Direct Drive

[Lagorce]

Mal was Konkretes...

Leitner-Poma DirectDrive
794 kW; 1570 A (total, pro Aussenleiter); Netzspannung FU 400 V, 50 Hz.

Anschlusskasten des permanentmagneterregten Niederspannungs-Synchronmotors:
4 unabhängige jeweils in Stern geschalteten Wicklungsgruppen, rechts, nicht gut ersichtlich, befindet sich das Hilfsklemmenbrett für die Pt-100 Temperaturmesssonden der einzelnen Phasenwicklungen sowie des unteren Wälzlagers. Die Anschlüsse der beiden gegenläufig codierten singleturn SSI-Absolutencoder der Rotorlageerfassung werden nicht über den Klemmenkasten geführt. Die Lüfter mit integriertem FU sind ebenfalls getrennt verkabelt.
Pro Wicklungsgruppe sind 2 identische Motorenkabel parallel verlegt, Motorenkabel ist aus EMV Gründen symmetrisch aufgebaut mit 3 Aussenleiter 95 mm2 Cu sowie 3 Schutzleiter 16 mm2 Cu und Gesamtabschirmung. Foto von Kabelende muss ich noch suchen.


Erläuterungen zum FU Modul folgen.

 

[markus]

Weil ich grad beim Encoder Tauschen bin noch ein paar Fotos von unserem Motor.

 

[Lagorce]

Allerbesten Dank für Deine exklusiven Fotos!

War es schwierig die Encodermontage abzuändern? Hast Du insgesamt 48 Einzelwicklungen (in den Schemas sollten dann [falsch: 48] 12 Pt100 Statorwiclungs-Temperatursonden aufgeführt sein, im Motor des Fotos werden [falsch: 49] 12 Temperaturen gemessen (inkl. unteres Lager))?

Edit: Fehler korrigiert
Es werden 12 Wicklungstemperaturen gemessen, also 3 pro Drehstromwicklungssystem und nicht 48 wie ich irrtümlicherweise auff!ührte. Die Pt100 der Wicklungen sind als 3-leiter Typ ausgeführt, für das untere Lager als 2-leiter. AFAIK wird nichts weiteres kontinuirlich im Motor selbst gemessen (SPM, x/y/z-Wellenlagen, usw.).

Hier noch ein Foto des Sammelbehälters für das überschüssige Schmiermittel, befindet sich unten im Freiraum unter dem Rotor, Foto ist allerdigs um 180° gedreht (Info zur Funktion stammt von Markus, der Poma Monteur den ich fragte wusste gar nichts von dieser gut versteckten Flasche):

 

[markus]

Bei meiner Maschine gibt es den Behälter noch nicht, wurde erst später eingeführt.
Lagertemperatur und 12 Temperatursonden sind bei mir verbaut wenn ich mich nicht irre.

 

[Lagorce]

Damit Text unter dem Foto erscheint poste ich erneut.

Beide Rotorlageencoder sind identisch und sind immer noch dieselben Type bei den heutigen LP Motoren, lediglich wurde die Montageart angepasst.
Durch die Montagelage werden gegenläufige per SSI Protokoll übertragene Rotorlagedaten übertragen (Grey Code 14-bit, ggf. Typenschilddaten Googlen, es handelt sich um ganz gewöhnliche Industriencoder, allerdings mit 5 V DC und nicht 24 V DC Hilfsspannung, was IMO etwas unerwartet ist).

Der eine Encoder ist am Steuermodul des motorseitigen Inverters des FU1 angeschlossen, dieser dient als Master.
Der andere Encoder am Steuermodul des motorseitigen Inverters des FU2 angeschlossen.
Falls der Encoder von FU1 ausfällt wird FU2 zum Master am Touchscreen (Semer SmartBoard Steuerungsversion) umgeschaltet und dann wird FU1 als Slave betrieben.
Falls FU1 ausfällt wird FU2 zum Master am Touchscreen umgeschaltet und dann wird mit FU2 bis FU4 gefahren.
Sind zwei oder mehr FU defekt kann glaub nicht mehr gefahren werden. Sind FU1 und FU2 defekt kann nicht mehr gefahren werden, da keine Rotorlagerückmeldung vorhanden ist.

Notantrieb ist hier diesel-elektrisch mit 2 Asynchronmotoren a je 75 kW die von je einem getrennte FU gespiesen werden, Speisung der beiden Sinamics Notantriebs-FU über Normalnetz oder Notnetz ab 275 kVA Notstromgruppe (Netzersatzanlage), bei der ist übrigens der sog. Battleshort Modus aktivierbar (Näheres sowie Fotos folgen). Elektrisches Bremsen des Notanriebs über FU-integrierte Bremschopper und jeweils getrennte Bremswiderstandsbänke.
Zu beachten, dass bei der Leitner Bahn von Markus der Notantrieb wie üblich bei Leitner Diesel-hydrostatisch ist. Zudem ist die Steuerung anders ausgeführt, Leitner bei Markus bzw. Semer bei meinen Fotos (SmartBoard Version, die mit den Design-Steuerpult und Colorchanger-LED-Beleuchtungsgag.

Edit:
IIRC sind bei der aktuellen Version die Wickelkopfverbindungen ausschliesslich oben, damit man ein einzelnes Wicklungsmodul von oben austauschen kann. Bei Dir sind den Fotos nach die Wicklungen ebenfalls unten miteinander verbunden.

Edit:
Fotos zugefügt.

