MACHTMANN MN-50R – przemysłowy agregat 50 kW z silnikiem Ricardo i automatyką ATS

MACHTMANN MN-50R jest stacjonarnym, trójfazowym zespołem prądotwórczym przeznaczonym do profesjonalnego zasilania podstawowego i awaryjnego. Generator pracuje z częstotliwością 50 Hz i zapewnia napięcie 400 V pomiędzy fazami oraz 230 V pomiędzy fazą a przewodem neutralnym.

Moc znamionowa 50 kW / 62,5 kVA pozwala zasilać rozbudowane instalacje budynków, maszyny produkcyjne, urządzenia warsztatowe, pompy, sprężarki, systemy chłodnicze, wentylacyjne i grzewcze. Moc maksymalna 55 kW / 68,75 kVA stanowi dodatkową krótkotrwałą rezerwę podczas przejmowania obciążenia i rozruchu wybranych odbiorników.

Zespół wykorzystuje czterocylindrowy silnik wysokoprężny N4105ZDS z turbodoładowaniem, mechanicznym układem wtryskowym i chłodzeniem cieczą. Silnik pracuje z prędkością 1500 obr./min i został dopasowany do napędu stacjonarnych zespołów prądotwórczych.

Energia elektryczna wytwarzana jest przez synchroniczną, bezszczotkową i samowzbudną prądnicę SLG-224E. Miedziane uzwojenie stojana i wirnika, automatyczna regulacja napięcia AVR oraz konstrukcja ze skokiem uzwojenia 2/3 zapewniają właściwe warunki pracy przy zróżnicowanym obciążeniu.

Zamknięta obudowa ogranicza poziom hałasu, zabezpiecza najważniejsze podzespoły i zapewnia dostęp do punktów serwisowych. Stalowa podstawa posiada elementy antywibracyjne, kieszenie umożliwiające transport wózkiem widłowym oraz punkty przeznaczone do podnoszenia urządzenia za pomocą HDS lub dźwigu.

Najważniejsze zalety

• moc znamionowa 50 kW / 62,5 kVA,
• moc maksymalna 55 kW / 68,75 kVA,
• napięcie wyjściowe 230/400 V,
• częstotliwość 50 Hz,
• obliczeniowy prąd znamionowy około 90 A,
• czterocylindrowy silnik wysokoprężny typu Ricardo,
• model silnika N4105ZDS,
• pojemność skokowa około 4,15 l,
• turbodoładowanie,
• bezpośredni wtrysk paliwa,
• mechaniczna pompa wtryskowa,
• mechaniczna regulacja prędkości obrotowej,
• prędkość robocza 1500 obr./min,
• chłodzenie cieczą,
• elektryczny układ rozruchowy,
• przystosowanie do wielogodzinnej pracy,
• synchroniczna prądnica SLG-224E,
• bezszczotkowa i samowzbudna konstrukcja,
• miedziane uzwojenie stojana i wirnika,
• automatyczna stabilizacja napięcia AVR,
• skok uzwojenia 2/3,
• stopień ochrony prądnicy IP23,
• zabezpieczenie przeciążeniowo-termiczne,
• przygotowanie do współpracy z automatyką ATS/SZR,
• gniazda jednofazowe i trójfazowe,
• zamknięta obudowa wyciszająca,
• zabezpieczenie antykorozyjne,
• zamykane drzwi serwisowe,
• wlew paliwa zabezpieczony zamkiem,
• zbiornik paliwa umieszczony w podstawie,
• elementy antywibracyjne,
• kieszenie umożliwiające transport wózkiem widłowym,
• punkty do podnoszenia urządzenia,
• masa netto około 1150 kg.

Moc znamionowa 50 kW i maksymalna 55 kW

Moc znamionowa agregatu wynosi 50 kW. Przy współczynniku mocy cos φ 0,8 odpowiada to mocy pozornej 62,5 kVA. Jest to podstawowy poziom mocy przeznaczony do regularnego zasilania odbiorników przy zachowaniu prawidłowych warunków chłodzenia, wymaganej obsługi serwisowej i właściwego zapasu eksploatacyjnego.

Moc maksymalna wynosi 55 kW, co przy cos φ 0,8 odpowiada 68,75 kVA. Jest to krótkotrwała rezerwa przeznaczona do przejmowania chwilowych wzrostów obciążenia. Agregatu nie należy długotrwale obciążać pełną mocą maksymalną.

