La presente Guida alla Progettazione è concepita per
progettisti e sistemisti, consulenti di progettazione e
specialisti delle applicazioni e di prodotto. Questo
documento fornisce informazioni tecniche per
comprendere le capacità del convertitore di frequenza per
l'integrazione nel controllo del motore e nei sistemi di
monitoraggio. Sono inoltre presenti descrizioni dettagliate
del funzionamento, i requisiti e i suggerimenti per l'integrazione del sistema. È possibile trovare informazioni sulle
caratteristiche della potenza di ingresso, sull'uscita per il
controllo del motore oltre che sulle condizioni dell'ambiente di esercizio per il convertitore di frequenza.
Sono altresì presenti:
Caratteristiche di sicurezza.
•
Monitoraggio delle condizioni di guasto.
•
Segnalazione dello stato di funzionamento.
•
Capacità di comunicazione seriale.
•
Opzioni e caratteristiche programmabili.
•
Sono fornite anche informazioni progettuali dettagliate,
quali:
Requisiti del luogo di installazione.
•
Cavi.
•
Fusibili.
•
Cavi di controllo.
•
Dimensioni unità e pesi.
•
Altre informazioni essenziali per la
•
dell'integrazione del sistema.
Il riesame delle informazioni di prodotto dettagliate nella
fase di progettazione consente di sviluppare un sistema
ben concepito con funzionalità ed ecienza ottimali.
VLT® è un marchio registrato.
Versione del documento e del software
1.2
Il presente manuale è revisionato e aggiornato
regolarmente. Sono bene accetti tutti i suggerimenti di
eventuali migliorie. Tabella 1.1 mostra la versione del
documento e la versione software corrispondente.
EdizioneOsservazioniVersione software
MG18N2xx–1.20
Tabella 1.1 Versione del documento e del software
pianicazione
Simboli di sicurezza
1.3
Nel presente manuale vengono utilizzati i seguenti simboli:
AVVISO
Indica una situazione potenzialmente rischiosa che
potrebbe causare morte o lesioni gravi.
ATTENZIONE
Indica una situazione potenzialmente rischiosa che
potrebbe causare lesioni leggere o moderate. Può anche
essere usato per mettere in guardia da pratiche non
sicure.
AVVISO!
Indica informazioni importanti, incluse situazioni che
possono causare danni alle apparecchiature o alla
proprietà.
1.4 Abbreviazioni
°C
AAmpere/AMP
CACorrente alternata
AMAAdattamento automatico motore
AUG.American Wire Gauge
CCCorrente continua
EMCCompatibilità elettromagnetica
ETRRelè termico elettronico
FCConvertitore di frequenza
f
M,N
gGrammo
HzHertz
I
INV
I
LIM
I
M,N
I
VLT,MAX
I
VLT,N
kHzKilohertz
LCPPannello di controllo locale
mMetro
mAMilliampere
MCTMotion Control Tool
mHInduttanza in milli henry
minMinuto
msMillisecondo
nFNanofarad
NmNewton metri
Gradi Celsius
Frequenza nominale motore
Corrente nominale di uscita dell'inverter
Limite di corrente
Corrente nominale del motore
Corrente di uscita massima
Corrente di uscita nominale fornita dal
convertitore di frequenza
PCBScheda di circuito stampato
PELVTensione di protezione bassissima
RegenMorsetti rigenerativi
Giri/min.Giri al minuto
sSecondo
T
LIM
U
M,N
VVolt
Tabella 1.2 Abbreviazioni
Velocità del motore sincrono
Potenza nominale motore
Limite di coppia
Tensione nominale motore
Ingresso
Il compressore collegato
può essere avviato e
arrestato dall'LCP e dagli
ingressi digitali.
Le funzioni sono divise in 2
gruppi.
Le funzioni nel gruppo 1
hanno una priorità
maggiore rispetto a quelle
nel gruppo 2.
Tabella 1.3 Comandi di controllo
Gruppo1Ripristino, arresto a ruota
libera, ripristino e arresto
a ruota libera, arresto
rapido, frenatura in CC,
arresto e il tasto [O].
Avvio, avviamento a
Gruppo
2
impulsi, inversione,
avviamento inversione,
jog e uscita congelata
1.5 Risorse aggiuntive
®
La Guida rapida VLT
•
Compressor Drive CDS 803
fornisce informazioni di base su dimensioni
meccaniche, installazione e programmazione.
La Guida alla Programmazione VLT® Compressor
•
Drive CDS 803 fornisce informazioni sulle modalità
di programmazione e contiene descrizioni
complete dei parametri.
La Guida alla Progettazione VLT® Compressor Drive
•
CDS 803 racchiude tutte le informazioni tecniche
sul convertitore di frequenza oltre che sulle
applicazioni e la progettazione del cliente.
Software di congurazione MCT 10 consente agli
•
utenti di congurare il convertitore di frequenza
da un ambiente basato su PC Windows™.
La documentazione tecnica Danfoss è disponibile in
versione cartacea presso l'ucio vendite Danfoss di zona
oppure all'indirizzo:
Le prestazioni del convertitore di frequenza vengono
denite come il rapporto tra la potenza di uscita e quella
di ingresso.
Comando di disabilitazione dell'avviamento
Un comando di arresto appartenente ai comandi di
controllo del gruppo 1, vedere Tabella 1.3.
Comando di arresto
Vedere i comandi di controllo, Tabella 1.3.
Riferimenti
Riferimento analogico
Un segnale trasmesso agli ingressi analogici 53 o 54, può
essere in tensione o in corrente.
Riferimento bus
Un segnale trasmesso alla porta di comunicazione seriale
(porta FC).
Riferimento preimpostato
Un riferimento preimpostato denito che può essere
impostato tra -100% e +100% dell'intervallo di riferimento.
Selezione di 8 riferimenti preimpostati mediante i morsetti
digitali.
Ref
MAX
Determina la relazione tra l'ingresso di riferimento al 100%
del valore di fondo scala (tipicamente 10 V, 20 mA) e il
riferimento risultante. Il valore di riferimento massimo è
impostato nel parametro 3-03 Maximum Reference.
