Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Przystosowanie europejskiej maszyny do sieci w USA

26 Paź 2016 01:00 2934 20
  • Poziom 9  
    Witam serdecznie,

    Temat jak dla mnie trudny z uwagi na to, że nowy, więc może ktoś z forumowiczów pomoże.

    Pracuję w zakładzie, który produkuje maszyny dla przemysłu (różnego rodzaju). Są to maszyny sprzedawane w kraju oraz ogólnie w UE zatem zasilanie takich maszyn jest przeważnie 3x400VAC 50Hz (wykorzystywane jest także napięcie fazowe 230VAC).

    Poniżej podaję uproszczony szkic instalacji takiej maszyny:

    Przystosowanie europejskiej maszyny do sieci w USA

    Pojawił się potencjalny klient z USA, który chciałby sprzedawać nasze wyroby u siebie. W Stanach jest wiele różnych napięć oraz systemów sieci elektrycznej, ale jego wymagania odnośnie zasilania maszyn to 3x230VAC 60Hz. Wszystko na pierwszy rzut oka jest super: da się to zrobić w prosty sposób wykorzystując 3 fazy + przewód ochronny PE, nie trzeba nawet przewodu neutralnego N. Silniki można przełączyć w trójkąt, zasilanie grzałek zamiast jednofazowo 230VAC (L-N) można podłączyć międzyfazowo 230VAC (L-L), to samo z zasilaczem prądu stałego dającego +24VDC (sterowanie).

    Problem pojawia się, gdy weźmie się pod uwagę mnogość systemów sieciowych w USA. Poniżej podaję kilka systemów znalezionych w internecie, które są tam stosowane (pokazane są uzwojenia wtórne transformatorów sieciowych; Delta - trójkąt, Wye - gwiazda):

    Przystosowanie europejskiej maszyny do sieci w USA

    W produkowanych przez nas maszynach wykorzystywany jest między innymi silnik serwo sterowany sterownikiem serwo. Sterownik serwo zasilany jest 1x230VAC (gdy silnik serwo jest małej mocy) lub 3x230VAC (gdy silnik jest większej mocy). Ten sterownik to nie jest taki zwykły falownik, tylko bardziej zaawansowane technicznie ustrojstwo. W manualu tego sterownika jest napisane, żeby nie stosować go bezpośrednio w sieciach IT, nieuziemionych po stronie wtórnej (ungrounded secondary) co odpowiada sieciom z punktu 3) i 4) oraz w sieciach TN z uziemionym przewodem fazowym (grounded phase conductor) zwanymi w USA "Delta with grounded leg" lub "Corner grounded delta" - sieć z punktu 2).

    Gdyby siec elektryczna była tylko jak w punkcie 1) to można by wykonać instalację maszyny jak poniżej:

    Przystosowanie europejskiej maszyny do sieci w USA

    Ale klient mówi, że chce mieć maszynę uniwersalną, która będzie działać podłączona do każdego typu sieci w USA z puntów 1) - 5) (dla zasilania 3x230VAC, 60Hz). I tu pytanie: czy da się taką maszynę przystosować do każdego typu sieci a jeżeli tak, to w jaki sposób?

    Będę wdzięczny za jakiekolwiek porady, wskazówki, może ktoś przechodził przez podobny problem lub orientuje się w temacie.

