Danfoss FC 101 Design guide [ko]

ENGINEERING TOMORROW

설계지침서

VLT® HVAC Basic Drive FC 101

www.DanfossDrives.com

차례 설계지침서

차례

1 소개

1.1 설계지침서의 용도

1.2 문서 및 소프트웨어 버전

1.3 안전 기호

1.4 약어

1.5 추가 리소스

1.6 정의

1.7 역률

1.8 규제 준수

1.8.1 CE 마크 10

1.8.2 UL 준수 10

1.8.3 RCM 마크 준수 11

1.8.4 EAC 11

1.8.5 UkrSEPRO 11

2 안전

2.1 공인 기사

2.2 안전 주의사항

3 제품 개요

3.1 이점

3.1.1 팬 및 펌프 제어에 AC 드라이브를 사용하는 이유 14

3.1.2 명확한 이점 - 에너지 절감 14

3.1.3 에너지 절감의 예 14

3.1.4 에너지 절감량 비교 15

3.1.5 1년 동안 다양한 유량을 필요로 하는 경우의 예 16

3.1.6 향상된 제어 성능 17

3.1.7 스타/델타 스타터 또는 소프트 스타터 필요 없음 17

3.1.8 AC 드라이브를 통한 비용 절감 17

3.1.9 AC 드라이브가 없는 경우 18

3.1.10 AC 드라이브가 있는 경우 19

3.1.11 적용 예 20

3.1.12 가변 공기량 20

3.1.13 VLT 솔루션 20

3.1.14 일정 공기량 21

3.1.15 VLT 솔루션 21

3.1.16 냉각 타워 팬 22

3.1.17 VLT 솔루션 22

3.1.18 콘덴서 펌프 23

3.1.19 VLT 솔루션 23

차례

VLT® HVAC Basic Drive FC 101

3.1.20 1차 펌프 24

3.1.21 VLT 솔루션 24

3.1.22 2차 펌프 26

3.1.23 VLT 솔루션 26

3.2 제어 구조

3.2.1 제어 구조 개회로 27

3.2.2 PM/EC+ 모터 제어 27

3.2.3 현장(수동 운전) 및 원격(자동 운전) 제어 27

3.2.4 제어 구조 폐회로 28

3.2.5 피드백 변환 28

3.2.6 지령 처리 29

3.2.7 드라이브 폐회로 컨트롤러 튜닝 30

3.2.8 수동 PI 조정 30

3.3 주위 구동 조건

3.4 EMC의 일반적 측면

3.4.1 EMC 방사의 개요 36

3.4.2 방사 요구사항 37

3.4.3 EMC 방사 시험 결과 38

3.4.4 고조파 방사의 개요 39

3.4.5 고조파 방사 요구사항 39

3.4.6 고조파 시험 결과 (방사) 39

3.4.7 방지 요구사항 41

3.5 갈바닉 절연 (PELV)

3.6 접지 누설 전류

3.7 극한 운전 조건

3.7.1 모터 써멀 보호 (ETR) 43

3.7.2 써미스터 입력 43

4 선정 및 주문

4.1 유형 코드

4.2 옵션 및 액세서리

4.2.1 현장 제어 패널(LCP) 46

4.2.2 전면 패널에 LCP 장착 46

4.2.3 IP21/NEMA Type 1 외함 키트 47

4.2.4 디커플링 플레이트 49

4.3 발주 번호

4.3.1 옵션 및 액세서리 50

4.3.2 고조파 필터 51

4.3.3 외부 RFI 필터 53

5 설치

차례 설계지침서

5.1 전기적인 설치

5.1.1 주전원 및 모터 연결 56

5.1.2 EMC에 적합한 전기적인 설치 61

5.1.3 제어 단자 63

6 프로그래밍

6.1 소개

6.2 현장 제어 패널(LCP)