Ref
MIN
Determina la relazione tra l'ingresso di riferimento allo 0%
del valore di fondo scala (tipicamente 0 V, 0 mA, 4 mA) e il
riferimento risultante. Il valore di riferimento minimo è
impostato nel parametro 3-02 Minimum Reference.
Varie
Ingressi analogici
Gli ingressi analogici vengono utilizzati per controllare varie
funzioni del convertitore di frequenza.
Esistono 2 tipi di ingressi analogici:
Ingresso in corrente, 0–20 mA, e 4–20 mA.
•
Ingresso in tensione, 0–10 V CC.
•
Uscite analogiche
Le uscite analogiche sono in grado di fornire un segnale di
0–20 mA, 4–20 mA o un segnale digitale.
Adattamento automatico motore, AMA
L'algoritmo AMA denisce i parametri elettrici del
compressore collegato quando questo non è in funzione.
Ingressi digitali
Gli ingressi digitali consentono di controllare varie funzioni
del convertitore di frequenza.
Uscite digitali
Il convertitore di frequenza presenta due stadi di uscita a
stato solido che sono in grado di fornire un segnale a 24 V
CC (massimo 40 mA).
Uscite a relè
Il convertitore di frequenza dispone di due uscite a relè
programmabili.
ETR
Il relè termico elettronico è un calcolo del carico termico
basato sul carico corrente e sul tempo. È nalizzato a
stimare la temperatura del compressore.
Inizializzazione
Se viene eseguita un'inizializzazione
(parametro 14-22 Operation Mode), i parametri programmabili del convertitore di frequenza tornano
all'impostazione di fabbrica.
Parametro 14-22 Operation Mode non inizializza i parametri
di comunicazione.
Duty cycle intermittente
Un ciclo di utilizzo intermittente fa riferimento a una
sequenza di duty cycle. Ogni ciclo è costituito da un
periodo a carico e da un periodo a vuoto. Il funzionamento
può avvenire sia con servizio (intermittente) periodico sia
aperiodico.
LCP
Il Pannello di Controllo Locale (LCP) rappresenta un'interfaccia completa per il controllo e la programmazione del
convertitore di frequenza. Il quadro di comando è estraibile
e può essere installato no a 3 m dal convertitore di
frequenza, ossia su un pannello frontale con il kit di installazione in opzione.
lsb
Bit meno signicativo.
MCM
Abbreviazione per Mille Circular Mil, un'unità di misura
americana della sezione trasversale dei cavi. 1 MCM ≡
0,5067 mm2.
Le modiche ai parametri on-line vengono attivate
immediatamente dopo la variazione del valore dei dati. Per
attivare i parametri o-line premere [OK].
Controllore PI
+
VVC
Rispetto a una regolazione a rapporto tensione/frequenza
tradizionale, il controllo vettoriale della tensione (VVC+)
migliora sia la dinamica che la stabilità, anche nel caso di
variazioni della velocità di riferimento e della coppia di
carico.
1.7 Fattore di potenza
Il controllore PI mantiene la velocità, pressione,
temperatura ecc. desiderata, regolando la frequenza di
uscita in base alle variazioni del carico.
RCD
Dispositivo a corrente residua.
Setup
Le impostazioni parametri possono essere salvate in 2
Il fattore di potenza indica in che misura il convertitore di
frequenza impone un carico sull'alimentazione di rete. Il
fattore di potenza è il rapporto tra I1 e I
corrente fondamentale e I
è la corrente RMS totale,
RMS
, in cui I1 è la
RMS
comprese le correnti armoniche. Quanto minore è il fattore
di potenza, tanto maggiore è la corrente di ingresso I
RMS
per lo stesso rendimento in kW.
setup. Cambiare tra i 2 setup parametri e modicarne uno
2
5
+ I
3 × U × I
3 × U × I
I1 × cos ϕ1
I
2
+ . . + I
7
1 × COSϕ
RMS
I
1
=
da cuicosϕ1 = 1
I
RMS
RMS
2
n
mentre è attivo un altro setup.
Compensazione dello scorrimento
Il convertitore di frequenza compensa lo scorrimento del
compressore integrando la frequenza in base al carico del
compressore rilevato, mantenendo costante la velocità del
compressore.
Smart logic control (SLC)
L'SLC è una sequenza di azioni denite dall'utente, che
vengono eseguite quando gli eventi associati deniti
dall'utente sono valutati come TRUE dall'SLC.
Fattoredi potenza =
Il fattore di potenza per la regolazione trifase:
Fattoredi potenza =
2
I
= I
+ I
RMS
1
Un fattore di potenza elevato indica inoltre che le dierenti
correnti armoniche sono basse.
Le bobine CC incorporate nei convertitori di frequenza
producono un elevato fattore di potenza, il quale
minimizza il carico applicato sull'alimentazione di rete.
Termistore
Una resistenza dipendente dalla temperatura, installata nei
punti in cui deve essere controllata la temperatura (convertitore di frequenza o compressore).
Scatto
Uno stato che si verica in situazioni di guasto, per
esempio se il convertitore di frequenza è soggetto a
surriscaldamento o quando esso interviene per proteggere
il compressore, un processo o un meccanismo. Il riavvio
viene impedito nché la causa del guasto non è stata
eliminata e lo stato di scatto viene annullato attivando il
ripristino oppure, talvolta, tramite programmazione di
ripristino automatico. Non usare lo scatto per la sicurezza
personale.
Scatto bloccato
Uno stato che si verica in situazioni di guasto quando il
convertitore di frequenza entra in autoprotezione e che
richiede un intervento manuale, ad es. se nel convertitore
di frequenza si verica un cortocircuito sull'uscita. Uno
scatto bloccato può essere annullato scollegando la rete,
eliminando la causa del guasto e ricollegando il convertitore di frequenza all'alimentazione. Il riavvio viene
impedito no a che lo stato di scatto non viene annullato
attivando il ripristino o, talvolta, tramite programmazione
di ripristino automatico. La funzione di scatto bloccato non
deve essere utilizzata per ragioni di sicurezza personale.
