Integrazione del quadro elettrico, SINAMICS

Transcript

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SINAMICS S120 Booksize / SIMODRIVE Integrazione del quadro elettrico, SINAMICS S120 Booksize / SIMODRIVE
sinamics
,QWHJUD]LRQHGHOTXDGURHOHWWULFR
6,1$0,&66%RRNVL]H6,02'5,9(
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Prefazione
Avvertenze di sicurezza
SINAMICS S120 Booksize /
SIMODRIVE
Integrazione del quadro elettrico,
SINAMICS S120 Booksize /
SIMODRIVE
Manuale di sistema
09/2007
6SL3097-0AT00-0CP0
1
Avvertenze per il
raffreddamento del quadro
elettrico
2
Disposizione dei componenti
nel quadro elettrico
3
Densità del quadro elettrico
4
Collegamento alla rete
5
Varie
6
Elementi di comando e
frontalini operatore
7
Parti soggette a usura,
manutenzione
8
Campi applicativi dei
dispositivi di raffreddamento
dei quadri elettrici
9
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
L'apparecchio/sistema in questione deve essere installato e messo in servizio solo rispettando le indicazioni
contenute in questa documentazione. La messa in servizio e l'esercizio di un apparecchio/sistema devono essere
eseguiti solo da personale qualificato. Con riferimento alle indicazioni contenute in questa documentazione in
merito alla sicurezza, come personale qualificato si intende quello autorizzato a mettere in servizio, eseguire la
relativa messa a terra e contrassegnare le apparecchiature, i sistemi e i circuiti elettrici rispettando gli standard
della tecnica di sicurezza.
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: 6SL3097-0AT00-0CP0
Ⓟ 08/2008
Copyright © Siemens AG 2007.
Con riserva di eventuali modifiche tecniche
Prefazione
Questa documentazione contiene informazioni ed esempi relativi alla disposizione dei
componenti di comando e azionamento nel quadro elettrico e al raffreddamento sull'esempio
della serie di apparecchi SINAMICS S120 Booksize e SIMODRIVE 611, inclusi i controllori
locali SIMOTION e SINUMERIK, detti nel seguito "apparecchiature", nonché avvertenze per
un montaggio EMC-compatibile
La maggior parte delle avvertenze riguarda le apparecchiature con "dissipazione di calore
interna", in cui tutta l'energia dissipata è prodotta all'interno del quadro elettrico. Per i tipi di
raffreddamento differenti, come quello "esterno", "ad acqua" o "Cold-Plate", si vedano le
avvertenze speciali nei rispettivi capitoli.
Parte del contenuto della presente documentazione è stato elaborato con la collaborazione
delle seguenti ditte:
Audi AG
DaimlerChrysler AG
EPLAN Software & Service GmbH & Co. KG
Felsomat GmbH & Co. KG
NILES - SIMMONS Industrieanlagen GmbH
Rittal GmbH & Co. KG
Siemens AG
Molti avvisi ed esempi valgono analogamente anche per altre serie di apparecchi.
La mancata osservanza di queste avvertenze e/o di quelle della documentazione tecnica
specifica per l'utente può provocare guasti operativi, ridurre sensibilmente la durata dei
componenti e causare guasti precoci.
Le condizioni termiche e le loro relazioni si possono descrivere in linea di massima secondo
l'equazione di Arrhenius:
● un aumento di temperatura di circa 10 K dimezza la durata utile dell'apparecchio
● un aumento di temperatura di circa 10 K raddoppia il tasso di guasto
Integrazione del quadro elettrico, SINAMICS S120 Booksize / SIMODRIVE
Manuale di sistema, 09/2007, 6SL3097-0AT00-0CP0
5
Prefazione
&DULFRQRPLQDOH
'XUDWDXWLOH
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7DVVRGLJXDVWR
.
.
.
.
.
.
.
.
9DULD]LRQHGHOODWHPSHUDWXUD
Figura 1-1
Durata utile e tasso di guasto secondo l'equazione di Arrhenius
Esempi pratici
Gli esempi seguenti mostrano il netto aumento delle temperature in caso di inosservanza
delle istruzioni di montaggio. Gli effetti sul tasso di guasto e sulla durata di vita si possono
vedere nella figura "Durata utile e tasso di guasto secondo l'equazione di Arrhenius".
Esempio 1: Distanza della canalina per cavi nel SIMODRIVE 611
Nel funzionamento alle condizioni nominali con un carico definito e un montaggio corretto
con 100 mm di distanza delle canaline, come indicato nella figura di sinistra, si raggiungono
determinate temperature all'interno dell'apparecchio.
Se a parità di condizioni la distanza delle canaline viene ridotta a circa 40 mm come nella
configurazione A, le temperature aumentano di circa 10 K. Ciò fa praticamente raddoppiare il
tasso di guasto, mentre la durata utile si riduce del 50 % circa.
