AID - Franklin Electric Europa

AID - Franklin Electric Europa
Europa Ausgaben
2003
2012
Franklin AID
Inhaltsverzeichnis
2003
2004
2005
AID 1
AID 2
AID 3
AID 4
Das Europa Field Service Team stellt sich vor.
Elektrische Ausfallgründe bei Unterwassermotoren, Teil 1
Elektrische Ausfallgründe bei Unterwassermotoren, Teil 2
Mechanische Ausfallgründe bei Unterwassermotoren
AID 1
AID 2
AID 3
AID 4
Frequenzumrichter- betrieb von Unterwassermotoren
Mindestanforderungen an eine erfolgreiche Pumpeninstallation
Design und die Konstruktion von Unterwassermotoren - Teil 1: Elektrisches Design
Design und die Konstruktion von Unterwassermotoren - Teil 2: Mechanisches Design
AID 1
AID 2
AID 4
Design und die Konstruktion von Unterwassermotoren - Teil 3: Motordesign übersicht
Motor- und Brunnenkabel - Teil 1
Kabel- Stromtragfähigkeit und Spannungsabfall - Teil 2; Design änderung 8"/10" Rewindable
Motoren
Blitzschläge/Überspannungen und deren Auswirkungen in Unterwasserinstallationen
AID 1
AID 2
AID 3
AID 4
FranklinTech - Training Center
Elektrischen Motorzustand anhand einer Isolationswiderstandsmessung erkennen.
Werkzeuge zur Überprüfung der Franklin Electric Unterwassermotoren
FE-Unterwassermotoren in der Niedertemperatur Anwendung
AID 1
AID 2
AID 3
AID 4
Vermeidung von Kupplungs- und Verzahnungsschäden
Temperaturüberwachung für Unterwassermotoren
Temperaturüberwachung für Unterwassermotoren - SubMonitor
Temperaturüberwachung für Unterwassermotoren - PT100
AID 1
AID 2
AID 3
AID 4
De-Rating - Teillastbetrieb bei Unterwassermotoren
4" Motorkabel Installation
Änderung der Aderfarben an die harmonisierte europäische Norm HD 308
Einweihung Praktisches- Trainingszentrum / PT100 Kabelfarben / FE Date Code System
AID 1
AID 2
AID 3
AID 4
Korrosionsschutz bei 304SS 4" Motoren
Motorkühlung / Hinweis für Reparatur PE2/PA Motorkabel
SubStartSC Control Box / Motor Test Report
Submersible Motor Installations- Check Liste
AID 1
AID 2
AID 3
AID 4
Franklin Electric Einphasen Motoren - Teil 1
Franklin Electric Einphasen Motoren - Teil 2
Franklin Electric Einphasen Motoren - Teil 3
Franklin Electric Einphasen Motoren - Teil 4
AID 1
AID 2
AID 3
Werkzeuge und Messmittel - Wellenhöhe/Füllung/ Seminartermine 2011
Übersicht der Franklin Electric Kontrollboxen und Motoren / Seminartermine 2011
Frequenzumrichter in Kombination mit einem Unterwassermotor
AID 1
Änderung des FE Motor-Füllkit; Neue 6" Wiederwickelbare und Gekapselte 304SS Motoren;
Positionsänderung des Date Codes und der Sequenznummer bei 4" Motoren
Die elektrische Leistung in Bezug auf die Berechnung der elektrischen Betriebskosten einer
Unterwasserpumpeninstallation
AID 3
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
AID 2
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WHFKQLFDO GHWDLOV DSSOLFDWLRQUHODWHG VROXWLRQV DV ZHOO DV LQQRYDWLRQV IRU RXU FXVWRPHUV DQG XVHUV RI RXU
SURGXFWV7KLV$,'ZLOOEHSXEOLVKHGTXDUWHUO\DQGZLOOLQIRUP\RXRQVXEPHUVLEOHPRWRUVDSSOLFDWLRQUHODWHG
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DW\RXUSUHPLVHVWRVKRZ\RXWKHIXQFWLRQLQJLQVWDOODWLRQDQGPDLQWHQDQFHRIRXUSURGXFWV
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XQVHUHU3URGXNWHEHKDQGHOW
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RI PRWRU HOHFWULFDO IDLOXUHV DUH D UHVXOW RI VWDWRU ZLQGLQJ
EXUQRXW0DLQUHDVRQVDUHVLQJOHSKDVLQJH[WUHPHKLJKRU
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YROWDJHVXUJHVRUGLUHFWVWULNHVRIOLJKWQLQJ
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SUHYHQWDEOH$V D JHQHUDO UXOH HYHU\ PRWRU PXVW EH
SURWHFWHG E\ XVLQJ SURSHUO\ VL]HG WLPH ±GHOD\ IXVHV LQ
FRQMXQFWLRQ ZLWK &ODVV (1 9'( 7
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WKH PDJQLWXGH RI 9ROWV XQIRUWXQDWHO\ SRZHU VXUJHV GR
QRW OLPLW WKHPVHOYHV WR WKLV YROWDJH 7KLV LV ZK\ D JRRG VXUJH
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GHUHLQJHEDXWHQ*HJHQODXIODJHUEHVFKUlQNWHQ*HJHQODXI
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.RQWLQXLHUOLFKHU*HJHQODXI]HUVW|UWGDV*HJHQODXIODJHU
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PHFKDQLVFKHQ$XVIlOOHQGLHHOHNWULVFKH6FKlGHQEHZLUNHQ
N|QQHQ,QGHU2UGQXQJZDVZDUHUVWGDV+XKQRGHUGDV(L"
HVVHOWHQHUGDVVHOHNWULVFKH)HKOHU]XPHFKDQLVFKHQ
$XVIlOOHQIKUHQ-HGRFKIKUHQYLHOHPHFKDQLVFKH)HKOHU
]XHOHNWULVFKHQ$XVIlOOHQZHQQ]%GLH5DGLDOODJHUVRZHLW
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:LFNOXQJVFKOHLIWZDV]XHLQHP.XU]VFKOX‰IKUHQNDQQ
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0RWRUVWURPYHUVRUJXQJEHWUDFKWHQ6FKZLHULJNHLWHQLQGHU
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GXUFKKRKHQ6WURP=XIOX‰'LHVHVNDQQ]X=HUVW|UXQJHQ
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HQGHQN|QQHQLQJHULQJHU9HUVRUJXQJVVSDQQXQJRGHU
3KDVHQDXVIDOO
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)UDQNOLQWKUHHSKDVHVXEPHUVLEOHPRWRUVDUHRSHUDEOH
IURPYDULDEOHIUHTXHQF\LQYHUWHUGULYHVZKHQDSSOLHG
ZLWKLQJXLGHOLQHVVKRZQEHORZ7KHVHJXLGHOLQHVDUHEDVHG
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ZDUUDQW\WRDSSO\WRLQYHUWHUGULYHLQVWDOODWLRQV
)UDQNOLQVLQJOHSKDVHVXEPHUVLEOHPRWRUVDUHQRWUHFRPPHQG
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)UDQNOLQ¶V LQFK PRWRUV FDQ EH SURWHFWHG DJDLQVW FRUURVLRQ E\ XVLQJ VDFULI\LQJ
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LQFK LQFK PRWRUV PLQ P KLJKHU
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9HUVRUJXQJVHLQWULWWVSXQNW 7UDIR XQG 0RWRU DEJH
VWLPPW ZHUGHQ %HDFKWHQ 6LH GLH )UDQNOLQ .DEHOWD
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)UDQNOLQ
V ´ 0RWRUHQ N|QQHQ ]XP .RUURVLRQVVFKXW] PLW 2SIHUDQRGHQ EHVWFNW ZHUGHQ
Franklin Application/Installation Data Europe
No. 3 / 2004
This 3rd edition will highlight: “The Construction of Submersible Motors – Part 1: Electrical Design”
When you install an electric submersible pump and motor in a well, you expect the motor to operate reliably for
several years while delivering its rated horsepower for the required duty cycle.
However, as electric motors are not generally designed to operate under water, a special type of motor for this
application had to be designed. Franklin Electric Company was the pioneer in developing and constructing durable
submersible motors to operate effectively in deep well applications. The design features discussed in this article are th
result of experience gained in the production and field usage of millions of motors for water well service over the
past six decades. As it is generally known, water and electricity don’t mix. So, the central question in the design of a
submersible motor is how to protect the copper windings in the core of the motor (the stator) from contact with
water, thus preventing an electrical short-circuit. A second important issue that will be addressed in our next FEE
AID relates to the mechanical design requirements: in deep well situations, costs generated by pulling/reinstalling
the pump together with the downtime costs generally are much higher than the costs of the replacement pump
itself. Therefore, submersible motors must be designed to offer a long, maintenance-free life in their natural
environment, the well water.
Today, the submersible motor market knows three different motor designs:
⇒ Canned-type, Hermetically-sealed, or Encapsulated Motors
The electrical active part, the stator core with winding, is surrounded by a hermetically sealed stainless steel
housing (can). The wound stator core is pressed into a stainless steel outer cylinder (the shell) and another very
thin inner stainless steel cylinder (liner) is placed into the stator bore. Both are welded to solid carbon steel discs
(upper and lower end rings) forming an enclosed can. The air trapped in this can is evacuated and replaced by a
patented resin filling to maintain rigidity in the windings and improve heat transfer. All canned type motors are
equipped with a removable “water bloc” lead connector. When a canned motor is repaired, the entire stator may be
replaced by a new factory produced encapsulated stator, thus ensuring the same high quality electrical
performance found in a new motor.
⇒ Rewindable or Wet-wound Motors
As opposed to the canned design, “wet wound” submersible motors use special plastic coated magnet wires. As a
result, these windings do not need to be encapsulated and are directly surrounded by the internal cooling and
lubrifying liquid, generally a mixture of water and non-contaminating anti-freeze. The rest of the (mechanical) design
is very similar to encapsulated motors, although in this design, the leads are usually directly connected to the motor
windings. As the repair of a wet-wound submersible motor implies exchanging the magnet wire in the stator slots,
the quality of the repair is highly dependant on the used material and the operator skills.
⇒ Oilfilled- Motors
Oil-filled submersible motors use standard, varnish-insulated and impregnated copper windings. However, the
filling liquid in these motors is not water, but oil, which offers both cooling and insulation to the electrical parts. In
addition, it acts as lubricant for the mechanical bearings, which in most cases are standard ball bearings. Because
the electrically insulating as well as the lubricating properties of oil rapidly deteriorate with water contamination,
particular care must be taken in choosing high quality sealing components paired with a very high quality standard
during manufacturing.
Franklin Electric Europa GmbH
Rudolf Diesel Straße 20
Tel.: +49 (0)65 71 10 54 20 e-mail: [email protected]
D-54516 Wittlich/Germany Fax: +49 (0)65 71 10 55 13 www.franklin-electric.de
In dieser Ausgabe möchten wir Ihnen „Das Design und die Konstruktion von Unterwassermotoren: Teil 1“
vorstellen.
Wenn Sie eine Unterwasserpumpe mit Motor installieren, erwarten Sie, dass der Motor jahrelang zuverlässig
arbeitet und dabei seine Nennleistung für den gewünschten Einsatz abgibt. Elektromotoren sind normalerweise
nicht für den Einsatz unter Wasser gebaut; sie müssen speziell für diese Anforderungen konstruiert werden.
Franklin Electric ist Pioneer auf dem Gebiet von Design- und Konstruktionslösungen für leistungsfähige und
standfeste Unterwassermotoren für den Brunneneinsatz. Die hier aufgezeigten Designmerkmale sind das Ergebnis von Erfahrungen, die bei der Herstellung und dem Einsatz von vielen Millionen Unterwassermotoren gewonnen
wurden. Die zentrale Frage bei der Herstellung eines Unterwassermotors ist: Wie schütze ich die
spannungsführenden Kupferwicklungen im Stator vor Wasser? (Da Wasser ein natürlicher Leiter für Elektrizität ist,
würde dies zu einem Kurzschluss führen). Ein weiterer Gesichtspunkt wird in der nächsten AID thematisiert: Der
mechanische Aufbau. In tiefen Brunneninstallationen betragen die Bergekosten ein Vielfaches des Preises des
Ersatz-Aggregates. Aus diesem Grund müssen Unterwassermotoren so konstruiert sein, dass ein langer, wartungsfreier Betrieb in ihrem natürlichen Element, dem Wasser, möglich ist.
Zur Zeit gibt es 3 verschiedene Motorkonstruktionen am Markt:
⇒ Spaltrohrmotor
Die Lamination ist mit den Wicklungen in einen Edelstahlzylinder eingepresst und umlaufend wasserdicht verschweißt. Mit einem patentierten System wird ein dünnes Edelstahl-Spaltrohr innen im Stator eingebracht, welches
es den eingeschlossenen Wicklungen erlaubt, elektrisch so zu agieren, als wären diese nicht innerhalb eines
wasserdichten Gehäuses. Der vom Stator und den Motorendteilen eingeschlossene Innenraum ist komplett mit
Wasser und Propylenglycol gefüllt, um einem Frostschaden vorzubeugen. In diesem niederviskosen Wassermedium dreht der Rotor mit Antriebsverzahnung mit sehr hoher Effizienz. Das Wassermedium erlaubt allen beweglichen Teilen im Motor uneingeschränkte Kühlung und Schmierung. Beim wassergefüllten Design würden geringfügige Mengen von Brunnenwasser, die in den Motor eintreten könnten, keinerlei Schaden anrichten.
