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SINAMICS S120 Motori Torque completi 1FW3

SINAMICS

Manuale di progettazione · 08/2009

Motori Torque completi 1FW3

SINAMICS S120

s

Prefazione

Descrizione del motore

1

Progettazione

2

Caratteristiche meccaniche dei motori

3

Dati tecnici e curve caratteristiche

4

Componenti del motore

5

Tecnica di collegamento

6

Avvertenze sull'uso dei motori

7

Appendice

A

SINAMICS S120

Motori Torque completi 1FW3

Manuale di progettazione

08/2009 (PKTS) 6SN1197-0AD70-0CP4

Avvertenze di legge Concetto di segnaletica di avvertimento

Questo manuale contiene delle norme di sicurezza che devono essere rispettate per salvaguardare l'incolumità personale e per evitare danni materiali. Le indicazioni da rispettare per garantire la sicurezza personale sono evidenziate da un simbolo a forma di triangolo mentre quelle per evitare danni materiali non sono precedute dal triangolo. Gli avvisi di pericolo sono rappresentati come segue e segnalano in ordine descrescente i diversi livelli di rischio.

PERICOLO questo simbolo indica che la mancata osservanza delle opportune misure di sicurezza provoca la morte o gravi lesioni fisiche.

AVVERTENZA il simbolo indica che la mancata osservanza delle relative misure di sicurezza può causare la morte o gravi lesioni fisiche.

CAUTELA con il triangolo di pericolo indica che la mancata osservanza delle relative misure di sicurezza può causare lesioni fisiche non gravi.

CAUTELA senza triangolo di pericolo indica che la mancata osservanza delle relative misure di sicurezza può causare danni materiali.

ATTENZIONE indica che, se non vengono rispettate le relative misure di sicurezza, possono subentrare condizioni o conseguenze indesiderate.

Nel caso in cui ci siano più livelli di rischio l'avviso di pericolo segnala sempre quello più elevato. Se in un avviso di pericolo si richiama l'attenzione con il triangolo sul rischio di lesioni alle persone, può anche essere contemporaneamente segnalato il rischio di possibili danni materiali.

Personale qualificato Il prodotto/sistema oggetto di questa documentazione può essere adoperato solo da personale qualificato per il rispettivo compito assegnato nel rispetto della documentazione relativa al compito, specialmente delle avvertenze di sicurezza e delle precauzioni in essa contenute. Il personale qualificato, in virtù della sua formazione ed esperienza, è in grado di riconoscere i rischi legati all'impiego di questi prodotti/sistemi e di evitare possibili pericoli.

Uso conforme alle prescrizioni di prodotti Siemens Si prega di tener presente quanto segue:

AVVERTENZA I prodotti Siemens devono essere utilizzati solo per i casi d’impiego previsti nel catalogo e nella rispettiva documentazione tecnica. Qualora vengano impiegati prodotti o componenti di terzi, questi devono essere consigliati oppure approvati da Siemens. Il funzionamento corretto e sicuro dei prodotti presuppone un trasporto, un magazzinaggio, un’installazione, un montaggio, una messa in servizio, un utilizzo e una manutenzione appropriati e a regola d’arte. Devono essere rispettate le condizioni ambientali consentite. Devono essere osservate le avvertenze contenute nella rispettiva documentazione.

Marchio di prodotto Tutti i nomi di prodotto contrassegnati con ® sono marchi registrati della Siemens AG. Gli altri nomi di prodotto citati in questo manuale possono essere dei marchi il cui utilizzo da parte di terzi per i propri scopi può violare i diritti dei proprietari.

Esclusione di responsabilità Abbiamo controllato che il contenuto di questa documentazione corrisponda all'hardware e al software descritti. Non potendo comunque escludere eventuali differenze, non possiamo garantire una concordanza perfetta. Il contenuto di questa documentazione viene tuttavia verificato periodicamente e le eventuali correzioni o modifiche vengono inserite nelle successive edizioni.

Siemens AG Industry Sector Postfach 48 48 90026 NÜRNBERG GERMANIA

N. di ordinazione documentazione: 6SN1197-0AD70-0CP4 09/2009

Copyright © Siemens AG 2009. Con riserva di eventuali modifiche tecniche

Motori Torque completi 1FW3 Manuale di progettazione, 08/2009 (PKTS), 6SN1197-0AD70-0CP4 5

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Informazioni sulla documentazione All'indirizzo Internet http://www.siemens.com/motioncontrol/docu sono riportate informazioni sui seguenti argomenti: Ordinazione della documentazione

In questa sezione si trova una panoramica aggiornata delle pubblicazioni. Download della documentazione

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Documentation Manager (MDM), vedere http://www.siemens.com/mdm My Documentation Manager dispone di una serie di funzioni che consentono di creare la propria documentazione relativa alla macchina.

Formazione e FAQ Per informazioni sull'offerta di corsi di formazione e sulle FAQ (Frequently Asked Questions), selezionare il relativo link indicato nella colonna laterale.

Destinatari Pianificatori e progettisti

Uso Il Manuale di progettazione è di supporto nella scelta dei motori, nel calcolo dei componenti dell'azionamento, nella scelta degli accessori necessari e delle opzioni di potenza della rete e del motore.

Configurazione standard L'insieme delle funzionalità descritte nella presente documentazione può discostarsi dalle funzionalità presenti nel sistema di azionamento fornito. Il sistema di azionamento può contenere altre funzioni oltre a quelle descritte in questo manuale. Ciò non costituisce però obbligo di implementazione di tali funzioni in caso di nuove forniture o di assistenza tecnica. Eventuali integrazioni o le modifiche apportate dal costruttore della macchina vengono documentate dello stesso. Inoltre, per motivi di chiarezza, questa documentazione non riporta tutte le informazioni dettagliate relative alle varie esecuzioni del prodotto e non può nemmeno prendere in considerazione e trattare ogni possibile caso di montaggio, funzionamento e manutenzione.

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Motori Torque completi 1FW3 6 Manuale di progettazione, 08/2009 (PKTS), 6SN1197-0AD70-0CP4

Domande sulla documentazione Per domande relative alla documentazione tecnica (ad es. suggerimenti, correzioni) si prega di inviare un fax o una e-mail al seguente indirizzo: Fax +49 (0) 9131 / 98-2176 E-mail mailto: [email protected]

In appendice al presente documento è disponibile un modello fax.

Informazioni relative al prodotto http://www.siemens.com/sinamics

Dichiarazioni di conformità CE La dichiarazione di conformità CE relativa alle direttive sulla bassa tensione è disponibile/reperibile in Internet:

http://support.automation.siemens.com con l'ID 22383669 oppure presso la filiale Siemens di zona

mailto:[email protected]

http://www.siemens.com/sinamics

http://support.automation.siemens.com

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Avvertenze di pericolo

PERICOLO La messa in servizio non è consentita fino a quando non è stato accertato che la macchina sulla quale devono essere installati i componenti descritti nel presente manuale è conforme alle disposizioni della direttiva macchine CE. La messa in servizio delle apparecchiature SINAMICS e dei motori può essere eseguita solo da personale adeguatamente qualificato. Questo personale deve tenere in considerazione la relativa documentazione tecnica inerente il prodotto e deve conoscere e rispettare le avvertenze di pericolo indicate. Durante il funzionamento di apparecchiature e motori elettrici, i circuiti elettrici che si trovano sotto tensione costituiscono una fonte di pericolo. Tutti i lavori sull'impianto elettrico devono avvenire in assenza di tensione. Nel funzionamento degli impianti è possibile che si verifichino movimenti pericolosi degli assi. Il collegamento di apparecchiature SINAMICS con motori sincroni alla rete di alimentazione tramite dispositivi di protezione (RCD) per le dispersioni di corrente (FI) è ammesso solo se la compatibilità delle apparecchiature con il dispositivo di protezione FI è comprovata secondo la norma EN 50178, cap. 5.2.11.2. I motori sono omologati, insieme al sistema di azionamento, per operare su reti TN e TT con centro stella messo a terra e su reti IT. Nel funzionamento su reti IT la comparsa di un primo errore tra una parte attiva e la terra deve essere segnalata da un dispositivo di monitoraggio. La norma IEC 60364-4-41 raccomanda di fare il possibile per eliminare al più presto il primo errore. Nelle reti con conduttore esterno messo a terra occorre inserire un trasformatore di isolamento con centro stella messo a terra (lato secondario) tra rete e sistema di azionamento, in modo da evitare sollecitazioni non ammesse dell'isolamento del motore. Dal momento che prevalgono le reti TT con conduttore di linea messo a terra, è necessario impiegare un trasformatore di isolamento.

AVVERTENZA Nel caso dei motori 1FW3, sui collegamenti dei motori è presente tensione quando il rotore è in rotazione (presenza di magneti permanenti). In base al tipo di motore la tensione può raggiungere anche i 1000 V. Per un funzionamento ottimale e sicuro di queste apparecchiature e dei relativi motori è essenziale che il trasporto, l'immagazzinaggio, l'installazione e il montaggio siano stati eseguiti con la cura necessaria. Per l'esecuzione di varianti speciali per le apparecchiature e i motori è necessario fare riferimento alle indicazioni riportate nei cataloghi e nelle offerte. Oltre alle avvertenze di pericolo contenute nella documentazione tecnica fornita, vanno tenute presenti anche le normative nazionali, locali e le prescrizioni relative all'impianto.

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CAUTELA La temperatura sulla superficie esterna dei motori può superare +100 °C. Per questo motivo componenti termosensibili quali ad es. cavi o componenti elettronici non devono trovarsi nelle immediate vicinanze del motore o essere fissati allo stesso. Nel montaggio occorre prestare attenzione affinché i cavi di collegamento – non siano danneggiati – non vengano posti in trazione e – non vengano agganciati da parti in movimento.

CAUTELA Il collegamento dei motori va eseguito sulla base delle istruzioni operative. Non è consentito il collegamento diretto dei motori alla rete in corrente trifase perché questo potrebbe distruggere i motori. Le apparecchiature SINAMICS e i motori sincroni vengono sottoposti, durante la prova individuale, a una prova dielettrica. Durante la prova dielettrica degli equipaggiamenti elettrici di macchine industriali secondo la norma EN 60204-1, paragrafo 19.4, è necessario scollegare/estrarre tutti i connettori delle apparecchiature SINAMICS per evitare di danneggiare queste ultime.

CAUTELA L'interfaccia DRIVE-CLiQ contiene dati specifici sul motore e sull'encoder, oltre a una targhetta elettronica del tipo; pertanto questo Sensor Module può essere installato solo su un motore originale e non su altri motori e non può essere sostituito con Sensor Module di altri motori. L'interfaccia DRIVE-CLiQ è a diretto contatto con componenti sensibili alle cariche elettrostatiche (ESD). I collegamenti non devono venire a contatto con le mani o con utensili che siano caricati elettrostaticamente.

Nota Le apparecchiature SINAMICS con motori sincroni, in condizioni adeguate di esercizio e in ambienti operativi asciutti, soddisfano la direttiva sulle basse tensioni. Le apparecchiature SINAMICS con motori soddisfano la direttiva EMC per le configurazioni indicate nella relativa dichiarazione di conformità CE.

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Avvertenze ESD e campi elettromagnetici

CAUTELA Elecrostatic Sensitive Devices (ESD) sono componenti singoli, circuiti integrati o schede che possono essere danneggiati da campi o scariche elettrostatiche. Manipolazione - prescrizioni per i componenti ESD: Lavorando con componenti elettronici è indispensabile provvedere ad una buona messa a terra della persona, della stazione di lavoro e dell'imballaggio! I componenti elettronici devono essere manipolati solo in aree ESD con pavimentazione dotata di ottima conducibilità se il personale – indossa l'apposito bracciale ESD messo a terra e – porta scarpe ESD o gli appositi nastri ESD per la messa a terra delle scarpe. Il contatto con componenti elettronici va comunque evitato se non strettamente indispensabile. I componenti elettronici non devono venire a contatto con elementi in plastica e indumenti con parti in plastica. Le schede elettroniche possono essere depositate solo su ripiani dotati di ottima conducibilità (tavoli con rivestimento ESD, gommapiuma ESD con ottima conducibilità, buste ESD per l'imballo, contenitori ESD per il trasporto). Le schede elettroniche non devono essere collocate nelle vicinanze di videoterminali, monitor o televisori. Distanza dallo schermo > 10 cm). Sulle schede elettroniche si possono eseguire misure se – l'apparecchio di misura è messo a terra (p. es. tramite apposito conduttore di terra) oppure – prima della misura, nel caso di apparecchi di misura non messi a terra, il puntale di misura viene messo per breve tempo a terra (p. es. toccando una parte non verniciata della custodia dell'apparecchiatura di comando).

PERICOLO I campi elettrici, magnetici ed elettromagnetici che si manifestano in condizioni di esercizio nelle immediate vicinanze del prodotto possono essere pericolosi per portatori di pacemaker, impianti o simili. Gli addetti alla macchina o all'impianto e le persone che vengono a trovarsi in prossimità del prodotto devono rispettare le norme e le direttive pertinenti! Nello spazio economico europeo si tratta in particolare della direttiva CEM 2004/40/CE, norme EN 12198-1 ... 12198-3, mentre nella Repubblica Federale Tedesca vigono le norme antinfortunistiche dell'associazione professionale BGV 11 con il relativo regolamento BGR 11 "Campi elettromagnetici". Inoltre si deve effettuare un'analisi dei rischi di ogni posto di lavoro, stilare e applicare le misure cautelari per ridurre i pericoli e i rischi per le persone, nonché definire e rispettare le aree a rischio di esplosione e quelle pericolose.

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Avvertenza sui prodotti di terze parti

ATTENZIONE Questo stampato contiene raccomandazioni su prodotti di terze parti. Si tratta di prodotti di altri fornitori, di cui conosciamo l'idoneità di massima. Naturalmente si possono utilizzare prodotti di ulteriori fornitori con caratteristiche analoghe. Le nostre indicazioni devono essere intese come informazione e non come prescrizione. Siemens non si assume alcuna responsabilità per la qualità dei prodotti di terze parti.

Compatibilità ambientale Aspetti ambientali nello sviluppo

Nella scelta dei componenti di fornitori esterni la compatibilità ambientale è stata un criterio essenziale. Particolare importanza è stata attribuita alla riduzione del volume, della massa e della varietà di tipi di parti metalliche e in plastica. Può essere esclusa una compromissione dell'impregnazione della vernice (test)

Aspetti ambientali nella produzione Il trasporto dei componenti di fornitori esterni e dei prodotti avviene prevalentemente in imballi riutilizzabili. Non è necessario prevedere trasporti per merci pericolose. Il materiale di imballaggio è costituito principalmente da cartonaggi conformi alla direttiva sugli imballaggi 94/62/CE. Il consumo energetico nella fase di produzione è stato ottimizzato. La produzione è esente da emissioni.

Aspetti ambientali nello smaltimento Lo smaltimento dei motori deve avvenire nel rispetto delle prescrizioni nazionali e locali relative al normale processo di materiali oppure restituendoli al costruttore. Durante lo smaltimento occorre osservare quanto segue: Trattare l'olio secondo la normativa sugli olii esausti (ad es. olio per trasmissione per accoppiamento riduttori) Non miscelare con solvente, detergenti a freddo o residui di vernice Separare i componenti per il riciclaggio in base a: – rottami elettronici (ad es. elettronica del trasduttore, moduli sensori) – rottame ferroso – alluminio – metalli verniciati (ruote di ingranaggi, avvolgimenti di motori)

Prefazione


Rischi residui di Power Drive System Nell'ambito della valutazione dei rischi della macchina, da eseguire conformemente alla direttiva macchine CE, il costruttore della macchina deve considerare i seguenti rischi residui derivanti dai componenti per il controllo e l'azionamento di un Power Drive System (PDS). 1. Movimenti indesiderati di parti della macchina motorizzate durante la messa in servizio, il

funzionamento, la manutenzione e la riparazione, dovuti ad esempio a – Errori hardware e/o software nei sensori, nel controllo, negli attuatori e nella tecnica di

collegamento – Tempi di reazione del controllo e dell'azionamento – Funzionamento e/o condizioni ambientali esterni alla specifica – Errori durante la parametrizzazione, la programmazione, il cablaggio e il montaggio – Utilizzo di apparecchiature radio / telefoni cellulari nelle immediate vicinanze del

controllo – Influenze esterne / danneggiamenti.

2. Temperature eccezionali nonché emissioni di luce, rumori, particelle e gas, dovuti ad esempio a – Guasto a componenti – Errore software – Funzionamento e/o condizioni ambientali esterni alla specifica – Influenze esterne / danneggiamenti.

3. Tensioni di contatto pericolose, ad esempio dovute a – Guasto a componenti – Influenza in caso di cariche elettrostatiche – Induzione di tensioni con motori in movimento – Funzionamento e/o condizioni ambientali esterni alla specifica – Condensa / imbrattamenti conduttivi – Influenze esterne / danneggiamenti

4. Campi elettrici, magnetici ed elettromagnetici in condizioni di esercizio che ad es. possono essere pericolosi per portatori di pacemaker, impianti od oggetti metallici in caso di distanza insufficiente.

5. Rilascio di sostanze ed emissioni dannose per l'ambiente in caso di utilizzo non appropriato e/o smaltimento non corretto dei componenti.

Per ulteriori informazioni sui rischi residui derivanti dai componenti del PDS, consultare la Documentazione tecnica per l'utente ai capitoli relativi.

Prefazione



Indice del contenuto

Prefazione ................................................................................................................................................. 5 1 Descrizione del motore ............................................................................................................................ 17

1.1 Proprietà.......................................................................................................................................17 1.2 Prospetto delle coppie .................................................................................................................19 1.3 Caratteristiche tecniche ...............................................................................................................20 1.4 Dati tecnici....................................................................................................................................21 1.5 Indicazioni sulla targhetta dei dati tecnici (targhetta identificativa)..............................................25 1.6 Codice di ordinazione ..................................................................................................................26

2 Progettazione .......................................................................................................................................... 27 2.1 Software di progettazione ............................................................................................................27 2.1.1 Tool di progettazione SIZER........................................................................................................27 2.1.2 Software di azionamento/di messa in servizio STARTER...........................................................29 2.2 Procedura di progettazione..........................................................................................................30 2.3 Dimensionamento ........................................................................................................................31 2.3.1 1. Chiarimenti sul tipo di azionamento.........................................................................................31 2.3.2 2. Definizione delle condizioni al contorno e integrazione nell'automazione...............................32 2.3.3 3. Definizione della condizione di carico, calcolo della coppia max. di carico, definizione

del motore ....................................................................................................................................33 3 Caratteristiche meccaniche dei motori ..................................................................................................... 41

3.1 Raffreddamento ...........................................................................................................................41 3.1.1 Circuito di raffreddamento............................................................................................................41 3.1.2 Progettazione del circuito di raffreddamento ...............................................................................44 3.1.3 Refrigerante .................................................................................................................................48 3.1.4 Raccordo del refrigerante ............................................................................................................50 3.2 Grado di protezione .....................................................................................................................51 3.3 Esecuzione del cuscinetto ...........................................................................................................51 3.4 Forze radiali e forze assiali ..........................................................................................................53 3.5 Estremità d'albero ........................................................................................................................57 3.6 Copertura dell'albero....................................................................................................................57 3.7 Grado di vibrazione......................................................................................................................57 3.8 Rapporto di trasmissione .............................................................................................................58 3.9 Verniciatura ..................................................................................................................................58

4 Dati tecnici e curve caratteristiche ........................................................................................................... 59 4.1 Curve caratteristiche coppia-numero di giri .................................................................................65 4.1.1 Altezza d'asse 150.......................................................................................................................66 4.1.2 Altezza d'asse 200.......................................................................................................................96 4.1.3 Altezza d'asse 280, High Torque ...............................................................................................132



4.1.4 Altezza d'asse 280, High Speed ............................................................................................... 148 4.2 Disegni quotati .......................................................................................................................... 164 4.2.1 Montaggio encoder mediante cinghia dentata.......................................................................... 166 4.2.2 Montaggio coassiale dell'encoder ............................................................................................. 169 4.2.3 Senza encoder .......................................................................................................................... 172 4.2.4 DE senza cuscinetto ................................................................................................................. 175

5 Componenti del motore ......................................................................................................................... 177 5.1 Protezione termica del motore .................................................................................................. 177 5.2 Encoder (opzionale) .................................................................................................................. 180 5.2.1 Collegamento trasduttore per motori con interfaccia DRIVE-CLiQ .......................................... 183 5.2.2 Collegamento trasduttore per motori senza interfaccia DRIVE-CLiQ....................................... 183 5.2.3 Encoder incrementale sin/cos 1 Vpp ........................................................................................ 184 5.2.4 Encoder assoluto ...................................................................................................................... 186 5.2.5 Resolver multipolare ................................................................................................................. 188 5.2.6 Esecuzione motore senza encoder........................................................................................... 189 5.3 Resistenze di frenatura (funzione di frenatura mediante cortocircuito dell'armatura) .............. 190 5.3.1 Descrizione delle funzioni ......................................................................................................... 190 5.3.2 Dimensionamento delle resistenze di frenatura........................................................................ 193

6 Tecnica di collegamento ........................................................................................................................ 197 6.1 Periferia di azionamento SINAMICS......................................................................................... 197 6.2 Collegamento di potenza .......................................................................................................... 198 6.3 Collegamento del segnale......................................................................................................... 201 6.4 Capacità torsionale dei connettori sul motore........................................................................... 203 6.5 Avvertenze per il collegamento................................................................................................. 204 6.6 Posa dei cavi in ambienti umidi................................................................................................. 207

7 Avvertenze sull'uso dei motori ............................................................................................................... 209 7.1 Volume di fornitura .................................................................................................................... 209 7.2 Trasporto................................................................................................................................... 210 7.3 Immagazzinaggio ...................................................................................................................... 211 7.4 Montaggio.................................................................................................................................. 212 7.4.1 Avvertenze di pericolo per il montaggio .................................................................................... 212 7.4.2 Sommario delle possibilità di montaggio................................................................................... 213 7.4.3 Esempi di possibilità di montaggio............................................................................................ 215 7.4.4 Montaggio della struttura del motore ........................................................................................ 217 7.4.5 Fissaggio e istruzioni di montaggio........................................................................................... 218 7.4.6 Frequenze proprie di montaggio ............................................................................................... 218 7.4.7 Resistenza alle vibrazioni.......................................................................................................... 219 7.4.8 Sistemi di bloccaggio ................................................................................................................ 220 7.4.8.1 Sistemi a serraggio esterno per il serraggio di alberi macchina ............................................... 221 7.4.8.2 Sistemi a serraggio interno per il serraggio di alberi macchina ................................................ 222 7.4.8.3 Soluzione con variante senza cuscinetto DE............................................................................ 224 7.5 Messa in servizio....................................................................................................................... 225 7.5.1 Provvedimenti prima della messa in servizio ............................................................................ 225 7.5.2 Esecuzione del ciclo di prova.................................................................................................... 227 7.5.3 Verifica della resistenza di isolamento...................................................................................... 227 7.5.4 Inserzione.................................................................................................................................. 229



7.6 Esercizio.....................................................................................................................................230 7.6.1 Pause di esercizio......................................................................................................................231 7.6.2 Spegnimento..............................................................................................................................232 7.6.3 Anomalie ....................................................................................................................................232 7.7 Manutenzione.............................................................................................................................234 7.7.1 Avvertenze di sicurezza .............................................................................................................234 7.7.2 Manutenzione ordinaria .............................................................................................................235 7.7.3 Lubrificazione.............................................................................................................................235 7.8 Messa fuori servizio e smaltimento............................................................................................236 7.8.1 Smaltimento ...............................................................................................................................236 7.8.2 Smaltimento ...............................................................................................................................237

A Appendice.............................................................................................................................................. 239 A.1 Definizione dei concetti ..............................................................................................................239 A.2 Dichiarazione di conformità........................................................................................................243 A.3 Siemens Service Center ............................................................................................................244 A.4 Bibliografia .................................................................................................................................245 A.5 Proposte/correzioni ....................................................................................................................246

Indice analitico....................................................................................................................................... 247




Descrizione del motore 11.1 Proprietà

Panoramica I motori Torque 1FW3 completi sono motori sincroni ad elevato numero di poli con eccitazione a magneti permanenti, raffreddati ad acqua e con albero cavo. Il comportamento durante il funzionamento in linea di principio è paragonabile a quello dei più noti motori sincroni. Il motore Torque 1FW3 completo viene fornito come unità completa già montata. La gamma delle tipologie comprende 3 diametri esterni in diverse lunghezze d'asse. Per il montaggio nella struttura della macchina lo statore ed il rotore sul lato A, nelle altezze d'asse 150 e 200, hanno una flangia con bordo di centraggio e fori filettati conformi alla forma costruttiva IM B14. Nell'altezza d'asse (AH) 280 la flangia con bordo di centraggio e fori filettati è eseguita in conformità alla forma costruttiva IM B35. Insieme al sistema di azionamento SINAMICS S120 i motori Torque 1FW3 costituiscono un potente sistema di elevata funzionalità. I sistemi encoder integrati per la regolazione di numero di giri e posizione possono essere scelti in funzione dell'applicazione.

