Danfoss CDS 803 Design guide [de]

MAKING MODERN LIVING POSSIBLE

Projektierungshandbuch

VLT® Compressor Drive CDS 803

www.danfoss.de/vlt

Inhaltsverzeichnis Projektierungshandbuch

Inhaltsverzeichnis

1 Einführung

1.1 Zielsetzung des Handbuchs

1.2 Dokument- und Softwareversion

1.3 Sicherheitssymbole

1.4 Abkürzungen

1.5 Zusätzliche Materialien

1.6 Definitionen

1.7 Leistungsfaktor

2 Produktübersicht

2.1 Sicherheit

2.2 CE-Kennzeichnung

2.3 Luftfeuchtigkeit

2.4 Aggressive Umgebungsbedingungen

2.5 Vibrationen und Erschütterungen

2.6 Regelungsstrukturen

2.6.1 Regelungsstruktur ohne Rückführung 12

2.6.2 Hand-Steuerung (Hand On) und Fern-Betrieb (Auto On) 13

2.6.3 Regelungsstruktur (Regelung mit Rückführung) 13

2.6.4 Istwertumwandlung 14

2.6.5 Sollwertverarbeitung 14

2.6.6 Kurzanleitung für PI-Einstellungen 16

2.6.7 Optimierung des PID-Reglers 19

2.6.8 Manuelle PI-Anpassung 19

2.7 Allgemeine EMV-Aspekte

2.7.1 Allgemeine Aspekte von EMV-Emissionen 19

2.7.2 Emissionsanforderungen 21

2.7.3 EMV-Prüfergebnisse 21

2.8 Oberschwingungen

2.8.1 Übersicht über Oberwellenemissionen 22

2.8.2 Oberschwingungsemissionsanforderungen 22

2.8.3 Prüfergebnisse für Oberschwingungsströme (Emission) 22

2.8.4 Störfestigkeitsanforderungen 23

2.9 Galvanische Trennung (PELV)

2.10 Erdableitstrom

2.11 Extreme Betriebszustände

3 Auswahl

3.1 Optionen und Zubehör

3.1.1 Bedieneinheit (LCP) 25

Inhaltsverzeichnis

VLT® Compressor Drive CDS 803

3.1.2 LCP-Montage an der Vorderseite des Bedienteils 25

3.1.3 IP21/TYP 1 Gehäusesatz 26

3.1.4 Abschirmblech 27

4 Bestellen des Frequenzumrichters

4.1 Konfiguration

4.2 Bestellnummern

5 Installation

5.1 Mechanische Abmessungen

5.1.1 Abmessungen 30

5.1.2 Transportmaße 30

5.1.3 Seite-an-Seite-Installation 31

5.2 Elektrische Daten

5.2.1 Elektrische Anschlussübersicht 32

5.2.2 Allgemeines zur elektrischen Installation 33

5.2.3 Netz- und Kompressoranschluss 33

5.2.4 Sicherungen 35

5.2.5 EMV-gerechte elektrische Installation 36

5.2.6 Steuerklemmen 38

6 Programmieren

6.1 Programmieren mit der MCT 10 Konfigurationssoftware

6.2 Bedieneinheit (LCP)

6.3 Menüs

6.3.1 Statusmenü 40

6.3.2 Quick-Menü 40

6.3.3 Main Menu 48

6.4 Schnelle Übertragung von Parametereinstellungen zwischen mehreren Frequenzumrichtern

6.5 Anzeigen und Programmieren von indizierten Parametern

6.6 Sie können die Werkseinstellungen des Frequenzumrichters auf zwei Weisen initialisieren.

7 RS485 Installation und Konfiguration

7.1 RS485

7.1.1 Übersicht 50

7.1.2 Netzwerkverbindung 51

7.1.3 Hardware-Konfiguration des Frequenzumrichters 51

7.1.4 Parametereinstellungen für Modbus-Kommunikation 51

7.1.5 EMV-Schutzmaßnahmen 52

7.2 Übersicht zum FC-Protokoll

Inhaltsverzeichnis Projektierungshandbuch

7.3 Netzwerkkonfiguration

7.4 Aufbau der Telegrammblöcke für FC-Protokoll

7.4.1 Inhalt eines Zeichens (Byte) 53

7.4.2 Telegrammaufbau 53

7.4.3 Telegrammlänge (LGE) 53

7.4.4 Frequenzumrichteradresse (ADR) 53

7.4.5 Datensteuerbyte (BCC) 53

7.4.6 Das Datenfeld 54

7.4.7 Das PKE-Feld 55

7.4.8 Parameternummer (PNU) 55

7.4.9 Index (IND) 55

7.4.10 Parameterwert (PWE) 55

7.4.11 Vom Frequenzumrichter unterstützte Datentypen 56

7.4.12 Umwandlung 56

7.5 Beispiele

7.6 Übersicht zu Modbus RTU

7.6.1 Was der Anwender bereits wissen sollte 57

7.6.2 Was der Benutzer bereits wissen sollte 57

7.6.3 Übersicht 57

7.6.4 Frequenzumrichter mit Modbus RTU 58

7.7 Netzwerkkonfiguration

7.8 Aufbau der Modbus RTU-Telegrammblöcke

7.8.1 Einführung 58

7.8.2 Modbus RTU-Telegrammaufbau 58

7.8.3 Start-/Stoppfeld 59

7.8.4 Adressfeld 59

7.8.5 Funktionsfeld 59

7.8.6 Datenfeld 59

7.8.7 CRC-Prüffeld 59

7.8.8 Spulenregisteradressierung 60

7.8.9 Steuern des Frequenzumrichters 61

7.8.10 Von Modbus RTU unterstützte Funktionscodes 61

7.8.11 Modbus-Ausnahmecodes 62

7.9 Zugriff auf Parameter

7.9.1 Parameterverarbeitung 62

7.9.2 Datenspeicherung 63

7.10 Beispiele

7.10.1 Spulenzustand lesen (01 HEX) 63

7.10.2 Einzelne Spule erzwingen/schreiben (05 HEX) 64

7.10.3 Mehrere Spulen zwangsetzen/schreiben (0F Hex) 64

Inhaltsverzeichnis

VLT® Compressor Drive CDS 803

7.10.4 Halteregister lesen (03 Hex) 64

7.10.5 Voreingestelltes, einzelnes Register (06 Hex) 65

7.10.6 Voreingestellte multiple Register (10 Hex) 65

7.11 Danfoss FU-Steuerprofil

7.11.1 Steuerwort gemäß FC-Profil (8-10 Protokoll = FC-Profil) 66

7.11.2 Zustandswort gemäß FC-Profil (ZSW) (Parameter 8-30 Protocol = FC-Profil) 67

7.11.3 Bus (Drehzahl) Sollwert 69

8 Allgemeine technische Daten

8.1 Netzversorgung - Spezifikationen

8.1.1 Netzversorgung 3 x 200-240 V AC 70

8.1.2 Netzversorgung 3 x 380–480 V AC 71

8.2 Allgemeine technische Daten

8.3 Störgeräusche oder Vibrationen

8.4 Leistungsreduzierung aufgrund Umgebungstemperatur und Taktfrequenz

Index

Einführung Projektierungshandbuch

1 Einführung

1.1 Zielsetzung des Handbuchs

Dieses Projektierungshandbuch ist für Projektingenieure und Anlagenbauer, Planungsberater sowie Anwendungsund Produktspezialisten bestimmt. Es enthält technische Informationen zu den Möglichkeiten und Funktionen des Frequenzumrichters zur Integration in Steuerungs- und Überwachungssysteme für Motoren. Detaillierte Informationen bezüglich Betrieb, Anforderungen und Empfehlungen für die Systemintegration sind ebenfalls enthalten. Zudem enthält das Handbuch Informationen zu Eingangsleistungseigenschaften, dem Ausgang für die Motorsteuerung und Betriebsumgebungsbedingungen für den Frequenzumrichter.

Ebenfalls enthalten sind:

Sicherheitsmerkmale.

•

Überwachung der Fehlerbedingung.

•

Berichtsfunktionen zur Betriebsbereitschaft

•

Serielle Kommunikationsfunktionen.

•

Programmierbare Optionen und Merkmale.

•

Zudem verfügt der Frequenzumrichter über Designdetails wie:

Standortanforderungen.

•

Kabel.

•

Sicherungen.

•

Steuerleitungen.

•

Gerätegrößen und Gewichte.

•

Weitere wichtige Informationen für die Systemin-

•

tegration.

Die Verfügbarkeit aller detaillierten Produktinformationen in der Projektierungsphase ist für die Entwicklung einer ausgereiften Anlage mit optimaler Funktionalität und Effizienz sehr hilfreich.

VLT® ist eine eingetragene Marke.

Dokument- und Softwareversion

1.2

Dieses Handbuch wird regelmäßig geprüft und aktualisiert. Alle Verbesserungsvorschläge sind willkommen. Tabelle 1.1 zeigt die Dokumentenversion und die entsprechende Softwareversion an.

Ausgabe Anmerkungen Softwareversion

MG18N2xx – 1,20

Tabelle 1.1 Dokument- und Softwareversion

Sicherheitssymbole

1.3

Dieses Handbuch verwendet folgende Symbole:

WARNUNG

Weist auf eine potenziell gefährliche Situation hin, die zu schweren oder tödlichen Verletzungen führen kann.