Se a parità di condizioni la distanza delle canaline viene ridotta a circa 15 mm come nella
configurazione B le temperature aumentano di circa 16 K. Ciò fa praticamente triplicare il
tasso di guasto, mentre la durata utile si riduce del 30 % circa.
6
Prefazione
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YHQWLOD]LRQH
100
&RQILJXUD]LRQH%
&RQILJXUD]LRQH$
0DQXDOHGLSURJHWWD]LRQH
40
ΔT= 0 K
$SSDUHFFKLDWXUD
~15
ΔT= +10 K
ΔT= +16 K
$SSDUHFFKLDWXUD
$SSDUHFFKLDWXUD
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100
6SD]LROLEHURGL
YHQWLOD]LRQH
40
20
3XQWRGLPLVXUD]LRQH
GHOODWHPSHUDWXUD
$ULDLQHQWUDWD
Figura 1-2
Aumento della temperatura dovuto al mancato rispetto degli spazi liberi
Esempio 2: Cavo sulla griglia di ventilazione nei moduli SIMODRIVE 611 larghi solo 50 mm
Nel funzionamento alle condizioni nominali con un carico definito e un montaggio corretto
senza cavi sulla griglia di ventilazione, come indicato nella figura di sinistra, si raggiungono
determinate temperature all'interno dell'apparecchio.
Se in condizioni identiche si posa invece un cavo sopra la griglia di ventilazione, le
temperature salgono di circa 10 K. Ciò fa praticamente raddoppiare il tasso di guasto,
mentre la durata utile si riduce del 50 % circa.
Se a parità di condizioni si posano due cavi sopra la griglia di ventilazione, le temperature
salgono di circa 20 K. Ciò fa praticamente quadruplicare il tasso di guasto, mentre la durata
utile si riduce del 25 % circa.
7
Prefazione
0DQXDOHGLSURJHWWD]LRQH
Δ7 .
FDYRHQFRGHU
Δ7 .FLUFD
FDYLHQFRGHU
Δ7 .FLUFD
Figura 1-3
Aumento della temperatura dovuto alla copertura della griglia di ventilazione nei moduli
da 55 mm
Nei moduli più larghi l'influenza dei cavi posati sulla griglia di ventilazione risulta minore.
8
Indice del contenuto
Prefazione ................................................................................................................................................. 5
1
Avvertenze di sicurezza........................................................................................................................... 11
2
Avvertenze per il raffreddamento del quadro elettrico.............................................................................. 13
3
4
5
6
2.1
Valutazione della dissipazione del calore ....................................................................................13
2.2
Conduzione dell'aria nei refrigeratori del quadro con circuito esterno.........................................14
2.3
2.3.1
2.3.2
2.3.3
2.3.4
2.3.5
2.3.6
Circolazione dell'aria nel quadro..................................................................................................15
Volume dell'aria............................................................................................................................15
Direzione del flusso......................................................................................................................15
Obiettivo dell'aria di raffreddamento ............................................................................................17
Come evitare la formazione di condensa quando si impiega un refrigeratore ............................19
Rimozione della condensa...........................................................................................................19
Regolazione della temperatura ....................................................................................................20
2.4
2.4.1
2.4.2
Spazi di ventilazione ....................................................................................................................21
Spazi di ventilazione sopra e sotto l'apparecchiatura..................................................................21
Posa dei cavi sulle griglie di ventilazione.....................................................................................22
Disposizione dei componenti nel quadro elettrico .................................................................................... 23
3.1
Disposizione dell'apparecchiatura secondo le direttive EMC ......................................................23
3.2
Disposizione del filtro di rete, della bobina di rete e dell'alimentazione.......................................24
3.3
3.3.1
3.3.2
3.3.3
Cavi schermati .............................................................................................................................25
Esempi di supporto per la schermatura .......................................................................................25
Connettori.....................................................................................................................................26
Lunghezze dei cavi ......................................................................................................................26
Densità del quadro elettrico ..................................................................................................................... 27
4.1
Esempio di aperture.....................................................................................................................28
4.2
Scambiatore di calore aria-acqua ................................................................................................28
4.3
Raffreddamento esterno, Cold-Plate ...........................................................................................29
Collegamento alla rete............................................................................................................................. 31
5.1
Protezione tramite fusibile............................................................................................................31
5.2
Conduttore di protezione, collegamento di terra..........................................................................32
Varie ........................................................................................................................................................ 33
6.1
Elementi di regolazione................................................................................................................33
6.2
Collegamenti a vite di parti sotto corrente ...................................................................................33
6.3
Ventilatori esterni .........................................................................................................................33
6.4
Esempi .........................................................................................................................................34
7
Elementi di comando e frontalini operatore.............................................................................................. 35
8
Parti soggette a usura, manutenzione ..................................................................................................... 37
9
Indice del contenuto
9
Campi applicativi dei dispositivi di raffreddamento dei quadri elettrici...................................................... 39
Indice analitico ......................................................................................................................................... 43
10
1
Le avvertenze di sicurezza contenute nella documentazione utente specifica
dell'apparecchio devono essere sempre rispettate.