Figura 1-1 Motore Torque 1FW3 completo

Descrizione del motore 1.1 Proprietà


Vantaggi Coppia elevata con forma costruttiva compatta e spazi necessari contenuti Elevata sovraccaricabilità Assenza di elasticità nella trasmissione del moto Assenza di gioco all'inversione Elevata disponibilità in quanto nella catena di azionamento vengono a mancare gli

elementi di trasmissione meccanici soggetti ad usura Basso momento d'inerzia Collegamento diretto con la macchina tramite flangia Concetto di montaggio flessibile grazie all'esecuzione con albero cavo Risparmio di energia grazie alla riduzione delle perdite meccaniche

Campi d'applicazione La serie costruttiva 1FW3 è stata concepita come motore diretto. Questo motore diretto rappresenta un'unità compatta che trasferisce la potenza meccanica senza elementi di trasmissione direttamente alla macchina operativa. Motori principali per estrusori Motori per coclee delle macchine per stampi ad iniezione Motori Pull-Roll delle macchine per il trascinamento dei film plastici da imballaggio Rulli per stiramento, di calandre, di colata e di raffreddamento Compiti di posizionamento dinamici, es. assi rotanti, nastri trasportatori cadenzati Sostituzione di motori idraulici Motori per rulli delle macchine da stampa Motori per taglierine trasversali in nastri rotativi per il trasporto di materiale, ad es. carta,

tessuti, lamiera Trafilatrici Pettini oscillanti

Requisiti di sistema I motori Torque 1FW3 completi possono essere impiegati con i sistemi di azionamento SINAMICS S120.

Descrizione del motore 1.2 Prospetto delle coppie


1.2 Prospetto delle coppie

Figura 1-2 Prospetto delle coppie 1FW3

Descrizione del motore 1.3 Caratteristiche tecniche


1.3 Caratteristiche tecniche

Tabella 1- 1 Caratteristiche tecniche

Tipo di motore Motore sincrono con eccitazione a magneti permanenti Materiale magnetico Materiale magnetico a terre rare Isolamento dell'avvolgimento statorico (secondo EN 60034-1; IEC 60034-1)

Classe termica 155 (F) per una sovratemperatura degli avvolgimenti di ∆T = 100 K ad una temperatura in ingresso dell'acqua di raffreddamento di +30 °C.

Altitudine di installazione (secondo IEC 60034-1)

In caso di altitudine di installazione > 1000 m s.l.m., attenersi alla documentazione del convertitore (condizioni marginali).

Forma costruttiva (secondo EN 60034-7; IEC 60034-7)

Altezza d'asse 150: IM B14, IM V18, IM V19 Altezza d'asse 200: IM B14, IM V18, IM V19 Altezza d'asse 280: IM B35

Grado di protezione (secondo EN 60034-5; IEC 60034-5)

IP54

Raffreddamento (secondo EN 60034-6; IEC 60034-6)

Raffreddamento ad acqua

Protezione termica del motore (secondo EN 60034–11; IEC 60034-11)

Sensore di temperatura KTY 84 nell'avvolgimento statorico

Verniciatura antracite (RAL 7016) 2. Targhetta dei dati tecnici fornita sciolta Estremità d'albero (secondo DIN 748-3; IEC 60072-1)

Albero cavo Diametro interno per AH 150: di = 153 mm Diametro interno per AH 200: di = 153 mm Diametro interno per AH 280: di = 250 mm

Precisione dell'albero e della flangia (secondo DIN 42955; IEC 60072-1)

Classe di tolleranza N (stato a temperatura di esercizio)

Gradi di vibrazione (secondo EN 60034-14; IEC 60034-14)

Il livello A viene mantenuto fino al numero di giri nominale.

Livello di pressione sonora (secondo DIN EN ISO 1680)

70 dB(A) + 3 dB(A) tolleranza con frequenza impulsi nominale 4 kHz

Sollecitazioni da urti Accelerazione radiale max. ammessa 50 m/s2 (non durante il funzionamento) Tipo di cuscinetto Cuscinetto volvente con lubrificazione permanente a grasso (intervallo per la

sostituzione dei cuscinetti = 20000 h) Sistemi encoder integrati, per motori senza interfaccia DRIVE-CLiQ

• Encoder incrementale sen/cos 1 Vpp, 2048 S/R1) con le tracce C e D (encoder IC2048S/R1)), accoppiato tramite cinghia

• Encoder assoluto 2048 S/R1) Singleturn, 4096 rotazioni Multiturn, con interfaccia EnDat (encoder AM2048S/R1)), accoppiato tramite cinghia o montaggio coassiale su NDE

• Encoder assoluto Singleturn EnDat, 2048 S/R1), montaggio coassiale su NDE

• Resolver multipolare, accoppiato tramite cinghia

Descrizione del motore 1.4 Dati tecnici


Sistemi encoder integrati, per motori con interfaccia DRIVE-CLiQ

• Encoder incrementale 22 bit (risoluzione 4194304, internamente all'encoder 2048 S/R1)) con posizione di commutazione 11 bit (encoder IC22DQ), accoppiato tramite cinghia

• Encoder assoluto 22 bit Singleturn (risoluzione 4194304, internamente all'encoder 2048 S/R1)) + 12 bit Multiturn (campo di rilevamento 4096 giri) (encoder AM22DQ), accoppiato tramite cinghia o montaggio coassiale su NDE

• Encoder assoluto 22 bit Singleturn (2048 S/R1)) internamente all'encoder), montaggio coassiale su NDE

• Resolver 15 bit (risoluzione 32768, internamente multipolare) (R15DQ), accoppiato tramite cinghia

Collegamento Morsettiera per cavo di potenza Connettori per segnali encoder e KTY 84

Opzioni • Protezione motore a termistori con 3 sensori di temperatura integrati per disinserzione

• Encoder, esecuzione senza encoder • Copertura dell'albero su NDE • Dispositivo di lubrificazione • Verniciatura speciale • Numero di giri nominale non normalizzato (necessaria richiesta)

1) S/R = segnali/giro

1.4 Dati tecnici Tabella 1- 2 Dati tecnici

nN MN IN PN η 3) Mmax Imax nmax mecc

[1/min] [Nm] [A] [kW] [%] [Nm] [A] [1/min]

Tipo di motore

ALM 1) 425 V

SLM 2)

380 V ALM 1)

425 V SLM 2) 380 V

1FW3150-1⃞H 300 270 100 8,0 3,1 2,8 89 200 17 17001FW3150-1⃞L 500 450 100 12 5,2 4,7 90 200 26 17001FW3150-1⃞P 750 670 100 18 7,9 7,0 90 200 41 17001FW3152-1⃞H 300 270 200 14 6,3 5,7 92 400 35 17001FW3152-1⃞L 500 450 200 22 10,5 9,4 92 400 53 17001FW3152-1⃞P 750 670 200 32,5 15,7 14,0 93 400 79 17001FW3154-1⃞H 300 270 300 20,5 9,4 8,5 93 600 49 17001FW3154-1⃞L 500 450 300 32 15,7 14,1 93 600 75 17001FW3154-1⃞P 750 670 300 47,5 23,6 21,0 93 600 113 17001FW3155-1⃞H 300 270 400 28 12,6 11,3 94 800 67 17001FW3155-1⃞L 500 450 400 43 20,9 18,8 94 800 103 17001FW3155-1⃞P 750 670 400 64 31,4 28,1 94 800 153 17001FW3156-1⃞H 300 270 500 34 15,7 14,1 94 1000 81 17001FW3156-1⃞L 500 450 500 53 26,2 23,6 94 1000 126 17001FW3156-1⃞P 750 670 500 76 39,3 35,1 94 1000 183 17001FW3201-1⃞E 150 140 300 13 4,7 4,4 91 555 28 10001FW3201-1⃞H 300 270 300 23 9,4 8,5 92 555 50 10001FW3201-1⃞L 500 450 300 37 15,7 14,1 92 555 82 1000



nN MN IN PN η 3) Mmax Imax nmax mecc

[1/min] [Nm] [A] [kW] [%] [Nm] [A] [1/min]

Tipo di motore

ALM 1) 425 V

SLM 2)

380 V ALM 1)

425 V SLM 2) 380 V

1FW3202-1⃞E 150 140 500 21 7,9 7,3 93 925 47 10001FW3202-1⃞H 300 270 500 37 15,7 14,1 94 925 81 10001FW3202-1⃞L 500 450 500 59 26,2 23,6 94 925 131 10001FW3203-1⃞E 150 140 750 30 11,8 11,0 94 1390 69 10001FW3203-1⃞H 300 270 750 59 23,6 21,2 95 1390 132 10001FW3203-1⃞L 500 450 750 92 39,3 35,3 95 1390 204 10001FW3204-1⃞E 150 140 1000 40 15,7 14,7 94 1850 90 10001FW3204-1⃞H 300 270 1000 74 31,4 28,3 95 1850 163 10001FW3204-1⃞L 500 450 1000 118 52,3 47,1 95 1850 260 10001FW3206-1⃞E 150 140 1500 65 23,6 22,0 94 2775 145 10001FW3206-1⃞H 300 270 1500 118 47,1 42,4 95 2775 256 10001FW3206-1⃞L 500 450 1400 169 73,3 66,0 95 2775 399 10001FW3208-1⃞E 150 140 2000 84 31,4 29,3 94 3700 187 10001FW3208-1⃞H 300 270 2000 153 62,8 56,5 94 3700 340 10001FW3208-1⃞L 500 450 1850 226 96,8 87,2 94 3700 533 10001FW3281-2⃞E 150 140 2500 82 39,0 37,0 94 4050 145 10001FW3281-2⃞G 250 220 2450 126 64,0 56,0 95 4050 226 10001FW3283-2⃞E 150 140 3500 115 55,0 51,0 95 5700 203 10001FW3283-2⃞G 250 220 3450 176 90,0 79,0 96 5700 316 10001FW3285-2⃞E 150 140 5000 160 79,0 73,0 95 8150 284 10001FW3285-2⃞G 250 220 4950 244 130,0 114,0 96 8150 436 10001FW3287-2⃞E 150 140 7000 230 110,0 103,0 96 11400 406 10001FW3287-2⃞G 250 220 6900 352 181,0 160,0 96 11400 632 10001FW3281-3⃞J 400 350 2350 188 98,0 88,0 96 4050 352 10001FW3281-3⃞M 600 520 2200 256 138,0 123,0 96 4050 512 10001FW3283-3⃞J 400 350 3300 275 138,0 123,0 96 5700 516 10001FW3283-3⃞M 600 520 3100 357 195,0 172,0 96 5700 712 10001FW3285-3⃞J 400 350 4700 376 197,0 174,0 96 8150 709 10001FW3285-3⃞M 600 520 4400 469 276,0 248,0 97 8150 942 10001FW3287-3⃞J 400 350 6600 504 276,0 244,0 97 11400 946 10001FW3287-3⃞M 600 520 6050 696 380,0 338,0 97 11400 1424 1000

1) ALM = Active Line Module 2) SLM = Smart Line Module 3) Rendimento

Motor Module Il dimensionamento dei Motor Module per i motori 1FW3 è avvenuto in base alla corrente nominale del motore (IN). Se è necessaria l'intera coppia di fermo del motore, è necessario effettuare il dimensionamento in base alla corrente di fermo del motore (I0). Se si raggiungono dei punti di lavoro temporanei al di sopra della curva caratteristica S1, è necessario tener conto del fabbisogno di corrente dei motori e progettare un Motor Module corrispondente. Per questo compito può essere utile il tool di progettazione Sizer Plus. Vedere il capitolo "Progettazione".



Struttura del codice MLFB per i Motor Module

Tabella 1- 3 Assegnazione motori Torque 1FW3 - Motor Module

Tipo di motore Corrente nominale / Corrente da fermo

IN [A] / I0 [A]

Codice di ordinazione (MLFB) Motor Module SINAMICS S120

Corrente nominale Motor Module

IN [A] Tensione di rete 3 AC 400 V, Active Line Module (UMot = 425 V)

1FW3150-1⃞H 7,2 / 7,3 6SL312⃞-⃞TE21-0AA3 9 1FW3150-1⃞L 11 / 11,5 6SL312⃞-⃞TE21-8AA3 18 1FW3150-1⃞P 17 / 17,5 6SL312⃞-1TE21-8AA3 18 1FW3152-1⃞H 14 / 15 6SL312⃞-⃞TE21-8AA3 18 1FW3152-1⃞L 22 / 22,5 6SL332⃞-1TE23-0AA3 30 1FW3152-1⃞P 32,5 / 33,5 6SL312⃞-1TE24-5AA3 45 1FW3154-1⃞H 20,5 / 21,5 6SL312⃞-1TE23-0AA3 30 1FW3154-1⃞L 32 / 33 6SL332⃞-1TE24-5AA3 45 1FW3154-1⃞P 47,5 / 49 6SL312⃞-1TE26-0AA3 60 1FW3155-1⃞H 28 / 29 6SL312⃞-1TE23-0AA3 30 1FW3155-1⃞L 43 / 45 6SL332⃞-1TE26-0AA3 60 1FW3155-1⃞P 64 / 67 6SL312⃞-1TE28-5AA3 85 1FW3156-1⃞H 34 / 35 6SL312⃞-1TE24-5AA3 45 1FW3156-1⃞L 53 / 55 6SL312⃞-1TE26-0AA3 60 1FW3156-1⃞P 76 / 80 6SL312⃞-1TE28-5AA3 85 1FW3201-1⃞E 13 / 13 6SL312⃞-⃞TE21-8AA3 18 1FW3201-1⃞H 23 / 24 6SL312⃞-1TE23-0AA3 30 1FW3201-1⃞L 37 / 38 6SL312⃞-1TE24-5AA3 45 1FW3202-1⃞E 21 / 22 6SL312⃞-1TE23-0AA3 30 1FW3202-1⃞H 37 / 39 6SL312⃞-1TE24-5AA3 45 1FW3202-1⃞L 59 / 62 6SL312⃞-1TE26-0AA3 60 1FW3203-1⃞E 30 / 32 6SL312⃞-1TE23-0AA3 30 1FW3203-1⃞H 59 / 62 6SL312⃞-1TE26-0AA3 60 1FW3203-1⃞L 92 / 100 6SL312⃞-1TE31-3AA3 132 1FW3204-1⃞E 40 / 42 6SL312⃞-1TE24-5AA3 45 1FW3204-1⃞H 74 / 77 6SL312⃞-1TE28-5AA3 85 1FW3204-1⃞L 118 / 129 6SL312⃞-1TE31-3AA3 132 1FW3206-1⃞E 65 / 68 6SL312⃞-1TE28-5AA3 85 1FW3206-1⃞H 118 / 121 6SL312⃞-1TE31-3AA3 132 1FW3206-1⃞L 169 / 189 6SL312⃞-1TE32-0AA3 200 1FW3208-1⃞E 84 / 88 6SL312⃞-1TE28-5AA3 85



Tipo di motore Corrente nominale / Corrente da fermo

IN [A] / I0 [A]

Codice di ordinazione (MLFB) Motor Module SINAMICS S120

Corrente nominale Motor Module

IN [A] Tensione di rete 3 AC 400 V, Active Line Module (UMot = 425 V)

1FW3208-1⃞H 153 / 160 6SL312⃞-1TE32-0AA3 200 1FW3208-1⃞L 226 / 256 6SL3320-1TE32-6AA3 260 1FW3281-2⃞E 82 / 84 6SL312⃞-1TE28-5AA3 85 1FW3281-2⃞G 126 / 131 6SL312⃞-1TE31-3AA3 132 1FW3283-2⃞E 115 / 116 6SL312⃞-1TE31-3AA3 132 1FW3283-2⃞G 176 / 181 6SL312⃞-1TE32-0AA3 200 1FW3285-2⃞E 160 / 163 6SL312⃞-1TE32-0AA3 200 1FW3285-2⃞G 244 / 251 6SL3320-1TE32-6AA0 260 1FW3287-2⃞E 230 / 234 6SL3320-1TE32-6AA0 260 1FW3287-2⃞G 352 / 365 6SL3320-1TE33-8AA0 380 1FW3281-3⃞J 188 / 200 6SL312⃞-1TE32-0AA3 200 1FW3281-3⃞M 256 / 291 6SL3320-1TE33-1AA0 310 1FW3283-3⃞J 275 / 292 6SL3320-1TE33-1AA0 310 1FW3283-3⃞M 357 / 402 6SL3320-1TE33-8AA0 380 1FW3285-3⃞J 376 / 400 6SL3320-1TE33-8AA0 380 1FW3285-3⃞M 469 / 532 6SL3320-1TE35-0AA0 490 1FW3287-3⃞J 504 / 534 6SL3320-1TE36-1AA0 605 1FW3287-3⃞M 696 / 787 6SL3320-1TE37-5AA0 745

Nota Livello di pressione sonora in caso di riduzione della frequenza impulsi La riduzione della frequenza degli impulsi può causare un sensibile aumento del livello di pressione acustica.

Descrizione del motore 1.5 Indicazioni sulla targhetta dei dati tecnici (targhetta identificativa)


1.5 Indicazioni sulla targhetta dei dati tecnici (targhetta identificativa) La targhetta identificativa riporta i dati tecnici validi per il motore fornito.

Figura 1-3 Struttura di principio della targhetta dei dati

Tabella 1- 4 Descrizione dei dati tecnici riportati sulla targhetta

Posizione Descrizione / Dati tecnici 1 Tipo di motore: Motore sincrono, motore torque completo, codice di ordinazione (MLFB) 2 N. ID, codice di fabbricazione 3 Coppia da fermo 4 Umot = 340 Veff, coppia nominale, corrente nominale, numero di giri nominale, tensione

indotta 5 Umot = 425 Veff, coppia nominale, corrente nominale, numero di giri nominale, tensione

indotta 6 Classe di isolamento 7 Encoder, numero di tacche 8 Numero di revisione, codice encoder 9 Tipo di raffreddamento, dati tecnici relativi al raffreddamento 10 Norma US 11 Peso del motore [kg] 12 Grado di protezione 13 Norma CE 14 Codici 2D: 15 Identificazione termosensore 16 Forma costruttiva 17 Giri max. ammessi (Inverter) [1/min] 18 Corrente da fermo [A]

Descrizione del motore 1.6 Codice di ordinazione


1.6 Codice di ordinazione


Progettazione 22.1 Software di progettazione

2.1.1 Tool di progettazione SIZER

Panoramica

Figura 2-1 SIZER

La progettazione confortevole delle famiglie di azionamenti SINAMICS e MICROMASTER 4 nonché quella dei controllori numerici CNC SINUMERIK solution line e dei controlli numerici Motion Control SIMOTION si esegue con il tool di progettazione SIZER. Questo tool fornisce un supporto per il dimensionamento tecnico dei componenti hardware e firmware necessari per un compito di azionamento. SIZER comprende la progettazione del sistema di azionamento completo e consente la gestione non solo di semplici azionamenti singoli ma anche di quelli complessi multiasse. SIZER supporta tutte le fasi della progettazione in un workflow: Progettazione dell'alimentazione da rete Dimensionamento dei motori e dei riduttori, compreso il calcolo degli elementi meccanici

di trasmissione Progettazione dei componenti dell'azionamento Elencazione degli accessori necessari Scelta delle opzioni di performance lato rete e lato motore Nella realizzazione di SIZER è stata data particolare rilevanza alla semplicità di utilizzo e alla funzionalità complessiva orientata ai compiti relativi agli azionamenti. Una guida utente completa facilita l'approccio al tool. Informazioni di stato visualizzano in ogni momento lo stato d'avanzamento della progettazione.



La superficie operativa di SIZER è realizzata in lingua tedesca e inglese. La configurazione dell'azionamento viene memorizzata in un progetto. Le funzioni ed i componenti utilizzati sono rappresentati in una struttura ad albero in base alla loro correlazione. La rappresentazione d'insieme del progetto consente la progettazione di sistemi d'azionamento nonché la copiatura/l'immissione/la modifica di azionamenti già progettati. Risultati della progettazione sono: Lista dei componenti necessari (Export in Excel) Dati tecnici del sistema Caratteristica Descrizione delle ripercussioni in rete Rappresentazione dei componenti dell'azionamento e del controllo e disegni quotati dei

motori Questi risultati sono visualizzati in un albero dei risultati e possono essere utilizzati anche a scopo di documentazione. Quale supporto per l'utente è disponibile un online-help tecnologico, che fornisce le seguenti informazioni: dati tecnici dettagliati informazioni sui sistemi d'azionamento e sui relativi componenti criteri decisionali per la scelta dei componenti.

Requisiti minimi del sistema PG oppure PC con Pentium™ II 400 MHz (Windows™ 2000), Pentium™ III 500 MHz

(Windows™ XP) RAM da 256 Mbyte (consigliata RAM da 512 Mbyte) Almeno 1,7 Gbyte di memoria libera su disco rigido 100 Mbyte di memoria libera aggiuntiva sull'unità di sistema di Windows risoluzione del monitor 1024 x 768 pixel Windows™ 2000 SP2, XP Professional SP1, XP Home Edition SP1 Microsoft Internet Explorer 5.5 SP2

Numeri di ordinazione per SIZER

Tabella 2- 1 Numeri di ordinazione per SIZER

Tool di progettazione Numero di ordinazione (MLFB) SINAMICS MICROMASTER SIZER tedesco/inglese

6SL3070-0AA00-0AG0



2.1.2 Software di azionamento/di messa in servizio STARTER Il software di azionamento e messa in servizio, di semplice utilizzo, STARTER offre la messa in servizio, l'ottimizzazione e la diagnosi È possibile trovare una descrizione al seguente indirizzo Intranet: http://mall.automation.siemens.com Selezionare il Paese e quindi la voce "Products" dal menu. Nel Navigator scegliere "Drive Technology" → "Engineering software" → "STARTER drive/commissioning software" Eseguire il download dall'indirizzo http://support.automation.siemens.com

http://mall.automation.siemens.com

http://support.automation.siemens.com

Progettazione 2.2 Procedura di progettazione


2.2 Procedura di progettazione

Motion Control I servoazionamenti sono ottimizzati per svolgere compiti di movimentazione. Essi eseguono movimenti lineari o rotanti nell'ambito di un ciclo di lavoro predefinito. Tutte le movimentazioni devono essere eseguite in modo ottimale dal punto di vista temporale. I servoazionamenti devono pertanto soddisfare le seguenti esigenze: elevata dinamica, cioè tempi di risposta brevi sovraccaricabilità, cioè elevata riserva di accelerazione ampio campo di regolazione, cioè elevata risoluzione per posizionamenti precisi.

Procedura generale per la realizzazione di un progetto La base della progettazione è costituita dalla descrizione funzionale della macchina. La definizione dei componenti è legata alle performance richieste e viene di solito eseguita nelle seguenti fasi: Passo Descrizione dell'attività di progettazione

1. Chiarimenti sul tipo di azionamento/tipo di alimentazione 2. Definizione delle condizioni marginali e integrazione nell'automazione

Vedere il capitolo seguente

3. Definizione del carico, calcolo della coppia di carico max., definizione del motore

4. Definizione del SINAMICS Motor Module 5. Ripetizione delle fasi 3 e 4 per altri assi 6. Calcolo della potenza del circuito intermedio necessaria e definizione del

SINAMICS Line Module 7. Definizione delle opzioni di potenza lato rete (interruttore principale, fusibili,

filtri di rete ecc.) 8. Definizione della performance di regolazione necessaria e scelta della

Control Unit, definizione del cablaggio dei componenti 9. Definizione di ulteriori componenti di sistema 10. Calcolo del fabbisogno di corrente per l'alimentazione 24V DC dei

componenti e definizione dell'alimentatore (apparecchi SITOP, Control Supply Module)

11. Definizione dei componenti per la tecnica di collegamento

Vedere il Catalogo

12. Struttura dei componenti del gruppo di azionamento

Progettazione 2.3 Dimensionamento


2.3 Dimensionamento

2.3.1 1. Chiarimenti sul tipo di azionamento La scelta del motore avviene sulla base della coppia necessaria che è definita dal tipo di impiego come p.es. azionamenti di nastri trasportatori, di piattaforme di sollevamento, per banchi prova, per centrifughe, per acciaierie e cartiere, di avanzamento o per mandrini. Si devono inoltre tenere in considerazione i riduttori per la trasmissione del movimento o per adattare la velocità del motore e la sua coppia alle caratteristiche del carico. Per il calcolo della coppia che il motore deve fornire devono essere noti, oltre alla coppia di carico che è definita dal tipo di applicazione, anche i seguenti dati meccanici: masse movimentate diametro della puleggia motrice passo della vite, rapporto di trasmissione Indicazioni sulle resistenze d'attrito Rendimento meccanico Corse di movimentazione Velocità massima Accelerazione e decelerazione massima Tempo di clock. Fondamentalmente occorre decidere se si devono utilizzare motori sincroni o asincroni. I motori sincroni sono da preferirsi in caso di spazi di installazione ridotti e momento d'inerzia del rotore contenuto e quindi dinamica elevata. Questi motori vengono azionati con il tipo di regolazione "Servo". Nella progettazione occorre tener presente tra l'altro: il tipo di rete per l'impiego di determinati tipi di motore e/o i filtri di rete per reti IT (reti non

messe a terra) le temperature ambiente e l'altitudine di installazione dei motori e dei componenti

dell'azionamento. La base per la definizione dei motori sono le curve caratteristiche limite, specifiche per tipo di motore. Queste descrivono l'andamento della coppia o della potenza riferito alla velocità e tengono conto dei limiti del motore sulla base della tensione del circuito intermedio del Power/Motor Module. La tensione del circuito intermedio è a sua volta dipendente dalla tensione di rete e, nel caso di azionamenti a coppia, dal tipo di Line Module.



