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pour systèmes d'entraînement c.c.
25 à 5200 A
6 à 5000 kW
Description du système
DCS 500B / DCF 500B
II D 1-1
3ADW000066R0907 DCS500 System description f i
Technologie de pointe, performances et convivialité
La série DCS 500 couvre une gamme complète de
convertisseurs à courant continu (c.c.) hautement fiables et aux performances élevées pour l'alimentation et
la commande des moteurs c.c.
Le DCA 500 est un module convertisseur DCS 500
monté dans une armoire pour convertisseur appelée
"Common Cabinet" (cf. documentation à part).
Le DCF 500 est un module DCS 500 modifié pour
alimenter d'autres charges que les circuits d'induit des
moteurs c.c. (ex., charges inductives comme enroulement de champ de moteurs, aimants, etc.).
OUTILS LOGICIELS
Pour les projets de modernisation d'équipements existants, ABB a créé un "Kit de modernisation" spécial,
DCR500, pour la mise à niveau de votre parc variateurs
c.c. et l'exploitation de la technologie numérique la plus
moderne (cf. document à part).
Plusieurs options sont proposées pour créer un système
aux performances optimisées et adaptées aux contraintes de chaque utilisateur et répondant à toutes les
exigences de sécurité. L'électronique de commande
commune à la gamme complète réduit les besoins en
pièces de rechange, les stocks et la formation.
Un large champ d'applications
industrielles
Les convertisseurs DCS, DCA, DCF et DCR sont
destinés aux applications les plus exigeantes dans les
domaines les plus divers :
• Métallurgie
• Industrie papetière
• Manutention
• Bancs d'essais
• Industrie agroalimentaire
• Imprimerie
• Plasturgie et industrie du caoutchouc
• Exploitation pétrolière
• Navires
• Remontées mécaniques
• Aimants
• Groupes électrogènes
• Electrolyse
• Chargeurs de batterie
• etc.
• Pour économiser du temps, de l'argent et de l'éner-
gie, vous utiliserez le programme CMT (Commis-
sioning and Maintenance Tool) pour le paramétrage, la mise en service, le suivi d'exploitation et la
maintenance de votre variateur.
• Pile de données • Suivi de tendance
• Pile de défauts • Paramètres/signaux
• Commande en local
• Le programme GAD (Graphical Application Desi-gner) contient une bibliothèque complète de blocsfonctions standards servant à développer des applications utilisateur tout en élaborant en parallèle la
documentation requise.
Les programmes CMT et GAD sont des outils puissants et efficaces pour les ingénieurs de développement,
de mise en service et de maintenance.
II D 1-2
3ADW000066R0907 DCS500 System description f i
1DCS 500 - une nouvelle génération de variateurs
❖ Architecture modulaire
❖ Simplicité d'installation et d'exploitation
DIN EN ISO 9001
DIN EN ISO 14001
Le DCS 500 est un variateur entièrement personnalisable et qui se prête à la quasi totalité des applications,
notamment maître/esclave, enroulage/déroulage, etc.
Les modules DCS 500 permettent de réaliser des variateurs complets de 25 A à 5200 A (pour montage
parallèle dodécaphasé, 10.000 A environ), et sont adaptés à tous les réseaux triphasés.
Tous nos produits portent le marquage CE.
L'usine de variateurs c.c. d'ABB Automation Products,
DivisionVitesse variable de Lampertheim (Allemagne)
est certifiée DIN EN ISO 9001 (gestion de la qualité)
et DIN EN ISO 14001 (gestion environnementale).
Les variateurs DCS 500 sont également agréés UL
(Underwriters Laboratory).
Ils respectent par ailleurs les normes de CEM correspondantes en Australie et en Nouvelle-Zélande et portent le marquage C-Tick.
Le module de base intègre:
❋ Pont(s) de thyristors (avec fusibles de branche incor-
porés à partir de la taille A5)
❋ Surveillance de la température pont(s) de thyristors
❋ Ventilateur
❋ Alimentation de l'électronique
❋ Carte microprocesseur
Accessoires à monter dans le module:
❋ Carte d'excitation
– pont de diodes non commandé, 6A ou
– pont mixte (diodes/thyristors) semi-commandé,
16A
❋ Carte de communication
❋ Micro-console
En outre, les options suivantes permettent à l'utilisateur d'adapter très précisément le variateur aux
besoins de son application
❋ Modules d'excitation externes
❋ Cartes d'E/S supplémentaires
❋ Modules de couplage à différents bus de terrain
❋ Filtre(s) CEM
❋ Progiciels d'application
❋ Programmes PC
La série DCS 500 est destinée à la fois aux applications
standards et aux applications de commande d'entraînement les plus complexes.
Des programmes PC garantissent ergonomie et simpli-
cité d'exploitation.
Une gamme complète
La série DCS 500 est proposée en tailles : C1, C2, A5,
A6 et A7. Les appareils peuvent être livrés en version
module ou en armoire standard.
Par son raccordement à un bus de terrain, l'entraînement et ses fonctionnalités peuvent être intégrés à tout
type de système d'automatisation ou de contrôle-commande industriel.
Module en taille C1Montage en armoire
II D 1-3
3ADW000066R0907 DCS500 System description f i
Table des matières
II DDESCRIPTIONDUSYSTÈME
1 DCS 500 - une nouvelle génération de
variateurs .................................................... II D 1-3
2 Vue d'ensemble du système DCS 500 ....... II D 2-1
2.1 Caractéristiques assignées et
contraintes d'environnement ........................................ II D 2-4
2.2 Les modules convertisseurs DCS 500 ......................... II D 2-5
2.3 Capacités de surcharge du DCS 500 .......................... II D 2-8
2.4 Excitations .................................................................. II D 2-10
2.5 Les options proposées pour les modules
convertisseurs DCS 500B / DCF 500B ...................... II D 2-12
Signaux d'entrée/sortie ............................................. II D 2-12
Micro-console (commande et affichage) .................. II D 2-15
Interface série ........................................................... II D 2-16
Utilisation d'un micro-ordinateur (PC) .......................II D 2-16
Commande du variateur à distance .......................... II D 2-16
2.6 Options pour le variateur ............................................ II D 2-18
Inductance de ligne pour les circuits
d'induit et d'excitation ................................................ II D 2-18
Protection par fusibles du circuit d'induit et des
cartes/modules d'excitation des variateurs c.c. ..... ...II D 2-20
Fusibles F1 et porte-fusibles pour circuit d'induit et
circuits d'excitation triphasés .................................... II D 2-22
Fusibles F3.x et porte-fusibles pour circuits
d'excitation biphasés ................................................. II D 2-22
Transformateur T3 pour circuit d'excitation .............. II D 2-22
Inductance de commutation pour SDCS-FEX-2A .... II D 2-23
Transformateur T2 pour auxiliaires électronique /
ventilation variateur ................................................... II D 2-23
Détection de courant résiduel ................................... II D 2-23
Filtres CEM ............................................................... II D 2-24
3 Comment spécifier votre variateur ........... II D 3-1
3.1 Configuration standard avec circuit
d'excitation interne ....................................................... II D 3-3
3.2 Configuration avec circuit d'excitation interne et
nombre réduit de composants externes ...................... II D 3-5
3.3 Configuration standard avec circuit d'excitation
externe semi-commandé (1 ph.) ................................. II D 3-6
3.4 Configuration standard avec circuit d'excitation
entièrement commandé (3 ph.) et sans
convertisseur d'induit ................................................... II D 3-7
3.5 Configuration type pour des entraînements de
forte puissance ............................................................ II D 3-8
3.6 Configuration type pour des entraînements
parallèles 12 pulses de très forte puissance en
application maître-esclave ......................................... II D 3-10
4 Présentation générale du
logiciel (Vers. 21.2xx) ................................. II D 4-1
4.1 GAD - Outil de développement d'applicatifs ................ II D 4-1
4.2 Introduction à la structure et au mode d'utilisation ....... II D 4-2
Schéma logiciel avec remarques
II D 1-4
3ADW000066R0907 DCS500 System description f i
2Vue d’ensemble du système DCS 500
Description du convertisseur
Volume II D
Description du systemè
DCS 500B
3ADW000066
Volume III
Charactéristiqu es
techniques
3ADW000165
Volume IV D
Manuel d 'exploitation
DCS 500B
3ADW000055
vant à l'intérieur et à l'extérieur du module convertisseur.
Le Manuel d'exploitation DCS 500 décrit la procédu-
re de mise en service du variateur.
Pour les modules d'excitation triphasés DCF 500, vous
utilisez la même documentation que pour les convertisseurs d'induit DCS 500.
Le document que vous avez actuellement entre les mains décrit les fonctionnalités des convertisseurs DCS 500
de même que le fonctionnement mutuel de tous les composants formant un
système d'entraînement complet.
Les autres documents incluent :
Caractéristiques techniques DCS 500
qui contient toutes les informations
techniques sur les composants se trou-
Détails de la fourniture
La fourniture comprend un module convertisseur et quelques accessoires. Le manuel " Quick Guide " avec un CD
Rom contenant toute la documentation en langue étrangère ainsi que des vis permettant de câbler conformément
à la CEM sont toujours compris. Pour les tailles C1 et C2
une fiche permettant de connecter le ventilateur et des vis
pour brider les câbles de puissance sont ajouteés. Dépendant du type de design des vis pour des câbles de puissance
(A5), une clé à ouvris la porte (toutes) ainsi qu'un outil
pour remplacer les thyristors sont livrés avec le convertisseur.
Documentation supplémentaire
Volume II D1
Description du systemè
DCA 500 / DCA 600
3ADW000121
Volume V D1
SW Description
DCS 500B
3ADW000078
même que tous les blocs-fonctions disponibles. Ce
document est uniquement disponible sous la forme
d'un fichier en langue anglaise.
Volume VI A
Service Manual
DCS 500( B)/600
3ADW000093
toutes les instructions d'installation, de dimensionnement, de protection par fusibles, etc. des variateurs c.c.
dans un document intitulé "Technical guide".
Description du système DCA 500 /
DCA 600 pour les armoires standards
équipées de variateurs c.c.
Volume V D 2
Application Blocks
DCS 500B
3ADW000048
Si vous désirez reprogrammer ou adapter le logiciel de
votre variateur, nous pouvons vous fournir un docu-
ment décrivant de manière détaillée la
structure du logiciel du variateur de
Volume VII A
Technical Guide
DCS
3ADW000163
Un Manuel spécifique (DCS
500 Service Manual) est disponible pour les personnels
de Service.
Enfin, le personnel technique chargé
des systèmes d'entraînement trouvera
Les variateurs DCS 500 étant entièrement personnalisables, les borniers d'E/S peuvent être configurés selon
les besoins.
A la livraison de votre convertisseur, les borniers X3: à
X7: sont préconfigurés comme illustré ci-dessous, ce
qui correspond à l'exemple de raccordement du chapitre4 que vous pouvez conserver sans aucune modification
si vous le souhaitez.
X6: Ent. analogiques
EA1
-
TACHY +
Référence vitesse princ. EA 1
EA2 EA3EA4
-
+
Référe nce coup le EA 2
EATAC
110234 56789
8...30 V -
30...90 V -
90...270 V -
-
+
+
LIBRE EA 3
X4: E/S analogiques
SA1
0 V
11023456 789
-
+10V0V-10V
+
LIBRE EA 4
SA2
Vitesse rée lle SA 1
Tension d'induit réelle SA 2
3ADW000066R0907 DCS500 System description f i
IACT
Si vous désirez modifier l'affectation des borniers avec
des fonctions logicielles, nous vous invitons d'abord à
lire attentivement la description du logiciel et de vous
informer sur les configurations possibles. (Vous ne
devez jamais modifier la fonction d'une borne avec le
variateur raccordé au réseau !). Ensuite, vous devez vous
assurer que les signaux adéquats arrivent sur vos borniers.
X5: CodeurX6: Ent. logiques
0 V
110234 56789
CH A +
Courant réel
CH A -
CH B -
CH B +
CH Z +
EL1
110234 56789
0 V
CH Z -
Detection 0 V
Sortie pui ssance +
Detec tion puissance +
Ventil ateur c onvert isseur
EL2
EL3
EL4
EL5
LIBRE
Arrêt d'urgence
Contacteur princ.
Ventil ateur mo teur
EL6
EL7
ON/OFF
Rearme ment
II D 2-1
(SL8 sur SDCS-POW-1)
X7: Sort. logiques
0 V
EL8
MARCHE
SL1
+48 V
1234 5678
Contacteur excitation
Contacteur ventilateur
SL2SL3SL4
Contacteur princ.
SL6
SL7
SL5
0 V
LIBRE
LIBRE
En marche
Prêt marche
Vue d'ensemble des composants de convertisseur d'induit
Le convertisseur DCS 500B avec ses options ou accessoires est destiné à la commande de moteurs c.c. ou
autres charges c.c. Dans le cas de moteurs c.c., le
Réseau
DCF 501B / 502B
DCF 503A / 504A
convertisseur DCS 500B lui-même sert à l'alimentation d'induit et un module d'excitation intégré ou
externe à contrôler le courant d'excitation.
Excitation triphasée
Vers excitaion
Caract. techniques
* cf.
E/S analogique
F3
Filtre CEM
≤ 1000V
Q1
Surveillance défaut terre
F2
690V
≤
K3
T3
F1
T2
L3
FEX 1FEX 2
*
M
K5
L1
K1
PIN 41
PIN 41
POW 1
DCS 50.B....-.1-21.....
PIN 1x
X12:
X37:
X11:
X13:
X33:
PIN 20x
PIN 51
X16: X14:
µP
X17:
X1: X2:
M
Légende
autre possibilité
E/S logique
7.1 -description détaillée àlasection 7.1
COM x - désignation abrégée des composants
T
T
7
2
5
PS5311
3
8
8
IOB 2xIOB 3IOE 1
PC +
SNAT 6xx
CMT/DCS500
fibre optiquefibre optique
COM 5CON 2
Fig. 2/1:Vue d’ensemble du système DCS 500B
Cette vue d’ensemble illustre l’agencement des principaux éléments
constitutifs du système.
Le module convertisseur DCS 500B constitue le coeur du système.
II D 2-2
3ADW000066R0907 DCS500 System description f i
8
CDP 312
+24 V
4
7
3
Nxxx-0x
vers API
Bus de terrain
Vue d'ensemble des composants de convertisseur d'excitation
La plate-forme matérielle du convertisseur DCS 500B
a été reprise pour élaborer le convertisseur DCF 500B
dédié à la commande de charges inductives élevées. Les
deux types de convertisseur utilisent le même logiciel.
Lorsqu'il constitue un système complet, ces deux con-
vertisseurs se distinguent par certaines cartes, les options et le câblage (l'option CZD-0x n'est pas requise
dans tous les cas ; cf. document Caractéristiques techni-ques).
DCF 506
E/S analogique
Caract. techniques
* cf.
Légende
vers une entrée
logique de DCF 500B
autre possibilité
K5
L1
Filtre CEM
≤ 500V
Q1
Surveillance défaut terre
F2
690V
≤
K3
F1
vers X16: DCS 500B
é
i
f
i
d
o
m
PIN 1x
T2
POW 1
PIN 20x
CZD-0x
X37:
X12:
X13:
(Convertisseur d'induit)
µP
M
DCF 50.B....-.1-21.....
X11:
X33:
X1: X2: X17: X16:
IOB 2xIOB 3IOE 1
E/S logique
7.1 - description détaillée àlasection 7.1
COM x - désignation abrégée des composants
7
2
5
PS5311
3
8
8
PC +
DDC-Tool
SNAT 6xx
fibre optique
COM 5CON 2
Fig. 2/2:Vue d’ensemble du système DCF 500B
3ADW000066R0907 DCS500 System description f i
8
CDP 312
+24 V
4
7
3
Nxxx-0x
vers API
Bus de terrain
II D 2-3
2.1Caractéristiques assignées et contraintes d’environnement
Raccordement au réseau
Tension triphasée :230 à 1000 V selon CEI 60038
Fluctuation de tension :±10% en permanence ;
Température admissible de l'air de refroidissement
- sur la prise d'air des convertiss.:0 á +55°C
à I
avec diff. cour. c.c. cf. Fig. 2.1/2:+30 à +55°C
nom.:0 à +40°C
CC
- options:0 à +40°C
Humidité relative (5...40°C):5 à 95%, sans condens.
Humidité relative (0...+5°C):5 à 50%, sans condens.
Gradient de température:< 0,5°C / minute
Température de stockage:-40 à +55°C
Température pendant le transport:-40 à +70°C
Degré de pollution (IEC 60664-1, IEC 60439-1): 2
Altitude:
<1000 m au-dessus du niveau100 %, sans réduction
de la mer :du courant
>1000 m au-dessus du niveauavec réduction du
de la mer :courant, cf. Fig. 2.1/1
Fig. 2.1/1: Courbe de déclassement de la capacité de charge du
m
80
70
303540455055
Fig. 2.1/2: Courbe de déclassement de la capacité de charge du
convertisseur selon l’altitude du site d’installation
Conformité normative
Le module convertisseur et ses composants protégés sont destinés à des
environnements industriels. Au sein de l'UE, les composants satisfont les
exigences des directives européennes du tableau suivant.
➀sedtcepseR
seésinomrahsemroN
1-40206NE
]1-40206IEC[
1-40206NE
]1-40206IEC[
3-00816NE➀
]3-00816IEC[
tnemucod(
/2
30000WDA3
)190000WDA3
senneéporuesevitceriD
senihcaMevitceriD
EEC/73/89
EEC/86/39
EEC/32/37
EEC/86/39
MECevitceriD
EEC/633/98
EEC/86/39
noisneTessaBevitceriD
étimrofnoc
.étimrofnoc
tnacirbafudtnemucoD
noitaroprocni'dtacifitreC
edECnoitaralcéD
EC
edECnoitaralcéD
ayli'uqtnatuaruoP(
selsetuotedtcepser
noitallatsni'dsengisnoc
➀sedtcepseR
sedxiohceltnanrecnoc
elteegalbâcel,selbâc
eluoMECertlif
).ésilituruetamrofsnart
tnemucod(
1-40206NE
3-00816NE➀
eludomne.ssitrevnoCégétorpruessitrevnoC
]1-40206IEC[
1-1-64106NE
]1-1-64106IEC[
]--IEC[87105NE
tnemelagériov
46606I
]3-00816IEC[
"MECedselgèR"
)230000WDA3
II D 2-4
°C
module convertisseur selon la température ambiante.
Cadre normatif nord-américain
En Amérique du nord, les composants du système
satisfont les exigences du tableau suivant.
Tension
rèseau
nominale
jusqu à
1-93406NE
]1-93406IEC[
"MECedselgèR"
> 600 V
à 1000 V
Convertisseur en module Convertisseur en
UL 508 C
600 V
Partie puissance
CSA C 22.2 No. 14-95
Système de commande
industrielle, produits
industriels
Utilisable pour des
convertisseurs en module
incluant des unités
d’excitation.
Types avec marque UL:
• voir certification UL
www.ul.com / certificate
no. E196914
• ou sur demande
Concernant EN / IEC xxxxxx
voir le tableau à gauche
Utilisable pour des
convertisseurs en module
incluant des unités
d’excitation.
Normes
UL/CSA types:
EN / IEC: sur demande
(pour details voir le
tableau à gauche)
armoire
sur demande
3ADW000066R0907 DCS500 System description f i
2.2Les modules convertisseurs DCS 500
La série DCS 500 est conçue sur un principe de
modularité. Le module de base, qui regroupe le pont de
puissance et le circuit d’extinction RC, est proposé en
tailles différentes (C1a/b, C2a/b, A5, A6, A7), calibrées
en termes de plages de courant et de tension. Tous les
modules sont refroidis par ventilation.
Le pont de puissance est commandé par l’électronique
de l’appareil, celle-ci étant commune à l’ensemble de la
gamme. Une partie de l’électronique peut être installée
dans le module, en fonction des contraintes spécifiques
Caractéristiques nominales
Les valeurs nominales de tension fi-
TensionTension c.c.Tension c.c.Classe de
réseau( préconisée)idéaletension préco-
gurent au tableau 2.1/1. Les valeurs
de tension c.c. ont été calculées sur la
base des hypothèses suivantes :
• UVN = tension nominale triphasée
sur bornes d’entrée
• Fluctuation de tension admissible ±10 %
• Chute de tension interne, 1 %
env.
• Lorsqu’un certain pourcentage de
fluctuation ou de chute de tension a été pris en compte, selon les
spécifications des normes CEI et
VDE, la valeur de la tension de
sortie ou du courant de sortie doit
être réduite par le facteur réel,
comme dans le tableau ci-contre.
Tableau 2.2/1: Tension c.c. maxi que le DCS 500 peut fournir à partir de
Si des tensions d'induit sont plus élevées que celles spécifiées, veuillez vérifier s.v.p. que votre ensemble travaille
toujours dans des conditions de sécurités.
à l’application envisagée (ex., excitation pour le moteur
ou carte d’interface). L’opérateur peut également dialoguer avec le variateur par une micro-console qui est soit
embrochée dans son logement en face avant du module
convertisseur, soit installée sur la porte de l’armoire avec
un kit de montage spécial.