6.3 메뉴

6.3.1 상태 메뉴 65

6.3.2 Quick Menu 65

6.3.3 Main Menu 79

6.4 여러 AC 드라이브 간의 파라미터 설정값 복사

6.5 인덱싱된 파라미터 읽기 및 프로그래밍

6.6 초기 설정으로 초기화

7 RS485 설치 및 셋업

7.1 RS485

7.1.1 개요 81

7.1.2 네트워크 연결 81

7.1.3 AC 드라이브 하드웨어 셋업 81

7.1.4 Modbus 통신을 위한 파라미터 설정 82

7.1.5 EMC 주의사항 82

7.2 FC 프로토콜

7.2.1 개요 82

7.2.2 Modbus RTU가 있는 FC 83

7.3 프로토콜을 활성화하기 위한 파라미터 설정

7.4 FC 프로토콜 메시지 프레임 구조

7.4.1 문자 용량(바이트) 83

7.4.2 텔레그램 구조 83

7.4.3 텔레그램 길이 (LGE) 83

7.4.4 AC 드라이브 주소(ADR) 84

7.4.5 데이터 제어 바이트 (BCC) 84

7.4.6 데이터 필드 84

7.4.7 PKE 필드 84

7.4.8 파라미터 번호(PNU) 85

7.4.9 인덱스(IND) 85

7.4.10 파라미터 값(PWE) 85

7.4.11 AC 드라이브가 지원하는 데이터 유형 85

7.4.12 변환 85

7.4.13 공정 워드(PCD) 86

차례

VLT® HVAC Basic Drive FC 101

7.5 예시

7.5.1 파라미터 값 쓰기 86

7.5.2 파라미터 값 읽기 86

7.6 Modbus RTU 개요

7.6.1 소개 87

7.6.2 개요 87

7.6.3 Modbus RTU가 있는 AC 드라이브 87

7.7 네트워크 구성

7.8 Modbus RTU 메시지 프레임 구조

7.8.1 소개 88

7.8.2 Modbus RTU 텔레그램 구조 88

7.8.3 시작/정지 필드 88

7.8.4 주소 필드 88

7.8.5 기능 필드 88

7.8.6 데이터 필드 89

7.8.7 CRC 검사 필드 89

7.8.8 코일 레지스터 주소 지정 89

7.8.9 PCD 쓰기/읽기를 통한 접근 91

7.8.10 AC 드라이브 제어 방법 92

7.8.11 Modbus RTU에서 지원하는 기능 코드 92

7.8.12 Modbus 예외 코드 92

7.9 파라미터 액세스 방법

7.9.1 파라미터 처리 93

7.9.2 데이터 보관 93

7.9.3 IND (인덱스) 93

7.9.4 텍스트 블록 93

7.9.5 변환 계수 93

7.9.6 파라미터 값 93

7.10 예시

7.10.1 코일 상태 읽기(01 hex) 94

7.10.2 단일 코일 강제/쓰기(05 hex) 94

7.10.3 다중 코일 강제/쓰기(0F hex) 95

7.10.4 홀딩 레지스터 읽기(03 hex) 95

7.10.5 프리셋 단일 레지스터(06 hex) 96

7.10.6 다중 레지스터 프리셋(10 hex) 96

7.10.7 다중 레지스터 읽기/쓰기(17 hex) 96

7.11 댄포스 FC 제어 프로필

7.11.1 FC 프로필에 따른 제어 워드(8-10 프로토콜 = FC 프로필) 97

7.11.2 FC 프로필에 따른 상태 워드(STW) 99

7.11.3 버스통신 속도 지령 값 100

차례 설계지침서

8 일반사양

8.1 외형 치수표

8.1.1 옆면끼리 나란히 붙여서 설치 101

8.1.2 AC 드라이브 치수 102

8.1.3 포장 치수 105

8.1.4 현장 설치 106

8.2 주전원 공급 사양

8.2.1 3x200–240 V AC 107

8.2.2 3x380–480 V AC 108

8.2.3 3x525–600 V AC 112

8.3 퓨즈 및 회로 차단기

8.4 일반 기술 자료

8.4.1 주전원 공급 (L1, L2, L3) 115

8.4.2 모터 출력 (U, V, W) 115

8.4.3 케이블 길이 및 단면적 115

8.4.4 디지털 입력 116

8.4.5 아날로그 입력 116

101

107

113

115

8.5 dU/Dt

인덱스

8.4.6 아날로그 출력 116

8.4.7 디지털 출력 117

8.4.8 제어카드, RS485 직렬 통신 117

8.4.9 제어카드, 24V DC 출력 117

8.4.10 릴레이 출력 117

8.4.11 제어 카드, 10 V DC 출력 118

8.4.12 주위 조건 118

119

122

소개

VLT® HVAC Basic Drive FC 101

1 소개

1.1 설계지침서의 용도

이 설계지침서는 프로젝트 및 시스템 엔지니어, 설계 컨 설턴트와 어플리케이션 및 제품 전문가를 위한 지침서 입니다. 기술 정보는 모터 제어 및 감시 시스템에 통합 할 수 있도록 AC 드라이브 성능에 대한 이해를 돕기 위 해 제공됩니다. 시스템 통합에 필요한 운전, 요구사항 및 권장사항 등의 세부사항이 설명됩니다. 입력 전력 특 성, 모터 제어에 필요한 출력 및 AC 드라이브의 주위 운전 조건에 대한 정보도 제공됩니다.

다음 정보 또한 포함됩니다.

안전 기능.

•

결함 조건 감시.

•

운전 상태 보고.

•

직렬 통신 기능.

•

프로그래밍 가능한 옵션 및 기능.

•

또한 다음과 같은 설계 세부사항이 제공됩니다.

현장 요구사항.

•

케이블.

•

퓨즈.

•

제어 배선.

•

제품 크기 및 중량.

•

시스템 통합 계획에 필요한 기타 중요 정보.

