ster driehoek

Projectmatige aanpak

Ontwerpen van een schakelkast

Voor het aansturen van een transportsysteem

Gebundeld door THRI ……..

De transportband 02/12/2013

Inhoudsopgave1 Inleiding tot de “case study” 4

2 Basisgegevens over de installatie 5

2.1 Een blanco checklijst 5

2.2 Een woordje uitleg 6

2.2.1 Eigenschappen in de fabriek 6

2.2.2 Voedingsspanning 7

3 Risico-analyse 9

3.1.1 Stap 1: Veiligheidsfuncties definiëren 9

3.1.2 Stap 2: Het bepalen van de vereiste performance level (PLr) 10

3.1.3 Stap 3: Vormgeving en technische realisatie van veiligheidsfuncties 10

3.1.4 Stap 4: Bepalen van het bereikte PL en de kwantitatieve beschouwing 11

3.1.5 Stap 5: Verificatie 14

3.1.6 Stap 6: Valideren 14

3.1.7 Opdracht 15

4 3Fase motoren 16

4.1 Voorkennis: 16

4.2 Doelstellingen 16

4.3 Inleiding Ster-Driehoek 16

4.4 Ster-driehoekaanloop 17

4.5 Oefeningen: 20

5 Schema’s 21

6 Eigen karakteristieken opnemen 22

6.1 Inleiding 22

6.2 Doel van de proef 22

6.3 Benodigdheden 22

6.4 Schema 22

6.5 Opdrachten 23

6.6 Vragen 23

7 Praktische oefeningen 24

7.1 OEF 11 STER - DRIEHOEK 24

7.2 OEF 12 AUTOMATISCHE STER - DRIEHOEK 25

7.3 OEF 13 STER - DRIEHOEK FOUTZOEKEN 27

8 Ster-driehoekschakeling programmeren 28

3de graad Leerplandoelstellingen -41-


8.1 Referentie lijsten : 29

8.2 PLC bedradingsschema : 30

8.3 Programma 31

Leerplandoelstellingen 32



1 INLEIDING TOT DE “CASE STUDY”

Aan de hand van een reëel probleem wordt de mogelijkheid om tot een schakelkast overlopen. Deze bundel dient als een algemene handleiding – onafhankelijk van het klassikaal aangehaalde project.

1.1. MachinelijnEen geautomatiseerde lijn in fabriek X zorgt voor het vullen van flessen, waarna ze dichtgedraaid worden. Tot nu toe werden de flesjes daarna ingepakt per 24 in een krat door een aantal arbeidsters. Door toegenomen vraag moet het tempo van de lijn worden opgedreven.Een kostenanalyse leerde de CEO dat het nu interessanter is om een automatische inpakmachine te laten ontwerpen. Dit is reeds gebeurd.

Er rees echter een probleem dat in eerste instantie over het hoofd werd gezien; de inpakmachine moet achter de oorspronkelijke lijn gemonteerd worden. Dit bleek niet mogelijk, zodat de verpakkingsinstallatie in een aangrenzende ruimte opgesteld zal worden.

De verbinding tussen beide installaties zal gebeuren met behulp van een transportsysteem waarop de flesjes zullen begeleid worden.

Figuur 1: diytrade.com

Figuur 2: diytrade.com1.2. Doel projectEen transportband met een asynchrone motor kan men aandrijven met een stekker in het stopcontact. Er is in dat geval geen aansturing mogelijk van de transportband qua aanloopgedrag, noch qua variatie van de snelheid. Ook stoppen is enkel mogelijk door de stekker uit het stopcontact te doen. Op geen enkel moment zal er dan communicatie zijn met de voorliggende en de achterliggende geautomatiseerde productielijnen.

De bedoeling van dit project is:• Het ontwerpen van de transportband

motor en type aandrijving zo bepalen dat de machine voldoet aan de richtlijnen zoals door het bedrijf en door de overheidsinstanties gevraagd en geëist wordt.waarbij de (elektrische) veiligheid in de (deel)installatie gewaarborgd is.

• Het volledig ontwerpen van de stuurkast volgens het CE-traject.• Het opstellen van een bestellijst.



2 BASISGEGEVENS OVER DE INSTALLATIE

2.1 Een blanco checklijst

Project: ChecklijstProject:Projectnummer:Datum:Klant:Ontwerper:e-mail:Aard van het bedrijf:

Eigenschappen in de fabriek:

• Omgevingstemperatuur: 35°C °C• Te gebruiken norm(en):• Nominale bedrijfsspanning: 400V … … …V • Frequentie van voedende net: 50Hz … … … Hz• Netvorm: TN-C TN-S TN-C-S TT IT • Sectie van de (PE)N-geleider: de helft volledige sectie groter

Eigenschappen in het geheel van installatie:

• Transformatorvermogen: … … … kVA• Nominale stroom van de voeding: … … … A• Nominale piekstroom van het hoofdrailstelsel Icw: … … … kA

Gewenste eigenschappen stuurkast:

FYSISCH• Beschermingsgraad (IP): • Interne bouwvorm:• Met bodemplaten: JA NEE• Plaatsreserve: ……………%• Maximaal toelaatbare afmetingen:o Bo Ho D• Hoogte van de ruimte: …………………………………… mm• Max. transportafmetingen:o Bo Ho D

ELEKTRISCH• Stuurspanningen AC: ………………………… V



• Transformator AC: Extern Intern … … … … kVA • Stuurspanningen DC: ………………………… V• Transformator DC: Extern Intern … … … … kVA• Sectie stuurkringen: ………………………… mm²• Draadcodering: ……………………………………………………………

2.2 Een woordje uitleg

2.2.1 Eigenschappen in de fabriek

2.2.1.1 Omgevingstemperatuur

Omgevingsparameters zijn belangrijk bij het ontwerp van de machine. Naast temperatuur zijn een aantal andere nog belangrijk die NIET in deze checklijst opgenomen werden:• Vochtigheid• Hoogte van de locatie• Temperatuurschommelingen• …

De omgevingstemperatuur wordt echter vaak vermeld in datasheets en zal dus een zeer belangrijke parameter bij het kiezen van de correcte materialen.Een sensor die moet werken bij 70-80°C (bijvoorbeeld bij het verwarmen van het wort) zal dus zeker niet van het type met een werkingsgebied tussen -10°C tot 40°C zijn.

Opdracht:

• Zoek een vlotter die in contact mag komen met voedingsmiddelen én waarvan het temperatuursbereik het interval van 70°C tot 80°C overlapt.

2.2.1.2 Te gebruiken normen

In de EU gelden wetten, richtlijnen genoemd. Deze richtlijnen zijn voor de fabrikant van de schakelkast en de klant verplicht te volgen! Zo zal een machine onder andere moeten voldoen aan de volgende richtlijnen:• Machinerichtlijn• Laagspanningsrichtlijn• EMC-richtlijn• Arbeidsmiddelenrichtlijn

Om deze richtlijnen (wetten) na te leven moet men dus werken volgens de regels van goed vakmanschap. Tips om aan deze richtlijnen te voldoen worden in normen geformuleerd. Op zich zijn deze normen NIET bindend – men mag zelf kiezen of men een norm al dan niet zal volgen.Deze normen kunnen door de klant (en of andere instanties zoals verzekeringen en staatsinstellingen) toch geëist worden als enige methode om aan de richtlijnen te voldoen.

