Πίνακας Περιεχομένων Σελίδας
Μέγιστη συχνότητα χρήσης
Το πρότυπο IEC 60 034-1 (DIN EN 60 034-1) “Rotating Electrical Machines, Part 1: Rating and Performance” καθορίζει μία σειρά από κατηγοριοποιήσεις για την μέτρηση της μέγιστης συχνότητας χρήσης (duty cycle) των ηλεκτρικών κινητήρων. Ακολουθούν κάποιες από αυτές που συνήθως απαντάμε στους μηχανισμούς μας:
S1 - Συνεχής λειτουργία
Λειτουργία υπό σταθερό φορτίο για όσο χρόνο απαιτείται ώστε ο κινητήρας να έρθει σε θερμική ισορροπία.
  |
|
 | Θερμοκρασία σε κατάσταση θερμικής ισορροπίας (δηλαδή η μέγιστη θερμοκρασία που αναπτύσσεται μακροπρόθεσμα κατά την λειτουργία του κινητήρα) |
 | Χρόνος που απαιτείται για να επέλθει θερμική ισορροπία |
S2 - Βραχεία λειτουργία
Λειτουργία υπό σταθερό φορτίο για χρόνο μικρότερο απ΄ ότι απαιτείται ώστε ο κινητήρας να έρθει σε θερμική ισορροπία. Μετά από κάθε περίοδο λειτουργίας, ο κινητήρας απενεργοποιείται μέχρι τα τυλίγματά του να έρθουν σε θερμοκρασία περιβάλλοντος.
 |
|
 | Διάστημα λειτουργίας κινητήρα υπό σταθερό φορτίο |
 | Διάστημα απενεργοποίησης κινητήρα |
S3 - Διαλείπουσα περιοδική λειτουργία
Επαναλαμβανόμενη ακολουθία από καθορισμένους κύκλους λειτουργίας και απενεργοποίησης του κινητήρα. Κάθε κύκλος περιλαμβάνει ένα χρονικό διάστημα λειτουργίας υπό σταθερό φορτίο ακολουθούμενο από ένα χρονικό διάστημα απενεργοποίησης του κινητήρα. Επίσης, σε κάθε κύκλο, ούτε το χρονικό διάστημα λειτουργίας, ούτε το χρονικό διάστημα απενεργοποίησης του κινητήρα είναι τόσο μεγάλα ώστε να επέλθει θερμική ισορροπία αυτού. Στην περίπτωση αυτή η ένταση του ρεύματος κατά την εκκίνηση είναι τέτοια ώστε να μην επιδρά σημαντικά στην αύξηση θερμοκρασίας του κινητήρα.
 |
|
 | Συνολική διάρκεια κύκλου |
| Διάστημα λειτουργίας κινητήρα υπό σταθερό φορτίο |
| Διάστημα απενεργοποίησης κινητήρα |
 | cyclic duration factor - εκφράζεται σαν ποσοστό επί τοις εκατό (%) |
Παραδείγματα S3
Στους μηχανισμούς που μας αφορούν, συνήθως η λειτουργία τους εμπίπτει στην κατηγορία S3. Επίσης, πρακτικά όλοι οι κύκλοι λειτουργίας / ανάπαυσης είναι πανομοιότυποι.
Όπως αναφέραμε, στην κατηγορία S3, η μέγιστη συχνότητα χρήσης ενός μηχανισμού εκφράζεται από τον δείκτη cdf που είναι ένα ποσοστό επί τοις εκατό (%) και ισούται με το λόγο του χρόνου λειτουργίας ως προς τον συνολικό χρόνο (δηλαδή με το χρόνο λειτουργίας συν το χρόνο ανάπαυσης του κινητήρα). Ισχύει δηλαδή:
Μέγιστη συχνότητα χρήσης = ( Χρόνος λειτουργίας ) / ( Συνολικός χρόνος )
Ανάλογα με την ποιότητα κατασκευής του μηχανισμού, είναι πιθανόν ότι για μικρά διαστήματα επιτρέπεται να υπερβούμε την εγγυημένη μέγιστη συχνότητα χρήσης χωρίς να δημιουργήσουμε σοβαρό πρόβλημα φθοράς ή και βλάβη στο μηχανισμό. Συνολικά όμως, πρέπει να φροντίσουμε να χρησιμοποιούμε τον μηχανισμό με βάση την προβλεπόμενη συχνότητα χρήσης εάν θέλουμε μακροχρόνια και αξιόπιστη λειτουργία.