⇒ Wiederwickelbarer Motor – Nassläufer
Bei diesem Design sind die Wicklungen durch eine Drahtumhüllung mit einer Schicht aus entweder PVC oder
PE2PA abgedichtet. Diese Ausführung hat die gleichen Stärken wie die der hermetisch abgedichteten Spaltrohrmotoren, aber einige Punkte sind zu beachten: Auswahl des Isolationsmaterials bei der Fabrikation, sowie die
größere Baulänge aufgrund geringerer Kupferfüllung der Laminationsnuten. Schmierung und Innenkühlung erfolgen ebenfalls durch eine Wasserfüllung.
⇒ Ölgefüllte Motoren
Bei ölgefüllten Motoren werden standardisierte, lackdrahtisolierte Kupferwicklungen verwendet. Die Füllflüssigkeit die
Motoren ist nicht wasserbasierend sondern Öl, welches die Kühlung des Motors und die Isolation der elek-trischen Te
übernimmt. Zusätzlich dient es auch der Lagerschmierung. Die Lager sind in den meisten Fällen als Kugellager
ausgeführt. Wegen der Isolierung und der starken Verschlechterung der Schmiereigenschaften von Öl
bei Eindringen von Wasser in den Motor, muss ein besonderes Augenmerk auf die Auswahl geeigneter, hochqualitativer Dichtungskomponenten gelegt werden, in Verbindung mit sehr hohem Qualitätsstandard während der
Motorfertigung.
In der nächsten Ausgabe der AID werden wir mit Materialien und Komponenten von Unterwassermotoren
fortfahren.
Franklin Electric Submersible Seminars 2005
Spring 2005:
North of France
Portugal
Spain
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Franklin Application/Installation Data Europe
No. 4 / 2004
This edition will highlight: “The Construction of Submersible Motors Part 2 : Mechanical Design”
Technically speaking, the submersible motor is an asynchronous motor, featuring a stator, a rotor and bearings just
like any other above ground motor. Its mechanical design however needs to account for the very specific environment and load that it has to carry: it lives its life under water, in narrow boreholes, with sometimes aggressive
chemical behaviour or high dissolved solid contents. The motor drives a multistage submersible pump that by
design exercises a certain downward oriented thrust load on the motor shaft. Thus, a submersible motor is of slim,
long shape, with two or more radial bearings to center the rotor and an additional thrust bearing to carry the pump
load. Its constituting materials in contact with the environment are of corrosion resistant materials. A shaft seal
keeps the filling liquid inside and a pressure equalizing diaphragm allows for its heat expansion.
In more detail:
⇒ Bearing System
Especially the rotor bearing design in submersible motors is of particular interest: Normally, ball bearings would be
used for radial purpose and angular contact bearings for combined radial/thrust loads. As in submersible motors it
is desirable to have water-based cooling and lubrication fillings, ball bearings are not the first option, although they
are used in the oil-filled design. Also, as already discussed, because of high pulling costs, lifetime without the need
of maintenance is of major concern. Considering the above, slide bearings have been found to offer theoretically
unlimited lifetime with best behaviour in water-based lubrication. For both Encapsulated and Rewindable submersible motors, Franklin Electric uses hydrodynamic slide bearings. Our radial bearings consist of stainless steel shaft
sleeves and carbon journals as bearing partners. When the rotor comes to speed, a water cushion is built up
between the stationary carbon journal and the rotating stainless steel sleeve, so there is virtually no mechanical
contact between the two components and consequently no wear. The thrust bearing also makes use of the same
materials: it consists of a rotating carbon disc and a number of stationary, tilting stainless steel pads. In normal
operation, a very thin water film is drawn between the pads and the carbon disc, which makes the thrust disc to
“float” over the pads. This is comparable with the “aquaplaning” phenomenon known to most automobile drivers,
and again results in theoretically no wear and long, maintenance-free bearing life. Obviously, it has to be made sure
that the original filling liquid does not get contaminated with solids, and here is where the shaft seal steps in.
⇒ Sealing system
The inner part of the motor is filled with liquid for the purpose of lubrication, cooling and pressure equalization. This
filling operation is performed at the factory with a water-based, clean filling liquid. Ideally, this liquid will not be
exchanged for the entire lifetime of the submersible motor. To guarantee this, all joints of the motor are equipped
with sealing components such as O-rings, flat gaskets and a lip- or mechanical seal for the shaft. To protect the
seal from excessive wear by solids in suspension which are normally observed in well water, a sand slinger is fitted
on the shaft to cover the seal area. Submersible motors also need a volume compensating diaphragm that allows
for the heat expansion of the filling liquid captured inside the motor. As a positive side effect, the diaphragm also
equalizes the pressure inside and outside of the motor for the various submergence depths.
The next edition will continue with leads and lightning arrestors.
Franklin Electric Europa GmbH
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Diese Ausgabe beschäftigt sich mit der „Konstruktion von Unterwassermotoren, Teil 2: Mechanik“
Aus technischer Sicht ist ein Unterwassermotor ein Asynchronmotor, bestehend aus Stator, Rotor und Lagern,
ähnlich den normalen, trocken aufgestellten Elektromotoren. Der mechanische Aufbau ist jedoch an die speziellen
Einsatzbedingungen im Bohrloch angepasst: engster Raum, permanente Wasserüberdeckung, Einsatz in aggressiven oder mit Feststoffen versetzten Medien. Der Motor treibt eine mehrstufige Pumpe an, welche konstruktionsbedingt eine zum Motor hin wirkende Drucklast auf die Motorwelle abgibt. Daher ist ein Unterwassermotor schmal
und lang gebaut, mit 2 oder mehr Radiallagern zur Zentrierung des Rotors und zusätzlichem Axiallager, um die
Drucklast der Pumpe aufnehmen zu können. Die mit dem Umgebungsmedium in Kontakt stehenden Komponenten
des Motors sind aus korrosionsbeständigen Materialien ausgeführt. Eine Wellendichtung sorgt dafür, dass die
Motor-Füllflüssigkeit nicht austritt und eine Membrane ermöglicht der Füllflüssigkeit, sich bei Volumenvergrößerung
durch die beim Betrieb entstehende Wärme auszudehnen.
⇒ Lagersystem
Speziell die Rotorlagerung ist bei Unterwassermotoren von besonderem Interesse. Bei herkömmlichen Elektromotoren werden die auf den Rotor wirkenden Druck- und Seitenlasten normalerweise durch Kugellager
aufgenommen. Für Unterwassermotoren ist es jedoch erstrebenswert, eine wasserbasierende Kühl- und
Füllflüssigkeit im Motor-inneren zu verwenden, welche dann auch die Lagerstellen umgibt. Da diese Art von
Flüssigkeit zur Schmierung normaler Kugellager ungeeignet ist, kommen diese nur in ölgefüllten
Unterwassermotoren zum Einsatz. Außerdem ist aufgrund hoher Bergungskosten die Wartungsfreiheit dieser
speziellen Motorenart von primärem Interesse. Unter Berücksichtigung der oben aufgeführten Gründe haben sich
in wassergefüllten Bohrlochmotoren Gleitlager durchge-setzt, welche eine zumindest theoretisch unbegrenzte
Standzeit bei gleichzeitig minimalem Wartungsaufwand versprechen. Demzufolge verwendet Franklin Electric
sowohl bei Spaltrohr- als auch bei wiederwickelbaren Motoren hydrodynamische Gleitlager. Die Radiallager
bestehen aus einer Edelstahl-Wellenhülse, die in einer
Kohlebuchse läuft. Ab einer bestimmten Rotordrehzahl baut sich ein Schmierfilm zwischen stationärer
Kohlebuchse und rotierender Edelstahl-Wellenhülse auf, so dass praktisch kein mechanischer Kontakt zwischen
den beiden Teilen besteht und demzufolge auch kein Verschleiß auftritt. Das Drucklager verwendet dieselben
Materialien, besteht jedoch aus einer rotierenden Kohlescheibe und mehreren feststehenden, kippbaren EdelstahlSegmenten. Ähnlich dem den meisten Autofahrern bekannten „Aquaplaning“-Phänomen baut sich im Betrieb des
Motors ein dünner Wasserfilm zwischen der Kohlescheibe und den Segmenten auf, welcher der Kohlescheibe
erlaubt, berührungslos über die Segmente zu gleiten. Dies resultiert in einer theoretisch unbegrenzten Standzeit
und Wartungsfreiheit des Lagers, vorausgesetzt, die Original-Füllflüssigkeit wurde nicht durch Festkörper
verschmutzt.
⇒ Dichtsystem
Das Motorinnere wird im Herstellerwerk zum Zweck der Schmierung, Kühlung und des Druckausgleichs mit einer
wasserbasier-ten, sauberen Flüssigkeit gefüllt. Idealerweise wird diese Flüssigkeit über die gesamte Lebenszeit
des Motors nicht ausgetauscht oder kontaminiert. Dies wird durch ein ausgeklügeltes Dichtsystem bestehend aus
Wellendichtung, Membrane sowie diversen
O-Ringen bzw. Flachdichtungen erzielt. Die meisten Brunnengewässer beinhalten einen gewissen Anteil von
Feststoffen in Suspension (Sand), welche zu erhöhtem Verschleiß an der Wellendichtung führen kann. Um dies zu
verhindern, besitzen Unter-wassermotoren einen Sandschleuderring auf dem Wellenende. Da sich Elektromotoren
während des Betriebes erwärmen, muss für die Volumenausdehnung der eingefüllten Flüssigkeit gesorgt werden.
Diese Aufgabe übernimmt eine elastische Membrane, welche zugleich den Druckausgleich zwischen
Motorinnerem und Umgebung sicherstellt, unabhängig von der Einsatztiefe.
Die nächste Ausgabe wird Kabel und Überspannungsableiter behandeln.
Franklin Electric Submersible Seminars 2005
Spring 2005:
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AID 1/2005
Franklin Application/ Installation Data Europe
Die vorangegangenen Ausgaben der Franklin AID beschäftigten sich mit den verschiedenen Unterwassermotor-Konstruktionen. Abschließend zeigen wir die Schnittbilder im direkten Vergleich.
Gekapselt
Ölgefüllt
Wiederwickelbar
Hydrodynamisches
Radiallager
Hydrodynamisches
Radiallager
Kugellager
PVC/PE2-PA Wickeldraht
Ölfüllung
FE Füllflüssigkeit
FE Füllflüssigkeit
Lackdrahtisolation
Lackdrahtisolation
Hydrodynamisches
Radiallager
Gekapselter Stator
Hydrodynamisches
Drucklager
Kugellager
Hydrodynamisches
Drucklager
Hydrodynamisches
Radiallager
Wir freuen uns, Ihnen unseren neuen Field Service Engineer Herrn. Alberto Fornasier vorstellen zu können. Er ist
für die Bereiche Italien, Griechenland und die angrenzenden Inseln zuständig. Sie können ihn unter den nachfolgenden Nummern erreichen :
Phone: +39 0422 761 713
Fax:
+39 0422 761 711
email: [email protected]
Franklin Application/ Installation Data Europe
AID 2/2005
In dieser und der folgenden Ausgabe der Franklin AID möchten wir die Motor- und
Brunnenkabel behandeln.
Die elektrische Leistung muss von der Spannungsversorgung bis hin zum Unterwassermotor im Brunnen über elektrische Leitungen übertragen werden. Praktischerweise wird in
Bohrloch-Pumpeninstallationen zwischen „Motorkurzkabel“ und „Brunnenkabel“ unterschieden.
Definition: Die direkt am Motor angeschlossenen Kabel, welche meist nur wenige Meter
lang sind, werden als „Motorkurzkabel“ bezeichnet. Da diese Kabel entlang der Pumpe und
unter einer Kabelabdeckung geführt werden, müssen diese Anschlussleitungen flach und
schmal konstruiert sein.
Aus diesem Grund verwendet der Motorhersteller den kleinstmöglichen Kabelquerschnitt,
um die auf dem Motortypenschild angegebene benötigte Stromaufnahme des Motors unter
Wasser zu tragen. Die Kühlung der Kabel durch das Brunnenwasser muss sichergestellt
sein. Trotz der geringen Kabelquerschnitte ist auf Grund der kurzen Kabellänge kein erhöhter Spannungsabfall feststellbar.
Die Motorkurzkabel werden mit einem Kabel größeren Querschnitts verbunden. Dieses Kabel wird „Brunnenkabel“ genannt. Da der Durchmesser des Steigrohrs in der Regel kleiner
ist als der Durchmesser der Pumpe, gibt es kaum Einschränkungen bezüglich des Brunnenkabel-Durchmessers. Im Gegensatz zum Motorkurzkabel wird ein Teil des Brunnenkabels aus dem Brunnen heraus zur Spannungsversorgung bzw. Steuerung geführt. Aus diesem Grund muss dieses Kabel so bemessen sein, das die Strom-Tragfähigkeit in Luft bei
spezifizierter Temperatur gegeben ist.