VORSICHT

Weist auf eine potenziell gefährliche Situation hin, die zu leichten oder mittleren Verletzungen führen kann. Die Kennzeichnung kann ebenfalls als Warnung vor unsicheren Verfahren dienen.

HINWEIS

Weist auf eine wichtige Information hin, z. B. eine Situation, die zu Geräte- oder sonstigen Sachschäden führen kann.

1.4 Abkürzungen

°C A Ampere AC Wechselstrom AMA Automatische Motoranpassung AUG. American Wire Gauge = Amerikanisches

DC Gleichstrom EMV Elektromagnetische Verträglichkeit ETR Elektronisches Thermorelais FC Frequenzumrichter f

M,N

g Gramm Hz Hertz I

INV

LIM

M,N

VLT,MAX

VLT,N

kHz Kilohertz LCP Local Control Panel (LCP Bedieneinheit) m Meter mA Milliampere MCT Motion Control Tool mH Millihenry (Induktivität) min Minute ms Millisekunden nF Nanofarad

Grad Celsius

Drahtmaß

Motornennfrequenz

Wechselrichter-Nennausgangsstrom Stromgrenze Motornennstrom Der maximale Ausgangsstrom Der vom Frequenzumrichter gelieferte Ausgangsnennstrom

1 1

Einführung

VLT® Compressor Drive CDS 803

Nm Newtonmeter n

M,N

PCB Leiterplatte PELV PELV (Schutzkleinspannung - Protective

Regen Generatorische Klemmen U/min [UPM] Umdrehungen pro Minute s Sekunde T

LIM

M,N

V Volt

Tabelle 1.2 Abkürzungen

Synchrone Motordrehzahl Motornennleistung

Extra Low Voltage)

Drehmomentgrenze Motornennspannung

Eingang

Sie können den angeschlossenen Kompressor über das LCP und die Digitaleingänge starten und stoppen. Die Funktionen sind in zwei Gruppen unterteilt. Funktionen in Gruppe 1 haben eine höhere Priorität als Funktionen in Gruppe 2.

Tabelle 1.3 Steuerbefehle

Gruppe1Reset, Motorfreilauf, Reset

und Motorfreilauf, Schnellstopp, DCBremsung, Stopp und [Off]-Taste am LCP. Start, Puls-Start,

Gruppe 2

Reversierung, Start + Reversierung, Festdrehzahl JOG und Ausgangsfrequenz speichern

Kompressor

1.5 Zusätzliche Materialien

Compressor Drive CDS 803 Kurzanleitung

VLT

•

enthält Basisinformation zu mechanischen Abmessungen, Installation und Programmierung.

VLT® Compressor Drive CDS 803 Programmier-

•

handbuch enthält Informationen zur Programmierung und eine vollständige Beschreibung aller Parameter.

VLT® Compressor Drive CDS 803 Projektierungs-

•

handbuch enthält alle technischen Informationen zum Frequenzumrichter sowie Informationen zur kundenspezifischen Anpassung und Anwendung.

Mit der PC-basierten Konfigurationssoftware MCT

•

10 Konfigurationssoftware kann der Anwender den Frequenzumrichter über einen PC mit

Windows™ konfigurieren.

Danfoss Technische Literatur von erhalten Sie in gedruckter Form von Ihrer örtlichen Danfoss-Vertriebsniederlassung:

vlt-drives.danfoss.com/Support/Technical-Documentation/

Definitionen

1.6

Frequenzumrichter I

VLT,MAX

Der maximale Ausgangsstrom des Frequenzumrichters.

VLT,N

JOG

Die Motorfrequenz (Festfrequenz „Jog“), wählbar über Digitaleingang oder Bus, wenn die Funktion Festdrehzahl JOG aktiviert ist.

Die Motorfrequenz.

MAX

Die maximale Kompressorfrequenz.

MIN

Die minimale Kompressorfrequenz.

M,N

Die Motornennfrequenz (Typenschilddaten).

Der Motorstrom.

M,N

Der Motornennstrom (Typenschilddaten).

M,N

Die Nenndrehzahl des Motors (Typenschilddaten).

M,N

Die Motornennleistung (Typenschilddaten).

Die Momentanspannung des Motors.

M,N

Die Motornennspannung (Typenschilddaten).

Der vom Frequenzumrichter gelieferte Ausgangsnennstrom.

VLT, MAX

Die maximale Ausgangsspannung des Frequenzumrichters.

Einführung Projektierungshandbuch

Losbrechmoment

Abbildung 1.1 Losbrechmoment

VLT

Der Wirkungsgrad des Frequenzumrichters ist definiert als das Verhältnis zwischen Leistungsabgabe und Leistungsaufnahme.

Einschaltsperrbefehl

Ein Stoppbefehl, der zur Gruppe 1 der Steuerbefehle gehört – siehe Tabelle 1.3.

Stoppbefehl

Siehe Steuerbefehle, Tabelle 1.3.

Sollwerteinstellung Analogsollwert

Ein Sollwertsignal an den Analogeingängen 53 oder 54 (Spannung oder Strom).

Bussollwert

Ein an die serielle Kommunikationsschnittstelle (FC-Schnittstelle) übertragenes Signal.

Festsollwert

Ein definierter Festsollwert, einstellbar zwischen -100 % und +100 % des Sollwertbereichs. Sie können bis zu 8 Festsollwerte über die Digitaleingänge auswählen.

Ref

MAX

Bestimmt das Verhältnis zwischen dem Sollwerteingang bei 100 % des Gesamtskalenwerts (in der Regel 10 V, 20 mA) und dem resultierenden Sollwert. Der in Parameter 3-03 Maximum Reference eingestellte maximale Sollwert.

Ref

MIN

Bestimmt das Verhältnis zwischen dem Sollwerteingang bei 0 % (normalerweise 0 V, 0 mA, 4 mA) und dem resultierenden Sollwert. Der in Parameter 3-02 Minimum Reference eingestellte minimale Sollwert.

Verschiedenes Analogeingänge

Die Analogeingänge können verschiedene Funktionen des Frequenzumrichters steuern. Es gibt zwei Arten von Analogeingängen:

Stromeingang, 0-20 mA und 4-20 mA.

•

Spannungseingang, 0–10 V DC.

•

Analogausgänge

Die Analogausgänge können ein Signal von 0–20 mA, 4–20 mA oder ein Digitalsignal ausgeben.

Automatische Motoranpassung (AMA)

Der AMA-Algorithmus bestimmt die elektrischen Parameter für den angeschlossenen Kompressor bei Stillstand.

Digitaleingänge

Die Digitaleingänge können verschiedene Funktionen des Frequenzumrichters steuern.

Digitalausgänge

Der Frequenzumrichter verfügt über zwei programmierbare Ausgänge, die ein 24 V-DC-Signal (max. 40 mA) liefern können.

Relaisausgänge

Der Frequenzumrichter verfügt über 2 programmierbare Relaisausgänge.

ETR

Das elektronische Thermorelais ist eine Berechnung der thermischen Belastung auf Grundlage der aktuellen Belastung und Zeit. Damit lässt sich die Kompressortemperatur schätzen.

Initialisierung

Die Initialisierung (Parameter 14-22 Operation Mode) stellt die Parameter des Frequenzumrichters auf Werkseinstellungen zurück. Parameter 14-22 Operation Mode initialisiert nicht die Kommunikationsparameter.

Arbeitszyklus für Aussetzbetrieb

Der Aussetzbetrieb bezieht sich auf eine Abfolge von Arbeitszyklen. Jeder Zyklus besteht aus einem Belastungsund einem Entlastungszeitraum. Der Betrieb kann periodisch oder aperiodisch sein.

LCP

Das LCP ist ein Bedienteil mit kompletter Benutzeroberfläche zum Steuern und Programmieren des Frequenzumrichters. Das Bedienteil ist abnehmbar, und Sie können es mithilfe des optionalen Einbausatzes bis zu 3 m entfernt vom Frequenzumrichter anbringen (z. B. an einer Schaltschranktür).

lsb

Steht für „Least Significant Bit“, bei binärer Codierung das Bit mit der niedrigsten Wertigkeit.

MCM

Steht für Mille Circular Mil; eine amerikanische Maßeinheit für den Kabelquerschnitt. 1 MCM ≡ 0,5067 mm2.

1 1

Einführung

VLT® Compressor Drive CDS 803

msb

Steht für „Most Significant Bit“; bei binärer Codierung das Bit mit der höchsten Wertigkeit.

Online-/Offline-Parameter

Änderungen der Online-Parameter werden sofort nach Änderung des Datenwertes aktiviert. Drücken Sie [OK], um die Offline-Parameter zu aktivieren.

PI-Regler

Der PI-Regler sorgt durch Anpassung der Ausgangsfrequenz an wechselnde Belastungen für die Aufrechterhaltung der gewünschten Prozessleistung (Druck,

Abschaltblockierung darf nicht zu Zwecken der Personensicherheit verwendet werden.

VT-Kennlinie

Variable Drehmomentkennlinie; typisch bei Anwendungen mit quadratischem Lastmomentverlauf über den Drehzahlbereich, z. B. Kreiselpumpen und Lüfter.