•

설계지침서의 자세한 제품 정보를 검토하면 최적의 기 능 및 효율을 갖추고 제대로 설계된 시스템을 개발할 수 있습니다.

구형 제어카드

소프트웨어

호환성

구형 소프트웨어

(OSS 파일 버전 3.xx

이하)

신형 소프트웨어

(OSS 파일 버전 4.xx

이상)

하드웨어

호환성

구형 전원 카드

(2017년도 33주차 생

산분 또는 그 이전)

신형 전원 카드

(2017년도 34주차 생

산분 또는 그 이후)

표 1.2 소프트웨어 및 하드웨어 호환성

안전 기호

1.3

본 지침서에 사용된 기호는 다음과 같습니다.

(2017년도 33주차

생산분 또는 그

이전)

예 아니오

아니오 예

구형 제어카드(2017년

도 33주차 생산분 또

는 그 이전)

예(소프트웨어 버전

3.xx 이하만)

예(반드시 소프트웨어

를 버전 3.xx 이하로

업데이트해야 하고 팬

은 최고 속도로 지속

구동함)

신형 제어카드

(2017년도 34주차

생산분 또는 그

이후)

신형 제어카드(2017년

도 34주차 생산분 또

는 그 이후)

예(반드시 소프트웨어

를 버전 4.xx 이상으

로 업데이트해야 함)

예(소프트웨어 버전

4.xx 이상만)

경고

사망 또는 중상으로 이어질 수 있는 잠재적으로 위험한 상황을 나타냅니다.

VLT® 는 등록 상표입니다.

문서 및 소프트웨어 버전

1.2

본 설명서는 정기적으로 검토 및 업데이트됩니다. 개선 관련 제안은 언제든지 환영합니다.

버전 비고 소프트웨어 버전

MG18C8xx 새로운 SW 및 HW 버전으로 업데이트. 4.2x

표 1.1 문서 및 소프트웨어 버전

소프트웨어 버전 4.0x 이상(2017년도 33주차 생산분 및 그 이후)부터 용량 22 kW (30 hp) 400 V IP20 이 하 및 18.5 kW (25 hp) 400 V IP54 이하의 AC 드라 이브에 변속 방열판 냉각팬 기능이 구현됩니다. 이 기능 에는 소프트웨어 및 하드웨어 업데이트가 필요하고 H1–H5 및 I2–I4 외함 사이즈에 대한 역호환성과 관련 하여 제한이 있습니다. 제한사항은 오.

표 1.2

를 참조하십시

주의

경상 또는 중등도 상해로 이어질 수 있는 잠재적으로 위험한 상황을 나타냅니다. 이는 또한 안전하지 않은 실 제 상황을 알리는 데도 이용될 수 있습니다.

주의 사항

장비 또는 자산의 파손으로 이어질 수 있는 상황 등의 중요 정보를 나타냅니다.

소개 설계지침서

1.4 약어

추가 리소스

1.5

°C Degrees Celsius(섭씨도)

°F Degrees fahrenheit(화씨도)

A Ampere(암페어)/AMP

AC Alternating current(교류)

AMA Automatic motor adaptation(자동 모터 최적

화)

AWG American wire gauge(미국 전선 규격)

DC Direct current(직류)

EMC Electro Magnetic Compatibility(전자기적합

성)

ETR Electronic Thermal Relay(전자 써멀 릴레이)

FC Frequency Converter(AC 드라이브)

M,N

kg Kilogram(킬로그램)

Hz Hertz(헤르츠)

INV

LIM

M,N

VLT,MAX

VLT,N

kHz Kilohertz(킬로헤르츠)

LCP Local Control Panel(현장 제어 패널)

m Meter(미터)

mA Milliampere(밀리암페어)

MCT Motion Control Tool(모션컨트롤 소프트웨어)

mH Millihenry Inductance(밀리헨리 인덕턴스)

min Minute(분)

ms Millisecond(밀리초)

nF Nanofarad(나노패럿)

Nm Newton Meters(뉴튼 미터)

M,N

PCB Printed Circuit Board(인쇄회로기판)

PELV Protective Extra Low Voltage(방호초저전압)

재생 Regenerative terminals(재생 단자)

RPM Revolutions Per Minute(분당 회전수)

s Second(초)

LIM

M,N

V Volts(전압)

Nominal motor frequency(모터 정격 주파수)

Rated Inverter Output Current(인버터 정격

출력 전류)

Current limit(전류 한계)

Nominal motor current(모터 정격 전류)

maximum output current(최대 출력 전류)

rated output current supplied by the

frequency converter(AC 드라이브가 공급하는

정격 출력 전류)

Synchronous motor speed(동기식 모터 회전

수)

Nominal motor power(모터 정격 출력)

Torque limit(토오크 한계)

Nominal motor voltage(모터 정격 전압)

VLT® HVAC Basic Drive FC 101 요약 지침

•

서

에는 외형 치수, 설치 및 프로그래밍에 관한

기본 정보가 수록되어 있습니다.