Przy doborze urządzenia należy uwzględnić:

• moc czynną i pozorną wszystkich odbiorników,
• współczynnik mocy podłączanych urządzeń,
• prądy rozruchowe silników elektrycznych,
• sposób uruchamiania pomp i sprężarek,
• występowanie softstartów i przemienników częstotliwości,
• charakterystykę spawarek i urządzeń transformatorowych,
• kolejność uruchamiania maszyn,
• asymetrię obciążenia faz,
• możliwość jednoczesnej pracy wszystkich urządzeń,
• wymagany zapas mocy.

Aktualna karta produktu przypisuje modelowi MN-50R moc znamionową 50 000 W oraz maksymalną 55 000 W.

Prąd znamionowy około 90 A

Przy mocy znamionowej 50 kW, napięciu 400 V i współczynniku mocy cos φ 0,8 obliczeniowy prąd trójfazowy wynosi około 90 A:

50 000 W ÷ (√3 × 400 V × 0,8) ≈ 90,2 A

Dla mocy maksymalnej 55 kW obliczeniowy prąd wynosi około 99,2 A.

Przyłącze główne, przekroje przewodów, wyłącznik mocy, zabezpieczenia oraz rozdzielnica ATS/SZR muszą zostać dobrane do pełnego prądu agregatu i charakterystyki zasilanych odbiorników.

Gniazda znajdujące się na panelu służą do zasilania urządzeń mieszczących się w znamionowym prądzie danego przyłącza. Pełne wykorzystanie mocy agregatu wymaga odpowiednio wykonanego odpływu głównego przystosowanego do prądu około 90 A.

Silnik wysokoprężny typu Ricardo N4105ZDS

Sercem agregatu jest czterocylindrowy, rzędowy silnik wysokoprężny typu Ricardo N4105ZDS. Jednostka ma pojemność skokową około 4,15 l i pracuje ze stałą prędkością 1500 obr./min, niezbędną do wytwarzania energii elektrycznej o częstotliwości 50 Hz.

Silnik wykorzystuje turbodoładowanie, bezpośredni wtrysk paliwa oraz mechaniczną regulację obrotów. Zastosowanie turbosprężarki zwiększa ilość powietrza dostarczanego do cylindrów i umożliwia uzyskanie mocy odpowiedniej do napędu generatora klasy 50 kW.

Dane techniczne jednostek N4105ZDS wskazują moc mechaniczną około:

• 56 kW w podstawowym trybie pracy,
• 62 kW w trybie awaryjnym.

Rezerwa pomiędzy mocą mechaniczną silnika i elektryczną mocą agregatu pokrywa straty występujące w prądnicy oraz moc pobieraną przez wentylator, pompę cieczy chłodzącej i pozostały osprzęt jednostki.

Czterocylindrowa konstrukcja zapewnia równomierną pracę, dobrą zdolność przejmowania obciążenia i niższy poziom drgań niż silniki jedno- lub dwucylindrowe stosowane w małych agregatach przenośnych.

Turbodoładowanie

N4105ZDS jest silnikiem turbodoładowanym. Turbosprężarka wykorzystuje energię spalin do zwiększenia ilości powietrza dostarczanego do cylindrów.

Rozwiązanie poprawia:

• napełnianie cylindrów,
• zdolność silnika do przejmowania obciążenia,
• stosunek mocy do pojemności jednostki,
• warunki spalania pod dużym obciążeniem,
• utrzymywanie wymaganej prędkości obrotowej.

Turbodoładowanie ma szczególne znaczenie podczas uruchamiania pomp, sprężarek, wentylatorów i innych urządzeń wyposażonych w silniki elektryczne o podwyższonym prądzie rozruchowym.

Mechaniczny układ wtryskowy

Silnik wykorzystuje mechaniczną pompę wtryskową i bezpośredni wtrysk oleju napędowego do cylindrów. Układ nie wymaga rozbudowanego systemu Common Rail.

Mechaniczny regulator obrotów zmienia dawkę paliwa w zależności od aktualnego obciążenia i pomaga utrzymać prędkość możliwie bliską 1500 obr./min.

Rozwiązanie zapewnia:

• prostą i sprawdzoną konstrukcję,
• ograniczoną liczbę elektronicznych elementów wykonawczych,
• łatwiejszą diagnostykę układu paliwowego,
• możliwość obsługi przez serwisy silników przemysłowych,
• dobrą odporność na wymagające warunki eksploatacyjne.

Do agregatu należy stosować czysty olej napędowy odpowiedniej jakości. Konieczna jest regularna kontrola filtra paliwa, odstojnika, przewodów oraz szczelności połączeń.