VVC

Im Vergleich zur herkömmlichen U/f-Steuerung bietet die Spannungsvektorsteuerung (VVC+) eine verbesserte Dynamik und Stabilität der Motordrehzahl in Bezug auf Änderungen des Last-Drehmoments.

Temperatur usw.).

1.7 Leistungsfaktor

RCD

Fehlerstromschutzschalter.

Parametersatz

Sie können Parametereinstellungen in zwei Parametersätzen speichern. Sie können zwischen den zwei Parametersätzen wechseln oder einen Satz bearbeiten, während ein anderer Satz gerade aktiv ist.

Schlupfausgleich

Der Frequenzumrichter gleicht den belastungsabhängigen Kompressorschlupf aus, indem er unter Berücksichtigung des Motorersatzschaltbildes und der gemessenen Kompressorlast die Ausgangsfrequenz anpasst (nahezu konstante Drehzahl).

Smart Logic Control (SLC)

SLC ist eine Folge benutzerdefinierter Aktionen, die der Frequenzumrichter ausführt, wenn die SLC die zugehörigen benutzerdefinierten Ereignisse als TRUE (WAHR) auswertet.

Thermistor

Ein temperaturabhängiger Widerstand, mit dem die Temperatur des Frequenzumrichters oder des Kompressors überwacht wird.

Abschaltung

Ein Zustand, der in Fehlersituationen eintritt, z. B. bei einer Übertemperatur des Frequenzumrichters oder wenn der Frequenzumrichter den Kompressor, den Prozess oder den Mechanismus schützt. Der Neustart wird verzögert, bis die Fehlerursache behoben wurde und der Alarmzustand über die [Reset]-Taste am LCP quittiert wird. In einigen Fällen erfolgt die Aufhebung automatisch (durch vorherige Programmierung). Sie dürfen die Abschaltung nicht zu Zwecken der Personensicherheit verwenden.

Abschaltblockierung

Ein Zustand, der in Fehlersituationen eintritt, wenn sich der Frequenzumrichter selbst schützt und ein Eingriff erforderlich ist, z. B. bei einem Kurzschluss am Ausgang des Frequenzumrichters. Sie können eine Abschaltblockierung nur durch Unterbrechen der Netzversorgung, Beheben der Fehlerursache und erneuten Anschluss des Frequenzumrichters aufheben. Der Neustart wird verzögert, bis der Fehlerzustand über die [Reset]-Taste am LCP quittiert wird. In einigen Fällen erfolgt die Aufhebung automatisch (durch vorherige Programmierung). Die

Der Leistungsfaktor gibt an, wie stark ein Frequenzumrichter die Netzversorgung belastet. Der Leistungsfaktor ist das Verhältnis zwischen I1 und I Grundstrom und I

der gesamte Effektivstrom

eff

, wobei I1 der

RMS

einschließlich der Oberwellenströme ist. Je niedriger der Leistungsfaktor, desto höher der I

bei gleicher kW-

eff

Leistung.

3 × U  × I

Leistungs− faktor =

3 × U  × I

1 × COSϕ

EFF

Der Leistungsfaktor einer 3-Phasen-Regelung ist definiert als:

Leistungs− faktor =

 + I

 +  I

EFF

I1 ×  cosϕ1

 +  .  .  + I

dacosϕ1 = 1

EFF

Ein hoher Leistungsfaktor weist darauf hin, dass der Oberschwingungsstrom sehr niedrig ist. Durch die im Frequenzumrichter standardmäßig eingebauten DC-Spulen wird die Netzbelastung durch Oberwellen deutlich reduziert.

Produktübersicht Projektierungshandbuch

2 Produktübersicht

2.1 Sicherheit

2.1.1 Sicherheitsmaßnahmen

Sicherheitsbestimmungen

Trennen Sie den Frequenzumrichter bei Repara-

•

turarbeiten unbedingt vom Netz. Vergewissern Sie sich, dass die Netzversorgung unterbrochen und die erforderliche Zeit verstrichen ist, bevor Sie die Kompressor- und Netzstecker entfernen.

Die Taste [Off/Reset] trennt das System nicht von

•

der Stromversorgung und Sie können sie daher nicht als Sicherheitsschalter verwenden.

Achten Sie auf korrekte Schutzerdung. Außerdem

•

muss der Benutzer gemäß den geltenden nationalen und lokalen Bestimmungen vor der Versorgungsspannung geschützt werden. Entsprechend müssen Sie den Kompressor vor Überlast schützen.

Die Erdableitströme überschreiten 3,5 mA.

•

Der Schutz vor Motorüberlastung wird in

•

Parameter 1-90 Motor Thermal Protection

eingestellt. Wenn Sie diese Funktion wünschen, stellen Sie Parameter 1-90 Motor Thermal

Protection auf den Datenwert [4], [6], [8], [10] ETRAbschaltung] oder Datenwert [3], [5], [7], [9]ETRWarnung ein.

HINWEIS

Die Funktion wird beim 1,16-Fachen des Motornennstroms und der Motornennfrequenz initialisiert. Für den nordamerikanischen Markt: Die ETRFunktionen bieten einen Motorüberlastschutz der Klasse 20 gemäß NEC.

Sie dürfen die Stecker für die Kompressor- und

•

Netzversorgung nicht entfernen, während der Frequenzumrichter an die Netzspannung angeschlossen ist. Vergewissern Sie sich, dass die Netzversorgung unterbrochen und die erforderliche Zeit verstrichen ist, bevor Sie die Kompressor- und Netzstecker entfernen.

Vergewissern Sie sich, dass alle Spannungs-

•

eingänge unterbrochen sind und die erforderliche Zeit verstrichen ist, bevor Sie mit den Reparaturarbeiten beginnen.

Installation in großen Höhenlagen

HOCHSPANNUNG

Bei Anschluss an das Versorgungsnetz führen Frequenzumrichter Hochspannung. Nur qualifiziertes Personal darf Installation, Inbetriebnahme und Wartung durchführen. Erfolgen Installation, Inbetriebnahme und Wartung nicht durch qualifiziertes Personal, kann dies Tod oder schwere Verletzungen zur Folge haben.

UNERWARTETER ANLAUF

Bei Anschluss des Frequenzumrichters an das Wechselstromnetz kann der angeschlossene Motor jederzeit unerwartet anlaufen. Der Frequenzumrichter, der Motor und alle angetriebenen Geräte müssen betriebsbereit sein. Andernfalls können Tod, schwere Verletzungen, Geräte- oder Sachschäden auftreten.

ENTLADEZEIT

Der Frequenzumrichter enthält Zwischenkreiskondensatoren, die auch bei abgeschaltetem Frequenzumrichter geladen sein können. Auch wenn die Warn-LED nicht leuchten, kann Hochspannung anliegen. Das Nichteinhalten der angegebenen Wartezeit nach dem Trennen der Stromversorgung vor Wartungs- oder Reparaturarbeiten kann zum Tod oder zu schweren Verletzungen führen.

WARNUNG

Stoppen Sie den Motor.

•

Trennen Sie das Versorgungsnetz und alle

•

externen DC-Zwischenkreisversorgungen, einschließlich externer Batterie-, USV- und DCZwischenkreisverbindungen mit anderen Frequenzumrichtern.

Trennen oder verriegeln Sie den PM-Motor.

•

Warten Sie, damit die Kondensatoren

•

vollständig entladen können. Die minimale Wartezeit finden Sie in Tabelle 2.1.

Verwenden Sie vor der Durchführung von

•

Wartungs- oder Reparaturarbeiten ein geeignetes Spannungsmessgerät, um sicherzustellen, dass die Kondensatoren vollständig entladen sind.

2 2

VORSICHT

Bei Höhen über 2000 m wenden Sie sich bezüglich der PELV (Schutzkleinspannung – Protective extra low voltage) an Danfoss.

Produktübersicht

VLT® Compressor Drive CDS 803

Spannung

[V]

3x200 4–6,5 15

3x400 4–5 4 3x400 6,5 15

Tabelle 2.1 Entladezeit

Kühlleistung [TR] Mindestwartezeit

(Minuten)

Elektrische Geräte und Komponenten dürfen nicht zusammen mit normalem Hausabfall entsorgt werden. Sie müssen separat mit Elektro- und Elektronik-Altgeräten gemäß den lokalen Bestimmungen und den aktuell gültigen Gesetzen gesammelt werden.

Die EMV-Richtlinie trat am 1. Januar 1996 in Kraft. Danfoss nimmt die CE-Kennzeichnung gemäß der Richtlinie vor und liefert auf Wunsch eine Konformitätserklärung. In diesem Projektierungshandbuch erfahren Sie im entsprechenden Abschnitt, wie eine EMV-gerechte Installation auszuführen ist. Danfoss gibt außerdem die Normen an, denen unsere diversen Produkte entsprechen. Danfoss bietet die in den technischen Daten angegebenen Filter und weitere Unterstützung zum Einhalten der jeweils geforderten EMVGrenzwerte an.