Caratteristiche VT
Caratteristiche coppia variabile utilizzate per pompe e
ventole.
Prima di eettuare lavori di riparazione, scollegare
•
il convertitore di frequenza dalla rete. Accertarsi
che l'alimentazione di rete sia stata disinserita e
che sia trascorso il tempo necessario prima di
rimuovere spine di rete e compressore.
Il tasto [O/Reset] non disinserisce l'apparecchio
•
dall'alimentazione di rete, pertanto non deve
essere utilizzato come un interruttore di sicurezza.
Assicurare una corretta messa a terra di
•
protezione dell'attrezzatura, proteggere l'utente
dalla tensione di alimentazione e proteggere il
compressore dal sovraccarico in conformità alle
norme nazionali e locali applicabili.
Le correnti di dispersione verso terra sono
•
superiori a 3,5 mA.
Impostare la protezione contro il sovraccarico
•
motore in parametro 1-90 Motor Thermal
Protection. Se si desidera questa funzione,impostare parametro 1-90 Motor Thermal
Protection sul valore dei dati [4], [6], [8], [10] ETR
scatto oppure sul valore dati [3], [5], [7], [9] ETR
avviso.
AVVISO!
La funzione viene inizializzata a 1,16 volte la corrente e
la frequenza nominali del motore. Per il mercato
nordamericano: le funzioni ETR forniscono una
protezione da sovraccarico motore classe 20, conformemente alle norme NEC.
Non rimuovere le spine del compressore e dell'ali-
•
mentazione di rete mentre il convertitore di
frequenza è collegato alla rete. Accertarsi che
l'alimentazione di rete sia stata disinserita e che
sia trascorso il tempo necessario prima di
rimuovere spine di rete e compressore.
Controllare che tutti gli ingressi in tensione siano
•
stati scollegati e che sia trascorso il tempo
necessario prima di cominciare i lavori di
riparazione.
Installazione ad altitudini elevate
ALTA TENSIONE
I convertitori di frequenza sono soggetti ad alta tensione
quando collegati all'alimentazione di ingresso della rete
CA. L'installazione, l'avviamento e la manutenzione
dovrebbero essere eettuati solo da personale
qualicato. Se l'installazione, l'avvio e la manutenzione
non vengono eseguiti da personale qualicato,
potrebbero vericarsi lesioni gravi o mortali.
AVVIO INVOLONTARIO
Quando il convertitore di frequenza è collegato alla rete
CA, il motore potrebbe avviarsi in qualsiasi momento. Il
convertitore di frequenza, il motore e ogni apparecchiatura azionata devono essere pronti per il
funzionamento. In caso contrario, quando si collega il
convertitore di frequenza alla rete CA, possono vericarsi
gravi lesioni, morte o danni alle apparecchiature o alle
proprietà.
TEMPO DI SCARICA
Il convertitore di frequenza contiene condensatori del
collegamento CC che possono rimanere carichi anche
quando il convertitore di frequenza non è alimentato.
Può ancora essere presente alta tensione anche dopo lo
spegnimento dei LED. Il mancato rispetto del tempo di
attesa indicato dopo il disinserimento dell'alimentazione
e prima di eettuare lavori di manutenzione o
riparazione può causare lesioni gravi o mortali.
ATTENZIONE
Ad altitudini superiori ai 2000 m contattare Danfoss in
merito al PELV.
AVVISO
AVVISO
AVVISO
Arrestare il motore.
•
Scollegare la rete CA e gli alimentatori con
•
collegamento CC remoto, incluse le batterie di
riserva, i gruppi di continuità e i collegamenti
CC ad altri convertitori di frequenza.
Scollegare o bloccare il motore PM.
•
Attendere che i condensatori si scarichino
•
completamente. La durata minima del tempo di
attesa è specicata in Tabella 2.1.
Prima di eettuare qualsiasi intervento di
•
manutenzione o riparazione, usare un
appropriato dispositivo di misurazione della
tensione per assicurarsi che i condensatori siano
completamente scarichi.
Le attrezzature costituite da componenti
elettrici non possono essere smaltite con i
riuti domestici.
Devono essere raccolte a parte insieme ai
riuti elettrici ed elettronici in conformità
alle leggi locali vigenti.
2.2 Marchio CE
2.2.1 Conformità e marchio CE
Cosa sono conformità e marchio CE?
Il marchio CE ha lo scopo di evitare ostacoli tecnici al
commercio in ambito EFTA e UE. Introdotto dalla UE, è un
semplice metodo per indicare se un prodotto è conforme
alle corrispondenti direttive UE. Il marchio CE non fornisce
indicazioni sulla qualità o sulle speciche dei prodotti. I
convertitori di frequenza sono regolati da 3 direttive UE:
La direttiva Macchine (98/37/CEE)
Tutte le macchine con parti critiche in movimento sono
contemplate dalla direttiva macchine del 1 gennaio 1995.
Poiché il loro funzionamento è in larga misura elettrico, i
convertitori di frequenza non rientrano nelle competenze
della direttiva macchine. Tuttavia, se un convertitore di
frequenza deve essere utilizzato su una macchina, Danfoss
fornisce informazioni sugli aspetti di sicurezza relativi al
convertitore di frequenza. Danfoss lo fa mediante una
dichiarazione del produttore.
La Direttiva Bassa tensione (73/23/CEE)
I convertitori di frequenza devono essere dotati di marchio
CE in conformità alla direttiva Bassa tensione del 1°
gennaio 1997. La direttiva concerne tutte le apparecchiature elettriche funzionanti negli intervalli di tensione
compresi fra 50 e 1000 V CA e fra 75 e 1500 V CC. Danfoss
applica i marchi CE in base alla direttiva e rilascia su
richiesta una dichiarazione di conformità.
La direttiva EMC (2004/108/CE)
EMC è l'abbreviazione di compatibilità elettromagnetica. La
presenza di compatibilità elettromagnetica signica che
l'interferenza reciproca fra diversi componenti e apparecchiature non inuisce sul loro funzionamento.
La direttiva EMC è entrata in vigore il 1° gennaio 1996.