Figura 2-2 Curve caratteristiche limite per i motori sincroni

2.3.2 2. Definizione delle condizioni al contorno e integrazione nell'automazione Fondamentalmente occorre decidere se si devono utilizzare motori sincroni o asincroni. I motori sincroni sono da preferirsi in caso di spazi di installazione e momento d'inerzia del rotore contenuti e quindi dinamica elevata. Con i motori asincroni si raggiungono elevate velocità massime nell'area di deflussaggio del campo. I motori asincroni sono disponibili anche per potenze elevate. Si deve inoltre definire se l'azionamento deve funzionare come monoasse o come pluriasse con assi interdipendenti. Nella progettazione occorre tener presente tra l'altro: il tipo di rete per l'impiego di determinati tipi di motore e/o i filtri di rete per reti IT (reti non

messe a terra) l'utilizzo del motore secondo i valori nominali per la sovratemperatura degli avvolgimenti

di 60K o 100K le temperature ambiente e l'altitudine di installazione del motore e dei componenti

dell'azionamento. Ulteriori condizioni al contorno dipendono dall'integrazione dell'azionamento in un ambiente d'automazione come SIMATIC o SIMOTION. Per funzioni Motion Control e tecnologiche (p.es posizionamento) e per quelle di sincronismo si utilizza il relativo sistema d'automazione p.es. SIMOTION D. L'integrazione dell'azionamento nel sistema d'automazione sovraordinato avviene tramite PROFIBUS.



2.3.3 3. Definizione della condizione di carico, calcolo della coppia max. di carico, definizione del motore

La base per la definizione dei motori sono le curve limite specifiche per il tipo di motore. Tali curve descrivono l'andamento della coppia riferita alla velocità e tengono in considerazione i limiti del motore sulla base della tensione di rete e della funzione di alimentazione.

Figura 2-3 Curve limite per il motore sincrono 1FW3201-1E

[b] SINAMICS S 120 Active Line Module, Urete eff = 400V



La definizione del motore avviene sulla base del carico richiesto dall'applicazione. Per i vari tipi di carico si devono utilizzare diverse curve caratteristiche. Sono definite le seguenti tipologie di funzionamento: Cicli di carico con durata di inserzione costante Cicli di carico con durata di inserzione variabile Ciclo di carico. L'obiettivo è trovare punti di lavoro caratteristici per la coppia e la velocità in base ai quali definire il motore a seconda del carico. Dopo aver definito i tipi di funzionamento e le loro specifiche, si calcola la coppia massima del motore. In generale questa si ricava durante la fase di accelerazione. Qui si sommano la coppia di carico e la coppia necessaria per accelerare il motore. Al termine occorre verificare la coppia massima del motore con le curve limite del motore. Nella definizione del motore si devono considerare i seguenti criteri: Rispetto dei limiti dinamici, cioè tutti i punti coppia-velocità del carico devono trovarsi al di

sotto delle relative curve caratteristiche limite. I limiti termici devono essere rispettati, ovvero nel caso di motori sincroni la coppia

motore effettiva alla velocità media calcolata sulla base del ciclo di carico deve trovarsi al di sotto della curva caratteristica S1 (funzionamento continuativo).

Per i motori sincroni occorre assicurarsi che, alle velocità più elevate, la coppia massima consentita del motore venga ridotta dalla curva limite di tensione. Inoltre, per sicurezza contro le oscillazioni di tensione, si deve mantenere una distanza del 10% dalla curva limite di tensione.

Cicli di carico con durata di inserzione costante Nel caso di cicli di carico con durata di inserzione costante sono presenti esigenze specifiche per l'andamento della coppia in funzione della velocità, ad es. M = costante, M ~ n2, M ~ n oppure P = costante. Questi azionamenti lavorano tipicamente su un punto di lavoro stazionario. Per questi si deve eseguire un dimensionamento del carico base. La coppia del carico base deve trovarsi al di sotto della curva S1. Per sovraccarichi di breve durata (ad es. all'avviamento) si ha un dimensionamento del sovraccarico. Nei motori sincroni la coppia di picco deve essere inferiore alla curva limite di tensione.



Figura 2-4 Selezione del motore per cicli di carico con durata di inserzione costante 1FW3201-E

[b] SINAMICS S120 Active Line Module, Urete eff = 400 V AP 1 Avviamento per, ad es., 1 min AP 2 Funzionamento continuativo (S1) per x h (con raffreddamento ad acqua) AP 3 Funzionamento continuativo (S1) per x h (senza raffreddamento ad acqua)

Nota Nel funzionamento senza raffreddamento ad acqua deve essere possibile la convezione libera.



Cicli di carico con durata di inserzione variabile Oltre al funzionamento continuativo (S1), per i cicli di carico con durata di inserzione variabile sono definiti dei modi operativi intermittenti standardizzati (S3). Si tratta di un funzionamento che comprende una serie di cicli dello stesso tipo dei quali ognuno comprende un tempo con carico costante e una pausa.

Figura 2-5 Modo operativo S1 (funzionamento continuativo)

Figura 2-6 Modo operativo S3 (funzionamento intermittente senza influsso del processo di

avviamento)

La coppia di carico deve trovarsi al di sotto della relativa curva termica limite del motore. Nei cicli di carico con durata di inserzione variabile deve essere preso in considerazione un dimensionamento del sovraccarico.

Nota Per i cicli di carico all'esterno del campo di deflussaggio si possono applicare le formule seguenti. Per i cicli di carico all'interno del campo di deflussaggio si deve effettuare la progettazione tramite il tool di progettazione SIZER.



M = M ∑ 2 t Δ •

T

T

tnn

n

[b] SINAMICS S 120 Active Line Module, Urete eff = 400 V AP 1 = 400 Nm a 150 giri/min AP 2 = 0 Nm a 0 giri/min

Figura 2-7 Selezione del motore per cicli di carico con durata di inserzione costante 1FW3201-E

Nota A motore fermo è richiesto eventualmente una coppia di arresto. La coppia di arresto deve essere considerata con Meff. La causa potrebbe essere che i riduttori autobloccanti si fermano.



Ciclo di carico Un ciclo di carico definisce l'andamento della velocità e della coppia di un motore nel tempo.

Figura 2-8 Esempio di un ciclo di carico

Per ogni intervallo di tempo si imposta una coppia di carico. Oltre alla coppia di carico, per i processi di accelerazione si devono prendere in considerazione il momento d'inerzia medio del carico e il momento d'inerzia medio del motore. Eventualmente occorre prevedere una coppia d'attrito nella direzione contraria al movimento. Per il calcolo della coppia di carico o della coppia di accelerazione che deve essere fornita dal motore, occorre tener conto del rapporto di riduzione e del rendimento del riduttore.

Nota Per i cicli di carico all'esterno del campo di deflussaggio si possono applicare le formule seguenti. Per i cicli di carico all'interno del campo di deflussaggio si deve effettuare la progettazione tramite il tool di progettazione SIZER.

Per la coppia motore in un intervallo di tempo Δt i vale quanto segue:

= J J( + ) •nΔΔ

2 • • + i ( + + )JΔ

Δ 2 • M M •

1i •t

nt

• M Calcolo della velocità del motore n = n • i

Calcolo della coppia effettiva

M = M ∑ 2 t Δ •

T

Calcolo della velocità media del motore

T

tnn

n



JM Momento di inerzia del motore JG Momento di inerzia del riduttore Jcarico Momento di inerzia del carico nCarico Velocità del carico i Rapporto di riduzione ηG Rendimento del riduttore Mcarico Coppia di carico MR Coppia di attrito T Tempo di ciclo, tempo di clock A;E Valore iniziale, valore finale nell'intervallo di tempo Δt i t e Durata di inserzione Δt i Intervallo di tempo

La coppia effettiva MMot, eff con nMot, medio deve trovarsi al di sotto della curva S1. La coppia massima Mmax viene richiesta durante la fase di accelerazione e, nei motori sincroni, deve trovarsi al di sotto della curva caratteristica limite di tensione/Mmax. Riassumendo, il dimensionamento si rappresenta come segue:

[b] SINAMICS S 120 Active Line Module, Urete eff = 400 V

Figura 2-9 Selezione del motore in base al ciclo di carico nel motore 1FW3201-E



Selezione del motore Variando i dati è possibile trovare un motore che soddisfi pienamente le condizioni del caso applicativo. In secondo luogo si verifica se vengono rispettati i limiti termici. A tal fine si deve calcolare la corrente del motore per il carico base. Nella progettazione in base al ciclo di carico con durata di inserzione costante e sovraccarico, la corrente di sovraccarico deve essere calcolata in riferimento alla coppia di sovraccarico richiesta. Le normative per questo calcolo dipendono dal tipo di motore (motore sincrono, motore asincrono) e dal modo operativo (ciclo di carico con durata di inserzione costante, ciclo di carico con durata di inserzione intermittente, ciclo di carico) che si utilizzano. Infine si devono definire le altre caratteristiche del motore. Queste si definiscono come configurazioni delle opzioni motore.


Caratteristiche meccaniche dei motori 33.1 Raffreddamento

AVVERTENZA Gli interventi di installazione e manutenzione relativi al circuito di raffreddamento devono essere eseguiti con l'impianto disinserito. La posa del circuito di raffreddamento, l'installazione e la messa in servizio devono essere eseguite esclusivamente da personale qualificato.

3.1.1 Circuito di raffreddamento I processi elettrochimici che si svolgono in un sistema di raffreddamento devono essere ridotti al minimo scegliendo i materiali più adatti allo scopo. Per questo motivo andrebbero evitate, o almeno ridotte allo stretto indispensabile, le installazioni miste, cioè la combinazione di diversi materiali, come rame, ottone, ferro, zinco o plastiche alogene (tubi flessibili e guarnizioni in PVC). In linea di massima si distinguono tre diversi circuiti di raffreddamento: circuito di raffreddamento chiuso circuito di raffreddamento semiaperto circuito di raffreddamento aperto

Tabella 3- 1 Descrizione dei diversi circuiti di raffreddamento

Definizione Descrizione Circuito di raffreddamento chiuso

Il vaso di compensazione della pressione è chiuso (per impedire la penetrazione di ossigeno) e possiede una valvola di sovrapressione. Il refrigerante scorre solo nei motori e nei convertitori, oltre che nei componenti necessari per la dispersione del calore.

Circuito di raffreddamento semiaperto

L'ossigeno può penetrare nel refrigerante solo attraverso il vaso di espansione, per il resto è uguale al circuito di raffreddamento chiuso.

Circuito di raffreddamento aperto (Tower System)

Il raffreddamento del refrigerante avviene in una "tower". Qui avviene un contatto significativo con l'ossigeno.

Nota Circuiti di raffreddamento Per i motori sono ammessi solo circuiti di raffreddamento chiusi e semiaperti. I sistemi di convertitori devono essere collegati a monte dei motori nel circuito di raffreddamento.



Figura 3-1 Esempio di circuito di raffreddamento semiaperto

Compensazione del potenziale Nel sistema di raffreddamento tutti i componenti (motore, scambiatore di calore, sistema di tubazioni, pompa, vaso di compensazione, ecc.) devono disporre di una compensazione del potenziale. Questa deve essere realizzata con una barra o una treccia di rame con sezioni adeguate.

ATTENZIONE In nessun caso le tubazioni dell'acqua devono toccare le parti che conducono tensione. Deve essere sempre rispettata una distanza di isolamento > 13 mm! Le tubazioni devono essere fissate meccanicamente in modo sicuro e controllate per verificarne la tenuta.

Materiali utilizzati nel circuito di raffreddamento del motore I materiali utilizzati nel circuito di raffreddamento devono essere compatibili con i materiali del motore. Materiali utilizzati nel motore (materiale della camicia di raffreddamento): S355J2+N



Materiali e componenti nel circuito di raffreddamento Nella seguente tabella sono elencati i materiali e i componenti presenti o non ammessi in un circuito di raffreddamento.

Tabella 3- 2 Materiali e componenti di un circuito di raffreddamento

Materiale Impiego per Descrizione Zinco Tubazione, raccordo Utilizzo non ammesso. Ottone Tubazione, raccordo Utilizzabile nei circuiti chiusi con inibitore. Rame Tubazione, raccordo Utilizzabile solo nei circuiti chiusi con inibitore, con

punti di sezionamento (ad es. tubi di raccordo degli apparecchi) tra radiatore e componente in rame.

Acciaio normale (ad es. St37) Tubazione Permesso nei circuiti chiusi e semiaperti con inibitori o Antifrogen N; controllare la formazione di ossido, si raccomanda una finestra di ispezione.

Acciaio colato, ghisa grigia Tubazioni, motori Circuiti chiusi e impiego di filtri e di filtri di lavaggio a controcorrente. Nei radiatori in acciaio legato, separatori Fe.

Acciaio ad alta lega gruppo 1 (V2A) Tubazione, raccordo Può essere impiegato per acque potabili e acque chiare con contenuto di cloruro < 250 ppm, conformemente alla definizione fornita nel capitolo "Definizione del refrigerante".

Acciaio ad alta lega gruppo 2 (V4A) Tubazione, raccordo Può essere impiegato per acque potabili e acque chiare con contenuto di cloruro < 500 ppm, conformemente alla definizione fornita nel capitolo "Definizione del refrigerante".

ABS Acril-nitrile-butadiene-stirolo Tubazione, raccordo Adatto per la definizione fornita nel capitolo "Definizione del refrigerante". Adatto per miscele con inibitore e/o biocidi, nonché Antifrogen N.

Impianti realizzati con materiali diversi (installazioni miste)

Tubazione, raccordo Utilizzo non ammesso.

PVC Tubazione, raccordo, tubi flessibili

Utilizzo non ammesso.

Tubi flessibili Ridurre al minimo l'impiego di tubi flessibili (per il collegamento degli apparecchi). Non devono essere impiegati per il collegamento principale dell'intero sistema. Raccomandazione: tubi flessibili EPDM con resistenza elettrica >109 Ω (ad es. Semperflex FKD; ditta Semperit o DEMITTEL; in PE/EPDM, ditta Telle)

Guarnizioni Tubazione, raccordo Consigliato l'uso di Viton, AFM34, EPDM. Collegamenti con tubi flessibili Raccordo di

tubo o tubo flessibile Fissaggio con morsetti serracavo secondo DIN2817, ad es. della ditta Telle.

Per una durata ottimale dei radiatori del motore (carcassa), rispettare la raccomandazione seguente: Installare un circuito di raffreddamento chiuso con gruppo di raffreddamento in acciaio

legato che disperda il calore tramite uno scambiatore di calore acqua-acqua. Tutti gli altri componenti come le tubazioni del circuito di raffreddamento e i giunti devono

essere realizzati in ABS, acciaio legato o acciaio da costruzione generico.



Produttori dei gruppi di raffreddamento BKW Kälte-Wärme-Versorgungstechnik GmbH http://www.bkw-kuema.de DELTATHERM Hirmer GmbH http://www.deltatherm.de Glen Dimplex Deutschland GmbH http://www.riedel-cooling.com Helmut Schimpke und Team Industriekühlanlagen GmbH + Co. KG

http://www.schimpke.org

Hydac System GmbH http://www.hydac.com Hyfra Industriekühlanlagen GmbH http://www.hyfra.de KKT Kraus Kälte- und Klimatechnik GmbH http://www.kkt-kraus.de Pfannenberg GmbH http://www.pfannenberg.com Rittal GmbH & Co. KG http://www.rittal.de

Nota Naturalmente si possono utilizzare anche prodotti equivalenti di altri fornitori. Le ditte menzionate sopra non sono in alcun modo imposte, ma solo consigliate. Siemens non si assume alcuna responsabilità per la qualità dei prodotti di terze parti.

3.1.2 Progettazione del circuito di raffreddamento

Pressione La pressione di esercizio deve essere determinata in funzione dei rapporti del flusso di mandata e di ritorno del circuito di raffreddamento. La quantità di refrigerante necessaria per unità di tempo deve essere impostata in base ai dati tecnici degli apparecchi e dei motori. La pressione massima ammessa nel radiatore rispetto all'ambiente e quindi nel circuito di raffreddamento non deve superare 0,6 MPa (6 bar). Se viene utilizzata una pompa che raggiunge una pressione più elevata, sul lato impianto occorre prendere adeguati provvedimenti (valvola di sicurezza p ≤ 0,6 MPa, regolazione della pressione o simili) che impediscano il superamento della pressione massima. La differenza di pressione tra il refrigerante nel circuito di mandata e di ritorno deve essere ridotta al minimo in modo tale che le pompe possano essere utilizzate con caratteristica piatta. Per evitare intasamenti e corrosione si raccomanda di prevedere inoltre un filtro di lavaggio a controcorrente nel circuito di raffreddamento. Questo permette di eliminare eventuali materiali accumulatisi durante il funzionamento.

Compensazione della pressione Quando nel circuito di raffreddamento sono collegati diversi componenti, può essere necessaria una compensazione della pressione. All'uscita del refrigerante del motore o dei componenti interessati devono essere installate valvole a farfalla.

http://www.bkw-kuema.de

http://www.deltatherm.de

http://www.riedel-cooling.com

http://www.schimpke.org

http://www.hydac.com

http://www.hyfra.de

http://www.kkt-kraus.de

http://www.pfannenberg.com

http://www.rittal.de



Come evitare la cavitazione Il calo di pressione su un convertitore o motore non deve superare 0,2 MPa nel funzionamento continuo. In caso contrario il flusso volumetrico elevato può provocare danni da cavitazione e abrasione.

Collegamento in serie di motori Il collegamento in serie di motori può essere consigliato solo a determinate condizioni per i seguenti motivi: i flussi volumetrici necessari dei motori si trovano nello stesso ordine di grandezza (<

fattore 2) il riscaldamento del refrigerante può provocare un derating nel secondo o nel terzo

motore nel caso in cui venga superata la temperatura di ingresso massima del refrigerante.

Temperatura di ingresso del refrigerante La temperatura di ingresso del refrigerante deve essere scelta in modo che non si formi alcuna condensa sulla superficie del motore: Traff > Tamb - 5 K I motori sono dimensionati per il funzionamento con una temperatura massima del refrigerante di +30 °C nel rispetto di tutti i dati del motore. Con altre temperature di mandata la corrente permanente varia (vedere la tabella "Fattori di derating").

Tabella 3- 3 Fattori di derating

Temperatura di ingresso del refrigerante

≤ 30 °C 35 °C 40 °C 45 °C

Fattore di derating 1,0 0,97 0,95 0,92

Potenze frigorifere da dissipare e flusso volumeterico di refrigerante I valori indicati nella tabella "Potenza di raffreddamento da dissipare" si riferiscono ad una temperatura del refrigerante di +30 °C e al funzionamento S1. La potenza di raffreddamento da dissipare indicata nella tabella [kW] si riferisce alla potenza dissipata alla velocità nominale massima nella rispettiva altezza d'asse:



Tabella 3- 4 Potenza di raffreddamento da dissipare

Tipo di motore Potenza di raffreddamento da

dissipare con nN [kW]

Differenza max. di temperatura nel canale di raffreddamento [K]

Perdita di pressione [bar]

Flusso volumetrico di refrigerante [l/min]

1FW3150- 1,4 10 0,1 2,0 1FW3152- 1,6 10 0,1 3,0 1FW3154- 2,3 10 0,1 4,5 1FW3155- 2,7 10 0,2 5,5 1FW3156- 3,4 10 0,4 7,0 1FW3201- 1,7 10 0,1 3,0 1FW3202- 2,3 10 0,2 4,0 1FW3203- 3,4 10 0,1 5,0 1FW3204- 3,9 10 0,1 6,0 1FW3206- 5,5 10 0,3 8,0 1FW3208- 8,4 10 0,5 9,0

1FW3281-2 7,4 10 0,3 10,0 1FW3283-2 10,0 10 0,6 13,0 1FW3285-2 12,9 10 1,0 18,0

1FW3288-2 . 16,4 10 1,8 25,0 1FW3281-3 6,3 10 0,3 10,0 1FW3283-3 8,1 10 0,6 13,0 1FW3285-3 10,4 10 1,0 18,0

1FW3288-3 . 14,5 10 1,8 25,0

Figura 3-2 Portata per altezza d'asse 150







3.1.3 Refrigerante

Tabella 3- 5 Specifica dell'acqua da utilizzare come refrigerante

Qualità dell'acqua come refrigerante per motori con parti in alluminio, tubi in acciaio legato + ghisa grigia o camicia in acciaio

Ioni cloruro < 40 ppm, eventualmente da raggiungere con l'aggiunta di acqua deionizzata.

Ioni solfato < 50 ppm Ioni nitrato < 50 ppm Valore pH 6 ... 9 (6 ... 8 se alluminio) Conducibilità elettrica < 500 μS/cm Durezza totale < 170 ppm

Nota Si consiglia di utilizzare acqua deionizzata con conducibilità ridotta (5 ... 10 µS/cm) (chiedere eventualmente i valori all'ente fornitore). Conformemente alla direttiva 98/83/CE, l'acqua potabile può contenere una quantità di cloruro massima di 2500 ppm! Per l'analisi dell'acqua disponibile sul lato impianto, i produttori possono servirsi di additivi chimici.

Tabella 3- 6 Qualità del refrigerante

Qualità del refrigerante Acqua di raffreddamento Secondo la tabella "Specifica dell'acqua da utilizzare come

refrigerante" Protezione contro la corrosione 0,2 ... 0,25 % di Inhibitor Nalco TRAC100 (in precedenza 0GE056) Protezione antigelo Se necessario 20 - 30 % di Antifrogen N (marca Clariant) Sostanze in soluzione < 340 ppm Grandezza delle particelle trasportate

< 100 μm

Nota L'inibitore è superfluo se è garantita una percentuale di Antifrogen N > 20 %. Se la percentuale di antigelo è < 30 %, non è necessario un derating.



Biocida I circuiti di raffreddamento chiusi con acqua dolce sono un ambiente favorevole per la proliferazione di microbi. Nei sistemi con acqua potabile addizionata di cloro, il pericolo di corrosione causato dalla presenza dai microbi è praticamente eliminato. L'Antifrogen N ha un'azione biocida a partire dalla concentrazione minima >20 %. Con l'aggiunta di Antifrogen N in percentuale >20 % i batteri non sono in grado di sopravvivere. La scelta del biocida adeguato avviene in funzione del tipo di microbi. Nella pratica si osserva la presenza dei seguenti microbi: batteri che producono mucillagine batteri corrosivi batteri ferro-ossidanti Si raccomanda di eseguire un'analisi dell'acqua almeno una volta all'anno per determinare la presenza e la quantità di colonie batteriche. I biocidi adatti possono essere richiesti ad es. al produttore Nalco. Per la dosatura e la compatibilità con un inibitore eventualmente presente occorre rispettare le raccomandazioni del produttore.

ATTENZIONE Gli inibitori non devono essere mischiati con i biocidi e Antifrogen N.

Sul mercato sono disponibili altri produttori di additivi chimici. Possono essere utilizzati anche prodotti equivalenti di altri fornitori. L'idoneità deve essere eventualmente accertata tramite test.

Altri refrigeranti (non a base di acqua) Se vengono utilizzati altri liquidi refrigeranti (ad es. olio), può rendersi necessaria una riduzione della potenza per non superare la soglia termica del motore. La riduzione di potenza può essere calcolata sulla base dei seguenti dati a una temperatura di 30 °C: Densità ρ [kg/m3] Capacità calorifica specifica cρ [J/(kg•K)] Conduttività termica λ [W/(K•m)] Viscosità cinematica ν [m2/s] Portata V [l/min]

In questo caso rivolgersi al produttore (Siemens Service Center).

Nota In caso di miscela acqua-olio con una percentuale di olio inferiore al 10% non è ancora necessario ridurre la potenza del motore.