Για να δώσουμε ένα πρακτικό παράδειγμα του τι σημαίνει η μέγιστη συχνότητα χρήσης, ας υποθέσουμε ότι έχουμε εγκαταστήσει ένα μηχανισμό συρόμενης θύρας και ότι αυτός, για το συγκεκριμένο θυρόφυλλο, επιτυγχάνει χρόνο ανοίγματος 5 sec και χρόνο κλεισίματος άλλα 5 sec. Αυτό σημαίνει ότι ένα ανοιγοκλείσιμο του θυρόφυλλου παίρνει 10 sec ( = 5 sec άνοιγμα + 5 sec κλείσιμο). Τι σημαίνει αυτό ανάλογα με τη μέγιστη συχνότητα χρήσης που δίνει ο κατασκευαστής? Παρακάτω, κάνουμε μία ανάλυση για την περίπτωση που η μέγιστη συχνότητα χρήσης είναι 25%, 50% ή 100%.
| Μέγιστη συχνότητα χρήσης | Ανάλυση |
|---|---|
| 25% | Ο μηχανισμός μπορεί να χρησιμοποιείται, για το ανοιγοκλείσιμο του θυρόφυλλου, κάθε 40 sec (= 10 sec / 25%). Άρα, στα 40 sec συνολικό χρόνο, απαιτεί 30 sec ( = 40 sec - 10 sec) χρόνο ανάπαυσης. Επίσης, κάθε μία ώρα ( = 3600 sec) ο μηχανισμός μπορεί να κάνει με αξιοπιστία 90 ( = 3600 sec / 40 sec ) ανοιγοκλεισίματα. |
| 50% | Ο μηχανισμός μπορεί να χρησιμοποιείται, για το ανοιγοκλείσιμο του θυρόφυλλου, κάθε 20 sec (= 10 sec / 50%). Άρα, στα 20 sec συνολικό χρόνο, απαιτεί 10 sec ( = 20 sec - 10 sec) χρόνο ανάπαυσης. Επίσης, κάθε μία ώρα ( = 3600 sec) ο μηχανισμός μπορεί να κάνει με αξιοπιστία 180 ( = 3600 sec / 40 sec ) ανοιγοκλεισίματα. |
| 100% | Ο μηχανισμός μπορεί να χρησιμοποιείται, για το ανοιγοκλείσιμο του θυρόφυλλου, κάθε 10 sec (= 10 sec / 100%). Άρα, στα 10 sec συνολικό χρόνο, απαιτεί 0 sec ( = 10 sec - 10 sec) χρόνο ανάπαυσης. Με λίγα λόγια, η χρήση του μηχανισμού μπορεί να είναι συνεχής και να ανοιγοκλείνει την πόρτα ασταμάτητα και, κάθε μία ώρα ( = 3600 sec) ο μηχανισμός μπορεί να κάνει με αξιοπιστία 360 ( = 3600 sec / 10 sec ) ανοιγοκλεισίματα. |
Είναι φανερό ότι όσο μεγαλύτερος αριθμός είναι η μέγιστη συχνότητα χρήσης, για δεδομένη ταχύτητα μηχανισμού, τόσο περισσότερες φορές επιτρέπεται να τον λειτουργούμε ανά μονάδα χρόνου.