    Pozdrawiam
    Darmowe szkolenie: Ethernet w przemyśle dziś i jutro. Zarejestruj się za darmo.
  • Pomocny post
    Poziom 43  
    Generalnie w przemysle w USA stosuje sie albo 3x240 VAC/60 Hz albo 3x480 VAC/60Hz. Innych napiec raczej już nie.
    dablju77 napisał:
    1x230VAC
    bez problemu.
    dablju77 napisał:
    3x230VAC
    także bez problemu, oraz prawie zawsze rodzaj sieci TT. Ja operuje na odmianie sieci USA 127/ 220VAC / 60 Hz TT (Surinam) i akurat sporo maszyn z Europy lub Chin przerabiam na sieć tutejsza, co wielokrotnie pociąga za sobą wymianę falowników i przełączanie silników z γ na Δ. ( N) praktycznie nie użyjesz, bo i po co, a PE jak w Europie. Co do sieci 480VAC, to już masz niestety problem. Jezeli jednak zastosujesz system opisany w schemacie drugim, nie sądzę by był jakiś kłopot w zbyciu maszyn w USA - Kraju Transformatorów Na Każdym Słupie :D
    PS. Jakie to maszyny,(katalog) napisz na priv. może moi Starzy Indianie :D byli by zainteresowani.
  • Użytkownik usunął konto  
  • Poziom 9  
    WojcikW napisał:
    dablju77 napisał:
    ... W manualu tego sterownika jest napisane, żeby nie stosować go bezpośrednio w sieciach IT, nieuziemionych po stronie wtórnej (ungrounded secondary) co odpowiada sieciom z punktu 3) i 4) oraz w sieciach TN z uziemionym przewodem fazowym (grounded phase conductor) zwanymi w USA "Delta with grounded leg" lub "Corner grounded delta" - sieć z punktu 2)...
    Dziwne ograniczenie. Co ma sterownik do układu względem ziemi? Rozumiem, jakieś elektryczne zapalarki do gazu gdzie iskra idzie do ziemi. A co na to Norwedzy?
    Druga sprawa jak można sobie wyobrazić urządzenie z silnikami na napięcie 600V, 208/120V i kilku pośrednich napięć?


    Może i dziwne ograniczenie, ale jest i dla względów bezpieczeństwa a także ewentualnej utraty gwarancji należy go przestrzegać. Poniżej wycinek z dokumentacji sterownika:

    When using ungrounded IT power mains (three-phase systems without grounded neutral or with an impedance grounded neutral) or TN-S power mains with grounded phase conductor and protective ground conductor, isolation transformers must be used. The secondary neutral must be grounded and connected to the ACOPOS protective ground conductor. In this way, it is possible to prevent overvoltages between external conductors and the ACOPOS housing. Three-phase isolation transformers with the corresponding input and output voltages and a vector group with secondary neutral can be used (e.g. 3x 400 V / 3x 400 V, Dyn5).

    Chodzi o zapobieganie ewentualnym przepięciom pomiędzy zewnętrznymi przewodami a metalową obudową sterownika.

    Pamiętam, że swego czasu robiłem maszynę do klienta z Kanady. Wymagane było aby maszyna była przystosowana do napięcia 3x600VAC 60Hz (+ aprobaty miały być kanadyjskie). A więc silniki asynchroniczne (nie żadne serwo) były połączone w gwiazdę 3x600VAC, z napięcia międzyfazowego 600VAC zasilany był jeden transformator dający na wtórnym 230VAC (podłączony do niego był zasilacz prądu stałego +24VDC) oraz drugi transformator dający na wtórnym 24VAC. Takie napięcia w maszynie były wykorzystywane. Tyle, że w maszynie nie było żadnego silnika ani sterownika serwo i instalacja maszyny była prosta, robiona prawie tak jak u nas w kraju tyle że nie 3x400VAC a 3x600VAC i bez przewodu N bo nie był potrzebny. Nie miałem wytycznych, że maszyna ma być przystosowana do iluś tam systemów sieciowych, uziemionych lub nieuziemionych, gwiazda czy trójkąt czy czegoś tam jeszcze.

    A te napięcia np. 208V/120V nie są pewnie stosowane razem z innymi napięciami 3-fazowymi. Można je stosować jako 3-fazowe 208V lub/i 1-fazowe 120V.

    Pozdrawiam
  • Użytkownik usunął konto  
  • Poziom 43  
    WojcikW napisał:
    Trzeba też dostosować urządzenie do stosowanej w USA ochrony przed porażeniami (nie jest uwzględniona na schematach układów sieciowych w USA).
    Tak, pisałem powyżej. Indywidualne uziomy czyli TT. To, co napisał ten amerykański klient, to jakieś herezje z przed trzydziestu lat. ,,Wewnętrzne uziemienia serwisowe??" :cry: Wtedy rzeczywiście mieli niezły bajzel w sieciach (a'propos jest o tym na Forum).
  • Użytkownik usunął konto  
  • Poziom 43  
    Jeśli to maszyna przemysłowa to instalację przemysłowe są znormalizowane bardziej jak domowe.
    Po drugie jakiej to jest mocy, po trzecie system IT może trwać z jednym doziemieniem i to jest niebezpieczne jeśli obudowa urządzenia jest metalowa i są w urządzeniu są warystory.
  • Poziom 9  
    Strumien swiadomosci swia napisał:
    Po drugie jakiej to jest mocy, po trzecie system IT może trwać z jednym doziemieniem i to jest niebezpieczne jeśli obudowa urządzenia jest metalowa i są w urządzeniu są warystory

