímco cívka stykače může být na 24 V DC nebo 230 V AC. Vždy kontrolujte ovládací obvod.
ČASTO KLADENÉ DOTAZY
Mohu vybrat stykač pouze podle výkonu motoru v kW?
Výkon motoru v kW poskytuje výchozí bod, ale konečný výběr by měl vycházet z proudu při plném zatížení motoru, napětí, kategorie užití, jako je AC-3 nebo AC-4, pracovního cyklu a tabulek jmenovitých hodnot výrobce.
Co je jmenovitá hodnota stykače AC-3?
AC-3 je kategorie užití dle IEC běžně používaná pro spouštění motorů s kotvou nakrátko a jejich vypínání poté, co motor dosáhl provozních otáček. Je to klíčová jmenovitá hodnota pro mnoho standardních aplikací stykačů motorů.
Co je jmenovitá hodnota stykače AC-4?
AC-4 pokrývá náročnější provoz motoru, jako je krokování, brzdění protiproudem a reverzace. Stykač vhodný pro AC-3 nemusí být při stejném výkonu motoru vhodný pro AC-4.
Potřebuji nadproudové relé, pokud již mám jistič?
Často ano. Běžný jistič poskytuje ochranu proti zkratu a ochranu přívodního vedení, ale ochrana motoru proti přetížení obvykle vyžaduje nadproudové relé, elektronické nadproudové relé nebo motorový spouštěč (MPCB) zvolený podle proudu motoru.
Jaký je rozdíl mezi motorovým spouštěčem (MPCB) a nadproudovým relé?
Nadproudové relé chrání před trvalým přetížením motoru, ale obvykle vyžaduje samostatnou ochranu proti zkratu. MPCB (motorový spouštěč) může poskytnout ochranu motoru proti přetížení i zkratu v jednom zařízení, pokud je správně zvolen a dimenzován.
Může MCB chránit motor?
MCB (instalační jistič) lze v některých malých motorových obvodech použít jako součást ochranného schématu, ale automaticky nepředstavuje kompletní řešení ochrany motoru. Je nutné zkontrolovat rozběhový proud, vypínací charakteristiku, jištění kabelu, zkratovou odolnost a ochranu proti přetížení.
Jak zvolím velikost jističe pro motor?
Začněte jmenovitým proudem motoru, průřezem kabelu, rozběhovým proudem a předpokládaným zkratovým proudem. Poté vyberte jistič, MPCB, MCCB nebo pojistku, které umožní normální rozběh, ochrání kabel a mají dostatečnou vypínací schopnost.
Proč můj motorový jistič při rozběhu vypíná?
Mezi běžné příčiny patří rozběhový proud přesahující vypínací charakteristiku, nízké napětí, nadměrná setrvačnost zátěže, nesprávný typ jističe, nesprávné nastavení okamžité spouště, úbytek napětí, mechanické přetížení nebo nevhodný způsob spouštění.
Mohu použít větší jistič, abych zabránil nežádoucímu vypínání?
Ne bez kontroly jištění kabelu, ochrany motoru a odpojení při poruše. Předimenzování jističe může zakrýt příznak, zatímco kabel nebo motor zůstanou nedostatečně chráněny.
Jaký je nejbezpečnější způsob výběru motorového spouštěče?
Použijte jmenovitý proud motoru uvedený na štítku, provozní režim aplikace, metodu spouštění, úroveň zkratového proudu, nastavení nadproudového relé, kategorii užití stykače a koordinační tabulky výrobce pro zvolenou kombinaci zařízení.
Souhrn
Výkon motoru je užitečný údaj, ale nestačí. Spolehlivý výběr motorového spouštěče začíná jmenovitým proudem při plném zatížení, následovaným kontrolou provozního režimu stykače, nadproudové ochrany, zkratové ochrany, koordinace a ovládacího napětí.
Pro většinu nízkonapěťových motorových rozváděčů:
- Stykač vybírejte podle provozního režimu motoru AC-3 nebo AC-4, nikoliv podle proudu AC-1.
- Nadproudovou ochranu nastavte podle jmenovitého proudu motoru uvedeného na štítku.
- Zkratové ochranné zařízení zvolte na základě úrovně poruchového proudu, průřezu kabelu, spouštěcího proudu a koordinace.
- Ověřte kompletní kombinaci spouštěče, nikoliv pouze jednotlivá zařízení izolovaně.
Pro výběr řízení motoru VIOX zkontrolujte AC Stykač, Tepelné Relé Na Přetížení, a podpůrné příručky k stykač vs. spouštěč motoru, výběr tepelného nadproudového relé, tepelné nadproudové relé vs. MPCBa stykač vs. jistič.