Des accessoires tels que fusibles externes, inductances
de ligne, etc. sont également disponibles pour réaliser
un système variateur complet.
TypeDimensionsMasseDégagementTaillePertes de puis-Raccordement Fusibles
convertisseur ➂ H x L x P(haut/bas/côté)module sance sous 500Vventilateurultrarapides
➀ Le raccordement aux barres de connexion puisssance côté droit est en option.
Example, raccordement côté gauche DCS50xB5203-y1L; raccordement côté droit DCS50xB5203-y1R)
➁ x=1 → 2Q; x=2 → 4Q; y=4...9/1 → tension d’alimentation : 400 à 1000 V/1190 V
➂ L'air évacué doit sortir via la cheminée
Egalement disponibles en convertisseur d'excitation DCF50xB (pour 500 V, cf. également tableau 2.2/3). Caractéristiques identiques à celles du
convertisseur d'induit DCS50xB
Tableau 2.2/5: Caractéristiques nominales de tous les modules convertisseurs DCS 500B
à monter en
armoire
II D 2-7
3ADW000066R0907 DCS500 System description f i
2.3Capacités de surcharge du DCS 500
Pour optimiser un système d’entraînement en fonction des caractéristiques de charge
de la machine entraînée, les convertisseurs d'induit DCS 500B sont dimensionnés sur la
base du cycle de charge. Les différents cycles de charge des machines entraînées sont,
notamment, définis dans les publications CEI 146 et les recommandations IEEE.
Les valeurs de courant pour les cycles de charge des classes de service DC I à DC IV (cf. schémas page suivante),
pour les modules convertisseurs DCS 500 figurent dans le tableau ci-dessous.
Tableau 2.3/1: Valeurs de
courant des modules convertisseurs en fonction des
cycles de charge. Les valeurs correspondent à une
température ambiante
maxi de 40° C et une altitude maxi de 1000 m audessus du niveau de la
mer
* Cycle de charge différent de l'option
Tableau 2.3/2 : Caractéristiques des cycles de charge
Courant de charge
pour le convertisseur
continu (IdN)pompes, ventilateurs
DC I
pendant 15 min etextrudeuses, bandes
DC II
1,5 * I
DC III
1,5 * I
DC IV
2 * I
pendant 60 stransporteuses
DC II
pendant 15 min etextrudeuses, bandes
pendant 120 stransporteuses
DC III
pendant 15 min et
pendant 10 s
DC IV
Duty cycle
Applications
du menu du programme DriveSize !
types
Cycles de
charge
15 min
150%
15 min
200%
100%
15 min
150%
100%
100%
100%
Si le cycle de charge de la machine entraînée ne correspond pas à un des exemples précités, vous pouvez dimensionner le module convertisseur en fonction
de l’application avec le programme DriveSize.
Ce programme, qui tourne sous Microsoft® Windows,
vous aide à dimensionner le moteur et le variateur en
prenant en compte, notamment, le type de charge
(cycle de charge), la température ambiante, l’altitude
du site d’installation, etc. Les résultats sont présentés
sous forme de tableaux et de graphiques, l’utilisateur
pouvant également faire une sortie imprimée du contenu des écrans.
Pour faciliter la procédure de démarrage du mieux
possible, le logiciel dans le variateur est construit de la
même façon que les entrées du programme. C'est
pourquoi, nombreuses sont les données qui peuvent
être utilisées pour des variateurs à fort courant ou
tension élevée.
Fig. 2.3/1: Masque de saisie du programme de dimensionnement de l’entraînement à vitesse variable.
Microsoft est une marque déposée. Windows est une marque déposée de Microsoft Corporation.
3ADW000066R0907 DCS500 System description f i
II D 2-9
2.4Excitations
Caractéristiques générales
• Courants de 6 à 520 A
• Surveillance courant d’excitation minimum
• Carte d’excitation intégrée ou module d’excitation
externe en coffret.
Nous conseillons d'ajouter un autotransformateur dans
le circuit d'alimentation de l'excitation pour ajuster la
tension d'entrée c.a. et réduire l'ondulation de tension
dans le circuit d'excitation.
Différents types d'excitation
SDCS-FEX-1
• Pont de diodes
• Courant nominal 6A
• Surveillance interne du courant d’excitation mini ;
ne nécessite aucun réglage.
• L’agencement et les composants ont été conçus
pour une tension d’isolement de 600 Vc.a.
• Tension de sortie UA :
TOL
+
100%
UU
AV
TOL = tolérance tension réseau en %
UV = tension réseau
⎛
=
**,
⎜
⎝
100%
• Tension d'excitation conseillée : ~ 0,9 * U
⎞
09
⎟
⎠
V
La carte SDCS-FEX-2 et les modules d’excitation (pas
la carte SDCS-FEX-1) sont commandés par le convertisseur d’induit via une interface série (débit 62,5
Kbauds). Cette interface sert à paramétrer, à commander et à diagnostiquer l’état de la carte ou du module
d’excitation et permet, donc, une maîtrise plus fine de
l’application. Par ailleurs, elle vous permet de gérer
simultanément soit une carte d’excitation intégrée
(SDCS-FEX-2A) et un module d’excitation externe
(DCF 501B/2B/3A/4A), soit deux modules d’excitation externes (2 x DCF 501B/2B/3A/4A). Les fonctions logicielles requises à cet effet sont intégrées à tous
les convertisseurs DCS 500B.
SDCS-FEX-2A
• Pont mixte thyristors/diodes (1Q) semi-commandé
• Piloté par microprocesseur, alimentation de l’électronique par le convertisseur d’induit
• L’agencement et les composants ont été conçus pour
une tension d’isolement de 600 Vc.a.
• Excitation rapide possible avec une réserve de tension adéquate ; la désexcitation se fait à la constante
de temps d'excitation.
• Tension de sortie UA:
TOL
+
100%
UU
AV
TOL = tolérance tension réseau en %
UV = tension réseau
⎛
=
**,
⎜
⎝
100%
⎞
09
⎟
⎠
SDCS-FEX-1
II D 2-10
• Tension d'excitation conseillée 0,6 à 0,8 * U
SDCS-FEX-2A
V
3ADW000066R0907 DCS500 System description f i
DCF 503A
• Pont mixte thyristors/diodes (1Q) semi-commandé
• Piloté par microprocesseur, avec alimentation séparée
de l’électronique de commande (115/230 V/1~).
• L’agencement et les composants ont été conçus pour
une tension d’isolement de 690 Vc.a.
• Tension de sortie UA:
TOL
+
100%
UU
AV
TOL = tolérance tension réseau en %
UV = tension réseau
⎛
=
**,
⎜
⎝
100%
• Tension d'excitation conseillée 0,6 à0,8 * U
⎞
09
⎟
⎠
V
DCF 504A
• Ponts de thyristors montés en opposition, entièrement commandés (4Q)
• A la différence du SDCS-FEX-2A, ce module permet une excitation rapide/désexcitation, de même
que l'inversion de champ. Pour l'excitation rapide,
une réserve de tension adéquate est nécessaire.
En régime établi, le pont entièrement commandé
fonctionne en mode semi-commandé, pour maintenir
l’ondulation de tension aussi faible que possible. En cas
d’inversion rapide du courant d’excitation, le pont
fonctionne en mode entièrement commandé.
• Même design que le DCF 503A
DCF 500B
Ce module d’excitation est principalement utilisé avec
des convertisseurs d’induit calibrés de 2050 à 5200 A.
Il s’agit d’un convertisseur d’induit modifié.
• Tension de sortie UA respectivement U
cf. tableau 2.2/1
• Tension d'excitation conseillée : 0,5 à 1,1 *U
• Les convertisseurs d'excitation triphasés DCF 501B/
502B nécessitent un module de protection contre
les surtensions DCF 506 pour protéger l'étage de
puissance des hautes tensions inadmissibles. Le
module DCF 506 est adaptée aux convertisseurs 2Q
DCF 501B et aux convertisseurs 4Q DCF 502B.
Correspondance convertisseur d'excitation/
module de protection contre les surtensions
ConvertisseursProtection contre les
d'excitationsurtensions
DCF50xB0025-51
...DCF506-0140-51
DCF50xB0140-51
DCF50xB0200-51
...DCF506-0520-51
DCF50xB0520-51
dmax 2-Q
:
V
DCF 503A / 504A
Type deCourant deTensionMontageCommentaires
carte/modulesortie I
SDCS-FEX-1-00060,02...6110V -15%...500V/1~ +10% interneFusible externe, 6 A =^ I
SDCS-FEX-2A-00160,3...16110V -15%...500V/1~ +10% interneFusible externe, inductance ; pour C1 : 0,3 ... 8 A, pas pour A6/A7!
même configuration matérielle que le DCS 500B avec des composants
matériels supplémentaires (DCF 506); tension auxiliaire (115/230V)
DCF506-140-51,
sans capot
Enom
II D 2-11
3ADW000066R0907 DCS500 System description f i
2.5Les options proposées pour les modules convertisseurs DCS 500B / DCF 500B
Signaux d'entrée/sortie
Le convertisseur peut être raccordé à un dispositif de
commande selon quatre configurations différentes via
des E/S analogiques et logiques. Une seule configura-
tion peut être mise en oeuvre à la fois. En outre, vous
pouvez accroître le nombre d'E/S avec la carte SDCSIOE1.
E/S analogiques:nbre accru d'entrées
E/S logiques:toutes isolées par
source de courant pour: sonde PT100/CTP
X1:
X3:
X1:
SDCS-IOB-2
optocoupleur/relais, état des
signaux visualisé sur LED
II D 2-12
3ADW000066R0907 DCS500 System description f i
Signaux d'E/S de la carte SDCS-CON-2
Signaux d'E/S des cartes SDCS-IOB-2x & SDCS-IOB-3
Montage dans le module de base du DCS 500
Bornes
Bornes à vis pour fils toronnés fins de 2,5 mm² maxi de section
Fonctions
1 entrée tachymétrique
Résolution: 12 bits + signe; entrée différentielle; plage de mode
commun ±20 V ; 3 gammes à partir de 8...30...90...270 V- à n
4 entrées analogiques
Gamme -10...0...+10 V, 4...20 mA, 0...20 mA
Toutes des entrées différentielles ; R
condensateur de lissage ≤ 2 ms.
= 200 kΩ ; constante de temps du
E
Entrée 1 : résolution : 12 bits + signe: plage de mode commun ±20 V
Entrées 2, 3, 4 : résolution: 11 bits + signe; plage de mode
commun ±40 V
Evaluation de la source de courant pour sonde CTP via cavalier et
entrée 2
2 sorties
+10 V, -10V, I
permanents pour l’alimentation en tension du potentiomètre de référence
1 sortie analogique
≤ 5 mA chacune; protection contre les courts-circuits
A
Mesure de courant bipolaire issu du pont de puissance ;
IdN découplé ⇒ ± 3 V ; IA ≤ 5 mA, protection contre les courtscircuits
2 sorties analogiques
Gamme -10...0...+10V; IA ≤ 5 mA
Signal de sortie et mise à l’échelle sélectionnables par logiciel
Résolution: 11 bits + signe
1 entrée pour impulsions codeur
Alimentation en tension pour codeurs 5 V/12 V/24 V (protection
contre les courts-circuits permanents)
Courant de sortie avec5 V : IA ≤ 0,25 A
12 V : IA ≤ 0,2 A
24 V : IA ≤ 0,2 A
Gamme d’entrée12 V/24 V : asymétrique et différentielle
5V : différentielle
Codeur incrémental comme source de courant 13 mA: différentielle
Borne réseau (impédance 120Ω) si sélectionné
fréquence d’entrée maxi ≤300 kHz
8 entrées logiques
Fonctions sélectionnables par logiciel
Tension d’entrée: 0...8 V ⇒ "signal 0", 16...60 V ⇒ "signal 1"
Constante de temps du condensateur de lissage: 10 ms
RE = 15 kΩ
Signal mis au potentiel de l’armoire
Tension auxiliaire pour les entrées logiques: +48 V-, ≤ 50 mA,
protection contre les courts-circuits permanents
7 + 1 sorties logiques
Fonction sélectionnable par logiciel
7 sorties: pour relais avec diode de roue libre, limitation courant
total ≤ 160 mA, protection contre les courts-circuits
1 sortie relais - sur carte d’alimentation SDCS-POW-1
(contact n.o. : c.a. : ≤250 V / ≤3 A / c.c. : ≤24 V / ≤3 A ou
≤115/230 V/ ≤0,3 A) protégée par une varistance VDR.
max
Montage toujours externe, hors module de base
Bornes
Bornes à vis pour fils toronnés fins de 2,5 mm² maxi de section
Fonctions de la carte SDCS-IOB-3
1 entrée tachymétrique
Résolution : 12 bits + signe : entrée différentielle ; plage de mode
commun ± 20 V.
Gamme 8 V- à n
; en cas de tensions tachymétriques
max
supérieures, la carte retour tachy PS 5311 doit être utilisée.
4 entrées analogiques
Toutes des entrées différentielles ; constante de temps du
condensateur de lissage ≤ 2 ms
Entrée 1 : Gamme -10V/-20 mA...0...+10V/+20 mA; 4...20 mA
unipolaire ; R
signe ; plage de mode commun ± 20 V
= 200 kΩ/ 500 Ω/ 500 Ω ; résolution : 12 bits +
E
Entrées 2 + 3 : même gamme qu’entrée 1, plus -1V...0...+1V
RE = 200 kΩ/ 500 Ω/ 500 Ω/ 20 kΩ ; résolution : 11 bits + signe ;
plage de mode commun avec gamme -1V...0...+1V, ±1,0 V,
autres cas ±40V
Entrée 4 : Gamme comme pour entrée 1
RE= 200 kΩ/ 500 Ω/ 500 Ω; résolution: 11 bits + signe; plage
de mode commun ±40 V
Détection de courant résiduel combinée avec entrée analogique 4
(somme des courants de phase ≠ 0)
2 sorties
+10 V, -10V, IA ≤ 5 mA chacune ; protection contre les courtscircuits permanents pour l’alimentation en tension du
potentiomètre de référence
1 sortie analogique
Mesure de courant bipolaire issu du pont de puissance ;
IdN découplé ±3 V (gain = 1); IA≤ 5 mA, U
potentiomètre entre 0,5 et 5, protection contre les courts-circuits
2 sorties analogiques
= 10 V, gain réglable par
Amax
Gamme -10...0...+10V ; IA ≤ 5 mA ; protection contre les courtscircuits
Signal de sortie et mise à l’échelle sélectionnables par logiciel
Résolution : 11 bits + signe
Source de courant pour sonde PT100 ou CTP
I
= 5 mA/ 1,5 mA
A
1 entrée pour impulsions codeur
Alimentation en tension, courant de sortie, gamme d’entrée :
comme pour IOB1
Entrées isolées du 0 V (masse armoire) par optocoupleur et
source de tension.
Fonctions de la carte SDCS-IOB-2x
3 versions différentes sont proposées
SDCS-IOB-21 entrées pour 24...48 V- R
SDCS-IOB-22 entrées pour 115 Vc.a. ; R
SDCS-IOB-23 entrées pour 230 Vc.a. ; R
Bornes
= 4,7 kΩ
E
= 22 kΩ
E
= 47 kΩ
E
Bornes à vis pour fils de 4 mm² de section maxi
8 entrées logiques
Fonctions sélectionnables par logiciel
Etat des signaux visualisé sur LED
Toutes les entrées sont isolées par optocoupleur
Tension d’entrée : IOB-21:0...8 V ⇒ "sig. 0", 18...60 V⇒ "sig. 1"
IOB-22:0...20 V ⇒ "sig. 0", 60...130 V ⇒ "sig. 1"
IOB-23:0...40 V ⇒ "sig. 0", 90...250 V⇒ "sig. 1"
Constante de temps de filtre : 10 ms (voies 1 à 6), 2 ms (voies 7+8)
Tension auxiliaire pour entrées logiques : +48 V-, ≤ 50 mA, protection
contre les courts-circuits permanents; mis au potentiel de l’armoire
8 sorties logiques
Fonctions sélectionnables par logiciel
Etat des signaux visualisé sur LED
6 sorties isolées par relais (contact n.o. : c.a. : ≤250 V / ≤3 A / c.c.: ≤24 V
/ ≤3 A ou ≤115/230 V / ≤0,3 A), protégées par varistance VDR.
2 sorties isolées par optocoupleur et protégées par diode Zener (collecteur ouvert) 24 Vc.c. externe, IA ≤ 50 mA chacune.
3ADW000066R0907 DCS500 System description f i
II D 2-13
Le nombre d’entrées logiques et analogiques peut être
accru par adjonction de la carte SDCS-IOE1 (ceci en
plus des différentes solutions en 2.5).
SDCS-CON-2
X17:
X17:
SDCS-IOE-1
X3:X4:X5:X6:X7:
X2:X1:
5
2 x analog
4 x analog
Fig. 2.5/5 : Entrées supplémentaires via SDCS-IOE1
Entrées analogiques :nombre accru
Entrées logiques :toutes isolées par
source de courant pour : sonde PT100/CTP
1 x Tacho
optocoupleur, état des signaux visualisé sur LED
Pulsgeber
7 x digital
8 x digital
Signaux d'entrée de la carte SDCS-IOE-1
Montage toujours externe, hors du module de base
Bornes
Bornes à vis pour fils toronnés fins de 2,5 mm² maxi de section.
Fonctions
7 entrées logiques
Fonctions sélectionnables par logiciel
Etat des signaux visualisé sur LED
Tension d'entrée : 0...8 V ⇒ "signal 0", 16...31 V ⇒ "signal 1"
Isolées de l’électronique de l’appareil par optocoupleurs
En terme de potentiel, agencées en deux groupes (EL 9...EL 12 et EL 13...EL 15)
Constante de temps du condensateur de lissage : 2 ms
2 entrées analogiques
Toutes des entrées différentielles ; plage de mode commun ±40 V
Gamme - 10V/-20 mA...0...+10V/+20 mA ; 4...20 mA unipolaire
RE = 200 kΩ /500 Ω /500 Ω
Résolution: 11 bits + signe
Entrée 2 : même gamme qu’entrée 1 avec en plus
-1 V/-2 mA...0...+1 V/+2 mA, et plage de mode commun ±40 V, RE = 20 kΩ
Source de courant pour sonde PT100 ou CTP
IA = 5 mA / 1,5 mA
Signaux mis au potentiel de l’armoire
NOTA :
Sauf spécification contraire, tous les signaux sont mis au 0 V. Sur la carte d’alimentation
(SDCS-POW-1) et sur toutes les autres cartes, ce potentiel est directement et
totalement relié au module par les points de fixation.
II D 2-14
3ADW000066R0907 DCS500 System description f i
Micro-console (commande et affichage)
V
La micro-console CDP 312 (option) est une interface
de commande et d’affichage ; la communication avec
le convertisseur se fait par une liaison série RS 485 au
débit de 9,6 kbauds. Dès que la phase de mise en service
est terminée, l’utilisation de la micro-console n’est pas
obligatoire à des fins de diagnostic car le convertisseur
intègre un afficheur 7 segments servant notamment à
signaler les défauts de fonctionnement.
Caractéristiques
• 16 touches à membrane en 3 groupes
• Affichage à cristaux liquides de 4 lignes de 20
caractères
• Langue : allemand, anglais, français, italien, espa-
gnol
• Options pour la micro-console CDP 312 :
- câble, pour le déport de la micro-console;
longuer 3m
- kit de montage de la micro-console dans la
porte de l’armoire
Mode Paramétrage
Sélection et réglage de tous
les paramètres et signaux
N° et nom du groupe
N° et nom du
sous-groupe
aleur du par amètre
0 L 0,0 rpm 00
17
GENERAT RAMPES
08 ACCEL 1
20.0 s
Affichage
Affichage des valeurs réelles, du groupe
de signaux et de la pile de défauts
ID = adresse
du variateur
sélectionné
Ligne d'état
Nom et valeur
mesurée
Position du curseur
Type de
commande
L = local
= rien
Consigne
de vitesse
(tr/min)
Etat contacteur
principal
0 = ouvert
1 = fermé
Etat
1 = Marche
0 =Arrêt
0 L 0,0 rpm 00
SPEEED ACT 0,0 rpm
CONV CUR 0 A
U ARM ACT 0 V
Touches à double flèche
Servent à changer de groupe. En modes Paramétrage et Préréglage références, vous pouvez modifier la
valeur d’un paramètre ou la référence 10 fois plus ra-
pidement qu’au moyen des flèches simples.
Touche Local/Rem
pour sélectionner le mode de commande locale (mi-
cro-console) ou externe (remote)
Touche Reset
Pour réarmer les défauts
1 = dernier défaut
2 = avant dernier défaut
99 = 99ème défaut
Message de défaut
ou d'ala rme
Temps éco ulé depui s
la mise sous tension
HHHH:MM:SS:ss
0 L 0,0 rpm 00
1 DERNIER DEFAUT
ARRET D'URGENCE
3212:59:35:56
Mode Fonctions
Sélection du mode "Fonctions" permettant de réaliser certaines fonctions spéciales telles que chargement en lecture et en écriture des programmes ou
modification des applicatifs.