Produttori di additivi chimici Tyforop Chemie GmbH http://www.tyfo.de Clariant Produkte Deutschland GmbH http://www.antifrogen.de Cimcool Industrial Products http://www.cimcool.net FUCHS PETROLUB AG http://www.fuchs-oil.com Hebro chemie GmbH http://www.hebro-chemie.de HOUGHTON Deutschland GmbH http://www.houghton.com Nalco Deutschland GmbH http://www.nalco.com


Manutenzione e riparazione Almeno una volta all'anno si raccomanda di verificare il livello del refrigerante e di controllare eventuali variazioni del colore o fenomeni di intorbidimento. A cadenza annuale occorre inoltre verificare che il refrigerante sia conforme alle specifiche ammesse. In caso di perdita del refrigerante in circuiti chiusi o semiaperti, questa va corretta con una miscela precedentemente preparata di acqua deionizzata e inibitore o Antifrogen N.

3.1.4 Raccordo del refrigerante Il collegamento del motore al circuito di raffreddamento avviene tramite due filettature interne sul lato posteriore del motore. Si può scegliere liberamente se collegare la mandata o il ritorno a ciascuno dei due raccordi. Raccomandazione: Mandata su NDE. Raccordo per l'acqua di raffreddamento per 1FW315x e 1FW320x G 1/2" per 1FW328x G 1"

Il collegamento degli apparecchi deve essere eseguito con tubi flessibili per evitare un accoppiamento rigido (vedere la tabella "Materiali e componenti di un circuito di raffreddamento").

Messa in servizio Se necessario, prima di collegare i motori e i convertitori al circuito di raffreddamento si può eseguire un lavaggio delle tubazioni allo scopo di evitare l'accumulo di sporcizia nei motori e nei convertitori. Dopo il montaggio dell'apparecchio nell'impianto, è necessario attivare il circuito di raffreddamento prima di applicare tensione.

http://www.tyfo.de

http://www.antifrogen.de

http://www.cimcool.net

http://www.fuchs-oil.com

http://www.hebro-chemie.de

http://www.houghton.com

http://www.nalco.com

Caratteristiche meccaniche dei motori 3.2 Grado di protezione


3.2 Grado di protezione L'indicazione del grado di protezione secondo EN 60034-5 (IEC 60034-5) è costituita dalle lettere IP seguite da due cifre. IP = International Protection 1ª cifra = protezione contro corpi estranei 2ª cifra = protezione contro l'acqua Poiché nelle macchine utensili e nelle macchine transfer vengono per lo più utilizzati refrigeranti oleosi e/o aggressivi, la sola protezione contro l'acqua non è sufficiente. I motori devono essere protetti con adeguate coperture. Quando si sceglie il grado di protezione del motore occorre prestare attenzione a un'adeguata tenuta dell'albero motore. I motori Torque 1FW3 completi sono realizzati secondo il grado di protezione IP54.

3.3 Esecuzione del cuscinetto I cuscinetti dei motori Torque completi sono a lubrificazione permanente e dimensionati per una temperatura ambiente minima di funzionamento di -15 °C.

Tabella 3- 7 Esecuzione normale con cuscinetto standard

Altezza d'asse 150 - 200 Altezza d'asse 280 Montaggio struttura IM B14, IM V18/19 IM B35 Collegamento rotore Fori filettati lato frontale, elemento di bloccaggio Posizioni d'installazione orizzontale, verticale orizzontale Tipi di cuscinetto (secondo DIN 625) Cuscinetto fisso su DE: 61838

Cuscinetto mobile su NDE: 61832 Cuscinetto fisso su DE: 61864

Cuscinetto mobile su NDE: 61856 Durata del cuscinetto (lubrificazione permanente a grasso)

massimo 20000 h con temperature ambiente di max. 40 °C

Esecuzioni speciali Esecuzioni speciali per forze radiali e assiali su richiesta. Tipici utilizzi Settore meccanico in generale

Nota Per cuscinetti privi di dispositivo di rilubrificazione si consiglia di sostituire i cuscinetti dopo circa 20000 ore di esercizio a una temperatura ambiente max. di 40 °C, tuttavia al più tardi dopo 5 anni (dalla fornitura).

Dispositivo di lubrificazione (opzione per 1FW315x e 1FW320x) In caso di necessità, i motori Torque 1FW3 completi possono essere dotati dell'opzione di lubrificazione con ingrassatore sferico M8 x 1 secondo DIN 71412-A per i cuscinetti su DE e NDE. In questo modo, se vengono rispettati gli intervalli di lubrificazione (vedere tabella seguente) e se non viene superata la temperatura ambiente di 40 °C, l'intervallo di sostituzione dei cuscinetti aumenta a circa 40000 h. Possibilità di ordinazione: Codice K40 Il dispositivo di lubrificazione non può essere montato in un secondo tempo!

Caratteristiche meccaniche dei motori 3.3 Esecuzione del cuscinetto


Tabella 3- 8 Cuscinetto con dispositivo di lubrificazione (opzione per 1FW315x e 1FW320x)

Motore nN [1/min] Durata dei cuscinetti con dispositivo di lubrificazione

[h]

Intervallo di lubrificazione

[h]

Quantità di grasso 1) su

DE [g]


NDE [g]

1FW315x 300/500/750 40000 10000 30 20 1FW320x 150/300/500 40000 10000 30 20 1FW328x-2 150/250 40000 10000 80 60

400 40000 6500 80 60 1FW328x-3 600 24000 4000 80 60

1) Definizione del grasso dei cuscinetti: Klüberquiet BQH72-102

Nota È opportuno che la lubrificazione venga effettuata manualmente utilizzando un ingrassatore a siringa (non una pressa idraulica). Rispettare le quantità di grasso. È opportuno che la lubrificazione avvenga quando il motore è in funzione a basso regime e in assenza di condizioni di pericolo per le persone. Gli intervalli di lubrificazione consigliati sono validi per carichi normali: • Funzionamento con numero di giri conforme alle indicazioni riportate sulla targhetta dei

dati tecnici • Funzionamento a ridotta presenza di vibrazioni • Utilizzo di grassi specifici per cuscinetti a rulli

Esecuzioni speciali Fattori che influiscono sfavorevolmente, legati ad es. al montaggio, ai numeri di giri, a modi operativi speciali o a carichi meccanici elevati, potrebbero richiedere una considerazione particolare. Rivolgersi alla propria rappresentanza Siemens competente indicando le condizioni marginali.

Caratteristiche meccaniche dei motori 3.4 Forze radiali e forze assiali


3.4 Forze radiali e forze assiali Punto di applicazione delle forze radiali FR sul motore Torque per velocità di funzionamento medie per durata nominale del cuscinetto di 20000 h

Figura 3-5 Punto di applicazione della forza FR

ATTENZIONE Se si utilizza il diagramma delle forze assiali, va rispettata la forza radiale max. consentita. Il diagramma delle forze assiali è valido per x < 100 mm. Nel dimensionamento dei cuscinetti occorre scegliere la velocità di funzionamento del motore in base alla curva di velocità immediatamente superiore.



Diagramma delle forze radiali per 1FW315

Figura 3-6 Diagramma delle forze radiali per 1FW315, per durata nominale del cuscinetto di

20000 h

Diagramma delle forze assiali per 1FW315

Figura 3-7 Forza assiale ammessa in funzione della forza radiale per 1FW315





20000 h







20000 h



Caratteristiche meccaniche dei motori 3.5 Estremità d'albero


3.5 Estremità d'albero L'estremità dell'albero è eseguita come un albero cavo (vedere i disegni quotati). È disponibile con i seguenti diametri interni: Diametro interno 1FW315x: di = 153 mm Diametro interno 1FW320x: di = 153 mm Diametro interno 1FW328x: di = 250 mm Il senso di rotazione positivo ha rotazione destrorsa (vista su DE, lato flangia).

3.6 Copertura dell'albero Se l'albero cavo passante non viene utilizzato dal cliente e deve essere chiuso sul lato NDE per proteggerlo dal contatto, il motore può essere fornito con una copertura dell'albero sul lato NDE. Possibilità di ordinazione: Codice T20

3.7 Grado di vibrazione I motori soddisfano un grado di vibrazione di livello A secondo EN 60034-14 (IEC 60034-14). I valori di vibrazione indicati si riferiscono al solo motore. Le vibrazioni del sistema dovute all'installazione possono causare un aumento di questi valori per il motore. Il livello del grado di vibrazione viene rispettato fino alla velocità nominale (nN).

Figura 3-12 Grado di vibrazione

Caratteristiche meccaniche dei motori 3.8 Rapporto di trasmissione


3.8 Rapporto di trasmissione

Tabella 3- 9 Rapporto di trasmissione con montaggio encoder mediante cinghia dentata tra encoder e albero cavo

Altezza d'asse i Osservazioni 1FW315⃞ -3,5 1FW320⃞ -3,5 1FW328⃞ -5

Gli encoder sono collegati all'albero motore mediante trasmissione a cinghia (cinghia dentata). Poiché il senso di rotazione dell'encoder è contrario rispetto al motore, il segno iniziale del rapporto di trasmissione sarà negativo.

Durata utile della cinghia dentata: almeno 10000 h.

3.9 Verniciatura I motori Torque 1FW3 completi vengono forniti con verniciatura antracite (simile a RAL 7016). Opzione: Verniciatura speciale.


Dati tecnici e curve caratteristiche 4

Il range operativo consentito è limitato da fattori termici, meccanici ed elettromagnetici.

Figura 4-1 Caratteristica di coppia dei motori sincroni

Campo di temperatura ammesso per l'avvolgimento Il surriscaldamento del motore è causato dalle perdite che si verificano nel motore stesso (perdite dovute alla corrente, perdite di ferro, perdite per attrito).

Caratteristica di coppia del motore Il valore di coppia consentito dipende dalla sovratemperatura dell'avvolgimento consentita (100°K) e quindi dal modo operativo. Per rispettare i limiti di temperatura è necessario che, partendo dalla coppia da fermo M0, la coppia venga ridotta aumentando la velocità. Le curve caratteristiche indicate si riferiscono al funzionamento continuativo S1 (100 K).



AVVERTENZA Un funzionamento continuativo nel campo al di sopra della curva caratteristica S1 non è ammissibile termicamente per il motore.

Il campo di velocità è limitato dai seguenti elementi: velocità massima consentita (a livello meccanico) nmax mecc (forze centrifughe sul rotore,

durata del cuscinetto) oppure velocità massima consentita sul convertitore nmax Inv (rigidità dielettrica del convertitore e/o

del motore)

Esecuzioni dell'avvolgimento Nell'ambito della grandezza costruttiva di un motore sono possibili varie esecuzioni dell'avvolgimento (esecuzioni con circuito dell'indotto) per diverse velocità nominali nN.

Tabella 4- 1 Lettera identificativa per l'esecuzione dell'avvolgimento

Numero di giri nominale nN [1/min]

Esecuzione dell'avvolgimento (10. Posizione del numero di ordinazione)

150 E 250 G 300 H 400 J 500 L 600 M 750 P

Tensione di uscita del convertitore Le tensioni di uscita del convertitore sono diverse a seconda del tipo di convertitore e della tensione di rete.

Tabella 4- 2 Tensioni di uscita del convertitore

Rete Tensione

Tensione del circuito

intermedio

Tensione di uscita

Tipo di convertitore Alimentazione Modulo

Urete Ucirc.int Umot ALM 400 V 600 V 425 V SLM 400 V 528 V 380 V

SINAMICS S120 3AC 380 - 480 V

SLM 480 V 634 V 460 V

Il convertitore SINAMICS S120 imprime una corrente di deflussaggio in modo da rendere possibile il funzionamento del motore al di sopra della curva caratteristica limite di tensione, senza deflussaggio del campo. La procedura con cui il convertitore imprime la corrente di deflussaggio influenza in modo determinante l'andamento della curva.



Limite di coppia in caso di funzionamento con convertitore con funzione di deflussaggio del campo. La curve caratteristiche rappresentate si riferiscono al funzionamento con SINAMICS S120. Con il SINAMICS S120 il funzionamento con deflussaggio del campo è sempre attivo. L'andamento delle curve caratteristiche con deflussaggio del campo dipende dalla posizione della curva caratteristica limite di tensione. Ogni curva caratteristica limite di tensione è associata quindi ad un diagramma coppia-velocità.

Figura 4-2 Caratteristica di coppia di un motore sincrono nel funzionamento con convertitore con

deflussaggio del campo (curva esemplificativa)

Il campo di velocità consentito è stato limitato a nmax Inv.

Convertitore consigliato La curva caratteristica Mmax Inv indica il campo di funzionamento che può essere raggiunto con il convertitore consigliato. Il convertitore consigliato è dimensionato in modo tale da rendere possibile il funzionamento S1(100K) rappresentato. Se serve una coppia fino a Mmax, scegliere il convertitore immediatamente superiore. Le curve caratteristiche S1 e S3 valgono per il funzionamento con la corrente termica consentita. Nella progettazione del funzionamento S3 verificare se il convertitore può fornire la corrente di picco necessaria, eventualmente scegliere un convertitore più grande. Se si utilizza un convertitore più piccolo, non si raggiungono più le curve caratteristiche indicate nel campo di deflussaggio.



Limite delle coppie in caso di funzionamento sul convertitore senza possibilità di campo di deflussaggio

Con l'aumento della velocità aumenta la tensione indotta nell'avvolgimento del motore. Per imprimere la corrente si ha a disposizione la differenza della tensione del circuito intermedio del convertitore rispetto alla tensione indotta del motore. Per i convertitori senza possibilità di deflussaggio del campo ciò limita l'entità della corrente imprimibile. In questo modo, a velocità elevate la coppia diminuisce rapidamente. Tutti i punti di funzionamento raggiungibili a livello di motore si trovano a sinistra della curva caratteristica limite di tensione. L'andamento della curva caratteristica limite di tensione è determinato dall'esecuzione dell'avvolgimento e dall'entità della tensione di uscita del convertitore. Le curve caratteristiche vengono raffigurate per ogni esecuzione dell'avvolgimento in un apposito foglio dati (vedere il capitolo "Curve caratteristiche coppia-numero di giri"). A ogni foglio dati sono poi assegnati i diagrammi coppia-numero di giri per le diverse tensioni di uscita del convertitore.

Nota La curva caratteristica limite di tensione di un motore con velocità nominale pari a 600 giri/min supera di molto quella di un motore dello stesso tipo con una velocità nominale di 200 giri/min. Tuttavia questo motore necessita, per la stessa coppia nominale, di una corrente decisamente superiore. Per questo è opportuno scegliere la velocità nominale in modo tale che essa non sia di molto superiore alla velocità massima indispensabile per le operazioni da eseguire. In questo modo è possibile ridurre al minimo le dimensioni del modulo convertitore (corrente di uscita).

Traslazione della curva caratteristica del limite di tensione

ATTENZIONE Lo spostamento della caratteristica del limite di tensione vale solo per le curve caratteristiche limite approssimativamente lineari come ad es. per i motori della serie costruttiva 1FK3. Una traslazione della curva caratteristica limite di tensione è possibile solo se viene soddisfatta la condizione Umot, nuova > UiN. La tensione indotta UiN va letta sulla targhetta dei dati del motore oppure calcolata: UiN = kE ∙ nN / 1000

Per conoscere i limiti del motore con una tensione di uscita del convertitore (Umot) diversa da 380 V, 425 V o 460 V, la relativa curva caratteristica limite di tensione tracciata deve essere traslata per la corrispettiva nuova tensione di uscita (Umot, nuova). L'entità della traslazione si ricava come descritto qui di seguito: sull'asse X (velocità) si ricava con una tensione di uscita di Umot, nuova una traslazione del fattore:

Umot,

nuova = nuova tensione di uscita del convertitore

Umot = Tensione di uscita del convertitore dalla curva caratteristica per 380 V, 425 V o 460 V



Calcolo della nuova coppia limite con una nuova curva caratteristica limite

P1 Punto di intersezione della curva caratteristica limite di tensione con l'asse x: lettura

o calcolo della velocità

P2 Traslazione dall'uscita della curva caratteristica limite di tensione sull'asse x da n1 a n2.

P3 Lettura di Mlimite sulla curva caratteristica limite di tensione per Umot. P4 Calcolo di Mlimite, nuova:

Con i punti P2 e P4 si ricava la curva caratteristica limite traslata di tensione. Traslazione della curva caratteristica del limite di tensione da Umot a Umot nuova

Esempio di traslazione della curva caratteristica del limite di tensione senza deflussaggio del campo Motore 1FW3201-1L; nN = 500 1/min; kE = 519 V/1000 min-1 Umot nuova = 290 V; calcolo con Umot = 425 V UiN = kE ∙ nN/1000; UiN = 519 ∙ 500/1000 = 259,5 V La condizione Umot nuova > UiN è soddisfatta.

Inserire i punti P2 e P4 e collegarli. Questa linea è la nuova curva caratteristica limite di tensione per Umot nuova = 290 V.



Valori di tolleranza I dati caratteristici riportati nei fogli dati sono valori nominali soggetti a una dispersione naturale.

Tabella 4- 3 Valori di tolleranza dei dati motore

Dati motore Valore tipico Valore garantito Corrente da fermo I0 ± 3 % ± 7,5 % Costante di tempo elettrica Tel ± 5 % ± 10 % Costante di coppia kT ± 3 % ± 7,5 % Costante di tensione kE ± 3 % ± 7,5 % Resistenza dell'avvolgimento Rfase ± 5 % ± 10 % Momento d'inerzia della massa Jmot ± 2 % ± 10 %

Effetti della temperatura e della dispersione dei parametri sulla curva caratteristica Le curve caratteristiche coppia-numero di giri descritte nel capitolo seguente si riferiscono ai valori nominali in condizioni di temperatura di esercizio.

ATTENZIONE La temperatura del motore provoca una chiara traslazione della curva caratteristica del limite di tensione nel campo di velocità superiore. Di questo va tenuto conto durante la progettazione (in particolare nelle applicazioni in cui il motore a freddo deve fornire le velocità più elevate) con sistemi convertitore senza deflussaggio del campo.

Limite di velocità nmax Inv Il campo di velocità viene limitato dalla velocità limite meccanica nmax mecc (forze centrifughe sul rotore, durata del cuscinetto) oppure dalla velocità limite elettrica nmax Inv.

CAUTELA Il funzionamento del motore (come motore o azionato dall'esterno) con velocità superiori a nmax Inv può indurre nell'avvolgimento una tensione superiore a quella consentita dal convertitore. Questo potrebbe danneggiare irrimediabilmente il convertitore. Non è consentito il funzionamento al di sopra della velocità nmax Inv senza che siano state intraprese misure supplementari o di protezione. Siemens AG non si assume alcuna responsabilità per eventuali danni verificatisi a causa della mancata osservanza della suddetta indicazione di pericolo.

Tipo di convertitore Tensione massima consentita sul convertitore Ucons Inv SINAMICS S120, 3AC 380-480 V 820 V

Con la seguente formula è possibile calcolare la velocità massima nmax Inv alla quale è consentito il funzionamento senza alcuna limitazione.

Dati tecnici e curve caratteristiche 4.1 Curve caratteristiche coppia-numero di giri


kE = costante di tensione (vedere il capitolo "Curve caratteristiche coppia-numero di giri") SINAMICS S120 calcola questo valore automaticamente. Nel caso di funzionamento corretto del convertitore, la tensione che si presenta sui morsetti del motore è limitata dal funzionamento con deflussaggio del campo, in quanto in relazione alla tensione indotta viene generata una tensione in opposizione di fase.

4.1 Curve caratteristiche coppia-numero di giri Tutte le tensioni e le correnti riportate nei fogli dati sono valori effettivi. Ulteriori numeri di giri nominali su richiesta. I dati nominali indicati si riferiscono a Urete eff = 400 V, Active Line Module, curva caratteristica [b].

Nota Esercizio senza raffreddamento ad acqua I motori Torque completi 1FW3 possono essere utilizzati senza raffreddamento ad acqua se la coppia viene ridotta di conseguenza e viene garantita una dispersione del calore senza impedimenti. Il fattore di riduzione dipende da altezza d'asse, lunghezza costruttiva e numero di giri e può essere fornito su richiesta.



4.1.1 Altezza d'asse 150

Tabella 4- 4 1FW3150, numero di giri nominale 300 1/min

Dati di progettazione Abbreviazione

Unità 1FW3150-1H

N. di giri nominale nN 1/min 300 Numero di poli 2p -- 14 Coppia nominale MN (100 K) Nm 100 Potenza nominale PN (100 K) kW 3,1 Corrente nominale IN (100 K) A 8,0 Coppia da fermo M0 (100 K) Nm 105 Corrente da fermo I0 (100 K) A 7,3 Momento d'inerzia Jmot kgm2 0,12 Trasmissione misura numero di giri (in caso di montaggio encoder tramite cinghia)

ienc -- -3,5

Dati limite Numero di giri max. ammesso (mecc.) nmax mecc 1/min 1700 Numero di giri max. ammesso senza VPM

nmax 830 V 1/min 660

Coppia massima Mmax Nm 200 Corrente massima Imax A 17 Costanti fisiche Costante di coppia kT Nm/A 14,4 Costante di tensione (concatenata) kE V/1000 1/min 917 Resistenza avvolgimento a 20 °C Rfase Ω 3,94 Induttanza del campo rotante LD mH 109 Costante di tempo elettrica Tel ms 20 Costante di tempo meccanica Tmecc ms 9,6 Costante di tempo termica Tth min 4 Resistenza torsionale dell'albero ct Nm/rad 31300000 Peso m kg 87 I dati nominali indicati sono validi per Urete eff = 400 V, Active Line Module, curva caratteristica [b].



[a] SINAMICS S120 Smart Line Module / Basic Line Module / Power Module, Urete eff = 400 V [b] SINAMICS S120 Active Line Module, Urete eff = 400 V [c] SINAMICS S120 Smart Line Module / Basic Line Module / Power Module, Urete eff = 480 V Le curve caratteristiche sono valide solo per i dati di impostazione del convertitore ottimizzati

Figura 4-3 1FW3150-1⃞H





Unità 1FW3150-1L

N. di giri nominale nN 1/min 500 Numero di poli 2p 14 Coppia nominale MN (100 K) Nm 100 Potenza nominale PN (100 K) kW 5,2 Corrente nominale IN (100 K) A 12,0 Coppia da fermo M0 (100 K) Nm 105 Corrente da fermo I0 (100 K) A 11,5 Momento d'inerzia Jmot kgm2 0,12 Trasmissione misura numero di giri (in caso di montaggio encoder tramite cinghia)

ienc -- -3,5


nmax 830 V 1/min 1020

Coppia massima Mmax Nm 200 Corrente massima Imax A 26 Costanti fisiche Costante di coppia kT Nm/A 9,4 Costante di tensione (concatenata) kE V/1000 1/min 598 Resistenza avvolgimento a 20 °C Rfase Ω 1,68 Induttanza del campo rotante LD mH 47 Costante di tempo elettrica Tel ms 20 Costante di tempo meccanica Tmecc ms 9,6 Costante di tempo termica Tth min 4 Resistenza torsionale dell'albero ct Nm/rad 3,13E+07 Peso m kg 87 I dati nominali indicati sono validi per Urete eff = 400 V, Active Line Module, curva caratteristica [b].




Figura 4-4 1FW3150-1⃞L





Unità 1FW3150-1P


ienc -- -3,5


nmax 830 V 1/min 1570





Figura 4-5 1FW3150-1⃞P





Unità 1FW3152-1H

N. di giri nominale nN 1/min 300 Numero di poli 2p 14 Coppia nominale MN (100 K) Nm 200 Potenza nominale PN (100 K) kW 6,3 Corrente nominale IN (100 K) A 14 Coppia da fermo M0 (100 K) Nm 210 Corrente da fermo I0 (100 K) A 15 Momento d'inerzia Jmot kgm2 0,16 Trasmissione misura numero di giri (in caso di montaggio encoder tramite cinghia)

ienc -- -3,5







Figura 4-6 1FW3152-1H





Unità 1FW3152-1L

N. di giri nominale nN 1/min 500 Numero di poli 2p 14 Coppia nominale MN (100 K) Nm 200 Potenza nominale PN (100 K) kW 10,5 Corrente nominale IN (100 K) A 22 Coppia da fermo M0 (100 K) Nm 210 Corrente da fermo I0 (100 K) A 22,5 Momento d'inerzia Jmot kgm2 0,16 Trasmissione misura numero di giri (in caso di montaggio encoder tramite cinghia)

ienc -- -3,5


nmax 830 V 1/min 1020





Figura 4-7 1FW3152-1L





Unità 1FW3152-1P


ienc -- -3,5

Dati limite Numero di giri max. ammesso (mecc.) nmax mecc 1/min 1700 Numero di giri max. ammesso nmax 830 V 1/min 1520 Coppia massima Mmax Nm 400 Corrente massima Imax A 79 Costanti fisiche Costante di coppia kT Nm/A 6,3 Costante di tensione (concatenata) kE V/1000 1/min 399 Resistenza avvolgimento a 20 °C Rfase Ω 0,28 Induttanza del campo rotante LD mH 9,3 Costante di tempo elettrica Tel ms 24 Costante di tempo meccanica Tmecc ms 4,7 Costante di tempo termica Tth min 4 Resistenza torsionale dell'albero ct Nm/rad 21700000 Peso m kg 108 I dati nominali indicati sono validi per Urete eff = 400 V, Active Line Module, curva caratteristica [b].