VLT® HVAC Basic Drive FC 101 프로그래

•

밍 지침서

는 프로그래밍 방법에 관한 정보와

자세한 파라미터 설명을 제공합니다.

댄포스 VLT® Energy Box 소프트웨어. 다음

•

사이트에서

트웨어 다운로드)

PC Software Download(PC 소프

를 선택할 수 있습니다.

www.danfoss.com/en/service-and-support/ downloads/dds/vlt-energy-box/

. VLT® Energy Box 소프트웨어를 사용하면 댄 포스 AC 드라이브에 의해 구동되는 HVAC 팬 및 펌프와 다른 유량 제어 방식에 의해 구동되 는 HVAC 팬 및 펌프의 에너지 소비량을 비교 할 수 있습니다. 이 도구를 사용하면 댄포스 AC 드라이브를 HVAC 팬, 펌프 및 냉각 타워 에 사용했을 때의 비용, 절감 및 투자 회수를 정확히 예측할 수 있습니다.

댄포스 기술 자료는 제품과 함께 배송된 문서 CD에 전 자 양식으로 제공되거나 현지 댄포스 영업점에서 인쇄 본으로 제공됩니다.

MCT 10 셋업 소프트웨어 지원 다음 웹사이트에서 소프트웨어 다운로드

www.danfoss.com/en/service-and-support/ downloads/dds/vlt-motion-control-tool-mct-10/

소프트웨어 설치 도중에 액세스 코드 81463800을 입력 하여 FC 101 기능을 활성화합니다. FC 101 기능을 사 용하는 데 라이센스 키는 필요하지 않습니다.

최신 소프트웨어에 AC 드라이브를 위한 최신 업데이트 가 포함되어 있지 않을 수 있습니다. 최신 AC 드라이브 업데이트(*.upd 파일 형식)는 현지 영업점에 문의하거나 다음 웹사이트에서 AC 드라이브 업데이트를 다운로드 합니다.

www.danfoss.com/en/service-and-support/ downloads/dds/vlt-motion-control-tool-mct-10/ #Overview

표 1.3 약어

175ZA078.10

Pull-out

RPM

Torque

소개

VLT® HVAC Basic Drive FC 101

1.6 정의

AC 드라이브 I

VLT, MAX

최대 출력 전류입니다.

VLT,N

AC 드라이브가 공급하는 정격 출력 전류입니다.

VLT, MAX

최대 출력 전압입니다.

입력 연결된 모터는 LCP 및 디지털 입력을 통해 기동 및 정

표 1.4

지가 가능합니다. 기능은 두 그룹으로 구분됩니다. 그룹 1의 기능은 그룹 2의 기 능에 우선합니다.

그룹 1

그룹 2

표 1.4 제어 명령

리셋, 코스팅(프리런) 정지, 리셋 및 코스팅(프리런)

정지, 순간 정지, 직류 제동, 정지 및 [OFF].

기동, 펄스 기동, 역회전, 역회전 기동, 조그 및 출력

고정.

모터 f

JOG

(디지털 단자를 통해) 조그 기능이 활성화되었을 때의 모터 주파수입니다.

모터 주파수입니다.

MAX

최대 모터 주파수입니다.

MIN

최소 모터 주파수입니다.

M,N

모터 정격 주파수(모터 명판)입니다.

모터 전류입니다.

M,N

모터 정격 전류(모터 명판)입니다.

M,N

모터 정격 회전수(명판 데이터)입니다.

M,N

모터 정격 출력(모터 명판)입니다.

순간 모터 전압입니다.

M,N

모터 정격 전압(모터 명판)입니다.

에서 설명한 바와 같이

브레이크어웨이 토오크

그림 1.1 브레이크어웨이 토오크

VLT

AC 드라이브 효율은 입력 전원 및 출력 전원 간의 비율 로 정의됩니다.

기동 불가 명령

표 1.4

제어 명령 그룹 1에 속하는 정지 명령입니다(

참

조).

정지 명령

표 1.4

을(를) 참조하십시오.

아날로그 지령 아날로그 입력 단자 53 또는 54에 전달되는 신호이며 전압 또는 전류일 수 있습니다.

전류 입력: 0–20 mA 및 4–20 mA

•

전압 입력: 0–10 V DC

•

버스통신 지령 직렬 통신 포트(FC 포트)에 전달되는 신호입니다.

프리셋 지령 프리셋 지령은 -100%에서 +100% 사이의 지령 범위에 서 설정할 수 있는 지령입니다. 디지털 단자를 통해 8개 의 프리셋 지령을 선택할 수 있습니다.

Ref

MAX

100% 전체 범위 값(일반적으로 10 V, 20 mA)에서의 지령 입력과 결과 지령 간의 관계를 결정합니다. 최대 지령 값이며

Ref

MIN

파라미터 3-03 최대 지령

에서 설정합니다.