Zużycie paliwa

Deklarowane zużycie oleju napędowego wynosi:

Rzeczywiste spalanie zależy od:

• poziomu i charakteru obciążenia,
• współczynnika mocy odbiorników,
• asymetrii obciążenia faz,
• częstotliwości uruchamiania dużych silników,
• temperatury otoczenia,
• wysokości nad poziomem morza,
• jakości paliwa,
• stanu filtrów,
• stanu technicznego silnika.

Zbiornik paliwa umieszczono centralnie w podstawie zespołu. Producent deklaruje do około 10 godzin pracy przy pełnym obciążeniu oraz do około 15 godzin przy obciążeniu na poziomie 70%.

Chłodzenie cieczą

Silnik wykorzystuje wymuszony układ chłodzenia cieczą z chłodnicą, wentylatorem i pompą obiegową. Rozwiązanie umożliwia skuteczne odprowadzanie ciepła podczas wielogodzinnej pracy pod dużym obciążeniem.

Miejsce instalacji agregatu musi zapewniać:

• swobodny dopływ chłodnego powietrza,
• skuteczne odprowadzanie gorącego powietrza,
• brak ponownego zasysania powietrza wyrzucanego przez chłodnicę,
• odpowiedni odstęp od ścian i przeszkód,
• możliwość otwierania drzwi serwisowych,
• bezpieczne i szczelne odprowadzenie spalin.

Przy montażu agregatu w pomieszczeniu konieczne jest wykonanie profesjonalnej wentylacji nawiewnej i wywiewnej oraz układu wydechowego wyprowadzonego poza budynek.

Rozruch elektryczny

MACHTMANN MN-50R posiada elektryczny układ rozruchowy. Rozrusznik umożliwia uruchomienie silnika z poziomu panelu sterowania lub automatycznie po otrzymaniu sygnału z układu ATS/SZR.

W instalacji zasilania awaryjnego należy regularnie kontrolować:

• stan akumulatora rozruchowego,
• napięcie układu ładowania,
• połączenia przewodów,
• zaciski akumulatora i rozrusznika,
• poziom oleju,
• poziom cieczy chłodzącej,
• poziom paliwa,
• gotowość panelu sterowania,
• działanie automatyki przełączającej.

Agregat powinien być okresowo uruchamiany i testowany pod rzeczywistym obciążeniem. Krótka praca wyłącznie na biegu jałowym nie stanowi pełnego testu instalacji zasilania rezerwowego. Karta produktu wskazuje rozrusznik o mocy 2500 W.

Prądnica synchroniczna SLG-224E

Za wytwarzanie energii odpowiada synchroniczna, bezszczotkowa i samowzbudna prądnica SLG-224E.

Konstrukcja bezszczotkowa ogranicza liczbę elementów eksploatacyjnych i eliminuje konieczność okresowej wymiany szczotek. Stojan oraz wirnik wykonano z miedzianego uzwojenia, które zapewnia dobre przewodnictwo elektryczne i odporność na obciążenia cieplne.

Prądnica zapewnia:

• napięcie trójfazowe 400 V,
• napięcie jednofazowe 230 V,
• częstotliwość 50 Hz,
• bezszczotkowy układ wzbudzenia,
• automatyczną regulację napięcia AVR,
• stopień ochrony IP23,
• zabezpieczenie przeciążeniowo-termiczne,
• skok uzwojenia 2/3.

Regularna obsługa powinna obejmować kontrolę zacisków, połączeń elektrycznych, czystości kanałów wentylacyjnych, stanu izolacji oraz działania regulatora AVR.

Skok uzwojenia 2/3

Uzwojenie prądnicy wykonano ze skokiem 2/3. Rozwiązanie ogranicza udział harmonicznych trzeciego rzędu i poprawia warunki współpracy z częścią odbiorników nieliniowych.

Ma to znaczenie podczas zasilania:

• sterowników elektronicznych,
• automatyki przemysłowej,
• zasilaczy impulsowych,
• systemów alarmowych,
• urządzeń telekomunikacyjnych,
• elektronarzędzi,
• przemienników częstotliwości,
• wyposażenia biurowego.

MACHTMANN MN-50R jest klasycznym agregatem synchronicznym ze stabilizacją napięcia AVR, a nie agregatem inwertorowym.

Stabilizacja napięcia AVR

Automatyczny regulator napięcia AVR steruje układem wzbudzenia prądnicy i koryguje napięcie wyjściowe podczas zmian obciążenia.

Deklarowana dokładność regulacji wynosi około ±2%. Stabilizacja ogranicza wahania napięcia podczas załączania i odłączania odbiorników.