Danfoss applica i marchi CE in base alla direttiva e rilascia
su richiesta una dichiarazione di conformità. Per eseguire
un'installazione conforme ai requisiti EMC vedere le
istruzioni nella presente Guida alla Progettazione. Danfoss
specica inoltre le norme a cui si conformano i nostri
Tempo di attesa
minimo (minuti)
prodotti. Danfoss ore i ltri presentati nelle speciche e
fornisce altri tipi di assistenza al ne di garantire risultati
EMC ottimali.
Nella maggior parte dei casi, il convertitore di frequenza
viene utilizzato in impianti realizzati da professionisti del
settore, come componente complesso inserito in un'applicazione, in un sistema o in un impianto di grandi
dimensioni. La responsabilità relativa alle caratteristiche
EMC nali dell'applicazione, del sistema o dell'impianto
resta a carico dell'installatore.
2.2.2 Campo di applicazione della direttiva
Le "Guidelines on the Application of Council Directive 89/336/EEC" ("Linee guida per l’applicazione della direttiva del
Consiglio 89/336/CEE") della UE deniscono tre situazioni
tipiche per l’utilizzo di un convertitore di frequenza. Vedere
capitolo 2.2.3 Convertitore di frequenza Danfoss e marchio CE
per la conformità EMC e il marchio CE.
1.Il convertitore di frequenza viene venduto
direttamente all'utilizzatore
di frequenza viene ad esempio venduto a un
mercato DIY (Do-It-Yourself). L'utilizzatore nale
non è uno specialista. Installa il convertitore di
frequenza personalmente, ad esempio su una
macchina per praticare un determinato hobby, un
elettrodomestico ecc. Per queste applicazioni il
convertitore di frequenza deve essere dotato di
marchio CE in base alla direttiva EMC.
2.Il convertitore di frequenza è destinato ad essere
installato in un impianto. L'impianto è realizzato
da professionisti del settore. Potrebbe essere un
impianto di produzione o un impianto di riscaldamento/ventilazione progettato e installato da
professionisti del settore. Né il convertitore di
frequenza né l'impianto nito devono essere
dotati di marchio CE in base alla direttiva EMC.
Tuttavia l'apparecchio deve essere conforme ai
requisiti EMC fondamentali della direttiva. Questo
viene garantito utilizzando componenti, apparecchiature e sistemi dotati di marchio CE in base
alla direttiva EMC.
3.Il convertitore di frequenza viene venduto come
parte di un sistema completo che viene commercializzato come tale. Potrebbe essere ad esempio
un sistema di condizionamento dell'aria. Il sistema
completo deve essere dotato di marchio CE in
base alla direttiva EMC. Il produttore può
garantire il marchio CE in base alla direttiva EMC
utilizzando componenti a marchio CE oppure
vericando la compatibilità elettromagnetica del
sistema. Se vengono scelti solo componenti
dotati di marchio CE, non è necessario testare
l'intero sistema.
2.2.3 Convertitore di frequenza Danfoss e
marchio CE
Il marchio CE ha una funzione positiva quando viene usato
per il suo scopo originale, ossia facilitare il commercio in
ambito UE ed EFTA.
Tuttavia il marchio CE può coprire diverse
Controllare cosa copre/include specicamente un dato
marchio CE.
Le speciche rispetto alle quali c'è conformità possono
essere dierenti, pertanto il marchio CE può infondere
negli installatori una falsa sensazione di sicurezza quando
un convertitore di frequenza viene impiegato come
componente in un sistema o in un apparecchio.
Danfoss applica marchi CE sui convertitori di frequenza in
conformità alla direttiva Bassa tensione. Ciò signica che,
se il convertitore di frequenza è installato correttamente,
Danfoss garantisce la conformità alla direttiva Bassa
tensione. Danfoss rilascia una dichiarazione di conformità a
conferma del fatto che il nostro marchio CE è conforme
alla direttiva Bassa tensione.
Il marchio CE vale anche per la direttiva EMC, a condizione
che vengano seguite le istruzioni per un'installazione e un
ltraggio conformi ai requisiti EMC. Su questa base viene
rilasciata una dichiarazione di conformità ai sensi della
direttiva EMC.
La Guida alla Progettazione fornisce istruzioni di installazione dettagliate per garantire che l'installazione sia
conforme ai requisiti EMC. Danfoss specica inoltre gli
standard a cui si conformano i nostri vari prodotti.
Danfoss fornisce volentieri altri tipi di assistenza che
possono contribuire a ottenere i migliori risultati in materia
di EMC.
speciche.
2.2.4 Conformità alla direttiva EMC
2004/108/CE
Umidità dell'aria
2.3
Il convertitore di frequenza è stato progettato a norma
IEC/EN 60068-2-3, EN 50178 9.4.2.2 a 50 °C.
2.4 Ambienti aggressivi
Un convertitore di frequenza contiene numerosi
componenti meccanici ed elettronici. Tutti sono in varia
misura vulnerabili all'impatto ambientale.
ATTENZIONE
Evitare di installare il convertitore di frequenza in
ambienti con liquidi, particelle o gas trasportati dall'aria
che potrebbero danneggiare i componenti elettronici. La
mancata applicazione di misure protettive adeguate
aumenta il rischio di interruzioni del servizio e contemporaneamente riduce la durata del convertitore di
frequenza.
I liquidi possono essere trasportati attraverso l'aria e
condensarsi all'interno del convertitore di frequenza,
generando un processo di corrosione dei componenti e
delle parti metalliche. Vapore, olio e acqua salata possono
causare la corrosione di componenti e parti metalliche. In
questi ambienti, utilizzare unità con grado di protezione
IP54. Come ulteriore protezione si possono ordinare,
opzionalmente, circuiti stampati con rivestimento.
(Standard su alcune taglie di potenza.)
Le particelle trasportate dall'aria, come la polvere, possono
causare guasti meccanici, elettrici o termici nel convertitore
di frequenza. Un tipico indicatore di un livello eccessivo di
particelle trasportate dall'aria è la presenza di particelle di
polvere intorno alla ventola del convertitore di frequenza.
