1 Produktgruppe. Technische Erläuterungen für -Gleichstrom-Hubmagnete G XX. Inhaltsübersicht SPEZIALFABRIK FÜR ELEKTROMAGNETISCHE APPARATE

Transkript

1 SPEZIALFABRIK FÜR ELEKTROMAGNETISCHE APPARATE Techniche Erläuterungen für -Gleichtrom-Hubmagnete QUALITÄT SEIT Produktgruppe G XX Inhaltübericht 1. Bauformen, Betandteile und Auführung 1.1 Bauformen 1.2 Betandteile und Auführung Magnetkörper Erregerwicklung Anker Funktionteile Oberflächen Gerätechutzarten Umgebungbedingungen 2. Kraft, Hub und Hubarbeit 2.1 Kraft Magnetkraft Bemeungkraft Hubkraft Haltekraft Rethaltekraft Rücktellkraft 2.2 Hub Magnethub Hubanfanglage Hubendlage 2.3 Magnetkraft-Hub-Kennlinie 2.4 Anpaung der Magnetkraft-Hub-Kennlinie an betimmte Hübe 2.5 Hubarbeit Hubarbeit Nennhubarbeit 3. Spannung, Strom, Leitung 3.1 Spannung und Strom Nennpannung Nenniolationpannung (Reihenpannung) Spannungänderung Nenntrom Prüftrom 3.2 Leitung 4. Einchaltdauer, Spieldauer, Spielfolge, Betriebart, Arbeitpiel, Schalthäufigkeit und Nenn-Betriebarten 4.1 Einchaltdauer 4.2 Stromloe Paue 4.3 Spieldauer 4.4 Spielfolge 4.5 Betriebart 4.6 Arbeitpiel 4.7 Schalthäufigkeit 4.8 Nennbetriebarten Dauerbetrieb Auetzbetrieb Kurzzeitbetrieb 5. Auwahl der Magnete für verchiedene Nennbetriebarten 5.1 Dauerbetrieb 5.2 Auetzbetrieb 5.3 Kurzzeitbetrieb Magnet-Schultz GmbH & Co. KG Potfach 1665 D Memmingen Allgäuer Straße 30 D Memmingen Telefon ++49 (0) Telefax ++49 (0) info@magnet-schultz.de

2 Inhaltübericht 6. Anzug- und Abfallzeiten und Beeinfluungmöglichkeiten der Anzugzeit 6.1 Anzug- und Abfallzeiten Anzugzeit Anprechverzug Hubzeit Abfallzeit Abfallverzug Rücklaufzeit Anzug- und Abfallzeiten nach DIN VDE Beeinfluungmöglichkeiten der Anzugzeit Schnellerregung Übererregung Vorwidertand mit Überbrückungchalter Vorwidertand mit Kondenator Tranformator-Anzapfung und Gleichrichter Kapazitiver Widertand im Wecheltromkrei Anteuerung über elektroniche Schaltgerät 7. Temperaturen, Ioliertoffklaen, Kühlungarten 7.1 Temperaturen Umgebungtemperatur Beharrungtemperatur Bezugtemperatur Grenztemperatur Übertemperatur Endübertemperatur Grenzübertemperatur Heißpunktdifferenz 7.2 Thermiche Klaen 7.3 Kühlungarten 8. Prüfpannungen 8.1 Art und Höhe der Prüfpannung 8.2 Durchführung der Spannungprüfung 8.3 Wiederholte Spannungprüfung 9. Normale Betriebbedingungen 9.1 Umgebungtemperatur 9.2 Höhenlage 9.3 Umgebungluft 9.4 relative Feuchtigkeit 9.5 Einbau-Richtlinien 9.6 Abweichungen von normalen Betriebbedingungen 10. Lebendauer 11. Anchluß der Gleichtrom-Hubmagnete 11.1 Gleichpannunganchluß 11.2 Wechelpannunganchluß 12. Hinwei auf die Beeitigung der Abchaltüberpannung und Funkenlöchung 12.1 Beeitung von Abchaltüberpannungen Bedämpfung durch ohmchen Widertand Bedämpfung durch Varitoren Bedämpfung durch Netzgleichrichter 12.2 Funkenlöchung 13. Elektromagnetiche Zeitkontante (τ) und Induktivitäten 14. Betellangaben für Gleichtrom-Hubmagnete 15. Einbau-Richtlinien für -Gleichtrom-Hubmagnete 15.1 Arbeitlage 15.2 Einbau 15.3 Inbetriebetzung 15.4 Äußere Gegenkräfte 15.5 Abicherung 15.6 Spannungabfall und Leitungquerchnitt 15.7 Fremde Eingriffe oder Veränderungen 15.8 Hinwei zu den technichen Harmoniierungrichtlinien innerhalb de europäichen Binnenmarkte 2

3 1. Bauformen, Betandteile und Auführung 1.1 Bauformen -Gleichtrom-Hubmagnete werden nach den einchlägigen Vorchriften und Normen, inbeondere nach den Betimmungen für elektromagnetiche Geräte DIN VDE 0580 hergetellt und geliefert. Da Typenprogramm enthält Magnete für praktich jeden technichen Anwendungfall und für nahezu alle technichen Anprüche, o daß e dem Anwender möglich ein wird, weitgehend Litenmagnete nach dem Prinzip o gut, wie wirtchaftlich innvoll auzuwählen. Die in den Geräteblättern enthaltenen Gleichtrom-Hubmagnete ind auchließlich Tauchankermagnete, bei denen der Arbeitluftpalt zwichen Kern und Anker innerhalb der Erregerwicklung liegt, der Anker taucht alo in die Erregerwicklung ein. Durch beondere Aubildung von Anker und Kern im Bereich de Arbeitluftpalte wird die magnetiche Energie weitgehend zur Erzeugung der Hubarbeit herangezogen. Arbeitluftpalte und die Luftpalte zur Übertragung de magnetichen Felde vom Magnetkörper zum Anker - an dem die mechaniche Kraft abgenommen wird - ind zur Vermeidung von Streu- und Wirbelfeldern rotationymmetrich augebildet. E werden grundätzlich 2 Bauarten unterchieden: a) Der Magnetkörper umchließt alleitig die Erregerwicklung (Bild 1.1.1) Nach Art der