温度上昇計算ソフトウェア – チュートリアル

IEC 60890の計算方法に従う

温度上昇計算ソフトウェア(TRCS)

ロックウェル・オートメーション

無断複写・転載を禁じます。写真複写、記録、テープ、または情報記憶装置や情報検索システムを含む、グラフィック、電子的、または機械的な何らかの形式や方法で、本書のどの部分についても、発行人の許可なしで再生することはできません。本書で参照されている製品は、それぞれの企業の商標または登録商標のいずれかの可能性があります。当社には、これらの商標は要求されません。本書の作成で予防措置をとっているため、当社は、エラーや不作為、本書に記載された情報または添付のプログラムやソースコードを使用することで生じる損傷についてまったく責任を負いません。本書で示す図表やプログラム例は本文を容易に理解できるように用意されているものであり、その結果としての動作を保証するものではありません。個々の用途については数値や条件が変わってくることが多いため、当社では図表などで示したアプリケーションを実際の作業で使用した場合の結果については責任を負いません。

本書に記載されている情報、回路、機器、装置、ソフトウェアの利用に関して特許上の問題が生じても、当社は一切責任を負いません。

製品改良のため、仕様などを予告なく変更することがあります。

本版は、141A-IN004A-EN-P - July, 2010 の和訳です。141A-IN004A-EN-Pを正文といたします。

目次

ページ番号

温度上昇計算ソフトウェア(TRCS) – チュートリアル

1.1 プロジェクトのチュートリアル . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

TRCSプロジェクトを初めて開始

2.1 “Environmental Conditions”タブ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

2.2 “Enclosure”タブ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

2.3 電力損失の評価 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

2.3.1 MCS Starで生成されたコンポーネントリストのインポート. . . . . . . . . . . . . . . . 10

2.3.2 追加のコンポーネントの追加 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

2.3.3 電源導体の追加 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

2.3.4 コンポーネントのリストの再検討 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

2.4 “Temperature Rise According to IEC 60890”タブ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

2.4.1 熱放散超過の場合に行なう手段 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

2.5 “Result Cooling + Heater”タブ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

2.5.1 異なる材質、k値で作成されたエンクロージャ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

2.6 サポートの表示および印刷 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

まとめ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

第1章

第2章

2

第1章

温度上昇計算ソフトウェア(TRCS)－チュートリアル

このチュートリアルは、TRCS温度上昇計算ソフトウェアに慣れ親しむことを目的としています。サンプルプロジェクトを使用して学習します。

本書は、特定の項目について詳細に説明するHelpファイルおよびユーザーズマニュアルの補助としてお使いください。

最初にMCS Starのチュートリアルに取り組むことを、強くお奨めします。MCS Starのチュートリアルを完了すると、さまざまなスタータタイプと負荷フィーダのある小型で多目的なバスバーアセンブリのプロジェクトを生成できます。

MCS Starは、パネル内の温度上昇度に関連するコンポーネントのみから構成される(その動作電流を含む)、一種の「低減された」部品表を生成する「エクスポート」機能を提供します。幅広いロックウェル・オートメーション製品のためのコンポーネントの電力損失データは、TRCS内のデータベースで提供されます。

温度上昇計算モデルについては、Helpファイル、ユーザーズマニュアル、および規格IEC 60890を参照してください。

このチュートリアルでは、MCS Starからエクスポートされたデータを使用します。

1.1 プロジェクトのチュートリアル

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第2章

TRCSプロジェクトを初めて開始

温度上昇計算ソフトウェア(TRCS)を起動します。

起動ウィンドウで、[New Project]ボタンを選択します。

プロジェクトの名前を入力してから、[OK]ボタンを選択します。

メニュー項目“Databases/Person in charge”を選択します。

4

以下のウィンドウで、[+ Add Dataset]ボタンを選択してから、新しい行に個人データを入力します。

“Project data”タブで、以下の例に従ってカスタマデータを入力します。

“Person in charge”セクションで、 ボタンを選択します。

プロジェクトを始めて開始(続き)