Meistens werden Frequenzumrichter von Fachleuten als komplexes Bauteil eingesetzt, das Teil eines größeren Geräts oder Systems oder einer größeren Anlage ist. Beachten Sie, dass der Installierende die Verantwortung für die endgültigen EMV-Eigenschaften des Geräts, Systems oder der Installation trägt.

2.2 CE-Kennzeichnung

2.2.2 Was unter die Richtlinien fällt

2.2.1 CE-Konformität und CEKennzeichnung

Was ist unter CE-Konformität und dem CE-Zeichen zu verstehen?

Sinn und Zweck des CE-Zeichens ist ein Abbau von technischen Handelsbarrieren innerhalb der EFTA und der EU. Die EU hat das CE-Zeichen als einfache Kennzeichnung für die Übereinstimmung eines Produkts mit den entsprechenden EU-Richtlinien eingeführt. Über die technischen Daten oder die Qualität eines Produkts sagt die CE-Kennzeichnung nichts aus. Frequenzumrichter fallen unter 3 EU-Richtlinien:

Die Maschinenrichtlinie (98/37/EG)

Alle Maschinen mit kritischen beweglichen Teilen unterliegen der Maschinenrichtlinie vom 1. Januar 1995. Da ein Frequenzumrichter ein weitgehend elektrisches System ist, fällt er nicht unter die Maschinenrichtlinie. Wird ein Frequenzumrichter jedoch für den Einsatz in einer Maschine geliefert, so stellt Danfoss Informationen zu Sicherheitsaspekten des Motors zur Verfügung. Dies tut Danfoss mithilfe der Herstellerdeklaration.

Die Niederspannungsrichtlinie (73/23/EWG)

Frequenzumrichter müssen seit 1. Januar 1997 die CEKennzeichnung in Übereinstimmung mit der Niederspannungsrichtlinie erfüllen. Die Richtlinie gilt für alle elektrischen Betriebsmittel, Bauteile und Geräte im Spannungsbereich von 50–1000 V AC und 75–1500 V DC. Danfoss nimmt die CE-Kennzeichnung gemäß der Richtlinie vor und liefert auf Wunsch eine Konformitätserklärung.

Die EMV-Richtlinie (2004/108/EG)

EMV ist die Abkürzung für elektromagnetische Verträglichkeit. Elektromagnetische Verträglichkeit bedeutet, dass die gegenseitigen elektronischen Störungen zwischen verschiedenen Bauteilen bzw. Geräten so gering sind, dass sie die Funktion der Geräte nicht beeinflussen.

In dem in der EU geltenden „Leitfaden zur Anwendung der Richtlinie 89/336/EWG des Rates“ werden für den Einsatz von n drei theoretische Situationen genannt. Darin sind auch Anforderungen zu EMV und CE-Kennzeichnung enthalten.

1. Der wird direkt im freien Handel an den Endkunden verkauft. Der wird zum Beispiel in einem Heimwerkermarkt verkauft. Der Endkunde ist nicht sachkundig. Er installiert den selbst, z. B. für ein Heimwerker- oder Haushaltsgerät o. Ä. Für derartige Anwendungen bedarf der der CEKennzeichnung gemäß der EMV-Richtlinie.

2. Der wird für die Installation in einer Anlage verkauft. Die Anlage wird von Fachkräften aufgebaut. Es kann sich dabei z. B. um eine Produktionsanlage oder um eine von Fachleuchten konstruierte und aufgebaute Heizungs- oder Lüftungsanlage handeln. Weder der noch die fertige Anlage bedürfen einer CEKennzeichnung nach der EMV-Richtlinie. Die Anlage muss jedoch den grundlegenden Anforderungen der EMV-Richtlinie entsprechen. Dies kann der Anlagenbauer durch den Einsatz von Bauteilen, Geräten und Systemen sicherstellen, die eine CE-Kennzeichnung gemäß der EMVRichtlinie besitzen.

3. Der wird als Teil eines Komplettsystems verkauft. Das System wird als Kompletteinheit angeboten, z. B. eine Klimaanlage. Das gesamte System muss gemäß der EMV-Richtlinie die CE-Kennzeichnung tragen. Dies kann der Hersteller entweder durch den Einsatz CE-gekennzeichneter Bauteile gemäß EMV-Richtlinie oder durch Überprüfung der EMVEigenschaften des Systems gewährleisten. Entscheidet er sich dafür, nur CE-gekennzeichnete

Produktübersicht Projektierungshandbuch

Bauteile einzusetzen, so braucht das Gesamtsystem nicht getestet zu werden.

2.2.3 Danfoss Frequenzumrichter und CEKennzeichnung

Das CE-Zeichen ist eine gute Sache, wenn es seinem eigentlichen Zweck entsprechend eingesetzt wird, nämlich der Vereinfachung des Handelsverkehrs innerhalb der EU und der EFTA.

Allerdings kann das CE-Zeichen viele verschiedene technische Daten abdecken. Sie müssen also prüfen, was durch ein bestimmtes CE-Zeichen tatsächlich gedeckt ist.

Die gedeckten Spezifikationen können unterschiedlich sein, und ein CE-Zeichen kann einem Installateur auch durchaus ein falsches Sicherheitsgefühl vermitteln, wenn ein Frequenzumrichter als Bauteil eines Systems oder Geräts eingesetzt wird.

Danfoss CE kennzeichnet die Frequenzumrichter gemäß der Niederspannungsrichtlinie. Dadurch garantiert Danfoss, dass der Frequenzumrichter bei korrekter Installation der Niederspannungsrichtlinie entspricht. Zur Bestätigung, dass unsere CE-Kennzeichnung der Niederspannungsrichtlinie entspricht, stellt Danfoss eine Konformitätserklärung aus.

Das CE-Zeichen gilt auch für die EMV-Richtlinie, unter der Voraussetzung, dass die Hinweise in diesem Handbuch zur EMV-gerechten Installation und Filterung beachtet werden. Auf dieser Grundlage wird eine Konformitätserklärung gemäß EMV-Richtlinie ausgestellt.

Das Projektierungshandbuch bietet detaillierte Anweisungen für eine EMV-gerechte Installation. Außerdem gibt Danfoss die Normen an, denen unsere verschiedenen Produkte entsprechen.

Danfoss bietet gerne weitere Unterstützung, damit optimale EMV-Ergebnisse erzielt werden.

Luftfeuchtigkeit

2.3

Der Frequenzumrichter wurde zur Erfüllung der Norm IEC/EN 60068-2-3, EN 50178 9.4.2.2 bei 50 °C (122 °F) entwickelt.

2.4 Aggressive Umgebungsbedingungen

Ein enthält zahlreiche mechanische und elektronische Bauteile. Alle reagieren mehr oder weniger empfindlich auf Umwelteinflüsse.

VORSICHT

Der darf daher nicht in Umgebungen installiert werden, deren Atmosphäre Flüssigkeiten, Stäube oder Gase enthält, die die elektronischen Bauteile beeinflussen oder beschädigen können. Werden in solchen Fällen nicht die erforderlichen Schutzmaßnahmen getroffen, so verkürzt sich die Lebensdauer des s und es erhöht sich das Risiko von Ausfällen.

Flüssigkeiten können sich schwebend in der Luft befinden und im kondensieren. Dadurch können Bauteile und Metallteile korrodieren. Dampf, Öl und Salzwasser können ebenfalls zur Korrosion von Bauteilen und Metallteilen führen. Für solche Umgebungen empfehlen sich Geräte gemäß Schutzart IP54. Als zusätzlicher Schutz kann ebenfalls eine Beschichtung der Platinen als Option bestellt werden (bei einigen Leistungsgrößen Standard).

Schwebende Partikel, wie z. B. Staub, können zu mechanisch, elektrisch oder thermisch bedingten Ausfällen des s führen. Eine Staubschicht auf dem Ventilator des s ist ein typisches Anzeichen für einen hohen Grad an Schwebepartikeln. In sehr staubiger Umgebung sind Geräte gemäß Schutzart IP54 oder ein zusätzlicher Schaltschrank für Geräte der Schutzart IP20/TYPE 1 zu empfehlen.

In Umgebungen mit hohen Temperaturen und viel Feuchtigkeit lösen korrosionsfördernde Gase (z. B. Schwefel, Stickstoff und Chlorgemische) chemische Prozesse aus, die sich auf die Bauteile des s auswirken.

2 2

2.2.4 Übereinstimmung mit EMV-Richtlinie 2004/108/EG

Wie vorstehend erläutert wird der Frequenzumrichter meistens von Fachleuten als komplexes Bauteil eingesetzt, das Teil eines größeren Geräts, Systems bzw. einer Anlage ist. Beachten Sie, dass der Installierende die Verantwortung für die endgültigen EMV-Eigenschaften des Geräts, Systems oder der Installation trägt. Als Hilfe für den Installateur hat Danfoss EMV-Installationsrichtlinien für das Power-DriveSystem erstellt. Zur Einhaltung der für Power-Drive-Systeme angegebenen Normen und Prüfniveaus müssen die Hinweise zur EMV-gerechten Installation befolgt werden.

Derartige Prozesse ziehen die elektronischen Bauteile sehr schnell in Mitleidenschaft. In solchen Umgebungen empfiehlt es sich, die Geräte in einen extern belüfteten Schrank einzubauen, sodass die aggressiven Gase vom ferngehalten werden. Als zusätzlicher Schutz in solchen Bereichen kann ebenfalls eine Beschichtung der Platinen als Option bestellt werden.

