Zasilanie kilku falowników 1-fazowych z 3 faz - dobór przewodu neutralnego

Posiadam 6 identycznych falowników na napięcie 230V 1 faza. Zasilają one 6 identycznych silników. Falowniki planuję zasilać z 3 faz - dwa falowniki podłączone do każdej fazy. Pytanie - na jaki prąd powinien być przewidziany przewód neutralny, zasilający cały układ (6 falowników)? Zaznaczam, że nie zawsze wszystkie falowniki będą pracowały jednocześnie, ani z tymi samymi prędkościami.

Temat, jak dla mnie z pozoru wydawał się prosty - przewodem neutralnym powraca prąd z falowników, więc powinien on przenieść prąd ze wszystkich 6 falowników. Jednak po głębszym zastanowieniu się można zauważyć, że falowniki połączone są w gwiazdę, każde ramię gwiazdy to dwa falowniki połączone równolegle.
Zatem, jeżeli wszystkie falowniki pobierałyby tyle samo prądu, to teoretycznie przewód neutralny byłby niepotrzebny (analogicznie jak podłączenie silnika w gwiazdę). Oczywiście taka sytuacja nigdy nie zaistnieje, ale ten tok rozumowania pozwala przypuszczać, że przewód neutralny będzie najbardziej obciążony, kiedy jedno ramię gwiazdy (dwa falowniki połączone równolegle) zostaną wyłączone. Wtedy przewodem neutralnym powracał będzie prąd z 4 pozostałych falowników. Czyli wg tej teorii przewód neutralny powinien być przewidziany na 4 falowniki.

Waszym zdaniem - który tok rozumowania jest prawidłowy? A może oba są błędne i należy to policzyć inaczej?

lipek81 napisał:

który tok rozumowania jest prawidłowy?

Każdy falownik ma swoje zabezpieczenie, które nie odłącza neutralnego, ale pomińmy tutaj dyskusje o zabezpieczeniach - nie chcę odbiegać za bardzo od tematu.

lipek81 napisał:

pomińmy tutaj dyskusje o zabezpieczeniach

Moderowany przez bestler:

3.1.9. Zabronione jest rozpowszechnianie treści ironizujących, prześmiewczych lub złośliwych, stanowiących przejaw braku szacunku do innych Użytkowników lub osób trzecich.

Ostrzeżenie!

Falownik pobiera prąd odkształcony. Nie jest to sinusoida - bo 3 sinusoidy przesunięte o 120 stopni i zsumowane dają zero. Przy dużym odkształceniu przewód neutralny może być nawet 3x bardziej obciążony od fazowego. Ale praktycznie nie powinien być cieńszy od fazowego, dobrze byłoby w tym układzie dać przekrój o stopień większy od podwójnego zalecanego w instrukcji falownika, np. w instrukcji piszą: prąd wejściowy 6A, zalecany przekrój przewodu 1,5mm2, mamy 2 falowniki, więc trzeba 3mm2, bierzemy stopień większy, czyli 4mm2 albo 6mm2, jeśli da się jakoś podłączyć do zacisków (albo rozdzielić na szynie N na 6 falowników x 1,5mm2).

Cytat:

W takim razie czym się przejmujesz- że się uszkodzi neutralny, bo fazowy nie ma prawa?

szelton napisał:

W sieci trójfazowej czteroprzewodowej (PE pomijam) wartość prądu w przewodzie "N" jest sumą geometryczną a nie algabraiczną prądów fazowych.

Jak napisałeś: (przy symetrycznym obciążeniu "IN" równa się 0A)

Moderowany przez bestler:

A elektronik to że niby co, szmata jakaś ?

Ostrzeżenie!

3.1.9. Zabronione jest rozpowszechnianie treści ironizujących, prześmiewczych lub złośliwych, stanowiących przejaw braku szacunku do innych Użytkowników lub osób trzecich.

Wypowiedź szelton brzmi całkiem sensownie. 15kVmaciej możesz wypowiedzieć się na temat, jak to wg Ciebie powinno wyglądać? Przy czym skupmy się na razie tylko na grubościach przewodów, pomińmy inne kwestie.

szelton napisał:

W sieci trójfazowej czteroprzewodowej (PE pomijam) wartość prądu w przewodzie "N" jest sumą geometryczną a nie algabraiczną prądów fazowych.

...wypadkowej wektorów prądów fazowych...

lipek81 napisał:

15kVmaciej możesz wypowiedzieć się na temat, jak to wg Ciebie powinno wyglądać? Przy czym skupmy się na razie tylko na grubościach przewodów, pomińmy inne kwestie.

Prąd w przewodzie N będzie w najgorszym z przypadków, gdy pracują tylko falowniki zasilane z jednej fazy, sumą prądów fazowych dwóch falowników plus składowa głównie od 3'ciej harmonicznej. Tak więc jeśli ci wyjdzie że, prąd każdej fazy to 10A, dodaj do tego 1/3 i dobież przewód N na obciążenie 13,3A i będzie dobrze.

Gdy pracują wszystkie 3 gałęzie to geometryczna suma prądów znamionowych 50Hz się zniesie, ale pozostanie suma od 3'ciej harmonicznej, która się doda, i może wyjść coś koło 10A. Wszystko zależy od konstrukcji falowników, jakie filtry mają na wejściu itd.

Koledzy automatycy, elektronicy..
Pozwólcie elektrykom prawidłowo zasilić wasze falowniki, napędy bram itp.