In ambienti polverosi, utilizzare unità con grado di
protezione IP54 o un armadio per apparecchiature IP20/
TIPO 1.
In ambienti con temperature e tassi di umidità elevati, i
gas corrosivi, quali ad esempio i composti di zolfo, azoto e
cloro, generano dei processi chimici sui componenti del
convertitore di frequenza.
22
Come menzionato precedentemente, nella maggior parte
dei casi il convertitore di frequenza viene utilizzato in
impianti realizzati da professionisti del settore, come
componente complesso inserito in un'applicazione, in un
sistema o in un impianto di grandi dimensioni. Tenere
presente che la responsabilità relativa alle caratteristiche
EMC nali dell'applicazione, del sistema o dell'impianto
resta a carico dell'installatore. Come ausilio per l'installatore, Danfoss ha stilato delle linee guida sull'installazione
EMC per sistemi motorizzati. Se vengono rispettate le
istruzioni per un'installazione conforme ai requisiti EMC, è
assicurata la conformità alle norme e ai livelli di test
indicati per i sistemi motorizzati.
Tali reazioni chimiche compromettono e danneggiano in
breve tempo i componenti elettronici. In tali ambienti,
installare l'apparecchiatura in un armadio a circolazione
d’aria (a ventilazione forzata), in modo da tenere lontani
dal convertitore di frequenza i gas aggressivi.
Una protezione ulteriore in simili aree la orono circuiti
stampati rivestiti, ordinabili come opzione.
130BB892.10
100%
0%
-100%
100%
Local
reference
scaled to
Hz
Auto mode
Hand mode
LCP Hand on,
off and auto
on keys
Local
Remote
Reference
Ramp
P 4-10
Motor speed
direction
To motor
control
Reference
handling
Remote
reference
P 4-14
Motor speed
high limit [Hz]
P 4-12
Motor speed
low limit [Hz]
P 3-4* Ramp 1
P 3-5* Ramp 2
Panoramica dei prodotti
VLT® Compressor Drive CDS 803
AVVISO!
L'installazione di convertitori di frequenza in ambienti
22
aggressivi aumenta il rischio di arresti e riduce
sensibilmente la durata del convertitore di frequenza.
Prima di installare il convertitore di frequenza, vericare la
presenza di liquidi, particelle e gas in atmosfera. Ciò viene
fatto osservando lo stato delle unità installate precedentemente nello stesso ambiente. Indicatori tipici della
2.5 Vibrazioni e urti
Il convertitore di frequenza è stato testato in base a una
procedura basata sulle norme indicate, Tabella 2.2.
Il convertitore di frequenza è conforme ai requisiti esistenti
per unità installate a muro o sul pavimento di stabilimenti
di produzione, nonché su pannelli
pavimento.
ssati al muro o al
presenza di liquidi dannosi trasportati dall'aria, sono ad
esempio l'acqua o il petrolio oppure segni di corrosione
sulle parti metalliche.
Livelli eccessivi di particelle di polvere vengono spesso
rilevati sugli armadi di installazione e sulle installazioni
IEC/EN 60068-2-6Vibrazioni (sinusoidali) - 1970
IEC/EN 60068-2-64Vibrazioni persistenti su frequenze a
larga banda
Tabella 2.2 Norme
elettriche esistenti. Un indicatore di gas aggressivi
trasportati dall'aria è l'annerimento delle guide di rame e
delle estremità dei cavi.
Nella congurazione mostrata in Disegno 2.1, parametro 1-00 Modo congurazione è impostato su [0] Anello aperto. Il segnale
di riferimento risultante dal sistema gestione dei riferimenti o dal riferimento locale viene ricevuto e alimentato attraverso la
limitazione di rampa e di velocità prima di essere inviato al controllo del motore. L'uscita dal controllo motore viene poi
limitata dal limite di frequenza massima.
Il convertitore di frequenza può essere comandato manualmente tramite il pannello di controllo locale (LCP) o a distanza
tramite gli ingressi analogici e digitali o il bus seriale. Se è consentito in parametro 0-40 [Hand on] Key on LCP,
parametro 0-44 [O/Reset] Key on LCP e parametro 0-42 [Auto on] Key on LCP, è possibile avviare e arrestare il convertitore di
frequenza tramite l'LCP premendo [Hand On] e [O/Reset]. Gli allarmi possono essere ripristinati tramite il tasto [O/Reset].
Disegno 2.2 Tasti dell'LCP
Il riferimento locale commuta la modalità di congurazione ad anello aperto, indipendentemente dall'impostazione di
parametro 1-00 Modo congurazione.
Il riferimento locale viene ripristinato allo spegnimento.
2.6.3 Struttura di controllo ad anello chiuso
Il controllore interno consente al convertitore di frequenza di diventare una parte integrante del sistema controllato. Il
convertitore di frequenza riceve un segnale di retroazione da un sensore presente nel sistema. Quindi confronta questa
retroazione con un valore di riferimento del setpoint e determina l'errore, qualora presente, tra questi due segnali. Di
conseguenza, adatta la velocità del motore per correggere questo errore.
22
Si consideri per esempio un'applicazione nella quale la velocità deve essere controllata in modo tale che la pressione statica
in una conduttura sia costante. Il valore di pressione statica desiderato viene fornito al convertitore di frequenza come
valore di riferimento del setpoint. Un sensore di pressione statica misura la pressione statica
eettiva nel condotto e fornisce
questo valore al convertitore di frequenza come segnale di retroazione. Se il segnale di retroazione è superiore al riferimento
del setpoint, il convertitore di frequenza rallenta per ridurre la pressione. Similmente, se la pressione nella conduttura è
inferiore al setpoint, il convertitore di frequenza accelera automaticamente per aumentare la pressione fornita dalla pompa.
Disegno 2.3 Struttura di controllo ad anello chiuso
Mentre i valori di default del controllore ad anello chiuso del convertitore di frequenza assicurano spesso prestazioni
soddisfacenti, il controllo del sistema può essere ottimizzato regolando alcuni dei parametri del controllore ad anello chiuso.
