Didelės apkrovos gnybtų blokų tiekėjas: 35 mm² laidų diapazonas ir 150 A srovės stipris variklių valdymo centrams

Kas apibrėžia sunkiųjų gnybtų bloką variklių valdymo centrams?

Leiskite man tiksliai pasakyti, ką iš tikrųjų reiškia „sunkiasvoris“, nes šioje pramonės šakoje šis terminas vartojamas laisvai. Didelės apkrovos gnybtų blokas, pagal bet kokį prasmingą apibrėžimą, yra toks, kuris skirtas nuolatinei srovei nuo 100 A iki 400 A, o laidų priėmimo diapazonas prasideda nuo 10 mm² (AWG 8) ir tęsiasi iki 150 mm² (300 kcmil). Tai ne gnybtų blokai, naudojami PLC įvesties/išvesties jungtims arba 4–20 mA prietaisų kilpoms. Tai blokai, esantys tarp MCC pagrindinės magistralės ir atskirų variklių paleidėjų blokų – tie, kurie perduoda pakankamai srovės 75 kW (100 AG) asinchroniniam varikliui veikti.

Mūsų gamykloje mes nubrėžiame aiškią ribą: Jei gnybtų blokas tiekia variklio tiektuvo galią – ne valdymo galią, ne signalo laidus, o pačią trifazę galią, kuri suka variklį – jis patenka į mūsų sunkiųjų gaminių kategoriją. Ši linija egzistuoja dėl labai specifinės inžinerinės priežasties: variklių grandinėse yra trys elektros įtempiai, kurių valdymo grandinės niekada nedaro, o gnybtų bloko konstrukcija turi atsižvelgti į visus tris vienu metu.

Kodėl variklių valdymo centrams reikalingi skirtingi gnybtų blokai

Variklių valdymo centrai, kalbant apie elektrotechniką, yra viena iš labiausiai atšiaurių aplinkų gnybtų blokų jungtims. Šią pamoką išmokau 2012 m., kai vienas iš pirmųjų mūsų klientų pranešė apie MCC instaliacijos gnybtų blokų gedimus vos po aštuonių eksploatavimo mėnesių – blokai, kurie puikiai išlaikė visus gamyklinius bandymus. Kai nuskraidinome savo inžinierių į vietą (automobilių surinkimo gamyklą Mičigane), problemą aptikome per 15 minučių: Gnybtų blokai puikiai tiko pastoviam 120 A darbui, tačiau šešis kartus per valandą juos užklupo 720 A įtampos šuoliai, kai gamybos linijos varikliai cikliškai įsijungdavo ir išsijungdavo.

Tas vienintelis apsilankymas vietoje iš esmės pakeitė mūsų itin tvirtų gnybtų blokų projektavimo ir vertinimo būdą. Štai ko MCC aplinkoje negali pasiūlyti standartiniai gnybtų blokai:

Įjungimo srovė: paslėptas žudikas

Paleidimo metu asinchroniniai varikliai sunaudoja 6–8 kartus didesnę srovę nei jų pilnos apkrovos srovė – 75 kW variklis su 140 A FLA paleidimo metu maždaug 2–5 sekundes sunaudos 840–1120 A. Net ir naudojant švelnaus paleidimo įrenginius, ribojančius įjungimo srovę iki 3× FLA, per gnybtų bloko jungtį vis tiek teka 420 A srovė. Kadangi standartiniai gnybtų blokai yra testuojami dėl šiluminio našumo tik esant vardinei srovei, o ne trumpalaikiam perkrovimui, jų vario skerspjūviui trūksta šiluminės masės, kad sugertų įjungimo energiją neviršijant PA66 korpuso minkštėjimo temperatūros.

Vibracija: jungčių atlaisvinimo priemonė

MCC yra pilni elektromechaninių kontaktorių, kurie fiziškai užsidaro ir atsidaro tūkstančius kartų per dieną. Kiekvienas kontaktoriaus suveikimas siunčia mechaninį smūgį per visą vertikalios sekcijos konstrukciją – ir kiekvienas ant tos konstrukcijos sumontuotas gnybtų blokas jį pajunta. Standartiniai sraigtiniai gnybtų blokai, kurių priveržimo sukimo momentas yra 1,2–1,5 Nm, dėl šios vibracijos palaipsniui atsilaisvins. Didelės apkrovos blokams naudojami M5 arba M6 plieniniai varžtai su 2,5–5,0 Nm sukimo momentu, o varžtų geometrijoje yra savaiminio fiksavimo funkcija (kūginė spyruoklinė poveržlė arba dantytas kontaktinis paviršius), kuri neleidžia suktis veikiant vibracijai.