Ligne d'état
Fonctions
accessibles
Réglage du
contraste de
l'afficheur
0 L 0,0 rpm 00
CHARGEMENT P <==
ENVOI PARAME ==>
CONTRASTE
Touche Drive
Pour évolution ultérieure
Touche Enter
Fonction différente selon le mode sélectionné :
Mode Paramétrage:valider la valeur
sélectionnée
Mode Affichage:accéder au mode de
sélection du signal actif
Sélection du signal:valider la sélection et
revenir au mode Affichage.
Touches à flèche simple
Servent à sélectionner les paramètres au sein d’un
groupe. La modification de la valeur d’un paramètre
ou d’une référence se fait en mode Paramétrage. La
sélection de la ligne désirée se fait en mode Affichage.
Touche Démarrage
Pour démarrer le variateur en mode commande locale
Touche Arrêt
Pour arrêter le variateur si vous êtes en mode commande locale.
Touche REF
Pour accéder au mode de préréglage des consignes
(références).
En mode de commande locale, fermeture du
Touche ON
contacteur principal.
Touche OFF
En mode de commande locale, ouverture du
contacteur principal.
Fig. 2.5/6 : Touches fonctionnelles et types de données affichées dans les différents modes de fonctionnement. La micro-console débrochable permet également
de charger un même programme dans différents convertisseurs.
II D 2-15
3ADW000066R0907 DCS500 System description f i
Interface série
Plusieurs interfaces série sont proposées en option pour
les tâches de mise en service, d’exploitation et de
diagnostic, ainsi que pour la commande à distance du
variateur. Comme décrit à la section précédente, la
micro-console dialogue avec le variateur via une liaison
série (X33:/X34 : sur la carte commande SDCS-CON-
2). En installant la carte de communication optionnelle
CDP 312
SDCS-CON-2
SDCS-COM-5 sur la carte SDCS-CON-2, vous augmentez le nombre d'interfaces série.
Les deux interfaces utilisent des fibres optiques. Une
voie sert à l'interfaçage variateur/PC. L'autre à l'interfaçage avec le module coupleur réseau . Les troix
interfaces séries sont indépendantes les unes des autres.
SDCS-COM-5
Câble électrique
≤
3 m
PC
Interface
Fig. 2.5/7: Différentes options pour la communication série
X34:
fibre optique
≤ 20 m
Utilisation d’un micro-ordinateur (PC)
Configuration PC:
• PC portable avec Windows NT ™ ou Windows 2000 ™ (PC
bureau sur demande)
• 4M Octets de disque dur; chaque graphe mémorisé nécessite 500
kO de mémoire supplémentaire.
• Lecteur CD rom
• Port PCMCIA
Produits à commander:
• option SDCS-COM-5
• option DDCTool 4.x package pour Windows NT ou DDCTool
4.x package pour Windows 2000 (DDCTool 4.0 package pour
Windows XP sur demande)
Le package contient:
• Le CD rom d' installation
• La SNAT624 (PCMCIA)
• Le connecteur NDPC-02 (interface entre la SNAT624 et la
SDCS-COM-5 par fibre optique plastique, longueur 10m)
Fonctionnalité:
• DDCtool démarre lorsque le variateur DCS500B est connecté
• CMT/DCS 500 est la base même du programme (cette appellation
sera utilisée plus loin en tant que référence croisée) pour la mise en
service, le diagnostic, la maintenance et le dépannage à l'aide d'une
connection point-à-point . En outre des fonctionnalités proposées
par la CDP 312, il y a d'autres fonctions disponibles et décrites plus
loin.
Nxxx
vers API
V260
X16:
fibre optique
≤ 10 m
Alimentation
CommandeExploitation
FCI
AC70
Commande du variateur à distance
Eléments requis:
• Fibre optique plastique pour des distances jusqu’à
20 m (distances supérieures sur demande)
• Module coupleur réseau Nxxx-Ox
Outils logiciels:
Bus deModule Nombre de possibilitéVitesse de
terrainmots cycli- d'échange transmission
➀ 4 mots sont predefinis dans le modèle; ils peuvent être mo-
difiés si nécessaite.
➁ le module supporte les PPO types de 1 à 5; en fonction du
PPO choisi, moins de mots seront transférés ou resteront
vides.
Une documentation détaillée sur les outils de communication est à votre disposition.
ques de/ vers de para-
le convert.mètres
II D 2-16
3ADW000066R0907 DCS500 System description f i
Programme PC (suite)
Le programme comporte neuf menus permettant de
modifier l’applicatif en ligne, de surveiller le bon fonctionnement du variateur, de changer les valeurs des
paramètres, de commander l’entraînement et de suivre
son fonctionnement. Nous décrivons ci-après brièvement chacun des menus avec, dans certains cas, le type
d’informations présentées à l’écran.
Menu Connect
Ce menu permet de lancer certaines fonctions spéciales
telles que mise en connexion avec le convertisseur ou
configuration du programme.
Menu ParSig
Ce menu permet à l’utilisateur de visualiser, sous forme de
tableaux, les valeurs des paramètres ou des signaux et, au
besoin, de les modifier. Dans ce menu, l’utilisateur dispose
notamment d’une fonction pour regrouper des paramètres
ou des signaux selon ses besoins. Ainsi, il pourra créer des
groupes spécifiques contenant des paramètres ou des signaux dont il désire suivre l’évolution ou modifier les valeurs.
Menu Diagrams
Avec ce menu, vous affichez le schéma fonctionnel (blocfonctions) créé avec le programme GAD. Au besoin, l’utilisateur peut également visualiser les valeurs des paramètres
sélectionnés ou les liaisons entre les blocs-fonctions.
Menu Trending
Ce menu sert au suivi et à l'enregistrement de signaux ou
paramètres donnés. La tendance de six paramètres ou
signaux peut ainsi être suivie, les données étant présentées
sous forme de courbe.
Nota:
Le programme CMT/
DCS500 est décrit en détails dans une documentation à part.
Menu Dlog
Le convertisseur DCS 500 est capable de suivre en permanence la valeur de six signaux et de les enregistrer dans une
mémoire rémanente en fonction d’un critère de déclenchement à définir (niveau, historique pré et post-événementiel).
Ces valeurs peuvent ensuite être présentées par le programme selon un ordre chronologique et subir un traitement
plus poussé. Elles seront affichées sous forme de tableau ou
de courbe, comme dans le cas du menu «Trending» et être
imprimées.
Menu DrvFuncs
Ce menu reproduit l’affichage et les touches de la micro-console CDP 312, l’utilisateur accédant ainsi aux
mêmes fonctions qu’avec la
micro-console.
3ADW000066R0907 DCS500 System description f i
Menu Faults
Présentation, dans un ordre chronologique, des messages
de défaut stockés dans la pile de défauts.
Menu Exit
Pour quitter le programme.
Menu Help
Description détaillée des paramètres.
II D 2-17
2.6Options pour le variateur
Inductances de ligne
pour les circuits d'induit (DCS 50xB) et
d'excitation (DCF 50xB)
Dans le cas des convertisseurs à thyristors, la tension
réseau est court-circuitée pendant la commutation entre deux thyristors, provoquant des creux de tension
dans le réseau point de couplage commun. Pour le
raccordement d’un convertisseur au réseau, une des
configurations suivantes peut être appliqueé:
Réseau
Montage A
Lorsqu'on utilise un convertisseur, une
Point de
couplage
impédance mini est nécessaire pour
assurer le bon fonctionnement du circuit d'extinction. Pour obtenir cette
k
une inductance de ligne. Par consé-
impédance mini, vous pouvez utiliser
u
L
ca. 1%
ind
quent, sa valeur doit se situer entre 1 %
UK (tension de court-circuit relative) et
10 % UK, pour éviter toute chute de
tension importante.
Réseau
Montage B
Si des contraintes particulières s'impo-
L
réseau
sent au point de couplage (des normes
comme EN61800-3, des entraînements
Point de
couplage
L
ind
CC et CA au même réseau, etc.), le choix
de l'inductance de ligne repose sur plusieurs critères. Ces contraintes sont souvent définies sous la forme d'une chute
de tension en % de la tension d'alimentation nominale.
L'impédance combinée de Z
réseau
et Z
ind
constitue l'impédance série totale de l'installation. Le
rapport entre l'impédance réseau et l'impédance de
l'inductance de ligne détermine la chute de tension au
point de couplage. Dans ces cas, ont utilise souvent des
selfs réseau avec une impédance d'environ 4%.
Montage C1
Au cas où 2 ou plus de deux variateurs seraient alimentés par un transformateur dédié, la configuration finale
dépend du nombre de drives connectés et leur capacité
de puissance. Les configurations A ou B basées sur
l'utilisation de selfs de commutation (self réseau) seront
utilisées, si les drives
Réseau
Point de
couplage
L
ind
L
ind
L
ind
Cas particulier du convertisseur:
Les inductances de ligne du tableau (2.6/1)
- sont sélectionnées en fonction du courant nominal
des appareils
- sont indépendantes de la classe de tension du convertisseur; pour certains types de convertisseur, la
même self réseau est utilisée jusqu'à une tension
réseau de 690 V
- sont spécifiées en fonction d'un cycle de charge
- peuvent être utilisées avec les convertisseurs DCS
500B de même que DCF 500B
considérés sont de
type C1, C2, A5,
A6, A7. Dans le cas
où seulement 2 variateurs de type A7
sont présents, pas de
....
selfs réseau obligatoire grâce au design
du variateur (câblage
adapté).
Réseau
Point de
couplage
II D 2-18
Montage C
Lorsqu'un transformateur d'isolement
est utilisé, on peut très souvent satisfaire
des contraintes de couplage spécifiques
telles que celles du montage B sans ajouter d'inductance de ligne. Les exigences
du montage A seront par là-même respectées, car UK > 1 %.
3ADW000066R0907 DCS500 System description f i
Pour en savoir plus, voir document:
Technical Guide chapitre :Line reactors
Inductance de ligne L1
Type de DCSType d'induc- Fig.Type d'induc-Fig.
400V-690Vtance de lignetance de ligne
50/60 Hzmontage Amontage B
* avec refroidissement forcé
Tableau 2.6/1: Inductances de ligne (pour en savoir plus, cf.
Caractéristiques techniques)
Fig. 1
Fig. 2Fig. 3
Fig. 5Fig. 4
II D 2-19
3ADW000066R0907 DCS500 System description f i
Protection par fusibles du circuit d'induit et des cartes/modules d'excitation des
variateurs c.c.
Généralités
Configuration de l'entraînement
Les coupe-circuits tels que fusibles ou déclencheurs à
maximum de courant sont utilisés pour protéger l'appareil des surintensités. En fonction de la configuration,
les deux questions suivantes devront trouver réponse :
1) où et quel type de coupe-circuit doit-on placer ? 2)
quelle fonction de protection (type de défaut) doit
assurer le coupe-circuit en question?
Réseau C. A.: public / de l'usine
3
.
.
.
Fig. 2.6/1 Disposition des coupe-circuits dans le conver-
tisseur d'induit
Armoire
pour l'excitation
voir fig. 2.6/2
2
.
.
.
M
2
Conclusion pour le circuit d'induit
Pour des raisons de coût, des fusibles standards sont
utilisés à la place des fusibles ultrarapides dans certaines
applications. En régime de fonctionnement normal et
établi, ce choix est compréhensible, si toute éventualitéde défaut peut être écartée.
En cas de défaut, cependant, les économies réalisées au
départ peuvent avoir d'importantes conséquences financières. L'explosion des semi-conducteurs de puissance est non seulement susceptible de détruire le
convertisseur, mais également de provoquer un incen-die.
Une protection adéquate contre les courts-circuits et
les défauts de terre, conforme aux prescriptions de la
norme EN 50178, n'est réalisée qu'avec des fusiblesultrarapides appropriés.
Configuration conseillée par ABB
Fusibles
ultrarapides
Fusibles
ultrarapides
Pour en savoir plus, cf. document :
Technical Guide
chapitre : Aspects for fusing
Convertisseur DCS
2Q non-régén.
Fusibles
ultrarapides
MM
Convertisseur DCS
2Q régéneratif
Conformité aux règles de base sur :
1 – risques d'explosionoui
2 – défauts de terreoui
3 – réseaux "durs"oui
4 – distance de déchargeoui
5 – courts-circuitsoui
6 – 2Q régénératifoui
4Q resp.
II D 2-20
3ADW000066R0907 DCS500 System description f i
Conclusion pour les cartes/modules d'excitation
Essentiellement les mêmes défauts peuvent survenir
dans le circuit d'excitation et dans le circuit d'induit.
Selon le type de convertisseur (pont de diodes, pont
semi-commandé, pont 4 quadrants entièrement commandé), certains défauts peuvent ne pas survenir. De
même, certaines caractéristiques du système (ex., alimentation par autotransformateur ou transformateur
d'isolement), peuvent imposer des modes de protection
supplémentaires.
Les configurations suivantes sont relativement fréquentes:
Contrairement au circuit d'induit, des fusibles ne sont
jamais installés côté moteur du circuit d'excitation, car
les conséquences de la fusion d'un fusible peuvent,
dans certains cas, être beaucoup plus graves que les
conséquences du défaut lui-même (surintensité limitée
mais prolongée ; vieillissement du fusible ; problèmes
de contact; etc.).
En cas des conditions comparable à l'alimentation pour
le circuit d'induit, des fusibles semi-conducteur F3.1
(ultrarapides) sont recommandées comme par exemple
pour la protection de l'alimentation d'excitation et du
bobinage d'excitation.
ND30 /
F3.1
incorperé
2
Fig 2.6/2 Configurations des circuits d'excitation
Les fusibles de types F3.2 et F3.3 servent de protection
réseau et ne peuvent en aucun cas protéger un circuitd'excitation. Seuls des fusibles HPC ou des disjoncteurs miniatures peuvent être utilisés. Les fusibles ultrarapides seraient détruits, par exemple, par l'appel de
courant au démarrage du transformateur.
F3.2
F3.3
Fig 2.6/3 Configurations des circuits d'excitation
F3.1
F3.1
ND30 /
incorperé
2
2
FF_ASP_b.dsf
3ADW000066R0907 DCS500 System description f i
II D 2-21
Fig. 2.6/4: Autotransformateur T3
Fusibles prothystors type F1 et support-fusibles de puissance AC et DC
(DCS 501B / DCS 502B - DCF 501B / DCF 502B)
Les convertisseurs se répartissent en deux
groupes :
- Les modules en tailles C1 et C2 (courant
nominal maxi : 1000 A) exigent l’installation de fusibles externes
- Les modules en tailles A5, A6 et A7
(courant nominal de 900 A à 5200 A)
intègrent d’origine des fusibles ultrarapides (UR) (aucun fusible UR externe n'est
nécessaire).
Le tableau à droite indique le type de fusibles
côté AC pour chaque variateur. Si le variateur est équipé de fusibles côté DC selon
besoin, choisir les mêmes fusibles que côté
AC au calibre près. Les fusibles à couteaux
seront utilisés pour les tailles C1 et C2, sauf
pour le plus gros.
Tableau 2.6/2: Fusibles et porte-fusibles (pour en savoir plus, cf.
Caractéristiques techniques)
Fusibles F3.x et porte-fusilbes pour circuits d'excitation biphasés
Selon la stratégie de protection, différents types de fusible seront utilisés. Les
fusibles sont dimensionnés sur la base du
courant nominal du circuit d'excitation.
Si celui-ci est raccordé à deux phases du
réseau, deux fusibles doivent être utilisés
; s'il est raccordé à une seule phase et au
neutre, un seul fusible peut être utilisé
(sur la phase). Le tableau 2.6/3 donne les
valeurs de courant des fusibles du tableau
2.6/2.
Les fusibles peuvent être dimensionnés
sur la base du courant d'excitation maxi.
Dans ce cas, choisissez un fusible adapté
aux niveaux de courant d'excitation.
Excitation Courant F3.1F3.2 F 3.3
excit.
SDCS-FEX-1IE ≤ 6 A170M 1558OFAA 00 H1010 A
SDCS-FEX-2A
Type of protectionFusibles pro-Fusible HCR BTDisjoncteur
elementsthystors pour pour 690 V; porte- pour 500 V ou
support defusible. OFAX 00690 V
type OFAX 00
Tableau 2.6/3: Fusibles et porte-fusibles pour circuits d'excitation biphasés
Transformateur T3 pour circuit d'excitation pour adaptation aux niveaux de tension
La tension d’isolement des cartes/modules
d’excitations est supérieure à la tension nominale de fonctionnement (cf. section Exci-tation) permettant, notamment pour les systèmes de plus de 500 V, une alimentation
directe par le réseau du pont de puissance du
convertisseur, ceci pour alimenter l’induit et
l’utilisation d’un autotransformateur pour
adapter l’excitation à sa tension assignée. De
même, vous pouvez utiliser l’autotransformateur pour ajuster la tension d’excitation
(pont de diodes SDCS-FEX-1) ou réduire
l’ondulation de tension. Différents modèles
(tensions côté primaire de 400 à 500 V et de
525 à 690 V) sont disponibles, chacun avec
différents courants nominaux.
Carte / modulepour courantType
d'excitationd'excitation I
≤≤
≤500 V; 50/60 Hz50/60 Hz
≤≤
SDCS-FEX-1≤6 AT 3.01
SDCS-FEX-2A≤12 AT 3.02
SDCS-FEX-2A≤16 AT 3.03
DCF503A/4A-0050≤30 AT 3.04
DCF503A/4A-0050≤50 AT 3.05
SDCS-FEX-1≤6 AT 3.11
SDCS-FEX-2A≤12 AT 3.12
SDCS-FEX-2A≤16 AT 3.13
DCF503A/4A-0050≤30 AT 3.14
DCF503A/4A-0050≤50 AT 3.15
Tableau 2.6/4: Caractéristiques des autotransformateurs (pour en
savoir plus, cf.
Caractéristiques techniques)
transformateur
E
U
U
U
prim
prim
prim
=
=
=
≤≤
≤500 V
≤≤
≤≤
≤600 V
≤≤
≤≤
≤690 V
≤≤
II D 2-22
3ADW000066R0907 DCS500 System description f i
Inductance de commutation pour SDCSFEX-2A
Lorsque la carte d’excitation SDCS-FEX-2A est utilisée, une inductance de commutation doit être ajoutée
pour assurer la CEM (compatibilité électromagnétique). Aucune inductance de commutation n’est nécessaire avec la carte d’excitation SDCS-FEX-1 (pont de
diodes). Une inductance de commutation est préinstallée dans les convertisseurs d'excitation DCF 503A/
504A.
Carte Inductance
d'excitation
≤≤
≤500 V; 50/60 Hz
≤≤
SDCS-FEX-2AND 30
Tableau 2.6/4: Inductance de commutation (pour en savoir plus, cf.
Caractéristiques techniques)
Transformateur T2 pour auxiliaires
électronique / ventilation variateur
Les modules de la série DCS 500 nécessitent différentes alimentations en tension auxiliaire, notamment pour l’électronique (115 V/1~ ou 230 V/1~)
et les ventilateurs (230 V/1~ ou 400 V/690 V/3~) en
fonction de leur taille. Le Transformateur T2 est dimensionné pour alimenter l'électronique variateur et
tous les ventilateurs monophasés comprenant aussi le
ventilateur du variateur de type A5.
Cette fonction est fournie par le logiciel standard. Au
besoin, l'entrée analogique AI4 doit être activée, trois
signaux en courant (un par phase) doivent être envoyés
sur AI4 par un transformateur de courant. Si la somme
des trois courants est différente de zéro, un message
apparaît (pour en savoir plus, cf. Caractéristiques tech-
niques).
3ADW000066R0907 DCS500 System description f i
II D 2-23
Filtres CEM
Pour en savoir plus, voir
document:
Technical Guide
chapter: EMC Compliant Installation and
Configuration for a
Power Drive System
Non applicable
Réseau moyenne tension
Zone résidentielle
Neutre à la
terre
Nous décrivons ci-après le mode de sélection des composants conformément aux règles de CEM.
Les normes CEM supposent que le comportement
CEM d'un produit est pris en compte au stade de son
développement. Cependant, la CEM n'étant pas une
L'objectif de la CEM est, comme son nom l'indique,
d'assurer la compatibilité électromagnétique du variateur avec les autres produits et systèmes de son environnement. Elle vise à garantir un niveau d'émissions
minimal de chaque produit pour éviter qu'il ne perturbe un autre produit.
Pour la CEM d'un produit, deux aspects sont à prendre
en compte :
qualité intrinsèque, elle ne peut être que mesurée
quantitativement .
Remarques sur la conformité CEM
La procédure de conformité relève de la double respon-
sabilité du fournisseur du convertisseur de puissance et
du constructeur de la machine ou du système dans
lequel il s'intégrera, ce en fonction de la part des travaux
qui leur incombe pour l'équipement électrique.