Während der Motorhersteller den notwendigen Kabelquerschnitt des Motorkurzkabels festlegt, ist die Ermittlung des entsprechenden Brunnenkabels oft ein Kompromiss aus Kosten
und Nutzen. Zwei Aspekte müssen hier berücksichtigt werden: Stromtragfähigkeit und
Spannungsabfall.
Diese Aspekte und die Brunnenkabel-Anbindung werden in der nächsten Franklin AID betrachtet.
AID 3/2005
Franklin Application/ Installation Data Europe
Die letzte Ausgabe der Franklin AID behandelte Motorkabel. In der heutigen AID werden wir uns auf
die Stromtragfähigkeit und auf den Spannungsabfall konzentrieren.
Die Stromtragfähigkeit stellt die maximale Stromstärke dar für die ein Kabel unter speziellen Installationsund Umgebungsbedingungen (Flüssigkeit/Gas, Temperatur, Installationsrohr) konzipiert ist. Diese ist in den
Katalogen der Kabelhersteller aufgeführt. Bei großer Kabellänge stellt der Kabelwiderstand eine Last dar, die
Spannungsverluste verursachen kann, d.h. dass die Spannung, die am Einspeisepunkt der Spannungsversorgung anliegt, den Motor nicht gänzlich erreicht. Franklin Electric weist darauf hin, dass der Spannungsabfall
entlang des Motorkabels nicht über 5 % der nominalen Spannung liegen darf.
Der erste Schritt der Kabelauswahl liegt darin, anhand der Angaben des Kabelherstellers den kleinsten (weil
günstigsten) Kabelquerschnitt zu ermitteln, der den vollen Motornennstrom in Luft zu bestimmten Temperaturen tragen kann. Danach muss der Spannungsabfall entlang des Motorkabels errechnet werden. Bei langen
Kabeln (50 – 300 m) wird der eben ermittelte Kabelquerschnitt wahrscheinlich einen Spannungsabfall von
über 5% der Nennspannung verursachen. In diesem Fall muss der nächst größere Kabelquerschnitt überprüft
werden, um den Spannungsabfall im Limit zu halten. Um die gewünschte Lebensdauer der Brunnenpumpeninstallation zu erreichen, ist die Verbindung zwischen Motorkurz- und Brunnenkabel ein wichtiger Faktor. Heute sind vier Methoden weit verbreitet: das Tapen, die Verbindung durch Gießharzmuffen oder Schrumpfschlauch, oder eine Kombination dieser. Diese Verbindungen dürfen nur einen geringen Übergangswiderstand haben, müssen mechanisch zuverlässig und wasserdicht sein, da die Verbindungsstellen zumeist unter
Wasser liegen. Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die Eignung dieser Kabel zur Verwendung in Trinkwasser.
Wie nach CE-Richtlinien vorgegeben, besitzen unsere Unterwassermotorkabel eine Zweifach-Isolierung: eine
Einzelader-Isolation sowie ein Außenmantel-Isolation, welche in permanentem Kontakt zum Fördermedium
steht. Aus diesem Grund fordern viele Kunden zertifizierte Motorkabel, die das Trinkwasser nicht kontaminieren. Die von Franklin Electric Europa GmbH verwendeten Motorkabel entsprechen allen wichtigen Trinkwasserverordnungen; sie besitzen sowohl die KTW- als auch die ACS-Zulassung.
Technical News: Neue Generation der 8”+10” Wiederwickelbare Motoren
Interne Gleitringdichtung mit zusätzlichem Sandschleuderring
Druckbeaufschlagter Motorinnenraum durch eine federvorgespannte Membrane
Optionale Materialvariante 904L, stehen für:
Höhere Standzeiten in abrasiven Applikationen, bestätigt in einem 12 monatigen Feldversuch
Horizontalen Einsatz ohne zusätzliches Equipment (Ausnahme 8“-93 kW und 10“-185 kW)
Keine Änderung der physischen Abmessungen und der elektrischen Leistung !
Für weitere Informationen wenden Sie sich bitte an Ihren zuständigen Verkaufsleiter oder Service Ingenieur.
Neue Dichtungsteile
Neue Dichtung, montiert
Neue Feder
Werkzeug zur Federmontage
AID 4/2005
Franklin Application/ Installation Data Europe
Blitzschläge/Überspannungen und deren Auswirkungen in Unterwasserinstallationen
Das Schalten großer induktiver Verbraucher unter Last sowie direkte Blitzeinschläge in Überlandleitungen verursachen
extrem kurzzeitige Überspannungen von sehr hoher Spitze (einige zehntausend Volt) im elektrischen Versorgungsnetz.
Diese transienten Überspannungen suchen auf ihrem Weg durch das Netz nach einer Möglichkeit, sich nach der Erde zu
entladen. Die beste „Erde“ (=Potential) aus Sicht einer solchen Überspannung sind die wasserführenden Schichten tief im
Boden, genau der Installationsort eines Franklin Electric U nterwassermotors. Aus diesem Grunde sind diese Motoren
besonders überspannungsgefährdet.
Wie können Schäden durch Blitzschläge und Überspannungen entstehen ?
Eine Spannungsspitze erreicht den Unterwassermotor über die Versorgungsleitungen, überwindet die Isolationsschichten
der Motorwicklung und entlädt sich über das Motorgehäuse in den Wasserleiter. Durch diesen Mechanismus verschwindet
die Überspannung aus dem elektrischen System, sie hinterlässt jedoch einen stecknadelgroßen Entladungspfad im Isolationssystem des Motors. Läuft der Motor zur Zeit der Beanspruchung, wird der durch die Entladung generierte Lichtbogen
durch die reguläre Betriebsspannung aufrechterhalten. Der durch den Lichtbogen fließende Strom kommt einem Kurzschlussstrom gleich und zerstört die Wicklung endgültig. Interessant hierbei: Das Ganze spielt sich in Bruchteilen einer Sekunde ab.
Was kann man dagegen tun?
Dem Kunden steht eine große Auswahl industrieller Überspannungsschutzsysteme zur Verfügung. Ihre Funktion beruht
darauf, dass sie eine definierte Isolationsschwäche im elektrischen System schaffen. Eine ankommende Überspannung
sieht in diesen Geräten einen niederohmigen Weg zur Erde und entlädt sich hier, wodurch „hinter“ dem Überspannungsschutzgerät angeschlossene Verbraucher geschützt werden. Diese Schutzgeräte sind so konstruiert, dass sie dem hohen
Entladungsstrom unbeschadet widerstehen können. Außerdem sind sie in der Lage, den Folgestrom wirksam zu unterbrechen. Die richtige Erdung eines Überspannungsschutzgerätes ist für dessen einwandfreie Funktion von äußerster Wichtigkeit. Um einen Unterwassermotor wirksam schützen zu können, muss der Überspannungsableiter niederohmig mit dem
unterirdischen Wasserleiter verbunden werden.
4“ Motoren
Die beste Möglichkeit obiges umzusetzen besteht darin, je einen Überspannungsschutz für jede eingeführte Ader der Versorgungsleitung direkt im Motor einzubauen. Diese sind elektrisch leitend mit dem Motorgehäuse verbunden, welches wiederum in direktem Kontakt mit dem umgebenden Wasser steht. Die über das Versorgungskabel ankommende Spannungsspitze wird vom eingebauten Überspannungsschutz ins Wasser abgeleitet, wobei keine reflektierte Spannungen erzeugt
werden. Franklin Electric bietet für alle 4“ Unterwassermotoren bis 3,7 kW eingebaute Überspannungseinrichtungen als
Option an. (Ausnahme: 2-Wire BIAC Motoren sind standardmäßig mit Überspannungseinrichtungen ausgerüstet)
6“ und größere Motoren
Für den Überspannungsschutz von 6“ und größeren Motoren empfiehlt Franklin Electric die Installation von frei auf dem
Markt erhältlichen 3-Phasen Überspannungsschutzgeräten. Um auch hier besten Schutz für den Unterwassermotor zu erhalten, sollte dieses so nah wie möglich am Brunnenkopf angebracht werden. Wie bereits erläutert, muss der korrekten
Erdung dieser Geräte eine besondere Aufmerksamkeit geschenkt werden: Ist diese Erdung besser als die vom Unterwassermotor dargestellte, wird sich ein Grossteil der zerstörerischen Energie der Überspannung hier entladen und der Motor
wird geschützt.
EinphasenÜberspannungsschutz
(Im Motor eingebaut)
DreiphasenÜberspannungsschutz
(extern)
Anschlussschema
Seminare:
Bitte besuchen Sie unsere Website www.franklin-electric.de oder kontaktieren Sie uns, um unsere aktuellen Seminartermine zu erhalten unter: [email protected]
AID 1/2006
Franklin Application/ Installation Data Europe
Neuigkeiten Neuigkeiten Neuigkeitem 6HPLQDUUDXP
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Nun ist es soweit: Das neu erstellte Franklin Tech Training Center in Wittlich/
Deutschland erweitert die bereits in den letzten Jahren angebotenen Schulungsmöglichkeiten über Unterwasserprodukte und deren Anwendungen. Individuelle
Schwerpunkte können nach Sprachen, Produktgruppen und kundenspezifischen
Anforderungen abgedeckt werden. Bitte kontaktieren Sie uns, um unser Seminarangebot zu erfahren, entweder per Telefon +49-6571-105421 oder E-Mail: [email protected]
Wir freuen uns über einen Neuzugang in unserem Field Service
Team:
Andrej Diel
Nach Beendigung seines Studiums in Russland zum Elektroingenieur arbeitete Andrej für eine internationale Firma in Deutschland.
Von Berlin aus betreut er unsere Kunden im gesamten Osteuropa.
Erreichbar ist er unter : +49-170-3330344 oder per E-Mail:
[email protected]
AID 2/2006
Franklin Application/ Installation Data Europe
In dieser Ausgabe der Franklin AID beantworten wir ein häufig angefragtes Thema:
„Welche Aussage über den elektrischen Motorzustand kann anhand einer Isolationswiderstandsmessung abgeleitet werden?“
Hierzu haben wir die Messwerte in einer Tabelle geordnet. Bitte berücksichtigen Sie, dass
der Isolationswiderstandswert durch andere Umgebungstemperaturen variieren kann.
Isolationswiderstand bei 20°C
Zustand des Motors ohne Kabel
Neuer Motor
Motor vorWiedereinbau in den Brunnen
Ohm
Megohm
200.000.000
200 (und mehr)
20.000.000
20 (und mehr)
2.000.000
2 (und mehr)
500.000 - 2.000.000
0,5 - 2
less 500.000
unter 0,5
Motor im Brunnen mit Kabel
Neuer Motor
Motor in brauchbarem Zustand
Defekt der Motorisolation
Diese Messungen müssen mit 500V DC durchgeführt werden!
Ihre Mithilfe ist erwünscht!:
Wenn Sie uns Ihre Email-Adresse mitteilen, erhalten Sie die Franklin AID in Zukunft noch
schneller in elektronischer Form.
Franklin Application/ Installation Data (AID) Europe
3/2006
In dieser Franklin AID möchten wir Ihnen die Werkzeuge zur Überprüfung der Franklin
Electric Unterwassermotoren im Feld vorstellen. Diese Werkzeuge können bei den Franklin
Händlern erworben werden.
Bügellehre
156125101
Bügellehre
308239103
Füllkit
308726103
8“/ 10“
4“/ 6“
Wellenhöhe:
Membrantiefe:
4“ Spaltrohrmotor: 38,05 mm - 38,30 mm
4“ Spaltrohrmotor: 10 mm
6“ Spaltrohrmotor: 72,88 mm - 73,02 mm
6“ Spaltrohrmotor: 59 mm /316: 19 mm
8“ Spaltrohrmotor:101,73 mm - 101,98 mm
8“ Spaltrohrmotor: 37 mm
6“
6“/8“ REW. -Motor: 44 mm
REW. -Motor: 72,77 mm - 73,03 mm
8“/10“ REW. -Motor: 101,40 mm - 101,60 mm
10“ REW. -Motor: 64 mm
· Besuchen Sie uns auf der EIMA/Bologna in Italien vom 15.-19. November 2006.
· Bitte besuchen Sie unsere Website www.franklin-electric.de oder kontaktieren Sie uns,
um unsere aktuellen Seminartermine zu erhalten unter: [email protected]
Franklin Application/ Installation Data (AID) Europe
4/2006
Ihre Hilfe wird benötigt!
Seit nunmehr mehr als drei Jahren publizieren wir unsere Franklin AID. Nun bitten wir sie um Ihre Mithilfe: Laut
Statistiken ändern sich im Laufe eines Jahres bei rund 10% der Leserschaft die postalische Adresse oder der
Titel. Um unsere Mailing-Listen zu aktualisieren bitten wir Sie, uns Ihre aktuelle Adresse, gerne auch ihre EMail-Adresse mitzuteilen. Informieren Sie uns bitte auch über doppelte Zusendungen oder Empfänger, die nicht
mehr in Ihrem Unternehmen beschäftigt sind.