Figura 4-8 1FW3152-1P





Unità 1FW3154-1H


ienc -- -3,5












Unità 1FW3154-1L


ienc -- -3,5












Unità 1FW3154-1P

N. di giri nominale nN 1/min 750 Numero di poli 2p 14 Coppia nominale MN (100 K) Nm 300 Potenza nominale PN (100 K) kW 23,6 Corrente nominale IN (100 K) A 47,5 Coppia da fermo M0 (100 K) Nm 315 Corrente da fermo I0 (100 K) A 49 Momento d'inerzia Jmot kgm2 0,20 Trasmissione misura numero di giri (in caso di montaggio encoder tramite cinghia)

ienc -- -3,5


nmax 830 V 1/min 1490

Coppia massima Mmax Nm 600 Corrente massima Imax A 113 Costanti fisiche Costante di coppia kT Nm/A 6,4 Costante di tensione (concatenata) kE V/1000 1/min 407 Resistenza avvolgimento a 20 °C Rfase Ω 0,17 Induttanza del campo rotante LD mH 6,1 Costante di tempo elettrica Tel ms 25 Costante di tempo meccanica Tmecc ms 3,5 Costante di tempo termica Tth min 4 Resistenza torsionale dell'albero ct Nm/rad 16600000 Peso m kg 129 I dati nominali indicati sono validi per Urete eff = 400 V, Active Line Module, curva caratteristica [b].









Unità 1FW3155-1H


Ienc -- -3,5












Unità 1FW3155-1L


Ienc -- -3,5


nmax 830 V 1/min 1020










Unità 1FW3155-1P


Ienc -- -3,5


nmax 830 V 1/min 1520










Unità 1FW3156-1H


ienc -- -3,5












Unità 1FW3156-1L


ienc -- -3,5












Unità 1FW3156-1P


ienc -- -3,5


nmax 830 V 1/min 1450








4.1.2 Altezza d'asse 200



Unità 1FW3201-1E


ienc -- -3,5







Figura 4-18 1FW3201-1E





Unità 1FW3201-1H


ienc -- -3,5












Unità 1FW3201-1L


ienc -- -3,5


nmax 830 V 1/min 1110










Unità 1FW3202-1E


ienc -- -3,5












Unità 1FW3202-1H


ienc -- -3,5












Unità 1FW3202-1L


ienc -- -3,5


nmax 830 V 1/min 1070










Unità 1FW3203-1E


ienc -- -3,5












Unità 1FW3203-1H


ienc -- -3,5



Coppia massima Mmax Nm 1390 Corrente massima Imax A 132 Costanti fisiche Costante di coppia kT Nm/A 12,7 Costante di tensione (concatenata) kE V/1000 1/min 810 Resistenza avvolgimento a 20 °C Rfase Ω 0,16 Induttanza del campo rotante LD mH 5 Costante di tempo elettrica Tel ms 22 Costante di tempo meccanica Tmecc ms 2 Costante di tempo termica Tth min 12 Resistenza torsionale dell'albero ct Nm/rad 21600000 Peso m kg 182 I dati nominali indicati sono validi per Urete eff = 400 V, Active Line Module, curva caratteristica [b].









Unità 1FW3203-1L


ienc -- -3,5


nmax 830 V 1/min 1110










Unità 1FW3204-1E


ienc -- -3,5












Unità 1FW3204-1H


ienc -- -3,5












Unità 1FW3204-1L


ienc -- -3,5


nmax 830 V 1/min 1060










Unità 1FW3206-1E


ienc -- -3,5



Coppia massima Mmax Nm 2775 Corrente massima Imax A 145 Costanti fisiche Costante di coppia kT Nm/A 23 Costante di tensione (concatenata) kE V/1000 1/min 1464 Resistenza avvolgimento a 20 °C Rfase Ω 0,27 Induttanza del campo rotante LD mH 12 Costante di tempo elettrica Tel ms 32 Costante di tempo meccanica Tmecc ms 2,1 Costante di tempo termica Tth min 16 Resistenza torsionale dell'albero ct Nm/rad 12400000 Peso m kg 279 I dati nominali indicati sono validi per Urete eff = 400 V, Active Line Module, curva caratteristica [b].









Unità 1FW3206-1H


ienc -- -3,5












Unità 1FW3206-1L


ienc -- -3,5


nmax 830 V 1/min 1090

Coppia massima Mmax Nm 2775 Corrente massima Imax A 399 Costanti fisiche Costante di coppia kT Nm/A 8,3 Costante di tensione (concatenata) kE V/1000 1/min 530 Resistenza avvolgimento a 20 °C Rfase Ω 0,03 Induttanza del campo rotante LD mH 1,4 Costante di tempo elettrica Tel ms 30 Costante di tempo meccanica Tmecc ms 2,0 Costante di tempo termica Tth min 16 Resistenza torsionale dell'albero ct Nm/rad 12400000 Peso m kg 279 Per numeri di giri > 800 1/min è possibile che si verifichi un livello di pressione sonora superiore. I dati nominali indicati sono validi per Urete eff = 400 V, Active Line Module, curva caratteristica [b].









Unità 1FW3208-1E


ienc -- -3,5



Coppia massima Mmax Nm 3700 Corrente massima Imax A 187 Costanti fisiche Costante di coppia kT Nm/A 23,8 Costante di tensione (concatenata) kE V/1000 1/min 1517 Resistenza avvolgimento a 20 °C Rfase Ω 0,21 Induttanza del campo rotante LD mH 9,1 Costante di tempo elettrica Tel ms 31 Costante di tempo meccanica Tmecc ms 2 Costante di tempo termica Tth min 20 Resistenza torsionale dell'albero ct Nm/rad 9550000 Peso m kg 348 I dati nominali indicati sono validi per Urete eff = 400 V, Active Line Module, curva caratteristica [b].









Unità 1FW3208-1H


ienc -- -3,5












Unità 1FW3208-1L


ienc -- -3,5


nmax 830 V 1/min 1100

Coppia massima Mmax Nm 3700 Corrente massima Imax A 533 Costanti fisiche Costante di coppia kT Nm/A 8,2 Costante di tensione (concatenata) kE V/1000 1/min 527 Resistenza avvolgimento a 20 °C Rfase Ω 0,03 Induttanza del campo rotante LD mH 1,0 Costante di tempo elettrica Tel ms 26 Costante di tempo meccanica Tmecc ms 2,2 Costante di tempo termica Tth min 20 Resistenza torsionale dell'albero ct Nm/rad 9550000 Peso m kg 348 Per numeri di giri > 800 1/min è possibile che si verifichi un livello di pressione sonora superiore. I dati nominali indicati sono validi per Urete eff = 400 V, Active Line Module, curva caratteristica [b].







4.1.3 Altezza d'asse 280, High Torque



Unità 1FW3281-2E

N. di giri nominale nN 1/min 150 Numero di poli 2p 20 Coppia nominale MN (100 K) Nm 2500 Potenza nominale PN (100 K) kW 39 Corrente nominale IN (100 K) A 82 Coppia da fermo M0 (100 K) Nm 2550 Corrente da fermo I0 (100 K) A 84 Momento d'inerzia Jmot kgm2 3,78 Trasmissione misura numero di giri (in caso di montaggio encoder tramite cinghia)

ienc -- -5












Unità 1FW3281-2G


ienc -- -5







Figura 4-37 1FW3281-2G





Unità 1FW3283-2E


ienc -- -5












Unità 1FW3283-2G


ienc -- -5












Unità 1FW3285-2E


ienc -- -5












Unità 1FW3285-2G


ienc -- -5



Coppia massima Mmax Nm 8150 Corrente massima Imax A 436 Costanti fisiche Costante di coppia kT Nm/A 20,3 Costante di tensione (concatenata) kE V/1000 1/min 1296 Resistenza avvolgimento a 20 °C Rfase Ω 0,0451 Induttanza del campo rotante LD mH 2,15 Costante di tempo elettrica Tel ms 34 Costante di tempo meccanica Tmecc ms 2,7 Costante di tempo termica Tth min 14 Resistenza torsionale dell'albero ct Nm/rad 8,4700000 Peso m kg 860 I dati nominali indicati sono validi per Urete eff = 400 V, Active Line Module, curva caratteristica [b].









Unità 1FW3287-2E


ienc -- -5












Unità 1FW3287-2G


ienc -- -5










4.1.4 Altezza d'asse 280, High Speed



Unità 1FW3281-3J


ienc -- -5







Figura 4-44 1FW3281-3J





Unità 1FW3281-3M


ienc -- -5


nmax 830 V 1/min 1050





Figura 4-45 1FW3281-3M





Unità 1FW3283-3J


ienc -- -5












Unità 1FW3283-3M


ienc -- -5


nmax 830 V 1/min 1030










Unità 1FW3285-3J


ienc -- -5












Unità 1FW3285-3M


ienc -- -5












Unità 1FW3287-3J


ienc -- -5












Unità 1FW3287-3M


ienc -- -5


nmax 830 V 1/min 1030






Dati tecnici e curve caratteristiche 4.2 Disegni quotati


4.2 Disegni quotati

CAD CREATOR Il CAD CREATOR, mediante un'interfaccia di configurazione facilmente comprensibile, consente di creare rapidamente disegni quotati dati CAD 2D/3D e offre un supporto per realizzare la documentazione degli impianti a livello di informazioni specifiche di progettazione. Nella versione online sono attualmente disponibili i dati per i motori, gli azionamenti e i controllori CNC. Nella intranet all'indirizzo http://www.siemens.com/cad-creator Motori Motori sincroni 1FK7, 1FT7, 1FT6, 1FE1 Motori Torque completi 1FW3 Motoriduttori 1FK7, 1FK7 DYA, 1FT7, 1FT6 Motori sincroni/asincroni 1PH8 Motori asincroni 1PH7, 1PL4, 1PH6 Motori asincroni 1PM4, 1PM6 Elettromandrini 2SP1 SINAMICS S120 Control Unit Power Module (Blocksize, Chassis) Line Module (Booksize, Chassis) Componenti lato rete Motor Module (Booksize, Chassis) Componenti del circuito intermedio Componenti di sistema aggiuntivi Collegamento del sistema encoder Tecnica di collegamento MOTION-CONNECT SIMOTION SIMOTION D SINUMERIK solution line Controllori Componenti operativi per controlli CNC

http://www.siemens.com/cad-creator



Aggiornamento dei disegni quotati

Nota La Siemens AG si riserva la facoltà di apportare, senza alcun preavviso, modifiche alle dimensioni della macchina, al fine di migliorare il prodotto. Quindi è possibile che i disegni quotati non siano aggiornati. I disegni quotati aggiornati possono essere richiesti gratuitamente al reparto di vendita della sede Siemens competente.



4.2.1 Montaggio encoder mediante cinghia dentata

Figura 4-52 Motore Torque completo 1FW315⃞, montaggio encoder mediante cinghia dentata









4.2.2 Montaggio coassiale dell'encoder

Figura 4-55 Motore Torque completo 1FW315⃞, montaggio encoder coassiale









4.2.3 Senza encoder

Figura 4-58 Motore Torque completo 1FW315⃞, senza encoder









4.2.4 DE senza cuscinetto

Figura 4-61 DE senza cuscinetto




Componenti del motore 55.1 Protezione termica del motore

KTY 84 (termistore) Per sorvegliare la temperatura del motore, come sonda termica è stata integrata una resistenza termica nell'avvolgimento dello statore.

Tabella 5- 1 Caratteristiche e dati tecnici

Denominazione Descrizione Tipo KTY 84 (termistore) Resistenza al freddo (20 °C) ca. 580 Ω Resistenza al caldo (100 °C) ca. 1000 Ω Temperatura di intervento Preallarme: 120 °C ±5° C

Disinserzione: 155 °C ±5° C Collegamento tramite il cavo di segnale

AVVERTENZA La polarità deve essere rispettata.

La variazione della resistenza di KTY 84 è proporzionale alla variazione della temperatura dell'avvolgimento (vedere la figura seguente).

Figura 5-1 Andamento della sonda termica KTY 84 in funzione della temperatura

La valutazione di KTY 84 ha luogo nel convertitore, la cui regolazione tiene conto dell'andamento della temperatura dell'avvolgimento del motore. In caso di anomalie, il convertitore emette il relativo messaggio di errore. Se la temperatura aumenta, viene emesso un messaggio "Preallarme sovratemperatura motore", che può essere elaborato esternamente. Se il messaggio viene ignorato, una volta trascorso il tempo impostato oppure in caso di superamento della temperatura limite del motore o della temperatura di



disinserzione, il convertitore viene disinserito e viene emesso il messaggio di errore corrispondente.

CAUTELA La sonda termica KTY integrata protegge i motori Torque completi dai sovraccarichi: fino a 2 • I0 e velocità ≠ 0 Per i casi di carico termicamente critici, ad es. elevato sovraccarico a motore fermo, non è più disponibile una protezione sufficiente. Deve quindi essere prevista un'ulteriore protezione, ad es. un relè termico di sovracorrente o un termistore PTC (opzionale) Se il sovraccarico massimo si prolunga per oltre 4 s, deve essere prevista anche un'ulteriore protezione del motore.

La sonda termica è realizzata secondo i requisiti DIN/EN relativi alla "separazione galvanica sicura".

AVVERTENZA Se l'operatore intende eseguire un'ulteriore prova ad alta tensione, le estremità dei cavi dei sensori di temperatura vanno cortocircuitate prima della prova! L'applicazione della tensione di prova su un solo morsetto di collegamento del sensore di temperatura provoca la distruzione del sensore.

Termistore PTC (opzionale) Nel caso di applicazioni speciali (ad es. sovraccarico a motore fermo oppure velocità molto basse) è necessaria un'ulteriore dispositivo di sorveglianza della temperatura su tutte e tre le fasi del motore tramite una sonda termica tripla PTC. Possibilità di ordinazione: Codice A11.

Tabella 5- 2 Collegamento e valutazione della sonda termica tripla PTC

Motori con interfaccia DRIVE-CLiQ Motori senza interfaccia DRIVE-CLiQ Il termistore PTC viene collegato al sistema di azionamento tramite il cavo DRIVE-CLiQ. La valutazione del termistore PTC deve essere attivata in SINAMICS (vedere la bibliografia: /GH1/ SINAMICS S120, Control Units e componenti di sistema integrativi).

Per la valutazione del termistore PTC è necessario disporre di un dispositivo di sgancio esterno (non compreso nella fornitura). In tal modo è possibile sorvegliare anche la rottura e il cortocircuito del cavo del termistore. Al superamento della temperatura di intervento il motore deve essere commutato in stato di arresto senza corrente entro 1 secondo. I collegamenti del termistore si trovano nella morsettiera di potenza. Per il collegamento nella morsettiera è previsto un apposito foro di introduzione cavo M16 x 1,5.



Figura 5-2 Collegamento per triplice PTC

Figura 5-3 Collegamento della sorveglianza di temperatura

Tabella 5- 3 Dati tecnici della sonda termica tripla PTC

Denominazione Descrizione Tipo Sonda termica tripla PTC Resistenza al caldo (20 °C) ≤ 750 Ω Resistenza al caldo (180 °C) ≤ 1710 Ω Temperatura di intervento 180 °C Collegamento Tramite unità di rilevamento esterna Nota: Le sonde termiche non presentano una curva caratteristica lineare e non sono quindi idonee per rilevare la temperatura istantanea. Curva caratteristica secondo DIN VDE 0660 parte 303, DIN 44081, DIN 44082

Componenti del motore 5.2 Encoder (opzionale)


5.2 Encoder (opzionale) Il funzionamento regolato in velocità è possibile in modo illimitato.

ATTENZIONE Il funzionamento regolato in posizione è possibile solo con alcune limitazioni. Contattare quindi la propria rappresentanza Siemens competente. In caso di sostituzione dell'encoder è necessario regolare la posizione dell'encoder rispetto alla FEM motore. La sostituzione può essere eseguita solo da personale qualificato. La taratura originale degli encoder è realizzata per i convertitori SIEMENS. Per far funzionare il motore con un convertitore di terze parti può essere necessario modificare la taratura dell'encoder. Una taratura errata dell'encoder rispetto alla FEM motore può provocare movimenti incontrollati.

La scelta dell'encoder viene definita nel codice di ordinazione (MLFB) del motore alla 9ª posizione mediante la lettera corrispondente. La lettera da specificare alla 9ª posizione del codice di ordinazione (MLFB) è diversa per i motori con o senza DRIVE-CLiQ. In caso di montaggio encoder tramite cinghia: 11ª posizione del codice di ordinazione = 7 In caso di montaggio coassiale dell'encoder: 11ª posizione del codice di ordinazione = 6

Tabella 5- 4 Indicazione per la scelta dell'encoder nel codice di ordinazione (MLFB)

Tipo di encoder Lettera nella 9ª posizione del codice di ordinazione (MLFB)

Motori senza interfaccia DRIVE-CLiQ Encoder incrementale sen/cos 1 Vpp 2048 S/R con tracce C e D (encoder IC2048S/R), accoppiato tramite cinghia

A

Encoder assoluto 2048 S/R Singleturn, 4096 rotazioni Multiturn, con interfaccia EnDat (encoder AM2048S/R), accoppiato tramite cinghia o montaggio coassiale su NDE

E

Encoder assoluto Singleturn EnDat, 2048 S/R, montaggio coassiale su NDE N Resolver multipolare (p = x), accoppiato tramite cinghia S Motori con interfaccia DRIVE-CLiQ Encoder incrementale 22 bit (risoluzione 4.194.304, internamente all'encoder 2048 S/R) con posizione di commutazione 11 bit (encoder IC22DQ), accoppiato tramite cinghia

D

Encoder assoluto 22 bit Singleturn (risoluzione 4.194.304, internamente all'encoder 2048 S/R) + 12 bit Multiturn (campo di rilevamento 4096 giri) (encoder AM22DQ), accoppiato tramite cinghia o montaggio coassiale su NDE

F

Encoder assoluto 22 bit Singleturn (2048 S/R internamente all'encoder), montaggio coassiale su NDE

P

Resolver 15 bit (risoluzione 32.768, internamente multipolare) (R15DQ), accoppiato tramite cinghia

U



Encoder con trasmissione a cinghia Nell'apposita cassa (lato statore), l'encoder viene collegato tramite cinghia. L'albero caso può quindi essere utilizzato, ad esempio, per la conduzione di liquidi. Rapporto di trasmissione: vedere il capitolo "Resolver multipolare".

ATTENZIONE La sostituzione della cinghia può essere eseguita solo da personale qualificato. Viene richiesto uno strumento per la misura della tensione della cinghia.

Figura 5-4 Encoder con trasmissione a cinghia



Montaggio coassiale dell'encoder Per requisiti dinamici elevati ed estrema precisione sussiste la possibilità di montaggio coassiale dell'encoder. Il montaggio coassiale dell'encoder chiude l'albero cavo sul lato NDE.

Figura 5-5 Montaggio coassiale dell'encoder



5.2.1 Collegamento trasduttore per motori con interfaccia DRIVE-CLiQ I motori con DRIVE-CLiQ hanno un Sensor Module che contiene l'analisi dell'encoder, il rilevamento della temperatura del motore e una targhetta elettronica del tipo. Questo Sensor Module è montato in sostituzione del connettore segnali ed ha un connettore femmina RJ45-plus a 10 poli.

CAUTELA L'interfaccia DRIVE-CLiQ contiene dati specifici su motore ed encoder oltre a una targhetta elettronica del tipo, quindi può essere utilizzato solo per un motore originale e non per altri motori e non può essere sostituito con l'interfaccia DRIVE-CLiQ di altri motori. L'interfaccia DRIVE-CLiQ è a diretto contatto con componenti sensibili alle cariche elettrostatiche (ESD). Devono essere rispettate le misure di sicurezza ESD descritte nella prefazione.

Cavi Per tutti i tipi di encoder (encoder incrementale, encoder assoluto, resolver) vale lo stesso cavo DRIVE-CLiQ. Per il collegamento di un encoder si utilizza il seguente cavo:

Tabella 5- 5 Cavo confezionato

6FX 002 - DC - 0 ↓

↓ 5 MOTION-CONNECT500 8 MOTION-CONNECT800

↓↓↓ Lunghezza max. lunghezza del cavo 100 m max. lunghezza del cavo 50 m

Si devono utilizzare solo cavi confezionati di Siemens (MOTION-CONNECT). Per ulteriori dati tecnici e per i codici relativi alle varie lunghezze, consultare il Catalogo, capitolo "Tecnica di collegamento MOTION-CONNECT".

5.2.2 Collegamento trasduttore per motori senza interfaccia DRIVE-CLiQ I motori senza interfaccia DRIVE-CLiQ vengono collegati tramite il connettore flangiato a 12 o 17 poli.



5.2.3 Encoder incrementale sin/cos 1 Vpp Funzione: Sistema di misura angolare per commutazione Rilevamento del valore attuale del numero di giri Sistema di misura incrementale indiretto per anello di regolazione della posizione Un impulso di zero (tacca di riferimento) al giro

Tabella 5- 6 Dati tecnici dell'encoder incrementale sen/cos 1 Vpp

Tensione di esercizio + 5 V ± 5 % Corrente assorbita max. 150 mA Risoluzione incrementale (periodi per rotazione) 2048 Segnali incrementali 1 Vpp Errore angolare picco-picco ± 40 '' Traccia C-D (posizione del rotore) presente

Figura 5-6 Sequenza dei segnali e abbinamento con rotazione positiva (rotazione destrorsa vista

dal lato DE)



Assegnazione dei pin del connettore flangiato a 17 poli con contatti a spina

Tabella 5- 7 Assegnazione dei pin del connettore flangiato a 17 poli

N. PIN Segnale 1 A 2 A* 3 R 4 D* 5 C 6 C* 7 M–Encoder 8 +1R1 9 –1R2 10 P–Encoder 11 B 12 B* 13 R* 14 D 15 0 V Sense 16 5 V Sense 17 not connected

Vista lato connettore (pin)

Cavi


6FX 002 - 2CA31 - 0 ↓


↓↓↓ Lunghezza Lunghezza max cavo 100 m

Controconnettore: 6FX2003-0SU17 (femmina) Per ulteriori dati tecnici e per i codici relativi alle varie lunghezze consultare il Catalogo, capitolo "Tecnica di collegamento MOTION-CONNECT"



5.2.4 Encoder assoluto Funzione: Sistema di misura angolare per commutazione Rilevamento del valore attuale del numero di giri Sistema di misura assoluto indiretto per anello di regolazione della posizione

Tabella 5- 9 Dati tecnici encoder assoluto

Proprietà Encoder assoluto Multiturn EnDat (A-2048)

Encoder assoluto Singleturn EnDat (A-2048)

Tensione di esercizio 5 V ± 5% 5 V ± 5% Corrente assorbita max. 300 mA max. 150 mA Risoluzione incrementale (periodi per rotazione) 2048 2048 Risoluzione assoluta (rotazioni codificate) 4096 1 Segnali incrementali 1 Vpp 1 Vpp Interfaccia seriale per posizione assoluta EnDat EnDat Errore angolare picco-picco ± 40’’ ± 40’’



N. PIN Segnale 1 A 2 A* 3 data 4 not connected 5 clock 6 not connected 7 M–Encoder 8 +1R1 9 –1R2 10 P–Encoder 11 B 12 B* 13 data* 14 clock* 15 0 V Sense 16 5 V Sense 17 not connected




Cavi


6FX 002 - 2EQ10 - 0 ↓


↓↓↓ Lunghezza max. lunghezza del cavo 100 m




5.2.5 Resolver multipolare Funzione: Sistema di misura angolare per commutazione Rilevamento del valore attuale del numero di giri Sistema di misura incrementale indiretto per anello di regolazione della posizione

Tabella 5- 12 Dati tecnici del resolver

Caratteristiche a 8 poli (per altezza d'asse 200 e 280)

a 4 poli (con altezza d'asse 150)

Tensione di eccitazione da + 5 Veff a + 13 Veff Frequenza di eccitazione da 4 kHz a 10 kHz Corrente assorbita < 80 mAeff Errore angolare picco-picco < 4 ' < 10 ' Resolver multipolare = numero poli motore

8 4

Rapporto di trasmissione elettrico 0,5

Figura 5-7 Segnali di uscita del resolver





N. PIN Segnale 1 S2 2 S4 3 not connected 4 not connected 5 not connected 6 not connected 7 R2 8 +1R1 9 –1R2 10 R1 11 S1 12 S3


Cavi


6FX 002 - 2CF02 - 0 ↓


↓↓↓ Lunghezza Lunghezza max cavo 150 m


5.2.6 Esecuzione motore senza encoder Nelle esecuzioni del motore senza encoder manca il connettore del segnale. Per il collegamento del sensore di temperatura KTY e del sensore KTY sostitutivo vengono utilizzati la canalina passacavi e il morsetto della morsettiera.