Hubbewegung wird unterchieden nach Einfachhub-, Doppelhub- und Umkehrhubmagneten: Einfach-Hubmagnete ind Magnete, bei denen die Hubbewegung von der Hubanfanglage in die Hubendlage durch elektromagnetiche Kraftwirkung und die Rücktellung durch äußere Kräfte erfolgt. (Bild 1.1.3) Bild Doppel-Hubmagnete (mit Nulltellung) ind Magnete, bei denen die Hubbewegung je nach Erregung der zwei Spulen von der Nulltellung au in eine der beiden entgegengeetzten Richtungen erfolgt. Die Rücktellung in die 0-Stellung erfolgt nach Auchalten durch äußere Rücktellkräfte. Die Nulltellung it alo die Hubanfanglage für beide Richtungen. (Bild 1.1.4) Bild Umkehr-Hubmagnete (ohne Nulltellung) ind Magnete, bei denen die Hubbewegung je nach Erregung der zwei Spulen von einer Hubendlage in die andere oder umgekehrt erfolgt. Dabei it die Hubanfanglage in der entgegengeetzten Richtung. (Bild 1.1.5) Bild b) Der Magnetkörper umchließt nur teilweie die Erregerwicklung (Bild 1.1.2) Bild Bild Während die unter a) genannte Bauart tet da angewendet wird, wo höchte techniche Anprüche an Hubarbeit, Schutzart und Lebendauer getellt werden, befriedigt die unter Punkt b) genannte Bauart die Einatzfälle, bei denen im Interee eine niedrigeren Preie die technichen Anprüche reduziert werden können. 1.2 Betandteile und Auführung -Gleichtrom-Hubmagnete betehen au folgenden Hauptbetandteilen (Bild 1.2.1): a) Magnetkörper b) Erregerwicklung c) Anker d) Funktionteile Der Magnetkörper it der die Erregerwicklung enthaltende Magnetteil. Er beteht au den magnetichen flußführenden Teilen, Jochring, Kerndeckel mit Kern und Mantel, die zur Leitung de die Magnetkraft erzeugenden Nutzflue, owohl wa ihr Material al auch ihre Geometrie betrifft, optimal augebildet ind. (Bild a) 3

4 1.2.2 Die Erregerwicklung nimmt die elektriche Energie zur Erzeugung de magnetichen Felde auf. Alle in ihr verwendeten Ioliertoffe und Werktoffe entprechen dem neueten Stand der Technik und werden durch tändige Kontakte unere Haue zu den Hertellern dieer Stoffe und durch eigene Unteruchungen jeweil dem neueten Stand angeglichen. (Bild b) pannung, der Spieldauer von 300 Sek. (entprechend 12 S/h) auf wärmeiolierender Unterlage ermittelt. Bei dem Betrieb mit Nennpannung erhöhen ich die Litenwerte um ca. 20 %. ΦN FR a b FF FM =FF - FR Bild FM ΦN = Nutzfluß FR = Reibungkraft FM = Magnetkraft FH = Hubkraft FF = Kraft, die da magnetiche Feld auf den Anker auübt Bild c Der Anker it der durch da erzeugte Magnetfeld in die Erregerwicklung eintauchende bzw. gehaltene Teil; er wird in der Regel in wartungfreien, hochtemperaturfeten Kunttoffverbundlagern mit geringem Spiel geführt. Hierdurch werden hohe, in der Praxi kaum aunutzbare Lebendauern erreicht. (Bild c) Nur bei Magneten, an die geringe Anprüche hinichtlich Magnetkraft-Hubkennlinie und Lebendauer getellt werden, werden die Anker in nichtmagnetiierbaren Rohren mit guten Gleiteigenchaften geführt Funktionteile ind olche Teile, die zwar nicht unmittelbar zur Erzeugung der Magnetkraft erforderlich ind, aber dennoch für den praktichen Betrieb de Magneten kontruktiv mit ihm vorhanden ein müen. Hierzu gehören z. B. für die mechaniche Aunutzung der Magnetkraft: Hubbegrenzungen, Druck- und Zugtangen, Gabelgelenke uw. und für den elektrichen Anchluß der Erregerwicklung: Kabelanchlüe, Klemmkaten, Steckvorrichtungen uw. (Bild d) Die Oberflächen der Eienteile ind zur Vermeidung von Korroionen wirkam durch moderne Oberflächenveredelungverfahren gechützt Die Gerätechutzarten nach DIN VDE 0470/EN ind jeweil auf den Geräteblättern angegeben. Abweichungen hiervon werden auf Anfrage geliefert Magnete für den Einatz in extrem feuchter Atmophäre, in tropenfeter Auführung, für die Anwendung in radioaktiven Räumen und in der Kerntechnik, für aggreive Umgebungbedingungen uw. werden auf Anfrage geliefert. 