Der Winter steht vor der Tür und wir möchten gerne zwei wichtige Punkte ansprechen:
Niedrige Temperaturen und Unterwassermotoren:
Unterwassermotoren der Fa. Franklin Electric, die in Standard–Trinkwasserbrunnen Verwendung finden, sind
mit einer wasserbasierenden Füllflüssigkeit gefüllt. Diese schmiert das interne Lagersystem des Motors und
dient dem Frostschutz während der Lagerung. Polypropylenglycol, nicht zu verwechseln mit dem giftigen Frostschutz Etylenclycol für Autos, wird unter anderem in Arzneimitteln, Eiscreme, Make-up und Softdrinks eingesetzt. Mit der werksseitig eingefüllten Flüssigkeit besteht Frostschutz für die Motoren bis –40°C. Dennoch kann
sich der Aggregatzustand der Flüssigkeit ab –3°C verändern, der Rotor ist eventuell von Hand nicht mehr drehbar. Jedoch entsteht bei der unverdünnt werksseitig eingefüllten Flüssigkeit kein Schaden am Motor. Die Zusammensetzung der Füllflüssigkeit variiert bei den unterschiedlichen Motortypen. Franklin Electric empfiehlt die
ausschließliche Verwendung der Original-FES-Flüssigkeit zur Wiederauffüllung oder zumFlüssigkeitsaustausch,
um maximale Lager– und Betriebszeiten zu erreichen. Sprechen Sie mit Ihrem Field-Service Ingenieur, um
Informationen über die geeignete Füllflüssigkeit für Ihren Motor zu erhalten oder schauen Sie in der Franklin AIM
nach.
Druckausgleich und Einsatz bei Frostbedingungen:
Während des Betriebes führt die normale Erhitzung des Motors zu einer Volumenvergrößerung der Füllflüssigkeit. Die Membrane nimmt einen Großteil der Volumenänderung auf, eine kleine Menge kann jedoch auch aus
dem Dichtungsbereich austreten. Wenn der Franklin Electric Standardmotor abkühlt, kann er durch ein werkseitig eingebautes Ventil mit Filter Brunnenwasser aufnehmen. Dauer und Anzahl dieses Vorgangs sind abhängig
von der Laufzeit, der Starthäufigkeit und der Einsatz- sowie Installationsparameter. Dies bedeutet, dass der
Franklin Electric Motor nach mehrjähriger Betriebszeit seine Füllung komplett durch Brunnenwasser austauschen kann, wodurch der Motor nicht mehr frostsicher wäre. Bitte tauschen Sie in diesem Fall die Füllflüssigkeit
oder lagern Sie die Motoren im frostsicheren Bereich. Eine weitere Möglichkeit der Überwinterung von Motoren,
die ihren Einsatz in Fontainen-Installationen finden, ist das Absenken des Pumpaggregates auf den Beckengrund unterhalb der Frostzone.
Bitte beachten Sie, dass der Filter bei Volledelstahlmotoren durch einen Blindstopfen ersetzt ist, um das Eindringen von aggressivem Wasser ins Motorinnere zu verhindern.
· Bitte besuchen Sie unsere Website www.franklin-electric.de oder kontaktieren Sie uns, um unsere aktuellen
Seminartermine zu erhalten unter: [email protected]
Franklin Application/ Installation Data (AID) Europe
1/2007
Vermeidung von Kupplungs- und Verzahnungsschäden
In dieser Franklin AID möchten wir einige Informationen über Kupplungen und Rotorverzahnungen liefern.
Empfehlungen:
1.Kupplung:
- Kupplungsmaterial (falls Sintermetall): Die Materialdichte sollte so hoch
wie möglich sein.
- Es muss sichergestellt sein, dass die Kupplungsverzahnung korrekt
dimensioniert ist, um die einheitliche Zahnbelastung zu gewährleisten.
- Es muss sichergestellt sein, dass das Kupplungsmaterial dem des Rotors
weitgehend entspricht, um elektrogalvanischen Strömen vorzubeugen.
- Kupplungen mit einer gehärteten Scheibe zwischen Pumpenschaft und
Rotorstirnfläche sind zu bevorzugen (Verhinderung von Spänen im Verzahnungsbereich, großflächige Drucklastverteilung).
2. Schmierung: Die Verzahnungsbereiche von Rotor und Kupplung müssen mit
einem trinkwasserzugelassenen Fett oder Vaseline, das in jeder Apotheke erhältlich ist, ausgefüllt sein.
3. Kupplungsbefestigung: Die Kupplung sollte mit der Pumpenwelle fest verbunden sein, nicht jedoch mit der
Rotorwelle.
4. Abdichtung: Stellen Sie sicher, dass die Kupplung den rotierenden Sandabweiser berührt, um das Eindringen
von abrasivem Material in den Verzahnungsbereich zu verhindern.
5. Fluchtung: Bei der Montage der Pumpe an den Motor sollte kontrolliert werden, dass Motor und Pumpe
fluchten. (Pumpenflansche aus Plastik oder dünnem Blech können eher zum Gegenteil führen).
6. Zentrierung: Motor und Pumpe müssen zueinander zentriert sein, um Seitenlast zu vermeiden.
7. Halten Sie die vom Pumpenhersteller empfohlenen maximalen Drehmomente beim Anflanschen der Pumpe
an den Motor ein.
8. Transportieren Sie lange Aggregate mit Vorsicht, um dauerhafte Deformierungen zu vermeiden.
Reduzierung der Verzahnungsstandzeit durch:
· Gegenlaufbedingungen, z.B. Betrieb der Pumpe rechts außerhalb der Pumpenkurve.(Hohe Fördermenge,
geringer Druck).
· Wasserhammer (dynamische Druckschläge im Rohrsystem).
· Starthäufigkeit (an und aus), z.B. durch defektes Rückschlagventil (Empfehlung: max. 20 pro Stunde).
· Flatternde Relais-Kontakte.
· Überpumpen, möglich durch ungeeignete Pumpenauswahl, führt zu plötzlich wechselndem Wellenleistungsbedarf (Fördermenge größer als Menge des nachfließenden Wassers in den Brunnen, Trockenlauf).
· Rückdrehen des Rotors führt zu Schlägen bei erneutem Starten des Motors (z.B. fehlerhaftes Drucksystem,
undichtes Rückschlagventil).
· Zu hohe oder zu niedrige Drehzahl (als Folge des Zurückdrehens).
· Pumpenkavitation führt zu wechselndem Wellenleistungsbedarf, belastet die Verzahnung und erzeugt
Vibrationen, die zu Schäden an der Verzahnung oder vorzeitigem Verschleiß führen (richtige Pumpenauswahl in Bezug auf NPSH).
Franklin Application/ Installation Data (AID) Europe
2/2007
Temperaturüberwachung von Unterwassermotoren
Nachfolgend stellen wir das Franklin Electric Portfolio der Temperaturüberwachungen vor. Diese zusätzliche
Überwachung ersetzt nicht den geforderten thermischen Motorschutz (EN60947-4-1).
Bei weiterführenden Fragen wenden Sie sich bitte an: [email protected]
Spaltrohrmotor
PT100 Receiver
PT100 -Sensor
nachrüstbar
Wiederwickelbarer Motor
PT100-Sensor
nachrüstbar
Bauseits
gestellt
Submonitor
PT100 Receiver
Bauseits
gestellt
Subtrol-Sensor
Änderung der Membrandeckelschrauben der 4” Motoren
Ab dem Baudatum 07A 62(Januar 2007) wurden die früher eingesetzten Schlitzschrauben sukzessive durch
Innensechsrund-Schlitzschrauben ersetzt. Ausnahme: der 2-Wire Motor ( 244…)!
TX 25
Franklin Application/Installation Data (AID) Europe
3/2007
In unserer letzten Ausgabe zeigten wir einen Überblick über die unterschiedlichen Temperaturüberwachungen. Gehen wir nun tiefer ins Detail und informieren über die Vorteile des SubMonitors.
Der Submonitor kann gekapselte Franklin Electric Motoren von 2,2 kW bis 150 kW schützen. Stromstärke, Spannung und Motortemperatur werden durch die 3 eingebauten Stromwandler erkannt. Motoren von 37 kW bis 150 kW sind ab Werk mit dem Subtrol Temperatursensor ausgestattet; für
kleinere Leistungen kann dieses optional bestellt werden.
SubMonitor Premium 586 000 5100
Überwachung:
• Unter- und Überlast
• Stromasymmetrie
• Fehlstart (“flatternde Kontakte”)
• Unter- und Überspannung
• Drehfeldfehler
• Überhitzter Motor
(wenn mit Subtrol-Senser ausgerüstet)
• Kein zusätzliches Kabel notwendig
Funktionen:
inkl. Überspannungsschutz
• Spannung von 190 V bis 600 V
• Strom von 3-359 Ampere
• Passwortschutz möglich
• DIN-Schienenmontage möglich
• speichert Fehler, Einstellungsänderungen
und Betriebszeit
• Abnehmbares Display, kann auf der
Schaltschranktür montiert werden
• Einfache Einknopf-Bedienung
für alle Einstellungen und Anzeigeparameter
Wichtig:
Eine Garantie von 3 Jahren gewährt Franklin Electric beim Einsatz eines neuen Submonitors in Verbindung mit einem neuen mit Subtrol ausgestatteten Spaltrohrmotor.
Für weitergehende Fragen wenden Sie sich bitte an unseren Verkauf oder kontaktieren Sie unseren Service.
Franklin Application/Installation Data (AID) Europe
4/2007
Heute geben wir Ihnen einen Überblick über das PT100 Temperatur-Kontrollsystem, das wir sowohl für gekapselte als auch für wiederwickelbare Motoren anbieten.
Allgemein
Was bedeutet PT100? Die Antwort: Der Widerstand eines PT100-Fühlers bei 0° Celsius beträgt exakt 100 Ohm
und steigt proportional zur steigenden Temperatur. Das bedeutet, dass ein PT100-Fühler die Temperatur im
Motor überwacht.
Jeder von Franklin Electric gelieferte PT100 enthält eine Tabelle zur korrekten Einstellung des bauseits gestellten,
oberirdischen Empfängers unter Berücksichtigung der Wassertemperatur und der Kühlmittelgeschwindigkeit.
U
PT 100-Kurve
blau
braun
schwarz
schwarz
I
Anschlussbild
Installation:
Franklin Electric hat ein System zur einfachen Nachrüstung eines Motors mit einem PT100 entwickelt.
Gekapselte Motoren 6” und 8”:
Wiederwickebare Motoren 6” bis 12”:
Eine der vier Schrauben, die das obere Lagerschild
festhalten, wird durch eine PT100-Schraube ersetzt.
Die Länge des angebrachten Kabels beträgt 10 m und
kann durch ein Kabel von 1,5 mm² verlängert werden.
Eine Verschlussschraube im oberen Lagerschild muss
durch den PT100 ersetzt werden. Das Wiederbefüllen
und Entlüften kann ganz einfach mit Hilfe der Füllspritze und der Tiefenlehre von Franklin Electric durchgeführt werden. Kabellängen: 10 m - 50 m.
Wir empfehlen für das richtige Wiederbefüllen und Entlüften unserer wiederwickelbaren Motoren das Füllkit P/N
308 622 121.
Für weitere Informationen kontaktieren Sie bitte unsere Verkaufs– oder Service-Mitarbeiter.
Franklin Application/Installation Data (AID) Europe
1/2008
In der heutigen Ausgabe der Franklin AID betrachten wir das De-Rating von Unterwassermotoren.
Definition: De-Rating = Betreiben des Motors unter Teilllast, wodurch eine höhere
Umgebungstemperatur durch geringere Eigentemperaturentwicklung kompensiert wird.
Nachfolgend zeigen wir exemplarisch die Deratingtabelle der 6/8 Zoll Spaltrohrmotoren.
Maximale Motorkapazität in % der Nominallast
Leistung 5,5 bis 22kW
Leistung >22kW
Temp. °C
Kühlfluss in m/s
0,16
88
76
62
40
45
50
0,3
100
88
76
Kühlfluss in m/s
1
100
100
88
0,16
76
62
48
0,3
88
76
62
1
100
88
76
Beispiel: Will man einen 6“ 15 kW Motor in einer Umgebungstemperatur von 45°C mit
einer Fließgeschwindigkeit von 16 cm/s betreiben, darf man ihn mit maxial 76%
der Nominalleistung d.h. mit 15 kW * 0,76 = 11,4 kW belasten.
Achtung: Ab Ausgabe 3/2008 erhalten Sie die Franklin AID ausschließlich als
elektronische Datei per email.
NEU
NEU
NEU
Wir freuen uns, Ihnen unseren neuen Field Service Engineer
Herrn Michele Polga vorstellen zu können.
Er ist für die Bereiche Süd/West Europa zuständig. Sie
können ihn unter den nachfolgenden Nummern erreichen:
Telefon/Fax.: +39 0444555548
Mobil:
+39 3316633062
email:
[email protected]
Franklin Application/Installation Data (AID) Europe
2/2008
Wir schlagen Ihnen heute Empfehlungen vor, die eine sicher abdichtende Steckermontage der
4“ Motoranschlußkabel in die Spaltrohrmotoren gewährleisten sollen.
Vorgehensweise:
• Bitte sicherstellen, dass die Steckerlochbohrung im Motor sauber und trocken ist.