AVR jest szczególnie istotny podczas zasilania:

• instalacji grzewczych,
• pomp i hydroforów,
• urządzeń chłodniczych,
• systemów wentylacyjnych,
• sterowników maszyn,
• elektronarzędzi,
• oświetlenia,
• systemów monitoringu,
• wyposażenia biurowego.

AVR odpowiada za regulację napięcia, natomiast częstotliwość zależy przede wszystkim od prędkości obrotowej silnika i działania regulatora obrotów.

Panel sterowania i automatyka ATS/SZR

MACHTMANN MN-50R jest oferowany jako agregat przeznaczony do pracy z automatyką ATS/SZR. Układ umożliwia wykorzystanie zespołu jako samoczynnego źródła zasilania rezerwowego.

Typowa sekwencja działania obejmuje:

1. kontrolowanie parametrów zasilania sieciowego,
2. wykrycie zaniku lub nieprawidłowego napięcia,
3. przekazanie sygnału uruchomienia do agregatu,
4. automatyczny rozruch silnika,
5. kontrolę napięcia i częstotliwości generatora,
6. przełączenie przygotowanej instalacji na agregat,
7. zasilanie odbiorników do czasu powrotu sieci,
8. ponowne przełączenie instalacji na zasilanie podstawowe,
9. pracę bez obciążenia w celu schłodzenia silnika,
10. automatyczne zatrzymanie zespołu.

Rozwiązanie pozwala zabezpieczyć zakład, gospodarstwo, magazyn lub obiekt usługowy również podczas nieobecności operatora. Dokładny model sterownika i zakres dostarczanej automatyki zależą od konfiguracji zestawu. Oficjalna karta producenta klasyfikuje urządzenie jako agregat ATS.

Gniazda i odbiór mocy

Standardowa konfiguracja panelu obejmuje następujące rodzaje przyłączy:

• 230 V / 16 A,
• 230 V / 32 A,
• 400 V / 64 A.

Gniazdo 400 V / 64 A pozwala teoretycznie odebrać około 44,3 kVA:

√3 × 400 V × 64 A ≈ 44,3 kVA

Przy współczynniku mocy cos φ 0,8 odpowiada to około 35,5 kW mocy czynnej. Oznacza to, że przez gniazdo 400 V / 64 A nie można wykorzystać pełnej mocy znamionowej agregatu wynoszącej 50 kW.

Pełny odbiór mocy wymaga zastosowania właściwie wykonanego odpływu głównego, zabezpieczeń i przewodów przystosowanych do prądu około 90 A.

Podłączenie agregatu do instalacji obiektu powinno zostać wykonane przez elektryka posiadającego odpowiednie kwalifikacje. Niedopuszczalne jest prowizoryczne podłączanie zespołu przewodem zakończonym wtyczkami po obu stronach ani podawanie napięcia do publicznej sieci elektroenergetycznej.

Wyciszona obudowa przemysłowa

Silnik, prądnica, zbiornik paliwa i wyposażenie elektryczne umieszczono w zamkniętej obudowie wyciszającej, zabezpieczonej antykorozyjnie.

Konstrukcja obejmuje:

• zamykane drzwi serwisowe,
• wlew paliwa zabezpieczony zamkiem,
• dostęp do podstawowych komponentów obsługowych,
• zbiornik paliwa umieszczony w podstawie,
• elementy antywibracyjne,
• kieszenie umożliwiające transport wózkiem widłowym,
• punkty przeznaczone do podnoszenia za pomocą HDS lub dźwigu,
• oznaczenia ostrzegawcze w języku polskim,
• zabezpieczenie podzespołów przed bezpośrednim oddziaływaniem opadów.

Deklarowany poziom hałasu wynosi około 73–75 dB. Zamknięta konstrukcja jest mniej uciążliwa akustycznie niż otwarty agregat przemysłowy o porównywalnej mocy.

Wymiary, masa i posadowienie

Wymiary agregatu wynoszą około:

• długość: 2250 mm,
• szerokość: 930 mm,
• wysokość: 1150 mm.

Masa netto agregatu wynosi około 1150 kg.

Agregat należy ustawić na stabilnym, wypoziomowanym i odpowiednio nośnym podłożu. Przy instalacji stacjonarnej zalecane jest posadowienie na przygotowanej płycie betonowej lub konstrukcji fundamentowej.

Podłoże musi przenieść:

• masę urządzenia,
• masę paliwa i płynów eksploatacyjnych,
• obciążenia dynamiczne występujące podczas rozruchu,
• drgania powstające podczas pracy,
• obciążenia związane z obsługą i transportem.