In de industriële kastenbouw zijn er een aantal belangrijke normen:



• EN60204-1: Veiligheid van machines – de elektrische uitrusting van machines• NBN EN ISO 13849-1: Veiligheid van machines - Onderdelen van besturingssytemen met een veiligheidsfunctie - Deel 1: Algemene regels voor ontwerp• …

Quiz:JUIST/FOUT Een norm is altijd verplicht te gebruiken.JUIST/FOUT Een richtlijn is bindend.JUIST/FOUT Een speelgoedfiets moet aan de machinerichtlijn voldoen.

2.2.2 Voedingsspanning

De eigenschappen van de spanning is van belang. Er mag per kast immers maar 1 voedingsspanning toekomen. Elke andere spanning die nodig is in de stuurkast moet men via transformators en/of voedingen in die stuurkast afleiden van de eerste spanning. De manier waarop het net opgebouwd is, is ook van groot belang.

2.2.2.1 Nominale bedrijfsspanning

Vaak spreekt men in de industriële installaties van ‘drijfkracht’, dit is een bedrijfsspanning van 3x400V.In andere situaties krijgt men vaak 3x230V; zoals in het VTI van Beringen.

In de industriële kast zelf wordt de spanning vaak omgevormd naar 1x230Vac of 24Vac of 24Vdc.

Andere spanningen zijn mogelijk maar komen in specifieke omgevingen maar voor zoals 110Vdc in transportmiddelen zoals de trams of treinen.

Hou bij uw ontwerp rekening met het feit dat de spanning 10% mag afwijken ten opzichte van de nominale spanning.

2.2.2.2 Frequentie

De frequentie van het elektrisch net in Europa is 50Hz.De onderstaande kaart [wikimedia] toont de verschillende spanningen en frequenties in de wereld.



2.2.2.3 Netvorm

Naast de spanning en de frequentie is ook de bouw van het gebruikte net van groot belang. De bouw van het net bepaalt de benodigde beveiligingen in de industriële schakelkast.Voor het bepalen van de beveiligingen verdeelt men de fouten in twee categorieën; namelijk direct en indirect gevaar.

• Direct gevaar

Men verstaat hieronder het direct aanraken van stroomgeleidende onderdelen.

Hoe voorkomt men het rechtstreeks aanraken van stroomgeleidende onderdelen?

§ Beschermen van de actief geleidende delen door omhulselOmhulsel mag enkel met speciaal gereedschap te openen zijn.

§Beschermen van de actief geleidende delen door isolatieIsolatiemateriaal rond de actieve delen enkel verwijderbaar door vernieling.

§

Bescherming tegen restspanningen Binnen de 5 seconden moet er een ontlading tot lager dan 60V zijn.

§Plaatsen van afschermingen In eerste instantie buiten bereik plaatsen van de actief geleidende onderdelen of gebruik van hindernissen waardoor de actieve delen niet bereikbaar zijn.• Indirect gevaar

Isolatiefouten die gebeuren in een actieve geleider of toestel en die een persoon onrechtstreeks in gevaar brengen.

Hoe moet men indirect gevaar preventief aanpakken?

§ Maatregelen nemen die gevaarlijke aanraakspanning vermijden.Uitrusting klasse IIElektrische scheidingKeuze en ontwerp voedingssysteem met grote impedantie of isolatie sterpunt voeding ten

opzichte van aarde

§ Wanneer indirect gevaar aanwezig is, dan moet men automatisch afschakelen binnen een termijn vooraleer het indirect gevaar bedreigend wordt.

Aanraakbare metalen delen verbinden met beschermingsketenBeveiligingen afhankelijk van type net; zie overzicht in bijlage.



3 RISICO-ANALYSE

Omwille van de bewegende onderdelen in de machine, zijn we verplicht een volledige veiligheids- en risicoanalyse uit te voeren. Alle mogelijke problemen en voorzieningen komen dan ook in een veiligheidsplan. Vanaf september 2009 wordt de huidige machinerichtlijn, namelijk EN954-1, afgeschaft en vervangen door anderen. Er zijn twee verschillende nieuwe normen in de running, namelijk de EN ISO 13849 en de EN IEC 62061. Deze veiligheids- en risicoanalyse wordt geschreven volgens de EN ISO 13849, omdat dit wellicht de standaard norm wordt voor in de machinebouw. De ware reden voor de afschaffing van de EN 954-1 ligt niet in het feit dat ongevallen aan en met machines te wijten zijn aan de onvolkomenheden van de EN 954-1. Ze is wel afgeschaft omwille van het feit dat de norm niet altijd eenduidig zou zijn, waardoor er veel discussie ontstaan is over de praktische uitvoering ervan. Verder wordt er ook weinig rekening gehouden met de complexiteit van schakelingen, zo mag er bijvoorbeeld in de nieuwe norm gebruik gemaakt worden van software in veiligheidscomponenten. In de oude norm was dit niet zo.De afschaffing van EN 954-1 zal voor de machinebouwer een totaal andere manier van denken met zich meebrengen. In de nieuwe norm wordt uitgegaan van een probabilistische benadering van de veiligheidsrelevante componenten, ten opzichte van de deterministische aanpak van de oude norm. In tegenstelling tot de oude norm, die zich uitsluitend baseert op de analyse van de structuur, vereist de nieuwe norm een analyse van de betrouwbaarheid en de uitvalwaarschijnlijkheid van de onderdelen met een veiligheidsfunctie. De nieuwe norm bestaat uit zes grote stappen welke in figuur 6-1 schematisch worden weergegeven. In wat volgt worden ze verder toegelicht.

3.0.1 Stap 1: Veiligheidsfuncties definiëren

In een eerste fase moeten voor elke veiligheidsfunctie de vereiste eigenschappen worden vastgelegd. Naast de collectieve beschermingsmiddelen worden ook de veiligheidsfuncties beschreven. Dit is een


Figuur 31: Veiligheidsprocedure volgens EN 13849


belangrijke fase in het ontwerpproces, ze wordt dan ook door veel ingenieurs ervaren als de moeilijkste stap. Verder komen hier ook de collectieve beschermingsmiddelen aan bod, zoals afschermingen.