2. Kraft, Hub und Hubarbeit 2.1 Kraft Die Magnetkraft FM it der aunutzbare, alo um die Reibung verminderte Teil der im Hubmagneten in Hubrichtung erzeugten mechanichen Kraft. (Bild ) Sie bezieht ich auf den betriebwarmen Zutand der Erregerwicklung und auf 90 % der Nennpannung. Al Temperatur de betriebwarmen Zutande gilt die gemeene Übertemperatur vermehrt um die Bezugtemperatur von vorzugweie 35 C. Die Übertemperatur wird, wenn in den Geräteblättern nicht andere angegeben it, unter Zugrundlegung der Nenn- d Der Ermittlung de betriebwarmen Zutande werden die ungüntigten. im praktichen Einatz auftretenden Bedingungen zugrunde gelegt. (Erwärmung auf wärmeiolierender Unterlage ohne zuätzliche Kühlung.) Werden in der Praxi die Magnete auf einer gut wärmeleitenden Unterlage (z. B. Machinenbetten, Rahmenteile au Stahl, Blechchai uw.) montiert, o kann die Magnetkraft, inbeondere durch Anpaung der Erregerleitung der Wicklung an die jeweiligen Betriebverhältnie, erhöht werden. Ebenfall it eine Erhöhung der Magnetkraft möglich, wenn die Umgebungtemperatur tändig unter der Bezugtemperatur von +35 C liegt. Umgekehrt muß die elektriche Erregerleitung reduziert werden, wenn die Umgebungtemperatur tändig über +35 C liegt, wa mit einer Verminderung der Magnetkraft verbunden it. Alle diee Maßnahmen bedeuten Sonderauführungen, die nur unter genauer Angabe der jeweil vorhandenen Betriebbedingungen in Vereinbarung mit un möglich ind Die Bemeungmagnetkraft FM it die Magnetkraft, die zumeit für verchiedene Hübe in den Geräteblättern angegeben wird und für einen betimmten Hub und Strom auf den Gerätetypenchildern ercheint Die Hubkraft FH it die Magnetkraft, welche unter Berückichtigung der zugehörigen Komponente de Ankergewichte nach außen wirkt. (Bild ) von unten nach oben ziehend oder drückend FA FH FH = FM - FA Bild FA = ma g ma = Ankermae g = 9,81 m 10 m ² ² von oben nach unten ziehend oder drückend FA FH FH = FM + FA FH von unten nach oben chräg ziehend oder drückend α FA F A FH = FM - FA Die Haltekraft it die Magnetkraft in Hubendlage, alo bei Hub Die Rethaltekraft it die nach einer Auchaltung verbliebene Haltekraft Die Rücktellkraft it die nach einer Auchaltung zur Rückführung de Anker in die Hubanfanglage erforderliche Kraft. α FA F A = FA co α FM = Magnetkraft FH = Hubkraft FM 4

5 2.2 Hub Der Magnethub it der vom Anker zwichen Hubanfanglage und Hubendlage zurückgelegte Weg. 2.5 Hubarbeit Die Hubarbeit W it da Integral der Magnetkraft über dem Magnethub (Bild ) Die Hubanfanglage i it die Auganglage de Anker vor Beginn der Hubbewegung bzw. nach Beendigung der Rücktellung Die Hubendlage o (iehe auch Abziennullpunkt im Bild 2.3.1) it die im Gerät kontruktiv fetgelegte Stellung de Anker, die er infolge der elektromagnetichen Kraftwirkung einnimmt. 2.3 M agnetkraft-hub-kennlinie Man untercheidet grundätzlich drei verchiedene Arten von Kennlinien. (Bild 2.3.1): I. fallende Kennlinie II. waagrechte Kennlinie III. anteigende Kennlinie Bild Die Nennhubarbeit Wn, die in den Geräteblättern angegeben it, it, wenn nicht andere vermerkt, da Produkt au Nennmagnetkraft in Hubanfanglage und Magnethub (Bild ) F * \ Wn = Fm. Bild Die Magnetkraft-Hub-Kennlinien von MSM-Gleichtrom-Hubmagneten können durch entprechende Aubildung de Magnetytem geteuert werden. Am gebräuchlichten ind: Die anteigende Kennlinie beonder geeignet für Feder-Gegenkräfte und die waagrechte Kennlinie beonder geeignet für kontante Gegenkräfte. Die fallende Kennlinie it in der Regel nur in Sonderauführungen lieferbar. 2.4 Anpaung der M agnetkraft-hub-kennlinie an betim m te Hübe Durch beondere Anpaung der, die Magnetkraft-Hub-Kennlinie teuernden aktiven Magnetteile, können die Magnethübe ohne weentliche Veränderungen der Hubarbeit in relativ weite Grenzen angepaßt (verkürzt oder verlängert) werden. Da bedeutet bei einer Hubverkürzung eine Erhöhung der Magnetkraft, bei Hubverlängerung eine Reduzierung der Magnetkraft. (Beipiele iehe Bild 2.4.1) Bild Spannung. Strom. Leitung 3.1 Spannung und Strom o, S Spannung- und Stromangaben ind, ofern nicht andere angegeben, bei Gleichtrom arithmetiche Mittelwerte Die Nennpannung eine Hubmagneten it die Spannung, für die er augelegt it. Den in den Geräteblättern angegebenen Werten liegt, wenn nicht andere angegeben, eine Nennpannung von 24 V zugrunde. Bei anderen Nennpannungen können durch die unterchiedlichen Iolationanteile in den Erregerwicklungen Abweichungen von den angegebenen Magnetkräften, owohl nach oben (meit bei >24 V) al auch nach unten (meit bei < 24 V), auftreten Die Spannung Leiter - Erde it die Spannung, für welche die Iolation, die Kriech- und Lufttrecken bemeen ind. Al Nenniolationpannung (Bezugpannung) gelten die nach DIN VDE 0110/ Tabelle 1 folgenden Werte für Gleichpannung: 15 V, 36 V, 75 V, 150 V, 300 V, 450 V, 600 V.» -Gleichtrom-Hubmagnete ind, wenn nicht andere angegeben, bezüglich ihrer Spannung Leiter - Erde o augelegt, daß einer betimmten Spannung Leiter - Erde gleiche oder kleinere Nennpannungen zugeordnet ind Die dauernd zuläige Spannungänderung an Gleichtrom- Hubmagneten beträgt +6 % bi -1 0 % der Nennpannung. Bild Der Bem eungtrom it der Strom, der ich bei Nennpannung und einer Temperatur der Erregerwicklung von +20 C eintellt. Er kann durch Diviion der in den Geräteblättern angegebenen Nennleitung durch die Nennpannung ermittelt werden. 5