130BB892.10

100%

-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

Produktübersicht

VLT® Compressor Drive CDS 803

HINWEIS

Die Aufstellung eines s in aggressiven Umgebungsbedin-

gungen verkürzt die Lebensdauer des Geräts erheblich und erhöht das Risiko von Ausfällen.

Vor der Installation des s muss die Umgebungsluft auf Flüssigkeiten, Stäube und Gase geprüft werden. Dies kann z. B. geschehen, indem man bereits vorhandene Installa-

2.5 Vibrationen und Erschütterungen

Der Frequenzumrichter ist gemäß den angegebenen Normen geprüft (Tabelle 2.2).

Der Frequenzumrichter entspricht den Anforderungen für Geräte zur Wandmontage, sowie bei Montage an Maschinengestellen oder in Schaltschränken.

tionen am betreffenden Ort näher in Augenschein nimmt. Typische Anzeichen für schädigende atmosphärische Flüssigkeiten sind an Metallteilen haftendes Wasser, Öl oder Korrosionsbildung an Metallteilen.

Übermäßige Mengen Staub finden sich häufig an

IEC/EN 60068-2-6 Schwingung (sinusförmig) - 1970 IEC/EN 60068-2-64 Schwingung, Breitbandrauschen

(digital geregelt)

Tabelle 2.2 Normen

Gehäusen und vorhandenen elektrischen Installationen. Ein Anzeichen für aggressive Schwebegase sind Schwarzverfärbungen von Kupferstäben und Kabelenden in vorhandenen Installationen.

2.6 Regelungsstrukturen

Auswahl von Betrieb mit oder ohne Rückführung in Parameter 1-00 Configuration Mode.

2.6.1 Regelungsstruktur ohne Rückführung

Abbildung 2.1 Struktur ohne Rückführung

In der in Abbildung 2.1 dargestellten Konfiguration ist Parameter 1-00 Regelverfahren auf [0] Regelung ohne Rückführung eingestellt. Der Frequenzumrichter empfängt aus dem Sollwertsystem den resultierenden Sollwert oder den Ortsollwert. Er verarbeitet sie in der Rampen- und Drehzahlbegrenzung, bevor er sie an die Motorsteuerung sendet. Der Ausgang der Motorsteuerung wird dann durch die maximale Frequenzgrenze beschränkt.

Hand On

Oﬀ Reset

Auto On

130BB893.10

7-30 PI

Normal/Inverse

Control

Reference

Feedback

Scale to speed

P 4-10

Motor speed

direction

To motor control

130BB894.11

100%

-100%

100%

*[-1]

Produktübersicht Projektierungshandbuch

2.6.2 Hand-Steuerung (Hand On) und Fern-Betrieb (Auto On)

Der Frequenzumrichter kann manuell über das Bedienteil vor Ort (LCP) oder aus der Ferne über Analog-/Digitaleingänge oder serielle Schnittstellen betrieben werden. Falls in Parameter 0-40 [Hand on] Key on LCP, Parameter 0-44 [Off/Reset] Key on LCP und Parameter 0-42 [Auto on] Key on LCP gestattet, können Sie den Frequenzumrichter mit den LCP-Tasten [Hand On] und [Off/Reset] steuern. Alarme können mithilfe der [Off/Reset]-Taste quittiert werden.

Abbildung 2.2 LCP-Tasten

Der Ortsollwert versetzt das Regelverfahren in eine Regelung ohne Rückführung, die unabhängig von den Einstellungen in Parameter 1-00 Regelverfahren ist.

Der Ortsollwert wird bei einem Ausschalten wiederhergestellt.

2.6.3 Regelungsstruktur (Regelung mit Rückführung)

Der interne Regler macht den Frequenzumrichter zu einem Teil des geregelten Systems. Der Frequenzumrichter empfängt ein Istwertsignal von einem Sensor im System. Daraufhin vergleicht er diesen Istwert mit einem Sollwert und erkennt ggf. eine Abweichung zwischen diesen beiden Signalen. Zum Ausgleich dieser Abweichung passt er dann die Drehzahl des Motors an.

2 2

Beispiel: Eine Anwendung, in der die Drehzahl so geregelt werden muss, dass der statische Druck in einer Leitung konstant bleibt. Der gewünschte statische Druckwert wird als Sollwert an den Frequenzumrichter übermittelt. Ein statischer Drucksensor misst den tatsächlichen statischen Druck in der Leitung und übermittelt diesen als Istwertsignal an den Frequenzumrichter. Wenn das Istwertsignal größer ist als der Sollwert, wird der Frequenzumrichter verlangsamt und verringert so den Druck. In dem ähnlich gelagerten Fall, dass der Leitungsdruck niedriger ist als der Sollwert, beschleunigt der Frequenzumrichter automatisch zur Erhöhung des von der Pumpe gelieferten Drucks.

Abbildung 2.3 Regelungsstruktur (Regelung mit Rückführung)

Auch wenn der Regler des Frequenzumrichters oft bereits mit den voreingestellten Werten für zufriedenstellende Leistung sorgt, kann die Regelung des Systems durch Anpassung einiger Reglerparameter oft noch verbessert werden.

130BB895.10

Ref. signal

Desired ow

FB conversion

Ref.

Flow

FB signal

Flow

P 20-01

Drehzahl- steuerung

Regel- verfahren

Eingangsbefehl:

Sollw. speich.

PID-Regler

Skalieren auf UPM oder Hz

Skalieren auf Prozesseinheit

Fernsollwert

±200 %

Istwert-verarbeitung

Fern- sollwert in %

maxRefPCT

minRefPct

min.-max. Sollw.

Sollw. speichern & Sollwert verringern/ erhöhen

±100 %

Eingangsbefehle:

Drehzahl auf/Drehzahl ab

±200 %

Relativer Sollwert = X+X*Y/100

±200 %

Externer Sollwert in %

±200 %

Parameterwahl: Variabler Sollwert 1,2,3

±100 %

Festsollwert

Eingangsbefehl: Festsollwert Bit0, Bit1, Bit2

Relativ. Skalierungssollwert

Interne Ressource

Relativer Festsollwert

±100 %

Festsollwert 0 ±100 % Festsollwert 1 ±100 % Festsollwert 2 ±100 %

Festsollwert 3 ±100 % Festsollwert 4 ±100 % Festsollwert 5 ±100 % Festsollwert 6 ±100 % Festsollwert 7 ±100 %

Externe Ressource 1

Keine Funktion

Analogsollwert ±200 %

Bus Sollwert ±200 %

Externe Ressource 2

Keine Funktion

Analogsollwert ±200 %

Bus Sollwert ±200 %

Externe Ressource 3

Keine Funktion

Analogsollwert ±200 %

Bus Sollwert ±200 %

130BB900.10

Produktübersicht

2.6.4 Istwertumwandlung

VLT® Compressor Drive CDS 803

Durchflussrückführung verwendet werden. Da die Quadratwurzel des Drucks proportional zum Durchfluss ist, ergibt die Quadratwurzel des Drucksignals einen zum Durchfluss proportionalen Wert. Siehe Abbildung 2.4.

In einigen Anwendungen kann die Umwandlung des Istwertsignals hilfreich sein. Zum Beispiel kann ein Drucksignal für eine

Abbildung 2.4 Istwertsignal-Umwandlung

2.6.5 Sollwertverarbeitung

Einzelheiten zum Betrieb ohne Rückführung und mit Rückführung.

Abbildung 2.5 Blockschaltbild mit Fernsollwert

Produktübersicht Projektierungshandbuch

Der Fernsollwert besteht aus

Festsollwerten

•

externen Sollwerten (Analogeingängen und Sollwerten des seriellen Kommunikationsbusses)

•

dem relativen Festsollwert

•

dem durch Rückführung geregelten Sollwert

•

Im können bis zu 8 Festsollwerte programmiert werden. Der aktive Festsollwert kann mithilfe von Digitaleingängen oder dem seriellen Kommunikationsbus ausgewählt werden. Der Sollwert kann auch von extern kommen, für gewöhnlich von einem Analogeingang. Diese externe Quelle wird von einem der 3 Sollwertquellparameter (Parameter 3-15 Reference 1 Source, Parameter 3-16 Reference 2 Source und Parameter 3-17 Reference 3 Source) ausgewählt. Alle variablen Sollwerte sowie der BusSollwert ergeben durch Addition den gesamten externen Sollwert. Der externe Sollwert, der Festsollwert oder sie Summe aus beiden kann als aktiver Sollwert ausgewählt werden. Schließlich kann dieser Sollwert mithilfe von Parameter 3-14 Preset Relative Reference skaliert werden.

2 2

Der skalierte Sollwert wird wie folgt berechnet:

Sollwert = X  +  X × 

Mit X als externem Sollwert ist der Festsollwert oder die Summe aus den beiden und Y Parameter 3-14 Preset Relative Reference in [%].

Wenn Y, Parameter 3-14 Preset Relative Reference auf 0 % eingestellt ist, wird der Sollwert nicht von der Skalierung beeinflusst.

100

6-24 Terminal 54 Low Ref./Feedb.