Uždara erdvė ir šilumos kaupimasis

MCC vertikalios sekcijos yra tankiai supakuotos: šynos, automatiniai jungikliai, kontaktoriai, perkrovos relės, valdymo transformatoriai ir gnybtų blokai konkuruoja dėl vietos NEMA 1 arba NEMA 12 korpuse. Aplinkos temperatūra veikiančio MCC viduje įprastai pasiekia 50–55 °C – 10–15 °C viršija standartinę 40 °C ribą gnybtų blokams. Esant 55 °C aplinkos temperatūrai, gnybtų bloko efektyvioji srovės vardinė vertė turi būti sumažinta 12–15 %, o tai reiškia, kad 150 A vardinė srovė tampa praktiška 128–132 A nuolatine galia. Tvirti blokai su dideliais variniais strypais tokiu atveju išlaiko didesnę šiluminę ribą.

35 mm² (AWG 2) laidų diapazonas: kodėl tai yra MCC standartas

35 mm² laidininkas yra trijų inžinerinių apribojimų, kurie susikerta variklio valdymo centro konstrukcijoje, sankirtoje. Tai nėra atsitiktinis skaičius – tai yra srovės stiprumo, mechaninio valdymo ir sąnaudų optimizavimo rezultatas.

Lentelėje viskas aiškiai parodyta: 35 mm² yra „Auksaplaukės“ laidininkas 150 A variklių grandinėms. 25 mm² kabelis yra per mažas 150 A srovei esant aukštai MCC temperatūrai – jums tektų pasikliauti gnybtų bloko šilumine atsarga, kad kompensuotumėte per mažą laidininko dydį, o tai yra prasta inžinerinė praktika. 50 mm² kabelis yra saugus, bet per didelis – jis kainuoja 40 % brangiau, jam reikia daugiau vietos lenkimui ir jis nieko neduoda elektros našumo srityje, nes pati gnybtų bloko dalis yra ribojantis veiksnys esant 150 A srovei.

Jungčių technologijos sunkiosioms reikmėms

Kai MCC viduje užbaigiate 35 mm² variklio maitinimo kabelį, Prijungimo technologija yra tokia pat svarbi, kaip ir paties gnybtų bloko vardinė vertė. Mūsų sunkiųjų gaminių linijai gaminame keturių skirtingų tipų jungtis, ir kiekviena iš jų turi konkretų naudojimo atvejį:

Smeigės / varžto jungtis (rekomenduojama ≥35 mm²)

Srieginė M6 arba M8 plieninė smeigė su šešiakampe veržle ir spyruokline poveržle tinka užspaustiems žiediniams gnybtams. Tai yra mūsų griežta rekomendacija bet kokiam laidininkui, kurio skerspjūvis yra 35 mm² ir didesnis, ypač MCC programų linijos pusės (įeinantiems) jungtyse. Priežastys yra įtikinamos: žiedinis gnybtas užtikrina 360 laipsnių kontaktą aplink smeigę, tinkamai priveržtas mechaninis sujungimas yra praktiškai atsparus vibracijai ir – tai labai svarbu techninei priežiūrai – Žiedinį terminalą galima atjungti ir vėl prijungti daug kartų nepažeidžiant laidininko, o tai labai svarbu, kai MCC talpas reikia keisti gamybos linijos pertvarkymo metu.

Sraigtinis spaustukas (10–35 mm²)

M5 arba M6 plieninis varžtas įsukamas į slėginę plokštę, kuri suspaudžia laidininką prie varinės srovės strypo. Tai yra populiariausias mūsų jungimo tipas variklio tiektuvo galinėms movoms 10–35 mm² diapazone, nes jis pasižymi greitu montavimu (mažiau nei 30 sekundžių vienam laidui su elektriniu atsuktuvu) ir puikiu ilgalaikiu patikimumu. Varžtas sukuria 3,0–4,0 Nm sukimo momentą – to pakanka, kad laidininko gijos būtų šaltai suvirintos prie alavuoto vario kontaktinio paviršiaus, sukuriant dujoms nepralaidų jungtį, atsparią oksidacijai ir terminio ciklinio degradacijos poveikiui.