Componenti del motore 5.3 Resistenze di frenatura (funzione di frenatura mediante cortocircuito dell'armatura)


5.3 Resistenze di frenatura (funzione di frenatura mediante cortocircuito dell'armatura)

5.3.1 Descrizione delle funzioni In caso di superamento dei valori di tensione del circuito intermedio o di un guasto all'elettronica non è più possibile frenare elettricamente il convertitore PWM a transistori. Nel caso in cui la rotazione incontrollata dell'azionamento sia fonte di pericolo, è allora possibile frenare il motore mediante cortocircuito dell'indotto La frenatura mediante cortocircuito dell'indotto dovrebbe essere eseguita nel campo di movimento dell'asse di avanzamento, al più tardi, tramite il finecorsa. Nel calcolo del percorso di fuga dell'asse d'avanzamento vanno considerati sia l'attrito della meccanica che i tempi di commutazione dei contattori. Per evitare danni meccanici è necessario predisporre degli ammortizzatori all'estremità del campo di movimento assoluto. Per i servomotori con freno di stazionamento integrato è possibile diseccitare contemporaneamente il freno di stazionamento al fine di poter creare, anche se con un leggero ritardo, un'ulteriore coppia di frenatura.

CAUTELA In ogni caso è necessario che sul convertitore sia eseguita la cancellazione impulsi prima che si attivi o disattivi il contattore di cortocircuito dell'indotto. Si evita in questo modo che i contatti del contattore possano bruciarsi e che il convertitore sia danneggiato.

AVVERTENZA La frenatura durante il funzionamento normale deve essere sempre effettuata mediante l'ingresso del valore di riferimento. Per ulteriori informazioni consultare il manuale di progettazione del convertitore.

Tramite il cortocircuito dell'indotto con una resistenza esterna adattata è possibile ottimizzare la coppia di frenatura del servomotore nel funzionamento come generatore. Possibile indirizzo di riferimento: http://www.frizlen.com


http://www.frizlen.com



Figura 5-8 Circuito (principio) con resistenze di frenatura

Indirizzo di ordinazione Frizlen GmbH & Co. KG Gottlieb-Daimler-Str. 61, D-71711 Murr Germania Telefono: +49 (0) 7144 / 8100 - 0 Telefax: +40 (0) 7144 / 2076 - 30 E-mail: [email protected] Internet: www.frizlen.com

Nota Siemens non si assume alcuna responsabilità per la qualità dei prodotti di terze parti.

Potenza nominale La potenza costruttiva delle resistenze deve essere compatibile con la relativa caricabilità I2t. La potenza costruttiva delle resistenze deve essere dimensionata in modo tale che si possa raggiungere in breve tempo (max. 500 ms) una temperatura superficiale di 300 °C. Per evitare che la resistenza venga danneggiata, è ammessa una operazione di frenatura dalla velocità nominale al max. ogni 2 minuti. Altri cicli di frenatura vanno indicati al momento dell'ordinazione. Determinante per il calcolo sono il momento d'inerzia esterno e il momento d'inerzia proprio. Per la determinazione della potenza nominale è necessario indicare l'energia cinetica al momento dell'ordinazione.

mailto:[email protected]

http://www.frizlen.com



Calcolo del tempo di frenatura

ATTENZIONE Per la determinazione del percorso di fuga vanno considerati ad es. l'attrito (in MB come fattore di maggiorazione) degli elementi di trasmissione meccanica e i tempi di ritardo di commutazione dei contattori. Per evitare danni meccanici è necessario predisporre degli ammortizzatori all'estremità del campo di movimento assoluto degli assi macchina.



Figura 5-9 Frenatura mediante cortocircuito dell'indotto

5.3.2 Dimensionamento delle resistenze di frenatura Con il loro dimensionamento si ottiene un tempo di frenatura ottimale. Nelle tabelle sono riportate anche le relative coppie di frenatura risultanti. I dati valgono per le frenature dal numero di giri nominale. Se il motore viene frenato partendo da un altro numero di giri, il tempo di frenatura non può essere ricavato proporzionalmente al caso precedente. Possono verificarsi tuttavia tempi di frenatura superiori se il numero di giri in frenatura è inferiore al numero di giri nominale. I dati riportati nelle seguenti tabelle sono calcolati per i valori nominali indicati nei dati tecnici. La tolleranza dovuta alla fabbricazione e la saturazione del ferro non sono state prese in considerazione. A causa della saturazione si possono riscontrare correnti e coppie più elevate di quelle calcolate. La potenza costruttiva delle resistenze deve essere compatibile con la relativa caricabilità I2t.



Frenatura dinamica

Tabella 5- 15 Frenatura dinamica 1FW3, AH 150

Coppia di frenatura media Mfr eff [Nm]

Corrente di frenatura effettiva Ifr eff [A]

Tipo di motore Resistenza di frenatura

esterna Ropt [Ω]

senza resistenza di

frenatura esterna

con resistenza di frenatura

esterna

Coppia di frenatura

max. Mbr max [Nm] senza

resistenza di frenatura esterna


esterna

1FW3150-1⃞H 11 22 32 40 5 5 1FW3150-1⃞L 8,3 18 34 43 7 8 1FW3150-1⃞P 5,5 15 35 44 13 12 1FW3152-1⃞H 5 46 75 93 12 11 1FW3152-1⃞L 3,7 38 80 99 20 18 1FW3152-1⃞P 2,4 32 85 105 32 29 1FW3154-1⃞H 3,3 73 122 151 19 17 1FW3154-1⃞L 2,4 60 129 161 32 28 1FW3154-1⃞P 1,6 50 137 170 51 45 1FW3155-1⃞H 2,3 96 164 204 27 24 1FW3155-1⃞L 1,7 77 173 215 43 39 1FW3155-1⃞P 1,1 66 188 234 71 63 1FW3156-1⃞H 2 119 207 257 33 29 1FW3156-1⃞L 1,4 96 217 270 54 48 1FW3156-1⃞P 0,97 84 238 295 85 76




Coppia di frenatura media Mfr eff [Nm]

Corrente di frenatura effettiva Ifr eff [A]


esterna Ropt [Ω]

senza resistenza di

frenatura esterna


esterna

Coppia di frenatura

max. Mbr max [Nm] senza

resistenza di frenatura esterna


esterna

1FW3201-1⃞E 3,9 86 116 144 11 10 1FW3201-1⃞H 2,8 64 122 152 22 19 1FW3201-1⃞L 2 45 118 146 34 30 1FW3202-1⃞E 2,5 132 195 242 19 17 1FW3202-1⃞H 1,8 93 204 253 36 32 1FW3202-1⃞L 1,3 68 203 252 57 50 1FW3203-1⃞E 1,8 185 280 348 27 24 1FW3203-1⃞H 1,1 133 302 375 56 50 1FW3203-1⃞L 0,82 92 290 361 84 75 1FW3204-1⃞E 1,4 250 393 489 37 33 1FW3204-1⃞H 0,9 175 412 512 72 65 1FW3204-1⃞L 0,63 125 418 519 115 103 1FW3206-1⃞E 0,86 342 554 688 56 51 1FW3206-1⃞H 0,59 234 578 718 106 95 1FW3206-1⃞L 0,42 176 598 744 170 152 1FW3208-1⃞E 0,68 462 755 938 74 67 1FW3208-1⃞H 0,45 316 793 985 143 128 1FW3208-1⃞L 0,35 206 700 870 199 179




Coppia di frenatura media Mbr eff [Nm]

Corrente di frenatura effettiva Ibr eff [A]


esterna Ropt [Ω]

senza resistenza di

frenatura esterna


esterna

Coppia di frenatura max.

Mbr max [Nm] senza resistenza di

frenatura esterna


esterna

1FW3281-2⃞E 0,63 853 1227 1525 94 85 1FW3281-2⃞G 0,5 653 1238 1539 149 133 1FW3283-2⃞E 0,47 1132 1728 2147 132 119 1FW3283-2⃞G 0,38 824 1701 2114 203 182 1FW3285-2⃞E 0,36 1534 2473 3073 185 166 1FW3285-2⃞G 0,28 1130 2466 3065 285 256 1FW3287-2⃞E 0,25 2017 3413 4242 261 235 1FW3287-2⃞G 0,19 1474 3401 4228 406 366 1FW3281-3⃞J 0,36 480 1230 1528 231 207 1FW3281-3⃞M 0,26 362 1224 1521 335 301 1FW3283-3⃞J 0,25 585 1661 2065 352 290 1FW3283-3⃞M 0,21 428 1632 2028 439 392 1FW3285-3⃞J 0,19 757 2334 2901 439 394 1FW3285-5⃞M 0,15 696 2627 3264 659 588 1FW3287-3⃞J 0,13 1226 3671 4563 659 593 1FW3287-3⃞M 0,089 981 3808 4732 1025 917


Tecnica di collegamento 66.1 Periferia di azionamento SINAMICS

Figura 6-1 Panoramica del sistema SINAMICS S120

AVVERTENZA Prima di iniziare qualsiasi lavoro sul motore accertarsi che questo sia disinserito e protetto contro il riavviamento! I motori non sono adatti al collegamento diretto alla rete.

I motori Torque completi possono funzionare nell'azionamento a 4 quadranti. Possono essere collegati a un alimentatore regolato o non regolato.

Nota La taratura originale degli encoder è realizzata per i convertitori SIEMENS. Per far funzionare il motore con un convertitore di terze parti può essere necessario modificare la taratura dell'encoder.

Tecnica di collegamento 6.2 Collegamento di potenza


6.2 Collegamento di potenza

CAUTELA Rispettare il fabbisogno di corrente del motore della propria applicazione! Misurare i cavi di collegamento in modo adeguato, in conformità alla IEC 60204-1.

Figura 6-2 Cavo di potenza

Collegamento della morsettiera La definizione del tipo della morsettiera montata e i dettagli per il collegamento di potenza dei cavi di rete si possono ricavare dalla tabella "Sezioni dei cavi (Cu) e diametro esterno dei cavi di collegamento nell'esecuzione standard". Lo schema elettrico per il collegamento dell'avvolgimento del motore viene fornito con la morsettiera.

Figura 6-3 Schema elettrico



Figura 6-4 Assegnazione dei morsetti nella morsettiera

Tabella 6- 1 Descrizione della figura "Assegnazione dei morsetti nella morsettiera"

N. Descrizione N. Descrizione 1 Bullone di collegamento M5 6 Sbarra di connessione 3 x M12 2 Bullone di collegamento M10 7 Vite di terra M12 max. 120 mm2 3 Vite di terra M4 8 Bullone di collegamento M16 4 Vite di terra M6 9 Bullone di terra M16 5 Bullone di terra M10



Tabella 6- 2 Sezioni dei cavi (Cu) e diametro esterno dei cavi di collegamento in esecuzione standard

Altezza d'asse Corrente nominale

IN

Tipo di morsettiera

Bulloni di collegame

nto

Filetto per passaggio cavo

Sezione max. di collegamento

Diametro cavo

IN ≤ 50 A GK 230 ∅ 5 mm 2 x M32 x 1,5 2 x 16 mm2 11 ... 24 mm 50 A < IN 105 ≤ A GK 420 ∅ 10 mm 2 x M40 x 1,5 2 x 35 mm2 19 ... 31 mm

Altezza d'asse 150 - 200

105 A < IN 260 ≤ A GK 630 ∅ 10 mm 2 x M50 x 1,5 2 x 50 mm2 27 ... 38 mm IN ≤ 450 A 1XB7700 ∅ 12 mm 3 x M75 x 1,5 3 x 120 mm2 41 ... 56 mm Altezza d'asse

280 450 A < IN ≤ 800 A 1XB7712 ∅ 16 mm 4 x M75 x 1,5 4 x 120 mm2 41 ... 56 mm

Nota I cavi MOTION-CONNECT 500 e MOTION-CONNECT 800 sono disponibili nell'esecuzione UL fino ad una sezione di 4 x 185 mm2.

Tecnica di collegamento 6.3 Collegamento del segnale


6.3 Collegamento del segnale È preferibile collegare i sistemi encoder al SINAMICS tramite DRIVE-CLiQ. A tale scopo sono disponibili i motori con interfaccia DRIVE-CLiQ. I motori con interfaccia DRIVE-CLiQ devono essere collegati direttamente al relativo Motor Module tramite i cavi MOTION-CONNECT DRIVE-CLiQ disponibili. Il collegamento del cavo MOTION-CONNECT DRIVE-CLiQ viene eseguito sul motore con grado di protezione IP67. L'interfaccia DRIVE-CLiQ alimenta il trasduttore motore tramite l'alimentatore integrato CC 24 V e trasmette direttamente alla Control Unit i segnali del trasduttore motore e della temperatura, nonché i dati elettronici di targa, ad es. il numero di identificazione e i dati nominali (tensione, corrente, coppia) univoci. Per i diversi tipi di trasduttore il cablaggio viene solitamente effettuato tramite il cavo MOTION-CONNECT DRIVE-CLiQ. Questi motori semplificano la messa in servizio e la diagnostica essendo possibile l'identificazione automatica del tipo di motore e del trasduttore.

Motori con DRIVE-CLiQ I motori con DRIVE-CLiQ possono essere collegati direttamente al relativo Module del motore attraverso i cavi MOTION-CONNECT DRIVE-CLiQ disponibili. In questo modo i dati vengono trasmessi direttamente alla Control Unit.

Figura 6-5 Collegamento del trasduttore con DRIVE-CLiQ

Tecnica di collegamento 6.3 Collegamento del segnale


Motori senza DRIVE-CLiQ Per i motori senza interfaccia DRIVE-CLiQ, l'encoder di velocità e il sensore di temperatura vengono collegati tramite un connettore del segnale. Per poter funzionare con un SINAMICS S120 i motori privi di interfaccia DRIVE-CLiQ richiedono un Sensor Module Cabinet-mounted (SMC) o un Sensor Module esterno (SME). Il motore viene collegato tramite il cavo di segnale all'SMC o all'SME. L'SMC o SME collegato al Motor Module tramite un cavo MOTION-CONNECT DRIVE-CLiQ.

Figura 6-6 Collegamento del trasduttore senza DRIVE-CLiQ

Tecnica di collegamento 6.4 Capacità torsionale dei connettori sul motore


6.4 Capacità torsionale dei connettori sul motore La possibilità di torsione del connettore di segnale e di DRIVE-CLiQ è limitata.

ATTENZIONE Rispettare quanto segue per la torsione dei connettori • L'area di rotazione consentita non deve essere superata. • Al fine di garantire il grado di protezione sono consentite max. 10 torsioni. • Non superare le coppie di torsione massime indicate nella tabella "Coppie di torsione". • La torsione va eseguita con un controconnettore adatto alla filettatura del connettore. • I cavi di collegamento vanno assicurati per evitarne la trazione e la piegatura. • I connettori motore vanno bloccati per evitarne l'ulteriore torsione. • Non sono consentite forze continue sui connettori.

Tabella 6- 3 Coppie di torsione massime presenti

Connettore Max. coppia di torsione presenti [Nm] Connettore dei segnali 8 DRIVE-CLiQ (connettore) 8

Cavo di segnale Il connettore per il cavo di segnale (sulla scatola dell'encoder) è montato dal costruttore. Nel collegare il connettore si deve allineare la tacca di codifica presente nel connettore femmina e quindi serrare a mano il dado fino all'arresto.

Tecnica di collegamento 6.5 Avvertenze per il collegamento


6.5 Avvertenze per il collegamento I cavi preconfezionati, rispetto ai cavi confezionati in proprio, offrono molti vantaggi. Oltre alla garanzia di perfetto funzionamento e all'elevata qualità, essi risultano essere vantaggiosi anche per quanto riguarda i costi. Utilizzare cavi di potenza e di segnale della famiglia MOTION-CONNECT. Rispettare le lunghezze massime dei cavi. Per i dati tecnici e per il tipo di cavi consultare il catalogo al Capitolo "Tecnica di collegamento MOTION-CONNECT"

Instradamento dei cavi I cavi dei motori devono essere a conduttori intrecciati o cavi a tre conduttori con

conduttore di terra in aggiunta. Le terminazioni dei conduttori devono essere spellate in modo tale che l'isolamento residuo sia bastante per il capocorda o il morsetto.

I cavi di collegamento devono essere disposti nella morsettiera in modo tale che il conduttore di terra abbia una lunghezza adeguata e l'isolamento dei conduttori non venga danneggiato. Provvedere allo scarico di tiro dei cavi di collegamento.

Le estremità del cavo vanno spelate solo in modo da far sì che l'isolamento basti fino al capocorda, al morsetto o al puntalino.

Le dimensioni dei capicorda devono essere adeguate a quelle dei morsetti e alla sezione del cavo di rete.

Devono essere utilizzati cavi di potenza e di segnale schermati. Le lunghezze eccessive dei conduttori devono essere evitate. I cavi di collegamento devono essere dotati di scarico di attorcigliamento, tiro e spinta

nonché di protezione antipiegatura. Non sono consentite forze continue sui cavi. Prestare attenzione affinché vengano rispettate le distanze in aria minime richieste:

Tabella 6- 4 Distanza in aria minima

Max. tensione sui morsetti < 600 V < 1000 V Distanza in aria minima 5,5 mm 8 mm

I collegamenti elettrici mediante viti devono essere realizzati con le coppie di serraggio prescritte:

Tabella 6- 5 Coppie di serraggio

Ø filetto M4 M5 M6 M8 M10 M12 M16 Coppia di serraggio (Nm)

0,8 ... 1,2 1,8 ... 2,5 2,7 ... 4 5,5 ... 8 9 ... 13 14 ... 20 27 ... 40

Nota Per evitare interferenze (ad es. legate alla compatibilità elettromagnetica), i cavi di segnale devono essere posati separatamente dai cavi di potenza.



Collegamento equipotenziale interno (per 1FW315⃞ e 1FW320⃞) Il collegamento equipotenziale tra il morsetto di terra nella custodia della morsettiera e la struttura del motore si effettua con le viti di fissaggio della morsettiera. I punti di contatto sotto le teste delle viti devono essere sverniciati e protetti contro la corrosione. Per la compensazione di potenziale tra il coperchio e la carcassa della morsettiera sono sufficienti le normali viti di fissaggio del coperchio.

Conduttore di protezione o conduttore equipotenziale esterno (con 1FW328⃞)

Nota Con altezza d'asse 1FW328⃞, per il collegamento di un conduttore di protezione o di un conduttore equipotenziale esterno è disponibile un ulteriore punto di collegamento sulla struttura. (Non richiesto con altezza d'asse 1FW315⃞ e 1FW320⃞.)

Collegare il conduttore di terra La sezione del cavo di terra deve essere conforme alle prescrizioni, es. secondo le IEC/EN 60204-1. Con AH 280 il conduttore di terra deve essere inoltre collegato alla struttura del motore. Sul punto di collegamento indicato per il conduttore di terra si trova a tal fine un foro filettato, adatto per il collegamento di conduttori multifilo con capicorda o di cavi piatti con corrette terminazioni. Per il collegamento occorre accertarsi che la superficie di contatto non sia isolata e sia protetta da un'idonea sostanza anticorrosiva,

ad es. vaselina neutra, sotto la testa della vite siano disposte la rondella elastica e la rosetta, siano rispettati sia la profondità minima di avvitamento necessaria sia la coppia di

serraggio della vite (vedere la tabella)

Tabella 6- 6 Profondità di avvitamento e coppia di serraggio

Vite Profondità di avvitamento minima

Coppia di serraggio

M10 x 30 15 mm 28 - 42 Nm

Terminato il collegamento occorre controllare/verificare L'interno della morsettiera deve essere pulito e privo di resti di cavi Tutte le viti di bloccaggio devono essere avvitate a fondo Devono essere rispettate le distanze minime per la circolazione dell'aria Gli ingressi dei cavi devono essere protetti con guarnizioni in modo sicuro Gli ingressi non utilizzati devono essere tappati e gli elementi di chiusura avvitati a fondo Tutte le superfici di isolamento devono essere correttamente preparate



Capacità di carico di corrente dei cavi di potenza e di segnale La capacità di carico di corrente dei cavi in rame con isolamento in PVC/PUR è valida per i tipi di posa B1, B2 e C alle condizioni di funzionamento continuo riportate nella tabella con una temperatura ambiente dell'aria di 40 °C. Per altre temperature ambiente, i valori devono essere ricavati utilizzando i fattori riportati nella tabella di "Fattori di derating".

Tabella 6- 7 Sezione dei cavi e capacità di carico di corrente

Sezione Capacità di carico di corrente effettiva AC 50/60 Hz o DC per tipo di posa [mm2] B1 [A] B2 [A] C [A] Elettronica (secondo EN 60204-1) 0,20 - 4,3 4,4 0,50 - 7,5 7,5 0,75 - 9 9,5 Potenza (secondo EN 60204-1) 0,75 8,6 8,5 9,8 1,00 10,3 10,1 11,7 1,50 13,5 13,1 15,2 2,50 18,3 17,4 21 4 24 23 28 6 31 30 36 10 44 40 50 16 59 54 66 25 77 70 84 35 96 86 104 50 117 103 125 70 149 130 160 95 180 165 194 120 208 179 225 Potenza (secondo IEC 60364-5-52) 150 - - 259 1) 185 - - 296 1) > 185 I valori si devono desumere dalla norma

1) Valori estrapolati

Tecnica di collegamento 6.6 Posa dei cavi in ambienti umidi


Tabella 6- 8 Fattori di derating per i cavi di potenza e di segnale

Temperatura ambiente dell'aria [°C] Fattore di derating secondo EN 60204-1, tabella D1 30 1,15 35 1,08 40 1,00 45 0,91 50 0,82 55 0,71 60 0,58

6.6 Posa dei cavi in ambienti umidi

ATTENZIONE Se il motore è installato in un ambiente umido, i cavi di potenza e di segnale devono essere disposti come nella figura seguente.

Figura 6-7 Schema di posa dei cavi in ambienti umidi

Tecnica di collegamento 6.6 Posa dei cavi in ambienti umidi



Avvertenze sull'uso dei motori 77.1 Volume di fornitura

I sistemi di azionamento sono assemblati in modo individuale secondo le esigenze del cliente. Verificare subito, al ricevimento della macchina, la corrispondenza tra il volume di fornitura e quanto riportato sui documenti di consegna. SIEMENS non fornisce alcuna garanzia per danni non denunciati subito. Presentare reclamo: immediatamente al trasportatore per danni dovuti al trasporto per difetti evidenti / fornitura incompleta immediatamente presso la filiale Siemens di

competenza. Le Istruzioni operative sono parte integrante del volume di fornitura e devono essere conservate con cura e in un luogo accessibile agli addetti. La targhetta dei dati tecnici fornita a parte (targhetta identificativa) serve per apporre i dati del motore anche sulla macchina o sull'impianto. Del volume di fornitura fanno parte: il motore (altezze d'asse 1FW315x, 1FW320x o 1FW328x) la targhetta dei dati tecnici (targhetta identificativa) lo schema circuitale le informazioni di sicurezza e il modulo per ordinare le Istruzioni operative

Nota Il dispositivo di raffreddamento per il circuito chiuso del refrigerante non fa parte della fornitura.

Avvertenze sull'uso dei motori 7.2 Trasporto


7.2 Trasporto Per il trasporto e il montaggio è necessario utilizzare appositi dispositivi di sospensione del carico. Si devono rispettare le normative nazionali. Se un motore non viene messo immediatamente in servizio dopo la consegna, deve essere immagazzinato in un locale asciutto, privo di polvere e di vibrazioni; vedere il capitolo "Immagazzinaggio".

AVVERTENZA Pericolo durante le operazioni di sollevamento e trasporto! Un'installazione non corretta, un'apparecchiatura o mezzi di supporto non idonei o difettosi possono causare lesioni personali e/o danni materiali. I dispositivi di sollevamento, i carrelli per trasporti interni e i dispositivi di sospensione del carico devono essere conformi alle prescrizioni. Rispettare la portata massima del dispositivo di sollevamento. Non applicare carichi supplementari. Per il sollevamento del motore, soprattutto in presenza di accessori e componenti applicati, è necessario utilizzare adeguati dispositivi di guida o divaricazione delle funi. Dopo aver posato il motore, occorre assicurarlo contro il rotolamento laterale. Il peso del motore è riportato sulla targhetta dei dati tecnici.