6 3.1.5 Der Prüftrom it der Strom, auf den ich die in den Geräteblättern genannten Magnetkraftwerte beziehen. Er ergibt ich au: IPr = 0,9 UN RW wobei UN die Nennpannung und RW der betriebwarme Widertand der Erregerwicklung bedeutet. 3.2 Leitung Die Nennleitung PN, die in den Geräteblättern angegeben it, bezieht ich auf die Nennpannung und den Bemeungtrom. Wenn nicht andere angegeben, wird hierbei eine Nennpannung von 24 V zugrunde gelegt. 4. Einchaltdauer, Spieldauer, Spielfolge, Betriebart, Arbeitpiel,Schaltzahl, Schalthäufigkeit und Nenn-Betriebarten 4.1 Die Einchaltdauer t5 it die Zeit, welche zwichen dem Einchalten und Auchalten de Strom liegt Auetzbetrieb (S 3) Einchaltdauer und tromloe Paue wecheln in regelmäßiger oder unregelmäßiger Folge, wobei die Pauen o kurz ind, daß ich da Gerät nicht auf eine Bezugtemperatur abkühlt. (Bild ) ϑ Bild ϑ ϑ Kurzzeitbetrieb (S 2) Die Einchaltdauer it o kurz, daß die Beharrungtemperatur nicht erreicht wird. Die tromloe Paue it o lange, daß ich da Gerät praktich auf die Bezugtemperatur abkühlt. (Bild ) ϑ23 t Leitung t Einchaltdauer t 5 Spieldauer tromloe Paue t 6 Zeit Bild Auwahl der Magnete für die verchiedenen Nennbetriebarten Bild Die tromloe Paue t6 it die Zeit, welche zwichen dem Auchalten und dem Wiedereinchalten de Strom liegt. 4.3 Die Spieldauer it die Summe au Einchaltdauer und tromloer Paue. 4.4 Die Spielfolge it eine einmalige oder periodich wiederkehrende Summierung von Spieldauern verchiedener Länge. 4.5 Die Betriebart (%) it da prozentuale Verhältni Einchaltdauer zu Spieldauer. Einchaltdauer % ED = 100 Spieldauer 4.6 Ein Arbeitpiel umfaßt einen volltändigen Ein- und Auchaltvorgang. 4.7 Die Schalthäufigkeit it die Anzahl der Arbeitpiele pro Stunde. 4.8 Nenn-Betriebarten Die verchiedenen Betriebarten, für die Gleichtrom-Hubmagnete augelegt werden können, ind: Dauerbetrieb (S 1) Die Einchaltdauer it o lange, daß die Beharrungtemperatur praktich erreicht wird. (Bild ) 5.1 Für den Dauerbetrieb (S 1) kann nur ein Magnet gewählt werden, deen Erregerwicklung für Dauereinchaltung = 100 % ED augelegt it. E it darauf zu achten, daß bei Dauereinchaltung über einen längeren Zeitraum der Magnet gelegentlich gechaltet wird, um ein Fetetzen der Funktionteile infolge Umwelteinwirkung (z. B. Schmutz, Feuchtigkeit...) zu vermeiden. 5.2 Für den Auetzbetrieb (S 3) können weentlich größere Leitungen und damit Magnetkräfte intalliert werden al bei Dauerbetrieb. Maßgebend für die zuläige zu intallierende Leitung it die relative Einchaltdauer, die Spieldauer und die thermiche Zeitkontante de Magneten. Vorzugwerte für die Spieldauer ind nach DIN VDE , 5, 10 und 30 Minuten. Vorzugwerte für die relative Einchaltdauer (% ED) ind 5, 15, 25, 40 %. Die in den Geräteblättern angegebenen Kraft-, Leitung-, Hubarbeitund Zeitwerte beziehen ich, ohne Rückichtnahme, auf eine Spieldauer von 5 Minuten (300 Sek.) Für diee Spieldauer ergeben ich folgende zuläige Maximalwerte für die Einchaltdauer: Relative Einchaltdauer (% ED) Zuläige maximale Einchaltdauer (Sek.) ϑ Bild ϑ23 t Wird die zuläige maximale Einchaltdauer überchritten, o it der Magnet für die nächthöhere relative Einchaltdauer zu wählen. Überchreitet die Einchaltdauer 120 Sek., o it der Magnet für die Dauereinchaltung = 100 % ED auzulegen. In beonder kritichen Fällen it e möglich, die intallierbare elektriche Leitung und damit die Magnetkraft für eine betimmte relative Einchaltdauer der jeweil vorliegenden Spieldauer und der gegebenen thermichen Zeitkontante de Magneten optimal anzupaen. In dieen Fällen bitten wir um Rückfrage. 6