Dėžutės antgalis/balninis spaustukas (16–50 mm², mišriems laidininkų tipams)

U formos balninis spaustukas su dviem varžtais užtikrina nepriklausomą tvirtinimą abiejose laidininko pusėse. Ši konstrukcija yra būtina, kai aliuminio variklio laidai jungiami kartu su variniais maitinimo kabeliais, nes ji atsižvelgia į skirtingus aliuminio (23×10⁻⁶/K) ir vario (17×10⁻⁶/K) šiluminio plėtimosi koeficientus, nesusidarant karštųjų taškų kontaktinėje sąsajoje.

Maitinimo paskirstymo smeigių blokai (pagrindinėms magistralėms)

Tai didžiausi mūsų blokai su M10 arba M12 srieginiais smeigėmis, skirti 250–400 A srovei. Jie naudojami ten, kur MCC vertikali šyna jungiasi prie įeinančių maitinimo kabelių – tai pats pirmasis prijungimo taškas variklio valdymo centre. Esant tokiam dabartiniam lygiui, gnybtų blokas tampa konstrukciniu komponentu, o ne tik elektros jungtimi – mechanines jėgas, atsirandančias dėl 150 mm² kabelio lenkimo, turi atlaikyti gnybtų bloko korpusas ir jo tvirtinimas prie DIN bėgelio, o ne vien varinis kaištis.

Sertifikatai: ko reikės jūsų MCC specifikacijoje

Variklių valdymo centrų pirkimo specifikacijose gnybtų blokų sertifikavimo reikalavimai yra nedviprasmiški. Jei specifikacijoje nurodyta UL 845 sąraše esanti MCC įranga (kaip tai daroma praktiškai visuose Šiaurės Amerikos pramoniniuose MCC), tai kiekvienas viduje esantis komponentas, įskaitant gnybtų blokus, turi būti pažymėtas atitinkamu UL sąrašo ženklu.

Svarbiausi MCC taikymo srityje naudojamų sunkiųjų gnybtų blokų sertifikatai yra šie:

UL 1059 (terminalų blokų standartas) — apima gnybtų blokus, kurių vardinė įtampa yra iki 1500 V. UL 1059, 6-2024 leidimas, gnybtų blokai turi būti patikrinti dėl dielektrinio atsparumo, temperatūros kilimo esant vardinei srovei ir trumpojo jungimo srovės atsparumo. Mūsų UL sertifikuoti didelio atsparumo blokai turi SCCR vardines vertes nuo 10 kA iki 65 kA, priklausomai nuo priešsrovinio apsauginio įrenginio koordinacijos, o SCCR koordinavimo lenteles pateikiame kiekviename produkto duomenų lape.

CSA C22.2 Nr. 158 — Kanados atitikmuo, privalomas Kanadoje įrengiamiems MCC. CSA bandymai papildo šalčio smūgio bandymą esant -35 °C temperatūrai, kurio UL nereikalauja, o tai svarbu lauko MCC įrengimui šiaurinio klimato sąlygomis.

IEC 60947-7-1 — tarptautinis standartas. Už naujausias pakeitimasGnybtų blokuose turi būti aiškiai nurodyta vardinė trumpalaikė atsparumo srovė (Icw) – srovė, kurią blokas gali praleisti 1 sekundę nepažeisdamas. 150 A didelės galios bloko Icw vertė paprastai svyruoja nuo 3,0 kA iki 4,5 kA (1 sekundė), kurią reikia derinti su MCC priešsrovinio jungtuvo praleidžiama energija.

Tvirtų gnybtų blokų tiekėjo pasirinkimas: kuo kokybė skiriasi nuo kompromiso

Noriu šią temą aptarti atvirai ir aiškiai, nes to nusipelno Gnybtų blokų rinka tapo perpildyta tiekėjų, siūlančių gaminius, kurie katalogo nuotraukose atrodo identiškai, tačiau realiomis MCC eksploatavimo sąlygomis veikia labai skirtingai.