Riferimento
congelato
e aumentare/
ridurre
il riferimento
±100%
Comandi di ingresso:
Accelerazione/decelerazione
±200%
Riferimento
relativo
=
X+X*Y/100
±200%
Riferimento esterno in %
±200%
Scelta del parametro:
Risorsa di riferimento 1,2,3
±100%
Riferimento preimpostato
Comando di ingresso:
rif. preimpostato bit0, bit1, bit2
+
+
Riferimento in scala relativo
Risorsa interna
Rif. relativo preimpostato
±100%
Riferimento preimpostato 0 ±100%
Riferimento preimpostato 1 ±100%
Riferimento preimpostato 2 ±100%
Riferimento preimpostato 3 ±100%
Riferimento preimpostato 4 ±100%
Riferimento preimpostato 5 ±100%
Riferimento preimpostato 6 ±100%
Riferimento preimpostato 7 ±100%
Risorsa esterna 1
Nessuna funz.
Riferimento analogico
±200%
Rif. bus locale ±200%
Risorsa esterna 2
Nessuna funz.
Riferimento analogico
±200%
Rif. bus locale ±200%
Risorsa esterna 3
Nessuna funz.
Riferimento analogico
±200%
Rif. bus locale ±200%
Y
X
130BB900.10
Panoramica dei prodotti
VLT® Compressor Drive CDS 803
2.6.4 Conversione della retroazione
22
usando un segnale di pressione per fornire una retroazione della portata. Poiché la radice quadrata della pressione è proporzionale alla portata, la radice quadrata del segnale di pressione fornisce un valore proporzionale alla portata. Vedere
Disegno 2.4.
In alcune applicazioni può essere utile convertire il segnale di retroazione. Un esempio di tale conversione lo si ottiene
Disegno 2.4 Conversione del segnale di retroazione
2.6.5 Gestione dei riferimenti
Dettagli per un funzionamento ad anello aperto o chiuso.
Riferimenti esterni (ingressi analogici e riferimenti bus di comunicazione seriale)
•
Il riferimento relativo preimpostato
•
Setpoint con controllo in retroazione
•
22
Nel convertitore di frequenza possono essere programmati
attivo può essere selezionato usando ingressi digitali o il bus di comunicazione seriale. Il riferimento può anche essere
fornito esternamente, di solito da un ingresso analogico. Questa fonte esterna viene selezionata da uno dei 3 parametri
Risorsa di riferimento (parametro 3-15 Reference 1 Source, parametro 3-16 Reference 2 Source e parametro 3-17 Reference 3Source). Tutte le risorse di riferimento e il riferimento bus vengono sommati per produrre il riferimento esterno totale. Il
riferimento esterno, il riferimento preimpostato o la somma dei due possono essere selezionati per formare il riferimento
attivo. Inne, questo riferimento può essere ridimensionato usando parametro 3-14 Preset Relative Reference.
Il riferimento messo in scala viene calcolato come segue:
Riferimento = X + X ×
Dove X è il riferimento esterno, il riferimento preimpostato o la somma di questi e Y è parametro 3-14 Preset Relative
Reference in [%].
Se Y, parametro 3-14 Preset Relative Reference viene impostato su 0%, il riferimento non è interessato dalla scala.
100
Y
no a 8 riferimenti preimpostati. Il riferimento preimpostato
Parametro 5-40 Function Relay [0]
Funzione relè
Parametro 5-40 Function Relay [1]
Funzione relè
Parametro 6-10 Terminal 53 Low
Voltage
Parametro 6-11 Terminal 53 High
Voltage
Parametro 6-14 Terminal 53 Low Ref./
Feedb. Value
Parametro 6-15 Terminal 53 High Ref./
Feedb. Value
Parametro 6-22 Corr. bassa morsetto540,00-20,00 mA4,00 mAImmettere la corrente che corrisponde al
Parametro 6-23 Corrente alta morsetto540-10 V10 VImmettere la corrente che corrisponde al
Parametro 6-24 Terminal 54 Low Ref./
Feedb. Value
Parametro 6-25 Terminal 54 High Ref./
Feedb. Value
[0] Nessuna funzione
[1] Ripristino
[2] Evol. libera neg.
[3] Ruota lib. e ripr. inv.
[4] Arr. rapido (negato)
[5] Freno CC neg.
[6] Stop negato
[7] Interblocco esterno
[8] Avvio
[9] Avv. a impulsi
[10] Inversione
[11] Avv. inversione
[14] Jog
[16] Rif. preimp. bit 0
[17] Rif. preimp. bit 1
[18] Rif. preimp. bit 2
[19] Blocco riferimento
[20] Blocco uscita
[22] Speed down
[23] Selez. setup bit 0
[34] Rampa bit 0
[52] Abilitaz. avviam.
[53] Avviam. manuale
[54] Avviam. autom.
[60] Cont. A (increm.)
[61] Cont. A (decrem.)
[62] Ripristino cont. A
[63] Cont. B (increm.)
[64] Cont. B (decrem.)
[65] Ripristino cont. B
Vedere parametro 5-40 Function
Relay
Vedere parametro 5-40 Function
Relay
0-10 V0,07 VImmettere la tensione che corrisponde al
0-10 V10 VImmettere la tensione che corrisponde al
-4999 - 499930Immettere il valore di riferimento che
-4999 - 4999200Immettere il valore di riferimento che
-0,00-20,00 mA20,00 mAImmettere il valore di riferimento che
-4999 - 4999In funzione della
VLT® Compressor Drive CDS 803
[6] Stop negatoSelezionare la funzione di ingresso per il
AllarmePer controllare il relè di uscita 1 selezionare
In funzionePer controllare il relè di uscita 2 selezionare
dimensione
morsetto 27.
questa funzione.
questa funzione.
valore di riferimento basso.
valore di riferimento alto.
corrisponde alla tensione impostata in
parametro 6-10 Terminal 53 Low Voltage.
corrisponde alla tensione impostata in
parametro 6-11 Terminal 53 High Voltage.
valore di riferimento basso.
valore di riferimento alto.
corrisponde alla corrente impostata in
parametro 6-20 Tens. bassa morsetto 54.