Όταν όμως θέλουμε να συγκρίνουμε διαφορετικούς μηχανισμούς, πέρα από την μέγιστη συχνότητα χρήσης, πρέπει να λάβουμε υπ' όψιν και την ταχύτητά τους. Εάν ο μηχανισμός του παραδείγματός μας ήταν πιο αργός ή πιο γρήγορος από 10 sec για κάθε ανοιγοκλείσιμο, προφανώς τα νούμερα του παραπάνω πίνακα θα άλλαζαν αναφορικά με τους χρόνους. Ένα ακόμη παράδειγμα θα βοηθήσει να καταλάβετε τι σημαίνει αυτό. Ας υποθέσουμε ότι έχουμε δύο μπάρες ελέγχου κυκλοφορίας με διαφορετικούς χρόνους ανοίγματος και κλεισίματος. Η πρώτη είναι η “γρήγορη” και έχει χρόνο ανοίγματος 2 sec και κλεισίματος 3 sec - δηλαδή 5 sec χρόνο για ένα ανοιγοκλείσιμο. Η δεύτερη είναι η “αργή” και έχει χρόνο ανοίγματος 3 sec και κλεισίματος 4 sec - δηλαδή 7 sec χρόνο για ένα ανοιγοκλείσιμο. Ο ακόλουθος πίνακας μας δίνει τις συγκριτικές τιμές για διάφορες μέγιστες συχνότητες χρήσης. Οι υπολογισμοί γίνονται όπως παραπάνω.
| Μέγιστη συχνότητα χρήσης | Χρόνος ανοιγοκλεισίματος (sec) | Χρόνος ανάπαυσης (sec) | Συνολικός χρόνος (sec) | Ανοιγοκλεισίματα ανά ώρα | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| “Γρήγ.” μπάρα | “Αργή” μπάρα | “Γρήγ.” μπάρα | “Αργή” μπάρα | “Γρήγ.” μπάρα | “Αργή” μπάρα | “Γρήγ.” μπάρα | “Αργή” μπάρα | |
| 60% | 5.00 | 7.00 | 3.34 | 4.67 | 8.34 | 11.67 | 432.0 | 308.6 |
| 80% | 5.00 | 7.00 | 1.25 | 1.75 | 6.25 | 8.75 | 576.0 | 411.5 |
| 100% | 5.00 | 7.00 | 0.00 | 0.00 | 5.00 | 7.00 | 720.0 | 514.3 |
Παρατηρήστε ότι, για παράδειγμα, μία “γρήγορη” μπάρα που έχει μέγιστη συχνότητα χρήσης 60% μας προσφέρει περισσότερα ανοιγοκλεισίματα ανά ώρα απ' ότι μία “αργή” μπάρα που έχει μέγιστη συχνότητα χρήσης 80% αλλά σαφώς λιγότερα από μία “αργή” μπάρα που έχει μέγιστη συχνότητα χρήσης 100%. Πάντα λοιπόν πρέπει να λαμβάνουμε υπ' όψιν τόσο την μέγιστη επιτρεπτή συχνότητα χρήσης όσο και την ταχύτητα λειτουργίας του κάθε μηχανισμού.
S4 - Διαλείπουσα περιοδική λειτουργία με σημαντική ένταση εκκίνησης
Όπως η κατηγορία S3 αλλά η ένταση του ρεύματος κατά την εκκίνηση είναι τέτοια ώστε να επιδρά σημαντικά στην αύξηση θερμοκρασίας του κινητήρα.
 |
|
| Συνολική διάρκεια κύκλου |
 | Διάστημα εκκίνησης κινητήρα υπό σταθερό φορτίο |
| Διάστημα λειτουργίας κινητήρα υπό σταθερό φορτίο |
| Διάστημα απενεργοποίησης κινητήρα |
 | cyclic duration factor - εκφράζεται σαν ποσοστό επί τοις εκατό (%) |
S5 - Διαλείπουσα περιοδική λειτουργία με σημαντική ένταση εκκίνησης και ηλεκτρική πέδηση
Όπως η κατηγορία S4 αλλά περιλαμβάνεται και διάστημα ηλεκτρικής πέδησης.