5

“Customer”および“Person in charge”のデータがすでに入力されている場合は、対応する

領域で ボタンを選択することによって、データベースから受取ることができます。

新しく入力または修正されたデータは、 ボタンを選択することで、データベースに格納できます。

“Project data”タブのデータ入力は、これで完了しました。次のタブに進む前に作業内容を保存してください。

注: 作業中または複数バージョンのプロジェクトを保存したいときは、[Save as...]ボタンを選択• して、新しいファイル名で保存します。

プログラムは、TRCSを起動するたびにサンプルプロジェクトのファイル名“Example”を作• 成します。“Example”プロジェクトへの変更内容を保存したいときは、[Save as...]を選択して新しいファイル名で保存します。

プロジェクトを始めて開始(続き)

6

2.1 “Environmental Conditions”タブ

環境条件を入力する前に、測定または温度の単位などの一部のプログラム設定を変更することができます。メニューオプション“Extra /Settings...”を選択します。

変更を行なってから、[OK]ボタンを選択します。

注:ロックウェル・オートメーションは、ソフトウェアと共に複数のサプライヤからのエンクロージャデータベースを提供します。ただし、推奨するサプライヤが含まれていないか、または一部のカスタムのエンクロージャサイズがある場合は、独自のエンクロージャデータベースを作成できます。

ソフトウェアで提供されるコンポーネントデータベースには、15,000を超える個別のロックウェル・オートメーションのコンポーネント(電力損失データ付き)を示す約1,900のレコードが含まれています。定期的に追加の製品が必要になるときは、独自のユーザコンポーネントのデータベースを作成するだけです。

7

これで、以下に示すような“Environmental conditions”タブにデータを入力できます。

注: IEC 60890に従う計算は、エンクロージャが放射線源(オーブン、太陽)の影響を受けないことを前提としています。

最大周囲温度

最大周囲温度は内部温度の計算に必要で、これは取付けられたデバイス、導線、およびバスバーの消費電力によって起こる周囲温度の結果および温度上昇です。

高度

取付け場所の高度が海抜1000mより高い場合は、フィルタファンのサイズを考慮する必要があります。

フィルタファンの効率は、空気密度と反比例します。熱放散が60Wを超える(プロジェクトのチュートリアルで説明するように)場合は、以下の高度に対応するように必要な空気の流れを変更してください。

高度 必要な空気の流れ

海抜 7.9m3

1,500m 8.9m3

3,000m 10.0m3

エンクロージャを屋外に設置する場合

エンクロージャを屋外に設置すると、表面の空気の動きが増すため放射線の影響が高くなります。計算には約2の係数が使用されます。

2.1 “Environmental Conditions”タブ(続き)

8

このプロジェクトのチュートリアルのオプションすべてを使用するわけではありませんが、以下の図にこのタブのオプションすべてについて短く説明します。詳細は、ユーザーズマニュアルまたはHelpファイルを参照してください。

温度上昇を計算するためには、エンクロージャ寸法が必要です。“Select from database”を選択してから、[Select Enclosure]ボタンを選択します。それから、そこから対応するエンクロージャを選択します。製造メーカを選択して、エンクロージャライン、およびモデル番号/サイズを選択してから、[OK]ボタンを選択します。エンクロージャを特定の順番でソートするには、対応する列のタイトルをクリックします。

2.2 “Enclosure”タブ

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プロジェクトのチュートリアルでは、寸法を手動で入力できます。エンクロージャを以下のスクリーンショットに示すように構成します。

• エンクロージャ数: 1 寸法を手動で入力する: W = 1,000, H = 1,400, D = 400mm• 取付けタイプを構成する: 背面がカバーされ、他のすべての面は自由です。•

注:「カバーされる」という用語は、エンクロージャ表面が建物の壁などの他の建造物や他のエンクロージャに面していることを意味します。

電力損失を入力するまたは計算するには、以下の3つの方法を行なうことができます。

1. わかっている場合は、電力損失を手動で入力します。例: 1つのパネルに1台の大型ドライブのみがある。

2. 温度測定から。例: 既存のパネルがあり、内部温度の制限を超えていないかをテストします。TRCSは、行なった必要な測定が要件を満たしているかを評価できます(例：開口部、換気、または冷却ファン)。