PROAT napisał:

Prąd w przewodzie N będzie w najgorszym z przypadków, gdy pracują tylko falowniki zasilane z jednej fazy, sumą prądów fazowych dwóch falowników plus składowa głównie od 3'ciej harmonicznej. Tak więc jeśli ci wyjdzie że, prąd każdej fazy to 10A, dodaj do tego 1/3 i dobież przewód N na obciążenie 13,3A i będzie dobrze.

Gdy pracują wszystkie 3 gałęzie to geometryczna suma prądów znamionowych 50Hz się zniesie, ale pozostanie suma od 3'ciej harmonicznej, która się doda, i może wyjść coś koło 10A. Wszystko zależy od konstrukcji falowników, jakie filtry mają na wejściu itd.

15kV

Cytat:

Koledzy automatycy, elektronicy..
Pozwólcie elektrykom prawidłowo zasilić wasze falowniki, napędy bram itp.

Cytat:

Na papierze nawet ma sens, ale kto wykona tę instalację, zrobi pomiary i podpisze raport?
PROAT?....

Geneza tego układu jest prosta: W firmie produkujemy maszyny małe, które zawierają 1-2 napędy (większość to przenośniki taśmowe). Moce napędów też małe, zwykle 0,37kW i mniejsze, jak się zdarzy 0,55kW to jest święto. Zasilanie jednofazowe takich małych przenośników to standard - zawsze gdzieś w pobliżu znajdzie się gniazdo 230V. Nawet jak jest gniazdo 3x400V w pobliżu, to też przecież nie problem. Poza tym falowniki jednofazowe są tańsze.
No i zdarzyła się maszyna, która tych falowników ma trochę więcej. Z rozpędu zostały zamówione (dobra, ja zamówiłem, żeby nie było, że się migam) falowniki jednofazowe. Dodatkowo później, w trakcie prac konstruktorskich okazało się, że potrzebny jest jeszcze jeden napęd 0,55kW. Przystępuję do kablowania no i zonk, bo wychodzi kilkadziesiąt amper na jednej fazie. No więc szybki pomysł, aby układ zasilić z trzech faz, po kilka falowników na fazę. W ten sposób uporałem się z dużym poborem prądu z jednej fazy, ale został właśnie problem przewodu neutralnego. Całość układu utworzyła falowniki, połączone w gwiazdę, przy czym punkt wspólny podłączony jest do przewodu neutralnego. Gdyby wszystkie trzy fazy były zawsze identycznie obciążone, to przewód neutralny nie byłby potrzebny. Jednak oczywiste jest, że w moim układzie tak nie będzie, stąd przewód neutralny.
Nie widzę nic złego w takim podłączeniu falowników. Moim zdaniem jest to zwykłe rozłożenie obciążenia między fazy. Np. mieszkania w blokach też podłącza się do różnych faz, żeby w miarę równomiernie rozłożyć obciążenie. A przewód neutralny jest przecież tylko jeden (jak mniemam), na wszystkie mieszkania.

W rzeczywistości układ, który buduję jest trochę bardziej skomplikowany, niż opisałem to w pierwszym poście. Składa się z 8 falowników, przy czym 7szt. falowników jest o mocy 0,37kW, a jeden o mocy 0,75kW. Falowniki zasilają silniki 6x0,25kW, 1x0,37kW i 1x0,55kW.
Falownik 0,37kW ma wg tabliczki prąd wejściowy 6,1A
Falownik 0,75kW ma wg tabliczki prąd wejściowy 11,8A

Maksymalne obciążenie poszczególnych faz (biorąc pod uwagę prąd wejściowy z tabliczki):
L1: 18,3A
L2: 24A
L3: 12,2A

Zrobiłem sobie w autocad wykres wskazowy, wzorując się na plikach załączonych przez kolegę szelton i wyszło mi, że podczas pracy wszystkich falowników, na pełnym obciążeniu, obciążenie przewodu neutralnego to 10A.
Najgorszy możliwy wariant, to, gdy zostanie obciążona maksymalnie faza L2, wtedy przewodem neutralnym popłynie prąd 24A. Dodajmy do tego 1/3x24 (harmoniczne) wychodzi 32A.

Czyli co 10mm2 na neutralny i na fazy?
Wychodzi mi trochę inaczej, niż szelton napisałeś, albo czegoś nie rozumiem.

Kolego, po zmontowaniu maszyny podpinasz amperomierz true rms i mierzysz co trzeba.
Nastepnie dobierasz przekrój przewodu.
Innej opcji nie widzę, inaczej do wigili BN będziemy dyskutować.

@ Strumien swiadomosci swia

Najpierw się robi obliczenia i dobiera kabel, a nie po fakcie metodą prób i błędów. To tak jakby zbudować most, zrobić próbę obciążenia, a dopiero później dobierać przekroje.

@lipek81

Do tego układu zasilanie 5x6mm^2 będzie w zupełności wystarczać. Pamiętaj aby zabezpieczyć osobno każdy falownik na wejściu tak jak kolega szelton narysował.

PROAT napisał:

Najpierw się robi obliczenia i dobiera kabel, a nie po fakcie metodą prób i błędów.

Robi się coraz ciekawiej.. Może koledzy wyjaśnią, jak zamierzają upchać 10mm² czy 6mm² w terminalu falownika? Pewnie będą jakieś puszki i złączki wago zmieniające przekrój na 1,5mm²?

15kVmaciej napisał:

Robi się coraz ciekawiej.. Może koledzy wyjaśnią, jak zamierzają upchać 10mm² czy 6mm² w terminalu falownika? Pewnie będą jakieś puszki i złączki wago zmieniające przekrój na 1,5mm²?

bonanza napisał:

A to jest akurat bardzo łatwe:

Czy to zasilanie ma pełnić rolę obwodu odbiorczego, czy to ma być obwód dysdrybuujący (WLZ)?