7 5.3 Für den Kurzzeitbetrieb (S 2) können, ähnlich wie beim Auetzbetrieb, weentlich größere Leitungen intalliert und damit größere Magnetkräfte erreicht werden. Auch in dieen Fällen bitten wir um Rückfrage unter Angabe der genauen Betriebbedingungen. 6. Anzug- und Abfallzeiten und die Beeinflußmöglichkeiten der Anzugzeit U U - UM R RCU UM U = Nennpannung UM = Spannung am Magnet 6.1 Anzug- und Abfallzeiten Zur Erklärung der Anzug- und Abfallzeiten und ihrer Komponenten dient da Ozillogramm. (Bild 6.1) Bild Im Diagramm (Bild ) it annähernd die Verkürzung der Anzugzeit, die man durch diee Maßnahme erhält, angegeben. % t1 Bild 6.1 t11 t12 t Die Anzugzeit t1 it die Summe au Anprechverzug t11 und Hubzeit t12 (Zeitpunkt 0 bi Zeitpunkt 2): Der Anprechverzug t11 it die Zeit vom Einchalten de Strome (Zeitpunkt 0) bi zum Beginn der Ankerbewegung (Zeitpunkt 1). In dieer Zeit baut ich da Magnetfeld o weit auf, daß e die äußere Gegenkraft überwindet und den Anker in Bewegung etzt Die Hubzeit t12 it die Zeit vom Beginn der Ankerbewegung (Zeitpunkt 1) bi zum Erreichen der Hubendlage (Zeitpunkt 2) Die Abfallzeit t2 it die Summe au Abfallverzug t21 und Rücklaufzeit t22 (Zeitpunkt 3 bi Zeitpunkt 5) Der Abfallverzug t21 it die Zeit vom Auchalten de Strome (Zeitpunkt 3) bi zum Beginn der Rücklaufbewegung de Anker (Zeitpunkt 4). In dieer Zeit baut ich da Magnetfeld o weit ab, daß der Anker ich unter Einwirkung der äußeren Gegenkraft in Bewegung etzen kann Die Rücklaufzeit t22 it die Zeit vom Beginn der Rücklaufbewegung (Zeitpunkt 4) de Anker bi zum Erreichen der Hubanfanglage (Zeitpunkt 5) Die in der Lite angegebenen Werte der Anzug- und Abfallzeiten wurden nach DIN VDE 0580 in betriebwarmem Zutand, bei Nennpannung und bei 70 % der Bemeungmagnetkraft (Gewichtbelatung) ermittelt. 6.2 Die Beeinfluungmöglichkeiten der Anzugzeit Schnellerregung Durch die Reihenchaltung eine ohmchen Widertande und entprechende Erhöhung der Netzpannung (Bild ) wird die elektromagnetiche Zeitkontante de elektrichen Kreie vermindert und damit auch die Anzugzeit reduziert. t21 t2 t22 Bild Die Größe de Vorwidertande ergibt ich au dem ohmchen Erregerwicklungwidertand RCu durch die Beziehung: R = RCU Soll die Anzugzeit z. B. nur 70 % de Litenwerte betragen, dann muß die Netzpannung U = 2,6 UM ein. (Siehe Diagramm Bild ) Der Vorwidertand errechnet ich zu: 2,6 UM - UM R = RCU = 1,6 RCU UM Steht nur die Spannung U = UM zur Verfügung, dann it der Magnet für eine entprechend niedrigere Spannung auzulegen. In unerem Beipiel müßte die Erregerwicklung für eine Spannung: UM U M = = 0,384 UM 2,6 augelegt werden. Der ohmche Widertand beträgt dann R = 1,6 RCu Für RCU it der betriebwarme Widertand der Erregerwicklung einzuetzen. Er errechnet ich überchlagweie für die Ioliertoffklae B Darin bedeutet: U - UM UM RCu = 1,4 R20 U Um RCu = betriebwarmer Widertand der Erregerwicklung R20 = Widertand der Erregerwicklung bei Augangtemperatur von 20 C. 7

8 6.2.2 Übererregung Bei der Anzugzeitverkürzung durch Übererregung wird während der Anzugzeit durch Erhöhung der Spannung die Anzugleitung und damit die, die Anzugzeit betimmende, Magnetkraft erhöht. Je nach Höhe der Übererregungtemperatur bzw. der Anzugleitung können gravierende Anzugzeitverkürzungen erreicht werden. Folgende Schaltungen können angewendet werden: Vorwidertand mit Überbrückungchalter (Bild ) U, P Bild U, P t UN UV UM Bild Bild t Während de Anzugvorgange wird der Widertand RV durch den Schalter S überbrückt. Dadurch erhält der Magnet die volle Netzpannung. Ert nach Erreichen der Hubendlage, oder unmittelbar davor, wird der Schalter S geöffnet und die Spannung am Magneten durch den Spannungabfall am Vorwidertand auf UM reduziert. Der Schalter S kann owohl vom Magneten elbt al auch von einem zeitverzögerten Relai, oder elektronicher Schaltung, betätigt werden. U, I Bild Schalter wird durch Magnet betätigt Im Falle der Schalterbetätigung durch den Magneten (Bild ) muß der Schaltpunkt de Schalter ehr genau kurz vor Hubendlage eingetellt werden. Während bei Verwendung eine Zeitchalter zur Sicherheit eine poitive Überlappung der Übererregungzeit möglich it (iehe Bild ) und damit die Anordnung weentlich unempfindlicher wird. S Die Spannung am Vorwidertand R teigt entprechend der Kondenator-Ladepannung langam an und dementprechend fällt die Spannung am Magneten langam ab. Die Leitung in Abhängigkeit von der Zeit verläuft nach einer e-funktion, ie beitzt nicht, wie beim Umchalten bechrieben, eine Sprungfunktion. Entprechend hat die Erregerleitung für die Erregerwicklung anfänglich einen höheren und bereit während de Hubvorgange einen kleineren Wert. Trotzdem laen ich mit dieer Schaltung bei richtiger Aulegung de Kondenator kurze Anzugzeiten erreichen Tranformator-Anzapfung und Gleichrichter Durch hubabhängige oder zeitabhängige Umchalten de Schalter S von Anzugpannung auf Haltepannung wird derelbe Effekt erzielt wie mit Vorwidertand und Kurzchlußchalter, jedoch mit dem Vorteil, daß nicht o hohe Verlutwärme anfällt wie beim Vorwidertand. Der Nachteil liegt natürlich im