• l'immunité aux perturbations du produit
• Le niveau d'émissions effectif du produit
Premier environnement (zone résidentielle avec industrie légère), distribution restreinte
Ne s'applique pas, car mode de commercialisation en distribution non restreinte exclu
Conformité
Conformité
Réseau moyenne tension
Transforma teur d'alim entation
d'une zone résidenti elle (puissa nce
assignée no rmale ≤ 1,2 MVA)
Réseau pu blic 400 V à
la terre avec
conducteur neutre
Industrie légère
Réseau public 400 V à
la terre avec
conducte ur neutr e
Transform ateur d'al imentation
d'une zone résidentiell e (puissance
assignée normale ≤ 1,2 MVA)
Neutre à la terre
Zone résidentielle
Réseau public 400 V à
la terre avec
conducte ur neutr e
Filtre réseau
Self réseau
Converti sseur
Alimentation par le
réseau pu blic BT ,
alimenta nt également
d'autre s charges d e
tous types
Vers autres charge s, ex., sy stèmes d'e ntraînemen t
Convertisseur
MM
Un transf ormateur
d'isolem ent avec bl indage
et noyau à la terre évite le
montage d'u n filtre réseau
et d'une self rés eau
Fig. 2.6/5: Classification
II D 2-24
Filtre réseau
Self réseau +
condensateur Y
Converti sseurCo nvertisseur
convertisseurs de puissance (perturbations HF et enco ches de c ommutation)
Vers autres charge s qui doivent être p rotégées de la pollution du r éseau par les
autre
Alimentation par le
réseau pu blic BT,
alimenta nt également
d'autre s charges d e
solution
MM
tous types
Self réseau
autre
solution
Vers autres charge s, ex., sy stèmes d'e ntraînemen t
MM
Filtre réseau
Self réseau
Converti sseurCo nvertisseur
Alimentation par le
réseau pu blic BT ,
alimenta nt également
d'autres c harges de
tous types
Vers autres charge s, ex., sy stèmes d'e ntraînemen t
MM
Un transformateur
d'isolement avec blindage
et noyau à la terre évite le
montage d'u n filtre réseau
et d'une self réseau
convertisseurs de puissance (perturbations HF et enco ches de c ommutation)
Vers autres charge s qui doivent être p rotégées de la pollution du r éseau par les
3ADW000066R0907 DCS500 System description f i
Pour obtenir la protection CEM des systèmes et
machines, les exigences des normes CEM suivantes
doivent être satisfaites:
Norme de produit EN 61800-3
Norme de CEM pour les entraînements de puissance (PDS), prescriptions d'immunité et
d'émissions en environnements avec industrie
légère et implantations industrielles.
Les exigences de cette norme doivent être respectées pour une installation conforme CEM des
machines et sites industriels au sein de l'UE!
Deuxième environnement (industriel), distribution restreinte
Non applicable
Conformité
Réseau moye nne tension
Zone résidentielle
Neutre à la
terre
Transformateur
d'alimentation d'une zone
résidentie lle (puissan ce
assignée no rmale ≤ 1,2
MVA)
Réseau pu blic 400 V à
la terre avec conducteur
neutre; 3~ ≤ 400 A
Sur demande clientConformité
Conformité
Zone résidentielle
Pour les limites d'émissions, les normes suivantes s'appliquent:
EN 61000-6-3 Norme générique Emissions, environnement d'industrie légè-
re, exigences respectées avec des dispositifs spéciaux (filtres
réseau , câbles de puissance blindés) pour les basses puissances *(EN 50081-1)
EN 61000-6-4 Norme générique Emissions, environnement industriel
*(EN 50081-2)
Pour les limites d'immunité, les normes suivantes s'appliquent:
EN 61000-6-1 Norme générique Immunité, environnement résidentiel
*(EN 50082-1)
EN 61000-6-2 Norme générique Immunité, environnement industriel. Si les
exigences de cette norme sont satisfaites, alors celles de la
norme EN 61000-6-1 sont automatiquement satisfaites
*(EN 50082-2)
* Les standards originaux en parenthèses
Normes
EN 61800-3
Classification
Nous définissons ci-après
la terminologie et les me-
Réseau moyenne tension
Transformateur convertisseur
Transformateur-conv ertisseur avec
noyau de fer à
la terre (et
blindage à la
terre si
présent)
I > 400 A
et/ou
U > 500 V
EN 61000-6-3
EN 61000-6-4
EN 61000-6-2
EN 61000-6-1
sont respectées, pour autant que les
mesures spécifiées sont mises en oeuvre. Ces mesures sont basées sur la
notion de Distribution restreinte
définie par la norme (mode de commercialisation dans lequel le fabricant limite la fourniture des produits
sures à mettre en oeuvre
pour la conformité à la
norme de produit
EN 61800-3
Pour la série DCS 500B,
les limites d'émissions
à des distributeurs, clients ou utilisateurs qui individuellement ou conjointement ont la compétence technique CEM nécessaire).
Filtre réseau
Self réseau +
condensateur Y
Converti sseurCo nvertisseur
autre
Alimentation par le réseau BT, alimentant
égaleme nt d'autres c harges de tou s types, à
l'excep tion de certai ns moyens de
communication sens ibles
solution
MM
Self réseau
autre
solution
MM
Remarque pour les convertisseurs de
puissance sans composants supplémentaires:
Ce produit est proposé en distribution restreinte au titre de la norme
CEI 61800-3. Il peut être à l'origine
de perturbations HF en zones rési-
Analyse CEM de cas
Self réseau
dentielles; si tel est le cas, l'opérateur peut être amené à prendre des
mesures appropriées (voir schémas
Vers autres charges, ex., systèm es d'entraînement
Converti sseurConver tisseur
autre
solution
Alimentat ion par tran sformateu r séparé du (d édié au)
convertisseur. Si d'autres c harges s ont raccordées sur
l'enroule ment sec ondaire, el les doivent offrir un e bonne tenue
aux encoches de commutation provoquées par le convertis seur.
Dans certa ins cas, des se lfs réseau son t nécessair es.
autre
solution
MMMM
Vers autres charges, ex., systèmes d'entraînement
ci-contre).
L'excitation n'est pas illustrée
dans les schémas. Les règles
pour les câbles d'excitation sont
les mêmes que celle pour les
câbles d'induit.
Légende
Câble blindé
Câble non blindé avec rest riction
3ADW000066R0907 DCS500 System description f i
II D 2-25
Filtre installé sur un réseau mis à la terre
(réseau à régime de neutre TN ou TT)
Les filtres ne peuvent être utilisés que sur des réseaux
mis à la terre (ex., réseaux publics européens 400 V).
Selon la norme EN 61800-3, ces filtres ne sont pas
requis sur les réseaux industriels isolés équipés de transformateurs d'alimentation. De plus, ils pourraient être
à l'origine de problèmes de sécurité sur les réseaux à
neutre isolé ou impédant (réseaux IT).
Filtres triphasés
Les filtres CEM sont obligatoires pour satisfaire les
limites d'émissions si un convertisseur est directement
alimenté par un réseau public BT (ex., en Europe,
400 V entre les phases). Ces réseaux disposent d'un
neutre mis à la terre. ABB propose des filtres triphasés
pour les réseaux 400 V et 25 A....600 A et des filtres
500 V pour les réseaux 440 V en dehors de l'Europe.
Les filtres peuvent être optimisés en fonction du cou-
VariateurICC [A]Design Type de filtre pour y=4 Type de filtre pour y= 5 Type de filtre pour y=6 o 7
rant moteur réel : I
respecte l'ondulation du courant.
Les réseaux 500 V à 1000 V ne sont pas des réseaux
publics. Il s'agit de réseaux internes aux usines qui
n'alimentent pas des équipements électroniques sensi-
bles. C'est la raison pour laquelle les convertisseurs ne
doivent pas être dotés de filtres CEM s'ils sont alimen-
Modules/cartes Courant c.c.Type de filtre
d'excitationU
convertisseurs monophasés pour un courant d'excitation jusqu'à 50 A. Ils peuvent être alimentés par deux
des trois phases d'entrée du convertisseur d'induit.
Dans ce cas, le circuit d'excitation ne doit pas être doté
d'un filtre qui lui est propre.
Si la tension phase à neutre doit être prélevée (230 V sur
un réseau 400 V), un filtre séparé est alors indispensable. ABB propose ce type de filtre pour 250 V et
SDCS-FEX-16NF1-250-8
SDCS-FEX-2A8NF1-250-8
SDCS-FEX-2A16NF1-250-20
DCF 503A-005050NF1-250-55
DCF 504A-005050NF1-250-55
autres filtres pour12NF1-250-12
➀ Les filtres peuvent être optimisés en fonction du
courant d'excitation réel :
[A]
30NF1-250-30
6...30 A.
➀
= 250 V
maxi
I
= I
Filtre
Excit
II D 2-26
3ADW000066R0907 DCS500 System description f i
3Comment spécifier votre variateur
Dans ce chapitre, nous fournissons quelques conseils techniques pour la spécification et la configuration des différents types de variateur.
Nous commençons par illustrer les schémas de câblage des convertisseurs avec toutes les options d'excitation possibles. Par la suite, les schémas
de câblage illustrent uniquement les configurations les plus courantes.
• Configuration standard avec circuit d'excitation inter-
ne (cf.
chapitre 3.1
)
Cette première configuration illustre un entraînement régulé en
vitesse, avec un câblage externe très flexible et un circuit d'excitation
intégré. Elle convient à la plupart des variateurs dans la gamme des
petites puissances.
Du à l'impossibilité d'incorperer une unite d'excitation interne
dans les convertisseurs d'une puissance elevée (C4, A6, A7) cette
configuration peut être uitisée seulement avec le type du design C1
- A5.
• Configuration avec circuit d'excitation interne et
nombre réduit de composants externes (cf.
chapitre
3.2)
Cette seconde configuration comporte les mêmes composants de
base que la première, mais avec un câblage externe réduit.
Du à l'impossibilité d'incorperer une unite d'excitation interne
dans les convertisseurs d'une puissance elevée (C4, A6, A7) cette
configuration peut être uitisée seulement avec le type du design C1
- A5.
• Configuration standard avec circuit d'excitation exter-
ne semi-commandé (1 ph.) (cf.
chapitre 3.3
)
Cette troisème configuration reprend le mode de câblage externe de
la première, mais avec un circuit d'excitation plus puissant et plus
flexible.
Cette configuration est utilisable pour toutes le tailles de convertisseurs.
• Configuration standard avec un circuit d'excitation
entièrement commandé (3 ph.) et sans convertisseur
d'induit (cf.
chapitre 3.4
)
Cette quatrième configuration montre un module d'excitation
triphasé DCF 501B/2B utilisé seul.
Elle correspond à un système en mode de régulation de courant
d'excitation utilisé lorsqu'un circuit d'excitation de moteur c.c. de
tout type existant doit être remplacé par un système à commande
numérique avec des fonctionnalités modernes comme une liaison
série, etc.
Autre application de ce type: les aimants, qui peuvent être commandés avec cette configuration en mode de régulation de courant ou
de tension sans aucun composant supplémentaire.
• Configuration type pour des entraînements de forte
puissance (cf.
chapitre 3.5
)
Cette cinquième configuration est réservée aux entraînements de
forte puissance et est basée sur les schémas de câblage des configurations 3.3 et 3.4. Tous les composants de ces deux dernières sont
illustrés avec les connexions et les verrouillages requis. Elle est
adaptée aux convertisseurs en tailles A5, A6 et A7.
• Configuration typique pour des entraînements de très
forte puissance utilisant deux modules convertisseurs
en parallèle avec répartition de charge symétrique
Autre configuration possible, la mise en parallèle de convertisseurs.
Dans ce cas, les convertisseurs de même taille (A7) sont montés à
proximité l'un de l'autre et leurs bornes c.a. et c.c. sont directement
raccordées. Ils se comporteront comme un seul et unique gros
convertisseur, qui n'existe pas en module standard. Cette configuration intègre des cartes électroniques supplémentaires réalisant des
fonctions de sécurité, d'interfaçage et de surveillance des convertisseurs.
Pour en savoir plus, contactez ABB.
transformateur de
puissance dédié
3
+
-
DCS ... xxxx ..Rxx .......
3
DCS ... xxxx ..Lxx .......
M
Figure 3/1:Mise en parallèle de convertisseurs pour
courants forts
• Modernisation d'un équipement c.c. existant
Si des entraînements existants doivent être modernisés, certaines
des configurations décrites pour des nouveaux projets peuvent être
mises en oeuvre. Cependant, pour des raisons de place ou de coût,
l'étage de puissance existant peut être conservé et seul l'étage de
commande être modernisé.
Pour ce type de situation, nous proposons un "Kit de modernisation" (DCR revamp kit) basé sur les cartes électroniques normalement utilisées dans les convertisseurs de type DCS- A7. Toutes les
options décrites au chapitre 2 sont utilisables dans ce kit. Des cartes
supplémentaires permettent d'utiliser ce kit pour l'étage de puissance avec jusqu'à 4 thyristors en parallèle. Pour en savoir plus, cf.
document Selection, Installation and Start-up of Rebuild Kits.
Figure 3/2:Kit de modernisation
3ADW000066R0907 DCS500 System description f i
II D 3-1
• Applications maître-esclave
- Entraînements en maître-esclave
Si des moteurs doivent fonctionner aux mêmes valeurs de vitesse/
couple, ils sont souvent configurés en application MAITRE/ESCLAVE.
Les variateurs utilisés pour ces systèmes sont de même type et
peuvent différer en puissance, mais ils seront alimentés par le même
réseau. Leur nombre n'est normalement pas limité.
En terme de commande, différentes contraintes et exigences doivent être prises en compte.
Des exemples d'application sont disponibles sur demande auprès
d'ABB Automation Products GmbH.
- Configuration type pour des entraînements de forte puis-
sance en application maître-esclave (deux moteurs avec un
arbre commun)
Cette configuration est souvent utilisée lorsque deux moteurs
doivent gérer chacun 50 % d'une même charge. Ils sont reliés
mécaniquement l'un à l'autre par un réducteur ou autre dispositif.
Les convertisseurs sont alimentés par un transformateur réseau 12
pulses avec enroulements secondaires séparés et dont les phases sont
décalées de 30°.
Chaque moteur est raccordé à son propre convertisseur et circuit
d'excitation. Les convertisseurs échangent des signaux pour s'assurer que chacun gère la moitié de la charge.
Cette configuration offre les mêmes avantages en terme d'harmoniques injectés sur le réseau qu'un montage 12 pulses standard (cf.
ci-dessous), sans utiliser de self T.
En fonction de la configuration mécanique, le personnel de mise en
service doit avoir une certaine expérience pour adapter l'architecture de commande en conséquence.
Maître
DCS 500B
CON 2
D1
C1
M
par la charge
MaîtreEsclave
connectés
Esclave
DCS 500B
CON 2
C1D1
M
Figure 3/3:Application avec deux moteurs reliés mécaniquement
Y
Maître
DCS 500B
CON 2
M
C1
Moteurs en tandem
D1
Maître-
Esclave
Esclave
DCS 500B
CON 2
C1D 1
M
Figure 3/4:Application 12 pulses avec deux moteurs reliés mécanique-
ment
- Configuration type pour des entraînements parallèles 12
pulses de très forte puissance et en application maître-esclave
(cf.
chapitre 3.6
)
Cette configuration montre un système d'entraînement parallèle
12 pulses, solution aisée à réaliser pour augmenter la puissance d'un
système d'entraînement. Selon les caractéristiques techniques, la
redondance ou le fonctionnement en urgence est possible en cas de
défaillance d'un convertisseur.
Ce type de variateur utilise deux convertisseurs 6 pulses identiques
et une self de conception spéciale appelée Self T, ou une self 12
pulses ou encore une self d'interface. Les convertisseurs sont
alimentés par un transformateur réseau 12 pulses avec enroulements secondaires séparés et dont les phases sont décalées de 30°.
Exemple : couplage Ì/ /Ì du transformateur. Cette configuration réduit le niveau et la teneur en harmoniques côté c.a. Seuls les
harmoniques de rangs 11 et 13, 23 et 25, 35 et ainsi de suite sont
présents. Les harmoniques côté c.c. sont également réduits, donnant un rendement plus élevé. (Le circuit d'excitation n'est pas
illustré sur le schéma de câblage 3.6. Selon le circuit d'excitation
sélectionné, les raccordements au réseau, le raccordement des
verrouillages et des signaux de commande peuvent être repris de
tout schéma illustrant le circuit en question.)
Il n'est pas possible de raccorder deux systèmes de 12-impulsions (2
convertisseurs, 1 self de balance et 1 moteur) à 1 transformateur de
12 impulsions!
Pour en savoir plus, cf. document manual 12-pulse operation .
Y
Maître
DCS 500B
CON 2
D1
C1
Maître-
Esclave
Esclave
DCS 500B
CON 2
C1D 1
M
Figure 3/5:Application avec convertisseurs parallèles 12 pulses
II D 3-2
3ADW000066R0907 DCS500 System description f i
3.1Configuration standard avec circuit d'excitation interne
Ce mode de câblage du variateur offre le maximum de flexibilité et l'accès au plus grand nombre de fonctions standards de surveillance du variateur. Aucune modification logicielle n'est requise pour adapter le variateur au câblage externe.
1
F7
2
K15
ARRET
OFF
Demarrage
ON
K1
IN3
V5
OUT3
V6
IN1
V1
OUT1
V2
X33
AITAC AI1 AI2 AI3
___ _
++++
X3:12345678910X4:12345678910X6:12345678910
K10
X2:4
13
F6
K21
14
X2:5
K20
K21K20K3K1
K6K8
Carte de
communication
(COM-x)
S4
56
Carte de commande (CON-2)
AI4
_
+10V -10V AO1 AO2 IACTDI1 DI 2 DI3 DI4 DI5 D I6 D I7 DI8 +48VDO1 DO2 DO3 DO4 DO5 DO 6 DO7
+
K11
X96:1
X96:2
ex., Presso stat
sur module C4
ARRET
URG.
1
F5
2
1
S1
2
K15
K6
K1
K8
1
F8
2
X96:
12 X99:12X2:45 X2:1 2 3
DO8
K20
1
S1
2
K21
T2
230V
115V
Alimentation
(POW-1)
0V0V0V0V
X7:
K10
L1 NL1 NL1 L2 L3
690V
660V
600V
575V
F2
525V
2
500V
450V
415V
400V
380V
Selon le type d'appareil, une autre
configuration est possible
12345678 1...10
K11
ACDE
F1
341
123
K8
M
~
0V
X5:
K1
4
L1
L1 L2 L3
135
246
U1W1V1PE
Module
convertisseur
C 1D 1
+
Niveaux de tension
voir description
(SDCS-FEX-1/2)
_
F3
13
K3
24
L3
X1: 17
Excitati on
X1: 5 3
+
500V
460V
415V
400V
365V
350V
265V
250V
T3
F6
90V
60V
30V
_
I > I > I >
K6
13
1
5
14
2
436
1
35
2
46
Si borniers intermédiaires
Polaritées illustrées pour fonctionnement en moteur
+
T
M
V
W
U
M
3~
T
_
Figure 3.1/1:Configuration standard avec circuit d'excitation interne
• Selection des composants
Pour ce schéma de câblage, un convertisseur DCS 500B en taille C1, C2 ou A5 (pour la taille A7, utilisez les schémas 3.3 ou ultérieur) a été sélectionné
avec une carte d'excitation SDCS-FEX-1 ou 2A. Ce type d'excitation peut être utilisé sous des tensions réseau jusqu'à 500V et fournira des courants
d'excitation jusqu'à 6 / 16A. Pour des courants d'excitation supérieurs, vous devez utiliser le module d'excitation externe de calibre immédiatement supérieur
DCF 503A/4A (câblage illustré en 3.3/1) ou un module d'excitation externe triphasé DCF 500B (câblage illustré en 3.5/2).
• Alimentation
Plusieurs composants doivent être alimentés:
- Etage de puissance du convertisseur :200 V à 1000 V, selon le type de convertisseur ;
cf. chapitre 2
- Electronique du convertisseur :115V ou 230V, sélectionné par cavalier
- Ventilateur du convertisseur:230V 1 ph.;
- Excitation de l'étage de puissance:115 V à 500 V; avec un transformateur d'isolement/autotransformateur jusqu'à 600 V;
cf. Caractéristiques techniques
cf. chapitere
2 et / ou Caractéristiques techniques
- Ventilateur du moteur:varie selon la fabrication du moteur / les contraintes locales
- Logique de commande :varie selon les contraintes locales
Les fusibles F1 sont utilisés car ils ne sont pas pré-intégrés dans les convertisseurs en tailles C1 et C2. Tous les composants qui peuvent être alimentés
indifféremment en 115/230 V, ont été regroupés et seront alimentés par un transformateur d'isolement T2. Tous les composants sont réglés pour une
alimentation en 230 V ou sélectionnés pour ce niveau de tension. Les différentes charges sont protégées séparément par fusibles. Tant que les prises du
transformateur T2 sont correctement réglées, il peut être raccordé à la source servant à alimenter l'étage de puissance du convertisseur.