0% 값(일반적으로 0 V, 0 mA, 4 mA)에서의 지령 입력 과 결과 지령 간의 관계를 결정합니다. 최소 지령 값은

파라미터 3-02 최소 지령

에서 설정됩니다.

소개 설계지침서

아날로그 입력 아날로그 입력은 AC 드라이브의 각종 기능을 제어하는 데 사용합니다. 아날로그 입력에는 다음과 같은 두 가지 형태가 있습니 다.

전류 입력: 0–20 mA 및 4–20 mA

•

전압 입력: 0–10 V DC

•

아날로그 출력 아날로그 출력은 0-20mA 신호, 4-20mA 신호 또는 디 지털 신호를 공급할 수 있습니다.

자동 모터 최적화, AMA AMA 알고리즘은 정지 상태에서 연결된 모터의 전기적 인 파라미터를 결정하며 모터 케이블의 길이를 기반으 로 저항을 보상합니다.

디지털 입력 디지털 입력은 AC 드라이브의 각종 기능을 제어하는 데 사용할 수 있습니다.

디지털 출력 AC 드라이브는 24VDC(최대 40 mA) 신호를 공급할 수 있는 두 개의 고정 상태 출력을 제공합니다.

릴레이 출력 AC 드라이브는 두 개의 프로그래밍 가능한 릴레이 출 력을 제공합니다.

ETR Electronic Thermal Relay(전자 써멀 릴레이)의 약자 이며 실제 부하 및 시간을 기준으로 한 써멀 부하 계산 입니다. 모터 온도의 측정과 모터의 과열 방지를 그 목 적으로 합니다.

초기화 초기화가 수행되면( 라이브의 프로그래밍 가능한 파라미터가 초기 설정으로 복귀합니다.

파라미터 14-22 작동 모드

또는 화재 모드 기록을 초기화하지 않습니다.

단속적 듀티 사이클 단속적 듀티 정격은 듀티 사이클의 시퀀스를 나타냅니 다. 각각의 사이클은 부하 기간과 부하 이동 기간으로 구성되어 있습니다. 단속 부하로 운전하거나 정상 부하 로 운전할 수 있습니다.

LCP 현장 제어 패널(LCP)은 AC 드라이브를 제어하고 프로 그래밍하기에 완벽한 인터페이스로 구성되어 있습니다. 제어 패널은 IP20 제품의 경우, 탈착식이며 IP54 제품 의 경우, 고정식입니다. 설치 키트 옵션을 사용하여 AC 드라이브에서 최대 3미터(9.8 ft) 거리, 다시 말해, 전면 패널에 설치할 수 있습니다.

Lsb Least significant bit(최하위 비트)의 약자입니다.

MCM 미국의 케이블 단면적 측정 단위인 Mille Circular Mil 의 약자입니다. 1 MCM = 0.5067 mm2.

파라미터 14-22 작동 모드

은 통신 파라미터, 결함 기록

) AC 드

Msb Most significant bit(최상위 비트)의 약자입니다.

온라인/오프라인 파라미터 온라인 파라미터에 대한 변경 사항은 데이터 값이 변경 되면 즉시 적용됩니다. [OK]를 눌러 오프라인 파라미터 를 활성화합니다.

PI 제어기 PI 제어기는 변화하는 부하에 따라 출력 주파수를 자동 조정하여 속도, 압력, 온도 등을 원하는 수준으로 유지 합니다.

RCD Residual current device(잔류 전류 장치)의 약자입니 다.

셋업 셋업 2개의 파라미터 설정을 저장할 수 있습니다. 2개 의 파라미터 셋업을 서로 변경할 수 있으며 하나의 셋 업이 활성화되어 있더라도 다른 셋업을 수정할 수 있습 니다.

미끄럼 보상 AC 드라이브는 모터의 미끄럼 보상을 위해 모터의 회 전수를 거의 일정하도록 하는 모터 부하를 측정하고 그 에 따라 주파수를 보완하여 줍니다.

스마트 로직 컨트롤러(SLC) SLC는 관련 사용자 정의 이벤트가 SLC에 의해 참 (TRUE)으로 결정되었을 때 실행된 사용자 정의 동작의 시퀀스입니다.

써미스터 온도에 따라 작동되는 저항이며, AC 드라이브 또는 모 터의 온도를 감시하는데 사용됩니다.

트립 예를 들어, AC 드라이브의 온도가 너무 높거나 AC 드 라이브가 모터, 공정 또는 기계장치의 작동을 방해하는 경우 등 결함이 발생한 상태입니다. 결함의 원인이 없어 야만 재기동할 수 있으며 리셋을 실행하거나 또는 경우 에 따라 자동으로 리셋하도록 프로그래밍하여 트립 상 태를 해제할 수 있습니다. 사용자의 안전을 위해 트립을 사용하지 마십시오.