3.0.2 Stap 2: Het bepalen van de vereiste performance level (PLr)

De nieuwe norm maakt nog altijd gebruik van een diagram voor het selecteren van de veiligheidscategorie. Als resultaat hieruit moet niet langer een categorie toegekend worden zoals vroeger, maar een ‘performance level’ van ‘a’ (laag) tot ‘e’ (hoog) en moet van elk veiligheidsrelevant besturingssysteem bepaald worden. De performance level wordt gedefinieerd als: ‘De bekwaamheid van een veiligheidsgerelateerd deel om een verwachte veiligheidsfunctie uit te voeren onder de voorziene voorwaarden.’ De vereiste performance level (PLr) wordt bekomen door het invullen van een aantal parameters in de risicograaf. Deze parameters zijn de ernst van het letsel (S), de frequentie van blootstelling (F) en de duur van blootstelling (P). Wanneer deze parameters in de risicograaf worden ingevoerd, ontstaat er een vereiste performance level die wordt aangegeven met de letters a tot en met e.S: Mate van verwonding

S1 = lichte, normaal omkeerbare, verwondingS2 = zware, normaal onomkeerbare, verwonding; inclusief de dood

F= Frequentie en / of blootstellingtijd aan het gevaarF1 = zelden tot zeer vaak en/of korte duur van de blootstellingF2 = zeer vaak tot continu met lange blootstellingtijden

P = De mogelijkheid tot afwenden van het gevaar. Dit is onder meer afhankelijk van de snelheid en frequentie waarmee het gevaar brengende deel beweegt en de afstand tot de gevaarlijke zone. P1 = mogelijk onder bepaalde omstandighedenP2 = nauwelijks mogelijkDeze waardes kunnen vervolgens ingevuld worden in onderstaande risicograaf. Nadat we dit gedaan hebben, hebben we het vereiste performance level.

We weten nu dus hoe veilig het toestel zou moeten zijn.

3.0.3 Stap 3: Vormgeving en technische realisatie van veiligheidsfuncties


Tabel 31 : Bepalen van vereiste performance level


In stap 1 hebben we de eigenschappen van een bepaalde veiligheidsfunctie bepaald. In deze derde stap wordt de onder stap 1 bepaalde veiligheidsfunctie door middel van veiligheidsschakelaars en –componenten gerealiseerd.Een voorbeeld van een veiligheidsfunctie is bijvoorbeeld een lichtscherm, een afschermkap en een tweehandsbediening.

3.0.4 Stap 4: Bepalen van het bereikte PL en de kwantitatieve beschouwing

Voor het bepalen van het bereikte prestatieniveau wordt het systeem onderverdeeld in een geheel van sensoren, logica en actuatoren. Elk onderdeel zal zijn bijdrage leveren tot de veiligheidsfunctie. De resultaten van de beoordeling van de betrouwbaarheidswaarden, dus de evaluatie van de Designated architectures, de MTTFd, de DC en de CCF, worden vervolgens in een staafdiagram geplaatst om het Performance Level te kunnen bepalen. De subsystemen worden in de norm ISO 13849-1 Safety Related Part of a Control System (SRP/CS) genoemd.Vragen die we ons moeten stellen in verband met het bereikte performance level zijn:• Volgens welke categorie (designated architectures) moet het systeem worden opgebouwd?• Wat is de betrouwbaarheid van de componenten? Welke Mean Time To Dangerous Failure

(MTTFd) heeft het systeem?• Welke foutendekking of kans op detectie van fouten is er aanwezig? Welke diagnostic coverage

(DC) heeft het systeem?• Welke gemeenschappelijke fouten (Common Cause Failure: CCF) worden geaccepteerd?

3.0.4.1 Categorie

De bijdrage van deze structuren aan de risicovermindering werd op voorhand berekend met bepaalde modellen. De gebruiker moet dus geen ingewikkelde wiskundige berekeningen uitvoeren. De designated architectures zijn in feite gekende structuren van de SRP/CS, die reeds jaren model staan voor de verschillende categorieën van EN 954-1. Hierdoor lijkt ook de nieuwe norm deterministisch te werken, maar de structuur is nu slechts een van de vele onderdelen van het performance level.

Uit de figuur valt af te leiden dat er drie grote onderverdelingen zijn te maken binnen de categorieën. Binnen de


Figuur 33 : Categorie bepaling


eerste onderverdelingen vallen alle enkelvoudige uitvoeringen zonder test equipment. In de tweede onderverdeling is wel test equipment aanwezig. Bij de derde onderverdeling ten slotte zijn beide categorieën redundant uitgevoerd. Een volledige omschrijving van de categorieën zijn hieronder terug te vinden.• Categorie B: Enkelvoudige uitvoering van het besturingssysteem.• Categorie 1: Enkelvoudige uitvoering van het besturingssysteem. De gebruikte componenten zijn nu beproefde veiligheidscomponenten.• Categorie 2: Enkelvoudige uitvoering van het besturingssysteem. De veiligheidsfuncties worden op gepaste tijdstippen gecontroleerd door de test equipement.• Categorie 3: Redundante uitvoering van het besturingssysteem. Een enkele fout mag niet leiden tot het verlies van de veiligheidsfunctie en de fout wordt indien mogelijk gedetecteerd.• Categorie 4: Redundante uitvoering van het besturingssysteem. Een enkele fout mag niet leiden tot het verlies van de veiligheidsfunctie. Indien de fout niet wordt ontdekt, mag een opeenhoping van fouten niet leiden tot het verlies van de veiligheidsfunctie.

Het is zeer moeilijk om van de eerste keer de juiste categorie te kiezen. Je weet namelijk pas na de volledige berekening of je de correcte categorie genomen hebt. Nadat je de nodige ervaring hebt met betrekking tot risicoanalyses zal je sneller de juiste categorie kiezen.

3.0.4.2 Mean time to dangerous failure (MTTFd)

De mean time to dangerous failure is de gemiddelde tijd die nodig is om van een succesvolle naar een niet succesvolle werking te gaan, ofwel de tijd die nodig is om van bedrijf naar storing te gaan. De MTTFd-waarden kunnen bij de fabrikant worden opgevraagd.

Figuur 34: Overzicht van uitval voor veelvoorkomende componentenHieronder volgt een berekeningsvoorbeeld van een berekening voor een contact met lage belasting. Uit tabel 6-3, die uit de norm komt, blijkt dat voor een contact van lage belasting de B10d 20.000.000 is. De vergrendeling in ons voorbeeld heeft een lage belasting, want het wordt slechts om het half uur bediend.B10d = 20.000.000T10d = B10d/ nop

nop = dop * hop * 3600 / tcyclus

nop = (300 dagen/jaar * 24uren/dag * 3600) / 1800 = 14.400

T10d = 20.000.000/14.400= 1389



MTTFd= B10d/ (nop * 0,1)= 20.000.000 / (1.389 * 0,1)= 14.398 jaren

Aan de hand van tabel 6-3 is te besluiten dat de MTTFd waarde hoog is.

3.0.4.3 Diagnostic Coverage

Er zijn fouten die mogelijk in een systeem kunnen optreden en zo kunnen leiden tot het falen van dit systeem. Door middel van door het systeem uitgevoerde zelftests, kunnen fouten ontdekt worden en kan de kans op falen verkleind worden. Het aantal fouten dat door het systeem kan ontdekt worden, wordt aangeduid met de term ‘diagnostic coverage’.

Tabel 32 : Bepalen van de Diagnostic coverage

3.0.4.4 Common Cause Failure

Wanneer een gedeelte van een systeem redundant is uitgevoerd, ontstaat de mogelijkheid dat beide kanalen tegelijkertijd falen. Dit kan ontstaan door een gemeenschappelijke fout. Daar in de afscherming geen redundant circuit zit, hoeven we hier ook geen rekening mee te houden.