6-23 Terminal 54 High Current

6-22 Terminal 54 Low Current

4.00

6-15 Terminal 53 High Ref./Feedb.

200.000

6-10 Terminal 53 Low Voltage

0.07

6-11 Terminal 53 High Voltage

5-40 Function Relay 1

5-40 Function Relay 2

Drive running

130BD875.12

6-25 Terminal 54 High Ref./Feedb.

0-60 Main Menu Password

[0]

0-01 Language

[0]

English

0-06 Grid Type

Size related

3-10 Preset Reference

3-02 Minimum Reference

1-00 Conguration Mode

Size related

3-03 Maximum Reference

200

3-42 Ramp 1 Ramp Down Time

5-12 Terminal 27 Digital Input

3-41 Ramp 1 Ramp Up Time

3-15 Reference 1 Source

6-14 Terminal 53 Low Ref./Feedb.

30.000

8-30 Protocol

[0]

8-01 Control Site

20-04 Feedback 2 Conversion

20-00 Feedback 1 Source

0.00

8-31 Address

Digital and ctrl.word

[0]

Analog in 53

[1]

[0]

30.00

Stop inverse

[6]

20.00

4999.000

Analog input 54

[2]

Linear

[0]

1-13 Compressor Selection

Alarm

Closed loop

[1]

0.000

Produktübersicht

VLT® Compressor Drive CDS 803

2.6.6 Kurzanleitung für PI-Einstellungen

Abbildung 2.6 Kurzanleitung für PI-Einstellungen

Produktübersicht Projektierungshandbuch

Kurzanleitung PI

Parameter Option Werkseinstellung Funktion

Parameter 0-01 Language [0] Englisch (English)

[1] Deutsch [2] Francais [3] Dansk [4] Spanisch [5] Italiano [28] Bras. Port.

Parameter 0-06 GridType [0] 200-240 V/50 Hz/IT-Netz

[1] 200-240 V/50 Hz/Delta [2] 200-240 V/50 Hz [10] 380-440 V/50 Hz/IT-Netz [11] 380-440 V/50 Hz/Delta [12] 380-440 V/50 Hz [20] 440-480 V/50 Hz/IT-Netz [21] 440-480 V/50 Hz/Delta [22] 440-480 V/50 Hz [30] 525-600 V/50 Hz/IT-Netz [31] 525-600 V/50 Hz/Delta [32] 525-600 V/50 Hz [100] 200-240 V/60 Hz/IT-Netz [101] 200-240 V/60 Hz/Delta [102] 200-240 V/60 Hz [110] 380-440 V/60 Hz/IT-Netz [111] 380-440 V/60 Hz/Delta [112] 380-440 V/60 Hz [120] 440-480 V/60 Hz/IT-Netz [121] 440-480 V/60 Hz/Delta [122] 440-480 V/60 Hz [130] 525-600 V/60 Hz/IT-Netz [131] 525-600 V/60 Hz/Delta [132] 525-600 V/60 Hz

Parameter 0-60 Main Menu Password 0-999 0 Definieren Sie das Passwort zum Zugriff auf

Parameter 1-00 Configuration Mode [0] Regelung ohne Rückführung

[3] Regelung mit Rückführung

Parameter 1-13 Verdichterauswahl [24] VZH028-R410A

[25] VZH035-R410A [26] VZH044-R410A

Parameter 3-02 Minimum Reference -4999,0 - 200 Hz 0 Hz Der minimale Sollwert bestimmt den

Parameter 3-03 Maximum Reference 0 - 200 Hz 200 Hz Der maximale Sollwert bestimmt den

Parameter 3-10 Preset Reference -100 - 100 % 0 % Stellen Sie einen Festsollwert ein [0]. Parameter 3-15 Reference 1 Source [0] Ohne Funktion

[1] Analogeing. 53 [2] Analogeing. 54 [7] Pulseingang 29 [11] Bus Sollwert

Parameter 3-41 Ramp 1 Ramp Up Time Parameter 3-42 Ramp 1 Ramp Down Time

0,05-3600,0 s 30,00 s Rampe-Auf-Zeit von 0 bis

0,05-3600,0 s 30,00 s Rampe-Ab-Zeit von Motornenndrehzahl bis 0.

0 Auswahl der Display-Sprache.

Größenabhängig Auswahl der Betriebsart nach Wiederzu-

schalten der Netzspannung zum Frequenzumrichter nach einem Netz-Aus.

das LCP. [0] Regelung ohne Rückführung Größenabhängig Wählen Sie den zu verwendenden Kompressor.

[1] Analogeing. 53 Auswahl des für das Sollwertsignal

Auswahl der Regelung mit Rückführung.

Mindestwert aus der Summe aller Sollwerte.

Höchstwert aus der Summe aller Sollwerte.

verwendeten Eingangs.

Parameter 1-25 Motor Nominal Speed.

2 2

Produktübersicht

Parameter Option Werkseinstellung Funktion

Parameter 5-12 Terminal 27 Digital Input

Parameter 5-40 Function Relay [0] Relaisfunktion Parameter 5-40 Function Relay [1] Relaisfunktion

Parameter 6-10 Terminal 53 Low Voltage Parameter 6-11 Terminal 53 High Voltage Parameter 6-14 Terminal 53 Low Ref./ Feedb. Value

Parameter 6-15 Terminal 53 High Ref./ Feedb. Value

Parameter 6-22 Klemme 54 Skal. Min.Strom Parameter 6-23 Klemme 54 Skal. Max.Strom Parameter 6-24 Terminal 54 Low Ref./ Feedb. Value

Parameter 6-25 Terminal 54 High Ref./ Feedb. Value

[0] Ohne Funktion [1] Reset [2] Motorfreilauf (inv.) [3] Mot.freil./Res. inv. [4] Schnellst.rampe (inv) [5] DC Bremse (invers) [6] Stopp (invers) [7] Externe Verriegelung [8] Start [9] Puls-Start [10] Reversierung [11] Start + Reversierung [14] Festdrehzahl JOG [16] Festsollwert Bit 0 [17] Festsollwert Bit 1 [18] Festsollwert Bit 2 [19] Sollwert speichern [20] Drehzahl auf [22] Drehzahl ab [23] Satzanwahl Bit 0 [34] Rampe Bit 0 [52] Startfreigabe [53] Hand Start [54] Auto Start [60] Zähler A (+1) [61] Zähler A (-1) [62] Reset Zähler A [63] Zähler B (+1) [64] Zähler B (-1) [65] Reset Zähler B Siehe Parameter 5-40 Function Relay Siehe Parameter 5-40 Function Relay 0-10 V 0,07 V Eingabe der Spannung, die dem minimalen

0-10 V 10 V Eingabe der Spannung, die dem maximalen

-4999 - 4999 30 Eingabe des Sollwerts, der dem in

-4999 - 4999 200 Eingabe des Sollwerts, der dem in

0,00-20,00 mA 4,00 mA Eingabe des Stroms, der dem minimalen

0-10 V 10 V Eingabe des Stroms, der dem maximalen

-0,00-20,00 mA 20,00 mA Eingabe des Sollwerts, der dem in

-4999 - 4999 Größenabhängig Eingabe des Sollwerts, der dem in

VLT® Compressor Drive CDS 803

[6] Stopp (invers) Auswahl der Eingangsfunktion für Klemme 27.

Alarm Wählen Sie diese Funktion zur Steuerung von

Ausgangsrelais 1. Motor ein Wählen Sie diese Funktion zur Steuerung von

Ausgangsrelais 2.

Sollwert entspricht.

Parameter 6-10 Terminal 53 Low Voltage

eingestellten Wert für Spannung entspricht.

Parameter 6-11 Terminal 53 High Voltage

eingestellten Wert für Spannung entspricht.

Sollwert entspricht.

Parameter 6-20 Klemme 54 Skal. Min.Spannung

eingestellten Wert entspricht.

Parameter 6-21 Klemme 54 Skal. Max.Spannung

eingestellten Wert entspricht.

Produktübersicht Projektierungshandbuch

Parameter Option Werkseinstellung Funktion

Parameter 8-01 Control Site [0] Klemme und Steuerw.

[1] Nur Klemme [2] Nur Steuerwort

Parameter 8-30 Protocol [0] FC

[2] Modbus RTU

Parameter 8-32 Baud Rate [0] 2400 Baud

[1] 4800 Baud [2] 9600 Baud [3] 19200 Baud [4] 38400 Baud [5] 57600 Baud [6] 76800 Baud [7] 115200 Baud

Parameter 20-00 Istwertanschluss 1 [0] Ohne Funktion

[1] Analogeingang 53 [2] Analogeingang 54 [3] Pulseingang 29 [100] Bus-Rückmeldung 1 [101] Bus-Rückmeldung 2

Parameter 20-01 Istwertumwandl. 1 [0] Linear

[1] Radiziert

[0] Klemme und Steuerw.

[0] FC Wählen Sie das Protokoll für die integrierte

[2] 9600 Baud Auswahl der Baudrate für den RS485-Port.

[0] Ohne Funktion Auswahl, welcher Eingang als Quelle des

[0] Linear Auswahl, wie der Istwert berechnet werden

Auswahl, ob Digital, Bus oder eine

Kombination aus beidem den Frequenzum-

richter steuern soll.