Le même principe peut être appliqué au circuit d'excitation. Deux modèles de transformateur d'adaptation différents sont disponibles. Un modèle peut être
utilisé pour des tensions d'alimentation jusqu'à 500 V, et l'autre jusqu'à 690 V. Vous ne devez pas utiliser les prises du primaire 690 V avec la carte d'excitation
SDCS-FEX-1/2A!
En fonction de la tension du ventilateur du moteur, l'énergie peut être prélevée sur la même source que celle alimentant l'étage de puissance du convertisseur.
Si l'énergie pour A, D et E doit être prélevée sur la même source que pour C, vous devez décider si les fusibles F1 auront ou non une double fonction (protection
de l'étage de puissance + de l'alimentation auxiliaire).De plus, vous devez vérifier si les charges peuvent être alimentées avec la même forme d'onde de
tension (cf. chapitre
Inductance de ligne
) avant le raccordement sur C. Si le convertisseur est alimenté directement par un transformateur-convertisseur HT
au point C, des mesures supplémentaires doivent être prises en phase de spécification de l'entraînement (informations détaillées sur demande).
3ADW000066R0907 DCS500 System description f i
II D 3-3
• Signaux de commande
La logique de commande peut être divisée en trois parties :
a: Génération des signaux de commande ON/OFF et START/STOP :
Ces signaux de commande représentés par K20 et K21 (relais à verrouillage) peuvent provenir d'un automate (API) et être transmis sur les bornes du
convertisseur soit par des relais, qui offrent une isolation galvanique, soit directement en utilisant des signaux 24V. Il n'y a pas de nécessité absolue
d'utiliser des signaux câblés. Ces signaux de commande peuvent également être transmis sur une liaison série. Même une solution mixte peut être
retenue, en utilisant une option pour tel type de signal et une autre pour un autre type de signal.
b: Génération des signaux de commande et de surveillance :
Le contacteur principal K1 du circuit d'induit est commandé par un contact sec situé sur la carte d'alimentation de l'électronique. L'état de ce contacteur
est vérifié par le convertisseur via l'entrée logique 3. Le contacteur du circuit d'excitation K3 est commandé par le contact auxiliaire K11 raccordé à la
sortie logique du convertisseur. Les sorties logiques sont des excitateurs de relais, capables de fournir chacun environ 50 mA et une limitation de courant
d'environ 160 mA pour toutes les sorties. Les contacteurs K6 et K8 commandent les ventilateurs du système d'entraînement. Ils sont commandés par
le contact auxiliaire K10 (identique à K11). Raccordé en série avec K6, on trouve un contact auxiliaire du disjoncteur F6 qui surveille l'alimentation du
ventilateur du moteur. Pour l'alimentation du ventilateur du convertisseur, la surveillance du contact de la sonde thermique se fait en série avec K8. Les
contacts auxiliaires K6 et K8 sont utilisés et raccordés aux entrées logiques 1 et 2 pour surveiller l'état de l'alimentation des ventilateurs du convertisseur.
La fonction de K15 est décrite ci-après.
c: Autres typesd'arrêt que ON/OFF et START/STOP :
Nous décrivons ci-après le comportement du variateur en cas d'activation de l'entrée EMERGENCY_STOP (906) (arrêt d'urgence) ou COAST_STOP
(905) (arrêt en roue libre). Notez que le câblage externe de l'exemple sert uniquement à des fins d'illustration !
Pour un EMERGENCY STOP, différentes conditions préalables doivent être prises en compte. Cette description ne s'intéresse qu'à la fonction réalisée
et ne prend en compte aucun aspect de sécurité lié au type de machine.
En cas d'arrêt d'urgence, l'information est transmise au convertisseur via l'entrée logique 5. Le convertisseur s'arrêtera selon le type d'arrêt paramétré
(arrêt sur rampe, par la limite de courant ou en roue libre). Si le convertisseur ne peut obtenir l'arrêt complet de l'entraînement dans le délai réglé pour
K15, le contact auxiliaire coupe l'alimentation de l'étage de commande, provoquant l'ouverture du contacteur principal K1 et de tous les autres. Des
composants peuvent alors être endommagés (
cf. Manuel d'exploitation
). Pour minimiser ce risque, vous pouvez ajouter une autre temporisation (zones
grisées). Ainsi, un autre type d'arrêt est disponible.
- Le signal d'arrêt d'urgence active la fonction d'arrêt sur
rampe dans le convertisseur comme décrit précédemment. Si l'entraînement est à l'arrêt complet dans le délai
spécifié par K15, le convertisseur ouvre le contacteur
principal K1. Si le convertisseur ne peut obtenir l'arrêt
K16
ELEC.
DISCONN.
complet de l'entraînement dans le délai spécifié, K15
active la fonction ELECTRICAL DISCONNECT (sectionnement électrique) dans le délai spécifié par K16. Cette
information est transmise au convertisseur sur une entrée logique libre. Celle-ci doit être raccordée à l'entrée
COAST_STOP (arrêt en roue libre) de la logique de
ARRET
URG.
EMER.STOP
1
S1
2
K15K16
K15
commande. L'entrée COAST_STOP ramène le courant
à zéro aussi rapidement que possible. Le délai K16 doit
être légèrement plus long que le temps requis par le
régulateur de courant pour ramener le courant à zéro.
Après écoulement du délai de K16, la tension de commande est coupée et tous les contacteurs de puissance
s'ouvrent.
CON-2
DIx
K15
X6:9
- Si la vitesse de l'entraînement ne doit pas être prise en
compte, K16 peut être excité avec le signal ELECTRICAL DISCONNECT.
d Contrôle du contacteur principal seulement par l'API pour des raisons de sécurité :
Ce mode n'est pas recommandé comme standard pour la séquence de mise sous tension et hors tension.
Néanmoins il est quelquefois utilisé pour remplir des règles de sécurité ou pour d'autres besoins. Dans la plupart des cas , il est recommandé de suivre
la procédure suivante:
- On considère que le contact de l'API est en série avec le K1( sous les bornes désignées X96:1&2) ou en série avec le contact auxiliaire de K16 ou remplace
celui-ci.
- Ouvrir le contacteur principal en mode regénérateur peut entrainer des défauts de composants (voir manuel d'exploitation).
- Si l'API génère la commande d'ouverture du contacteur principal.Deux types de contacts sont nécessaires:
- Un contact de précoupure doit être connecté à une entrée logique non utilisée du variateur; cette entrée doit être connecté au signal START INHIBITION
(908 ). Ceci va bloquer le régulateur , ramener le courant à zéro et ouvrir le contacteur (indépendamment de la commande du variateur).
- Un contact normal peut alors ouvrir le contacteur principal.
- Des alarmes ou une erreur peuvent être détectées; elles peuvent être réarmées ou bypassées (fonction de refermeture automatique du contacteur par
exemple).
• Séquence de mise en marche
Lorsque l'ordre ON est donné au convertisseur et qu'aucun signal de défaut n'est présent, le convertisseur ferme le contacteur du ventilateur, le contacteur
du circuit d'excitation et le contacteur principal ; il vérifie la tension d'alimentation, l'état des contacteurs et l'absence de messages de défaut ; il débloque
les régulateurs, démarre et attend l'ordre de marche (RUN). Sur réception de ce dernier, la référence vitesse est débloquée et le mode de régulation de vitesse
est activé (pour en savoir plus, cf.
Description du logiciel
).
II D 3-4
3ADW000066R0907 DCS500 System description f i
3.2Configuration avec circuit d'excitation interne et nombre réduit de composants externes
Ce mode de câblage du variateur offre les mêmes performances en commande, mais un degré de flexibilité moindre et pratiquement aucune
fonction de surveillance par le variateur. Le logiciel doit être adapté au mode de câblage externe.
Polaritées i llustrées pour fonctionnement en moteur
V
W
T
+
T
_
M
U
M
3~
Figure 3.2/1:Configuration avec circuit d'excitation interne et nombre réduit de composants externes
• Sélection des composants: idem figure 3.1/1
• Alimentation
Plusieurs composants doivent être alimentés. Ce mode de câblage impose de prendre en compte certaines conditions préalables :
- Etage de puissance du convertisseur :200 V à 500 V, selon le type de convertisseur ;
cf. chapitre 2
- Electronique du convertisseur :230 V uniquement, sélectionné par cavalier
- Ventilateur du convertisseur :230V 1 ph. en C1 + C2; 400 V / 690 V 3 ph. en C3 ;
- Excitation de l'étage de puissance :200 V à 500 V;
cf. chapitre 2 et/ ou Caractéristiques techniques
cf. Caractéristiques techniques
- Ventilateur du moteur:sélectionnez la tension moteur en fonction de la tension utilisée par l'le circuit d'induit
- Logique de commande :sélectionnez les composants pour 230 V!
Cette configuration est essentiellement identique à celle de la figure 3.1/1. Vérifiez le calibre de F1 en cas de charge supplémentaire (ex., ventilateur moteur
et excitation). Tous les composants sont sélectionnés pour 230V ou réglé sur 230V pour pouvoir les associer et les alimenter par une source auxiliaire. Les
différentes charges sont protégées séparément par fusible.
• Signaux de commande et sécurité
La logique de commande peut être divisée en trois parties :
a: Génération des signaux de commande ON/OFF et START/STOP : idem figure 3.1/1
b: Génération des signaux de commande et de surveillance :
Le contacteur principal K1 fonctionne comme sur la figure 3.1/1. L'alimentation de l'excitation et du ventilateur moteur est prélevée en sortie de K1. Ainsi,
les 3 charges sont commandées de la même manière.
La surveillance du ventilateur n'étant pas prise en compte. les réglages suivants doivent être réalisés :
Pré-raccordement (usine) : à modifier :
910 de 10701à 10908
911 de 10703à 10908
906 de 10709à 12502
c: Autre type d'arrêt que ON/OFF et START/STOP:Aucun !
• Séquence de mise en marche
Lorsque l'ordre ON est donné au convertisseur et qu'aucun signal de défaut n'est présent, le convertisseur ferme le contacteur du ventilateur, le contacteur
du circuit d'excitation et le contacteur principal ; il vérifie la tension d'alimentation, l'état des contacteurs et l'absence de messages de défaut ; il débloque
les régulateurs, démarre et attend l'ordre de marche (RUN). Sur réception de ce dernier, la référence vitesse est débloquée et le mode de régulation de vitesse
est activé (pour en savoir plus, cf.
Description du logiciel
)
II D 3-5
3ADW000066R0907 DCS500 System description f i
3.3Configuration standard avec circuit d'excitation externe (1 ph.)
Ce mode de câblage du variateur offre le maximum de flexibilité et l'accès au plus grand nombre de fonctions standards de surveillance du variateur. Aucune modification logicielle n'est requise pour adapter le variateur au câblage externe.
Polaritées i llustrées pour fonctionnement en moteur
+
T
M
V
W
U
M
3~
T
_
Figure 3.3/1:Configuration standard avec circuit d'excitation externe semi-commandé (1 ph.)
• Sélection des composants
Pour ce schéma de câblage, un convertisseur DCS 500B a été sélectionné avec un module d'excitation DCF 503A/4A. Avec une excitation DCF 504A,
l'inversion de champ est possible. Un DCS 501B (2Q) pour l'alimentation d'induit est alors suffisant pour les entraînements de faible puissance. Ce type
d'excitation peut être utilisé sous des tensions réseau jusqu'à 500 V et fournira des courants d'excitation jusqu'à 50 A. Pour des courants d'excitation
supérieurs, vous devez utiliser un module triphasé DCF 500B (câblage illustré en 3.5/2).
• Alimentation
Plusieurs composants doivent être alimentés :
- Etage de puissance du convertisseur :200 V à 1000 V, selon le type de convertisseur ;
cf. chapitre 2
- Electronique du convertisseur :115 V ou 230 V, sélectionné par cavalier
- Ventilateur du convertisseur :230 V 1 ph.; 400 V / 690 V 3 ph. en A6/A7;
- Excitation de l'étage de puissance :115 V à 500 V; avec un transformateur d'isolement/autotransformateur jusqu'à 690 V;
cf. Caractéristiques techniques
cf. chapitre
2 et/ou Caractéristiques techniques
- Electronique du circuit d'excitation :115 V à 230 V
- Ventilateur du moteur :varie selon la fabrication du moteur / les contraintes locales
- Logique de commande :varie selon les contraintes locales
Cette configuration est essentiellement identique à celle illustrée à la figure 3.1/1. Le circuit d'excitation nécessite en plus une alimentation pour l'électronique,
protégée par des fusibles séparés et prélevée sur le 230V fourni par le transformateur T2. Ce régulateur d'excitation est commandé via une liaison série,
raccordée sur le bornier X16: du convertisseur d'induit. L'alimentation 690V de prise du primaire peut être utilisée avec ce type d'excitation !
Si l'énergie pour A, D et E doit être prélevée sur la même source que pour C, vous devez décider si les fusibles F1 auront ou non une double fonction (protection
de l'étage de puissance + de l'alimentation auxiliaire). De plus, vous devez vérifier si les charges peuvent être alimentées avec la même forme d'onde de
tension (cf. chapitre
Inductances de ligne
) avant le raccordement sur C.
• Signaux de commande
La logique de commande peut être divisée en trois parties comme décrit à la figure 3.1/1. La logique illustrée à la figure 3.2/1 peut, pour l'essentiel, être utilisée
pour cette configuration. La taille du variateur et/ou sa puissance peut être un critère de sélection de la logique retenue (figure 3.1/1 ou figure 3.2/1) ou associer
les deux.
*
Conseil
: conserver la commande de K3 comme illustré, si un module d'excitation DCF 504A est utilisé!
• Séquence de mise en marche
idem figure 3.1/1
II D 3-6
3ADW000066R0907 DCS500 System description f i
3.4 Configuration standard avec circuit d'excitation entièrement commandé (3 ph.) et sans convertisseur d'induit
Le convertisseur DCS 500B est utilisé comme un convertisseur DCF 500B dans une application sans fonctionnement en mode moteur.
Le câblage du variateur selon cet exemple ou celui illustré à la figure 3.2/1 est décidé sur la base de l'application et de ses contraintes.
La structure du logiciel doit être adpatée comme décrit dans le Manuel d'exploitation.
Figure 3.4/1:Configuration standard avec circuit d'excitation entièrement commandé (3 ph.) et sans convertisseur d'induit
• Sélection des composants
Pour ce schéma de câblage, un convertisseur DCF 500B en taille C1 ou C2 a été sélectionné avec un module DCF 506 qui assure la protection contre les
surtensions.
• Alimentation
Plusieurs composants doivent être alimentés :
- Etage de puissance du convertisseur :200 V à 500 V, selon le type de convertisseur ;
cf. chapitre 2
- Electronique des convertisseurs :115 V ou 230 V, sélectionné par cavalier
- Ventilateur du convertisseur :230 V 1 ph. en C1 + C2;
cf. Caractéristiques techniques
- Logique de commande :varie selon les contraintes locales
Pour l'essentiel idem figure 3.1/1. Si le convertisseur est alimenté directement par un transformateur-convertisseur HT au point C, assurez-vous que
l'interrupteur HT n'est pas ouvert tant que le courant d'excitation circule. Des mesures supplémentaires doivent être prises en phase de spécification de
l'entraînement (informations détaillées sur demande).
• Signaux de commande
La logique de commande peut être divisée en trois parties :
a: Génération des signaux de commande ON/OFF et START/STOP : idem figure 3.1/1
b: Génération des signaux de commande et de surveillance :pour l'essentiel idem figure 3.1/1.
A la place de la surveillance du ventilateur du moteur sur l'entrée logique 2, absente dans ce cas-ci mais qui peut exister sous la forme d'un dispositif de refreoidissement supplémentaire pour l'inductance, le module de protection contre les surtensions DCF 506 est surveillé par la même entrée.
Si un dispositif de refroidissement supplémentaire doit être surveillé, des blocs-fonctions supplémentaires peuvent être utilisés.
c: Autre type d'arrêt que ON/OFF et START/STOP :pour l'essentiel idem figure 3.1/1
Dans ce cas, il peut s'avérer plus efficace de réduire le courant au lieu d'appliquer une autre méthode. Sélectionnez alors un arrêt en roue libre au
paramètre EMESTOP_MODE.
• Séquence de mise en marche
idem figure 3.1/1
3ADW000066R0907 DCS500 System description f i
II D 3-7
3.5Configuration type pour des entraînements de forte puissance
Ce schéma de câblage illustre la configuration pour les entraînements de forte puissance, atteignant plus de 2000 A pour l'alimentation
d'induit et dotés d'un circuit d'excitation triphasé. Pour ces entraînements, des convertisseurs en taille A6 ou A7 sont utilisés. Le principe
de base est identique à celui de la figure 3.1/1.
1
F7
2
K15
ARRET
OFF
Demarrage
ON
K1
K21K20K1
IN3
V5
OUT3
V6
IN1
V1
OUT1
V2
X33
AITAC AI1
___ _
++++
X3:12345678910X4:12345678910X6:12345678910
K21
K20
K6K8
Carte de
communication
(COM-x)
S4
56
AI2 A I3
K10
X2:TK
13
F6
14
X2:TK
Carte de commande (CON-2)
AI4
_
+10V -10V AO1 AO2 IACTDI1 DI2 DI3 DI 4 DI5 DI6 DI7 DI8 +48VDO1 DO2 DO3 DO4 DO5 DO 6 D O7
+
X96:1
X96:2
ex., Presso stat
sur module C4
ARRET
URG.
1
F5
2
1
S1
2
K15
X96:
12 X99:12X2:TKTK X2:U1V1W1
DO8
K6
K8
K20
1
S1
2
K1
K21
T2
230V
690V
660V
600V
575V
F2
525V
115V
500V
2
450V
415V
400V
380V
1
2
3
Alimentation
(POW-1)
0V0V0V0V
X7:
Selon le type d'appareil, une autre
configuration est possible
12345678 1...10
K10
ABCE
341
F8
K8
0V
1
I > I > I >
2
135
2
46
M
~
X5:
436
13
5
14
K1
L1
PE
F1
X16:
321
L1 L2 L3L1 NL1 L2 L3
135
246
U1W1V1PE
Module
convertisseur
C 1D 1
+
Niveaux de tension
voir description
_
L1 L2 L3
F6
I > I > I >
K6
1
2
436
135
2
46
13
5
14
Si borniers intermédiaires
Polaritées illustrées pour fonctionnement en moteur
+
T
M
V
W
U
M
3~
T
_
1
2
X16:
3
Figure 3.5/1:Configuration type pour des entraînements de forte puissance (convertisseur d'induit DCS 500B)
• Sélection des composants
Pour ce schéma de câblage, un convertisseur DCS 500B en taille A6 ou A7 a été sélectionné avec une excitation triphasée. Cette dernière peut être utilisée
sous des tensions réseau jusqu'à 500 V et fournira des courants d'excitation pouvant atteindre 540 A.
• Alimentation
Plusieurs composants doivent être alimentés :
- Etage de puissance du convertisseur d'induit :200 V à 1000 V, selon le type de convertisseur ;
cf. chapitre 2
- Etage de puissance du convertisseur d'excitation : 200 V à 500 V
- Electronique des convertisseurs :115 V ou 230 V, sélectionné par cavalier
- Ventilateur du convertisseur :230V 1 ph. en A5 (induit), C1 + C2 (excitation); 400 V / 690 V 3 ph. en A6/A7 (induit);
cf.
Caractéristiques techniques
- Ventilateur du moteur :varie selon la fabrication du moteur / les contraintes locales
- Logique de commande :varie selon les contraintes locales
Cette configuration est essentiellement identique à celle illustrée figure 3.1/1. Dans ce cas-ci, les convertisseurs sont beaucoup plus gros que précédemment.
Les branches de l'étage de puissance sont dotées de fusibles, raison pour laquelle F1 est dessiné dans l'étage de puissance. La décision d'ajouter des
fusibles entre le transformateur d'alimentation se fait au cas par cas. Le transformateur T3 de l'excitation ne peut être utilisé dans cette configuration! Cf.
également alimentation fig. 3.4/1 (circuit d'excitation entièrement commandé).
Si l'énergie pour A, D et E doit être prélevée sur la même source que pour C, vous devez décider si les fusibles F1 auront ou non une double fonction (protection
de l'étage de puissance + de l'alimentation auxiliaire). De plus, vous devez vérifier si les charges peuvent être alimentées avec la même forme d'onde de
tension (cf. chapitre
Figure 3.5/2:Configuration type pour des entraînements de forte puissance (module d'excitation DCF 500B)
135
246
Module
C 1D 1
DCF 506
Protection
contre les
surt ension
X4:1
X4:2
X11 X12
_
_
+
• Signaux de commande
La logique de commande peut être divisée en trois parties. La logique illustrée figure 3.2/1 peut, pour l'essentiel, être utilisée pour cette configuration. Du
fait de la taille du variateur et de sa puissance, nous préconisons la logique illustrée :
a: Génération des signaux de commande ON/OFF et START/STOP : idem figure 3.1/1
b: Génération des signaux de commande et de surveillance :idem figure 3.1/1
Chaque convertisseur surveille lui-même son contacteur principal et l'alimentation de son ventilateur.
c: Autre type d'arrêt que ON/OFF et START/STOP:idem figure 3.1/1
Il est conseillé d'utiliser la sécurité supplémentaire fournie par la fonction ELECTRICAL DISCONNECT avec ce type d'entraînement.