•
Das zylindrische Gummiteil des Steckers sollte dünn mit trinkwasserzugelassenem Silikonfett oder
etwas Vaseline überzogen werden.
- Bei Motoren aus Material 316 auch die Gewindegänge der Überwurfmutter leicht einfetten.
- Darauf achten, dass kein Fett in die Kontaktstifte gerät! .
•
den Stecker des Anschlußkabels per Hand senkrecht/gerade soweit wie möglich in das Steckerloch
eindrücken.
•
die Überwurfmutter unter Druck (senkrecht Richtung Motor) nach links (gegen den Uhrzeigersinn)
drehen, bis der Ansatz des 1. Gewindeganges erreicht ist.
•
Überwurfmutter nun per Hand nach rechts (im Uhrzeigersinn) drehen, bis das Gewinde der
Überwurfmutter voll eingreift.
•
Mit Gabelschlüssel 19 mm (3/4“) im Uhrzeigersinn weiterdrehen, bis verstärkte Drehkraft erforderlich
ist.
•
Jetzt noch ca. ½ bis ¾ Umdrehung weiterdrehen (maximal mit 20-27 Nm), und der Stecker ist fachgerecht eingebaut.
Hinweis:
Die Kante der Stecker-Überwurfmutter muß nicht zwangsläufig den Rand des Steckerlochs berühren,
ein kleiner Spalt von 1 mm ist üblich.
Fett
Ihre Mithilfe ist erwünscht!
Bitte teilen Sie uns Ihre Email-Adresse mit:
Die nächste Franklin AID wird nur noch als elektronische Datei versandt.
Franklin Application/Installation Data Europe
No. 3/2008
In dieser Ausgabe der Franklin AID informieren wir Sie über:
Änderung der Aderfarben an die harmonisierte europäische Norm HD 308
Franklin Electric ändert die Aderkennzeichnung der Motorkurzkabel in Anlehnung an die HD 308.
Nachfolgend sehen Sie die Gegenüberstellung der alten und neuen Aderfarben. Bei Rückfragen
kontaktieren Sie bitte Ihren Franklin Electric Service Ingenieur oder die unten angegebene Adresse.
4 Zoll Motorkabel
3X1,5 + 1G1,5
Alt
Neu
3G1,5
(2-wire, PTC)
6, 8 Zoll gekapselte Motorkabel
4G4
3X8,4+1G8,4
6, 8, 10 Zoll Naßläufer- Motorkabel
4G2,5
3X4
4G10
3X16
4G35
3X2,5
4G6
3X10
4G25
3X35
4G4
3X6
4G16
3X25
3X50
Alt
Neu
Wichtig zu wissen:
-
Die Reihenfolge der Aderfarben wurde geändert und ist in der Grafik (Neu) dargestellt.
Die blaue Ader wird durch die graue Ader ersetzt.
Bitte sehen Sie auch in unsere Installations- und Betriebsanleitungen.
Anmeldungen zu unseren kostenlosen Seminaren im
in Wittlich/Germany sind noch möglich für:
Datum:
4 – 5 November 2008
Sprache:
Englisch
18 – 19 November 2008
Spanisch
2 – 4 Dezember 2008
Russisch
Ihr Franklin Electric Field Service Team
Training Center
Franklin Application/ Installation Data (AID) Europe
4/2008
Zum Jahresende möchten wir Ihnen noch verschiedene Themen näher bringen,
wünschen Ihnen aber jetzt schon ein schönes Weihnachtsfest und alles Gute für das
neue Jahr.
Ihr Franklin Electric Service Team
Einweihung des praktischen Trainingszentrums
Im nunmehr komplett fertig gestellten praktischen Trainingszentrum wurden bereits
erfolgreich Schulungen durch die Service Ingenieure Torsten Schulte-Loh, Michael Fuka und
unseren Produkt-Manager Lyon van der Merwe durchgeführt.
Schulung der Service Ingenieure
Internes Training
Der Besuch unseres Präsidenten (CEO) Scott Trumbull aus Bluffton, Indiana – USA wurde
zum Anlass genommen, zusammen mit Peter C. Maske die offizielle Einweihung
durchzuführen.
Scott Trumbull, Peter C. Maske , Edwin Klein
Einweihung
Nach einer einleitenden Rede durch den Service-Leiter Edwin Klein wurde am 4. September
2008 das rote Band zerschnitten und das Praktische Trainingszentrum offiziell eröffnet.
Wichtige Informationen
In unseren Schulungseinrichtungen schulen wir eine sehr unterschiedliche Klientel:
ƒ Partner aus der internationalen Industrie: Pumpenhersteller, Vertreiber, Installateure,
Brunnenbauer und Betreiber
ƒ Franklin-Mitarbeiter aus den Bereichen Vertrieb, Technik , Betrieb und Service.
Wir bieten eine Teilnahme an den regulären Schulungen, oder können auf
Ihren Wunsch eine individuelle, auf Ihre Bedürfnisse abgestimmte
Schulung durchführen.
PT 100 Aderfarben
Im Rahmen der neuen Harmonisierung HD 308 haben sich auch die Farben der Einzeladern
des PT 100 geändert. Bitte der Zeichnung entnehmen.
Erweitertes Date Code System
Ab Januar 2009 werden der bestehende Motor Date Code und die Sequenznummer
in ein 13 stelliges Format geändert. Es handelt sich um eine sukzessive Umstellung.
Das neue Format hat folgenden Aufbau:
“yymbpddsssssC”:
yy = Jahr, m = Monat, bp = Produktionsort, dd = Tag, sssss = 5 stellige Sequenznummer, C = Planungscode.
Beispiel : 08F621500250A
Aktuell: 08
F
62
15
Neu:
F
62
15
08
0004
00004 A
Franklin Application/Installation Data Europe
No. 1/2009
Seit Jahren bereits erfahren Küstenregionen eine Verschlechterung der Brunnenwasserqualität. Aus der Perspektive des Herstellers von Unterwassermotoren erzeugt dies
Korrosionsausfälle bei Motoren mit Standard AISI 304 Edelstahl-Komponenten. Obwohl
Motoren aus höherwertigen Materialen (AISI 316) zur Verfügung stehen, werden aus
Kostengründen diese Lösungen oft nicht angenommen.
In dieser Ausgabe der Franklin AID möchten wir Ihnen darlegen, wie sie die Lebensdauer
eines Standard 304 SS Motors durch einfache Tricks selbst bei ungünstigen
Wasserbedingungen verlängern können:
1. Opferanoden für 4“ SS und HT Motoren, die sehr leicht auch nachträglich an den
unteren Teil des Unterwassermotors montiert werden können:
4“ SS
FE Nr. 308250912; 4“ HT
FE Nr. 308250913
2. Edelstahlfitting und verzinktes Rohr mit Bandschelle am Pumpenaustritt,
Länge ca. 0,5- 0,75 m
3. Potentialausgleich zwischen Oberlagerschild des Motors und verzinktem Rohr.
4. Eine gute, niederohmige Verbindung des Potentialausgleiches.
Informationen zu unseren kostenlosen Seminaren im
Training Center in Wittlich/Germany stehen unter folgendem Link zur Verfügung:
http://www.franklin-electric.de/de/training.asp
Ihr
Franklin Electric Field Service Team
4
2
3
3
3
1
Franklin Application/Installation Data Europe
No. 2/2009
Auf vielfachen Kundenwunsch möchten wir in dieser Ausgabe der Franklin AID folgende Themen
beleuchten:
1. - Kühlung von Unterwassermotoren
2. - Reparatur-Hinweis für PE2/PA Motoren
3. - Seminarübersicht
1. Wie jeder elektrische Motor erzeugt auch ein Unterwassermotor während des Betriebes
Abwärme. Um einer Akkumulierung dieser Wärme und dadurch der thermischen Alterung bzw.
Zerstörung des Motors vorzubeugen muss diese Wärme an die Umgebung abgegeben werden. Da
aufgrund der beengten Platzverhältnisse in Vertikalbrunnen keine Kühlrippen oder Lüfter zum
Einsatz kommen können, wird schon bei der Auslegung auf eine möglichst geringe Eigenerwärmung
geachtet.
Trotzdem benötigen die meisten Unterwassermotoren eine definierte Umströmung, um die erzeugte
Wärme sicher an das umgebende Medium abgeben zu können. In der Regel wird dies durch die
Montage des Pumpenaggregates oberhalb des Brunneneinlaufsiebes gewährleistet, wodurch das
von der Pumpe angesaugte Wasser zwingend am Motor vorbeigeführt wird. Um die erforderliche
Kühlmittelgeschwindigkeit zu erhalten, muss außerdem die Fördermenge in einem gewissen
Verhältnis zu der Ringfläche zwischen Brunnenausbaurohr und Motordurchmesser stehen. Wo dies
nicht gewährleistet ist (zu weiter Brunnen, Pumpe unterhalb des Zulaufs montiert etc.) muss
zusätzlich ein Kühlmantelrohr montiert werden, welches den Einsatz in einem kleineren Brunnen
„simuliert“.
Franklin Electric Standardmotoren sind für eine maximale Wassertemperatur von 30°C ausgelegt.
Die für jeden Motortyp vorgeschriebene Umströmungsgeschwindigkeit findet sich auf dem
Motortypenschild und den Produktunterlagen.
Anbei eine grafische Darstellung sowie einige Formeln, welche bei der Bestimmung
vorherrschender Gegebenheiten sowie der Auswahl des richtigen Kühlmantelrohres behilflich sein
können:
Kühlfluss
=
Q · 353,68
V=
(DW2 - DM2)
Q · 353,68
DW =
V [m/s]
Q [m3/h]
DW [mm]
DM [mm]
Fördermenge
Ringfläche
V
+ DM2
= Kühlfluss
= Fördermenge der Pumpe am Betriebspunkt
= Innendurchmesser des Brunnenrohres/Kühlmantels
= Außendurchmesser des Motors
Beispiel:
gegeben:
P
U
M
P
M
O
T
O
R
- Fördermenge: 50 m3/h
- Motor: 6“ Spaltrohrmotor (DM = 0,137m)
- Brunnenrohrdurchmesser: 0,3m
- Wird der Mindestkühlfluss von 16 cm/s
eingehalten?
DM
3
V=
50 m /h · 353,68
(300mm2 – 137mm2)
Der Kühlfluss beträgt 0,248 m/s oder 24,8 cm
Der Mindestkühlfluss von 16 cm/s wird eingehalten, ist
sogar besser, da die Geschwindigkeit höher als
gefordert ist!
DW
2. Ersatzmotorkabel für PE2/PA Motoren:
Zur Anbindung des Motorkurzkabels an die Motorwicklung ist zwingend ein spezielles Teflonband
erforderlich. Dieses Band ist nicht automatisch in allen Kits enthalten, deshalb bitten wir Sie, bei
entsprechenden Anfragen oder Bestellungen auch den Wicklungsisolationstyp des Motors
(PVC oder PE2/PA) anzugeben, damit das Spezialband als separate Position aufgeführt werden kann.
3.
Seminarübersicht 2009:
Englisches Seminar: KW 39
Arabisches Seminar KW 42
Deutsches Seminar KW 46
Russisches Seminar KW 49
Informationen zu unseren kostenlosen Seminaren im
Training Center in Wittlich/Germany stehen unter folgendem Link zur Verfügung:
http://www.franklin-electric.de/de/training.asp
Für die nun vor uns liegende Hochsaison im Bereich Unterwasser und Bewässerung
wünschen wir viel Erfolg mit Franklin Electric Produkten!
Ihr Franklin Electric Field Service Team
Franklin Application/Installation Data Europe
No. 3/2009
In dieser Ausgabe der Franklin AID möchten wir folgende Themen beleuchten:
1. Seminar-Übersicht 2009
2. Substart SC Steuergerät
3. Motortestbericht
1. Seminar-Übersicht 2009
Seminar-Übersicht 2009:
Englisches Seminar: KW 39
Arabisches Seminar: KW 42
Deutsches Seminar: KW 46
Russisches Seminar: KW 49
Informationen über unsere kostenlosen Seminare im
Training Center in Wittlich/Deutschland finden Sie unter:
http://www.franklin-electric.de/de/training.asp
Bitte senden Sie uns Ihre Anmeldung bis spätestens drei Wochen vor Seminarbeginn.
Für diejenigen, die ein Visum für die Einreise nach Deutschland benötigen: Das Visum
muss bei Anmeldung vorliegen!
Ihr Franklin Electric Field Service Team
2. Substart SC Kontrollbox
Wir möchten Ihnen hier das SubStartSC Steuergerät für unsere PSC-Motorenreihe vorstellen –
das erste Mitglied einer schnell wachsenden Familie von Steuer- und Schaltgeräten, die von
Franklin Electric Europa GmbH entwickelt werden.
Mit dem Einsatz der SubStartSC Steuergeräte werden Probleme wie sie oft mit herkömmlichen
Steuergeräten entstehen im Ansatz gelöst:
-
Echte IP54 Schutzart – selbst nach erfolgter Montage an einer Wand
Sicherheit – nach allen relevanten Standards getestetes Gehäuse, mit Drittzertifizierung
Ergonomisches Design – großzügig dimensionierte Kabeleinführungen, ausreichend Platz
zum Anschließen der Kabel – einfache und schnelle Installation
Hochqualitative, nach internationalen Standards getestete elektrische Komponenten –
lange Lebensdauer
100%-er Funktionstest eines jeden Gerätes, mitgeliefertes Prüfprotokoll.