CAUTELA Utilizzare una traversa per sollevare e trasportare i motori tramite i golfari forniti in dotazione!

Figura 7-1 Sollevamento e trasporto con traversa

Avvertenze sull'uso dei motori 7.3 Immagazzinaggio


Trasporto di un motore già messo in servizio Procedere come segue se si deve trasportare un motore già messo in servizio: 1. Far raffreddare il motore. 2. Scollegare i raccordi e i connettori sul lato cliente. 3. Svuotare all'occorrenza l'impianto dell'acqua di raffreddamento e pulirlo con un getto

d'aria. 4. Trasportare e sollevare il motore servendosi dei golfari e di una traversa.

7.3 Immagazzinaggio

Immagazzinaggio in locali chiusi Il periodo di giacenza specificato per i motori non può superare i 2 anni in ambienti interni asciutti, a temperature comprese tra +5 °C e +40 °C. Applicare sulle parti nude esterne un prodotto conservante, ad es. Tectyl, qualora non

fosse già stato applicato in fabbrica. Immagazzinare il motore in un ambiente di deposito che soddisfi i seguenti requisiti:

– Deve essere asciutto, privo di polvere, non esposto al gelo ed esente da vibrazioni (veff < 0,2 mm/s). L'umidità relativa dell'aria deve essere minore del 60 %.

– Deve essere ben ventilato. – Deve offrire protezione da condizioni atmosferiche estreme. – L'aria presente nel locale non deve contenere gas aggressivi.

Il motore deve essere protetto da urti e umidità. Coprire bene il motore. Evitare la corrosione da contatto. Si raccomanda di ruotare manualmente l'estremità

d'albero ogni 3 mesi.

CAUTELA

Danni di giacenza durante l'immagazzinaggio Un immagazzinaggio improprio può provocare danni di giacenza, ad es. rigature, per effetto di vibrazioni o urti.

Immagazzinare il motore dopo l'uso Se occorre immagazzinare il motore dopo averlo utilizzato, è necessario svuotare completamente il circuito dell'acqua di raffreddamento servendosi di un getto d'aria.

Avvertenze sull'uso dei motori 7.4 Montaggio


7.4 Montaggio

7.4.1 Avvertenze di pericolo per il montaggio

PERICOLO I motori Torque sono dotati di magneti ad elevata potenza. Per questo, quando il motore viene aperto, sono presenti intensi campi magnetici ed elevate forze di attrazione magnetiche. I portatori di pace-maker o impianti metallici non devono pertanto eseguire lavori sul motore aperto. Tenere lontani orologi e supporti dati magnetizzabili (ad es. floppy disk, carte di credito, ecc.).

AVVERTENZA Questo motore è azionato elettricamente. Durante il funzionamento dei motori elettrici alcune parti si trovano necessariamente sotto tensione pericolosa. Qualsiasi intervento improprio nell'utilizzo dei motori può quindi causare la morte o gravi lesioni personali o considerevoli danni materiali. È perciò indispensabile osservare scrupolosamente tutte le avvertenze di pericolo indicati in questo capitolo e sullo stesso prodotto.

Il montaggio e la manutenzione del motore possono essere eseguiti solo da personale qualificato.

Per il trasporto si devono utilizzare i golfari forniti insieme al motore. Tutte le operazioni sul motore devono essere eseguite sempre senza tensione

nell'impianto Il collegamento del motore deve essere conforme allo schema elettrico allegato Nella morsettiera del motore occorre prestare attenzione affinché i cavi di collegamento

siano disposti correttamente e isolati rispetto al coperchio della morsettiera. Verificare la tenuta delle morsettiere L'impiego di cavi con isolamento difettoso o danneggiato non è consentito Possono essere utilizzati solo i ricambi omologati dal costruttore Deve essere verificato il rispetto delle condizioni nel luogo di montaggio (ad es.

temperature, altitudine di installazione) Non è ammesso l'impiego in aree a rischio di esplosione La flangia di collegamento deve essere liberata completamente dagli strati di prodotto

anticorrosivo (utilizzare solventi comunemente reperibili in commercio) Gli elementi condotti devono essere ruotati a mano. Nel caso di rumori di sfregamento,

eliminare la causa o rivolgersi al produttore.



7.4.2 Sommario delle possibilità di montaggio Di norma i motori Torque vengono utilizzati come azionamenti diretti, ovvero senza riduttori o cinghie intermedi. La differenza principale nel montaggio del motore tra un comune azionamento comune e la tecnica di azionamento diretta è visibile nell'immagine seguente.

Figura 7-2 Confronto tra la tecnica di azionamento convenzionale e diretta



Precauzioni da osservare durante il montaggio I motori Torque sono realizzati come motori completi con cuscinetti a sfere a gola profonda.

ATTENZIONE Le forze radiali e assiali massime consentite non devono essere superate. Non deve verificarsi un disallineamento del cuscinetto causato dal cuscinetto della macchina montato dal cliente. In caso di disallineamento del cuscinetto si possono verificare danni immediati dello stesso e l'intervallo per la sostituzione del cuscinetto può essere sensibilmente ridotto.

Figura 7-3 Disallineamento del cuscinetto di un albero (da evitare)



7.4.3 Esempi di possibilità di montaggio

Soluzione con giunto Vantaggio: Semplice montaggio, il motore può essere impiegato in esecuzione standard Svantaggio: In virtù della propria funzione, il giunto deve essere elastico, limitando così le proprietà positive di una catena di azionamento diretta: riduzione della resistenza nella catena di azionamento.

Figura 7-4 Disaccoppiamento dell'albero macchina rispetto all'albero motore mediante giunto



Soluzione con braccio di reazione Vantaggio: Il braccio di reazione provvede a un collegamento resistente a torsione del motore in direzione radiale e compensa le tolleranze assiali e i disassamenti. Soluzione molto positiva per applicazioni con numero di giri o senso di rotazione continui. Svantaggio: A seconda dell'esecuzione, un braccio di reazione (lasco) può presentare del gioco in direzione radiale. Per questo si possono verificare limitazioni a livello dinamico ed errori di posizionamento.

Figura 7-5 Disaccoppiamento dello statore rispetto alla piastra della macchina mediante braccio di reazione



7.4.4 Montaggio della struttura del motore

Montaggio della struttura del motore sulla macchina fornita dal cliente In linea di principio sussistono le seguenti possibilità per il montaggio della struttura del motore Torque 1FW3 completo sulla macchina fornita dal cliente:

Tabella 7- 1 Montaggio della struttura del motore

Altezza d'asse Forma costruttiva Fori sulla flangia della carcassa sul lato DE

Diametro della circonferenza primitiva

150 IM B14, IM V18/19 12 x M10 295 mm 200 IM B14, IM V18/19 16 x M10 380 mm 280 IM B35 24 x ∅ 13 mm 532 mm

Collegare il rotore all'albero motore Il rotore del motore 1FW3 può essere collegato come segue all'albero motore del cliente:

Tabella 7- 2 Collegare il rotore all'albero motore

Altezza d'asse Foro filettato sul rotore lato DE (lato frontale) Elementi di bloccaggio nel diametro interno del rotore

150 12 x M12, profondità 24 mm, ∅ circonferenza primitiva 170 mm

Diametro interno 153 mm H7





ATTENZIONE Devono essere rispettate le forze di serraggio minime e massime consentite. Non deve essere superata la pressione superficiale ammessa.



7.4.5 Fissaggio e istruzioni di montaggio I presupposti per un funzionamento silenzioso e senza scosse sono un basamento stabile e un preciso allineamento del motore. Si devono rispettare le seguenti istruzioni di montaggio: Soprattutto nel caso di motori con rotazione elevata, è indispensabile assicurare la

stabilità di montaggio della flangia in modo da tenere la frequenza intrinseca della flangia elevata e comunque al di sopra della frequenza max. di rotazione.

Per l'allineamento del motore si possono disporre sottili lamierini sotto i piedini per evitare distorsioni del motore. Il numero di spessori utilizzati deve essere il minore possibile.

Per un fissaggio ed un trasferimento di coppia sicuri, devono essere utilizzate viti con classe di resistenza 8.8 secondo ISO 898-1.

7.4.6 Frequenze proprie di montaggio Il motore costituisce un sistema soggetto a vibrazioni con una frequenza propria derivante dal tipo di costruzione. Essa si trova al di sopra del numero di giri massimo indicato. Montandolo su una macchina di produzione si realizza un nuovo sistema anch'esso soggetto a vibrazioni con frequenze proprie modificate. Esse possono trovarsi entro il campo del numero di giri del motore. Questo può provocare vibrazioni indesiderate nella catena di azionamento.

ATTENZIONE L'installazione dei motori dovrà essere molto accurata e la base di appoggio dovrà avere una sufficiente rigidità. Un'ulteriore elasticità dei piani di appoggio può causare delle risonanze delle frequenze intrinseche di installazione alla velocità di esercizio e valori non consentiti per le vibrazioni.

L'altezza della frequenza intrinseca di installazione dipende da diversi fattori e viene influenzata dalle seguenti condizioni: elementi di trasmissione della forza (riduttore, cinghia, giunto, pignone ecc.) rigidità della macchina sulla quale è montato il motore rigidità del motore in corrispondenza dei piedini o della flangia del cliente Massa del motore massa della macchina o massa in corrispondenza del motore caratteristiche di smorzamento del motore e della macchina di produzione tipo di montaggio, posizione di montaggio (IM B14, IM V18/19, IM B35) distribuzione della massa del motore, e cioè lunghezza costruttiva, altezza d'asse.



7.4.7 Resistenza alle vibrazioni Le oscillazioni del sistema sul luogo di installazione, dovute agli elementi condotti, alle condizioni di montaggio, all'allineamento e all'installazione, nonché a vibrazioni provenienti dall'esterno, possono aumentare i valori di oscillazione sul motore. In determinate circostanze può rendersi necessaria una completa equilibratura del rotore con l'elemento condotto. Per un funzionamento corretto e una lunga durata di vita non si devono superare i valori indicati per le vibrazioni (norma ISO 10816) sui punti di misura specificati del motore.

Tabella 7- 3 Valori di vibrazione radiali massimi ammessi 1)

Frequenza di oscillazione Valori di vibrazione < 6,3 Hz Ampiezza di oscillazione s ≤ 0,16 mm 6,3 - 250 Hz Velocità di oscillazione veff ≤ 4,5 mm/s > 250 Hz Accelerazione di oscillazione a ≤ 10 m/s2

Tabella 7- 4 Valori di vibrazione assiali massimi ammessi 1)

Velocità di oscillazione Accelerazione di oscillazione veff = 4,5 mm/s apeak = 2,25 m/s2

1) È necessario rispettare contemporaneamente i due valori

Figura 7-6 Velocità di oscillazione massima ammessa, considerando l'ampiezza di oscillazione e

l'accelerazione di oscillazione

Per valutare la velocità di oscillazione, l'equipaggiamento di misura deve soddisfare i requisiti della norma ISO 2954. La valutazione dell'accelerazione di oscillazione deve avvenire come valore di picco su un arco di tempo nella gamma di frequenza da 10 a 2000 Hz. Se si prevedono fonti di vibrazioni non trascurabili, superiori a 2000 Hz (ad es. frequenze di ingranamento), è necessario adeguare di conseguenza il campo di misura. I valori massimi ammessi non variano.



7.4.8 Sistemi di bloccaggio In questo capitolo verranno presentate varie possibilità di montaggio che prevedono l'utilizzo di elementi di bloccaggio. Si consiglia di impiegare sistemi di bloccaggio della ditta RINGSPANN GmbH. I sistemi di bloccaggio non rientrano nel volume di fornitura di Siemens AG. Per consentire un collegamento sicuro e con aderenza di attrito dei motori Torque su alberi macchina cilindrici, la Siemens AG in collaborazione con la ditta RINGSPANN GmbH ha sviluppato diverse soluzioni per sistemi di bloccaggio con i seguenti obiettivi: trasmissione sicura della coppia centratura precisa del motore Torque sull'albero della macchina assenza di deformazioni non consentite sui componenti del motore Torque assenza di distorsioni dovute a variazioni di temperatura nel motore Torque e nell'albero

macchina montaggio semplice smontaggio agevole, anche dopo un lungo impiego in esercizio Queste soluzioni per sistemi di bloccaggio della ditta RINGSPANN sono disponibili come: Sistema a serraggio esterno RTM 607 Sistema a serraggio interno RTM 134.1

Assistenza tecnica della ditta RINGSPANN GmbH La ditta RINGSPANN GmbH fornisce assistenza durante la scelta del sistema di bloccaggio più adatto alla propria applicazione. RINGSPANN GmbH Telefono: +49 (0) 6172 275 Schaberberg 30-34 Internet: http://www.ringspann.de D-61348 Bad Homburg

http://www.ringspann.de



7.4.8.1 Sistemi a serraggio esterno per il serraggio di alberi macchina 1FW315x-xxxxx-xxAx 1FW320x-xxxxx-xxAx

Sistema di serraggio adattato RINGSPANN RTM 607 Per alberi cavi attraverso i quali vengono condotti liquidi caldi o freddi Per alberi pieni Combinabile con montaggio coassiale dell'encoder Spazio di montaggio assiale necessario sul lato DE Montaggio esclusivamente dal lato DE o in alternativa possibile in due pezzi da DE/NDE Trasmissione della coppia sull'albero cliente (accoppiamento h8) tramite elemento di

serraggio flangiato su DE Supporto su NDE tramite anello in alluminio per garantire il montaggio centrato e

impedire movimenti basculanti non consentiti.

Figura 7-7 Sistema a serraggio esterno



7.4.8.2 Sistemi a serraggio interno per il serraggio di alberi macchina 1FW315x-xxxxx-xxCx 1FW320x-xxxxx-xxCx

Disponibile per 1FW315x e 1FW320x con albero speciale (15ª posizione del codice di ordinazione = C)

RINGSPANN RTM 134.1 Trasmissione della coppia sull'albero cliente (accoppiamento h8) tramite elemento di

serraggio NDE presente nell'albero cavo Supporto su DE tramite anello in alluminio per garantire il montaggio centrato e impedire

movimenti basculanti non consentiti Possibilità di montaggio compatto sulla macchina dato che non è necessario uno spazio

di montaggio su DE e che il montaggio avviene interamente da NDE Nessuna combinazione possibile con montaggio coassiale dell'encoder

Figura 7-8 Gruppi di serraggio necessari per la trasmissione della coppia



Figura 7-9 Sistema a serraggio interno



7.4.8.3 Soluzione con variante senza cuscinetto DE 1FW3xxx-xxxxx-xxx3

Caratteristiche Montaggio rigido di rotore e statore Pochi componenti di montaggio necessari Possibilità di montaggio per moduli cuscinetto per l'assorbimento di forze di processo

elevate

ATTENZIONE

• Il disallineamento radiale del cuscinetto restante su NDE deve essere evitato; dimostrazione necessaria mediante calcolo

• La dilatazione termica assiale dell'albero macchina deve essere limitata • Le condizioni di montaggio devono essere rispettate, vedere il disegno quotato n.

609.30284.01, senza cuscinetto DE

In caso di quesiti sulle condizioni marginali, rivolgersi al Siemens Service Center.

Esempi di montaggio

Figura 7-10 Esempi di montaggio della soluzione senza cuscinetto DE

Avvertenze sull'uso dei motori 7.5 Messa in servizio


7.5 Messa in servizio

7.5.1 Provvedimenti prima della messa in servizio Prima di mettere in servizio l'impianto, controllare che lo stesso sia correttamente montato e collegato. Il sistema di azionamento deve essere messo in servizio attenendosi alle istruzioni operative del convertitore o dell'invertitore.

Nota L'elenco che segue potrebbe essere incompleto. A seconda delle condizioni specifiche dell'impianto potrebbero rivelarsi necessarie ulteriori verifiche.

PERICOLO

Pericolo di scossa elettrica! Durante la messa in servizio/il funzionamento del motore elettrico, alcune parti si trovano necessariamente sotto tensione pericolosa. Qualsiasi intervento improprio nell'utilizzo dei motori può causare la morte o gravi lesioni personali o danni materiali. Rispettare le avvertenze riportate sul prodotto!

CAUTELA Pericolo termico dovuto a superficie calda! La temperatura superficiale dei motori può superare i 100 °C. Non toccare le superfici calde! Prevedere eventualmente una protezione contro i contatti! I componenti sensibili alla temperatura (conduttori elettrici, componenti elettronici) non devono aderire a superfici surriscaldate. Il surriscaldamento può provocare la distruzione degli avvolgimenti e dei cuscinetti, oltre alla smagnetizzazione dei magneti permanenti. I motori devono essere fatti funzionare solo con un efficace dispositivo di controllo della temperatura!

AVVERTENZA Pericolo durante il funzionamento del rotore! Assicurare le misure di protezione adeguate contro il contatto accidentale degli elementi condotti.



Collegamento meccanico Sono stati adottati tutti i provvedimenti per la protezione contro contatti accidentali per le

parti in movimento e sotto tensione. Il motore è installato e allineato correttamente. Il rotore può ruotare di un giro completo senza attrito o strisciamento. Le condizioni di esercizio concordano con i dati previsti riportati sulle targhette. Tutte le viti di fissaggio e gli elementi di connessione sono serrati adeguatamente; i

collegamenti elettrici sono eseguiti correttamente. Verificare l'idoneità e l'installazione degli elementi condotti per le condizioni di impiego

previste.

Collegamento elettrico L'interno della morsettiera deve essere pulito e privo di resti di cavi. Tutte le viti dei morsetti devono essere avvitate a fondo. Devono essere rispettate le distanze minime per la circolazione dell'aria. Gli ingressi dei cavi devono essere protetti con guarnizioni in modo sicuro. Gli ingressi non utilizzati devono essere tappati e gli elementi di chiusura avvitati a fondo. Tutte le superfici di tenuta devono essere realizzate correttamente.

Dispositivi di sorveglianza Tramite il comando sovraordinato e il monitoraggio di velocità deve essere garantito che

non sia possibile far ruotare il motore ad una velocità superiore a quella prevista dai dati riportati sulla targhetta.

Gli eventuali dispositivi aggiuntivi per la sorveglianza del motore sono collegati correttamente e funzionanti.

Raffreddamento ad acqua Nel caso di raffreddamento ad acqua, l'alimentazione idrica deve essere allacciata e operativa. La circolazione dell'acqua di raffreddamento deve essere regolare (portata, temperatura).

Cuscinetti volventi Se il motore è rimasto immagazzinato in condizioni adeguate per oltre 3 anni, ovvero in un ambiente privo di polvere, asciutto ed esente da vibrazioni, è necessario sostituire i cuscinetti.



7.5.2 Esecuzione del ciclo di prova

AVVERTENZA Pericolo di ustioni dovute al vapore nei motori con raffreddamento ad acqua Se si interrompe l'alimentazione dell'acqua di raffreddamento, il motore si surriscalda. Quando l'acqua penetra nel motore, si sviluppa improvvisamente vapore che fuoriesce ad alta pressione. Il sistema di raffreddamento può esplodere. Ne possono conseguire la morte, lesioni gravi e danni materiali. Collegare l'alimentazione dell'acqua solo quando la macchina si è raffreddata.

AVVERTENZA Pericolo durante il funzionamento del rotore! Assicurare le misure di protezione adeguate contro il contatto accidentale degli elementi condotti. Fissare saldamente le chiavette eventualmente presenti per evitarne l'espulsione.

7.5.3 Verifica della resistenza di isolamento Dopo lunghi periodi di fermo o di immagazzinamento la resistenza d'isolamento degli avvolgimenti verso massa deve essere misurata con tensione continua.

AVVERTENZA Gli interventi sugli impianti ad alta tensione devono essere eseguiti esclusivamente da personale specializzato. Osservare le istruzioni per l'uso dello strumento di misura utilizzato prima di iniziare la misura della resistenza di isolamento.

AVVERTENZA Tensione pericolosa Durante e subito dopo la misurazione i morsetti presentano tensioni parzialmente pericolose. Il contatto con parti sotto tensione può provocare la morte e lesioni gravi. Non toccare i morsetti durante o subito dopo la misurazione. Se sono presenti cavi di rete collegati, assicurarsi che non possa essere applicata alcuna tensione.

La resistenza di isolamento dell'avvolgimento rispetto alla carcassa della macchina deve essere misurata in linea di principio solo con una temperatura dell'avvolgimento di 20 ... 30 °C. Durante la misurazione occorre attendere che venga raggiunto il valore finale della resistenza; l'attesa dura circa un minuto.



Valori limite La seguente tabella indica la tensione di misura nonché i valori limite per la resistenza d'isolamento minima e la resistenza d'isolamento critica con una tensione nominale UN della macchina di UN < 2 kV.

Tabella 7- 5 Resistenza di isolamento dell'avvolgimento statorico a 25 °C

Tensione nominale UN < 2 kV Tensione misurata 500 V (minimo 100 V) Resistenza di isolamento minima nel caso di avvolgimento nuovo, pulito o riparato

10 MΩ

Resistenza di isolamento specifica critica dopo lunghi periodi di funzionamento

5 MΩ/kV

Tenere presente quanto segue: Avvolgimenti nuovi e asciutti presentano resistenze d'isolamento comprese tra 100 e

2000 MΩ o eventualmente anche valori superiori. Se il valore della resistenza di isolamento è prossimo al minimo, ciò può essere dovuto a umidità e/o a sporcizia.

Durante il funzionamento la resistenza di isolamento dell'avvolgimento può abbassarsi a causa di fattori ambientali o legati al funzionamento. Il valore critico della resistenza d'isolamento con una temperatura dell'avvolgimento di 25 °C deve essere calcolato in funzione della tensione nominale, moltiplicando la tensione nominale (kV) per il valore critico specifico della resistenza (5 MΩ / kV). Esempio: resistenza critica per tensione nominale (UN) 500 V: 500 V x 5 MΩ/kV = 2,5 MΩ

ATTENZIONE

Al raggiungimento della resistenza d'isolamento critica, pulire e/o asciugare gli avvolgimenti Se si raggiunge o si supera in negativo la resistenza critica di isolamento, gli avvolgimenti devono essere asciugati oppure, a rotore smontato, puliti e asciugati scrupolosamente. Dopo l'asciugatura di avvolgimenti puliti, tenere presente che la resistenza d'isolamento, ad avvolgimento caldo, è più bassa. La resistenza d'isolamento può essere valutata correttamente solo misurando un avvolgimento a temperatura ambiente (circa 20 ... 30 °C).

ATTENZIONE

Valore misurato della resistenza d'isolamento in prossimità del valore critico Se il valore misurato è prossimo al valore critico, è necessario tenere controllata la resistenza di isolamento ad intervalli temporali brevi. I valori sono validi per la misurazione alla temperatura dell'avvolgimento di 25 °C.



7.5.4 Inserzione Prima di avviare il motore occorre fare attenzione alla corretta parametrizzazione del convertitore di frequenza. Utilizzare adeguati tool di messa in servizio, ad es. "Drive ES" o "STARTER".

CAUTELA Funzionamento irregolare o rumori anomali Una manipolazione non corretta durante il trasporto, il magazzinaggio o il montaggio può danneggiare il motore. L'uso di un motore danneggiato può causare danni all'avvolgimento, ai cuscinetti o danni irreversibili. Disinserire il motore in caso di funzionamento non corretto o in caso di rumori anomali e determinarne la causa.

CAUTELA Rispetto del numero di giri massimo Il numero di giri massimo nmax è il numero di giri d'esercizio massimo consentito. Il numero di giri massimo è indicato sulla targhetta dei dati tecnici (targhetta identificativa). Se il numero di giri nmax viene superato, possono verificarsi danni a cuscinetti, anelli di cortocircuito, accoppiamenti forzati, ecc. Pertanto occorre garantire che la velocità non superi il limite massimo utilizzando un sistema di controllo adeguato o attivando la sorveglianza del numero di giri nel sistema di azionamento.

Avvertenze sull'uso dei motori 7.6 Esercizio


7.6 Esercizio Durante il funzionamento il motore deve essere collegato all'alimentazione dell'acqua di raffreddamento. In caso di funzionamento senza raffreddamento ad acqua occorre tenere conto del derating (rivolgersi per questo alla propria rappresentanza Siemens competente).

CAUTELA Se l'alimentazione dell'acqua di raffreddamento viene meno o se il motore funziona brevemente senza raffreddamento ad acqua, il motore si surriscalderà. Ne possono conseguire danni materiali anche irreversibili. Non attivare mai il motore senza aver collegato l'alimentazione dell'acqua di raffreddamento. Sorvegliare le temperature ammesse dell'acqua in ingresso.

CAUTELA Danni da condensa Forti oscillazioni della temperatura ambiente, irraggiamento solare diretto o umidità elevata dell'aria possono provocare fenomeni di condensa. Se l'avvolgimento statorico è umido, la sua resistenza d'isolamento diminuisce. Di conseguenza è possibile che si verifichino scariche superficiali che possono distruggere l'avvolgimento. Inoltre la condensa può provocare la formazione di ruggine all'interno della macchina.