Aufwand für den Tranformator und darin, daß die Schaltung nur auf olche Fälle bechränkt bleiben kann, in denen Wechelpannung zur Verfügung teht. U~ U, I Bild Vorwidertand mit Kondenator Schalter wird durch verzögerten Relaiantrieb betätigt S Bild Kapazitiver Widertand im Wecheltromkrei Bei gechloenem Schalter S erhält der Magnet die volle Anzugpannung. Wird der Schalter S entweder durch hubabhängige oder zeitabhängige Schalten geöffnet, o wird durch den kapazitiven Widertand de Kondenator C die am Magneten anliegende Spannung auf Haltepannung abgeenkt. Der Vorteil liegt darin, daß im kapazitiven Widertand de Kondenator C fat keine Verlutwärme anfällt und auch kein Tranformator erforderlich it. Für die Schaltung wird Wechelpannung benötigt. UN UV UM U~ c M Bild Bild

9 Anteuerung über elektroniche Schaltgerät Bei Befehlgabe durch Schalter S erfolgt die Anteuerung de Magneten mit hoher Anzugpannung, o daß während der Anzugphae eine hohe elektriche Leitung, die eine große Magnetkraft bewirkt, zur Verfügung teht. Dadurch wird die Anzugzeit entcheidend verkürzt. Für die anchließende Haltephae chaltet da Gerät nach einer Übererregungzeit auf eine niedrigere Haltepannung um, damit der Magnet nicht thermich überlatet wird. Bei Anwendung dieer Anteuerart ind Steuergeräte und Magnet unter Berückichtigung der Einatzbedingungen aufeinander abzutimmen. elektroniche Schaltgerät Nr. Ioliertoff- obere Grenz- Grenzüberklaen temperatur C temperatur K 1 Y A E B F H Tabelle U~ Bild Kühlungarten E ind folgende Kühlungarten zu untercheiden: a) Kühlung durch ruhende Umgebungluft b) Kühlung durch bewegte Umgebungluft c) Kühlung durch Wärmeleitung d) Kühlung durch beondere Kühlmittel 7. Temperaturen, Ioliertoffklaen und Kühlungarten 7.1 Temperaturen Die Umgebungtemperatur ϑ13 (in C) eine Geräte it die Durchchnitt-Temperatur an fetgelegten Stellen einer Umgebung, am Ende der Temperaturmeung Die Beharrungtemperatur ϑ23 (in C) eine Geräte oder eine Teile davon it die, bei Gleichheit zwichen zugeführter und abgeführter Wärme, auftretende Temperatur Die Bezugtemperatur ϑ11 (in C) it die Beharrungtemperatur im tromloen Zutand bei betimmunggemäßer Anwendung. Sie kann einen anderen Wert haben al die Umgebungtemperatur, z. B. beim Anbau eine Hubmagneten an einen vom betriebwarmen Öl durchfloenen Hydraulikchieber Die obere Grenztemperatur ϑ21 (in C) it die höchte für ein Gerät, oder eine Teile davon, zuläige Temperatur Die Übertemperatur Δ ϑ31 (in K) it der Unterchied zwichen der Temperatur de Geräte, oder eine Teile davon, und der Bezugtemperatur Die Endübertemperatur Δ ϑ32 (in K) it die Übertemperatur am Ende eine Erwärmungvorgange; ie it in den meiten Fällen die Beharrungübertemperatur Die Grenzübertemperatur Δ ϑ33 (in K) it der zuläige Höchtwert der Übertemperatur bei Nennbetriebbedingungen Die Heißpunktdifferenz Δ ϑ34 (in K) it der Unterchied zwichen der mittleren Wicklungtemperatur und der Temperatur an der heißeten Stelle der Wicklung. 7.2 Thermiche Klaen Die Ioliertoffe werden entprechend ihrer Dauertemperaturbetändigkeit in Ioliertoffklaen eingeteilt (iehe Tab ). Bei der Fetlegung der Grenzübertemperaturen wird für -Gleichtrom-Hubmagnete eine Bezugtemperatur von + 35 C und eine Heißpunktdifferenz von 5 K zugrunde gelegt. Die Erregerwicklungen der -Gleichtrom-Hubmagnete entprechen im allgemeinen der Ioliertoffklae B. Für beondere Betriebverhältnie können diee Magnete auch in Ioliertoffklae F und H gefertigt werden. In dieen Fällen bitten wir um Rückfrage. Bei der Betellung von Magneten bitten wir die entprechende Kühlungart anzugeben. 8. Prüfpannungen Zum Nachwei de Ioliervermögen von -Gleichtrom-Hubmagneten werden vor Verlaen de Werke ämtliche Magnete auf Spannungfetigkeit geprüft. 8.1 Art und Höhe der Prüfpannung (UP) Die Prüfung wird mit praktich inuförmiger Wechelpannung von 50 Hz vorgenommen. Ihre Höhe richtet ich nach der Spannung Leiter - Erde. U Leiter Erde (V) UN (V) bi 50 >50 <100 >100 <150 >150 <300 >300 <600 UP (V) Spannung Leiter - Erde. UN (V) = Nennpannung. UP (V) = Prüfpannung (Effektivwert der Wechelpannung, Überpannungkategorie III) Tabelle Durchführung der Spannungprüfung Die Spannungprüfung mit UP it zwichen der Erregerwicklung und den berührbaren Metallteilen de Geräte anzulegen. Sind mehrere elektrich getrennte Erregerwicklungen vorhanden, o ind alle diee Wicklungen gegeneinander owie gegen die berührbaren Metallteile auf Spannungfetigkeit zu prüfen. Die Prüfpannung wird in voller Höhe angelegt und ca. 1 Sek. am Prüfling belaen. Die Prüfung gilt al betanden, wenn weder Durchchlag noch Überchlag auftritt und die Ioliertoffe ich nicht merklich erwärmen. 8.3 Wiederholte Spannungprüfung Die bei der Werkprobe durchgeführte Spannungprüfung oll nach Möglichkeit nicht wiederholt werden. Eine auf beonderen Wunch etwa bei Abnahme durchzuführende zweite Prüfung darf nur mit 80 % der in der Tabelle angegebenen Werte vorgenommen werden. 9