TÜV zugelassen
Weitere Alleinstellungsmerkmale der Franklin Electric SubStart SC Steuergeräte:
- Liebe zum Detail – jeder noch so gering erscheinende Aspekt wurde auf den Einsatzfall
optimiert
- Mehrsprachiges, detailliertes Benutzerhandbuch
- Komplettes Pumpen-Antriebspaket – sämtliche Komponenten aus einer Hand, perfekt
aufeinander abgestimmt
- Zuverlässigkeit aus der Hand des führenden Herstellers von Unterwassermotoren
3. Motortestbericht
Der Motortestbericht ist ein sehr hilfreiches Mittel zur Analyse defekter Motoren. Er führt Sie
Schritt für Schritt durch alle Phasen der Motoranalyse.
Tragen Sie bitte alle Informationen so detailliert wie möglich ein, um es so unseren Technikern
zu ermöglichen, eine umfassende Kenntnis der gesamten Installation und der Befunde zu
erhalten.
Senden Sie uns dann bitte diesen Bericht zur weiteren Bearbeitung.
Das unten gezeigte Formular ist diesem Newsletter als elektronische Datei beigefügt.
Franklin Application/Installation Data Europe
No. 4/2009
Unterwassermotor-Installations-Checkliste
In dieser Ausgabe betrachten wir notwendige Schritte vor der Installation eines Unterwassermotors und der Pumpe. Im Anhang finden Sie die Aufstellung in Listenform zum Ausdrucken
für Ihre Techniker.
1. Motorinspektion
A. Vergewissern Sie sich, dass die Angaben zu Typ, Leistung, Versorgungsspannung und -netz auf
dem Motortypenschild den Installationsanforderungen entsprechen.
B. Kontrollieren Sie, dass das Motorkabel nicht beschädigt ist.
C. Messen Sie den Isolationswiderstand vorzugsweise mit einem 500-Volt-DC-Megaohmmeter
zwischen jedem Kabelleiter und dem Motor/der Erde. Der Widerstand muss bei 20 °C ohne
Brunnenkabel bei einem neuen Motor größer als 400 Megaohm sein.
D. Notieren Sie sich Modellnummer, Leistung, Spannung, Datecode und Seriennummer des
Motors, die sich über und auf dem Motortypenschild befinden. (Beispiel: D/C 09H62 S/N0800019A Typ: 234 724 1621)
2. Pumpeninspektion
A. Kontrollieren Sie, dass die Nennleistung der Pumpe mit der des Motors übereinstimmt.
B. Kontrollieren Sie die Pumpe auf Schäden, und ob sich die Welle frei dreht.
3. Motor-/Pumpenmontage
A. Schmieren Sie die Verzahnung der Rotorwelle mit einem lebensmitteltauglichen,
wasserbeständigen Fett oder Vaseline. (siehe AID 01/2007)
B. Schmieren Sie auch den zylinderförmigen Gummiteil des Kabelsteckers vor dem Einschrauben
in den Motor mit einem gleichartigen Schmierfett. (siehe AID 02/2008)
C. Kontrollieren Sie, dass die Montageflächen von Pumpe und Motor frei von Schmutz,
Fremdkörpern und Unebenheiten sind.
D. Pumpen und Motoren über 3 kW (4 PS) sollten in vertikaler Position montiert werden, um
Belastungen des Pumpenflansches und der Wellen zu vermeiden. Setzen Sie die Pumpe und
den Motor so zusammen, dass ihre Montageflächen in Kontakt sind, und ziehen Sie dann die
Montageschrauben und -muttern gleichmäßig (überkreuz) mit dem vom Hersteller angegebenen
Anziehmoment an.
E. Falls zugänglich, kontrollieren Sie, ob sich die Pumpenwelle frei dreht. (4"-Motoren: Kontrollieren
Sie, dass der Sandschleuderring die Kupplung berührt/abdichtet.)
F. Montieren Sie den Pumpenkabelschutz über die Motorkabel. Schneiden oder klemmen Sie die
Kabelleiter während der Montage oder Installation nicht.
4. Stromversorgung und Steuerung (Sicherstellen der Spannungsfreiheit)
A. Vergewissern Sie sich, dass Netzspannung, Frequenz und kVA-Leistung den Anforderungen des
Motors entsprechen.
B. Vergewissern Sie sich, dass Leistung und Spannung des Anlaufgeräts mit dem Motor
übereinstimmen (4" PSC, 3-Wire).
C. Kontrollieren Sie, dass die gesamte elektrische Installation und Steuerung allen örtlichen
Sicherheitsbestimmungen und den Anforderungen des Motors entsprechen, einschließlich
Sicherungs- oder Schutzschaltergröße und Motorüberlastschutz. Schließen Sie alle
Metallrohrleitungen und Schaltschrankgehäuse an die Erdung der Stromversorgung an, um die
Gefahr eines Stromschlags zu vermeiden.
Bitte beachten Sie die örtlichen Vorschriften zur elektrischen Sicherheit.
Elektroinstallationen müssen von qualifizierten Technikern vorgenommen werden.
5. Blitz- und Überspannungsschutz
A. Verwenden Sie bei allen Unterwasserpumpeninstallationen geeignete Überspannungsableiter
(Blitzableiter). Kleinere 4"-Motoren können werksseitig mit integrierten Überspannungsableitern
ausgestattet werden. Sehen Sie in den Produktunterlagen nach. (siehe AID 4/2005)
B. Erden Sie alle oberirdischen Ableiter mit Kupferdraht direkt am Motorgehäuse oder an der
Steigleitung oder dem Brunnenrohr aus Metall, das bis unter den dynamischen Wasserspiegel
reicht.
6. Elektrisches Brunnenkabel
A. Verwenden Sie Unterwasserkabel in Querschnitten, die mit bestehenden Richtlinien und den
Kabeldiagrammen übereinstimmen. Das Motorkurzkabel muss mit Wasser bedeckt sein.
Brunnenkabel müssen die Stromtragfähigkeits- und Temperaturanforderungen erfüllen. Erden Sie
den Motor nach den örtlichen Vorschriften. (siehe AID 2 und 3/2005)
B. Falls vorgeschrieben, fügen Sie einen Erdleiter zum Motor und Überspannungsschutz ein, die an
die Erdung der Stromversorgung angeschlossen sind. Außerdem gilt: Eine Pumpenanlage muss
immer geerdet sein.
7. Motorkühlung
A. Stellen Sie sicher, dass bei der Installation jederzeit für eine ausreichende Motorkühlung gesorgt
ist; die minimale Kühlgeschwindigkeit findet sich in unseren Produktunterlagen oder auf dem
Motortypenschild. (siehe AID 2 – 2009)
8. Motor-/Pumpeninstallation
A. Spleißen Sie die Motorkabel zum Versorgungskabel mit Elektrolot oder Pressverbindern und
isolieren Sie jeden Spleiß vorsichtig mit wasserdichtem Klebeband oder Schrumpfschlauch.
B. Fixieren Sie das Brunnenkabel am Förderrohr alle 3 Meter mit Bändern oder Klebeband, die stark
genug sind, um ein Durchhängen zu verhindern. Lassen Sie das Kabel ein wenig durchhängen,
wenn ein(e) PP- oder Kunststoff-Steigrohr/-leitung verwendet wird, um Spannung des Kabels zu
vermeiden. Verwenden Sie ein Polster zwischen Kabel und Metallbändern.
C. Vergewissern Sie sich, dass die Pumpe mit einem federbelasteten Kontrollventil ausgerüstet ist.
Andernfalls wird ein Inline-Ventil im Förderrohr empfohlen, das sich innerhalb von max. 8 m über
der Pumpe, aber unter dem abgesenkten Wasserspiegel (dynamischen Wasserspiegel) befindet.
(siehe AID 02/2004)
D. Fügen Sie alle Rohrverbindungen so fest wie zweckmäßig zusammen, um ein Lösen durch das
Motordrehmoment zu verhindern. Als Daumenregel gilt: Das Anziehmoment sollte 2 Nm pro kW
betragen.
E. Installieren Sie die Pumpe weit genug unter dem dynamischen Wasserspiegel, um
sicherzustellen, dass der Pumpeneinlass immer mindestens die vom Pumpenhersteller
angegebene Haltedruckhöhe (Net Positive Suction Head, NPSH) hat. Die Pumpenanlage sollte
sich mindestens 3 Meter oberhalb vom Brunnenboden befinden, um den Aufbau von
Ablagerungen zu berücksichtigen.
F. Kontrollieren Sie den Isolationswiderstand, während Motor/Pumpe in den Brunnen
heruntergelassen werden. Der Widerstand kann allmählich fallen, wenn mehr Kabel ins Wasser
gelangt. Ein plötzlicher Abfall weist auf mögliche Schäden von Kabel, Spleißing oder Motorkabel
hin.
9. Nach der Installation
A. Kontrollieren Sie vor dem Starten der Pumpe alle elektrischen- und Wasserleitungsanschlüsse
und Teile.
B. Schalten Sie den Hauptschalter ein. Starten Sie die Pumpe und kontrollieren Sie den Motorstrom
und die Fördermenge der Pumpe. Falls normal, lassen Sie die Pumpe weiter laufen, bis das
geförderte Wasser klar ist. Falls die Fördermenge einer Drehstrompumpe gering ist, läuft sie unter
Umständen rückwärts. Die Drehrichtung kann (bei spannungsfreiem Gerät) durch Vertauschen
von zwei Motorkabelanschlüssen zur Stromversorgung umgekehrt werden.
C. Kontrollieren Sie Drehstrommotoren auf eine max. Stromasymmetrie von 5 %. Eine größere
Abweichung verursacht höhere Motortemperaturen und kann zum Auslösen des Überlastschutzes, Vibrationen und reduzierter Lebensdauer führen.
D. Vergewissern Sie sich, dass Anlauf, Betrieb und Abschaltung keine nennenswerten Vibrationen
oder hydraulische Stöße verursachen.
E. Vergewissern Sie sich nach einer Laufzeit von mindestens 15 Minuten, dass Pumpenleistung,
Stromaufnahme, Förderhöhe und andere Kennwerte stabil und wie vorgeschrieben sind.
Für die beste elektrische Absicherung: Stellen Sie den Motorschutz (SubMonitor oder
Überlastrelais) nahe an der Betriebspunktstromaufnahme ein.
Die Franklin AID erscheint seit Januar 2003. Sollten Sie nicht alle Ausgaben erhalten haben, wenden
Sie sich bitte an unsere Field Service Abteilung unter [email protected], wir schicken
Ihnen die fehlende Ausgabe gerne nach. Anbei finden Sie eine Auflistung aller bisher erschienenen
Themen.
Seminare 2010:
Bitte schauen Sie auf unserer Website http://www.franklin-electric.de/de/training.asp
nach und melden Sie sich an.
Auf Wunsch bieten wir auch speziell auf Ihre Bedürfnisse zugeschnittene Seminare an.
Das Franklin Electric Service Team wünscht Ihnen
„Frohe Weihnachten“ und viel Erfolg mit Franklin Produkten für 2010.
Franklin Application/Installation Data Europe
No. 1/2010
Einphasen-Unterwassermotoren, Teil 1
Franklin Electric baut als weltweit einziger Unterwassermotorenhersteller drei unterschiedliche Arten
von Wechselstrommotoren für den Brunnenbetrieb. Hiermit möchten wir es dem Anwender
ermöglichen, den Antrieb möglichst genau an die Anforderungen der jeweiligen Applikation
abzustimmen.
Der Erläuterung der jeweiligen Produktvorteile von PSC-, 2-wire und 3-wire Motoren widmen wir nun
eine dreiteilige Reihe unserer AID-Publikation. Schlussfolgernd wird die AID Nr. 4/2010 dann eine
zusammengefasste Gegenüberstellung aller verfügbaren Auslegungen „auf einen Blick“ beinhalten.
Im vorliegenden ersten Teil unserer Reihe befassen wir uns mit Kondensatoren.
Bitte werfen Sie auch einen Blick auf unsere aktuellen Schulungstermine am Ende dieser AID.
Einphasenmotoren - Generell: Alle Franklin Electric Unterwassermotoren gehören zur Gattung der
Asynchronmotoren mit wartungsfreiem Käfigläufer. Um mit einem geometrisch stationären Wechselfeld
(einphasige Einspeisung) den Anlauf der Maschine zu ermöglichen muss zusätzlich zur Hauptwicklung
eine räumlich versetzte Hilfswicklung eingebracht werden, welche je nach Auslegung nach dem
Hochfahren des Motors ausgeschaltet werden kann. Zur Phasenverschiebung des Stromes in der
Hilfswicklung kommen Kondensatoren oder bifilare Wickeltechniken zum Einsatz. Die meisten
Einphasen-Unterwassermotoren benötigen deshalb extern montierte Anlaufgeräte.
Verwendung von Motorkondensatoren
Grundsätzlich unterscheiden wir zwischen zwei Arten von Motorkondensatoren: Anlaufkondensatoren
und Betriebskondensatoren.