Tale documentazione è a tutti gli effetti vincolante per la progettazione delle rispettive serie
di apparecchi.
11
12
Avvertenze per il raffreddamento del quadro elettrico
2
La progressiva miniaturizzazione dei componenti elettronici e la crescente compattezza degli
alloggiamenti dell'elettronica e dei quadri elettrici ha aumentato la sensibilità dei sistemi
elettronici nei confronti di agenti esterni come la polvere, l'umidità e la temperatura. In
particolare la dissipazione del calore prodotto dai quadri elettrici pone severi requisiti alla
climatizzazione degli stessi.
Questo capitolo affronta i punti che occorre considerare per climatizzare correttamente i
quadri elettrici mediante i dispositivi di raffreddamento.
Si consiglia di sorvegliare il funzionamento dei sistemi e delle tecniche di raffreddamento e di
spegnere l'apparecchiatura in caso di un loro malfunzionamento.
La mancata osservanza di queste regole comporta un surriscaldamento e una conseguente
riduzione della durata utile, oppure l'insorgere di guasti.
2.1
Valutazione della dissipazione del calore
La superficie del quadro può dissipare in pratica alcune centinaia di watt tramite
autoconvezione. Per una valutazione approssimativa si può assumere un valore di 50 W per
m2 di superficie libera del quadro con una temperatura di 10 K rispetto a quella della sala.
Esempio 3: Un quadro largo 2 m, alto 2 m e profondo 0,5 m installato con il lato posteriore
contro la parete ha una superficie utile di circa 7 m2 e può quindi dissipare circa 350 W.
Una perdita maggiore nel quadro elettrico obbliga ad adottare altre soluzioni di
raffreddamento.
I valori relativi alla potenza dissipata dei singoli componenti si possono ricavare dalla
documentazione tecnica per l'utente di ciascun apparecchio.
Per ridurre la potenza dissipata all'interno e quindi le esigenze di raffreddamento, le
resistenze di recupero comandate a impulsi e le resistenze di frenatura possono essere
montate anche all'esterno del quadro.
Per una stima grossolana della potenza dissipata si può assumere, per la dissipazione
interna, un 5 % circa della potenza di alimentazione dell'apparecchiatura, dato che questa è
generalmente la principale fonte di potenza dissipata all'interno del quadro.
Esempio 4: un alimentazione da 36 kW genera 1,8 kW di potenza dissipata che deve essere
evacuata.
Esempio 5: In un quadro come quello rappresentato nell'esempio 3 occorre evacuare 1,8 kW
- 0,35 kW = 1,45 kW ricorrendo ad altri mezzi, ad es. un refrigeratore.
13
2.2 Conduzione dell'aria nei refrigeratori del quadro con circuito esterno
2.2
Conduzione dell'aria nei refrigeratori del quadro con circuito esterno
Le aperture di ingresso e uscita dell'aria dei refrigeratori dovrebbero rispettare nel circuito
esterno una distanza minima di 200 mm da una parete o tra di loro. Ove non fosse possibile
rispettare questa distanza reciproca, si deve ricorrere ad adeguati deflettori per impedire un
cortocircuito di ventilazione.
'LVWDQ]D
!PP
Conduzione ottimale dell'aria nei refrigeratori Conduzione ottimale dell'aria nei refrigeratori
montati sulla sommità del quadro
montati sui lati del quadro
14
2.3 Circolazione dell'aria nel quadro
2.3
Circolazione dell'aria nel quadro
2.3.1
Volume dell'aria
Oltre ad adottare le opportune misure di dissipazione termica, per garantire il raffreddamento
dell'apparecchiatura è necessario che nel quadro elettrico circoli un determinato volume
d'aria minimo. Dati più precisi in questo senso si possono ricavare dalla documentazione
tecnica per l'utente di ciascun apparecchio.
È necessario che all'interno del quadro elettrico vi sia una circolazione d'aria uniforme.
2.3.2
Direzione del flusso
Il raffreddamento degli apparecchi elettrici si basa sulla convezione naturale e/o sul
raffreddamento forzato tramite ventilatori. In entrambi i casi la direzione dell'aria di
raffreddamento nell'apparecchiatura interessata deve avvenire dal basso verso l'alto
vincendo la forza di gravità.
Se nel quadro vi sono altre correnti d'aria, ad es. prodotte dal ventilatore del filtro o dai
dispositivi di raffreddamento, è necessario fare in modo che questi flussi non si compensino
tra di loro, bensì che vengano a sommarsi.
&RQYH]LRQH
QDWXUDOH
&RQYH]LRQH
Natürliche
QDWXUDOH
Konvektion
5HIULJHUDWRUH
5HIULJHUDWRUH
Kühlgerät
$SSDUHFFKLDWXUD
Corretta circolazione dell'aria
$SSDUHFFKLDWXUD
Errata circolazione dell'aria
Evitare di soffiare aria fredda negli apparecchi elettrici.