    Maszyny mają różne moce. Te najwieksze mają moc łączną 10-15kVA, gdzie sam sterownik serwo ma 2-7kVA a reszta to silniki pomp i inne silniki asynchroniczne, grzałki itd.

    PiotrPitucha napisał:
    A co z silnikiem?
    Jaki to silnik?
    Silniki przy 60Hz będą się kręcić troszkę inaczej....

    Silniki asynchroniczne oczywiście będą się szybciej obracały (o ok. 1/6) a silnik serwo jest sterowany niezależnie ze sterownika serwo.

    WojcikW napisał:
    Sterownik należy wymienić na taki jakiego używają Norwedzy. :D

    Zadzwonię do Norwegów niech podrzucą jeden :D
    W instrukcji sterownika serwo wyczytałem, że w przypadku użycia sterownika w sieci IT lub w sieci z punktu 2 (delta z uziemioną jedną fazą) należy użyć transformatora (isolation transformer) z uziemionym punktem neutralnym (np. 3x230V/3x230V Dyn5). Transformator Dyn5 ma uzwojenie wtórne połączone w Y + przewód neutralny N. Przewód N po uziemieniu go należałoby podłączyć do zacisku PE zasilania sterownika oraz jego obudowy. Zresztą poczytałem instrukcje innych producentów sterowników serwo i prawie każdy wspomina o transformatorze izolacyjnym (isolation/isolating transformer). Może ktoś podpowie jak rozumieć isolation/isolating transformer: czy jako transformator oddzielający czy separacyjny.

    WojcikW napisał:
    Nie widzę też problemu jaki rzekomo masz, to co jest na drugim schemacie będzie działać we wszystkich układach sieciowych w USA pod warunkiem, że będzie tam 3×230V 60Hz.

    Poniżej są pokazane przykłady sieci z punktu 2 (delta z uziemioną jedną fazą) i podłączonego falownika z silnikiem 3-fazowym:
    Przystosowanie europejskiej maszyny do sieci w USA Przystosowanie europejskiej maszyny do sieci w USA

    Widać, że zabezpieczenie falownika jest 2-polowe a nie 3-polowe a trzeci przewód fazowy (ten uziemiony) pełni też rolę przewodu ochronnego. Muszę przyznać, że trochę to dziwnie wygląda. W maszynach, do których robię instalacje zabezpieczam silnik 3-fazowy 3-polowym wyłącznikiem silnikowym natomiast jeżeli używam serwonapędu to sterownik serwo zabezpieczam 3-polowym wył. nadprądowym. Więc nie da się tak prosto 1:1 przenieść instalacji krajowej (europejskiej) do takiej z punktu 2).

    WojcikW napisał:
    Trzeba też dostosować urządzenie do stosowanej w USA ochrony przed porażeniami (nie jest uwzględniona na schematach układów sieciowych w USA).

    Krzysztof Kamienski napisał:
    Tak, pisałem powyżej. Indywidualne uziomy czyli TT. To, co napisał ten amerykański klient, to jakieś herezje z przed trzydziestu lat. ,,Wewnętrzne uziemienia serwisowe??" :cry: Wtedy rzeczywiście mieli niezły bajzel w sieciach (a'propos jest o tym na Forum).

    Myślę, że sprawa ochrony porażeniowej, uziemienia jest tu bardzo istotna. Pisałem już koledze Krzysztofowi na co zwraca szczególną uwagę klient, ale napiszę raz jeszcze:

    "Plus, there (czyli w maszynie) needs to be a separate ground "machine ground"".

    oraz

    "So when the electrical service is connected to the internal transformers (chodzi o ten transformator izolacyjny do zasilania sterownika serwo) then the customer (użytkownik maszyny) can use the service ground plus "machine ground" connected to the machine's transformer with a grounded secondary".