Betriebskondensatoren sind elektrisch so ausgelegt, dass sie dauerhaft mit Wechselstrom belastet
werden können. Durch sie fließt der gesamte Strom der Hilfswicklung und verursacht einen
belastungsabhängigen Spannungsabfall.
Anlaufkondensatoren werden sofort nach dem Anlauf des Einphasenmotors vom Netz getrennt. Sie
dienen lediglich dazu, dem Motor das Starten zu ermöglichen bzw. das Anlaufmoment zu erhöhen.
Erfolgt die Trennung nicht oder zu spät, nimmt der Kondensator und/oder die Motorwicklung Schaden.
Um der wichtige Rolle des Kondensators Rechnung zu tragen verwendet Franklin Electric in seinen
Anlaufgeräten selbstverständlich nur geprüfte Markenware. Sollten Sie dennoch kurzfristig Ersatz
benötigen und kein Originalteil zur Verfügung haben, achten Sie bei der Auswahl bitte auf folgende
Parameter:
•
•
•
Kapazität – gemessen in µF. Die benötigte Kapazität wird bei der Motorauslegung festgelegt
und sollte eingehalten werden, um ein sicheres Anlaufen des Motors bzw. ein vorteilhaftes
Drehmomentverhalten während des Betriebes zu gewährleisten.
Nennspannung – angegeben in V. Die während des Betriebes am Kondensator anliegende
maximale Spannung wird vom Motorenhersteller festgelegt. Der Kondensator sollte
mindestens für die angegebene Spannung bemessen sein, ansonsten reduziert sich seine
Lebensdauer-z.T. erheblich.
Klasse – angegeben mit Kennbuchstaben A, B, C, D. Diese Bezeichnung steht für die zu
erwartende Lebensdauer. Sie ist von Faktoren wie Spannung und Umgebungstemperatur
abhängig.
Seminare 2010:
Bitte schauen Sie auf unserer Website http://www.franklin-electric.de/de/training.asp
nach und melden Sie Ihre Teilnahme bei Bedarf an.
Auf Wunsch können wir auch speziell auf Ihre Bedürfnisse zugeschnittene
Seminare anbieten.
Franklin Application/Installation Data Europe
No. 2/2010
Einphasen-Unterwassermotoren, Teil 2
PSC – Betriebskondensatormotor
Wie schon dem Namen zu entnehmen ist wird bei dieser Motortype die Hilfswicklung so ausgelegt, dass
sie zusammen mit dem dazugehörigen Kondensator auch nach dem Hochlauf permanent mit dem Netz
verbunden bleibt.
Diese Motoren bieten besonders in Gegenden schwankender Spannungsversorgung Vorteile, wo sie
ein spannungstolerantes Anlaufverhalten der angeschlossenen Pumpe ermöglichen
Schaltbild PSC-Motor
Messungen an PSC Motoren
Achtung! Lebensgefahr durch elektrischen Schlag! Vergewissern Sie sich vor Durchführung
jeglicher Messungen, dass die Anlage spannungsfrei geschaltet und gegen unbeabsichtigtes
Wiedereinschalten gesichert ist.
Elektrische Prüfung von PSC-Motoren:
Neben der bekannten Isolationswiderstandsprüfung gibt die Wicklungswiderstandsprüfung
Aufschluss über den Zustand der Motorwicklungen.
Sowohl die Hauptwicklung, als auch die Hilfswicklung können ohmisch gemessen werden.
Hierbei ist der Widerstand der Hauptwicklung immer kleiner als der Widerstand der Hilfswicklung,
was auch zur Identifizierung der Wicklungen bei losen Kabelenden benutzt werden kann. Die
Widerstands-Sollwerte können in unserer Dokumentation nachgeschlagen werden.
Prüfung von Motorkondensatoren:
Ist ein Motorkondensator nicht sichtbar beschädigt, kann er gemessen werden. Zur genauen
Beurteilung des Zustandes eines Kondensators sind spezielle Messgeräte vonnöten. In der Praxis
kann man sich jedoch durchaus mit einfachen analogen Messgeräten behelfen, digitale Ohmmeter
sind hierfür ungeeignet.
Für die Messung darf der Kondensator nicht mit der Motorwicklung verbunden und muss vollständig
entladen sein.
•
•
•
•
•
•
•
Isolieren Sie den Prüfling elektrisch – ziehen Sie sämtliche Anschlussleitungen ab
Entladen Sie den Kondensator - schliessen Sie die Kondensatorpole kurz
Stellen Sie Ihr (analoges) Messgerät auf Durchgangsprüfung und messen den Kondensator
durch. Der Zeiger schlägt zunächst nach rechts aus und kehrt dann (möglicherweise
langsam) in die “0” - Position zurück. Je nach Kapazität ist der Ausschlag verschieden groß.
Auch die Zeit, die der Zeiger bis zur “0”-Position benötigt, ist unterschiedlich.
Wiederholen Sie die Prüfung durch Vertauschen der Anschlüsse. Bitte beachten Sie, dass
der Zeigerausschlag bei kleinen Kapazitäten möglicherweise recht klein ist. Schlägt der
Zeiger gar nicht aus oder bleibt in der rechten Position stehen, dann ist der Kondensator
defekt.
Beachten Sie bitte, dass Sie während der Messung die Messpunkte nicht berühren. Der
Durchgangswiderstand Ihres Körpers würde das Messergebnis verfälschen und
möglicherweise zu falschen Schlüssen führen.
Sie können Vergleiche mit funktionierenden Kondensatoren ähnlicher Kapazität durchführen.
Ist der Zeigerausschlag in etwa identisch und benötigt der Zeiger etwa die gleiche Zeit bis zur
“0”-Position kann davon ausgegangen werden, dass der zweifelhafte Kondensator in
Ordnung ist.
Für eine genaue Messung der Kapazität wird ein Kapazitäts-Messgerät benötigt.
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Franklin Application/Installation Data Europe
No. 3/2010
Der 2-wire Motor
In der vorliegenden Ausgabe unserer AID beschäftigen wir uns mit dem 2-wire Motor, einer Eigenentwicklung von Franklin Electric.
Als Unterschied zu allen anderen Wechselstrom - Unterwassermotoren benötigt der 2-wire
Motor keinerlei Kondensatoren. Die zum Starten dieses Einphasenmotors benötigte
Phasendifferenz zwischen den Strömen der Haupt- und Hilfswicklung wird durch einen erhöhten
ohmschen Widerstand der Hilfswicklung erzielt. Nach dem Hochlauf des Rotors wird die
Hilfswicklung komplett von der Spannungsversorgung getrennt. Dies geschieht beim 2-wire
Unterwassermotor mit Hilfe des patentierten BIAC-Schalters, einer im Motor verbauten
elektronischen Komponente.
Neben dem Motorstart generiert dieser Schalter auch ein vollautomatisches „Rüttelmoment“
bei blockierter Welle, eine einmalige Eigenschaft des Franklin Electric 2-wire Motors: Wird die
Motorwelle festgehalten, setzt der BIAC-Schalter zunächst die Hilfswicklung für ca. eine Sekunde unter Spannung. Danach beginnt er in schneller Folge zu öffnen und zu schliessen, was
eine ständige Phasenverschiebung des Stromes in der Hilfswicklung zur Folge hat. Die dadurch
hervorgerufene, zyklische Drehmomentumkehr am Wellenende bewirkt in vielen Fällen das
Freischlagen der angeschlossenen blockierten Hydraulik. Sobald die Pumpenwelle wieder frei
rotieren kann, läuft der Motor in vorgegebener Drehrichtung weiter.
Alle Franklin Electric 2-wire Motoren werden ab Werk mit eingebautem Überlastschutz sowie
integriertem Überspannungsableiter ausgestattet. Somit kann in den meisten Fällen ein
externes Schaltgerät entfallen.
Vorteile:
• Dreiadrige Zuleitung vs. vieradriger
• Kein externes Schaltgerät vonnöten
• Automatisch einsetzendes Rüttelmoment
• Eingebauter Überlastschutz
• Eingebauter Überspannungsschutz
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D- 54516 Wittlich / Germany
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Tel.: +49 (0)6571 105 420
Fax: +49 (0)6571 105 513
Elektrische Messungen an 2-wire Motoren
Wegen des eingebauten elektronischen Schalters sind die einzelnen Wicklungen von außen nicht
zugänglich. Ein korrektes Erfassen der individuellen Wicklungswiderstände bleibt deshalb den
Fachwerkstätten vorbehalten, welche den Motor nach der Prüfung wieder spezifikationsgerecht
zusammenbauen können.
Unbeachtet dessen kann jedoch der Isolationswiderstand dieser Motoren mit handelsüblichen
Isolationstestgeräten, in der Einstellung 500V DC, festgestellt werden.
Eine Funktionssimulation finden sie unter: http://apps.franklin-electric.com/am/biac-switch/
standard/index.html
Seminare 2010:
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Franklin Application/Installation Data Europe
No. 4/2010
Das Thema der Einphasen-Motoren abschließend stellen wir Ihnen heute den 3-Wire
Motor vor.
Am Ende dieser Ausgabe der Franklin AID finden Sie zum Abschluss der Produktreihe
eine Gesamtübersicht der Anschlussbilder.
Der 3-wire Motor
Überall dort, wo ein hohes Anlaufdrehmoment benötigt wird und dort, wo die Spannungsversorgung nicht immer sehr stabil ist, kann der 3-Wire Motor zur Anwendung kommen. Konstruktionsbedingt benötigt dieser Einphasen-Motortyp ein Anlaufgerät, welches nach erfolgtem Hochlauf
des Motors den Startkondensator vom Netz trennt.
Man unterscheidet dabei 2 Betriebsarten:
Kondensatorstart/Induktionsbetrieb und Kondensatorstart/Kondensatorbetrieb
Nachfolgende Anschlussbilder verdeutlichen die Unterschiede:
Während bei Ersterem nach erfolgtem Hochlauf des Motors die Startwicklung vom Netz getrennt
wird, bleibt bei der zweiten Variante die Startwicklung auch nach dem Hochlauf zugeschaltet. Da
diese Wicklung nicht nur die Startaufgabe übernimmt, nennt man sie auch Hilfswicklung.
Die permanent zugeschaltete Hilfswicklung in Verbindung mit dem Betriebskondensator ermöglicht ein höheres Drehmoment an der Motorwelle.
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Anschlussschema der Franklin Electric Einphasen-Motoren
Seminare 2010:
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Auf Wunsch können wir auch speziell auf Ihre Bedürfnisse zugeschnittene
Seminare anbieten
Das Franklin Electric Service Team bedankt sich für die gute
Zusammenarbeit und wünscht Ihnen „Frohe Weihnachten“ und viel
Erfolg mit Franklin Produkten für 2011.
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Franklin Application/Installation Data Europe
No. 1/2011
Diese Ausgabe der Franklin AID zeigt zusätzlich zu unserem Produktkatalog die Werkzeuge
zur Messung der Wellenhöhe und zum Befüllen von Franklin Electric Unterwassermotoren.
Diese Werkzeuge können bei Franklin Electric in Wittlich bestellt werden.
Zum Abschluss dieser Franklin AID finden Sie die aktuelle Übersicht der Service-Seminare in
unserem Training Center in Wittlich.
Füllkit
Art.-Nr. 308726103
4"/6" Bügellehre für den täglichen
Feldeinsatz, nicht zur Motormontage.
Art-Nr. 156125101
4" Präzisionsbügellehre
6" Präzisionsbügellehre
Art-Nr. 308239104
Art-Nr. 308239106
8-10" Präzisionsbügellehre
FES 92 Füllflüssigkeitskonzentrat
Art-Nr. 308239108
Art-Nr. 308353941
Seminarübersicht:
Russisches Seminar
KW 13
Deutsches Seminar
KW 14
Arabisches Seminar
KW 21
Englisches Seminar
KW 41
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Auf Wunsch können wir auch speziell auf Ihre Bedürfnisse zugeschnittene Seminare anbieten!
Franklin Application/Installation Data Europe
No. 2/2011
Auf vielfachen Kundenwunsch greifen wir in der heutigen Ausgabe der Franklin AID die Paarung der
Franklin Electric Start/Kontrollboxen zu den zugehörigen Franklin Electric 1 Phasen- Unterwassermotoren
auf. Informationen zu den Kontrollboxen finden Sie auch in unserem Produktkatalog.
Abschließend finden Sie die aktuelle Übersicht der Service-Seminare in unserem Training Center in
Wittlich.
Übersicht der Franklin Electric Kontrollboxen und Motoren
3 - Wire Motor
214…
Kontrollbox
2803554115
2803574115
2803584115
Leistung
0,25 kW-0,37 kW
0,55 kW
0,75 kW
Motortyp
214753..
214755..
214757..
214758..
Leistung
0,25 kW
0,37 kW
0,55 kW
0,75 kW
3 - Wire Motor
224…
Kontrollbox
2823508114
2823518114
Leistung
1,1 kW
1,5 kW
Motortyp
224750..
224751..
Leistung
1,1 kW
1,5 kW
Motortyp
224752..