Voor de volledigheid geef ik hiernaast wel de tabel weer waaruit u de CCF kan afgelezen worden. Door middel van de diagnostic coverage en de categorie is de CCF af te leiden uit de linkerkolom.

3.0.4.5 De performance level



Tabel 33 : De bereikte performance level

Door de zonet bekomen waardes in te vullen in bovenstaand staafdiagram kan gekeken worden of de beveiliging in orde is. Het vereiste performance level mag zeker niet hoger liggen als het bekomen performance level.

3.0.5 Stap 5: Verificatie

Verschillende componenten vormen samen een veiligheidssysteem. Er moet gecontroleerd worden of het geheel voldoet aan de vereiste PLr. Het bereikte PL moet minstens gelijk zijn aan het vereiste PL.Wanneer het gewenste niveau behaald is, mag het systeem worden geïmplementeerd. Wanneer het behaald niveau te laag is, zal het systeem opnieuw ontworpen moeten worden. Dit kan betekenen dat er andere, meer betrouwbare componenten, worden ingezet of dat de structuur van het systeem wordt gewijzigd.

3.0.6 Stap 6: Valideren

Behalve de kwantitatieve eisen die gesteld worden aan de vormgeving van veiligheidssystemen, is het belangrijk ook systematische fouten te vermijden. Indien aan alle eisen wordt voldaan, mag het veiligheidssysteem worden geïmplementeerd.



3.0.7 Opdracht

1. Schrijf de mogelijke veiligheidsfuncties op van de transportband uit ons project:

a. :

b. :

c. :

d. :

e. :

2. Kies de gevaarlijkste situatie uit en bereken daar de vereiste performance level.

3. Voer de volgende stappen uit en kijk of de gekozen veiligheid, voldoende is.



4 3FASE MOTOREN

4.1 Voorkennis:

Werking van een driefase motorKoppel en toerentalkarakteristiek opnemen.

4.2 Doelstellingen

De ster-driehoekschakeling uitleggenDe bedoeling van de ster-driehoekschakeling uitleggen mbv formulesDe koppel-toerentalkarakteristieken opnemen en verklarenDe toepassingsgebieden opsommen en verklaren waarom…

4.3 Inleiding Ster-Driehoek

Bij het starten van een inductiemotor vloeit een stroom die veel groter is dan de nominale. Als gevolg van de inwendige impedantie van het net treedt er een spanningsval op. Omdat deze spanningsval hinderlijk is voor andere verbruikers (bijv. daling van de lichtsterkte van gloeilampen), moet de inschakelstroom beperkt worden. Daarnaast moet deze intense stroom ook beperkt worden om beschadiging van de motorwikkeling te voorkomen.

Er is een toestemming van de stroomleverancier vereist, indien motoren worden geplaatst die veelvuldig starten of starten zonder aanloopinrichting. Indien de verbruiker over een eigen net beschikt, kan elke motor rechtstreeks gestart worden. Er moet altijd rekening worden gehouden met eventuele mechanische beschadigingen van de motor en met het tegenwerkend koppel. Indien dit groter is dan het aandrijvend koppel, loopt de motor niet aan (figuur 3.1).

Om dit laatste tegen te gaan, worden speciale inductiemotoren met verhoogd aanloopkoppel gebouwd. De keuze van de motor en van de startmethode wordt vooral bepaald door de aard van de belasting (koppel-toerentalkarakteristiek). Deze ganse startproblematiek is sterk vereenvoudigd door de voeding van motoren met frequentie-omvormers. Indien dit immers het geval is, kan de


De transportband 02/12/2013machine belast aanlopen zonder een zware startstroom uit het net te trekken.

4.4 Ster-driehoekaanloop

De motor loopt aan met de statorwikkeling in ster. Heeft de motor vrijwel het nominale toerental bereikt, dan wordt de statorwikkeling in driehoek geschakeld. Bij deze aanloopmethode worden het aanloopkoppel en de netaanloopstroom teruggebracht tot 1/3 van de waarde die men zou krijgen bij directe inschakeling met de statorwikkeling in driehoek. Bij driehoekschakeling staat de vollenetspanning over een fase en is de net- of lijnstroom 3 maal de fasestroom. Bij sterschakeling is de fasespanning 1/ 3 maal de netspanning, zodat de fasestroom en daarmee de netstroom 1/ 3 maal de fasestroom bij driehoekschakeling is, dat wil zeggen 1/3 van de netstroom bij driehoek-schakeling(figuur 3.5).

figuur 3.5 Principe van de ster-driehoek aanloop

Daar het koppel evenredig is met het kwadraat van de fasespanning, bedraagt bij ster-schakeling het aanloopkoppel een derde van het aanloopkoppel bij driehoekschakeling.

In figuur 3.6 wordt het verloop van de lijnstroom weergegeven bij een motor, die in nullast met een ster-driehoekschakelaar wordt gestart. De startstroom is ongeveer 10 maal de regimestroom bij ster, en 4 maal de regimestroom bij driehoek. Het kleine tijdsinterval tijdens het omschakelen van ster naar driehoek, waarin geen stroom vloeit, heeft praktisch geen invloed op het toerental. Er treden wel grote stroompieken op juist na de overschakeling van ster naar driehoek.

3de graad Leerplandoelstellingen

-41-


In figuur 3.7 is het schema van de ster-driehoekschakeling gegeven. Bij het starten worden de hoofdschakelaar K1 en de sterschakelaar K3 gesloten. Na een bepaalde tijd wordt K3 geopend. Vervolgens wordt de driehoekschakelaar K2 gesloten. De hoofdschakelaar K1 blijft gesloten.

Op de kenplaat van een driefasige motor wordt de nominale spanning gewoonlijk aangegeven in de vorm U/U 3 V (bijv. 230/400 V). Dit betekent dat men de motor in driehoekschakeling met een netspanning van U voedt. In sterschakeling is de spanning U 3 . Indien men deze motor wil startenmet een Y - schakelaar, moet de netspanning U zijn, zowel in ster als in driehoek.

Oefening:Vul de juiste nummeringen en veiligheden aan op bovenstaande figuur.

De koppel-toerentalkarakteristiek van een inductiemotor met Y- schakeling is weergegeven op figuur 3.8. Onderaan op de figuur is het stroomverloop getekend. Bemerk de stroompiek bij het overschakelen van Y naar driehoek


-41-


.

3de graad Leerplandoelstellingen-41-

De transportband 02/12/2013De overschakeling van ster naar driehoek moet gebeuren bij een toerental zo dicht mogelijk bij het nominaal toerental. Indien dit niet gebeurt, treedt bij overschakeling een enorme stroomstoot op die de thermische beveiligingen aanspreekt.

Soms is in ster het motorkoppel te klein om de combinatie motor-last op een voldoende hoog toerental te brengen. In plaats van dan vroeger over te schakelen naar driehoek en uitval te vermijden door de beveiligingen te verzwaren, is het beter het vereiste motoraanloopkoppel te verkleinen. Zo kan men bij ventilatoren en compressoren de luchtkleppen bij aanloop sluiten. Indien dit niet mogelijk is, moeten duurdere aanloopmethodes gebruikt worden.