트립 잠김 AC 드라이브의 출력 단자가 단락된 경우 등 AC 드라이 브에 결함이 발생하여 사용자의 개입이 필요한 상태입 니다. 주전원을 차단하고 결함의 원인을 제거한 다음 AC 드라이브를 다시 연결해야만 잠긴 트립을 해제할 수 있습니다. 리셋을 실행하거나 또는 경우에 따라 자동 으로 리셋하도록 프로그래밍하여 트립 상태를 해제해야 만 재기동할 수 있습니다. 사용자의 안전을 위해 트립 잠김을 사용하지 마십시오.

VT 특성 펌프와 팬에 사용되는 가변 토오크 특성입니다.

VVC 전압 벡터 제어(VVC+)는 표준 V/f(전압/주파수) 비율 제어에 비해 가변되는 속도 지령 및 부하 토오크에서 유동성과 안정성을 향상시킵니다.

소개

VLT® HVAC Basic Drive FC 101

1.7 역률

역률은 AC 드라이브가 주전원 공급에 가하는 부하의 크기입니다. 역률은 I1과 I 기본 전류, I

는 고조파 전류를 포함한 총 RMS 전류

RMS

간의 비율로, 여기서 I1은

RMS

입니다. 역률이 낮을수록 동일한 kW(출력)를 얻기 위해 I

가 높아집니다.

RMS

역률 =

3 × U × I1× cosϕ

3 × U × I

RMS

3상 제어의 역률:

역률

RMS

I1 × cosϕ1

= I

 + I

RMS

 + I

RMS

 +  . .  + I

sincecosϕ1 = 1

역률이 높으면 다른 고조파 전류는 낮아집니다. AC 드라이브의 내장 DC 코일은 역률을 높여 주전원 공 급에 가해지는 부하를 최소화합니다.

1.8 규제 준수

AC 드라이브는 이 절에 설명된 규정을 준수하도록 설 계되어 있습니다.

1.8.1.1 최저 전압 규정

저전압 규정은 50–1000 V AC 및 75–1600 V DC 전 압 범위의 모든 전기 장비에 적용됩니다.

규정의 목적은 올바르게 설치 및 유지보수된 전기 장비 가 용도에 맞는 어플리케이션에서 운전할 때 신체 안전 을 보장하고 자산의 파손을 피하는 데 있습니다.

1.8.1.2 EMC 규정

EMC(전자기 호환성) 규정의 목적은 전자기 간섭을 줄 이고 전기 장비 및 설비의 방지를 강화하는 데 있습니 다. EMC 규정 2014/30/EU의 기본 보호 요구사항에 따 르면 전자기 간섭(EMI)을 유발하거나 EMI에 의해 그 작동이 영향을 받을 수 있는 장치는 전자기 간섭의 유 발을 제한하도록 설계되어야 하며 올바르게 설치, 유지 보수 및 용도에 맞게 사용할 경우 적절한 EMI 방지 수 준을 갖춰야 합니다.

전기 설비 장치는 단독으로 사용하든지 아니면 시스템 의 일부로 사용하든지 간에 CE 마크를 고려해야 합니 다. 시스템에 CE 마크가 필요한 것은 아니지만 EMC 규 정의 기본 보호 요구사항은 반드시 준수해야 합니다.

1.8.1 CE 마크

CE 마크(Communauté européenne)는 해당 제품 제조 업체가 모든 관련 EU 규정을 준수함을 의미합니다. AC 드라이브의 설계 및 제조에 적용 가능한 EU 규정은

표 1.5

에 수록되어 있습니다.

주의 사항

CE 마크는 제품의 품질을 규제하지 않습니다. CE 마크 에서 기술 사양을 추론해 낼 수는 없습니다.

주의 사항

안전 기능이 통합된 AC 드라이브는 기계류 규정을 준 수해야 합니다.

EU 규정 버전

최저 전압 규정 2014/35/EU

EMC 규정 2014/30/EU

ErP 규정

표 1.5 AC 드라이브에 적용 가능한 EU 규정

적합성 선언은 요청 시 제공해 드릴 수 있습니다.

1.8.1.3 ErP 규정

ErP 규정은 에너지 관련 제품에 대한 유럽 친환경 설계 규정입니다. 이 규정은 AC 드라이브를 포함한 에너지 관련 제품에 대한 친환경 설계 요구사항을 규정합니다. 이 규정은 에너지 공급의 안전성을 높이는 동시에 에너 지 효율 및 환경 보호 수준을 높이는 것을 목적으로 합 니다. 에너지 관련 제품의 환경 영향에는 제품 수명 전 체에 걸친 에너지 소비가 포함됩니다.

1.8.2 UL 준수

UL 준수

그림 1.2 UL

주의 사항

IP54 제품은 UL 인증을 받지 않았습니다.