Immettere il valore di riferimento che
corrisponde alla corrente impostata in
parametro 6-21 Tensione alta morsetto 54.
Parametro 20-00 Fonte retroazione 1[0] Nessuna funzione
[1] Ingresso analogico 53
[2] Ingresso analogico 54
[3] Ingr. frequenza 29
[100] Bus retroazione 1
[101] Bus retroazione 2
Parametro 20-01 Conversione
retroazione 1
[0] Lineare
[1] Radice quadrata
[0] Par. dig. e di
com.
[0] FCSelezionare il protocollo per la porta RS485
[2] 9600 BaudSelezionare il baud rate per la porta RS485.
[0] Nessuna
funzione
[0] LineareSelezionare come calcolare la retroazione
Selezionare se il digitale, il bus o una
combinazione di entrambi debba controllare il
convertitore di frequenza.
integrata.
Selezionare quale ingresso viene utilizzato
come fonte del segnale di retroazione.
22
Tabella 2.3 Setup applicazioni anello chiuso
2.6.7 Regolazione del controllore ad anello
chiuso del convertitore di frequenza
Una volta che il controllore ad anello chiuso del convertitore di frequenza è stato impostato, vericare le
prestazioni del controllore. Spesso le prestazioni possono
essere accettabili se si usano i valori predeniti di
parametro 20-93 PI Proportional Gain e parametro 20-94 PI
Integral Time. Tuttavia, talvolta può essere utile ottimizzare
questi valori dei parametri per ottenere una risposta più
rapida del sistema controllando allo stesso tempo la
sovraelongazione della velocità.
2.6.8 Regolazione PI manuale
1.Avviare il compressore.
2.Impostare il parametro 20-93 PI Proportional Gain
a 0,3 e aumentarlo nché il segnale di retroazione
2.7 Considerazioni generali sull'EMC
2.7.1 Considerazioni generali sulle emissioni EMC
non comincia a oscillare. Se necessario, avviare e
arrestare il convertitore di frequenza o eettuaremodiche graduali nel setpoint per tentare di
provocare oscillazioni. Quindi, ridurre il guadagno
proporzionale PI nché il segnale di retroazione
non si stabilizza. In seguito ridurre il guadagno
proporzionale del 40–60%.
3.Impostare il parametro 20-94 PI Integral Time a 20
s e ridurre il valore nché il segnale di retroazione
non comincia a oscillare. Se necessario, avviare e
arrestare il convertitore di frequenza o eettuaremodiche graduali nel setpoint per tentare di
provocare oscillazioni. Aumentare il tempo di
integrazione PI nché il segnale di retroazione
non si stabilizza. In seguito, aumentare il tempo
di integrazione del 15–50%.
Il convertitore di frequenza (e altri dispositivi elettrici) genera campi elettronici o magnetici che possono interferire con
l'ambiente d'utilizzo. La compatibilità elettromagnetica (EMC) di questi
eetti dipende dalla potenza e dalle caratteristiche
armoniche dei dispositivi.
Un'interazione incontrollata tra dispositivi elettrici in un sistema può ridurre la compatibilità e compromettere il funzionamento. L'interferenza può assumere la forma della distorsione armonica di rete, di scariche elettrostatiche, di rapide
uttuazioni di tensione o di interferenze ad alta frequenza. I dispositivi elettrici generano interferenze e sono interessati da
interferenze da altre sorgenti generate.
Burst/transitorio si vericano solitamente a frequenze comprese tra 150 kHz e 30 MHz. L'interferenza trasportata dall'aria
proveniente dal convertitore di frequenza nel campo compreso tra 30 MHz e 1 GHz è generata dall'inverter, dal cavo motore
e dal compressore.
22
Le correnti capacitive presenti nel cavo motore unite a un elevato valore dU/dt dalla tensione del compressore generano
correnti di dispersione, come mostrato in Disegno 2.7.
L'uso di un cavo motore schermato aumenta la corrente di dispersione (vedere Disegno 2.7), in quanto tali cavi sono dotati
di maggiore capacità verso terra rispetto ai cavi non schermati. Se la corrente di dispersione non è ltrata, provoca
interferenze maggiori sulla rete nel campo di radiofrequenza al di sotto di circa 5 MHz. Poiché la corrente di dispersione (I1)
viene ritrasportata all'unità attraverso lo schermo (I3), all'inizio esisterà solo un piccolo campo elettromagnetico (I4) dal cavo
motore schermato secondo Disegno 2.7.
Lo schermo riduce l'interferenza irradiata, ma aumenta l'interferenza a bassa frequenza sulla rete. Collegare lo schermo del
cavo motore al contenitore del convertitore di frequenza e a quello del compressore. A tal ne è consigliabile utilizzare
ssaggi schermo integrati in modo da evitare terminali dello schermo attorcigliati (pigtails). Questi aumentano l'impedenza
dello schermo alle frequenze più alte, riducendo l'eetto di schermatura e aumentando la corrente di dispersione (I4).
Se viene utilizzato un cavo schermato per relè, cavo di comando, interfaccia di segnale e freno, montare lo schermo a
entrambe le estremità del contenitore. In alcune situazioni è tuttavia necessario rimuovere lo schermo per evitare anelli di
corrente.
Nel caso in cui sia necessario posizionare lo schermo su una piastra di installazione del convertitore di frequenza, tale piastra
deve essere di metallo per ricondurre le correnti dello schermo all'unità. Inoltre è necessario assicurare un buon contatto
elettrico dalla piastra di installazione tramite le viti di montaggio allo chassis del convertitore di frequenza.
Se si utilizzano cavi non schermati, è possibile che alcuni requisiti relativi alle emissioni non vengano soddisfatti, nonostante
la maggior parte dei requisiti relativi all'immunità siano rispettati.
Per ridurre il livello di interferenza dell'intero sistema (unità e impianto), è importante che i cavi del compressore e i cavi
freno siano più corti possibile. Evitare di installare i cavi con un livello di segnale sensibile accanto ai cavi compressore e
freno. Interferenze radio a 50 MHz (trasportate dall'aria) vengono generate in particolare dall'elettronica di controllo.