4.5 Oefeningen:

1. Een driefasige generator, 3x500V-50Hz, levert energie aan een asynchrone motor, die in driehoek staat. De belasting bedraagt per fase: R=20Ω in serie met Xl=15 Ω. Berken het actief en schijnbaar vermogen geleverd door de generator.(P=24kW, S=30kVA)

2. De wikkeling van een asynchrone motor is in ster geschakeld. De netspanning is 230/400V, 50Hz. De lijnstroom die naar de asynchrone motor vloeit is 31 A. De arbeidsfactor van de motor is 0,48. Bereken de waarde van de capaciteit van de in driehoek te schakelen batterij condensatoren zodat de arbeidsfactor 0.9 wordt. Bereken het totaal reactief vermogen opgenomen door de condensator batterij. Hoe groot moeten de condensatoren zijn indien we ze in ster zouden schakelen. 3. De wikkeling van een asynchrone motor is in driehoek geschakeld. De netspanning is 230/400V, 50Hz. De lijnstroom die naar de asynchrone motor vloeit is 71 A. De arbeidsfactor van de motor is 0,44. Bereken de waarde van de capaciteit van de in driehoek te schakelen batterij condensatoren zodat de arbeidsfactor 0.9 wordt. Bereken het totaal reactief vermogen opgenomen door de condensator batterij.

4. Drie identieke impedanties Z=8+j6 zijn achtereenvolgens in ster en in driehoek aangesloten op een driefasige spanning van 3x380V-50Hz. Bereken in beide gevallen de lijnstromen en het totaal actief, reactief en schijnbaar vermogen.(ster: I1=I2=I3=21.9A; P=11552W; Q=8664var; S=14440VA)(driehoek: I1=I2=I3=66A; P=34656W; Q=25992var; S=43320VA)

5. Een symmetrische belasting 3x20Ω∟90° is in driehoek op 3x440V-50Hz aangesloten.Bereken de lijnstromen als U1=440V∟90° .


De transportband 02/12/20135 SCHEMA’S

1. Teken de stuurkring en de vermogenkring in het tekenpakket dat je op school gebruikt. Voeg je tekening bij in deze bundel. Zorg ervoor dat er ook in de omschakeling geen kortsluiting kan ontstaan.

a. Wat is het verschil tussen de stuur- en de vermogenkring?

b. Op welke manier zorg je ervoor dat er bij omschakeling van ster naar driehoek geen kortsluiting kan ontstaan?

c. Is het mogelijk om van driehoek terug over te schakelen op ster? Waarom kan je dit best vermijden?

d. Hoe pas je het schema aan zodat er niet meer van driehoek naar ster geschakeld kan worden?

e. Indien je de ster-driehoekschakeling wil automatiseren met behulp van een PLC, wat verandert er dan in het schema?

f. Teken het schema van een geautomatiseerde ster-driehoekschakeling.


De transportband 02/12/20136 EIGEN KARAKTERISTIEKEN OPNEMEN

6.1 Inleiding

Nu je de theorie over de ster-driehoekschakeling onder de knie hebt, kan je deze toepassen op ons eigen project. Neem de koppel – toerental karakteristieken op voor de 300Watt motor die de transportband aandrijft. Maak hiervoor gebruik van de servo-rem die je in de vorige proef reeds gebruikt hebt. Meet ook telkens de lijn en fase – grootheden.

6.2 Doel van de proef

Aanzetstromen van een inductiemotor zijn steeds groter dan de nominale stroom bij vollast. Om deze stromen te beperken kan men gebruik maken van een ster-driehoekschakeling.

6.3 Benodigdheden

- Ster-driehoekmodule of drie contactoren- V-meter- A-meter- Drukknoppen- 3fase motor (300W)

6.4 Schema

Schets hieronder het schema dat je gebruikt om de karakteristieken op te nemen.


De transportband 02/12/20136.5 Opdrachten

• Neem de koppel-toerentalkarakteristiek op van de sterschakeling• Neem de koppel-toerentalkarakteristiek op van de driehoekschakeling• Neem telkens de lijn- en fasegrootheden op.• Tracht met de scoop de overgang van ster naar driehoek te meten• Zet de vermogens bij in de grafiek. • Meet na wat er gebeurd indien je een fase onderbreekt in ster of driehoek.• …

6.6 Vragen

a. Vul het schema aan en verbeter waar nodig. (Teken dit in Eplan/SEE-electrical)b. Waar moet je zeker op letten bij een ster-driehoek schakeling?

Moet je deze beveiliging hardware/ software of beide toepassen.

c. Welke manieren zou je nog kunnen bedenken om de aanloopstroom te beperken.

d. Vergelijk de lijnstromen in ster en driehoek.

e. Vergelijk de fasespanningen in ster en driehoek.

f. Wat stel je vast als je de vermogens in ster en driehoek vergelijkt?

g. Probeer deze schakeling ook op te bouwen met een softstarter.h. Probeer de ster-driehoekschakeling ook aan te sturen met behulp van een plc.


De transportband 02/12/20137 PRAKTISCHE OEFENINGEN

7.1 OEF 11 STER - DRIEHOEK

Vul het schema bij aan: S1: motor draait in ster. S2: motor in ster valt uit en dan gaat de motor in driehoek draaien. S0: stop

Vul het schema aan: codering, nummering (die jij hebt gebruikt), schakeltabel. Beveiligingen juist instellen.

Noteer de drie lijnstromen in ster:

IL1: . . . A IL2: . . . A IL3: . . . A

Noteer de drie lijnstromen in driehoek:

IL1: . . . A IL2: . . . A IL3: . . . A

Wat kan uit de vorige metingen besloten worden?(het verschil tussen beide stromen?)

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Meet de spanning over 1 wikkeling:

Spanning in ster: . . . . V

Spanning in driehoek: . . . . V

Wat kun je hieruit besluiten?

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Uitbreiding (in het groen tekenen)H1: motor draait in ster H2: motor draait in driehoek H3: stop


-41-

De transportband 02/12/20137.2 OEF 12 AUTOMATISCHE STER - DRIEHOEK

Wat is het doel van de ster – driehoekschakeling?

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Hoe groot is bij directe aanloop de aanloopstroom? (omcirkel het juiste antwoord)

In 2 x In 2,5 x In 6x In

Hoe groot is bij ster – driehoek de aanloopstroom?(omcirkel het juiste antwoord)

In 2 x In 2,5 x In 6x In

Tegen kortsluiting hebben we de magnetische beveiligingen of de smeltveiligheden die de leiding beschermen.Het toestel wordt beveiligd met de thermische beveiliging.

Voorbeeld normale schakeling

De thermische overstroombeveiliging 2F1.2 staat in de driehoekstand niet in de toevoerleiding. De thermiek moet nu ingesteld worden op In x 0,58.

In sterstand is de motor WEL / NIET beveiligd tegen overbelasting.(doorstreep het foutieve antwoord)

Duid op de figuur met een pijl de thermische beveiliging aan.