Leistung
2,2 kW
3 - Wire Motor
224…
Kontrollbox
2823528114
Leistung
2,2 kW
3 - Wire Motor
224…
Kontrollbox
2822534014
Leistung
3,7 kW
Motortyp
224753..
Leistung
3,7 kW
Motortyp
2548..
2548..
2548..
2548..
2548..
2548..
2548..
Leistung
0,25 kW
0,35 kW
0,55 kW
0,75 kW
1,1 kW
1,5 kW
2,2 kW
PSC - Motor
254…
Kontrollbox
2846233510
2846243510
2846253510
2846263510
2846273510
2846283510
2846293510
Leistung
0,25 kW
0,35 kW
0,55 kW
0,75 kW
1,1 kW
1,5 kW
2,2 kW
PSC - Motor
254…
Kontrollbox
2846233511
2846243511
2846253511
2846263511
2846273511
2846283511
2846293511
Leistung
0,25 kW
0,35 kW
0,55 kW
0,75 kW
1,1 kW
1,5 kW
2,2 kW
Motortyp
2548..
2548..
2548..
2548..
2548..
2548..
2548..
Leistung
0,25 kW
0,35 kW
0,55 kW
0,75 kW
1,1 kW
1,5 kW
2,2 kW
Seminarübersicht:
Englisches Seminar
KW 41
Russisches Seminar
KW 43
Französisches Seminar
KW 45
Deutsches Seminar
KW 48
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Franklin Application/Installation Data Europe
No. 3/2011
Viele Anfragen, die das Franklin Electric Service-Team erreichen, behandeln das Thema
„Frequenzumrichter in Kombination mit einem Unterwassermotor“.
Mit dieser Ausgabe der Franklin AID möchten wir Ihnen weitere Hinweise an die Hand geben. Siehe
auch Franklin AID I/2004.
Ausgangsfilter sollten, wie in der Franklin AID 01-2004 beschrieben, ausgewählt werden.
Zusätzlich ist auf den Frequenzbereich des ausgewählten Filters zu achten.
Ist zum Beispiel auf dem Typenschild des Ausgangsfilters die Angabe fs ≥ 3,6 kHz angegeben, so muss
die Schaltfrequenz des Frequenzumrichters auf mindestens 3,6 kHz eingestellt werden.
Ein falsch ausgesuchter Ausgangsfilter oder eine falsch abgestimmte Schaltfrequenz können zum
vorzeitigen Ausfall der Installation führen. Auswirkungen auf den Unterwassermotor können unter
anderem eine geringere Leistung, eine höhere Erwärmung oder ein schlechterer Lauf sein.
Typenschild eines Ausgangsfilters
Auszug aus einer Frequenzumrichter- Betriebsanleitung
Ein weiterer wichtiger Punkt:
Ein Großteil der Frequenzumrichter ist für Normmotoren konstruiert. Hierbei kann die Leistung des
Frequenzumrichters anhand der Motorleistung in kW ausgewählt werden.
Aufgrund der konstruktiven Gegebenheiten nehmen Unterwassermotoren bei gleicher Leistungsabgabe (P2) einen etwas höheren Strom (Ampere) auf als vergleichbare Normmotoren.
Aus diesem Grund kann der nach Leistung ausgewählte Frequenzumrichter den für den Unterwassermotor benötigten Strom meist nicht zur Verfügung stellen und quittiert diesen Zustand mit einer
Überlast- Fehlermeldung.
Daher muss der Frequenzumrichter für den Betrieb an einem Unterwassermotor nach dem
Nennstrom (Inenn) des Unterwassermotors ausgewählt werden.
Frequenzumrichter-Kartonaufkleber
Frequenzumrichter-Typenschild
Seminare in 2012:
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Erfolg mit Franklin Produkten für 2012.
Franklin Electric Application/Installation Data
No. 1/2012
Wir möchten Sie auf dem aktuellen Stand halten. Deshalb zeigen wir Ihnen in der heutigen Ausgabe der Franklin AID Neuerungen und Änderungen an Franklin Electric Produkten.
ÄNDERUNG AM FRANKLIN ELECTRIC FÜLLKIT
Bisheriges Füllkit, Art.-Nr. 308726103
Geändertes Füllkit, Art.-Nr. 308726103
Europa GmbH
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e-mail: [email protected]
www.franklin-electric.eu
Tel.: +49 (0) 6571 105 - 0
Fax: +49 (0) 6571 105 - 513
Für die Befüllung des 6" wiederwickelbaren Motors aus Volledelstahl 304
kann der Standard-Fülladapter gegen den beiliegenden, kürzeren Adapter
getauscht werden.
Auf dem blauen Messstift wurde ein weiterer Markierungsring mit 25 mm
hinzugefügt, der für die 6" Spaltrohr-Motoren in Edelstahl 316SS von 4kW
bis 30 kW (236…) gilt.
Diese Änderung betrifft Motoren ab Date Code 11D.
Das Maß von 47 mm für die Motoren 6" Spaltrohr-Motoren – 276 … ….
wurde im Beiblatt gestrichelt eingezeichnet, ist auf Grund der Nähe zur
nächsten Markierung jedoch nicht eingekerbt.
Europa GmbH
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www.franklin-electric.eu
Tel.: +49 (0) 6571 105 - 0
Fax: +49 (0) 6571 105 - 513
NEUE 6" WIEDERWICKELBARE 304SS MOTOREN
Resultierend aus der laufenden Produktverbesserung
präsentiert Franklin Electric Europa die neueste Generation
der 6“ Wiederwickelbaren Motoren (4-37kW) in 304SS.
Produkt-Vorteile/Merkmale:
•
•
•
•
•
•
Motoren komplett in 304SS
Leicht wiederwickelbar (Wickelkopfgehäuse demontierbar)
Mehr Betriebssicherheit (niedrigere Eigenerwärmung)
Sand Fighter® Dichtungssystem ist Standard
Typenschilddaten in 50/60Hz
Motoren sind ~17mm kürzer und ~5kg leichter als die Graugussmaschinen, wobei der elektrisch aktive Teil unverändert
bleibt
• Gleiche Leistungsdaten
Modelnummern:
• 262 xxx 86xx - 304SS & PVC
• 262 xxx 87xx - 304SS & PE2/PA
Service:
Rotoren und sämtliche Verschleißteile (Lager, Dichtungen, …) mit
Ausnahme der Membrane bleiben unverändert.
Europa GmbH
D-54516 Wittlich / Germany
e-mail: [email protected]
www.franklin-electric.eu
Tel.: +49 (0) 6571 105 - 0
Fax: +49 (0) 6571 105 - 513
Franklin Electric 6" SPALTROHR-MOTOR 316SS
Im Zuge der laufenden Produktverbesserung fließen einige
Änderungen an Motorteilen in die Produktion der 6" Spaltrohrmotoren ein.
• Neue Membrane in geänderter Form
• zusätzlich findet ein Membranstützteller Verwendung
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ÄNDERUNG DER POSITION VON DATE CODE UND SEQUENZNUMMER DER
4" SPALTROHR-MOTOREN
Aus Standardisierungsgründen ändern wir die Position von Date Code und Sequenznummer:
ALT
NEU
Bisher finden Sie die Informationen oberhalb des Motortypenschildes.
Zukünftig werden diese Informationen links entlang des Motortypenschildes positioniert, wie bereits
heute bei den 6" Spaltrohr-Motoren. Der Inhalt und das Aussehen bleiben unverändert.
Europa GmbH
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SEMINARE IM FRANKLIN TECH TRAINING CENTER 2012
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Auf Wunsch können wir auch speziell auf Ihre Bedürfnisse zugeschnittene Seminare
anbieten.
Europa GmbH
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Franklin Electric Application/Installation Data
No. 2/2012
Die aktuelle Ausgabe der Franklin AID thematisiert die elektrische Leistung in Bezug auf die Berechnung der elektrischen Betriebskosten einer Unterwasserpumpeninstallation. Der Einfluss des
Phasenverschiebungswinkels cos phi ist Teil dieser Betrachtung.
Eine kurze, vereinfachte Erklärung der Begriffe Spannung und Strom:
Elektrische Spannung ist elektrischer Druck, gemessen in Volt (V).
Das Gegenstück in einem Rohrleitungssystem ist der Wasserdruck, angegeben in bar.
Elektrischer Strom, gemessen in Ampere(A), ist der elektrischer Fluss.
1 A ist definiert als 6,2 x 1018 Elektronen (das sind 6,2 gefolgt von18 Nullen), die innerhalb von
1 Sekunde an einem gegebenen Punkt vorbeifließen.
Dies ist mit dem Wasserfluss in einem Rohrleitungssystem vergleichbar, gemessen als Liter pro
Sekunde (l/s), anstelle von Elektronen pro Sekunde.
Die elektrische Leistung (kW) ist eine Kombination von Spannung und Strom.
In Anlehnung an das Rohrleitungssystem stellt man fest, dass eine 1,1 Kilowatt (kW) Pumpe
offensichtlich mehr Leistung abgeben kann als eine 0,55 kW Pumpe.
In anderen Worten, eine 1,1 kW Pumpe liefert eine höhere Kombination aus Druck und Menge
als eine 0,55 kW Pumpe.
Die elektrische Leistung wird ebenso in Watt (W) oder Kilowatt (kW) ausgedrückt.
Im Unterschied zum Wassersystem wird die Elektrizität als alternierende Spannung und Strom
zur Verfügung gestellt, kurz als AC bezeichnet.
Es bedeutet, dass die Spannung und der Strom konstant alternieren, es entsteht die bekannte
Sinusschwingung, die wir alle kennen.
Die elektrische Leistung alterniert mit 50 Hertz oder 60 Hertz, (50 oder 60 Schwingungen pro
Sekunde).
Die Wellenformen der Spannung und des Stromes sind nicht unbedingt deckungsgleich.
Das meint, die Wellenmaxima und Nulldurchgänge finden nicht zur gleichen Zeit statt, sie sind
nicht in Phase.
Diese Phasenbeziehung von Spannung und Strom wird Leistungsfaktor genannt.
Je kleiner der Leistungsfaktor ist, umso mehr liegen Spannung und Strom außer Phase.
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Im ersten Diagramm ist der Leistungsfaktor recht hoch, Spannung und Srom sind nahezu in Phase.
Das zweite Diagramm zeigt den Fall des niedrigen Leistungsfaktors, Spannung und Strom liegen weit
außer Phase.
blau: Spanung (V)
weiß: Strom (A)
Hoher Leistungsfaktor
blau: Spannung (V)
weiß: Strom (A)
Niedriger Leistungsfaktor
Der Leistungsfaktor ist ein Wert zwischen 0 und 1. Er wird auch als Prozentwert angegeben und ist
dimensionslos.
Der Grund dieser Betrachtung liegt darin, dass die elektrische Leistung in einem AC-System nicht nur von
der Spannung und dem Strom abhängt, sondern auch vom Leistungsfaktor.
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Schauen wir auf ein praktisches Beispiel: Anhand der Daten des Motortypenschildes zeigt ein 220 Volt
Motor mit 1,1 kW Wellenleistung folgende Charakteristik:
Die Wechselstromleistung wird wie folgt berechnet:
Elektrische Leistung = Spannung • Strom • Leistungsfaktor
Pelektr. = U • I • cosφ
Spannung = 220V
Strom = 9.7A
Leistungsfaktor = 0.79
Leistung elektr. = 220V • 9,7A • 0,79
= 1685,86 W
= 1,69 kW
Die Drehstromleistung wird unterschiedlich berechnet:
Elektrische Leistung = 1,732 • Spannung • Strom • Leistungsfaktor
Pelektr. = √ 3 • U • I • cosφ
Berechnung der Kosten:
Der Schlüsselfaktor ist, das wir für die entnommene Netzleistung bezahlen, nicht alleine für Spannung
oder Strom. Wie kann dies errechnet werden?
Wir bezahlen die entnommene elektrische Netzleistung in Kilowattstunden (kWh). Eine kWh ist 1 kW für
1 Stunde. Um die monatlichen Kosten errechnen zu können, benöten wir folgende Werte:
1. Leistungsverbrauch des Gerätes in kW
2. monatliche Betriebsstunden
3. Strompreis für 1 kWh
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Monatlichen Kosten = Leistung • monatliche Betriebsstunden • Strompreis
Ein Beispiel:
1.
2.
3.
Leistungsverbrauch – Wie im vorherigen Beispiel nimmt ein 1,1 kW Wechselstrommotor
1,69 Kilowatt elektrische Leistung auf.
Betriebsstunden – Nemen wir an, der Motor läuft im Durchschnitt 2 Stunden pro Tag,
das sind durchschnittlich 60 Stunden pro Monat.
Strompreis – Je nach Energieversorger lag der durchschnittliche Haushaltstrompreis
in 2011 bei 12 Cent pro kWh.
Monatliche Kosten = 1,69 kW • 60 Betriebsstunden • 0,12 €/kWh
= 12,17 €
Dies ist ein schneller Weg, um die elektrischen Betriebskosten einer Unterwasserpumpe zu errechnen.
Strom und Leistung werden oft verwechselt. Der Strom ist nur eine Komponente der elektrischen Leistung, vergleichbar mit dem Wasserfluss (l/s), der nur eine Komponenten eines Wassersystemes ist.
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