Należy pozostawić odpowiednią przestrzeń umożliwiającą swobodny przepływ powietrza, otwieranie drzwi serwisowych i wykonywanie przeglądów.

Najważniejsze parametry techniczne

Dane produktu zestawiono na podstawie aktualnej karty producenta, aktualnej karty sprzedażowej oraz dokumentacji technicznej silnika N4105ZDS.

Zastosowanie

MACHTMANN MN-50R sprawdzi się jako podstawowe lub awaryjne źródło energii dla:

• zakładów produkcyjnych,
• parków maszynowych,
• warsztatów samochodowych,
• zakładów rzemieślniczych,
• gospodarstw rolnych,
• ferm i budynków inwentarskich,
• magazynów,
• centrów logistycznych,
• sklepów i obiektów usługowych,
• biur,
• placów budowy,
• zaplecza technicznego,
• pompowni i hydroforni,
• instalacji centralnego ogrzewania,
• kotłowni,
• urządzeń chłodniczych,
• chłodni i mroźni,
• systemów wentylacyjnych,
• sprężarek,
• elektronarzędzi,
• maszyn trójfazowych,
• systemów monitoringu i alarmowych,
• infrastruktury telekomunikacyjnej,
• przygotowanych obwodów większych budynków.

Przed podłączeniem pompy, sprężarki, spawarki, silnika elektrycznego lub maszyny o dużym prądzie rozruchowym należy sprawdzić parametry odbiornika i pozostawić odpowiednią rezerwę mocy.

Najczęstsze pytania

Czy 50 kW jest mocą znamionową agregatu?

Tak. Moc znamionowa wynosi 50 kW. Moc maksymalna 55 kW jest krótkotrwałą rezerwą i nie jest przeznaczona do stałego obciążania urządzenia.

Ile kVA ma MACHTMANN MN-50R?

Przy współczynniku mocy cos φ 0,8 moc znamionowa 50 kW odpowiada 62,5 kVA. Moc maksymalna 55 kW odpowiada 68,75 kVA.

Ile waży MACHTMANN MN-50R?

Masa netto agregatu wynosi około 1150 kg. Przy organizacji transportu należy dodatkowo uwzględnić paliwo, olej, ciecz chłodzącą i ewentualne wyposażenie dodatkowe.

Czy agregat zapewnia napięcie 230 V i 400 V?

Tak. Generator jest trójfazowy i zapewnia napięcie 400 V pomiędzy fazami oraz 230 V pomiędzy fazą a przewodem neutralnym.

Czy można zasilać nim urządzenia jednofazowe?

Tak. Agregat posiada przyłącza 230 V. Przy podłączaniu wielu odbiorników jednofazowych obciążenie należy możliwie równomiernie rozłożyć pomiędzy fazami.

Czy agregat posiada turbodoładowanie?

Tak. Silnik N4105ZDS jest jednostką turbodoładowaną.

Czy agregat uruchamia się automatycznie?

Model jest oferowany jako wersja ATS i może współpracować z układem ATS/SZR, który uruchamia zespół po zaniku zasilania sieciowego. Należy sprawdzić, czy konkretny zestaw obejmuje kompletną zewnętrzną rozdzielnicę przełączającą.

Czy agregat posiada stabilizację napięcia?

Tak. Prądnica jest wyposażona w automatyczny regulator napięcia AVR o deklarowanej dokładności regulacji około ±2%.

Czy jest to agregat inwertorowy?

Nie. Jest to klasyczny generator synchroniczny wyposażony w bezszczotkową prądnicę i automatyczny regulator napięcia AVR.

Czy pełną moc można odebrać przez gniazdo 400 V / 64 A?

Nie. Gniazdo 400 V / 64 A pozwala odebrać około 44,3 kVA, czyli około 35,5 kW przy cos φ 0,8. Pełne wykorzystanie 50 kW wymaga odpowiednio wykonanego odpływu głównego.

Czy agregat nadaje się do długiej pracy?

Tak. Czterocylindrowy silnik chłodzony cieczą pracuje z prędkością 1500 obr./min i jest przeznaczony do napędu stacjonarnych zespołów prądotwórczych. Należy przestrzegać harmonogramu przeglądów i nie obciążać agregatu długotrwale mocą maksymalną.

Ile paliwa zużywa agregat?

Deklarowane spalanie wynosi około 5,2 l/h przy obciążeniu 50%, 8 l/h przy 75% oraz 10,6 l/h przy pełnym obciążeniu.