Schnittstelle RS485.

Istwertsignals verwendet wird.

soll

2 2

Tabelle 2.3 Einrichtung für Anwendungen mit Regelung mit Rückführung

2.6.7 Optimierung des PID-Reglers

Nachdem der PID-Regler des Frequenzumrichters eingestellt worden ist, testen Sie seine Leistung. Häufig kann seine Leistung unter Verwendung der Werkseinstellungen von Parameter 20-93 PI Proportional Gain und Parameter 20-94 PI Integral Time akzeptabel sein. Manchmal kann es jedoch hilfreich sein, diese Parameterwerte zu optimieren, um ein schnelleres Ansprechen des Systems zu ermöglichen, gleichzeitig jedoch Übersteuern der Drehzahl zu kontrollieren.

2.6.8 Manuelle PI-Anpassung

1. Starten Sie den Kompressor.

2. Stellen Sie Parameter 20-93 PI Proportional Gain auf 0,3 ein, und erhöhen Sie den Wert, bis das

2.7 Allgemeine EMV-Aspekte

2.7.1 Allgemeine Aspekte von EMV-Emissionen

Istwertsignal zu schwingen beginnt. Starten/ stoppen Sie den Frequenzumrichter ggf. oder nehmen Sie stufenweise Änderungen am Sollwert vor, um ein Schwingen des Istwertsignals zu erzielen. Reduzieren Sie dann die PI-Proportionalverstärkung, bis sich das Istwertsignal stabilisiert. Reduzieren Sie anschließend die Proportionalverstärkung um 40–60 %.

3. Stellen Sie Parameter 20-94 PI Integral Time auf 20 Sek. ein, und reduzieren Sie den Wert, bis das Istwertsignal zu schwingen beginnt. Starten/ stoppen Sie den Frequenzumrichter ggf. oder nehmen Sie stufenweise Änderungen am Sollwert vor, um ein Schwingen des Istwertsignals zu erzielen. Erhöhen Sie dann die PI-Integrationszeit, bis sich das Istwertsignal stabilisiert. Erhöhen Sie anschließend die Integrationszeit um 15-50 %.

Frequenzumrichter (und andere elektrische Geräte) erzeugen elektronische oder magnetische Felder, die in ihrer Umgebung Störungen verursachen können. Die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) dieser Effekte ist von den Leistungs- und Oberschwingungseigenschaften der Geräte abhängig.

Die unkontrollierte Wechselwirkung zwischen elektrischen Geräten in einer Anlage kann die Kompatibilität und den zuverlässigen Betrieb beeinträchtigen. Störungen äußern sich in Netzoberschwingungsverzerrung, elektrostatischen Entladungen, schnellen Spannungsänderungen oder hochfrequenten Störspannungen bzw. Störfeldern. Elektrische Geräte erzeugen Störungen und sind zugleich den Störungen von anderen Quellen ausgesetzt.

175ZA062.12

Produktübersicht

VLT® Compressor Drive CDS 803

Schalttransienten treten üblicherweise im Frequenzbereich von 150 kHz bis 30 MHz auf. Durch die Luft übertragene Störungen des Frequenzumrichtersystems im Frequenzbereich von 30 MHz bis 1 GHz werden durch den Wechselrichter, das Motorkabel und den Kompressor erzeugt.

Wie in Abbildung 2.7 gezeigt, werden durch kapazitive Ströme des Motorkabels, in Verbindung mit hohem dU/dt der Kompressorspannung, Ableitströme erzeugt. Die Verwendung eines abgeschirmten Motorkabels erhöht den Ableitstrom (siehe Abbildung 2.7), da abgeschirmte Kabel eine höhere Kapazität zu Erde haben als nicht abgeschirmte Kabel. Wird der Ableitstrom nicht gefiltert, verursacht dies in der Netzzuleitung größere Störungen im Funkfrequenzbereich unterhalb von etwa 5 MHz. Der Ableitstrom (I1) kann über die Abschirmung (I3) direkt zurück zum Gerät fließen. Es verbleibt dann gemäß Abbildung 2.7 im Prinzip nur ein Ableitstrom (I4), der vom abgeschirmten Motorkabel über die Erde zurückfließen muss.

Die Abschirmung verringert zwar die abgestrahlte Störung, erhöht jedoch die Niederfrequenzstörungen am Netz. Schließen Sie den Motorkabelschirm an die Gehäuse von Frequenzumrichter und Kompressor an. Dies geschieht am besten durch die Verwendung von integrierten Schirmbügeln; verdrillte Abschirmungsenden (Pigtails) sind zu vermeiden. Die verdrillten Abschirmungsenden erhöhen die Abschirmungsimpedanz bei höheren Frequenzen, wodurch der Abschirmungseffekt reduziert und der Ableitstrom (I4) erhöht wird. Verbinden Sie die Abschirmung an beiden Enden mit dem jeweiligen Gehäuse, wenn abgeschirmte Kabel für Relais, Steuerleitung, Signalschnittstelle und Bremse verwendet werden. In einigen Situationen ist zum Vermeiden von Stromschleifen jedoch eine Unterbrechung der Abschirmung notwendig.

In den Fällen, in denen die Montage der Abschirmung über eine Montageplatte für den Frequenzumrichter vorgesehen ist, verwenden Sie eine Montageplatte aus Metall, um die Ableitströme zum Gerät zurückzuführen. Außerdem muss durch die Montageschrauben stets ein guter elektrischer Kontakt von der Montageplatte zur Gehäusemasse des Frequenzumrichters gewährleistet sein.

Beim Einsatz ungeschirmter Leitungen werden einige Emissionsanforderungen nicht erfüllt. Die immunitätsbezogenen Anforderungen werden jedoch erfüllt.

Um das Störungsniveau des gesamten Systems (Frequenzwandler und Installation) so weit wie möglich zu reduzieren, ist es wichtig, dass Sie die Kompressor- und Bremskabel so kurz wie möglich halten. Steuer- und Buskabel dürfen nicht gemeinsam mit Anschlusskabeln für Kompressor und Bremse verlegt werden. Funkstörungen von mehr als 50 MHz (in der Luft) werden insbesondere von der Regelelektronik erzeugt.

1 Massekabel 3 Netzversorgung 5 Abgeschirmtes Motorkabel 2 Abschirmung 4 Frequenzumrichter 6 Motor

Abbildung 2.7 Erzeugung von Ableitströmen

Produktübersicht Projektierungshandbuch

2.7.2 Emissionsanforderungen

Die EMV-Produktnorm für Frequenzumrichter definiert 4 Kategorien (C1, C2, C3 und C4) mit festgelegten Anforderungen für Störaussendung und Störfestigkeit. Tabelle 2.4 enthält die Definitionen der 4 Kategorien und die entsprechende Klassifizierung aus EN 55011.

Entsprechende

Kategorie Definition

C1 In der ersten Umgebung (Wohn-,

Geschäfts- und Gewerbebereich sowie Kleinbetriebe) installierte Frequenzumrichter mit einer Versorgungsspannung unter 1000 V.

C2 In der ersten Umgebung (Wohn-

und Bürobereich) installierte Frequenzumrichter mit einer Versorgungsspannung unter 1000 V, die weder steckerfertig noch beweglich sind und von Fachkräften installiert und in Betrieb genommen werden müssen.

C3 In der zweiten Umgebung (Indust-

riebereich) installierte Frequenzumrichter mit einer Versorgungsspannung unter 1000 V.

Störaussendungsklasse in EN 55011

Klasse B

Klasse A Gruppe 1

Klasse A Gruppe 2

Entsprechende

Kategorie Definition

C4 In der zweiten Umgebung (Indust-

riebereich) installierte Frequenzumrichter mit einer Versorgungsspannung gleich oder über 1000 V oder einem Nennstrom gleich oder über 400 A oder vorgesehen für den Einsatz in komplexen Systemen.

Tabelle 2.4 Zusammenhang zwischen IEC 61800-3 und EN 55011

Störaussendungsklasse in EN 55011

Keine Begrenzung. Erstellen Sie einen EMV-Plan.

Wenn die Fachgrundnorm (leitungsgeführte) Störungsaussendung zugrunde gelegt wird, müssen die Frequenzumrichter die Grenzwerte in Tabelle 2.5 einhalten.

Entsprechende

Umgebung

Erste Umgebung (Wohnung und Büro) Zweite Umgebung (Industriebereich)

Tabelle 2.5 Zusammenhang zwischen der Fachgrundnorm Störungsaussendung und EN 55011

Fachgrundnorm Störungsaussendung

Fachgrundnorm EN/IEC 61000-6-3 für Wohnbereich, Geschäfts- und Gewerbebereiche sowie Kleinbetriebe. Fachgrundnorm EN/IEC 61000-6-4 für Industriebereiche.

Störaussendungsklasse in EN 55011

Klasse B

Klasse A Gruppe 1

2 2

2.7.3 EMV-Prüfergebnisse

Die folgenden Ergebnisse wurden unter Verwendung eines Systems mit Frequenzumrichter, abgeschirmter Steuerleitung, Steuerkasten mit Potenziometer und geschirmtem Motorkabel erzielt.