• Séquence de mise en marche
Elle est pour l'essentiel identique à celle de la figure 3.1/1. Le variateur de champ triphasé comporte des fonctions plus élaborées que les variateur d'excitation
monophasés (SDCS-FEX-2A ou DCF 503A/4A). Néanmoins, d'un point de vue de pilotage (signaux digitaux renvoyés au variateur d'induit), il fonctionnera
de la même façon qu'un monophasé!
Lorsque l'ordre ON est donné au convertisseur d'induit et qu'aucun signal de défaut n'est présent, le convertisseur transmet cet ordre au convertisseur
d'excitation via la liaison série. Ensuite, chaque convertisseur ferme le contacteur principal et le contacteur du ventilateur, vérifie la tension d'alimentation
et l'état des contacteurs ; en l'absence de message de défaut, il débloque les régulateurs. Les mêmes actions que décrites à la fig. 3.1/1 interviennent alors.
Si l'unité de champ détecte une erreur, une synthèse d'erreur est envoyé au variateur d'induit. De la même manière, un message d'erreur apparaît sur
l'afficheur 7 segments de l'unité de champ et une sortie binaire peut être activée en la programmant. Le variateur d'induit indiquera F39 sur son afficheur,
signifiant un défaut excitation. Le drive déclenchera de lui-même s'il fonctionnait. Le superviseur devra envoyer un ordre de réarmement après avoir
supprimer les ordres de ON/OFF (enc/dec) et RUN(marche) . Le message d'erreur ne s'affichera plus. Pour un prochain démarrage, le variateur d'induit
enverra tout d'abord un ordre de reset au variateur de champ. Ce dernier réarmera son défaut, s'il n'est plus présent. Ensuite, l'unité de champ recevra un
ordre de démarrage de l'unité d'induit et fermera son contacteur principal.
Il n'est pas utile de prévoir un échange d'informations de type commande, valeurs actuelles or message de défaut entre le variateur de champ et un système
superviseur par liaison série type PROFIBUS ou autres. Au cas où l'exploitation exigrerait plus de commodités de service, ce n'est pas un problème de le
piloter soit par hardware (bornier), soit par liaison série.
II D 3-9
3ADW000066R0907 DCS500 System description f i
3.6Configuration type pour des entraînements parallèles 12 pulses de très forte puissance en appli-
cation maître/esclave
Ce schéma de câblage peut être utilisé pour les systèmes parallèles 12 pulses. Il est également basé sur la configuration de la figure 3.1/
1. Cette configuration peut être réalisée avec deux convertisseurs 25 A et avec deux convertisseurs de type 5200 A. Le plus souvent, cette
configuration est retenue pour sa puissance totale. C'est la raison pour laquelle le câblage est déjà adapté aux convertisseurs en taille A5
(ventilateur monophase) ou A7. Pour le circuit d'excitation, vous devez reprendre la partie du schéma de la figure 3.5/2 qui montre le câblage
de l'excitation. Si un convertisseur de taille inférieure est utilisé, reprenez la partie qui vous intéresse dans une des figures des pages
précédentes.
+10V -10V AO1 AO2 IACTDI1 DI2 DI3 DI 4 DI5 DI6 DI7 DI8 +48VDO1 DO2 D O3 DO 4DO5 DO6 DO7
+
X96:1
X96:2
ARRET
URG.
ex., Presso stat
sur module C4
1
F5
2
1
S1
2
K15
X96:
12 X99:12X2:TKTK X2:U1V1W1
DO8
K6
K8
K20
1
S1
2
K1
K21
T2
230V
690V
660V
600V
575V
F2
525V
115V
500V
2
450V
415V
400V
380V
1
2
3
Alimentation
(POW-1)
0V0V0V0V
X7:
Selon le type d'appareil, une autre
configuration est possible
12 34 56 7 8 1...10
K10
ABCE
341
F8
1
13
5
14
I > I > I >
2
436
1
35
K8
2
46
M
~
0V
X5:
K1
PE
F1
X18:
X16:
321
Si borniers
intermédiaires
Polaritées i llustrées pour fonctionnement en moteur
T
+
T
_
M
1
2
X16:
3
V
W
U
M
3~
Figure 3.6/1:Configuration type pour les entraînements parallèles 12 pulses de très forte puissance (MAITRE)
• Sélection des composants
Cf. commentaires supra.
• Alimentation
Plusieurs composants doivent être alimentés :
- Etage de puissance du convertisseur d'induit : 200 V à 1000 V, selon le type de convertisseur ;
cf. chapitre 2
- Electronique des convertisseurs :115 V ou 230 V, sélectionné par cavalier
- Ventilateur du convertisseur :230V 1 ph. en C1 + C2, A5 ; 400 V / 690 V 3 ph. en A6/A7 ;
cf. Caractéristiques techniques
- Etage de puissance du circuit d'excitation :cf. 3.5/2
- Ventilateur du moteur:selon la fabrication du moteur / les contraintes locales
- Logique de commande :selon les contraintes locales
Cette configuration est pour l'essentiel identique à celle illustrée figure 3.5/1. Le système d'entraînement est alimenté par un transformateur 12 pulses, doté
de deux enroulements secondaires avec un décalage de phase de 30°. Dans ce cas, il faut décider comment les niveaux de tension auxiliaire A, B, C,
D=excitation et E sont générés.
La tension auxiliaire A doit faire l'objet d'une attention particulière:- La puissance du transformateur T2 est-elle suffisante pour alimenter toutes les charges?
Les charges sont l'électronique de tous les convertisseurs, éventuellement les ventilateurs des deux convertisseurs 12 pulses et le circuit d'excitation, les
contacteurs principaux, les circuits de surveillance, etc.- Faut-il une configuration redondante et/ou flexible pour pouvoir exploiter le maître et l'esclave
indépendamment l'un de l'autre?Au besoin, plusieurs niveaux de tension auxiliaire (A, A', A'', etc.) doivent être prévus.
Ensuite, il faut décider comment les différentes charges seront protégées des différents types de défaut. Si des disjoncteurs sont utilisés, leur pouvoir de
coupure doit être pris en compte. Les conseils fournis précédemment donnent une idée approximative. Cf. également alimentation fig. 3.4/1 (circuit
d'excitation entièrement commandé).
II D 3-10
3ADW000066R0907 DCS500 System description f i
∆
Y
∆
Niveaux de tension
L1 L2 L3L2 L 3
135
K1.3
246
U1W1V1PE
F1
Module
convertisseur
_
+
C 1
D 1
AITAC AI1
___ _
X18:
++++ +
X3:12345678910X4:12345678910X6:12345678910
voir description
1
2
K10.3
X2:TK
X2:TK
K8.3
3
Carte de commande (CON-2)
S4
56
AI2 A I3
AI4
_
1
F5.3
2
X96:1
X96:2
K1.3
X96:
12 X99:
DO8
+10V -10V AO1 AO2 IA CTDI 1 DI2 DI3 DI4 DI 5 DI6 DI7 DI 8 +48VDO1DO 2 DO3 DO4DO5 DO6 DO7
ex., Presso stat
sur module C4
12X2:TKTK X2:U1V1W1
Alimentation
(POW-1)
K8.3
K1.3
F8.3
K8.3
Selon le type d'appareil, une autre
configuration est possible
0V0V0V0V
K20
BC
L1
13
1
5
14
I > I > I >
2
436
1
35
2
46
PE
M
~
0V
12 345 6 7 8 1...10
X7:
K10.3
Carte de
communication
(COM-x)
X16:
X5:
IN3
V5
OUT3
V6
IN1
V1
OUT1
V2
X33
21
Figure 3.6/2:Configuration type pour les entraînements parallèles 12 pulses de très forte puissance (ESCLAVE)
• Signaux de commande
La logique de commande peut être divisée en trois parties. La logique illustrée à la figure 3.2/1 peut pour l'essentiel être utilisée pour cette configuration.
Du fait de la taille et de la puissance du variateur, nous préconisons la logique illustrée :
a: Génération des signaux de commande ON/OFF et START/STOP : idem figure 3.1/1
b: Génération des signaux de commande et de surveillance :idem figure 3.1/1
Chaque convertisseur surveille lui-même son contacteur principal et l'alimentation de son ventilateur.
c: Autre type d'arrêt que ON/OFF et START/STOP:idem figure 3.1/1
Il est conseillé d'utiliser la sécurité supplémentaire fournie par la fonction ELECTRICAL DISCONNECT avec ce type d'entraînement.
• Séquence de mise en marche
Le schéma de principe est basé sur du 12 pulses sans adaptation concernant la redondance , le Maître s'occupant de la régulation de champ. Toutes les
remarques énoncées au chapitre 3.5 sont aussi valables pour le 12 pulses. Les variateurs s'échangent des signaux binaires pour l' inversion de champ, la
surveillance rapide par la limande connectée en X18:. Les signaux analogiques comme la référence et la mesure courant communiquent via le bornier X3:
/ X4:. Les paramètres du groupe 36 doivent être réglés dans le Maître et l'Esclave pour activer la communication via la limande en X18 et le fonctionnement
des e/s. Les paramètres des groupes 1 & 2 dans le Maître et l'Esclave doivent être configurés pour s'assurer de l'échange correct des valeurs analogiques
de courant. Des informations complémentaires ainsi qu'une liste détaillée de paramètres sont disponibles dans le Manuel
Power Converters
.
Planning and Start-up for 12 pulse
• Note technique
Il est possible de disposer d'une redondance, en cas de problème sur un drive ! Généralement, des défauts peuvent survenir à tout moment sur n'importe
quel composant , en fonction duquel, la conséquence peut atteindre une criticité différente. A cause de ces défauts, le mode de redondance doit être spécifié
en premier lieu. Les défauts occasionnant un déclenchement peuvent provenir de l'alimentation 12pulses (transformateur), des deux variateurs alimentant
l'induit, de l'excitation, de la self-interphase ou du moteur. Des précautions peuvent être prises pour augmenter la disponibilité du drive, en cas de puissance
réduite , si la charge entraînée ou les data du moteur le permettent. Cela peut être realisé en utilisant 2 transformateurs au lieu d'un seul en 12pulse , en
validant le mode 6 pulse des variateurs (1 seul est enclenché ; l'autre restant hors-service), en utilisant un 2ième unité de champ s'il y a un casse du matériel
ou en validant la régulation du champ par l'un ou l'autre des variateurs ou bien par la possibilité de bypasser la self interphase.
II D 3-11
3ADW000066R0907 DCS500 System description f i
II D 3-12
3ADW000066R0907 DCS500 System description f i
4 Présentation générale du logiciel (Version 21.2xx)
4.1 GAD - Outil de développement d'applicatifs
Le diagramme standard du DCS500 Software est modifié comme suit.
Outre les blocs-fonction relatés ici (appelés" Blocsfonction standard"), des blocs supplémentaires (nommés" blocs d'application") sont disponibles, comme
ABS (valeur absolue), ADD (sommateur à 2 ou 4
entrées), AND (ET à 2 et 4 entrées) , COMParateurs,
blocs de CONVersion , COUNT (compteurs), DIV
(diviseur), FILT (filtres), FUNG (Générateur de fonctions), LIMiteur, MULtiplicateur, OR (OU à 2 et 4
entrées), PAR (fonction sur paramètres), régulateur PI,
bascule SR , SUB (soustracteur), XOR (OU exclusif),
etc.
Les deux types de blocs sont stockés et livrés avec
chaque variateur ; ils sont disponibles en bibliothèque
sous forme de fichier. Cette bibliothèque sert de
référence pour toutes les personnalisations du client.
Une bibliothèque est toujours une copie des blocs
disponibles dans convertisseur. Donc des bibliothèques de vieille date sont inclus automatiquement dans
les plus nouvelles.
Les outils de Mise en Service et de Maintenance pour le
DCS500 (Console ou DDC/CMT Tool) sont capables d'insérer et connecter ainsi que disconnecter des
blocs et donc de développer une application client.
Toutefois, ces outils ne sont pas capables de fournir une
documentation sur les modifications autrement que
par une liste de paramètres. Par conséquent, ABB offre
un autre outil destiné à développer un applicatif sous
forme de schéma étendu et delivre un fichier destine à
être transferé au drive via le CMT .
Cet outil est appelé GAD ( Graphical Application
Designer ).
Le GAD est fait exclusivement pour une utilisation
hors connection et requiert l'outil CMT tool pour
chargement du logiciel dans le drive.
Le programme GAD PC permet les fonctionnalités
suivantes:
• programmation de l' application
• éditeur graphique pour elaboration / modification
des schémas
• impression graphique de l'application
• compilation de l'application en un fichier destine à
être chargé dans le drive par CMT
• compilation du diagramme en un fichier destiné à
être chargé dans l'outil de fenêtrage CMT afin de
visiualiser les valeurs actuelles
Configuration PC / recommandation:
• min. 486 , 4 MO de RAM, 40MO d'espace dispo.
Sur le disque dur
• Windows 3.x, 95, 98, NT, 2000 or XP
Bloc-fonction d'applicationBloc-fonction standard
Fig. 4.1/1 Exemples de blocs-fonctions standards et d'application utilisés avec le programme GAD
NB :
Plus d'informations sur le GAD et la bibliothèque sont disponibles dans les Manuels décrivant toutes les possibilités du programme.
3ADW000066R0907 DCS500 System description f i
II D 4-1
II D 4-1
4.2 Introduction à la structure et au mode d'utilisation
Le logiciel est entièrement constitué de blocs-fonctions
reliés entre eux. Chaque bloc-fonction réalise ainsi une
sous-fonction de l'ensemble. Les blocs-fonctions se
répartissent en deux catégories:
• Les blocs-fonctions activés en permanence: ils sont
pratiquement tout le temps utilisés et sont décrits
dans les pages qui suivent.
• Les blocs-fonctions qui, bien que disponibles en
standard dans le logiciel, doivent être expressé-ment activés pour réaliser des tâches spéciales. Il
s'agit notamment des :
portes AND à 2 ou 4 entrées,
portes OR à 2 ou 4 entrées,
additionneurs à 2 ou 4 entrées,
multiplicateurs/diviseurs, etc.
ou des fonctions de régulation en boucle fermée:
intégrateur,
régulateur PI,
élément D-T1, etc.
Tous les blocs fonctions comportent des adresses d'entrée et de sortie. Ces entrées/sorties se répartissent
également en deux catégories :
Procédure pour modifier des connexions entre blocsfonctions :
• sélectionnez d'abord l'entrée
• que vous connectez ensuite à la sortie
Toutes les connexions possédant une adresse à chaque
extrémité peuvent être modifiées.
Des paramètres pour le réglage de valeurs
(ex., temps de rampe d'accélération/décélération, gain
du régulateur, valeurs de référence et autres)
Generateur de rampe
P2
P4
P6
Valeur
Valeur
Valeur
Préréglage
usine
1708
1709
1710
Paramétre
Procédure de sélection d'une entrée/d'un paramètre:
• ne pas tenir compte des deux chiffres de droite; les
chiffres restant désignent le groupe à sélectionner
• Les deux chiffres de droite désignent l'élément à
sélectionner
Des signaux qui représentent des connexions
DI7
EL7
10713
Sortie
901
Entrée
Logique de
commande
La sélection peut se faire avec la micro-console CDP312,
DI7
EL7
10713
Groupe 107
Elément 13
avec les touches à double flèche pour le groupe et à
simple flèche pour l'élément ou un programme PC
CMT/DCS500B.
Les pages suivantes illustrent les schémas imprimés
obtenus avec le programme GAD, avec des explications supplémentaires basées sur le logiciel 21.233
qui est identique au logiciel 21.234.
NOTA :
Les pages suivantes illustrent les connexions existant à la livraison du logiciel. Si un signal désiré ou une fonction
donnée semble manquer, vous pouvez en général la mettre en oeuvre très facilement:
• Soit le signal désiré existe déjà mais -pour des raisons
de complexité - il n'est pas aisé de le décrire. Dans ce
cas, il est repris dans une liste des signaux que vous
trouverez dans la documentation descriptive du
logiciel.
• Soit le signal peut être créé à partir des signaux
• Par ailleurs, vous noterez que les fonctions décrites
dans les pages suivantes peuvent être doublées car la
mémoire du variateur comporte un deuxième jeu de
paramètres (groupes 1 à 24).
• Les valeurs des paramètres sont affichées au format
du programme GAD.
existants ou de blocs-fonctions supplémentaires disponibles.
11201 COMMIS STAT
11202 BACKUPSTOREMODE
11222 PROGRAM LOAD
11218 CNT SW VERSION
11219 CNT BOOT SW VER
11220 FEXC1 SW VERSION
11221 FEXC2 SW VERSION
I1=I2
4
7
SECOND FIELD EXCITER
8
9
10
Maintenance
RELEASE OF ARM.
&
CONTROLLING
ARM. CONTROLLER
FIRST FIELD EXCITER
SPEED LOOP
EMF CONTROLLER
SQUARE WAVE
TC STATUS
CMT COM ERRORS
CDI300 BAD CHAR
FEXC STATUS
FEXC1 CODE
FEXC 1 COM S TATUS
FEXC1 COM ERRORS
FEXC2 CODE
FEXC 2 COM S TATUS
FEXC2 COM ERRORS
11206
11204
11205
11216
11217
11203
11210
11211
11212
11213
11214
11215
DRIVE LOGIC
RAMP GENERATOR
12 PULSE LOGIC
BC
in
3611
3612
3613
3614
209
210
211
212
213
214
-98
SP
X18:09
X18:10
X18:11
X18:12
STSYN
SP
-92
DATASET 2
IN1
IN2
IN3
ST5
SP
-94
DATASET 4
IN1
IN2
IN3
ST5
OUTPUT X18
OUT
OUT
Surveillance
P1
110
P2
230
P3
80
P4
60
P5
5000
P6
0
P7
4
P8
10
P9
0
P1
0
P2
0
P3
0
P4
4096
P5
120
P6
130
P7
240
SP
-76CONP ROT2
511
512
508
509
510
514
515
516
527
1401
1402
1403
1404
1405
1406
1407
1408
1409
CONVERTER PROTECTION
ARM OVERVOLT LEV
ARM OVERCURR LEV
U NET MIN1
U NET MIN2
PWR DOWN TIME
EARTH.CURR SEL
EARTH.FLT LEV
EARTH.FLT DLY
CONV TEMP DELAY
ST20
SP
-22M1PROT_2
MOTOR 1 PROTECTION
MOT1.TEMP IN
MOT1.TEMP ALARM L
MOT1.TEMP FAULT L
KLIXON IN
MODEL1.SEL
MODEL1.CURR
MODEL1.ALARM L
MODEL1.TRIP L
MODEL1.T C
ST20
MOT1 ME AS TEMP
MOT1 C ALC TEMP
11401
11402
II D 4-8
3ADW000066R0907 DCS500 System description f i
5/87/86/8
SP
-21M2PROT_2
1601
4096
120
130
240
1602
0
1603
0
1604
0
1605
1606
1607
1608
P1
P2
P3
P4
P5
P6
P7
MOTOR 2 PROTECTION
MOT2.TEMP IN
MOT2.TEMP ALARM L
MOT2.TEMP FAULT L
MODEL2.SEL
MODEL2.CURR
MODEL2.ALARM L
MODEL2.TRIP L
MODEL2.T C
ST20
MOT2 ME AS TEMP
MOT2 C ALC TEMP
3ADW000066R0907 DCS500 System description f i
11601
11602
-7
SP
USER EVENT 1
1101
IN
1102
TYPE
0
P1
"EXT. IND. 1"
P3
P1
"EXT. IND. 2"
P3
P1
"EXT. IND. 3"
P3
P1
"EXT. IND. 4"
P3
P1
"EXT. IND. 5"
P3
P1
"EXT. IND. 6"
P3
1103
TEXT
1104
DLY
0
ST20
SP
-6
USER EVENT 2
1105
IN
1106
TYPE
0
1107
TEXT
1108
DLY
0
ST20
-5
SP
USER EVENT 3
1109
IN
1110
TYPE
0
1111
TEXT
1112
DLY
0
ST20
SP
-4
USER EVENT 4
1113
IN
1114
TYPE
0
1115
TEXT
1116
DLY
0
ST20
SP
-3
USER EVENT 5
1117
IN
1118
TYPE
0
1119
TEXT
1120
0
DLY
ST20
SP
-2
USER EVENT 6
1121
IN
1122
TYPE
0
1123
TEXT
1124
DLY
0
ST20
Messages utilisateurs
Contrôl du frein
-32
SP
BRAKE CONTROL
RESET
(10902)
TORQUE ACT
(10503)
301
SPEED MONITOR (12201)
DI8 (1 0715)
P1
P2
P3
P4
0
0
0
0
HOLD REF
LOCAL
302
BR RELEASE
303
MIN SP IND
304
ACT BRAKE
305
START DELAY
306
STOP DELAY
307
HOLD TORQ
308
EMESTOP BRAKE
ST20
TREF ENABLE
DECEL CMND
BRAKE RUN
TREF OUT
LIFT BRAKE
10301
10302
10303
10304
10305
SPEED MEASUREMENT (12102)
SETTINGS (10501)
SETTINGS (10505)
SETTINGS (10504)
MOTOR 1 FIELD (11302)
CURRENT CONTROL (10401)
P1
20000
P2
200
P3
P4
Enregistrement d'états
Signaux additionnels
1
3
SP
-102DATALOG
601
IN1 Ch.1
602
IN2 Ch.2
603
IN3 Ch.3
604
IN4 Ch.4
605
IN5 Ch.5
606
IN6 Ch.6
607
DLOG.TRIGG COND
608
DLOG.TRIGG VALU E
609
DLOG.TRIGG DELA Y
610
DLOG.SAMPL INT
611
DLOG.TRIG
612
DLOG.STOP
613
DLOG.RESTART
T1ms
-73
SP
CONSTANTS
TORQ:-100%
CUR,FLX,VLT: 100%
CUR,FLX,VLT:-100%
SPEED: 100%
SPEED:-100%
ST
SP -74
FREE SIGNALS
SIG1(SPEED REF)
SIG2(SPEED STEP)
SIG3(TORQ. REF A)
SIG4(TORQ. REF B)
SIG5(TORQUE STEP)
SIG6(LOAD SHARE)
SIG7(FLUX REF)
SIG9(FORCE_FWD)
SIG10(FORCE REV)
SIG11(CURR. REF)
SIG12(CURR._STEP)
ST
-103
SP
FAULT HANDLING
OPERATING HOURS
T20
0
0
0
0
-1
1
2
10
100
1000
31416
EMF:100%
TORQ:100%
SIG8(EMF REF)
FLTHNDL
FAULT WORD 1
FAULT WORD 2
FAULT WORD 3
LATEST FAULT
ALARM WORD 1
ALARM WORD 2
ALARM WORD 3
LATEST ALARM
DATA LOGGER
CMT-TOOL
STOP
TRIG
12501
12502
12503
12504
12505
12506
12507
12508
12509
12510
12511
12512
12513
12514
12515
12516
12517
12518
12519
12520
12521
12522
12523
12524
12525
12526
12527
11101
11102
11103
11107
11104
11105
11106
11108
11109
RESTAR T
CONST_0
CONST_M1_TRUE
CONST_1
CONST_2
CONST_10
CONST_100
CONST_1000
CONST_31416
EMF_MAX
TORQ_MAX
TORQ_MAX_N
CONST_4095
CONST_M4095
CONST_20000
CONST_M20000
SPEED_STEP
TORQ_REF_B
TORQ_STEP
LOAD_SHARE
CUR_REF
CUR_STEP
II D 4-9
DLOG STATUS
TRIG
STOP
RESTART
10601
3ADW000066R0907 DCS500 System description f i
6/88/87/8
3ADW000066R0907 DCS500 System description f i
Elaboration de la référence vitesse
La référence vitesse pour le générateur de rampe est élaborée par un des 4 blocs suivants :
REF SEL (peut servir à sélectionner la valeur de référence requise); CONST REF (élabore
jusqu'à 4 valeurs de référence définissables en permanence) ; SOFTPOT (reproduit le fonctionnement d'un potentiomètre motorisé en association avec le bloc-fonction RAMP
GENERATOR) ; ou AI1 (entrée analog. 1).