Schakeling voor als de aanloop lang duurt

Je kunt de thermische beveiliging ook in de toevoerdraden schakelen. De thermiek wordt nu ingesteld op In van de motor.


Schakeling voor zeer zware langdurige aanloop

Beveiliging instellen op In x 0,58. In de sterstand vloeit er nu geen stroom door de beveiliging. Er is bij aanloop geen motorbeveiliging tegen overbelasting.



-41-


Vul het schema bij aan: S1: automatische ster - driehoek. (eerst ster na een tijdje driehoek) S0: stop

Vul het schema aan: codering, nummering (die jij hebt gebruikt), schakeltabel. Beveiligingen juist instellen.

Noteer de drie lijnstromen in ster:

IL1: . . . A IL2: . . . A IL3: . . . A

Noteer de drie lijnstromen in driehoek:

IL1: . . . A IL2: . . . A IL3: . . . A

Wat kan uit de vorige metingen besloten worden?(het verschil tussen beide stromen?)

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Meet de spanning over 1 wikkeling:

Spanning in ster: . . . . V

Spanning in driehoek: . . . . V

Wat kun je hieruit besluiten?

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Uitbreiding (in het groen tekenen)H1: motor draait in ster H2: motor draait in driehoek H3: stop


-41-

De transportband 02/12/20137.3 OEF 13 STER - DRIEHOEK FOUTZOEKEN

Gebruik de speciale foutzoekdoos.

Sluit de juiste spanningen aan en zoek de fouten op.

Fout correct, duidelijk en bondig omschrijven.Formuleer ook een correcte oplossing.

FOUT 1: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Eventuele oplossing: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

FOUT 2: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .


FOUT 3: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .


FOUT 4: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .


FOUT 5: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .


FOUT 6: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .


FOUT 7: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .



-41-


8 STER-DRIEHOEKSCHAKELING PROGRAMMEREN

Om een hoge startstroom te voorkomen bij 3 fasige asynchrone kooiankermotoren gaat met deze motoren in ster laten aanlopen totdat deze op snelheid zijn en vervolgens gaat men ze in driehoek schakelen.

Als men op de start drukknop (S1) drukt zal de lijn contactor (K1) en de ster contactor (K2) bekrachtigd worden. De ster contactor zal na een vertraging van 5 seconden terug uitvallen en gelijktijdig zal de driehoek contactor (K3) bekrachtigd worden.

Als men op de stop drukknop drukt of als de motorbeveiliging F2 uitschakeld zal het systeem onmiddellijk naar ruststand gaan.

Bij het programmeren moet je er rekening bij houden dat contactor K1 slechts mag bekrachtigd worden nadat de ster contactor K2 bekrachtigd is en zijn contacten effectief gesloten zijn. De toestand van contactor K2 kan je nagaan aan de hand van de



toestand van S10.

De ster contactor en de driehoek contactor mogen nooit samen bekrachtigd worden. (kortsluiting) De toestand van de contactoren kan je nagaan aan de hand van de schakelaars S10 en S11.De stop drukknop moet als verbreekcontact worden aangesloten. ( Fail-safe)

• Teken de in- en uitgangskaart van de plc.• Schrijf je programma en maak een lijst van gebruikte in en uitgangen, merkers, timers, tellers.• Waarom kies je voor een geautomatiseerde ster-driehoek in plaats van een relaisschakeling?• Pas het programma aan zodat onderstaande opgave klopt:

o De motor moet in ster linksomdraaien tot een doos voorbij een sensor komt die op het einde staat van de band. Vervolgens moet de motor in ster rechtsom draaien en na 3 seconden overschakelen op driehoek.

8.1 Referentie lijsten :

IngangenIngangen ID PLC adres Symbolische naam toekenningStart drukknop S1 I 0.0 Start Actief : 1 signaal

UitgangenUitgangen ID PLC adres Symbolische naam ToekenningLijn K1 Q 124.0 Lijn 1 sign : relais aan



8.2 PLC bedradingsschema :



8.3 Programma

Voeg hieronder het programma toe dat je geschreven hebt. Los vervolgens de bijhorende vragen op.a. Het programma bestaat uit een hoofdprogramma (MAIN) en een deelprogramma. Waarom wordt

deze structuur toegepast?

b. Welk soort timer gebruik je voor deze oefening? Waarom?

c. Je hebt deze schakeling nu combinatorisch gemaakt. Dit kan ook op een sequentiële manier. Zoek op wat het verschil is tussen deze twee methodes.

d. Programmeer het voorgaande programma op de sequentiële manier en teken hieronder de grafcetmethode.

e. Wat is het voordeel van deze methode?

f. De noodstop moet op elk moment kunnen ingrijpen. Pas het sequentiële programma aan zodat dit mogelijk is.



LEERPLANDOELSTELLINGEN

1. 3de graad IW

45 Een aansluitschema van een gegeven elektrisch, elektromechanisch proces, analyseren via CAE.

• Tekeninglezen

• Schematische weergave

• Symbolische voorstelling

• Beveiliging

48 De toepassingen van het driefasennet verklaren.

• Ontstaan driefasenspanning

• Hoofdeigenschap

• Schakelen van driefasige verbruikers

49Driefasenspanning en driefasenstroom definiëren.

50De lijn- en fasegrootheden meten en de resultaten wiskundig duiden.

• 3- en 4-geleidernetten

• Symmetrische en asymmetrische belastingen

• Lijn- en fasegrootheden

− sterschakeling met en zonder nulleider

− driehoekschakeling

− nulleiderstroom bij evenwichtige belasting

− nulleiderstroom bij onevenwichtige belasting

• Netstelsels

55 Karakteristieken van een asynchrone motor opstellen en analyseren.

• Slip-rotatiefrequentie

• Motorkoppel, frequentie, statorspanning

• Vermogen, rendement en Cosφ

• Aanloopstroom.

• Motorbeveiliging

58 De functie van een sturing in een geautomatiseerd proces toelichten.

• Voordelen automatiseringsproces

• Sturing:

− plc

− microcontroller

• Blokschema

61 Zelfstandig metingen uitvoeren met de scoop.71 Programma’s gestructureerd schrijven in een ontwikkelomgeving.

• Operatoren

• Editor

• Compiler, Linker

• Arrays (U)

• Controle – en herhalingsstructuur,

• Functies, subroutines, procedures

72 Programma’s evalueren en debuggen. Foutanalyse

Interpretatie Bijsturing



2. 3de graad EE

25 De driefasenspanningen, -stromen en vermogens verklaren en meten.

27 Het aanzetsysteem in functie van de mechanische belasting dimensioneren, instellen en verklaren.

Motor

Motoraanzet

Motorsturing

…

30 Schemastudie van de vermogen- en stuurkring van de basismotorschakelingen uitvoeren via CAE.

Start–stop

Omkeerschakeling

Ster-, driehoekschakeling

Elektronische motorstarters

Machinerichtlijnen

34 Van verschillende verbruikers de vermogens en de cos bepalen door metingen en berekeningen.

Verbruikers en netten

Verklaringen van, metingen en berekeningen op:

kortsluitvermogen, bedrijfsstroom, toegelaten stroom in geleider; nominale stroomwaarde van de beveiliging; conventionele niet-aanspreekstroom van de beveiliging; conventionele aanspreekstroom van de beveiliging.