3. 個々のコンポーネントと導線の電力損失データを使用することで評価します。このプロジェクトのチュートリアルでは、方法3を使用します。通常、これは、パネルに動作電流が異なる多種多様なコンポーネントがある場合には時間がかかります。ですが、この方法では、ソフトウェアは、MCS Starで生成されたコンポーネントリストをインポートする機能を提供します。もちろん、一部の追加のコンポーネントと電源導体は、まだ手動で入力または選択する必要があります。

2.2 “Enclosure”タブ(続き)

2.3 電力損失の評価

10

次に、[Evaluate]ボタンを選択します。

“Evaluate Dissipation for Enclosure 1”ウィンドウで、• [Import MCS Star]を選択します。

MCS Starから以前にエクスポートされたDBFファイルのファイル名を入力または選択しま• す。

[Import]ボタンを選択します。•

注:TRCSは、ロックウェル・オートメーションのコンポーネントデータベースで検索できます。すべてのコンポーネントの電力損失データは、以下のように保存されます:

P• 0：一定損失(例：電源、コンタクタコイル) P• 1：電流に比例する損失(~ I; 例：電力半導体) P• 2：電流の二乗に比例する損失(~ I2; 例：導線、ヒューズ、接点システム) I• ref：P1およびP2の参照電流(P1またはP2が起こる場所の電流)

2.3.1 MCS Starで生成されたコンポーネントリストのインポート

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1つまたは複数のコンポーネントが“Components database”で見つからない場合は、特定の行が黄色でハイライトされて表示されます。これは、データを手動で入力する必要があることをユーザに知らせます。

一定損失および電流に比例する損失を決定してから、表の下の対応するフィールドに入力します(前の図)。

温度上昇計算モデルについては、Helpファイル、ユーザーズマニュアル、および規格IEC 60890を参照してください。

[Add to Project]ボタンを選択します。

これで、コンポーネントのリストが“Evaluate Dissipation...”ウィンドウに追加されます。

注: デフォルトでは、TRCSは、MCS Starからインポートされるすべての負荷について減少係数80%で計算します。減少係数については、Helpファイルまたはユーザーズマニュアルを参照してください。

2.3.1 MCS Starで生成されたコンポーネントリストのインポート(続き)

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2.3.2 追加のコンポーネントの追加

400VA制御トランスを追加したい場合、この製品はロックウェル・オートメーションのコンポーネントデータベースにはないため、特定のコンポーネントを手動で追加する必要があります。

注: 繰返し使用する製品であると考えられる場合は、ユーザコンポーネントのデータベースに保存することに意味があります。ユーザコンポーネントのデータベースについては、ユーザーズマニュアルまたはHelpファイルを参照してください。

[Specifi c components]を選択してから、“Add new dataset”を選択します。少なくともDescription English (英語の説明)を入力して、Constant losses (一定損失)に45Wの値を入力してください。[OK]ボタンを選択します。

コンポーネントデータベースから、制御トランス電源を保護するためにヒューズホルダおよびバスバーモジュール追加できます。“Rockwell Automation”フォルダを展開して、“Miniature Circuit Breakers, Fuse Bases”フォルダを展開してから、140F Fuse Basesを選択します。

以下の図に、ヒューズホルダの選択を示します。希望するヒューズホルダをハイライトしてから[Add selected component to project]を選択するか、または希望するコンポーネントでダブルクリックすることで選択を行ないます。同じ方法で、“Mounting System”製品グループから141A-GS45RR25バスバーアダプタを選択します。

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2.3.2 追加のコンポーネントの追加(続き)

[Specifi c components]を再度選択して、“Add New Dataset”を選択してから2つのCCヒューズ、3Aを追加します。以下の図に示すようにパラメータを入力したら、[OK]ボタンを選択します。

