Už se vám někdy stalo, že se zákazník vrátil z kempu a stěžoval si na zřetelný zápach spálené elektroniky plnící vzduch? Další věc, kterou RVer ví, vodní čerpadlo se vypne a AC přestane fungovat. Spotřebitel přepne spínač pro oběhový ventilátor, ale nic se nestane. Nefungují ani zvedáky stabilizátoru.
Pokud ano, na vině může být kolísání napětí od vstupního zdroje energie, který je někdy stovky stop od distribučního transformátoru, který napájí různé požadavky všech RV připojených k němu. Zatímco tento prvotřídní kemp může být pro uživatele perfektní, kolísání napětí může být nebezpečné pro elektrická zařízení RV – zejména jeho elektromotory.
National Electrical Manufacturers Association (NEMA) publikuje průmyslové standardy pro elektromotory a generátory, které zahrnují specifikace pro kolísání napětí. Podle standardu MG 1 budou střídavé motory „úspěšně fungovat“ při jmenovité zátěži, pokud je zdroj energie v rámci těchto parametrů:
- Plus/minus 10 procent jmenovitého napětí se jmenovitou frekvencí pro indukční motory.
- Plus/minus 6 procent jmenovitého napětí se jmenovitou frekvencí pro univerzální motory.
- 10procentní kombinovaná změna jmenovitého napětí a frekvence (součet absolutních hodnot), pokud:
-
- Frekvence je v rozmezí plus/mínus 5 procent jmenovité frekvence.
- Kolísání napětí univerzálních motorů (kromě motorů ventilátorů) je v rozmezí plus/mínus 6 procent jmenovitého napětí.
Kolísání frekvence obvykle není problém v Severní Americe, kde většina elektrických zařízení RV vyžaduje 60 Hz spíše než 50 Hz. Povolené kolísání napětí je 6 až 10 procent v závislosti na typech elektromotorů v RV. Ty se obvykle skládají ze střídavých indukčních, univerzálních, stejnosměrných a servomotorů a také střídavých generátorů (alternátorů). Níže uvedená tabulka ukazuje limity napětí pro služby 120 VAC a 230 VAC pro AC indukční a univerzální motory.
Měření skutečného napětí na přípojce RV vyžaduje digitální multimetr (DMM). DMM pro spotřebitele jsou k dispozici od mnoha renomovaných výrobců, stejně jako požadované osobní ochranné prostředky (OOP). V případě pochybností by měl uživatel požádat personál údržby v kempu, aby změřil napětí přípojky.
Příklady výpočtu napětí
Předpokládejme, že obytný vůz má nějaké univerzální motory a 230 V AC v kempu elektrická přípojka měří 215 V AC na přípojce. Tabulka 1 ukazuje, že minimální přijatelné napětí je 216.2 VAC, což znamená, že dodávané napětí je při tomto zapojení příliš nízké.
Nyní předpokládejme, že RV nemá žádné univerzální motory a služba 120 VAC měří 127 VAC na připojení. Podle tabulky 1 je povolený limit +10 procent 132 VAC, což činí tuto službu přijatelnou.
Vliv vysokého/nízkého napětí na výkon a spolehlivost motoru
Má tedy provoz v rámci parametrů NEMA vliv na výkon a spolehlivost elektromotoru? Krátká odpověď je ano. I když NEMA Std. Standard MG 1 říká, že různé konstrukce motorů budou fungovat v rozmezí 6 až 10 procent jmenovitého napětí, tento limit přesně neodráží to, co se stane, když motory běží na vysoké nebo nízké napětí. Jakákoli změna jmenovitého napětí a frekvence ovlivní výkon motoru, někdy dramaticky.
Různé elektrické motory v RV mohou mít různé charakteristiky magnetického toku závislé na aplikaci, ale stále platí stejné principy. Například vyšší vstupní napětí se rovná vyššímu magnetickému toku. V určitém okamžiku to začne saturovat jádro motoru, což způsobí jeho rychlé zahřátí a potenciálně poškození izolačního systému motoru.
Nízkonapěťové napájení je škodlivější než vysoké napětí, protože snižuje magnetický tok v železe jádra. Nepoužití jádra optimálně způsobí pokles účinnosti a točivého momentu, protože vnitřní teplota motoru začne stoupat. V tomto scénáři mají motory tendenci se přetěžovat a vykonávat stejnou práci jako dříve a často předčasně selžou. Tabulka 1 ukazuje typické účinky kolísání napětí na AC indukční motory.