Schakelen van onderbrekingstoestellen

43 Beveiligingsmaatregelen tegen de gevolgen van kortsluiting en overbelasting aan de hand van een concreet voorbeeld proefondervindelijk bepalen.

Uitschakelkarakteristieken

77 De geschikte in- en uitgangen bij een plc kiezen en op een veilige manier aansluiten.78 Gangbare programmeertechnieken voor de plc toelichten.

Keuze uit:Ladder, instructielijst, logische functiebouwstenen.Hoofdprogramma, subroutines, interruptroutines.

79 Gestructureerde plc-programma´s schrijven en documenteren voor praktische realisaties.

FrequentieregelaarAD-/DA- toepassingBussysteemHMI



3. 3de graad EM

65 De resultaten van de meetopstellingen toetsen aan berekende waarden.

Vectoriële voorstelling

Faseverschuiving tussen bronspanning en bronstroom

Praktische toepassingen

67Het gebruik van het driefasennet verklaren.

68Schakelen van verbruikers op driefasige netten.

69Meten en berekenen van arbeid en vermogen bij driefasige elektrische verbruikers, de meetwaarden integreren en gepaste maatregelen voorstellen om de arbeidsfactor te verbeteren.

Ontstaan driefasenspanningHoofdeigenschapSter- en driehoekschakeling3- en 4-geleidernettenSymmetrische en asymmetrische belastingenLijn- en fasegroothedenSymmetrische – asymmetrische verbruikersVermogen en arbeid Condensatorbatterijen

74 De koppel-rotatiefrequentie, karakteristiek van een asynchrone motor, opmeten en toelichten.

Slip-rotatiefrequentie

Motorkoppel, frequentie, statorspanning

Vermogen, rendement en cosφ

Aanloopstroom

76Op basis van een schema de driefasige asynchrone motor schakelen.

Vermogenkring

Stuurkring

Start–stop

78 De geldende elektrische normering i.v.m. veiligheid toepassen.

Normering elektrische componenten (verbruikers en bediening)

Directe en indirecte aanraking

Netstelsels

Kabels (normering)

Sectorspecifieke normering (U)

79 De AS-motor aansluiten en belasten. Kenplaatje-catalogi

Spanning, stroom, koppel en vermogen

Draaizin omkeren

In relatie tot een mechanische belasting

In dienststelling

Beveiliging

Storingen

80 Aanzetmechanismen kiezen i.f.v. de belasting.

Soorten belasting

– Ventilator, hefwerktuig

Aanzetmechanismen

– Ster-, driehoekaanzet

– Softstarter (U)

– Aanlopen met frequentieregelaar



81 Onderbrekingsmechanismen toepassen. Beveiligingsmechanismen

Kortsluiting

Overbelasting

87 Bij het ontwerpen van een geautomatiseerd project de meest geschikte sensor kiezen en aansluiten.

Analyse bestaand verdeelbord - schema

Schema via CAE

Kastlayout via CAE

– Klemmen, klemnummers

– Plaats van de onderdelen

Principe van energieverandering

88 Randapparatuur volgens voorschriften aan de plc aansluiten.

Analyse van proces

Blokschema

Ingangen–uitgangen

Digitaal–analoog

Hoofdkring en stuurkring

– Programmering

– Sequentieel, combinatorisch

Adresseringsmogelijkheden

Plc-cyclus

Plc-hardware

Test routines

95 De bouwstenen van een installatie afstemmen.

Bouwstenen

– Timers en tellers

– Turnen van actuatoren



4. 3de graad TE

23Het gedrag van verbruikers op 3-fasige netten proefondervindelijk vaststellen.

• Ster

• Driehoek

• (on)Evenwichtig

• Nulgeleider

− metingen

− vermogen

− verbruik

− arbeidsfactor

− spanning en stroom

• Berekeningen

• Beveiligingen

24Storingsanalyse op belaste netten uitvoeren. • Fase uitval

• Onderbreking van nulleider

31Volgens opdracht, een verdeelbord monteren, de energiekabels aanleggen en verbindingen realiseren, hierbij gebruik makend van de specifieke materialen en gereedschappen.

• Selectiviteit

• Voorbereiding keuringsdossier

• Richtlijn kastenbouw

• Doorgangen-openingen

• Inbouw

• Opbouw

• Kabelgoot

• Kabelladder

• Voedingsrail

32Kast lay-out ontwerpen en uitvoeren. • Elektrisch schema

• Schikking – componenten

• Nummering

– draad

– kabel

– klemmen

– component

33Het verschil tussen actief, reactief en schijnbaar vermogen verklaren.

• Actief, reactief en schijnbaar vermogen



37Aanlopen, belasten en remmen van 3-fasige kooiankermotor verklaren.

• Contactor/solid state

• Start-stop

• Omkeer

• Ster/driehoek

• Softstarter

• Frequentieomvormer

• Machinerichtlijn

… 38De aanloopinrichting van een elektromotor aansluiten, parametreren en in bedrijf stellen.

In functie van:• Voedingsnet

• Belasting

• Koppel – rotatiefrequentie karakteristiek

• Stroom – rotatiefrequentie karakteristiek

• Omgeving

• Snelheid

54 Programmeertalen en ontwerpmethoden toepassen.

• PLC instructie-set, functies, functieblokken

• Dataverwerking, bit-, byte-, woordverwerking

• Ladderdiagram, instructielijst, logische bouwstenen

• Hoofdprogramma, subroutines

56 Bedieningselementen en sensoren volgens voorschrift aan een programmeerbare sturing aansluiten.

• Mechanische bediening (drukknop, eindeloop …)

• Sensoren

§ Inductieve

§ Capacitieve

§ Optische

§ Magnetische

§ Ultrasone (U)

• Symbolen

57 Actoren volgens voorschrift aansluiten aan een programmeerbare sturing.

• Actoren (ventiel, relais, motor …)

• Symbolen



5. 3de graad BE

19 Aan de hand van een uitvoeringsschema, een laagspanningsverdeelkast samenstellen, componenten plaatsen, bedraden, monteren, aansluiten en de functionaliteit testen.

• LS-verdeelkasten• Kastenbouw• Plaatsingstechnieken• Railstel• Beveiligingen• IP-waarden• Toebehoren• Etikettering• Nummering• PE

25Aan de hand van een uitvoeringsschema, een stuurkast, bedieningen en motor van een machine samenstellen, componenten plaatsen, bedraden, monteren, aansluiten en de functionaliteit testen, rekening houdend met de vigerende wetgeving.

Start – stopOmkeerSter-driehoekSoftstarterFrequentieregelaarKoppeling met klemmen programmeerbare sturingEMC

26De besturings- en veiligheidselementen van een machine herkennen in een schema en de keuze toelichten in functie van de toepassing.

DrukknoppenNoodstopSignalisatietoestellenEindeloopSensorenVeiligheidsschakelaarsStandenschakelaarsMicroschakelaarsTijdschakelaarsContactorenNokkenschakelaarsVeiligheidsrelais

27Aan de hand van de gegevens op de kenplaat, een motor aansluiten en de nodige beveiligingen monteren en instellen.