15
La distanza dall'apertura di scarico dell'aria del climatizzatore agli apparecchi elettronici deve
essere di almeno 200 mm.
Esempi:
5HIULJHUDWRUH
5HIULJHUDWRUH
$SSDUHFFKLDWXUD
$SSDUHFFKLDWXUD
Figura 2-1
Disposizione corretta ed errata di un sistema di raffreddamento a parete
5HIULJHUDWRUH
5HIULJHUDWRUH
$SSDUHFFKLDWXUD
Figura 2-2
16
$SSDUHFFKLDWXUD
2.3.3
Obiettivo dell'aria di raffreddamento
L'aria fredda deve essere indirizzata nella zona del quadro che presenta un'elevata potenza
dissipata, in genere l'apparecchiatura elettrica. Posizionando adeguatamente il refrigeratore
o convogliando l'aria fredda tramite condotti o canaline si deve indirizzare il flusso sulla
superficie più grande possibile dell'obiettivo.
5HIULJHUDWRUH
5HIULJHUDWRUH
5HIULJHUDWRUH
&RUWRFLUFXLWR
GHOO
DULD
$SSDUHFFKLDWXUD
$SSDUHFFKLDWXUD
Figura 2-3
$SSDUHFFKLDWXUD
$SSDUHFFKLDWXUD
&RUWRFLUFXLWR
GHOO
DULD
$SSDUHFFKLDWXUD
$SSDUHFFKLDWXUD
Disposizione corretta ed errata di un sistema di raffreddamento sommitale
Nota: l'impiego di canalizzazioni permette di ridurre la potenza del refrigeratore. La
lunghezza massima delle canalizzazioni non dovrebbe pertanto superare i 3 m.
Regola aurea:
immettere l'aria fredda il più possibile dal basso e fare in modo che l'aria calda fuoriesca il
più in alto possibile.
17
Esempio di condotto dell'aria della ditta RITTAL GmbH & Co. KG
5HIULJH
UDWRUH
$SSDUHFFKLDWXUD
Figura 2-5
18
$SSDUHFFKLDWXUD
&RUWRFLUFXLWR
GHOO
DULD
Figura 2-4
5HIULJH
UDWRUH
2.3.4
Come evitare la formazione di condensa quando si impiega un refrigeratore
Se si impiegano dei climatizzatori occorre considerare che il raffreddamento dell'aria negli
stessi aumenta l'umidità relativa dell'aria espulsa e può far scendere questo valore al di sotto
del punto di rugiada.
Si dovranno allora utilizzare dei deflettori oppure rispettare una distanza minima di 200 mm
tra il foro di uscita dell'aria dal refrigeratore e l'apparecchiatura stessa affinché l'aria umida e
fredda espulsa dal climatizzatore possa mischiarsi con quella calda del quadro elettrico
prima di penetrare nell'apparecchiatura. Il contatto tra l'aria fredda del climatizzatore e l'aria
calda e asciutta del quadro riduce l'umidità relativa, riportandola a valori non critici.
$SSDUHFFKLDWXUD
5HIULJHUDWRUH
$SSDUHFFKLDWXUD
5HIULJHUDWRUH
'LVWDQ]DPP
$ULD
)XRULXVFLWDDULD
FDOGDGDO
TXDGURHOHWWULFR
'HIOHWWRUHGHOO
DULD
Una disposizione corretta evita la
formazione di condensa
2.3.5
)XRULXVFLWDDULDFDOGD
GDOTXDGURHOHWWULFR
Una disposizione errata provoca la
formazione di condensa
Rimozione della condensa
Dopo aver chiuso il quadro elettrico e attivato il refrigeratore si forma della condensa. La
formazione di condensa aumenta ugualmente qualora il quadro non fosse ben chiuso o se i
suoi sportelli dovessero rimanere aperti. Vedere anche il capitolo "Ermeticità del quadro
elettrico". Questa condensa va rimossa dal quadro elettrico senza violare il grado di
protezione secondo IEC 60529.
Si consiglia di fare in modo che i climatizzatori vengano disattivati da un contatto sullo
sportello in caso di apertura dello stesso.
Evitare che la condensa possa gocciolare sui componenti sottostanti, soprattutto se il
climatizzatore è montato sopra il quadro elettrico.
L'acqua di condensa deve essere raccolta o lasciata evaporare.
19
2.3.6
Regolazione della temperatura
Si consiglia di impostare la temperatura a 35 °C circa.
Se si imposta una temperatura interna del quadro troppo bassa, il risultato è un'usura
eccessiva del refrigeratore, un'elevata condensazione, un inutile consumo di energia e
un'eccessiva umidità dell'aria con rischio di condensa. Ne possono facilmente conseguire
danni delle apparecchiature.
Una forte differenza tra temperatura interna del quadro elettrico e temperatura della sala in
cui è installato fa sì che l'apertura dello sportello possa dar luogo a condensa, con il
conseguente rischio di danneggiare i dispositivi alloggiati al suo interno.