10 9. Normale Betriebbedingungen -Gleichtrom-Hubmagnete ind für folgende normale Betriebbedingungen augelegt: 9.1 Die Umgebungtemperatur überchreitet nicht 40 C und ihr Mittelwert über eine Dauer von 24 Stunden nicht über 35 C. Die untere Grenze für die Umgebungtemperatur it 5 C. 9.2 Die Höhenlage de Verwendungorte beträgt nicht mehr al 1000 m über dem Meerepiegel. 9.3 Die Umgebungluft oll nicht weentlich durch Staub, Rauch, aggreive Gae und Dämpfe oder Salzgehalt verunreinigt ein. 9.4 Die relative Feuchtigkeit der Umgebungluft oll 50 % bei 40 C nicht überchreiten. Bei geringeren Temperaturen kann eine höhere Luftfeuchtigkeit zugelaen werden, z. B. 90 % bei 20 C. Auf gelegentlich auftretende mäßige Kondenwaerbildung it Rückicht zu nehmen. 9.5 Bei Auftellung der Geräte ind unere Einbau-Richtlinien zu beachten. 9.6 Treten in der Praxi Abweichungen von dieen normalen Betriebbedingungen auf, o müen entprechende Maßnahmen, wie höhere Schutzart, Spezialoberflächenchutz uw. getroffen werden. In olchen Fällen bitten wir unter Angabe der vorliegenden Betriebbedingungen um Rückfrage. 9.7 Werden die Geräte mit Dauereinchaltung betrieben, o it die erhöhte Oberflächentemperatur zu beachten. 10. Lebendauer Die Geräte-Lebendauer und die Lebendauer der Verchleißteile elektromagneticher Geräte it nicht nur von der Bauart, ondern in tarkem Maße von äußeren Bedingungen wie Einbaulage, Art und Höhe der Belatung abhängig. Dehalb müen Auagen über die Lebendauer der Vereinbarung zwichen dem Kunden und überlaen bleiben. 11. Anchluß der Gleichtrom Hubmagnete 11.1 Gleichpannunganchluß (Bild ) 12. Hinwei auf die Beeitigung der Abchaltüberpannung und Funkenlöchung 12.1 Beeitigung von Abchaltüberpannungen Die Induktivität, mit der ein Gleichtrom-Hubmagnet behaftet it, veruracht beonder bei den größeren Magneten hohe Abchaltüberpannungen, die zum Durchchlagen der elektrichen Iolation führen können. E werden folgende Maßnahmen zu ihrer Bedämpfung empfohlen: Bedämpfung durch ohmchen Widertand (Bild ) Bild u- R p R20 Rp = Parallelwidertand R20 = Widertand der Erregerwicklung bei Bezugtemperatur +20 C. Durch den Parallelwidertand R wird die Abchaltüberpannung auf den Wert R P UÜ = U R 20 begrenzt. Die Abfallzeit it bei dieer Schaltanordnung chwach verzögert Bedämpfung durch Varitoren (pannungabhängige Widertände) (Bild ) u- v R20 U Bild Bild Wechelpannunganchluß (Bild ) Steht keine Gleichpannung zur Verfügung, o erfolgt der Anchluß de Gleichtrommagneten über einen Gleichrichter, zumeit in Brückenchaltung. E können owohl Selen- al auch Silizium-Gleichrichter Verwendung finden. U ~ + Der Varitor V wird o augelegt, daß er bei der Nennpannung U einen ehr hohen Widertand beitzt und omit bei gechloenem Schalter S nur einen kleinen Strom führt. Der Widertand de Varitor verringert ich aber erheblich beim Auftreten der Abchaltüberpannung, wodurch diee gedämpft wird. Die Abfallzeit it kaum merklich verzögert Bedämpfung durch den Netzgleichrichter (Bild ) Bild u~ Beträgt die Netzpannung ~ 230 V, o muß der Gleichtrommagnet bei Verwendung von Silizium-Gleichrichtern für 205 V augelegt werden. Silizium-Gleichrichter werden von un auch in Einheit mit dem Gleichtrommagneten geliefert, und zwar meit in den Klemmkaten de jeweiligen Magneten eingebaut. Soweit diee in den Litenblättern nicht zum Audruck kommt, bitten wir bei Bedarf um Rückfrage. Bild Beim wecheltromeitigen Schalten wird die Abchaltüberpannung volltändig gedämpft, jedoch it der Ankerabfall ehr tark verzögert. 10