Thermische beveiligingMotorbeveiligingLijn- en fasespanningSoort elektrisch net

28Aan de hand van een uitvoeringsschema van een machine, de componenten voor motorbeveiliging herkennen en hun principiële werking toelichten.

MotorbeveiligingThermischMagnetischThermo-magnetischElektronischZekeringen

29Een motor uitlijnen in functie van de toepassing. DemontageMontage

30 Aan de hand van een aansluitingsschema, programmeerbare sturing in een opstelling plaatsen, aansluiten, bedraden en de functionaliteit testen.

• Ingangen• Uitgangen

54 Aan de hand van proefopstelling, diverse metingen op een asynchrone motor uitvoeren.

• Aansluitklemmen • Doormeten• Isolatieweerstand



• Stroom belast/onbelast• Aanloopstroom• cosϕ• Kenplaat• Draaizin



6. 7IO61 In een elektrisch schema, bij een gegeven opdracht, de relatie tussen symbolische voorstelling, codering en de overeenkomstige component in de elektrische installatie herkennen en erover communiceren.

62 In een gegeven elektrische installatie, de elektrische grootheden, opmeten en rapporteren.

• meettoestel

63 Verbruikers schakelen op driefasig net. • 3- en 4-geleidernetten

• Rechtstreeks geschakelde motoren

• Onrechtstreeks geschakelde motoren

• Motorkenplaatje

• Vermogenkring

• Stuurkring

• Start – stop

• Omkeerschakeling

• Elektronische motorstarters

− Aanlopen met frequentieregelaar

• Aanzetmechanismen

− Ster-driehoekaanzet

• Indienststelling

• Beveiliging

• Storingen

64 Op basis van een schema de driefasig asynchrone motor schakelen en in bedrijf nemen

70 Schakelingen volgens instructies opbouwen. • Draad− Kleur

− Dikte

− Nummering

• Klemnummering



7. 7IE

7 De beveiligingen en beveiligingssystemen van motoren omschrijven.

• 1-fasig asynchroon

• 3-fasig asynchroon

28 De fundamentele opbouw van een programmeerbare sturing in een blokschema visualiseren.

• Mechanische montage

• Elektrische configuratie

• Aansluiting ingangskaart

• Aansluiting uitgangskaart

29 De basisbesturingsfuncties bij een programmeerbare sturing herkennen en toepassen.

EN-functieOF-functieDraadbreukdetectieSET/RESET-functie of SR-flip/flopFlankdetectie (stijgend en dalend) (U)Gebruik van tijdfunctiesGebruik van telfunctiesGebruik van merkers

30Aan de hand van een elektrisch schema van een toestel/machine het proces herkennen.

Combinatorisch.Sequentieel.

31Een motor-aangedreven opstelling met een programmeerbare sturing aasluiten, een programma invoeren, starten en testen.

Start-stopOmkeren draaizinSter-driehoek


score

…………………/ 60

VAK: Project Transportband

voor/na speeltijdaantal lestijden: 2aantal blz: 7hulpmiddelen: GRM, lat, potlood

Bovenbouw VTI Beringen

EXAMEN / GROTE TOETS

NAAM: …………………………………………………………..

VOORNAAM: ………………………………… NR. …..…

KLAS: 5EMRICHTING: ElektromechanicaVAKLEERKRACHT:THRItrimester/semester: I II IIIschooljaar: 2013-2014datum: ………/…….../2013

Informatie:Indien het product naar links beweegt, draait de transportband ook linksom. Indien het product naar rechts beweegt, draait de transportband rechtsom.De sensor is een optische sensorDe transportband wordt aangedreven via een open kettingoverbrenging.

BOVENBOUWSCHOOL VRIJ TECHNISCH INSTITUUT (PAGINA 1)Burgemeester Geyskensstraat 11 • 3580 Beringen

score

…………………/ 60





NAAM: …………………………………………………………..

VOORNAAM: ………………………………… NR. …..…


Vraag1: Zoals in de opdracht omschreven staat, hebben we te maken met een open kettingoverbrenging. Dit kan gevaarlijk zijn. Welke PLr zal je nodig hebben?

………………………………………………………………………………………………………. Leg onderstaande figuur uit. Maak gebruik van de afkortingen die je op de tekening terugvindt.S: ……………………………………………………………………………………………………….

……………………………………………………………………………………………………….

F: ……………………………………………………………………………………………………….

……………………………………………………………………………………………………….

P: ……………………………………………………………………………………………………….

……………………………………………………………………………………………………….

PLr: ……………………………………………………………………………………………………….

……………………………………………………………………………………………………….


score

…………………/ 60





NAAM: …………………………………………………………..

VOORNAAM: ………………………………… NR. …..…


Vraag2: Waarom wordt een motor soms in ster-driehoekschakeling gebruikt? Je kan onderstaande figuren gebruiken bij je uitleg.

Vraag3: Teken een koppeltoerentalkarakteristiek van een ster-driehoekschakeling. Teken ook de stroom-toerentalkarakteristiek. Duidt aan waar de overgang van ster naar driehoek plaatsvindt.

Waarom vindt de overgang niet vroeger of later plaats?


score

…………………/ 60





NAAM: …………………………………………………………..

VOORNAAM: ………………………………… NR. …..…


Vraag4: Drie identieke impedanties Z=8+j6 zijn achtereenvolgens in ster en in driehoek aangesloten op een driefasige spanning van 3x380V-50Hz. Bereken in beide gevallen de lijnstromen en het totaal actief, reactief en schijnbaar vermogen.

Vraag5: Mag er ook terug geschakeld worden van driehoek naar ster? Waarom niet?

Vraag6: Wat gebeurd er indien je de ster en driehoekcontactor samen bedient? Hoe beveilig je dit best?


score

…………………/ 60





NAAM: …………………………………………………………..

VOORNAAM: ………………………………… NR. …..…


Vraag7: Welke beveiligingen kan je terugvinden op onderstaande tekening?Leg uit waarvoor deze dienen.


score

…………………/ 60





NAAM: …………………………………………………………..

VOORNAAM: ………………………………… NR. …..…


Vraag8: Indien je op start drukt, zal de transportband linksom draaien in ster. Op het moment een signaal gegeven wordt op de drukknop om rechtsom te draaien, zal de motor rechtsom draaien in ster. Na 5seconden zal de motor overschakelen op driehoek.Indien er 24 producten voorbij de sensor zijn gekomen, zal de transportband stilvallen en zal er gedurende 30 seconden een lampje knipperen aan een frequentie van 2Hz.Het programma moet op ieder moment gestopt kunnen worden.

Schrijf dit programma (vergeet de toewijzingslijst niet)

Main:

Hoofdprogramma:


score

…………………/ 60





NAAM: …………………………………………………………..

VOORNAAM: ………………………………… NR. …..…


Tekening:Teken de ingangs- en uitgangskaart van de PLC met aansluitingen.Verandert de vermogenkring ook? Indien dit zo is, moet je deze ook tekenen.


ster driehoek

Documents