0LQ0D[
Min
Max
35
Impostazione ottimale
20
Min
Max
0LQ0D[
25
18
Impostazione troppo bassa
2.4 Spazi di ventilazione
2.4
Spazi di ventilazione
Se non si lasciano adeguati spazi liberi per la ventilazione, la temperatura interna dei
componenti subisce un netto incremento che può provocare guasti e ridurre sensibilmente la
durata utile.
2.4.1
Spazi di ventilazione sopra e sotto l'apparecchiatura
Per garantire un flusso d'aria fredda adeguato è indispensabile rispettare gli spazi minimi
che devono restare liberi sopra e sotto i componenti. Ciò vale in particolare per le canaline
dei cavi. Tale distanza minima non si applica alle parti a sé stanti, come ad es. i ventilatori.
Gli spazi liberi indicati valgono sia per il raffreddamento interno che esterno.
Maggiori dettagli si possono ricavare dalla documentazione tecnica per l'utente specifica di
ciascun apparecchio.
Esempi:
PP
PP
PP
PP
Spazi liberi SINAMICS S120 Booksize
≥80 mm
Spazi liberi SIMODRIVE 611
≥100 mm
21
2.4 Spazi di ventilazione
2.4.2
Posa dei cavi sulle griglie di ventilazione
Particolarmente nel caso di componenti di ridotto spessore, la presenza di cavi che passano
sopra le griglie di ventilazioni ostacola sensibilmente la dissipazione del calore prodotto dagli
apparecchi.
Posa dei cavi corretta - SINAMICS S120 Booksize
Posa dei cavi corretta - SIMODRIVE
22
Posa dei cavi scorretta - SIMODRIVE
Disposizione dei componenti nel quadro elettrico
3
Per assicurare un funzionamento affidabile ed esente da guasti è importante rispettare
alcune regole di installazione.
3.1
Disposizione dell'apparecchiatura secondo le direttive EMC
8OWHULRULXWHQ]H
,QWHUUXWWRUH
SULQFLSDOH
&DYLGLVHJQDOH
VFKHUPDWL
%RELQD
)LOWURGLUHWHD]LRQDPHQWR
)LOWURGLUHWH
)LOWURGLUHWHGHOO
D]LRQDPHQWRERELQDGL
UHWHHDSSDUHFFKLDWXUDLQGLVSRVL]LRQH
FRPSDWWDFRQFDYLFRUWL
$SSDUHFFKLDWXUD
)XVLELOH
&ROOHJDPHQWR
VFKHUPDWXUDFRQ
DPSLDVXSHUILFLHGL
FRQWDWWRSLDVWUHGL
VFKHUPDWXUDVHPSUH
&DYRPRWRUH
VFKHUPDWR
5HWH
Figura 3-1
Montaggio secondo le direttive EMC (vista senza sistema di raffreddamento)
Le schermature dei cavi che escono dal quadro elettrico devono essere ulteriormente
collegate al punto di ingresso del quadro per ridurre ulteriormente l'emissione di disturbi e
interferenze (per irradiazione).
Ulteriori informazioni si possono trovare nel documento
"EMV-Aufbaurichtlinie SINUMERIK, SIROTEC, SIMODRIVE, SIMOTION, SINAMICS S120,
n. di ordinazione 6FC5297-0AD30-0AP2.
23
3.2 Disposizione del filtro di rete, della bobina di rete e dell'alimentazione
3.2
Disposizione del filtro di rete, della bobina di rete e dell'alimentazione
Gli alloggiamenti del filtro di rete, della bobina di rete e dell'alimentatore dell'apparecchiatura
devono essere collegati a bassa impedenza (e bassa induttanza) alla massa del quadro
elettrico, che a sua volta deve essere collegata a bassa impedenza con i motori o la
macchina. I componenti devono in questo senso devono essere montati ravvicinati su una
piastra di montaggio comune zincata e ad essa collegati con ampia superficie conduttiva.
Questa piastra di montaggio, a sua volta, deve possedere un collegamento conduttore con
ampia superficie di contatto con i motori o la macchina.
Le pareti di quadri elettrici verniciate o le piastre di montaggio e le guide profilate o simili
mezzi di montaggio con superficie di contatto ridotta, non rispondono a questi requisiti.
Se le piastre di montaggio vengono collegate tra loro, il collegamento deve trovarsi in
prossimità dei cavi di segnale o di alimentazione (per ridurre al minimo la superficie
circoscritta).
Dato che le bobine di rete possono raggiungere temperature elevate, è sufficiente rispettare
una distanza di circa 100 mm per evitare il rischio di surriscaldamenti.
24
3.3 Cavi schermati
3.3
Cavi schermati
Dal filtro di rete dell'apparecchiatura fino al motore, tutti i cavi devono essere schermati in
modo continuo e posati attorcigliati. I collegamenti più corti di 1 m possono essere privi di
schermatura e anche non attorcigliati.
I cavi di segnale, anche schermati, vanno posati separati dai cavi di potenza. Una distanza >
0,2 m si è rivelata in genere sufficiente.