Štai kaip sužinojome, kaip kokybiškas, tvirtas gnybtų blokas skiriasi nuo įprasto, ir į ką reikėtų atkreipti dėmesį vertinant bet kurį... sunkiųjų gnybtų blokų tiekėjas:

1. Vario grynumo sertifikavimas. Originali C11000 elektrolitinės varinės šynos konstrukcija turi dokumentus, rodančius jos atsekamumą iki vario perdirbimo gamyklos. Padirbtas arba perdirbtas varis, kuris, deja, yra įprastas pigiuose gnybtų blokuose, turi priemaišų (daugiausia geležies ir deguonies), kurios sumažina laidumą 5–15 % ir sukuria lokalizuotas karštąsias vietas grūdelių ribose. Kiekvienai vario partijai, naudojamai mūsų sunkiųjų gaminių linijoje, pateikiame malūno bandymų sertifikatus.

2. Alavavimo storis. Varinių šynų alavavimas atlieka dvi funkcijas: apsaugo nuo vario oksidacijos (kuri laikui bėgant padidina kontaktinę varžą) ir sukuria minkštą, prisitaikantį paviršių, kuris šaltuoju būdu suvirinamas prie laidininko, veikiant varžtų slėgiui. Pramonės standartinis dengimo storis yra 3–5 μm; mes dengiame iki 5–8 μm, nes papildomi 2–3 μm pailgina oksidacijos apsaugos langą nuo maždaug 5 metų iki 15+ metų kontroliuojamoje patalpų aplinkoje.

3. Sraigtinio plieno rūšis ir terminis apdorojimas. Tvirtinimo varžtai, esantys tvirtuose gnybtų blokuose, turi išlaikyti savo mechanines savybes per tūkstančius terminių ciklų nuo -40 °C iki +130 °C. Naudojame 8,8 klasės anglinio plieno varžtus su cinko-nikelio danga ir chromato konversijos danga – šis derinys užtikrina 5 kartus didesnį atsparumą korozijai nei standartiniai cinkuoti varžtai ir išlaiko prispaudimo jėgą visame temperatūros diapazone.

4. Korpuso medžiagų sudėtis. Daugelis gnybtų blokų korpusų yra paženklinti „PA66“ nenurodant stiklo pluošto kiekio. Stiklo pluošto armatūros procentinė dalis (paprastai 25 % arba 30 %) tiesiogiai veikia korpuso matmenų stabilumą karščio metu – 130 °C temperatūroje PA66 GF25 korpusas išlaiko maždaug 40 % savo tempiamojo stiprio kambario temperatūroje, o PA66 GF30 – 55 %. Didelės apkrovos blokams, veikiantiems esant aukštai MCC temperatūrai, skirtumas tarp GF25 ir GF30 yra skirtumas tarp korpuso, kuris išlaiko sriegio vientisumą, ir korpuso, kuris to nedaro.

Sunkiųjų gnybtų blokų integravimas į MCC dizainą: praktinė inžinerija

Jau daugiau nei dešimtmetį tiekiame gnybtų blokus MCC gamintojams ir skydų montuotojams, todėl pateikiame integravimo detales, kurios lemia skirtumą tarp švaraus įrengimo ir trikčių šalinimo košmaro:

Vielinio kelio erdvės planavimas. MCC vertikalių sekcijų laidų kanalo plotis dešinėje pusėje paprastai yra 100–150 mm. Tvirtas gnybtų blokas su 12 padėčių ir 15 mm žingsniu užima 180 mm DIN bėgelio, o 35 mm² laidininkų lenkimo spinduliai kiekvienoje pusėje prideda maždaug 110 mm. Tai reiškia, kad 12 padėčių blokas efektyviai sunaudoja 400 mm vertikalios laidų trasos erdvės, į kurią reikia atsižvelgti MCC sekcijos išdėstymo brėžinyje prieš traukiant pirmąjį laidą.

Šilumos valdymas. 150 A gnybtų bloko mazgas su 8 kontaktais, kurių kiekvienoje pozicijoje vidutiniškai teka 110 A srovė, dėl kontaktinės varžos ir šynų I²R nuostolių generuoja maždaug 6–8 W šilumos kiekvienoje pozicijoje – iš viso maždaug 50–65 W. Sandariame NEMA 12 MCC skyriuje be priverstinės ventiliacijos tie 65 W per 4 valandų darbo ciklą padidins skyriaus vidinę temperatūrą maždaug 5–8 °C, palyginti su aplinkos temperatūra. Šis papildomas temperatūros padidėjimas turi būti pridėtas prie aplinkos srovės mažinimo skaičiavimo – praktiškai 150 A blokas pilnai apkrautame NEMA 12 MCC dažnai efektyviai veikia kaip 135 A blokas.