    Z początku nie skojarzyłem co to takiego to electrical service, ale poszukałem po różnych forach angielskojęzycznych i wyszło mi na to, że jest to przyłącze elektryczne.

    Z powyższych tekstów wynika, że maszyny w USA mają dwa rodzaje uziemienia. Pierwsze to "service ground" a drugie "machine ground". Tylko nie za bardzo wiem dlaczego jest to rozróżnienie.
    Ameryka - kraj wielkich możliwości i problemów :D

    Pozdrawiam
  • Poziom 43  
    Po to się stosuje IT żeby bardzo ważne urządzenia nie wyłączało w przypadku pojedynczej awarii.
    Są specjalne falowniki nawet do sieci IT.

    Sieć taka jest izolowana od ziemi i pojedynacze zwarcie doziemne nie jest niebezpieczne.

    Ale zabezpieczenia elektroniki to wykryją i zadziałają.

    Dodano po 4 [minuty]:

    Tak jak wspomniałem do sieci IT są inne urządzenia przekształtnikowe.

    Po drugie całą elektronikę możesz zasilić poprzez transformator seperacyjny.

    Duże odbiorniki bezpośrednio i to jest najpewniejsze rozwiązanie.
  • Użytkownik usunął konto  
  • Poziom 43  
    @WojcikW Tysiące różnych maszyn Chińczycy eksportują do USA, Kanady czy Brazylii. Znam te rozwiazania, bo takie same maszyny trafiaja i do Surinamu. Jest tak, jak napisałem - 3x230 VAC, 60Hz, PE, nigdy nie spotkałem N w zasilaniu maszyny, niezależnie od jej konstrukcji, działania, czy przeznaczenia.
  • Poziom 9  
    Witam,

    U nas w zakładzie osoby zaznajomione z tematem też skłaniają się żeby maszynę dostosować do jednego typu sieci. A tak na marginesie to dobrze by było pojechać na mały rekonesans do USA zobaczyć jak tam robi się instalację do maszyn. Możliwe, że będę miał okazję podczas uruchamiania.

    Jak wspomniałem wyżej robiąc instalację elektryczną maszyny dla klienta z Kanady to dla zasilania 3x230V 60Hz oraz 3x600V 60Hz nie dawałem przewodu N. Wszystko pięknie chodziło na trzech fazach + PE. On zadowolony, ja zadowolony.

    Z uwagi na to, że czasu coraz mniej bardziej przychylam się do rozwiązania, że tylko sam sterownik serwo zasilę poprzez transformator separacyjny. Uzwojenie wtórne w gwiazdę z przewodem N uziemionym i podanym na zacisk PE i obudowę. Dobrze, gdy serwo jest małe to trafo 2kVA starczy, gorzej jak większe bo takie 10kVA ważą ok. 70kg i mają niezłe gabaryty :D

    Pytanie do kolegów: jakie znacie firmy, które robią transformatory? Ja znam Breve bo bierzemy od nich takie z ich oferty jak i na zamówienie. Tylko chodzi o to żeby transformatory posiadały aprobaty na rynek amerykański np. UL lub cULus lub RU lub cRUus.

    Pozdrawiam
  • Poziom 43  
    dablju77 napisał:
    Z uwagi na to, że czasu coraz mniej bardziej przychylam się do rozwiązania, że tylko sam sterownik serwo zasilę poprzez transformator separacyjny.
    Po co ?? Nie możesz zakupić serwo i falowniki 3x230 VAC ?? i połączyć silniki w Δ. ???
  • Poziom 9  
    Krzysztof Kamienski napisał:
    dablju77 napisał:
    Z uwagi na to, że czasu coraz mniej bardziej przychylam się do rozwiązania, że tylko sam sterownik serwo zasilę poprzez transformator separacyjny.
    Po co ?? Nie możesz zakupić serwo i falowniki 3x230 VAC ?? i połączyć silniki w Δ. ???