Per evitare fenomeni di diafonia, tutti i cavi all'interno del quadro elettrico devono essere
posati il più vicino possibile alle parti collegate alla massa del quadro (messe a terra), come
le piastre di montaggio o i componenti esterni.
Onde rispettare i limiti EMC, le schermature dei cavi devono essere collegate con ampia
superficie di contatto su entrambi i lati, possibilmente con elementi elastici. Su parti potenza /
Motor Module si devono utilizzare i supporti di schermatura appositamente previsti,
altrimenti potrebbero verificarsi dei guasti sporadici.
3.3.1
Esempi di supporto per la schermatura
Collegamento corretto della schermatura
Collegamento errato della schermatura
25
3.3 Cavi schermati
Esempi di schermature valide
&ROOHJDUH
DOFRUSRGHOTXDGUR
HOHWWULFRFRQDPSLD
VXSHUILFLHGLFRQWDWWR
HEXRQDFRQGXWWLYLW¢
3HWWLQH
%DUUDGLVFKHUPDWXUD
&ROOHJDUHLOSHWWLQHGD
HQWUDPELLODWLDOFRUSR
GHOTXDGURFRQDPSLD
VXSHUILFLHGLFRQWDWWRH
EXRQDFRQGXWWLYLW¢
6HUUDFDYL
0RUVHWWLHUHLQWH
*XLGDGHLFDYL
Barra di schermatura
3.3.2
Pettine
Connettori
Se si collegano le schermature dei cavi tramite l'involucro dei connettori, è necessario
accertarsi che vi sia un contatto elettrico continuo e uniforme. La plastica metallizzata non è
in grado di garantire un contatto sufficiente per tutta la durata utile dell'impianto, perché il
rivestimento metallico viene consumato per effetto delle vibrazioni o della corrente condotta
dalla schermatura stessa. In alternativa si può applicare la schermatura come descritto nel
capitolo "Cavi schermati".
3.3.3
Lunghezze dei cavi
Le correnti che attraversano la schermatura provocano ulteriori perdite nel filtro di rete, nella
bobina di rete, nel modulo di alimentazione e nelle parti di potenza o nei Motor Module. In
caso di superamento delle lunghezze di cavo consentite, si verificano dei surriscaldamenti
dei componenti con conseguenti possibili guasti o accorciamento della durata utile.
Per SIMODRIVE 611 e SINAMICS S120 Booksize sono ammessi cavi motore schermati
lunghi fino a 50 m per singola parte di potenza o Motor Module, nonché una lunghezza
cumulata di cavi di 150 m. Maggiori dettagli sulle lunghezze massime dei cavi si possono
ricavare dalla documentazione tecnica per l'utente specifica dell'apparecchio.
26
4
Per garantire la protezione seguente è necessario un quadro elettrico chiuso in condizioni
operative, con sportelli e aperture chiuse:
● Protezione dai surriscaldamenti
Se gli sportelli del quadro restano aperti, si modifica la circolazione dell'aria al suo
interno. Si può quindi formare un cortocircuito di ventilazione che a sua volta dà luogo a
sacche di calore e surriscaldamenti localizzati.
● Protezione da folgorazione
Se non sono installati in locali elettrici separati, i quadri elettrici devono potersi aprire solo
mediante chiave o apposito attrezzo.
● Protezione antincendio
Il pericolo di propagazione d'incendio è escluso solo con un quadro elettrico chiuso.
● Protezione dalla formazione d'archi
Solo se il quadro è chiuso è garantita la protezione contro la formazione di archi elettrici.
● Protezione dalle impurità
L'accumulo di sporcizia riduce notevolmente il potere di raffreddamento dei
termodispersori interni e dei ventilatori, con conseguente accorciamento della durata utile
di entrambi. Lo sporco conduttivo può inoltre pregiudicare l'isolamento interno
dell'apparecchio e provocare danni o incendi.
● Protezione dell'umidità
Sportelli aperti o aperture non consentite possono lasciar penetrare l'umidità all'interno
del quadro elettrico. La condensa o l'eccessiva umidità dell'aria può provocare un guasto
degli apparecchi.
● Protezione dal superamento dei limiti EMC
Per garantire i limiti necessari ai fini dell'immunità ai disturbi e all'emissione di
interferenze, il quadro elettrico deve restare chiuso quando è in funzione, altrimenti
possono verificarsi anomalie funzionali.
Per ulteriori informazioni vedere il capitolo "Disposizione dei componenti nel quadro
elettrico".
27
4.1 Esempio di aperture
4.1
Esempio di aperture
Apertura adeguatamente chiusa
4.2
Apertura non consentita
Scambiatore di calore aria-acqua
Se si impiegano scambiatori di calore aria-acqua, radiatori ad acqua e componenti
raffreddati direttamente ad acqua, occorre fare in modo che durante l'esercizio e in
occasione di interventi di manutenzione o riparazione non penetri acqua all'interno del vano
di montaggio elettrico.