 

[Ram-Brand]

Mensch Markus, ist das da Rost in deinem Motor?
Mal nen neuen Kaufen!

 

[Lagorce]

Bei meiner Maschine gibt es den Behälter noch nicht, wurde erst später eingeführt.
Lagertemperatur und 12 Temperatursonden sind bei mir verbaut wenn ich mich nicht irre.

Du hast vollkommen recht, habe mich oben geirrt, es sind 12 Pt100 für die Wicklungen vorhanden, vermutlich sieht man die verdeckt unter Schutzband oder sonst was schützendem wenn man das obere Motorschild entfernt. Habe sie selbst nur auf online veröffentlichten Fotos gesehen.

Das Lüftungssysten wurde irgendeinmal abgeändert, mittlerweile werden 1 bis 4 auf dem oberen Deckel montierte drehzahlveränderbare Radiallüfer mit integrierter Elektronik eingesetzt (analoger unipolarer Drehzahlspannungssollwert, weiss nicht mehr, ob Alarme ausgewertet werden; Mindest-Luftstrom oder Mindest-Überduck im Motor werden nicht überwacht).

Was die angesprochenen Rostspuren betrifft, könnten die von der Zwischenlagerung auf der Baustelle stammen?

AFAIK ist keine Standheizung vorhanden, theoretisch könnte man zwar über die Statorwicklungen temperieren (um Kondensation zu verhindern), ausser Betrieb werden die FU jedoch ausgeschaltet. Im Vgl. sind zahlreiche klassische AC und DC Seilbahn-Hauptantriebsmotoren mit Stillstandsheizung versehen.

Der QSL9 G5 Dieselmotor des Cummins Notstromaggregats (made in India) verfügt über eine elektrische Kühlwasserheizung, die Zirkulation ist passiv über Konvektion.

BTW Die Nyloc-Mutter am oberen Wellenverlängerungsstummel ist m.E. eine Fehlüberlegung vom Hersteller, da sie zu einer unnötigen axialen Verspannung führen kann, die Encoder sind mit Hohlwelle versehen. Datenblatt der Encoder kann man beim Hersteller downloaden, wie gesagt, es handelt sich um ganz gewöhnliche Industrietypen (die Encoderkabelllänge könnte bei gewissen Bahnen die Empfehlungen des Herstellers überschreiten, kommt jedoch auf die effektive Kabelführung an).

 

[markus]

Der Rost ist maximal ein Schönheitsfehler und kommt davon weil da zum Teil blankes Eisen vorhanden ist und der andere Teil Rost stammt von Nachbearbeitungsarbeiten am Motor, vom Bohren... Ist Metallstaub.
Stört aber nicht weiter.
Die Motorlüfter sind absolut ausreichend weil die Maschine unter Vollast nach 8 Stunden Betrieb und ca. 18 Grad Aussentemperatur und direkter Sonneneinstrahlung nicht wärmer als 45 Grad wird.

Ach ja, und der neue Halter der Drehgeber, der auf Deinen Fotos zu sehen ist, der funktioniert leider nur bei den modernen Umrichtern wie dem Leitdrive...
Ich habe das Teil nachgeliefert bekommen und die Anlage nicht mehr zum laufen bekommen, da die Drehgeber zu weich aufgehängt sind und eine minimale Torsionsbewegung machen, die der Siemens Umrichter nicht mag, der geht sofort auf Störung.

Ich habe das alte System jetzt etwas modifiziert bekommen und alles läuft sehr Störungsarm.

 

[Lagorce]

Hohe Torsionssteifigkeit bei Rotorlagegebersystem ist ein absolutes Muss, ansonsten können allerlei störende Schwingungen auftretem. z.T. auch nur in Resonanzbereichen, usw. Auch rein kraftschlüssige ungenügend angezogene Wellenkupplungen oder Spannbuchsen können durchrutschen und somit Störungen verursachen. Ungenaue Zentrierung verursacht ebenfalls Codierfehler, betrift jedoch eher sehr hoch auflösende Encodersysteme (bis unterhalb einer Winkelsekunde mit interferomeriebasierten Encodern).
Ferner sind EMV Probleme zu berücksichtigen, insbes. bei asymmetrischer Signalübertragung (z.T. werden rein optische Encoder, ohne Elektronik im Encoder selbst eingesetzt, zahlreiche CH Pendelbahnenkopierwerke sind mit solchen Encodertypen ausgestattet).

Bei langsamlaufenden Direktantriebsmotoren ist die Drehzalregelung heikler als bei einem schnell drehenden Motor (z.B. ca. 1500 U/mn) mit Schwungrad (bei Seilbahnen oft als Bremsscheibe der Betriebsbremse ausgebildet).

Der Rost sieht nach Flugrost aus und hat wie Markus es erwähnte nur eine optische Bedeutung. Blanke Teile der Wellen, Lager, usw. bleiben meist eingefettet und rosten nicht so schnell solange keine Wasser kondensiert oder direkt drauf kommt.

Da nur wenig unterschiedliche LP DirectDrive Motorengrössen vorhanden sind, vermute ich, dass oft der eingesetzt Motor eigentlich thermisch einiges überdimensioniert ist. Gewiss aktuelle Versionen sind mit einem Lüfter ausgestattet, andere mit vier. Der abgebildete Motor hat zwei identische Ziehl-Abegg Lüfter, einer davon ist jedoch ausreichend. Bei früheren Ausführungen wie bei Markus waren Radiallüfter mit klassischem IEC Drehstrommotor unten am Umfang des Statorkörpers angebracht.