 |
|
| Συνολική διάρκεια κύκλου |
| Διάστημα εκκίνησης κινητήρα υπό σταθερό φορτίο |
| Διάστημα λειτουργίας κινητήρα υπό σταθερό φορτίο |
 | Διάστημα ηλεκτρικής πέδησης κινητήρα |
| Διάστημα απενεργοποίησης κινητήρα |
 | cyclic duration factor - εκφράζεται σαν ποσοστό επί τοις εκατό (%) |
S6 - Αδιάλειπτη περιοδική λειτουργία
Επαναλαμβανόμενη ακολουθία από καθορισμένους κύκλους λειτουργίας υπό και χωρίς φορτίο. Κάθε κύκλος περιλαμβάνει ένα χρονικό διάστημα λειτουργίας υπό σταθερό φορτίο ακολουθούμενο από ένα χρονικό διάστημα λειτουργίας χωρίς φορτίο. Δεν γίνεται διακοπή στην λειτουργία του κινητήρα. Επίσης, σε κάθε κύκλο, ούτε το χρονικό διάστημα λειτουργίας, ούτε το χρονικό διάστημα απενεργοποίησης του κινητήρα είναι τόσο μεγάλα ώστε να επέλθει θερμική ισορροπία αυτού. Στην περίπτωση αυτή η ένταση του ρεύματος κατά την εκκίνηση είναι τέτοια ώστε να μην επιδρά σημαντικά στην αύξηση θερμοκρασίας του κινητήρα.
 |
|
| Συνολική διάρκεια κύκλου |
| Διάστημα λειτουργίας κινητήρα υπό σταθερό φορτίο |
| Διάστημα λειτουργίας κινητήρα χωρίς φορτίο |
| cyclic duration factor - εκφράζεται σαν ποσοστό επί τοις εκατό (%) |
S7 - Αδιάλειπτη περιοδική λειτουργία με σημαντική ένταση εκκίνησης και ηλεκτρική πέδηση
Επαναλαμβανόμενη ακολουθία από καθορισμένους κύκλους εκκίνησης, λειτουργίας υπό σταθερό φορτίο και ηλεκτρικής πέδησης. Κάθε κύκλος περιλαμβάνει ένα χρονικό εκκίνησης, ένα χρονικό διάστημα λειτουργίας υπό σταθερό φορτίο και ένα χρονικό διάστημα ηλεκτρικής πέδησης. Δεν γίνεται διακοπή στην λειτουργία του κινητήρα ούτε έχουμε λειτουργία χωρίς φορτίο. Επίσης, σε κάθε κύκλο, ούτε το χρονικό διάστημα λειτουργίας, ούτε το χρονικό διάστημα απενεργοποίησης του κινητήρα είναι τόσο μεγάλα ώστε να επέλθει θερμική ισορροπία αυτού. Στην περίπτωση αυτή η ένταση του ρεύματος κατά την εκκίνηση είναι τέτοια ώστε να επιδρά σημαντικά στην αύξηση θερμοκρασίας του κινητήρα.
 |
|
| Συνολική διάρκεια κύκλου |
| Διάστημα εκκίνησης κινητήρα υπό σταθερό φορτίο |
| Διάστημα λειτουργίας κινητήρα υπό σταθερό φορτίο |
| Διάστημα ηλεκτρικής πέδησης κινητήρα |
S8 - Αδιάλειπτη περιοδική λειτουργία με συγκεκριμένη ακολουθία σταθερών φορτίων και ηλεκτρικών πεδήσεων
 |
|
| Συνολική διάρκεια κύκλου |
| Διάστημα εκκίνησης κινητήρα υπό σταθερό φορτίο |
 | Διάστημα λειτουργίας κινητήρα υπό σταθερό φορτίο #1 |
 | Διάστημα λειτουργίας κινητήρα υπό σταθερό φορτίο #2 |
 | Διάστημα λειτουργίας κινητήρα υπό σταθερό φορτίο #2 |
 | Διάστημα ηλεκτρικής πέδησης κινητήρα #1 |
 | Διάστημα ηλεκτρικής πέδησης κινητήρα #2 |
 | cyclic duration factor φάσης #1 |
 | cyclic duration factor φάσης #2 |
 | cyclic duration factor φάσης #3 |
S9
 |
|
| Διάστημα εκκίνησης κινητήρα |
 | Διάστημα λειτουργίας κινητήρα υπό αυξημένο σταθερό φορτίο |
| Διάστημα λειτουργίας κινητήρα υπό κανονικό σταθερό φορτίο |
| Διάστημα ηλεκτρικής πέδησης κινητήρα |
| Διάστημα απενεργοποίησης κινητήρα |
S10
 |