Gnybtų bloko ir starterio laidų sujungimas. Dažniausia laidų tiesimo klaida, su kuria susiduriame lauke, yra variklio maitinimo kabelių tiesimas nuo gnybtų bloko iki variklio starterio naudojant per mažus trumpiklius. Jei gnybtų blokas skirtas 35 mm² įėjimui, o variklio paleidiklis priima 35 mm² antgalius, trumpiklis tarp jų taip pat turi būti 35 mm², o ne 16 mm² ar 25 mm² vien todėl, kad juos lengviau sulenkti. 16 mm² trumpiklis 150 A grandinėje bus 30–40 °C karštesnis nei 35 mm² laidininkai abiejose pusėse, todėl susidaro terminis silpnasis taškas, į kurį inspektoriai vis dažniau atkreipia dėmesį.

Bendros nuosavybės išlaidos: viršijančios pirkimo kainą

Pirkimų komandos susitelkia ties vieneto kaina; techninės priežiūros inžinieriai susitelkia į patikimumą. Bendrų eksploatavimo išlaidų skaičiavimas sujungia šiuos požiūrius – ir, mūsų patirtimi, tai yra įtikinamiausias argumentas investuoti į kokybiškus, tvirtus gnybtų blokus.

Apskaičiuokime 20 padėčių didelio našumo gnybtų bloko, skirto MCC, bendrąsias išlaidas (BCO) – palyginkime aukščiausios kokybės gamintojo tiesiogiai tiekiamą sprendimą su importuojamu produktu:

Aukščiausios kokybės blokas iš pradžių kainuoja 20 USD brangiau, bet per penkerius metus sutaupo 55,60 USD – tai 2,8 karto didesnė grąža, palyginti su papildoma investicija. Ir šiame skaičiavime neįtrauktos gamybos prastovos išlaidos, kol keičiamas sugedęs blokas, kurios gamybos linijai, gaunančiai 5 000 USD/val. pajamas, prideda 10 000–20 000 USD už kiekvieną gedimo atvejį.

Dažnai užduodami klausimai

Kodėl „J-Guang“ yra jūsų sunkiųjų gnybtų blokų tiekėjas?

Gnybtų blokus gaminame jau 15 metų – nuo ​​2010 m. Per tą laiką klientams daugiau nei 40 šalių išsiuntėme daugiau nei 50 milijonų gnybtų blokų pozicijų. Mūsų sunkiųjų gaminių linija buvo specialiai sukurta reaguojant į 2012 m. Mičigane įvykusį gedimą, ir kiekvienas mūsų dabartinių gaminių projektavimo sprendimas susijęs su realiomis MCC eksploatavimo sąlygomis, o ne tik su laboratorinių bandymų specifikacijomis.

Mūsų sunkiųjų gnybtų blokų gamybos pajėgumai apima:

• Dabartiniai įvertinimai: 80 A, 100 A, 125 A, 150 A, 175 A, 200 A, 250 A, 300 A ir 400 A
• Laidų diapazonai: 6 mm² iki 150 mm² (AWG nuo 10 iki 300 kcmil)
• Ryšio tipai: Smeigė/varžtas (M5-M12), sraigtinis spaustukas, dėžutės formos/balninis spaustukas
• Sertifikatai: Atitinka UL 1059 reikalavimus, pažymėtas CE ženklu, atitinka RoHS/REACH reikalavimus, ISO 9001:2008 kokybės valdymo sistemą
• SCCR įvertinimai: 10 kA iki 65 kA su suderintomis apsauginių įtaisų lentelėmis
• Korpuso medžiagos: PA66 GF30, UL94 V-0, CTI >400V
• Individualios galimybės: OEM prekės ženklo naudojimas, pasirinktinės spalvos, mišrios konfigūracijos, specialus žymėjimas

Kiekvienas mūsų siunčiamas itin tvirtas gnybtų blokas yra 100 % elektriniu būdu patikrinamas – atliekamas dielektrinis atsparumas esant 2 × vardinei įtampai + 1000 V, kiekvienoje gnybto pozicijoje matuojama kontaktinė varža ir vizualiai apžiūrima 10 kartų didinant. Tai ne pramonės standartas; tai mūsų standartas. Mes jį priėmėme, nes gedimo vietoje kaina – reputacijos, klientų pasitikėjimo ir realių pinigų prasme – yra daug didesnė nei testavimo kaina.