Le bloc RAMP GENERATOR contient un générateur de rampe pour la définition de 2 rampes
d'accélération et de décélération, 2 temps pour la rampe en S, les limitations haute et basse,
une fonction de maintien de la référence et les fonctions "suivi" de la référence vitesse ou du
retour vitesse. Un signal spécial est disponible pour le traitement de l'accélération et de la
décélération.
Le bloc REF SUM additionne la valeur du signal de sortie du générateur de rampe et la
valeur d'un signal défini par l'utilisateur.
Calcul du retour vittesse
Cette page illustre la séquence de conditionnement des signaux de retour et référence vitesse. Le bloc AITAC reçoit le retour vitesse analogique fourni par une dynamo tachym. Le
bloc SPEED MEASUREMENT traite les 3 types de signaux de mesure possibles : retour
tachymétrique, impulsion codeur ou tension de sortie du convertisseur (SPEED_ACT_EMF),
signal conditionné par le bloc EMF TO SPEED CALC (si 2102=5 , pas de fonction de dé-fluxage possible). Les paramètres de ce bloc servent à activer les fonctions de lissage, à
sélectionner la valeur de mesure et, au besoin, à définir la vitesse maxi. Un paramètre de ce
bloc sert également à la mise à l'échelle de la boucle de régulation de vitesse.
Le bloc SPEED MONITOR surveille le blocage rotor et la dynamo tachymétrique, et compare
la valeur d'un signal retour vitesse donné à la valeur de survitesse, de vitesse minimale et à
deux seuils paramétrables.
Le bloc AO1 représente une sortie analogique pouvant être mise à l'échelle.
Régulateur de vitesse
Le résultat de l'addition est comparé, dans le bloc SPEED ERROR, au retour vitesse issu du
bloc SPEED MEASUREMENT, et ensuite transmis au bloc du régulateur de vitesse. Celui-ci
permet d'évaluer l'écart vitesse au moyen d'un filtre, l'utilisateur pouvant, en plus, réaliser
quelques réglages nécessaires pour le fonctionnement en mode "Fenêtre de régulation". Si le
retour vitesse se situe dans une fenêtre par rapport à la valeur de référence, le régulateur de
vitesse est "contourné" (si le mode "Fenêtre de régulation" a été activé ; l'entraînement est
alors régulé en couple, par une référence de couple du bloc TORQ REF HANDLING). Si le
retour vitesse se situe hors de la fenêtre de régulation, le régulateur de vitesse est activé et
intervient pour ramener le retour vitesse (vitesse réelle) mesuré dans la fenêtre.
Le bloc SPEED CONTROL contient le régulateur de vitesse avec actions P, I et DT1. A des
fins d'adaptation, il reçoit une amplification P variable.
Limitation couple/courant
La ”référence couple” élaborée par le régulateur de vitesse passe par le bloc TORQ REF
HANDLING pour ensuite arriver sur l'entrée du bloc CURRENT CONTROL où elle est convertie en une référence courant pour être utilisée par la régulation de courant. Le bloc
TORQUE/CURRENT LIMITATION sert à élaborer les différentes valeurs de référence et
limitations ; il regroupe les fonctions suivantes : "limitation de courant en fonction de la vitesse", "rattrapage jeu du réducteur", "élaboration des valeurs pour la limitation du courant
statique" et "limitation de couple". Ces différentes valeurs de limitation seront utilisées par
d'autres blocs, ex. : SPEED CONTROL, TORQ REF HANDLING, TORQ REF SELECTION,
et CURRENT CONTROL.
Le bloc AI2 (entrée analogique 2) reçoit un signal analogique.
Le bloc TORQ REF SELECTION contient une limitation avec addition en amont de 2 signaux,
un de ces signaux pouvant passer par un générateur de rampe ; la valeur de l'autre signal
peut être modifiée de manière dynamique au moyen d'un multiplicateur.
Le blocTORQ REF HANDLING définit le mode de fonctionnement de l'entraînement. La
position 1 active le mode de régulation de vitesse et la position 2 le mode de régulation de
couple (pas de régulation en boucle fermée car aucune véritable mesure de couple n'est
fournie). Dans ces deux modes de régulation, la valeur de référence est d'origine externe.
Les positions 3 et 4 mettent en oeuvre une forme combinée des deux modes de régulation
précités. En position 3, c'est la plus petite de deux valeurs (référence de couple externe ou
sortie du régulateur de vitesse) qui est transmise au régulateur de courant, alors qu'en position 4, c'est la plus grande de ces deux mêmes valeurs. Enfin, en position 5, les deux signaux
sont utilisés réalisant ainsi le mode de fonctionnement "Fenêtre de régulation".
Régulateur courant d’induit
Le bloc CURRENT CONTROL réalise les fonctions de régulateur de courant avec actions P
et I, et les adapte en régime de courant discontinu. Ce bloc intègre également des fonctions
de limitation de la montée du courant, de conversion de la référence de couple en une référence de courant en utilisant le point de transition de l'excitation, et certains paramètres
descriptifs des caractéristiques du réseau d'alimentation, ainsi que le circuit de charge.
Pour des applications à charge inductive élevée et hautes performances dynamiques, un
autre circuit est utilisé pour générer le signal en courant égal à zéro. Ce circuit est sélectionné par le bloc CURRENT MONITOR. Les fonctions de surveillance du courant peuvent
maintenant être adaptées aux besoins de l'application. On facilite ainsi le traitement et on
augmente le degré de sécurité des entraînements hautes performances, comme ceux des
bancs d'essais.
Le mode DCF peut être activé avec le bloc DCF FIELDMODE. Le fonctionnement de ce
mode peut être spécifié. Si une de ces fonctions est sélectionnée, le régulateur de courant
reçoit une caractéristique différente, le module de protection contre les surtensions DCF 506
est surveillé et la référence de courant d'excitation est transmise via le bornier X16:.
Caractéristiques moteur et réseau
Le bloc SETTINGS sert à la mise à l'échelle de tous les signaux importants comme la tension
réseau, la tension moteur, le courant moteur et le courant d'excitation. Des paramètres permettent d'adapter le mode de commande en fonction de conditions spéciales comme un
réseau faible ou les interactions avec des filtres anti-harmoniques La langue de travail de la
micro-console peut également être sélectionnée.
Le bloc AO2 représente une sortie analogique pouvant être mise à l'échelle.
Régulateur tension moteur
Le bloc EMF CONTROL contient le régulateur de tension d'induit (régulateur f.é.m.) à structure parallèle constitué d'un régulateur PI et d'une fonction de pré-régulation, élaborée avec
un rapport de 1/x. Le rapport entre ces deux voies est réglable. La sortie de ce bloc est la
référence de courant d'excitation, élaborée à partir de la référence de flux par une autre
fonction caractéristique utilisant une linéarisation. Pour permettre au variateur d'utiliser une
tension moteur supérieure même avec un système 4Q, différents points de défluxage peuvent être paramétrés.
II D 4-10
3ADW000066R0907 DCS500 System description f i
Régulateurs courant d’excitation 1 et 2
Un même convertisseur DCS pouvant gérer deux circuits d'excitation, certains blocsfonctions existent en double. Ainsi, en fonction de la configuration mécanique des entraînements concernés, vous pouvez commander deux moteurs simultanément ou à tour de rôle.
La configuration logicielle requise est alors élaborée par agencement des blocs-fonctions en
phase de mise en service.
Le bloc MOTOR1 FIELD / MOTOR2 FIELD reçoit la référence de courant d'excitation ainsi
que toutes les valeurs spécifiques au circuit d'excitation (carte ou module) et les lui transmet
via une liaison série interne. Le circuit d'excitation est conçu pour adapter sa config uration
matérielle et réguler le courant d'excitation. Le sens du courant d'excitation pour le moteur 1
peut être déterminé par des signaux binaires, alors que pour le moteur 2, il peut être établi au
cours d'une application en amont du bloc concerné.
Le bloc MOTOR1 FIELD OPTIONS / MOTOR2 FIELD OPTIONS gère la fonction roue libre
en cas de sous-tension réseau ainsi que la fonction d'inversion du courant d'excitation avec
les entraînements à inversion de champ (moteur 1 uniquement). Pour les entraînements à
inversion de champ, une fonction permet d'intervenir de manière sélective sur le moment de
la réduction et de l'augmentation du courant d'induit et d'excitation.
Entrées et sorties digitales
(standard)
Le bloc DRIVE LOGIC reçoit les valeurs de plusieurs signaux du système transmises via les
entrées logiques DIx, les traite pour ensuite élaborer les signaux transmis au système via les
sorties logiques DOx. Exemples de signaux : commande du contacteur réseau du convertisseur, du contacteur du circuit d'excitation ou des contacteurs des différents ventilateurs, ou
envoi de messages d'état.
Entrées logiques supplémentaires
Les blocs AI3 et AI4 constituent deux entrées analogiques supplémentaires nonpréconfigurées à ce jour. Les blocs AI5 et AI6 sont deux entrées supplémentaires activées
uniquement lorsque la carte SDCS-IOE1 est raccordée. Cette carte comporte 7 autres entrées logiques (DI 9 à DI15).
Entrées et sorties pour bus de terrain
Si les signaux analogiques et logiques ne suffisent pas pour piloter l'entraînement, un module
coupleur réseau avec références transmises sur liaison série doit être utilisé (des modules
pour les bus de terrain Profibus, CS31, Modbus etc. sont disponibles). Ce type de module
coupleur réseau est activé au moyen du bloc-fonction FIELDBUS. Les données transmises
au convertisseur par le système de commande sont stockées dans les blocs DATASET1 et
DATASET3 (mots de 16 bits). Selon l'application, les sorties de ces blocs doivent être reliées
aux entrées d'autres blocs pour transférer les données. La même procédure s'applique aux
blocs DATASET2 et DATASET4, s'ils sont reliés. Ces blocs servent au transfert de données
du convertisseur au système de commande.
Entrées et sorties pour 12 pulses
Le convertisseur peut être configuré en montage parallèle 12 pulses. Il faut alors : deux
convertisseurs d'induit identiques; un circuit d'excitation; une inductance T; communication
via un câble plat raccordé sur le bornier X 18 des deux convertisseurs. La fonction 12-PULSE
LOGIC doit être activée et assure la commande du MAITRE et de l'ESCLAVE.
Maintenance
Le bloc MAINTENANCE fournit les valeurs de référence et les conditions d'exécution des
essais permettant le réglage de tous les régulateurs du convertisseur. Si la micro-console est
dans la porte de l'armoire, plusieurs signaux peuvent être définis.
Surveillance
Le bloc CONVERTER PROTECTION surveille et protège le circuit d'induit des défauts de
surtension et de surintensité, et surveille la présence de surtensions réseau. Il permet également de mesurer le courant total sur les 3 phases avec ajout d'un capteur externe et vérifie
qu'il est "différent de zéro". Pour les projets de modernisation, où l'on garde l'étage de puissance et le ventilateur, des adaptations sont réalisées pour détecter les surcharges ou les
défauts du ventilateur.
La partie supérieure du bloc MOTOR1 PROTECTION examine le signal provenant d'une
sonde thermique (valeur analogique) ou d'une sonde Klixon. La partie inférieure du bloc
calcule l'échauffement théorique du moteur à partir de la val eur de retour du courant et d'un
modèle du moteur, avec affichage éventuel d'un message.
Le bloc MOTOR2 PROTECTION fonctionne de la même manière que le bloc MOTOR1
PROTECTION mais sans pouvoir traiter de signal provenant d'une sonde Klixon.
Messages utilsateurs
Avec l’utilisation des block USER EVENT1 à USER EVENT6, différents messages sont créés
, lesquels peuvent être affichés comme alarme ou défaut sur la microconsole CDP 312 ainsi
que sur l’afficheur 7 segments du variateur.
Contrôle du frein
Le bloc BRAKE CONTROL élabore tous les signaux pour commander un frein mécanique.
Enregistrement d’états
Le bloc DATA LOGGER permet d'enregistrer en permanence la valeur de 6 signaux, dans
une mémoire RAM secourue et donc récupérable en cas de coupure d'alimentation. L'intervalle d'enregistrement peut être défini par un signal de déclenchement, de même que le
nombre de valeurs à sauvegarder avant et après ce signal. La fonction DATA LOGGER peut
être réglée à la fois avec la micro-console et le programme PC. Ce dernier est conseillé pour
analyser les valeurs consignées.
Signaux additionnels
En utilisant le bloc FAULT HANDLING, les défauts et les alarmes de l'entraînement sont
regroupés sous la forme de mots de 16 bits. Les blocs CONSTANTS et FREE SIGNALS
peuvent être utilisés pour régler des limitations ou des conditions d'essais spéciales.
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3ADW000066R0907 DCS500 System description f i
Liste de paramétres (avec colonne utilisable pour valeurs de client)
Du fait de notre politique d'amélioration permanente
de nos produits et d'intégration des technologies les plus
innovantes, vous comprendrez aisément que nous nous
réservons tout droit de modification dans la conception
et les caractéristiques techniques des solutions présentées dans cette brochure.
La référence vitesse pour le générateur de rampe est élaborée par un des 4 blocs suivants :
REF SEL (peut servir à sélectionner la valeur de référence requise); CONST REF (élabore
jusqu'à 4 valeurs de référence définissables en permanence) ; SOFTPOT (reproduit le fonctionnement d'un potentiomètre motorisé en association avec le bloc-fonction RAMP
GENERATOR) ; ou AI1 (entrée analog. 1).
Le bloc RAMP GENERATOR contient un générateur de rampe pour la définition de 2 rampes
d'accélération et de décélération, 2 temps pour la rampe en S, les limitations haute et basse,
une fonction de maintien de la référence et les fonctions "suivi" de la référence vitesse ou du
retour vitesse. Un signal spécial est disponible pour le traitement de l'accélération et de la
décélération.
Le bloc REF SUM additionne la valeur du signal de sortie du générateur de rampe et la
valeur d'un signal défini par l'utilisateur.
Calcul du retour vittesse
Cette page illustre la séquence de conditionnement des signaux de retour et référence vitesse. Le bloc AITAC reçoit le retour vitesse analogique fourni par une dynamo tachym. Le
bloc SPEED MEASUREMENT traite les 3 types de signaux de mesure possibles : retour
tachymétrique, impulsion codeur ou tension de sortie du convertisseur (SPEED_ACT_EMF),
signal conditionné par le bloc EMF TO SPEED CALC (si 2102=5 , pas de fonction de dé-fluxage possible). Les paramètres de ce bloc servent à activer les fonctions de lissage, à
sélectionner la valeur de mesure et, au besoin, à définir la vitesse maxi. Un paramètre de ce
bloc sert également à la mise à l'échelle de la boucle de régulation de vitesse.
Le bloc SPEED MONITOR surveille le blocage rotor et la dynamo tachymétrique, et compare
la valeur d'un signal retour vitesse donné à la valeur de survitesse, de vitesse minimale et à
deux seuils paramétrables.
Le bloc AO1 représente une sortie analogique pouvant être mise à l'échelle.
Régulateur de vitesse
Le résultat de l'addition est comparé, dans le bloc SPEED ERROR, au retour vitesse issu du
bloc SPEED MEASUREMENT, et ensuite transmis au bloc du régulateur de vitesse. Celui-ci
permet d'évaluer l'écart vitesse au moyen d'un filtre, l'utilisateur pouvant, en plus, réaliser
quelques réglages nécessaires pour le fonctionnement en mode "Fenêtre de régulation". Si le
retour vitesse se situe dans une fenêtre par rapport à la valeur de référence, le régulateur de
vitesse est "contourné" (si le mode "Fenêtre de régulation" a été activé ; l'entraînement est
alors régulé en couple, par une référence de couple du bloc TORQ REF HANDLING). Si le
retour vitesse se situe hors de la fenêtre de régulation, le régulateur de vitesse est activé et
intervient pour ramener le retour vitesse (vitesse réelle) mesuré dans la fenêtre.
Le bloc SPEED CONTROL contient le régulateur de vitesse avec actions P, I et DT1. A des
fins d'adaptation, il reçoit une amplification P variable.
Limitation couple/courant
La ”référence couple” élaborée par le régulateur de vitesse passe par le bloc TORQ REF
HANDLING pour ensuite arriver sur l'entrée du bloc CURRENT CONTROL où elle est convertie en une référence courant pour être utilisée par la régulation de courant. Le bloc
TORQUE/CURRENT LIMITATION sert à élaborer les différentes valeurs de référence et
limitations ; il regroupe les fonctions suivantes : "limitation de courant en fonction de la vitesse", "rattrapage jeu du réducteur", "élaboration des valeurs pour la limitation du courant
statique" et "limitation de couple". Ces différentes valeurs de limitation seront utilisées par
d'autres blocs, ex. : SPEED CONTROL, TORQ REF HANDLING, TORQ REF SELECTION,
et CURRENT CONTROL.
Le bloc AI2 (entrée analogique 2) reçoit un signal analogique.
Le bloc TORQ REF SELECTION contient une limitation avec addition en amont de 2 signaux,
un de ces signaux pouvant passer par un générateur de rampe ; la valeur de l'autre signal
peut être modifiée de manière dynamique au moyen d'un multiplicateur.
Le blocTORQ REF HANDLING définit le mode de fonctionnement de l'entraînement. La
position 1 active le mode de régulation de vitesse et la position 2 le mode de régulation de
couple (pas de régulation en boucle fermée car aucune véritable mesure de couple n'est
fournie). Dans ces deux modes de régulation, la valeur de référence est d'origine externe.
Les positions 3 et 4 mettent en oeuvre une forme combinée des deux modes de régulation
précités. En position 3, c'est la plus petite de deux valeurs (référence de couple externe ou
sortie du régulateur de vitesse) qui est transmise au régulateur de courant, alors qu'en position 4, c'est la plus grande de ces deux mêmes valeurs. Enfin, en position 5, les deux signaux
sont utilisés réalisant ainsi le mode de fonctionnement "Fenêtre de régulation".