新たに追加されたコンポーネントは、コンポーネントテーブルの最後に表示されます。これで、以下の図に示すように数量と動作電流を入力できるようになります。

トランスは一定電力損失で動作すると考えられるため、動作電流は必要ありません。

一定電力損失とサービス係数が100%であると考えられるため、トランスとその電源回路に減少係数を適用しません。

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電源ラインとすべての負荷のために電源導体を、リストに追加する必要があります。平均導線の長さは1.5m (パネル内部への長さだけと考えられる)とみなして、必要な規格に従うワイヤサイズを選択します。

電源ラインのサイズは、350 MCMです(この情報はMCS Starから同様に提供される)。

[Busbars/Conductors]ボタンを選択してから、“Add new dataset”を選択します。“North America”の下の“Conductor”オプションを選択します。350 MCMと、1.5mの長さを選択します。それから、[OK]ボタンを選択します。

上記で電源で行なったように、以下の図に従って他のすべての電源導体を追加します。数量、動作電流、および80%の標準減少係数を入力します。図に示すように、同じ負荷の導線をまとめることをお奨めします。

注: バスバーの動作電流と長さは、MCS Starから供給されます。

2.3.3 電源導体の追加

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コンポーネントと導線の数、もしあれば動作電流(表示された参照電流には対応しないとき)、および減少係数を、このリストに入力する必要があります。

MCS Starからインポートされたコンポーネントは、通常、減少係数についてより正確な情報を知っているとき以外は、変更する必要はありません。

数量、動作電流、および減少係数を考慮に入れるコンポーネントの合計電力損失は、行の右側の列に示されます。このプロジェクトのチュートリアルでは、コンポーネントはMCS Starからインポートされ、その割付けられたデータが正しいことを前提にしています。

アクティブなエンクロージャ内のすべてのコンポーネントの合計の電力損失は、ウィンドウの左下に表示されます。[OK]ボタンを選択すると、アクティブなエンクロージャの効果的な消費電力としてこの値を受け入れて、ウィンドウを閉じます。もちろん、変更のために常にこのウィンドウに戻ることができます。

それから、“Enclosure”タブに戻ります。計算されたワット損は下の領域に表示されます。

2.3.4 コンポーネントのリストの再検討

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このタブには、温度上昇計算の結果をエンクロージャ内部の温度プロファイルとして示します。

複数のエンクロージャが一列にあるときは、それぞれに数字が付けられたボタンがあります。アクティブなエンクロージャは、“Enclosure”タブに戻るスイッチが必要なく上面にあるボタンを使用して選択できます。

IEC 60890は、自然対流のあるキャビネットを参照しています。ファンを搭載したデバイスを使用している場合は、この前提は適用されません。エンクロージャ内部の温度の差が小さくなり、エンクロージャの表面の合計の熱放散が向上します。

デフォルトでは、許容可能な最大内部エンクロージャ温度は60°Cですが、このタブの上部で変更できます。これは、温度プロファイル図に赤色の制限線で示されます。

最大周囲温度は“Environmental conditions”タブから、アクティブエンクロージャの有効電力損失は“Enclosure”タブから取得されます。以下のフィールドは、許容可能な最大内部エンクロージャ温度が保持される電力損失を示します。差は、放散する必要がある超過ワット損です。これは、ウィンドウの左下に示されます。

図に、エンクロージャ内部の温度プロファイルと(有効冷却面が< 1.25m2のエンクロージャの場合は、温度は上の4分の1で一定を保つ)、許容可能な最大温度を示します。これの左側には、IEC 60890に従って計算されたエンクロージャの屋根の下と中くらいの高さの温度値が表示されます。

2.4 “Temperature Rise According to IEC 60890”タブ

IEC 60890

17

IEC 60890の詳細

[IEC 60890 Details]ボタンを選択すると、IEC 60890に従う計算パラメータが表示されます。

定数k, c, およびfはIEC 60890に従って決定され、熱放散超過を計算するために必要です。

これらの数値には、測定単位はありません。

2.4 “Temperature Rise According to IEC 60890”タブ(続き)

