Motorsko zaščitno stikalo PKE

Z začetkom letošnjega leta je tudi na slovenskem trgu dobavljivo novo motorsko zaščitno stikalo tipa PKE podjetja Moeller. To je elektronsko zaščitno stikalo, ki ima nadtokovno zaščito izvedeno elektronsko in ne več mehansko s pomočjo bimetala in elektromagneta.

Janez Kokalj, tehnični direktor, Elsing Inženiring, d. o. o.

Motorsko zaščitno stikalo PKE (slika 1) je namenjeno zaščiti motorjev do nazivnega toka 65 A (34 kW pri 400 VAC). Zaradi elektronsko izvedene nadtokovne zaščite je alternativa klasičnim mehanskim bimetalno-elektromagnetnim zaščitnim stikalom. Prednost elektronske izvedbe je predvsem njena fleksibilnost.

Slika 1 – Motorsko zaščitno stikalo PKE

Slika 1 – Motorsko zaščitno stikalo PKE

Načrtovalci novega stikala so upoštevali tudi bogate izkušnje z obstoječih dveh družin: PKZM0/PKZM4 in PKZ2.

V čem pa je prednost novega zaščitnega stikala?

Zgradba PKE

Klasično bimetalno elektromagnetno zaščitno stikalo, kot je npr. PKZM0/ PKZM4 ali PKZ2, ima omejeno območje nastavitve preobremenitve: 0,6-1 x Iu. Širše območje nastavitve bi bilo preveč netočno. Pri elektronski zaščiti pa je možno to nastavitveno območje bistveno razširiti. PKE tako omogoča nastavitev preobremenitve v tokovnem območju 0,25-1 x Iu. Posledica te širitve območja je, da je za pokrivanje celotnega tokovnega področja od 0 do 65 A potreben manjši nabor zaščitnih stikal.

Zaščitno stikalo PKE je sestavljeno iz dveh komponent:

  • iz zaščitnega sprožnika in
  • iz osnovnega (stikalnega) modula (slika 2).

Slika 2 - Sestava PKE

Slika 2 - Sestava PKE

Celotno tokovno področje od 0 do 65 A pokriva samo pet zaščitnih sprožnikov.
1. Zaščitni sprožnik 0,3 … 1,2 A
2. Zaščitni sprožnik 1 … 4 A
3. Zaščitni sprožnik 3 … 12 A
4. Zaščitni sprožnik 8 … 32 A
5. Zaščitni sprožnik 16 … 65 A

Osnovni modul vrši stikalno funkcijo in je obenem še nosilec zaščitnega sprožnika. Osnovni moduli so trije, kot je prikazano na tretji sliki.
1. Osnovni modul 0,3 … 12 A (širina 45 mm, za zaščitne sprožnike 0,3-1,2 A; 1-4 A in 3-12 A)
2. Osnovni modul 3 … 32 A (širina 45 mm, za zaščitna sprožnika 3-12 A in 8-32A)
3. Osnovni modul 8 … 65 A (širina 55 mm, za zaščitna sprožnika 8-32 A (izvedba 55 mm) in 16-65 A)

Kot je razvidno iz zgornjega seznama, se nekatere zaščitne sprožnike lahko vstavlja v dva različna osnovna modula.

Za svoje delovanje elektronsko zaščitno stikalo ne zahteva dodatnega napajanja, saj se napaja kar iz močnostnih priključkov preko vgrajenih tokovnih transformatorjev. Ker nima bimetala, ima tudi manjše toplotne izgube.

Slika 3 - Kombinacije osnovnih modulov in zaščitnih sprožnikov

Slika 3 - Kombinacije osnovnih modulov in zaščitnih sprožnikov

Dodatna oprema

Vsa dodatna oprema za PKE (slika 4) je enaka, kot je na razpolago za obstoječo družino PKZM0/PKZM4, in sicer:

  • pomožni kontakti,
  • podnapetostni in tokovni sprožniki,
  • ročice,
  • adapterji za povezavo na močnostne kontaktorje DIL M in na SASY močnostne zbiralke.

Taka univerzalnost omogoča hitrejše spoznavanje nove družine PKE, lažje projektiranje in enostavnejše naročanje materiala.

Slika 4 - Dodatna oprema za PKE

Slika 4 - Dodatna oprema za PKE

Nastavitve na PKE

Motorsko zaščitno stikalo PKE ima na zaščitnem sprožniku dva rumena gumba, ki ju je potrebno ob zagonu postrojenja pravilno nastaviti. S prvim rumenim gumbom nastavimo nazivni tok zaščitnega stikala. Zaščitno stikalo ima seveda izvedeno temperaturno kompenzacijo, zato ta gumb nastavimo točno na nazivni tok motorja (podatek razberemo iz napisne ploščice motorja) ne glede na temperaturo na mestu vgradnje stikala.

Drugi rumeni gumb pa je namenjen za nastavitev parametra CLASS, zakasnitve izpada zaradi preobremenitve. Običajne bimetalne zaščite (bimetalni rele, bimetalna motorska zaščitna stikala, odklopniki) so grajeni skladno s class=10. To pomeni, da mora zaščitno stikalo izključiti, če 6-kratnik nastavljenega zaščitnega toka (Ir) teče skozi stikalo dlje kot 10 s. Nekateri porabniki, kot so npr. ventilatorji, pa imajo dolgotrajen zagon, ki lahko traja tudi 20 s. V tem primeru bi prišlo pri uporabi mehanskega zaščitnega stikala do izpada. Pri PKE pa bi samo nastavili vrednost class=20 (CLASS je nastavljiv v območju od 5 do 20).

PKE ima fiksno kratkostično zaščito, ki znaša 12-kratnik nazivnega toka stikala (12 x Iu), za razliko od PKZM0 in PKZM4, kjer je kratkostična zaščita 14 x Iu ali PKZ2, kjer je ta zaščita nastavljiva.

Napredna verzija zaščitnega sprožnika

Pri PKE nastopata dve obliki zaščitnega sprožnika. Poleg standardne, ki omogoča že opisane funkcije, še napredna, ki dodatno omogoča tudi komunikacijsko povezavo. Pri tej verziji je zaščitni sprožnik povezan na vmesnik SmartWire-Darwin (tip PKE-SWD-32) (slika 5) in nato preko Moellerjeve komunikacije SmartWire-Darwin na komunikacijski pretvornik (slika 6), ki omogoča povezavo na Profibus-DP ali CANopen komunikacijsko vodilo.

Slika 5 - Povezava zaščitnega sprožnika na SmartWire-Darwin komunikacijo

Slika 5 - Povezava zaščitnega sprožnika na SmartWire-Darwin komunikacijo

Slika 6 - Povezava SmartWire-Darwin na komunikacijski pretvornik

Slika 6 - Povezava SmartWire-Darwin na komunikacijski pretvornik

Na ta način preko komunikacijske povezave pridobimo na krmilniku veliko podatkov o zaščitnem stikalu (vključenost, vzrok izpada, trenutni tok motorja, nastavitve zaščitnega sprožnika, ...).

Dobavljivost

Motorsko zaščitno stikalo je trenutno dobavljivo v omejenem obsegu in sicer samo za tokove do 32 A in samo z osnovnim zaščitnim sprožnikom (napredna verzija zaščitnega sprožnika trenutno še ni dobavljiva).

Cena PKE je le nekoliko višja od mehanskega PKZM0 (od 5 do 35 %, odvisno od nazivnega toka).

Literatura

- Production information: Motor protective circuit breaker PKE (2009)
- Ostali predstavitveni materiali podjetja Moeller