1Filo di terra3Alimentazione di rete CA5 Cavo motore schermato
2Schermo4Convertitore di frequenza6 Motore
Disegno 2.7 Generazione di corrente di dispersione
La norma di prodotto EMC per convertitori di frequenza
denisce 4 categorie (C1, C2, C3 e C4) con requisiti specici
per l'emissione e l'immunità. Tabella 2.4 indica ladenizione delle 4 categorie e la classicazione equivalente
da EN 55011.
Classe di
Categoria Denizione
C1Convertitori di frequenza installati
nel primo ambiente (casa e ucio)
con una tensione di alimentazione
inferiore a 1000 V.
C2Convertitori di frequenza installati
nel primo ambiente (casa e ucio)
con una tensione di alimentazione
inferiore a 1000 V che non sono né
di tipo plug-in né spostabili e sono
concepiti per essere installati e
messi in funzione da un professionista.
C3Convertitori di frequenza installati
nel secondo ambiente (industriale)
con una tensione di alimentazione
inferiore a 1000 V.
emissione
equivalente in
EN 55011
Classe B
Classe A
gruppo 1
Classe A
gruppo 2
Classe di
Categoria Denizione
C4Convertitori di frequenza installati
nel secondo ambiente con una
tensione di alimentazione uguale o
superiore a 1000 V e una corrente
nominale uguale o superiore a 400
A oppure concepiti per l'uso in
sistemi complessi.
Tabella 2.4 Correlazione tra IEC 61800-3 e EN 55011
emissione
equivalente in
EN 55011
Senza linea
limite.
Realizzare un
piano EMC.
Quando vengono adottate le norme generiche di
emissione (condotta), i convertitori di frequenza devono
rispettare i limiti in Tabella 2.5.
Classe di
Ambiente
Primo ambiente
(casa e ucio)
Secondo
ambiente
(ambiente
industriale)
Norma di emissione
generica
EN/IEC 61000-6-3 Norma di
emissione per ambienti
residenziali, commerciali e di
industria leggera.
EN/IEC 61000-6-4 Norma di
emissione per ambienti
industriali.
emissione
equivalente in
EN 55011
Classe B
Classe A gruppo
1
22
Tabella 2.5 Correlazione tra le norme di emissione generiche
emissione EN 55011
2.7.3 Risultati test EMC
I seguenti risultati dei test sono stati ottenuti usando un sistema composto da un convertitore di frequenza, un cavo di
comando schermato, un quadro di controllo con potenziometro e un cavo schermato motore.
Tipo di
ltro
RFI
Ambiente industriale
EN 55011 Classe A2EN 55011 Classe A1EN 55011 Classe BEN 55011 Classe A1EN 55011 Classe B
Filtro RFI H4 (classe A1)
CDS
803
IP20
Tabella 2.6 Risultati dei test
Emissione condotta. Lunghezza del cavo schermato massima [m]Emissione irradiata
Un convertitore di frequenza assorbe dalla rete una
corrente non sinusoidale che aumenta la corrente di
ingresso I
trasformata con l'analisi di Fourier e suddivisa in forme
d'onda di corrente sinusoidali con dierenti frequenze, vale
a dire con dierenti correnti armoniche In aventi una
frequenza di base di 50 Hz:
I
Hz50250350
. Una corrente non sinusoidale viene
RMS
1
I
5
I
7
Apparecchiature collegate alla rete di alimentazione
pubblica
OpzioniDenizione
1IEC/EN 61000-3-2 Classe A per apparati trifase
bilanciati (apparati professionali con potenze no a
1 kW in totale).
2IEC/EN 61000-3-12 Apparati 16–75 A e apparati
professionali da 1 kW no a 16 A di corrente di fase.
Tabella 2.8 Apparecchiature collegate
2.8.3 Risultati del test armoniche
Tabella 2.7 Correnti armoniche
Le armoniche non contribuiscono direttamente al consumo
di potenza, ma aumentano le perdite di calore nell'impianto (trasformatore, cavi). Quindi, negli impianti con
un'elevata percentuale di carico di raddrizzamento, è
necessario mantenere le correnti armoniche a un livello
basso per evitare il sovraccarico del trasformatore e
temperature elevate nei cavi.
Disegno 2.8 Bobine del circuito intermedio
AVVISO!
Alcune delle correnti armoniche potrebbero generare
disturbi per i dispositivi di comunicazione collegati allo
stesso trasformatore o provocare risonanza con batterie
con correzione del fattore di potenza.
Per assicurare correnti armoniche basse, il convertitore di
frequenza è dotato per default di bobine del circuito
intermedio. Ciò riduce di norma la corrente di ingresso I
del 40%.
La distorsione di tensione dell'alimentazione di rete
dipende dalle dimensioni delle correnti armoniche
moltiplicate per l'impedenza di rete alla frequenza in
questione. La distorsione di tensione complessiva THD
viene calcolata in base alle singole armoniche di tensione
mediante questa formula:
2
2
THD % = U
+ U
5
+ ... + U
7
2
N
(UN% di U)
RMS
(emissioni)
Le taglie di potenza no a PK75 in T4 e P3K7 in T2 sono
conformi a IEC/EN 61000-3-2 Classe A. Le taglie di potenza
da P1K1 e no a P18K in T2 e no a P90K in T4 sono
conformi a IEC/EN 61000-3-12, tabella 4.
Corrente armonica individuale In/I1 (%)
I
Eettiva 6,0–10
kW, IP20, 200 V
(tipica)
Limite per
R
≥120
sce
Eettiva 6,0–10
kW, 200 V (tipica)
Limite per
R
≥120
sce
Tabella 2.9 Corrente armonica 6,0–10 kW, 200 V
Corrente armonica individuale In/I1 (%)
I
Eettiva 6,0–10
kW, IP20, 380–
480 V (tipica)
Limite per
R
≥120
sce
Eettiva 6,0–10
kW, 380–480 V
(tipica)
Limite per
R
≥120
sce
Tabella 2.10 Corrente armonica 6,0–10 kW, 380–480 V