AC 드라이브는 UL 508C 써멀 메모리 유지 요구사항을 준수합니다. 자세한 정보는 제품별

써멀 보호

편을 참조하십시오.

설계지침서의 모터

089

소개 설계지침서

1.8.3 RCM 마크 준수

그림 1.3 RCM 마크

RCM 마크 라벨은 전자기 호환성(EMC)의 관련 기술 표 준의 준수를 나타냅니다. RCM 마크 라벨은 전기 및 전 자 장치를 호주 및 뉴질랜드에 출시하는데 필요합니다. RCM 마크 규제사항은 전도 방사 및 복사 방사만 다룹 니다. AC 드라이브의 경우, EN/IEC 61800-3에 명시된 방사 한계가 적용됩니다. 적합성 선언은 요청 시 제공해 드릴 수 있습니다.

1.8.4 EAC

그림 1.4 EAC 마크

EAC(EurAsian Conformity) 마크는 해당 제품이 유라 시아 경제연합(EurAsian Economic Union) 회원국으로 구성된 유라시아 관세동맹(EurAsian Customs Union) 에 따라 제품에 적용 가능한 모든 요구사항 및 기술 규 정을 준수함을 나타냅니다.

EAC 로고는 제품 라벨과 포장 라벨에 모두 표시되어야 합니다. EAC 지역 내에서 사용된 제품은 모두 EAC 지 역 내 댄포스로 보내야 합니다.

1.8.5 UkrSEPRO

그림 1.5 UkrSEPRO

UKrSEPRO 인증서는 우크라이나 규제 표준에 따라 제 품 및 서비스의 품질과 안전성뿐만 아니라 제조 안정성 을 보장합니다. UkrSepro 인증서는 우크라이나 영토로 들어오거나 우크라이나 영토 밖으로 나가는 모든 제품 의 세관 통과에 필요한 서류입니다.

안전

VLT® HVAC Basic Drive FC 101

2 안전

2.1 공인 기사

AC 드라이브를 문제 없이 안전하게 운전하기 위해서는 올바르고 안정적인 운송, 보관, 설치, 운전 및 유지보수 가 필요합니다. 본 장비의 설치 또는 운전은 공인 기사 에게만 허용됩니다.

공인 기사는 교육받은 기사 중 해당 법률 및 규정에 따 라 장비, 시스템 및 회로를 설치, 작동 및 유지보수하도 록 승인된 기사로 정의됩니다. 또한 기사는 본 지침서에 수록된 지침 및 안전 조치에 익숙해야 합니다.

2.2 안전 주의사항

경고

최고 전압

교류 주전원 입력, 직류 공급 또는 부하 공유에 연결될 때 AC 드라이브에 고전압이 발생합니다. 설치, 기동 및 유지보수를 공인 기사가 수행하지 않으면 사망 또는 중 상으로 이어질 수 있습니다.

반드시 공인 기사가 설치, 기동 및 유지보수를

•

수행해야 합니다.

서비스 또는 수리 작업을 수행하기 전에 적절

•

한 전압 측정 장치를 사용하여 AC 드라이브에 전압이 남아 있지 않은지 확인합니다.

경고

의도하지 않은 기동

드라이브가 교류 주전원, 직류 공급 또는 부하 공유에 연결되어 있는 경우, 모터는 언제든지 기동할 수 있습니 다. 프로그래밍, 서비스 또는 수리 작업 중에 의도하지 않은 기동이 발생하면 사망, 중상 또는 장비나 자산의 파손으로 이어질 수 있습니다. 모터는 외부 스위치, 필 드버스 명령이나 LCP 또는 LOP의 입력 지령 신호를 이용하거나 MCT 10 셋업 소프트웨어를 사용한 원격 운전을 통해서나 결함 조건 해결 후에 기동할 수 있습 니다.

의도하지 않은 모터 기동을 방지하려면:

파라미터를 프로그래밍하기 전에 LCP의 [Off/

•

Reset]를 누릅니다.

드라이브를 주전원에서 연결 해제합니다.

•

드라이브를 교류 주전원, 직류 공급장치 또는

•

부하 공유에 연결하기 전에 드라이브, 모터 및 관련 구동 장비를 완벽히 배선 및 조립합니다.

경고

방전 시간

AC 드라이브에는 AC 드라이브에 전원이 인가되지 않 더라도 충전이 유지될 수 있는 DC 링크 컨덴서가 포함 되어 있습니다. 경고 LED 표시 램프가 꺼져 있더라도 최고 전압이 남아 있을 수 있습니다. 전원을 분리한 후 서비스 또는 수리를 진행하기 전까지 지정된 시간 동안 기다리지 않으면 사망 또는 중상으로 이어질 수 있습니 다.

모터를 정지합니다.