18

例では、計算は超過熱放散が60Wであることを示し、エンクロージャの上面で温度超過が4°Cになります。

この問題を解決するために異なる手段を行なってください。各ソリューションを試す前に、必ず設定をオリジナルの値に戻してください。

より大きなエンクロージャを選択します。スペースに制限がない場合は、これは、エンクロ• ージャタイプの保護等級レベルに影響しない非常に効果的な手段です。

“Enclosure”タブに戻り、試します。 - 例えば、エンクロージャが1,000 x 1,600 x 500であれば、問題を解決できます。

空気吸入口/排出開口部を取付けます。空気吸入口が50cm• 2あれば問題を解決できます。フィルタで効率が低下される場合は、さらに必要になります。この手段は、高い保護等級レベルが必要な場合は使用できません。

注: 排出開口部には、少なくとも1.1 x 吸入開口部の断面積が必要です。

“Enclosure”タブに戻り、試します。チェックボックス“Air inlet opening”(空気吸入口) -をアクティブにします。

定格周囲温度が35°Cでなければならないかをカスタマに確認します。30°Cに下げると、問• 題を解決できます。

“Environmental Conditions”タブに戻り、試します。 - コンポーネント(またはそれらの一部)の減少係数(Reduction Factor)を減らすことができる• かをカスタマに確認します。多くのアプリケーションでの経験から、同時係数(Simultaneity Factor)が50%未満であることを示します。

注: 減少係数については、ユーザーズマニュアルまたはHelpファイル、およびIEC 60439 / IEC 61439を参照してください。

“Enclosure”タブに戻り、[Evaluate]ボタンを選択します。減少係数の変化が電力損失 -にどのように影響するかをテストします。

2.4.1 熱放散超過の場合に行なう手段

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IEC 60890に従う温度上昇の評価は、ほとんどの標準パネルで実績のある方法として認識されています。自然対流のあるキャビネットのみを参照にしています。“Result Cooling + Heater”タブに、いくつかの追加情報と機能が示されています。

環境条件と許容可能な内部温度に従って、TRCSが以下を計算します。

エンクロージャで結露を防ぐために必要な加温するための電力• 最小エンクロージャ内部温度を保持するために必要な加温するための電力• 計算された内部温度が制限を超える場合は、必要な冷却能力または空気の流れ•

2.5 “Result Cooling + Heater”タブ

2.5.1 異なる材質、k値で作成されたエンクロージャ

エンクロージャの材質/k値IEC 60890規格の値の近くで、異なるk値の異なるエンクロージャ材質を選択できます。

異なるエンクロージャ材質を試してください。IEC 60890規格の値はかなり保守的であることがわかります。

エンクロージャサプライヤに提供される個別のk値を入力したいときは、“variable”を選択します。

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温度上昇計算の結果を印刷できます。レポートには、部品表とすべてのコンポーネント(それぞれの消費電力の値付き)が含まれています。この文書は、プロジェクトの文書の一部になる予定です。

[Print Preview]ボタン、メニューオプション“Project”を選択します。

注: 1つのエンクロージャしかないプロジェクトでは、“Selected Enclosure”と“Project”に違いはありません。

ボタンを使用して、文書を移動、ズーム、および印刷することができます。

2.6 レポートの表示および印刷

21

これでプロジェクトのチュートリアルを完了して、温度上昇計算ソフトウェアTRCSの基本を学ぶことができました。このチュートリアルで説明されなかった以下のような詳細な情報と機能については、Helpファイルおよびユーザーズマニュアルを参照してください。

互いに大して開くか閉じることができる、複数のエンクロージャから構成される大型のパネ• ル(モジュール式のエンクロージャシステム)の温度上昇計算

データベースに存在しないコンポーネントの取り扱い方法• カスタムコンポーネントのデータベースおよびエンクロージャのデータベースの作成および• 保持

TRCSを最新にし続ける。•

まとめ

Publication Number 141A-IN004A-JA-P – July 2010 Copyright © 2010 Rockwell Automation, Inc. All Rights Reserved. Printed in USA.