EMVFiltertyp

Industriebereich

EN 55011 Klasse A2 EN 55011 Klasse A1 EN 55011 Klasse B EN 55011 Klasse A1 EN 55011 Klasse B

EMV-Filter H4 (Klasse A1)

CDS 803 IP20

Tabelle 2.6 Prüfergebnisse

Leitungsgeführte Störaussendung. Maximallänge des abgeschirmten

Kabels [m].

Wohnbereich, Geschäftsund Gewerbereich sowie

Kleinbetriebe

Ohne

externen

Filter

– – 25 50 – 20 Yes Yes – No

Mit

externem

Filter

Ohne

externen

Filter

Mit

externem

Filter

Ohne

externen

Filter

Mit

externem

Filter

Abgestrahlte Störaussendung

Industriebereich

Ohne

externen

Filter

Mit

externem

Filter

Wohnbereich,

Geschäfts- und

Gewerbereich sowie

Kleinbetriebe

Ohne

externen

Filter

Mit

externem

Filter

175HA034.10

Produktübersicht

VLT® Compressor Drive CDS 803

2.8 Oberschwingungen

2.8.1 Übersicht über Oberwellenemissionen

2.8.2 Oberschwingungsemissionsanforderungen

An das öffentliche Versorgungsnetz angeschlossene Anlagen und Geräte

Ein Frequenzumrichter nimmt vom Netz einen nicht sinusförmigen Strom auf, der den Eingangsstrom I

eff

erhöht. Nicht sinusförmige Ströme werden mit einer Fourier-Analyse in Sinusströme verschiedener Frequenz, d. h. in verschiedene Oberwellenströme In mit einer Grundfrequenz von 50 Hz, zerlegt:

Hz 50 250 350

Tabelle 2.7 Oberschwingungsströme

Optionen Definition

1 IEC/EN 61000-3-2 Klasse A bei Dreiphasengeräten

(bei Profigeräten nur bis zu 1 kW Gesamtleistung).

2 IEC/EN 61000-3-12 Geräte mit 16 A-75 A und profes-

sionell genutzte Geräte ab 1 kW bis 16 A Phasenstrom.

Tabelle 2.8 Angeschlossenes Gerät

2.8.3 Prüfergebnisse für Oberschwingungsströme (Emission)

Die Oberschwingungen tragen nicht direkt zur Leistungsaufnahme bei; sie erhöhen jedoch die Wärmeverluste bei der Installation (Transformator, Leitungen). Bei Anlagen mit einem relativ hohen Anteil an Gleichrichterlasten ist es daher wichtig, die Oberwellenströme auf einem niedrigen Pegel zu halten, um eine Überlast des Transformators und zu hohe Temperaturen in den Kabeln zu vermeiden.

Abbildung 2.8 Zwischenkreisdrosseln

HINWEIS

Oberwellenströme können eventuell Kommunikationsgeräte stören, die an denselben Transformator angeschlossen sind, oder Resonanzen bei Blindstromkompensationsanlagen verursachen.

Leistungsgrößen bis PK75 in T4 und P3K7 in T2 entsprechend IEC/EN 61000-3-2 Klasse A. Leistungsgrößen von P1K1 und bis zu P18K in T2 und bis zu P90K in T4 gemäß IEC/EN 61000-3-12, Tabelle 4.

Einzelner Oberwellenstrom In/I1 (%) I Istwert 6,0–10 kW, IP20, 200 V (typisch) Grenze für R

≥120

sce

Oberschwingungsstrom Verzerrungsfaktor

Istwert 6,0–10 kW, 200 V (typisch) Grenze für R

≥120

sce

32,6 16,6 8,0 6,0

40 25 15 10

THD PWHD

39 41,4

48 46

(%)

Um die Netzrückwirkung gering zu halten, sind Danfoss

Tabelle 2.9 Oberwellenstrom 6,0–10 kW, 200 V

Frequenzumrichter bereits serienmäßig mit Drosseln im Zwischenkreis ausgestattet. So wird der Eingangsstrom I normalerweise um 40 % reduziert.

Die Spannungsverzerrung in der Netzversorgung hängt von der Größe der Oberschwingungsströme multipliziert mit der internen Netzimpedanz der betreffenden Frequenz ab. Die gesamte Spannungsverzerrung THD wird aus den

RMS

I Istwert 6,0–10 kW, IP20, 380– 480 V (typisch) Grenze für R

einzelnen Spannungsoberschwingungen nach folgender Formel berechnet:

THD % = U

 + U

 + ... + U

(UN% von U)

Istwert 6,0–10 kW, 380–480 V (typisch) Grenze für R

Einzelner Oberwellenstrom In/I1 (%)

36,7 20,8 7,6 6,4

≥120

sce

≥120

sce

Tabelle 2.10 Oberwellenstrom 6,0–10 kW, 380–480 V

40 25 15 10

Oberschwingungsstrom Verzerrungsfaktor

THD PWHD

44,4 40,8

48 46

(%)

SMPS

130BB896.10

Produktübersicht Projektierungshandbuch

Der Installateur oder Gerätenutzer hat, gegebenenfalls durch Rücksprache mit dem Netzbetreiber, sicherzustellen, dass das Gerät an eine Netzversorgung mit einer Kurzschlussleistung Ssc gleich oder größer obigen Angaben angeschlossen wird. Andere Leistungsgrößen dürfen Sie nur nach Absprache mit dem Betreiber des Verteilernetzes an das öffentliche Stromversorgungsnetz anschließen.

Übereinstimmung mit verschiedenen SystemebenenRichtlinien: Die in Tabelle 2.9 bis aufgeführten Angaben zum Oberwel- lenstrom entsprechen der Norm IEC/EN 61000-3-12 bezüglich der Produktnorm zu Power-Drive-Systemen. Sie können als Grundlage zur Berechnung der Einflüsse der Oberwellenströme auf das Stromversorgungssystem und zur Dokumentation der Übereinstimmung mit den relevanten regionalen Richtlinien verwendet werden: IEEE 519-1992; G5/4. Wenn Sie die Oberwellenströme weiter reduzieren möchten, können Sie den Frequenzumrichtern passive oder aktive Filter vorschalten. Weitere Informationen finden Sie unter Danfoss.

Die Bauteile, die die elektrische Trennung wie beschrieben bilden, erfüllen ebenfalls die Anforderungen für höhere Isolierung und der entsprechenden Tests gemäß Beschreibung in EN 61800-5-1. Die galvanische PELV-Isolierung kann in Abbildung 2.9 gezeigt werden.

Um den PELV-Schutzgrad beizubehalten, müssen alle steuerklemmenseitig angeschlossenen Geräte den PELVAnforderungen entsprechen, d. h. Thermistoren müssen beispielsweise verstärkt/zweifach isoliert sein.

2 2

2.8.4 Störfestigkeitsanforderungen

Die Störfestigkeitsanforderungen für Frequenzumrichter sind abhängig von der Installationsumgebung. In Industriebereichen sind die Anforderungen höher als in Wohn- oder Bürobereichen. Alle Danfoss-Frequenzumrichter erfüllen die Anforderungen für Industriebereiche und folglich auch die niedrigeren Anforderungen für Heim- und Bürobereiche mit einem großen Sicherheitsspielraum.

Galvanische Trennung (PELV)

2.9

2.9.1 PELV (Schutzkleinspannung) – Protective Extra Low Voltage

PELV bietet Schutz durch Kleinspannung. Ein Schutz gegen elektrischen Schlag gilt als gewährleistet, wenn die Stromversorgung vom Typ PELV (Schutzkleinspannung – Protective Extra Low Voltage) ist und die Installation gemäß den örtlichen bzw. nationalen Vorschriften für PELVVersorgungen ausgeführt wurde.

Alle Steuer- und Relaisklemmen 01-03/04-06 entsprechen PELV (Schutzkleinspannung – Protective Extra Low Voltage) (gilt nicht für geerdeten Delta-Schenkel über 440 V).

Sie erreichen die galvanische (sichere) Trennung, indem Sie die Anforderungen für höhere Isolierung erfüllen und die entsprechenden Kriech-Luftabstände beachten. Diese Anforderungen sind in der Norm EN 61800-5-1 beschrieben.

1 Stromversorgung (SMPS) 2 Optokoppler, Kommunikation zwischen AOC und BOC 3 Ausgangsrelais a Steuerkartenklemmen

Abbildung 2.9 Galvanische Trennung

VORSICHT

Installation in großer Höhenlage: Bei Höhen über 2000 m wenden Sie sich bezüglich der PELV (Schutzkleinspannung – Protective extra low voltage) an Danfoss.

2.10 Erdableitstrom

WARNUNG

ENTLADEZEIT

Das Berühren spannungsführender Teile – auch nach der Trennung vom Netz – ist lebensgefährlich. Stellen Sie ebenfalls sicher, dass andere Spannungseingänge, wie DC-Zwischenkreiskopplung, sowie der Kompressoranschluss für kinetischen Speicher getrennt worden sind. Lassen Sie vor dem Berühren elektrischer Bauteile mindestens die in Tabelle 2.1 angegebene Zeit verstreichen. Eine kürzere Wartezeit ist nur zulässig, wenn auf dem Typenschild für das jeweilige Gerät angegeben.

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