Régulateur courant d’induit
Le bloc CURRENT CONTROL réalise les fonctions de régulateur de courant avec actions P
et I, et les adapte en régime de courant discontinu. Ce bloc intègre également des fonctions
de limitation de la montée du courant, de conversion de la référence de couple en une référence de courant en utilisant le point de transition de l'excitation, et certains paramètres
descriptifs des caractéristiques du réseau d'alimentation, ainsi que le circuit de charge.
Pour des applications à charge inductive élevée et hautes performances dynamiques, un
autre circuit est utilisé pour générer le signal en courant égal à zéro. Ce circuit est sélectionné par le bloc CURRENT MONITOR. Les fonctions de surveillance du courant peuvent
maintenant être adaptées aux besoins de l'application. On facilite ainsi le traitement et on
augmente le degré de sécurité des entraînements hautes performances, comme ceux des
bancs d'essais.
Le mode DCF peut être activé avec le bloc DCF FIELDMODE. Le fonctionnement de ce
mode peut être spécifié. Si une de ces fonctions est sélectionnée, le régulateur de courant
reçoit une caractéristique différente, le module de protection contre les surtensions DCF 506
est surveillé et la référence de courant d'excitation est transmise via le bornier X16:.
Caractéristiques moteur et réseau
Le bloc SETTINGS sert à la mise à l'échelle de tous les signaux importants comme la tension
réseau, la tension moteur, le courant moteur et le courant d'excitation. Des paramètres permettent d'adapter le mode de commande en fonction de conditions spéciales comme un
réseau faible ou les interactions avec des filtres anti-harmoniques La langue de travail de la
micro-console peut également être sélectionnée.
Le bloc AO2 représente une sortie analogique pouvant être mise à l'échelle.
Régulateur tension moteur
Le bloc EMF CONTROL contient le régulateur de tension d'induit (régulateur f.é.m.) à structure parallèle constitué d'un régulateur PI et d'une fonction de pré-régulation, élaborée avec
un rapport de 1/x. Le rapport entre ces deux voies est réglable. La sortie de ce bloc est la
référence de courant d'excitation, élaborée à partir de la référence de flux par une autre
fonction caractéristique utilisant une linéarisation. Pour permettre au variateur d'utiliser une
tension moteur supérieure même avec un système 4Q, différents points de défluxage peuvent être paramétrés.
Régulateurs courant d’excitation 1 et 2
Un même convertisseur DCS pouvant gérer deux circuits d'excitation, certains blocsfonctions existent en double. Ainsi, en fonction de la configuration mécanique des entraînements concernés, vous pouvez commander deux moteurs simultanément ou à tour de rôle.
La configuration logicielle requise est alors élaborée par agencement des blocs-fonctions en
phase de mise en service.
Le bloc MOTOR1 FIELD / MOTOR2 FIELD reçoit la référence de courant d'excitation ainsi
que toutes les valeurs spécifiques au circuit d'excitation (carte ou module) et les lui transmet
via une liaison série interne. Le circuit d'excitation est conçu pour adapter sa configuration
matérielle et réguler le courant d'excitation. Le sens du courant d'excitation pour le moteur 1
peut être déterminé par des signaux binaires, alors que pour le moteur 2, il peut être établi au
cours d'une application en amont du bloc concerné.
Le bloc MOTOR1 FIELD OPTIONS / MOTOR2 FIELD OPTIONS gère la fonction roue libre
en cas de sous-tension réseau ainsi que la fonction d'inversion du courant d'excitation avec
les entraînements à inversion de champ (moteur 1 uniquement). Pour les entraînements à
inversion de champ, une fonction permet d'intervenir de manière sélective sur le moment de
la réduction et de l'augmentation du courant d'induit et d'excitation.
Entrées et sorties digitales
(standard)
Le bloc DRIVE LOGIC reçoit les valeurs de plusieurs signaux du système transmises via les
entrées logiques DIx, les traite pour ensuite élaborer les signaux transmis au système via les
sorties logiques DOx. Exemples de signaux : commande du contacteur réseau du convertisseur, du contacteur du circuit d'excitation ou des contacteurs des différents ventilateurs, ou
envoi de messages d'état.
Entrées logiques supplémentaires
Les blocs AI3 et AI4 constituent deux entrées analogiques supplémentaires nonpréconfigurées à ce jour. Les blocs AI5 et AI6 sont deux entrées supplémentaires activées
uniquement lorsque la carte SDCS-IOE1 est raccordée. Cette carte comporte 7 autres entrées logiques (DI 9 à DI15).
Entrées et sorties pour bus de terrain
Si les signaux analogiques et logiques ne suffisent pas pour piloter l'entraînement, un module
coupleur réseau avec références transmises sur liaison série doit être utilisé (des modules
pour les bus de terrain Profibus, CS31, Modbus etc. sont disponibles). Ce type de module
coupleur réseau est activé au moyen du bloc-fonction FIELDBUS. Les données transmises
au convertisseur par le système de commande sont stockées dans les blocs DATASET1 et
DATASET3 (mots de 16 bits). Selon l'application, les sorties de ces blocs doivent être reliées
aux entrées d'autres blocs pour transférer les données. La même procédure s'applique aux
blocs DATASET2 et DATASET4, s'ils sont reliés. Ces blocs servent au transfert de données
du convertisseur au système de commande.
Entrées et sorties pour 12 pulses
Le convertisseur peut être configuré en montage parallèle 12 pulses. Il faut alors : deux
convertisseurs d'induit identiques; un circuit d'excitation; une inductance T; communication
via un câble plat raccordé sur le bornier X 18 des deux convertisseurs. La fonction 12-PULSE
LOGIC doit être activée et assure la commande du MAITRE et de l'ESCLAVE.
Maintenance
Le bloc MAINTENANCE fournit les valeurs de référence et les conditions d'exécution des
essais permettant le réglage de tous les régulateurs du convertisseur. Si la micro-console est
dans la porte de l'armoire, plusieurs signaux peuvent être définis.
Surveillance
Le bloc CONVERTER PROTECTION surveille et protège le circuit d'induit des défauts de
surtension et de surintensité, et surveille la présence de surtensions réseau. Il permet également de mesurer le courant total sur les 3 phases avec ajout d'un capteur externe et vérifie
qu'il est "différent de zéro". Pour les projets de modernisation, où l'on garde l'étage de puissance et le ventilateur, des adaptations sont réalisées pour détecter les surcharges ou les
défauts du ventilateur.
La partie supérieure du bloc MOTOR1 PROTECTION examine le signal provenant d'une
sonde thermique (valeur analogique) ou d'une sonde Klixon. La partie inférieure du bloc
calcule l'échauffement théorique du moteur à partir de la valeur de retour du courant et d'un
modèle du moteur, avec affichage éventuel d'un message.
Le bloc MOTOR2 PROTECTION fonctionne de la même manière que le bloc MOTOR1
PROTECTION mais sans pouvoir traiter de signal provenant d'une sonde Klixon.
Messages utilsateurs
Avec l’utilisation des block USER EVENT1 à USER EVENT6, différents messages sont créés
, lesquels peuvent être affichés comme alarme ou défaut sur la microconsole CDP 312 ainsi
que sur l’afficheur 7 segments du variateur.
Contrôle du frein
Le bloc BRAKE CONTROL élabore tous les signaux pour commander un frein mécanique.
Enregistrement d’états
Le bloc DATA LOGGER permet d'enregistrer en permanence la valeur de 6 signaux, dans
une mémoire RAM secourue et donc récupérable en cas de coupure d'alimentation. L'intervalle d'enregistrement peut être défini par un signal de déclenchement, de même que le
nombre de valeurs à sauvegarder avant et après ce signal. La fonction DATA LOGGER peut
être réglée à la fois avec la micro-console et le programme PC. Ce dernier est conseillé pour
analyser les valeurs consignées.
Signaux additionnels
En utilisant le bloc FAULT HANDLING, les défauts et les alarmes de l'entraînement sont
regroupés sous la forme de mots de 16 bits. Les blocs CONSTANTS et FREE SIGNALS
peuvent être utilisés pour régler des limitations ou des conditions d'essais spéciales.
La référence vitesse pour le générateur de rampe est élaborée par un des 4 blocs suivants :
REF SEL (peut servir à sélectionner la valeur de référence requise); CONST REF (élabore
jusqu'à 4 valeurs de référence définissables en permanence) ; SOFTPOT (reproduit le fonctionnement d'un potentiomètre motorisé en association avec le bloc-fonction RAMP
GENERATOR) ; ou AI1 (entrée analog. 1).
Le bloc RAMP GENERATOR contient un générateur de rampe pour la définition de 2 rampes
d'accélération et de décélération, 2 temps pour la rampe en S, les limitations haute et basse,
une fonction de maintien de la référence et les fonctions "suivi" de la référence vitesse ou du
retour vitesse. Un signal spécial est disponible pour le traitement de l'accélération et de la
décélération.
Le bloc REF SUM additionne la valeur du signal de sortie du générateur de rampe et la
valeur d'un signal défini par l'utilisateur.
Calcul du retour vittesse
Cette page illustre la séquence de conditionnement des signaux de retour et référence vitesse. Le bloc AITAC reçoit le retour vitesse analogique fourni par une dynamo tachym. Le
bloc SPEED MEASUREMENT traite les 3 types de signaux de mesure possibles : retour
tachymétrique, impulsion codeur ou tension de sortie du convertisseur (SPEED_ACT_EMF),
signal conditionné par le bloc EMF TO SPEED CALC (si 2102=5 , pas de fonction de dé-fluxage possible). Les paramètres de ce bloc servent à activer les fonctions de lissage, à
sélectionner la valeur de mesure et, au besoin, à définir la vitesse maxi. Un paramètre de ce
bloc sert également à la mise à l'échelle de la boucle de régulation de vitesse.
Le bloc SPEED MONITOR surveille le blocage rotor et la dynamo tachymétrique, et compare
la valeur d'un signal retour vitesse donné à la valeur de survitesse, de vitesse minimale et à
deux seuils paramétrables.
Le bloc AO1 représente une sortie analogique pouvant être mise à l'échelle.
Régulateur de vitesse
Le résultat de l'addition est comparé, dans le bloc SPEED ERROR, au retour vitesse issu du
bloc SPEED MEASUREMENT, et ensuite transmis au bloc du régulateur de vitesse. Celui-ci
permet d'évaluer l'écart vitesse au moyen d'un filtre, l'utilisateur pouvant, en plus, réaliser
quelques réglages nécessaires pour le fonctionnement en mode "Fenêtre de régulation". Si le
retour vitesse se situe dans une fenêtre par rapport à la valeur de référence, le régulateur de
vitesse est "contourné" (si le mode "Fenêtre de régulation" a été activé ; l'entraînement est
alors régulé en couple, par une référence de couple du bloc TORQ REF HANDLING). Si le
retour vitesse se situe hors de la fenêtre de régulation, le régulateur de vitesse est activé et
intervient pour ramener le retour vitesse (vitesse réelle) mesuré dans la fenêtre.
Le bloc SPEED CONTROL contient le régulateur de vitesse avec actions P, I et DT1. A des
fins d'adaptation, il reçoit une amplification P variable.
Limitation couple/courant
La ”référence couple” élaborée par le régulateur de vitesse passe par le bloc TORQ REF
HANDLING pour ensuite arriver sur l'entrée du bloc CURRENT CONTROL où elle est convertie en une référence courant pour être utilisée par la régulation de courant. Le bloc
TORQUE/CURRENT LIMITATION sert à élaborer les différentes valeurs de référence et
limitations ; il regroupe les fonctions suivantes : "limitation de courant en fonction de la vitesse", "rattrapage jeu du réducteur", "élaboration des valeurs pour la limitation du courant
statique" et "limitation de couple". Ces différentes valeurs de limitation seront utilisées par
d'autres blocs, ex. : SPEED CONTROL, TORQ REF HANDLING, TORQ REF SELECTION,
et CURRENT CONTROL.
Le bloc AI2 (entrée analogique 2) reçoit un signal analogique.
Le bloc TORQ REF SELECTION contient une limitation avec addition en amont de 2 signaux,
un de ces signaux pouvant passer par un générateur de rampe ; la valeur de l'autre signal
peut être modifiée de manière dynamique au moyen d'un multiplicateur.
Le blocTORQ REF HANDLING définit le mode de fonctionnement de l'entraînement. La
position 1 active le mode de régulation de vitesse et la position 2 le mode de régulation de
couple (pas de régulation en boucle fermée car aucune véritable mesure de couple n'est
fournie). Dans ces deux modes de régulation, la valeur de référence est d'origine externe.
Les positions 3 et 4 mettent en oeuvre une forme combinée des deux modes de régulation
précités. En position 3, c'est la plus petite de deux valeurs (référence de couple externe ou
sortie du régulateur de vitesse) qui est transmise au régulateur de courant, alors qu'en position 4, c'est la plus grande de ces deux mêmes valeurs. Enfin, en position 5, les deux signaux
sont utilisés réalisant ainsi le mode de fonctionnement "Fenêtre de régulation".
Régulateur courant d’induit
Le bloc CURRENT CONTROL réalise les fonctions de régulateur de courant avec actions P
et I, et les adapte en régime de courant discontinu. Ce bloc intègre également des fonctions
de limitation de la montée du courant, de conversion de la référence de couple en une référence de courant en utilisant le point de transition de l'excitation, et certains paramètres
descriptifs des caractéristiques du réseau d'alimentation, ainsi que le circuit de charge.
Pour des applications à charge inductive élevée et hautes performances dynamiques, un
autre circuit est utilisé pour générer le signal en courant égal à zéro. Ce circuit est sélecti onné par le bloc CURRENT MONITOR. Les fonctions de surveillance du courant peuvent
maintenant être adaptées aux besoins de l'application. On facilite ainsi le traitement et on
augmente le degré de sécurité des entraînements hautes performances, comme ceux des
bancs d'essais.
Le mode DCF peut être activé avec le bloc DCF FIELDMODE. Le fonctionnement de ce
mode peut être spécifié. Si une de ces fonctions est sélectionnée, le régulateur de courant
reçoit une caractéristique différente, le module de protection contre les surtensions DCF 506
est surveillé et la référence de courant d'excitation est transmise via le bornier X16:.
Caractéristiques moteur et réseau
Le bloc SETTINGS sert à la mise à l'échelle de tous les signaux importants comme la tension
réseau, la tension moteur, le courant moteur et le courant d'excitation. Des paramètres permettent d'adapter le mode de commande en fonction de conditions spéciales comme un
réseau faible ou les interactions avec des filtres anti-harmoniques La langue de travail de la
micro-console peut également être sélectionnée.
Le bloc AO2 représente une sortie analogique pouvant être mise à l'échelle.
Régulateur tension moteur
Le bloc EMF CONTROL contient le régulateur de tension d'induit (régulateur f.é.m.) à structure parallèle constitué d'un régulateur PI et d'une fonction de pré-régulation, élaborée avec
un rapport de 1/x. Le rapport entre ces deux voies est réglable. La sortie de ce bloc est la
référence de courant d'excitation, élaborée à partir de la référence de flux par une autre
fonction caractéristique utilisant une linéarisation. Pour permettre au variateur d'utiliser une
tension moteur supérieure même avec un système 4Q, différents points de défluxage peuvent être paramétrés.
Régulateurs courant d’excitation 1 et 2
Un même convertisseur DCS pouvant gérer deux circuits d'excitation, certains blocsfonctions existent en double. Ainsi, en fonction de la configuration mécanique des entraînements concernés, vous pouvez commander deux moteurs simultanément ou à tour de rôle.
La configuration logicielle requise est alors élaborée par agencement des blocs-fonctions en
phase de mise en service.
Le bloc MOTOR1 FIELD / MOTOR2 FIELD reçoit la référence de courant d'excitation ainsi
que toutes les valeurs spécifiques au circuit d'excitation (carte ou module) et les lui transmet
via une liaison série interne. Le circuit d'excitation est conçu pour adapter sa configuration
matérielle et réguler le courant d'excitation. Le sens du courant d'excitation pour le moteur 1
peut être déterminé par des signaux binaires, alors que pour le moteur 2, il peut être établi au
cours d'une application en amont du bloc concerné.
Le bloc MOTOR1 FIELD OPTIONS / MOTOR2 FIELD OPTIONS gère la fonction roue libre
en cas de sous-tension réseau ainsi que la fonction d'inversion du courant d'excitation avec
les entraînements à inversion de champ (moteur 1 uniquement). Pour les entraînements à
inversion de champ, une fonction permet d'intervenir de manière sélective sur le moment de
la réduction et de l'augmentation du courant d'induit et d'excitation.
Entrées et sorties digitales
(standard)
Le bloc DRIVE LOGIC reçoit les valeurs de plusieurs signaux du système transmises via les
entrées logiques DIx, les traite pour ensuite élaborer les signaux transmis au système via les
sorties logiques DOx. Exemples de signaux : commande du contacteur réseau du convertisseur, du contacteur du circuit d'excitation ou des contacteurs des différents ventilateurs, ou
envoi de messages d'état.
Entrées logiques supplémentaires
Les blocs AI3 et AI4 constituent deux entrées analogiques supplémentaires nonpréconfigurées à ce jour. Les blocs AI5 et AI6 sont deux entrées supplémentaires activées
uniquement lorsque la carte SDCS-IOE1 est raccordée. Cette carte comporte 7 autres entrées logiques (DI 9 à DI15).
Entrées et sorties pour bus de terrain
Si les signaux analogiques et logiques ne suffisent pas pour piloter l'entraînement, un module
coupleur réseau avec références transmises sur liaison série doit être utilisé (des modules
pour les bus de terrain Profibus, CS31, Modbus etc. sont disponibles). Ce type de module
coupleur réseau est activé au moyen du bloc-fonction FIELDBUS. Les données transmises
au convertisseur par le système de commande sont stockées dans les blocs DATASET1 et
DATASET3 (mots de 16 bits). Selon l'application, les sorties de ces blocs doivent être reliées
aux entrées d'autres blocs pour transférer les données. La même procédure s'applique aux
blocs DATASET2 et DATASET4, s'ils sont reliés. Ces blocs servent au transfert de données
du convertisseur au système de commande.
Entrées et sorties pour 12 pulses
Le convertisseur peut être configuré en montage parallèle 12 pulses. Il faut alors : deux
convertisseurs d'induit identiques; un circuit d'excitation; une inductance T; communication
via un câble plat raccordé sur le bornier X 18 des deux convertisseurs. La fonction 12-PULSE
LOGIC doit être activée et assure la commande du MAITRE et de l'ESCLAVE.
Maintenance
Le bloc MAINTENANCE fournit les valeurs de référence et les conditions d'exécution des
essais permettant le réglage de tous les régulateurs du convertisseur. Si la micro-console est
dans la porte de l'armoire, plusieurs signaux peuvent être définis.
Surveillance
Le bloc CONVERTER PROTECTION surveille et protège le circuit d'induit des défauts de
surtension et de surintensité, et surveille la présence de surtensions réseau. Il permet également de mesurer le courant total sur les 3 phases avec ajout d'un capteur externe et vérifie
qu'il est "différent de zéro". Pour les projets de modernisation, où l'on garde l'étage de puissance et le ventilateur, des adaptations sont réalisées pour détecter les surcharges ou les
défauts du ventilateur.
La partie supérieure du bloc MOTOR1 PROTECTION examine le signal provenant d'une
sonde thermique (valeur analogique) ou d'une sonde Klixon. La partie inférieure du bloc
calcule l'échauffement théorique du moteur à partir de la valeur de retour du courant et d'un
modèle du moteur, avec affichage éventuel d'un message.
Le bloc MOTOR2 PROTECTION fonctionne de la même manière que le bloc MOTOR1
PROTECTION mais sans pouvoir traiter de signal provenant d'une sonde Klixon.
Messages utilsateurs
Avec l’utilisation des block USER EVENT1 à USER EVENT6, différents messages sont créés
, lesquels peuvent être affichés comme alarme ou défaut sur la microconsole CDP 312 ainsi
que sur l’afficheur 7 segments du variateur.
Contrôle du frein
Le bloc BRAKE CONTROL élabore tous les signaux pour commander un frein mécanique.
Enregistrement d’états
Le bloc DATA LOGGER permet d'enregistrer en permanence la valeur de 6 signaux, dans
une mémoire RAM secourue et donc récupérable en cas de coupure d'alimentation. L'intervalle d'enregistrement peut être défini par un signal de déclenchement, de même que le
nombre de valeurs à sauvegarder avant et après ce signal. La fonction DATA LOGGER peut
être réglée à la fois avec la micro-console et le programme PC. Ce dernier est conseillé pour
analyser les valeurs consignées.
Signaux additionnels
En utilisant le bloc FAULT HANDLING, les défauts et les alarmes de l'entraînement sont
regroupés sous la forme de mots de 16 bits. Les blocs CONSTANTS et FREE SIGNALS
peuvent être utilisés pour régler des limitations ou des conditions d'essais spéciales.
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