È necessario adottare misure per impedire la condensa e per eliminarla.
28
4.3 Raffreddamento esterno, Cold-Plate
4.3
Raffreddamento esterno, Cold-Plate
In caso di raffreddamento esterno, è necessario rispettare gli spazi di ventilazione
dell'apparecchiatura all'interno del quadro e sopra e sotto il radiatore passante indicati nel
capitolo "Spazi di ventilazione".
La potenza dissipata ridotta che continua a prodursi dentro il quadro elettrico va controllata
tramite la circolazione dell'aria, i ventilatori o i refrigeratori.
I ventilatori non devono aspirare aria inquinata da lubrificanti e non devono essere esposti a
spruzzi di lubrificante, perché ciò ne ridurrebbe la durata utile sporcandoli e intasando i
condotti di raffreddamento.
Ulteriori avvertenze si possono trovare nella documentazione tecnica per l'utente specifica di
ciascun apparecchio.
,QWHUQRGHO
TXDGURHOHWWULFR
$SSDUHFFKLDWXUD
(VWHUQRGHO
TXDGURHOHWWULFR
,QWHUQRGHO
TXDGURHOHWWULFR
WH
DQ WH
F
L
I
Q
EUL UD
/X¾ IULJH
.UH
$SSDUHFFKLDWXUD
(VWHUQRGHO
TXDGURHOHWWULFR
WH
DQ WH
F
L
I
Q
EUL UD
/X¾ IULJH
. UH
3URWH]LRQH
6SULW]VFKXW]
DQWLVSUX]]R
Figura 4-1
Protezione antispruzzo con raffreddamento esterno
29
4.3 Raffreddamento esterno, Cold-Plate
30
5
Per evitare il rischio di scosse elettriche e di incendio è necessario considerare quanto
segue:
5.1
Protezione tramite fusibile
Si consiglia di utilizzare interruttori automatici, ad es. della serie 3RV o 3VL. Questi
interruttori assicurano una sufficiente protezione in caso di errore, indipendentemente dalle
impedenze di rete, dai tipi di collegamento di terra e dalle resistenze di loop.
Se si utilizzano trasformatori di isolamento, occorre proteggere con fusibile il lato primario e
secondario del trasformatore.
Nel caso di impiego di fusibili il gestore dell'impianto deve accertarsi che nel punto di
allacciamento la potenza di cortocircuito della rete di alimentazione sia almeno cento volte
quella nominale dell'apparecchiatura e che l'impedenza di loop sia sufficientemente bassa
da garantire un rapido intervento dei fusibili. A titolo indicativo si possono considerare i valori
del seguente diagramma:
,QWHUYDOOLGLWHPSRGHOODWHQVLRQHGLFRQWDWWR
7HQVLRQH'9&$
$&
$&9
PV
$&
'&
$&9
'&9
WHPSR
$&
7HQVLRQHGLFRQWDWWR
Figura 5-1
'&
9ROW
9
Diagramma "Tempo-tensione di contatto" da IEC 61800-5-1 Ed. 2 anno 2007
31
5.2 Conduttore di protezione, collegamento di terra
5.2
Conduttore di protezione, collegamento di terra
È richiesta un'impedenza di loop sufficientemente bassa del conduttore di protezione e del
collegamento di terra. I collegamenti di terra all'interno del quadro elettrico devono essere
dimensionati, ad esempio, secondo IEC 60204-1 o IEC 618100-5-1. Per tenere sotto
controllo le correnti di dispersione è necessario prevedere due collegamenti di terra paralleli
o uno con sezione di almeno 10 mm2.
Il gestore dell'impianto deve predisporre un conduttore di protezione esterno con impedenza
sufficientemente bassa all'interno dell'installazione. Vedere anche il capitolo "Protezione
tramite fusibile".
32
6
Varie
6.1
Elementi di regolazione
Gli elementi di regolazione vanno impostati seguendo le indicazioni della documentazione
tecnica per l'utente.
Alcuni esempi: Selettore di tensione, selettore dei modi operativi
6.2
Collegamenti a vite di parti sotto corrente
I collegamenti a vite di parti sotto corrente (ad es. allacciamenti motore al circuito intermedio,
barre collettrici) devono essere soggetti a controlli regolari ad ogni cambio di turno. Valgono
le seguenti coppie di serraggio:
Diametro vite
Coppia di serraggio
M3
0,8 Nm
M4
1,8 Nm
M5
3,0 Nm
M6
6,0 Nm
M8
13,0 Nm
M10
25,0 Nm
M12
50,0 Nm
Tolleranza → 0/30 %
La mancata osservanza può dar luogo a incendio o ad archi elettrici.
6.3
Ventilatori esterni
È importante verificare la direzione dell'aria e il giusto senso di rotazione. In caso contrario la
temperatura dei componenti può subire un aumento significativo con conseguenti guasti e
riduzione della durata utile.