Následující shrnutí vysvětluje, jak přepětí a podpětí typicky ovlivňuje výkon indukčního motoru.
• Točivý moment. Točivý moment indukčního motoru se mění jako druhá mocnina napětí, takže jakákoli malá změna napětí významně ovlivní startovací a maximální točivý moment. Při napětí 110 procent se točivý moment zvýší o 21 procent, ale při napětí 90 procent se točivý moment sníží o 19 procent. Tato změna může představovat problém, pokud motor potřebuje spustit zátěž s vysokou setrvačností.
• Rychlost. Rychlost se mírně změní s vysokým nebo nízkým napětím, zvýší se asi o 1 procento při 110 procentech napětí a sníží asi o 1.5 procenta při 90 procentech napětí. Ale když se podíváte na změnu rychlosti v procentech skluzu, čísla jsou dramatičtější. Skluz je rozdíl mezi rychlostí rotujícího magnetického pole motoru (synchronní rychlost) a rychlostí otáčení jeho hřídele. Při 110 procentech napětí se skluz sníží o 17 procent; při 90 procentech napětí se zvýší o 23 procent.
• Energetická účinnost. Při napětí 110 procent může být motor až o 1 procento účinnější než při svém jmenovitém napětí. Při 90 procentech napětí je však motor asi o 2 procenta méně účinný. Tento rozdíl v účinnosti je zvláště důležitý u větších motorů, které potenciálně výrazně zvyšují provozní náklady.
• Aktuální. Při napětí 110 procent se startovací proud zvýší o 10 až 12 procent, ale proud při plném zatížení se sníží o 7 procent. To může způsobit problém, pokud napájecí zdroj nezvládne vyšší startovací proud. Při 90 procentech napětí se startovací proud sníží o 10 až 12 procent, zatímco proud při plné zátěži se zvýší o 11 procent.
• Zvýšení teploty. Změny napětí také ovlivňují nárůst teploty při plném zatížení. Při 110% napětí se nárůst teploty sníží o 3 až 4 °C – pokud se jádro magneticky nenasytí, což způsobí zvýšení teploty. Při 90 procentech napětí se nárůst teploty zvýší o 6 až 7 °C. Obecně platí, že každé zvýšení celkové teploty o 10 °C snižuje životnost izolace na polovinu. I mírné podpětí zvýší nárůst teploty a zkrátí životnost motoru.
• Přetížitelnost. Při napětí 110 procent bude mít motor o 21 procent vyšší kapacitu přetížení; při 90 procentech napětí se tato kapacita sníží o 19 procent. Motory často běží po určitou dobu přetížené, takže provoz na podpětí zvyšuje možnost předčasného selhání.
Kontrola servisního napětí je kritická
Aby byla zajištěna spolehlivost elektrických zařízení RV, zejména elektromotorů, musí táborníci znát provozní napětí přípojky, kterou jejich RV používá. Naučit spotřebitele, aby si to před připojením vozidla k elektrické síti zkontrolovali, jim může ušetřit mnoho bolestí hlavy.
Přestože NEMA Std. MG 1 umožňuje u určitých elektromotorů až plus/mínus 10 procent kolísání napětí, výkon a spolehlivost mohou utrpět, pokud je provozní napětí nižší než jmenovité hodnoty motoru na typovém štítku. Jakmile vaši zákazníci naleznou perfektní kemp pro obytné vozy, požádejte je, aby před zapojením zkontrolovali napětí na servisní skříni pomocí DMM a OOP. Je to skvělá příležitost prodat tato zařízení také ve vaší maloobchodní prodejně.O autorovi
Matthew Conville, P.E. je specialistou na technickou podporu ve společnosti EASA, Inc., St. Louis, Missouri. Může být zastižen na čísle 314-993-2220. EASA je mezinárodní obchodní sdružení více než 1,800 firem v odhadovaných 70 zemích, které prodávají a servisují elektromechanické přístroje. Více se dozvíte na www.easa.com.
Servis 120 VAC Servis 230 VAC Nominální 120.0 VAC Nominální 230.0 VAC -6% 112.8 VAC -6 procent 216.2 VAC + 6% 127.2 VAC +6 procenta 243.8 VAC -10% 108.0 VAC -10 procent 207.0 VAC + 10% 132.0 VAC +10 procenta 253.0 VAC
-