AVVERTENZA Pericolo di ustioni dovute al vapore Quando l'acqua penetra nel motore caldo, si sviluppa improvvisamente vapore che fuoriesce ad alta pressione. Il sistema di raffreddamento può esplodere. Ne possono conseguire la morte, lesioni gravi e danni materiali. Collegare l'alimentazione dell'acqua solo dopo che il motore si è raffreddato.

AVVERTENZA Non rimuovere le coperture di protezione con il motore funzionante Le parti rotanti o sotto tensione rappresentano un pericolo. La rimozione delle coperture necessarie può provocare la morte, gravi lesioni corporali o danni materiali. Le coperture di protezione che impediscono il contatto con parti attive o rotanti, che garantiscono il grado di protezione del motore, oppure che sono necessarie per garantire una circolazione dell'aria corretta e quindi un raffreddamento efficace, non devono essere aperte durante il funzionamento.



AVVERTENZA Anomalie durante il funzionamento Qualsiasi variazione rispetto alle condizioni normali di funzionamento (aumento dell'assorbimento di potenza, della temperatura o delle oscillazioni, rumori insoliti, intervento dei dispositivi di sorveglianza, ecc.) indica che il funzionamento è compromesso. Questo può provocare anomalie in grado di causare direttamente o indirettamente la morte, gravi lesioni corporali o danni materiali. Contattare immediatamente il personale addetto alla manutenzione. In caso di dubbio occorre disinserire immediatamente il motore tenendo presenti le condizioni di sicurezza specifiche dell'impianto.

CAUTELA Pericolo di ustioni Alcuni componenti del motore possono raggiungere temperature superiori a 100 °C. Il contatto con queste parti può causare ustioni. Prima di toccare i componenti, verificarne la temperatura ed eventualmente adottare le misure di protezione necessarie.

7.6.1 Pause di esercizio

Accorgimenti per motori fermi pronti per il funzionamento In caso di pause di esercizio prolungate, mettere in moto la macchina regolarmente circa

una volta al mese. Prima di rimettere in servizio il motore, consultare la sezione "Inserzione".

ATTENZIONE

Danni da immagazzinaggio inadeguato Un immagazzinaggio inadeguato può provocare danni al motore. Nel caso di lunghe pause di esercizio, mettere in atto provvedimenti per la protezione contro la corrosione, per la conservazione e per l'asciugatura. Nel caso di nuova messa in servizio dopo una lunga pausa di inattività, adottare i provvedimenti consigliati nel capitolo "Messa in servizio".



7.6.2 Spegnimento

Provvedimenti per la disinserzione Per la disinserzione, attenersi alle istruzioni operative del convertitore di frequenza

utilizzato. In caso di fermi macchina prolungati occorre scollegare l'alimentazione dell'acqua di

raffreddamento.

7.6.3 Anomalie In caso di variazioni rispetto al funzionamento normale o di anomalie, seguire innanzitutto le indicazioni della tabella seguente. Attenersi inoltre al capitolo corrispondente della documentazione dei componenti dell'intero sistema di azionamento. Mantenere attiva la funzionalità dei dispositivi di protezione anche durante il funzionamento di prova.

ATTENZIONE Danni alla macchina dovuti ad anomalie Eliminare la causa dell'anomalia secondo i rimedi proposti. Eliminare anche gli eventuali danni verificatisi sulla macchina/sul motore.

Nota Se durante il funzionamento della macchina con un convertitore si verificano anomalie elettriche, fare riferimento alle istruzioni operative del convertitore di frequenza.

Tabella 7- 6 Anomalie possibili

Anomalia Causa dell'anomalia (vedere la tabella con le spiegazioni) Il motore non si avvia A B E Il motore si avvia con difficoltà A C E F Rumore tipo ronzio all'avviamento C E F Rumore tipo ronzio in esercizio A C E F Eccessivo riscaldamento nel funzionamento a vuoto D G H Eccessivo riscaldamento nel funzionamento con carico

A C G H

Elevato riscaldamento di singole sezioni dell'avvolgimento

E F

Funzionamento irregolare J K Rumore di sfregamento, rumorosità di marcia L Vibrazioni radiali M N O Vibrazioni assiali O Fuoriuscita di acqua S



Tabella 7- 7 Cause delle anomalie e rimedi possibili

N. Cause di anomalia Rimedi A Sovraccarico Ridurre il carico B Interruzione di una fase nel cavo di alimentazione Controllare il convertitore di frequenza e i cavi di

alimentazione C Interruzione di una fase nel cavo di alimentazione

dopo l'inserzione Controllare il convertitore di frequenza e i cavi di alimentazione

D Tensione di uscita del convertitore eccessiva, frequenza insufficiente

Verificare le impostazioni sul convertitore di frequenza, eseguire l'identificazione automatica del motore

E Avvolgimento statorico connesso in modo errato Controllare il cablaggio dell'avvolgimento F Cortocircuito tra spire o cortocircuito tra le fasi

nell'avvolgimento dello statore Determinare le resistenze dell'avvolgimento e di isolamento; l'eventuale riparazione va eseguita previa consultazione con il produttore

Acqua di raffreddamento non collegata / disinserita Controllare il raccordo dell'acqua di raffreddamento / inserire l'acqua di raffreddamento

G

Guasto all'allacciamento dell'acqua o ai tubi Individuare la perdita e ripararla; eventualmente contattare il produttore

Quantità insufficiente di acqua di raffreddamento Aumentare la quantità d'acqua H Temperatura d'ingresso troppo elevata Impostare la temperatura d'ingresso corretta

J Schermatura del motore e/o dei cavi di segnale insufficiente

Controllare la schermatura e la messa a terra

K Guadagno del regolatore dell'azionamento troppo elevato

Adeguare il guadagno del regolatore

Rettificare le parti rotanti Determinare la causa, ritoccare il pezzo Corpo estraneo all'interno del motore Rivolgersi al costruttore per la riparazione

L

Guasto del cuscinetto Rivolgersi al costruttore per la riparazione M Equilibratura non corretta del rotore Disaccoppiare il rotore ed eseguire una nuova

equilibratura N Il rotore non ruota in modo uniforme, albero piegato Rivolgersi al costruttore O Allineamento difettoso Allineare il gruppo macchina S Tubi dell'acqua di raffreddamento / allacciamento

dell'acqua difettosi Individuare la perdita e ripararla oppure contattare il costruttore

Se nonostante i rimedi elencati sopra risulta impossibile eliminare il problema, rivolgersi al costruttore o al Siemens Service Center (vedere il capitolo "Appendice").

Avvertenze sull'uso dei motori 7.7 Manutenzione


7.7 Manutenzione

7.7.1 Avvertenze di sicurezza In caso di dubbi, rivolgersi al costruttore indicando il tipo di macchina e il numero di serie, oppure affidarsi, per gli interventi di manutenzione, a uno dei Siemens Service Center.

PERICOLO Scossa elettrica al contatto di parti sotto tensione Le parti elettriche sono soggette a una corrente elettrica pericolosa. Al contatto di queste parti si riceve una scarica elettrica. Ne conseguono pericoli per la vita e l'incolumità delle persone. Prima di iniziare qualsiasi lavoro sulle macchine accertarsi che l'impianto sia stato disinserito in modo conforme alle disposizioni. Oltre ai circuiti principali, prestare attenzione anche ad eventuali circuiti ausiliari o supplementari presenti, in particolare al dispositivo di riscaldamento.

AVVERTENZA Pericolo di ustioni Sulla carcassa delle macchine elettriche si possono riscontrare temperature elevate fino a > 100 °C. Se si toccano i componenti della macchina durante il funzionamento si possono subire gravi ustioni. Le carcasse delle macchine non devono essere toccate né durante il loro funzionamento, né immediatamente dopo. Lasciare raffreddare la carcasse delle macchine prima di iniziare qualsiasi tipo di intervento.

Misure di sicurezza Prima di iniziare qualsiasi intervento di manutenzione mettere assolutamente in pratica le seguenti regole di sicurezza: 1. Disinserire la macchina 2. Garantire una protezione contro la reinserzione 3. Verificare l'assenza di tensione 4. Eseguire la messa a terra e cortocircuitare 5. Coprire o isolare le parti adiacenti sotto tensione

Avvertenze sull'uso dei motori 7.7 Manutenzione


7.7.2 Manutenzione ordinaria

ATTENZIONE Gli interventi di manutenzione e riparazione (sostituzione dell'encoder e dei cuscinetti) vengono eseguiti solo dal produttore.

7.7.3 Lubrificazione I cuscinetti dei motori Torque completi sono a lubrificazione permanente e dimensionati per una temperatura ambiente minima di funzionamento di -15 °C.

Nota Se i cuscinetti sono privi di dispositivo di lubrificazione, se ne consiglia la sostituzione dopo circa 20000 ore di esercizio a una temperatura ambiente max. di 40 °C, tuttavia al più tardi dopo 5 anni (dalla fornitura).

Dispositivo di lubrificazione (opzione per 1FW315x e 1FW320x) In questo modo, se vengono rispettati gli intervalli di lubrificazione e se non viene superata la temperatura ambiente di 40 °C, l'intervallo di sostituzione dei cuscinetti aumenta a circa 40000 h.

Nota È opportuno che la lubrificazione venga effettuata manualmente utilizzando un ingrassatore a siringa (non una pressa idraulica). Rispettare le quantità di grasso. È opportuno che la lubrificazione avvenga quando il motore è in funzione a ridotto numero di giri e in assenza di condizioni di pericolo per le persone. Gli intervalli di lubrificazione consigliati sono validi per carichi normali: • Funzionamento con numero di giri conforme alle indicazioni riportate sulla targhetta dei

dati tecnici • Funzionamento a ridotta presenza di vibrazioni • Utilizzo di grassi specifici per cuscinetti a rulli

Tabella 7- 8 Cuscinetto con dispositivo di lubrificazione (opzione per 1FW315x e 1FW320x)

Motore nN [1/min] Durata dei cuscinetti con dispositivo di

lubrificazione [h]

Intervallo di lubrificazione

[h]


DE [g]


NDE [g]

1FW315x 300/500/750 40000 10000 30 20 1FW320x 150/300/500 40000 10000 30 20 1FW328x-2 150/250 40000 10000 80 60

400 40000 6500 80 60 1FW328x-3 600 24000 4000 80 60

1) Definizione del grasso dei cuscinetti: Klüberquiet BQH72-102

Avvertenze sull'uso dei motori 7.8 Messa fuori servizio e smaltimento


7.8 Messa fuori servizio e smaltimento

7.8.1 Smaltimento

Preparazione dello smontaggio Lo smontaggio della macchina deve essere svolto o sorvegliato da personale qualificato e adeguatamente preparato. 1. Contattare una ditta locale specializzata nello smaltimento. Specificare il tipo di

smontaggio desiderato per la macchina e le modalità di recupero dei componenti. 2. Attenersi alla cinque regole di sicurezza. 3. Rimuovere tutti i collegamenti elettrici. 4. Eliminare tutti i liquidi, come olio, acqua, ecc. 5. Rimuovere tutti i cavi. 6. Sbloccare i sistemi di fissaggio della macchina. 7. Trasportare la macchina in un luogo adatto allo smontaggio. Attenersi anche alle indicazioni del capitolo "Manutenzione".

Smontaggio del motore Smontare la macchina seguendo la procedura meccanica tipica.

ATTENZIONE Smontaggio del rotore Lo smontaggio del rotore di una macchina con magneti permanenti può essere effettuato solo dal costruttore. All'occorrenza, rivolgersi al centro di assistenza Siemens.

AVVERTENZA Alcune parti della macchina rischiano di cadere La macchina è composta di parti dal peso elevato, che possono cadere durante le operazioni di smontaggio. Ne possono conseguire la morte, lesioni gravi e danni materiali. Assicurare queste parti della macchina in modo che non possano cadere durante lo smontaggio.

Lo smaltimento dei motori deve avvenire nel rispetto delle prescrizioni nazionali e locali relative al normale processo di trattamento dei materiali oppure restituendoli al costruttore.



Smagnetizzare i magneti permanenti I magneti permanenti devono essere smagnetizzati prima di essere smaltiti. Così facendo si evitano possibili rischi durante e dopo lo smaltimento. I magneti permanenti vengono smagnetizzati con un trattamento termico ad alta temperatura. Per la smagnetizzazione dei magneti permanenti esistono le seguenti possibilità: Affidare l'intera macchina a una ditta specializzata per il trattamento termico. Restituire la macchina al produttore, che provvederà a smontare e smagnetizzare i

magneti permanenti. Un rotore smontato ma non smagnetizzato non può essere trasportato.

ATTENZIONE

Smontaggio del rotore Lo smontaggio del rotore di una macchina con magneti permanenti può essere effettuato solo dal costruttore. All'occorrenza, rivolgersi al centro di assistenza Siemens.

7.8.2 Smaltimento Proteggere l'ambiente e risparmiare le sue risorse sono scopi aziendali assolutamente prioritari di Siemens. Un sistema internazionale di gestione ambientale ISO 14001 provvede al rispetto delle leggi e fissa in questo senso degli standard elevati. Già nella fase di sviluppo dei prodotti, il rispetto per l'ambiente, la sicurezza tecnica e la protezione della salute sono per noi un imperativo costante. Il capitolo seguente riporta alcune raccomandazioni per il corretto smaltimento della macchina e dei suoi componenti. Attenersi alle disposizioni locali in materia di smaltimento dei rifiuti.

Componenti Separare i componenti per il riciclaggio secondo le seguenti categorie: rottami elettronici, ad es. elettronica dell'encoder rottame ferroso alluminio metallo non ferroso, ad es. avvolgimenti di motori Materiali isolanti



materiali ausiliari e prodotti chimici Separare i materiali ausiliari e i prodotti chimici per il riciclaggio secondo le seguenti categorie: olio

smaltire l'olio usato come rifiuto speciale secondo la normativa grasso solventi detergenti a freddo residui di vernice Non miscelare solventi, detergenti a freddo e residui di vernice.

Materiali isolanti I materiali di isolamento elettrico sono utilizzati prevalentemente nello statore. Alcuni componenti aggiuntivi sono prodotti da materiali simili e possono perciò essere trattati nello stesso modo. Si tratta dei seguenti materiali: vari isolatori utilizzati nelle morsettiere trasformatori di tensione e di corrente cavi di corrente cablaggi di strumenti scaricatori di sovratensione condensatori


Appendice AA.1 Definizione dei concetti

Coppia da fermo M0 Coppia limite termica con il motore fermo corrispondente allo sfruttamento a 100 K. Questa coppia può essere fornita, senza limitazione di tempo, con n = 0. M0 è sempre maggiore della coppia nominale MN.

Coppia di frenatura MBr eff MBr eff corrisponde alla coppia di frenatura media durante la frenatura mediante cortocircuito dell'indotto che viene raggiunta mediante la resistenza di frenatura Ropt collegata a monte.

Coppia massima Mmax Coppia che viene generata con la massima corrente ammessa.

Coppia nominale MN Coppia continuativa termica ammissibile nel servizio S1 con numero di giri nominale del motore.

Corrente da fermo I0 Corrente di ramo del motore per generare la corrispondente coppia da fermo. Indicazione del valore effettivo di una corrente sinusoidale.

Corrente massima Imax, eff Questo limite di corrente è determinato dal circuito magnetico. Un superamento anche per breve tempo porta a una smagnetizzazione irreversibile del materiale magnetico. Indicazione del valore effettivo di una corrente sinusoidale.

Corrente nominale IN Corrente di ramo effettiva del motore per generare la corrispondente coppia nominale. Indicazione del valore effettivo di una corrente sinusoidale.

Appendice A.1 Definizione dei concetti


Costante di coppia kT (valore con una sovratemperatura media degli avvolgimenti di 100 K) Quoziente della coppia e della corrente da fermo. Calcolo: kT = M0, 100K / I0, 100K

Nota Questa costante non è valida per la progettazione delle correnti nominali e di accelerazione richieste (perdite del motore!). Nel calcolo vanno considerati anche il carico statico e le coppie d'attrito.

Costante di tempo meccanica Tmecc La costante di tempo meccanica viene determinata dalla tangente di una funzione esponenziale teorica. Tmecc = 3 ∙ RStr ∙ Jmot/kT2 [s] Jmot = Momento d'inerzia del servomotore [kgm2] RStr = Resistenza di una fase dell'avvolgimento statorico [Ohm] kT = Costante di coppia [Nm/A]

Costante di tensione kE (valore con temperatura del rotore di 20 °C) Valore della tensione indotta del motore con un numero di giri pari a 1000 1/min con una temperatura del rotore di 20 °C. Viene indicata la tensione concatenata effettiva sui morsetti del motore.

Costante elettrica di tempo Tel Quoziente dell'induttanza del campo rotante e della resistenza dell'avvolgimento. Tel = LD/RStr

Costante termica di tempo Tth Descrive l'aumento di temperatura della struttura del motore con un innalzamento repentino del carico alla coppia ammessa S1. Dopo Tth il motore ha raggiunto il 63% della sua temperatura di esercizio.

DE Drive end = lato azionamento del motore



Induttanza del campo rotante LD L'induttanza del campo rotante è costituita dalla somma dell'induttanza del traferro d'aria e dell'induttanza parassita, riferita al circuito equivalente a un solo ramo. Essa si compone dell'induttanza propria di un ramo e dell'induttanza di accoppiamento verso gli altri rami.

Momento di inerzia Jmot Momento di inerzia delle masse delle parti rotanti del motore.

NDE Non drive end = lato opposto all'azionamento del motore

Numero di giri massimo nmax Il numero di giri massimo ammesso durante il funzionamento nmax è il valore minimo del numero di giri massimo ammesso a livello meccanico e del numero di giri massimo ammesso sul convertitore. Per processi altamente dinamici la coppia massima è disponibile per un tempo brevissimo. La coppia massima viene limitata con i parametri di regolazione. Un aumento della corrente causa la smagnetizzazione del rotore.

Numero di giri massimo ammesso (a livello meccanico) nmax mecc Il numero di giri massimo ammesso a livello meccanico durante il funzionamento è nmax mecc. Esso deriva dalle forze centrifughe e di attrito del cuscinetto.

Numero di giri massimo ammesso sul convertitore nmax Inv Il numero di giri massimo ammesso durante il funzionamento su un convertitore è pari a nmax Inv. Esso si ottiene dalla tensione indotta nel motore e dalla resistenza alla tensione del convertitore.

Numero di giri nominale nN Mediante il numero di giri nominale viene definito nel diagramma numero di giri-coppia il campo del numero di giri caratteristico per il motore.

Numero di poli 2p Numero dei poli magnetici nord e sud sul rotore. p è il numero di coppie polari.

Rendimento ηopt Rendimento massimo raggiungibile sulla curva caratteristica S1 o al di sotto della curva caratteristica S1 senza corrente di deflussaggio.



Resistenza dell'avvolgimento RStr con temperatura avvolgimento di 20 °C Viene indicata la resistenza di ramo di una fase con una temperatura dell'avvolgimento di 20 °C. L'avvolgimento è collegato a stella.

Resistenza di frenatura Ropt Rott corrisponde al valore di resistenza ottimale per ogni ramo collegato esternamente in serie all'avvolgimento del motore in caso di funzione di frenatura mediante cortocircuito dell'indotto.

Resistenza torsionale dell'albero cT Viene indicata la rigidità alla torsione dell'albero dal centro del pacco lamierini del rotore fino al centro dell'estremità dell'albero.

Appendice A.2 Dichiarazione di conformità


A.2 Dichiarazione di conformità

Appendice A.3 Siemens Service Center


A.3 Siemens Service Center

All'indirizzo Internet http://www.siemens.com/automation/partner si possono trovare in tutto il mondo informazioni su tecnologie specifiche tramite i partner di riferimento Siemens. Per quanto possibile, in ogni località è disponibile un partner di riferimento per Supporto tecnico Pezzi di ricambio/riparazioni Service Corsi di formazione Vendita oppure Consulenza specialistica/engineering. Inizialmente si avvia la ricerca con la selezione di un Paese, di un prodotto oppure di un settore. In seguito, definendo ulteriori criteri è possibile trovare esattamente i partner di riferimento desiderati con l'indicazione delle rispettive competenze.

http://www.siemens.com/automation/partner

Appendice A.4 Bibliografia


A.4 Bibliografia

Elenco delle pubblicazioni del manuale di progettazione Un elenco aggiornato delle pubblicazioni, con le rispettive lingue disponibili, si trova in Internet all'indirizzo: www.siemens.com/motioncontrol Seguire le voci di menu "Support" → "Documentazione tecnica" → "Ordinazione della documentazione"→ "Documentazione stampata".

Cataloghi Sigla Nome del catalogo NC 61 SINUMERIK & SINAMICS NC 60 SINUMERIK & SIMODRIVE PM 21 SIMOTION & SINAMICS DA 65.3 Servomotori DA 65.4 SIMODRIVE 611 universal e POSMO DA 65.10 SIMOVERT MASTERDRIVES VC DA 65.11 SIMOVERT MASTERDRIVES MC

Documentazione elettronica Sigla DOC ON CD CD1 Il sistema SINUMERIK

(con tutti i controlli SINUMERIK 840D/810D e SIMODRIVE 611D) CD2 Il sistema SINAMICS

http://www.siemens.com/motioncontrol

Appendice A.5 Proposte/correzioni


A.5 Proposte/correzioni Se durante la lettura del manuale doveste trovare qualche errore di stampa, Vi preghiamo di volercelo comunicare con questo modulo. Vi siamo altresì grati per eventuali suggerimenti e proposte di miglioramento.


Indice analitico

A Anomalie, 232 Avvertenze di pericolo, 7 Avvertenze ESD, 9

C Campi d'applicazione, 18 Caratteristica di coppia, 59 Caratteristiche tecniche, 20 Collegamenti elettrici, 197 Compatibilità ambientale, 10 Copertura dell'albero, 57

D Diagrammi coppia-numero di giri

1FW3150-1xH, 66 1FW3150-1xL, 68 1FW3150-1xP, 70 1FW3152-1xH, 72 1FW3152-1xL, 74 1FW3152-1xP, 76 1FW3154-1xH, 78 1FW3154-1xL, 80 1FW3154-1xP, 82 1FW3155-1xH, 84 1FW3155-1xL, 86 1FW3155-1xP, 88 1FW3156-1xH, 90 1FW3156-1xL, 92 1FW3156-1xP, 94 1FW3201-1xE, 96 1FW3201-1xH, 98 1FW3201-1xL, 100 1FW3202-1xE, 102 1FW3202-1xH, 104 1FW3202-1xL, 106 1FW3203-1xE, 108 1FW3203-1xH, 110 1FW3203-1xL, 112 1FW3204-1xE, 114 1FW3204-1xH, 116 1FW3204-1xL, 118 1FW3206-1xE, 120

1FW3206-1xH, 122 1FW3206-1xL, 124 1FW3208-1xE, 126 1FW3208-1xH, 128 1FW3208-1xL, 130 1FW3281-2xE, 132 1FW3281-2xG, 134 1FW3281-3xJ, 148 1FW3281-3xM, 150 1FW3283-2xE, 136 1FW3283-2xG, 138 1FW3283-3xJ, 152 1FW3283-3xM, 154 1FW3285-2xE, 140 1FW3285-2xG, 142 1FW3285-3xJ, 156 1FW3285-3xM, 158 1FW3287-2xE, 144 1FW3287-2xG, 146 1FW3287-3xJ, 160 1FW3287-3xM, 162

Dichiarazione di conformità, 243 Dispositivo di lubrificazione, 235

E Encoder assoluto, 186 Encoder incrementale, 184 Estremità d'albero, 57

F Forza assiale, 53 Forza radiale, 53 Frenatura mediante cortocircuito dell'indotto, 190, 194 Frequenze proprie di montaggio, 218

G Grado di protezione, 51

I Immagazzinaggio, 211 Intervallo per la sostituzione dei cuscinetti, 235 Ispezione e manutenzione, 234

Indice analitico


K KTY 84, 177

M Messa in servizio, 225 Morsettiera, 198

P Procedura di progettazione, 30 Prodotti di terze parti, 10 Progettazione, 27 Protezione termica del motore, 177

Termistore PTC, 178

R Resistenze di frenatura, 190 Resolver, 188

S Senso di rotazione, 57 Siemens Service Center, 244 Sistemi di bloccaggio, 220 SIZER, 27 Smaltimento, 10 Spegnimento, 232 STARTER, 29

T Targhetta dei dati del motore, 25 Targhetta dei dati tecnici, 25 Termistore PTC, 178 Tipo di cuscinetto, 51 Trasporto, 210

V Verniciatura, 58

Indice analitico

SINAMICS S120 Motori Torque completi 1FW3 Manuale di progettazione, 08/2009 (PKTS), 6SN1197-0AD70-0CP4 249

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