    W maszynie wykorzystuję silnik serwo + sterownik tej samej firmy (zresztą panel sterownia i stacje I/O również). Sterownik serwo ma zasilanie 3x230V (czyli wszystko OK) z tym, że jak pisałem już wcześniej producent nie zaleca jego stosowania w sieciach IT lub z uziemioną fazą. Chyba, że w takich sieciach jego zasilanie będzie poprzez transformator separacyjny. Może i udałoby się znaleźć innych producentów oferujących serwo + sterownik (lub falownik), gdzie można stosować je bezpośrednio w różnych sieciach, ale to nie jest takie proste przejść na inny system sterowania. Wymaga to trochę czasu. Ja go nie mam.

    Co do pozostałych silników to oczywiście połączone będą w Δ.
  • Poziom 43  
    @dablju77 Litości !!!!! :cry: Sieci z uziemioną faza wymarły za czasów późnego Johnsona albo wczesnego Reagana :D . Przyczyną tego i konsolidacji tych sieci było właśnie wprowadzenie na szeroką skalę półprzewodników do przemysłu. Mam tutaj Suralco (Surinam Aluminium Company)- Zakłady produkcji aluminium zbudowane w całości przez USA w latach trzydziestych XX wieku, wraz z zasilającą je hydroelektrownią na jeziorze Afobaka, portem barkowym (przenośniki taśmowe!) oraz osiedlem pracowniczym i infrastruktura sieciową typową dla USA.Tak więc właśnie budowa Suralco dala impuls do elektryfikacji Surinamu, czyli siłą rzeczy wszystko tu poszło ,,po amerykańsku", aż do dziś. Sam też bywam w USA niemal raz w roku, wiec trochę się orientuje w zagadnieniu i tym co napisałem Ci poprzednio. Jakiś ,,Yankes" - idiota (tam też są tacy), coś zasugerował, podając Ci te normy i tyle. To tak, jak sięgneło by się do Polskich Norm Elektrycznych z czasów przedwojennych i do dzisiaj. Też niezła zabawa by była, prawda? Pozdrawiam.
  • Użytkownik usunął konto  
  • Poziom 9  
    Witam po przerwie,
    Krzysztof Kamienski napisał:
    Sieci z uziemioną faza wymarły za czasów późnego Johnsona albo wczesnego Reagana

    Dobre :D

    WojcikW napisał:
    O IT w USA też nie słyszałem. Pewnie jest tego tyle co w Polsce - sale operacyjne w szpitalach, specyficzne zakłady pracy np. kopalnie, statki.


    Żeby było jasne - też mi nie pasuje modyfikacja elektryki specjalnie dla sieci IT czy wskrzeszać trupa w postaci sieci z uziemioną fazą. Nie mówiąc już o dodawaniu do maszyny prezentu w postaci transformatora o masie kilkudziesięciu kg. Po prostu wgłębiając się w temat i przeszukując Internet natknąłem się na takie cuda w tej Ameryce odnośnie ich sieci elektrycznych. Do tej pory projektowałem instalacje w maszynach wyłącznie dla sieci TN C/S. Nie było potrzeby dla innych sieci. Popytałem parę osób związanych z elektryką i każdy robił wielkie oczy jak usłyszał o czymś takim jak sieć delta z uziemioną fazą. Instalacja dla sieci TN jest już prawie gotowa czekam tylko na niektóre komponenty z UL bądź RU. Klient ma zjawić się za miesiąc wiec jest jeszcze trochę czasu. Dam znać jak poszło :D
  • Poziom 43  
    @dablju77 Mam obecnie ,,na warsztacie" do modernizacji pólautomatyczną bindownicę karuzelowa f.my Sullby/Essex, zbudowana w Anglii w roku 1980 na eksport do USA. Maszyna posiada oryginalne czterozaciskowe przylacze do sieci 3x 230VAC. L1, L2, L3 i PE. Zadnego N tam nie ma i nie bylo. Obwody sterowania pracuja na 24 VAC, co jest nieco kłopotliwe przy przebudowie na falowniki i PLC. Wymieniam w maszynie napęd z mechanicznej przekładni bezstopniowej na falownikowy, oraz tzw.,, Timing" pracujący na krzywkach i mikrowyłącznikach :cry: na czujniki indukcyjne i PLC. Wspomniałem o tym dlatego,że już dawno, dawno temu w eksporcie maszyn do USA z Europy nikt nie myślał o jakiś amerykańskich nonsensach sieciowych.