33
Varie
6.4 Esempi
6.4
Esempi
Microinterruttori
34
Collegamenti a vite
Ventilatore esterno
7
Elementi di comando e frontalini operatore
Nel montaggio degli elementi di comando e dei frontalini occorre prestare attenzione a un
buon contatto con tutto il telaio metallico di montaggio, serrando gli elementi di fissaggio con
le coppie prescritte dalla documentazione del prodotto.
In presenza di aria con particelle d'olio e nell'area di spruzzo del lubro-refrigerante è
importante controllare la buona aderenza della guarnizione.
0&3&
*XDUQL]LRQHSHULPHWUDOH
Figura 7-1
Esempio di pannello di comando
35
Elementi di comando e frontalini operatore
Gli elementi di comando e i frontalini mobili devono avere una struttura meccanicamente
rigida. Nei punti esposti sono inoltre richiesti dei gommini per attenuare gli urti. La mancata
osservanza di questi accorgimenti accorcia inevitabilmente la durata utile dei tasti, del
display e dei dischi rigidi.
Figura 7-2
36
Esempio di pannello di comando mobile
Parti soggette a usura, manutenzione
8
Ogni sistema complesso necessita di manutenzione e di interventi per sostituire i
componenti usurati.
Esempi tipici sono:
Sostituzione di: filtro del refrigeratore, ventilatore, cuscinetto motore, encoder, dischi rigidi,
retroilluminazione del display.
Si consiglia di annotare sul quadro di comando ogni intervento di manutenzione ciclica.
37
Parti soggette a usura, manutenzione
38
9
Campi applicativi dei dispositivi di raffreddamento dei
quadri elettrici
(Estratto come esempio dalla gamma di prodotti della ditta RITTAL GmbH & Co. KG)
Tabella 9- 1
Campi applicativi dei sistemi di raffreddamento dei quadri elettrici
Potenza dissipata da
evacuare
ΔT = 10 K
Tambiente in °C
< 1500 W
> 1500 W
20...55
Filtri di ventilazione
X
(X)
X
Filtro sottile (a fibre
intrecciate)
X
X
X
Filtro (a fibre intrecciate)
X
X
X
Scambiatore di calore ariaaria
X
20...70
Qualità del'aria
> 70
privo di
polvere
polveroso
X
X
oleoso
aggressivo
X
X
X
X
X
Scambiatore di calore ariaacqua
Standard
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Esecuzione in acciaio
legato
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Refrigeratore
Standard
X
X
X
Esecuzione su base
chimica
X
X
X
Filtro (schiuma
poliuretanica a celle
aperte)
X
X
X
X
Filtro metallico
X
X
X
X
X
X
Lamelle condensatore con
nano-rivestimento
X
X
X
X
X
X
X
X
39
Campi applicativi dei dispositivi di raffreddamento dei quadri elettrici
40
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.
$
6,(0(16$*
$'0&06
3RVWIDFK
'(UODQJHQ
0LWWHQWH
1RPH
,QGLUL]]RGHOODGLWWDXIILFLR
9LD &$3
)D[GRFXPHQWD]LRQH
PDLOWRGRFXPRWLRQFRQWURO#VLHPHQVFRP
KWWSZZZVLHPHQVFRPDXWRPDWLRQVHUYLFHVXSSRUW
/RFDOLW¢
7HOHIRQR
)D[
3URSRVWHHRFRUUH]LRQL
41
Campi applicativi dei dispositivi di raffreddamento dei quadri elettrici
42
Indice analitico
A
Archi elettrici, 27
Aria fredda, 15
B
Bobina di rete, 24
C
Cavo, 25
Circolazione dell'aria, 14, 15
Collegamenti a vite, 33
Collegamento della schermatura, 25
Componenti raffreddati ad acqua, 28
Condensa, 19
D
Deflettori d'aria, 19
Direzione del flusso, 15
Distanza, 19
E
Elementi di comando, 35
Elementi di regolazione, 33
F
Filtro di rete, 24
Flusso d'aria, 14
Formazione di condensa, 19
Frontalini operatore, 35
G
Griglia di ventilazione, 22
I
Imbrattamento, 27
Incendio, 27
Interruttore di potenza, 31
L
Lunghezze dei cavi, 26
P
Parti soggette ad usura, 37
Posa dei cavi, 22
Q
Qualità del'aria, 39
R
Raffreddamento, 29
Refrigeratori, 14
Regolazione della temperatura, 20
Rimozione della condensa, 19
S
Scossa elettrica, 27
Sistema di raffreddamento, 39
Sistemi di raffreddamento a parete, 16
Spazi di ventilazione, 21
Surriscaldamento, 27
T
Trasformatore di isolamento, 31
U
Umidità, 27
Umidità dell'aria, 19
V
Ventilatori esterni, 33
Volume dell'aria, 15
43
Indice analitico
44
Siemens AG
6/$7C3
Automation and Drives
Motion Control Systems
Postfach 3180
91050 ERLANGEN
GERMANY
www.siemens.com/motioncontrol

Integrazione del quadro elettrico, SINAMICS

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