11 12.2 Funkenlöchung Die hohe Abchaltüberpannung veruracht bei den verwendeten Schaltern, ofern keine Funkenlöchmittel vorgeehen ind, Lichtbogen und omit Abbrand der Kontakte und Materialwanderung. Da gebräuchlichte Funkenlöchmittel it die Funkenlöchung mittel Varitoren und RC-Glied. (Bild ) u c RC v d) Betriebart (% ED) oder Einchaltzeit und Auchaltzeit bei jeder Schaltung oder Spielfolge e) Schalthäufigkeit (Schaltungen pro Stunde) f ) Betriebtunden täglich g) Verwendungart bzw. Anordnung und nähere Angaben über die Einbauverhältnie h) Angaben über Betriebbedingungen, wie Bezugtemperatur, Bechaffenheit der Umgebungluft, Angaben über vorzuehende Schutzarten (z. B. Schwallwaer, Spritzwaer, tarker Staubanfall uw.) 15. Einbau-Richtlinien für -Gleichtrom-Hubmagnete Bild Mit dem Varitor V wird die Abchaltüberpannung auf die Spitzenpannung de verwendeten Kondenator gedämpft. Da RC-Glied, da parallel zum Schaltkontakt liegt, bewirkt, daß die am Kontakt auftretende Spannung die Lichtbogen-Mindetpannung nicht überchreitet, wodurch ein Lichtbogen icher vermieden wird. 13. Elektromagnetiche Zeitkontante ( τ ) und Induktivitäten Zur Betimmung der Induktivitäten der Gleichtrom-Hochleitung- Hubmagnete ind in den Liten die elektromagnetichen Zeitkontanten in Hubanfanglage de Anker gegeben. Au dieen Zeitkontanten können für die verchiedenen Betriebarten und Netzpannungen die Induktivitäten nach folgendem Beipiel betimmt werden: Gegeben: Magnettyp G TC A 070K ED = 100 % Nennpannung = 180 V Geucht: Induktivität L1 (H) in Hubanfanglage de Anker Induktivität L2 (H) in Hubendlage de Anker Löung: Nennleitung au Lite: PN = 33 W Au der Nennleitung ergibt ich der Widertand der Erregerwicklung zu: R = U ² = 180 ² = 980 Ω P N 33 Induktivität in Hubanfanglage L1 = τ1 x R = 31 x 10-3 x 980 = 30,4 (H) Induktivität in Hubendlage L2 = τ2 x R = 35 x 10-3 x 980 = 34,3 (H) E it darauf zu achten, daß bei dieer Rechnung die Zeitkontanten in Sekunden eingeetzt werden, d. h. die in der Lite genannten Werte der Zeitkontanten müen mit 10-3 multipliziert werden. 14. Betellangaben für Gleichtrom-Hubmagnete a) Typ b) Spannung c) Hub und Magnetkraft F owie gewünchte Magnetkraft- Hub-Kennlinie 15.1 Arbeitlage -Gleichtrom-Hubmagnete können in beliebiger Einbaulage eingeetzt werden. E it im Interee der Lagerlebendauer darauf zu achten, daß die Kräfte in axialer Richtung abgenommen werden Einbau Der Magnetanker it mit dem zu betätigenden Machinenteil durch Lachen oder Gabelkopf nicht tarr, ondern gelenkig mit alleitigem Spiel zu verbinden Inbetriebetzung Die Anchlußpannung muß mit der Nennpannung, welche auf dem Leitungchild angegeben it, übereintimmen. Magnete ind keine verwendungfertigen Geräte im Sinn der DIN VDE Der Anwender hat die in der DIN VDE 0580 bechriebenen Anforderungen und Schutzmaßnahmen zu beachten Äußere Gegenkräfte Alle Magnete ollen mindeten zu 2/3 ihrer Magnetkraft augenützt werden. Dadurch wird mit Sicherheit da Kleben de Anker vermieden. Hat der Magnet äußere Federkräfte zu überwinden, dann it der Magnet o auzuwählen, daß die Federkennlinie der Magnetkraft- Hub-Kennlinie angepaßt it Abicherung Die Stromaufnahme in Amp. errechnet ich nach P I = U P = Nennleitung (W), U = Nennpannung (V) Nach der ermittelten Stromtärke kann die entprechende Sicherung gewählt werden Spannungabfall und Leitungquerchnitt Den Magneten müen die erforderlichen Nennpannungen zugeführt werden. Der Spannungabfall oll bei der Leitungverlegung durch richtige Querchnittbemeung der Leitungen in engen Grenzen gehalten werden (normal bi 5 %) Fremde Eingriffe oder Veränderungen Jede Veränderung, z. B. Anbohren de Magnetkörper, Einetzen von anderen Drucktangen uw., kann zu Funktiontörungen de Magneten (z. B. Bechädigung der Spule) führen. In olchen Fällen übernehmen wir keine Garantie. 11

12 15.8 Hinweie zu den technichen Harmoniierungrichtlinien innerhalb de europäichen Binnenmarkte. Elektromagnete diee Produktbereiche werden der Niederpannunglinie 73/23 EWG zugeordnet. Zur Gewährleitung der Schutzziele dieer Verordnung werden die Produkte nach gültiger DIN VDE 0580 gefertigt und geprüft. Die gilt gleichzeitig al Konformitäterklärung de Herteller. Hinwei zur EMV-Richtlinie 89/336 EWG Elektromagnete fallen nicht unter den Geltungbereich der EMV-Richtlinie, da ie im Sinne der Richtlinie keine elektromagnetichen Störungen auenden und deren Betrieb auch nicht durch elektromagnetiche Störungen beeinträchtigt wird. Die Einhaltung der EMV-Richtlinie it dehalb vom Anwender durch entprechende Bechaltung icherzutellen. - Techniche Erläuterungen G XX G XX E G XX 2. Zuatz G XX V W XX P XX H XX D XX Y XX Gleichtrom-Hubmagnete Betätigungmagnete in exploiongechützter Auführung Gleichtrom-Proportionalmagnete Gleichtrom-Verriegelungeinheiten Wecheltrom-Hubmagnete Gleich- oder Wecheltrom- Ventilmagnete für Pneumatik Gleich- oder Wecheltrom- Steuermagnete für Hydraulik Drehtrom-Hubmagnete Schwingmagnete /01 S