•

교류 주전원 및 원격 DC 링크 전원 공급(배터

•

리 백업장치, UPS 및 다른 AC 드라이브에 연 결된 DC 링크 연결장치 포함)을 차단합니다.

PM 모터를 차단하거나 구속시킵니다.

•

컨덴서가 완전히 방전될 때까지 기다립니다.

•

최소 대기 시간은

서비스 또는 수리 작업을 수행하기 전에 적절

•

한 전압 측정 장치를 사용하여 컨덴서가 완전 히 방전되었는지 확인합니다.

전압[V] 출력 범위 [kW(HP)] 최소 대기 시간(분)

3x200 0.25–3.7 (0.33–5) 4

3x200 5.5–11 (7–15) 15

3x400 0.37–7.5 (0.5–10) 4

3x400 11–90 (15–125) 15

3x600 2.2–7.5 (3–10) 4

3x600 11–90 (15–125) 15

표 2.1 방전 시간

표 2.1

에 명시되어 있습니다.

경고

누설 전류 위험

누설 전류가 3.5 mA를 초과합니다. AC 드라이브를 올 바르게 접지하지 못하면 사망 또는 중상으로 이어질 수 있습니다.

공인 전기설치 인력이 장비를 올바르게 접지하

•

게 합니다.

안전 설계지침서

경고

장비 위험

회전축 및 전기 장비에 접촉하면 사망 또는 중상으로 이어질 수 있습니다.

반드시 해당 교육을 받은 공인 기사가 설치, 기

•

동 및 유지보수를 수행해야 합니다.

전기 작업 시에는 항상 국가 및 현지 전기 규

•

정을 준수해야 합니다.

본 설명서의 절차를 따릅니다.

•

주의

내부 결함 위험

AC 드라이브가 올바르게 닫혀 있지 않으면 AC 드라이 브의 내부 결함 시 중상으로 이어질 수 있습니다.

전원을 공급하기 전에 모든 안전 덮개가 제자

•

리에 안전하게 고정되어 있는지 확인해야 합니 다.

2 2

120

100

20 40 60 80 100 120 140 160 180

120

100

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

Volume %

INPUT POWER % PRESSURE %

SYSTEM CURVE

FAN CURVE

130BA781.11

ENERGY CONSUMED

제품 개요

3 제품 개요

3.1 이점

VLT® HVAC Basic Drive FC 101

3.1.1 팬 및 펌프 제어에 AC 드라이브를 사용하는 이유

AC 드라이브는 원심 팬 및 펌프가 비례의 법칙을 따른 다는 이점을 활용합니다. 자세한 정보는

너지 절감의 예

를 참조하십시오.

장을 3.1.3 에

3.1.2 명확한 이점 - 에너지 절감

팬 또는 펌프의 속도를 제어하는 데 AC 드라이브를 사 용하는 명확한 이점은 바로 전기 에너지 절감입니다. AC 드라이브는 다른 대체 제어 시스템 및 기술과 비교 하더라도 팬 및 펌프 시스템을 제어하는 데 가장 적합 한 에너지 제어 시스템입니다.

그림 3.1 팬 용적이 감소된 경우의 팬 곡선(A, B 및 C)

그림 3.2 AC 드라이브 솔루션을 이용한 에너지 절감

팬 용량을 60%로 줄이는 데 AC 드라이브를 사용하면 일반적인 어플리케이션에서 50% 이상의 에너지 절감이 가능합니다.

3.1.3 에너지 절감의 예

그림 3.3

량이 제어됩니다. 정격 속도에서 20%만 속도를 줄여도 유량 또한 20%까지 감소합니다. 이는 유량이 RPM에 직비례하기 때문입니다. 반대로 전기 소비량은 50%까 지 감소합니다. 시스템이 일 년에 몇 일 정도만 100%의 유량을 공급하 고 나머지 기간 동안은 평균적으로 정격 유량의 80%를 공급하면 되는 경우, 절감된 에너지량은 50%를 초과합 니다.

에서 보는 바와 같이 RPM을 변경함으로써 유

100%

50%

25%

12,5%

50% 100%

80%

175HA208.10

Power ~n

Pressure ~n

Flow ~n

130BA782.10

Discharge damper

Less energy savings

IGV

Costlier installation

Maximum energy savings

제품 개요 설계지침서

그림 3.3

는 RPM에 대한 유량, 압력 및 소비전력의 의

존도를 설명합니다.

그림 3.3 비례의 법칙

 = 

유량

압력

역

: 

그림 3.3

는 팬 용적이 60%까지 줄었을 때 잘 알려진 세 가지 솔루션으로 얻을 수 있는 일반적인 에너지 절 감량을 보여줍니다. 그래프에서 보는 바와 같이 일반적인 어플리케이션에서 50% 이상의 에너지 절감을 달성할 수 있습니다.

3 3

그림 3.4 흔히 사용되는 3가지 에너지 절감 시스템

Q = 유량 P = 전력

Q1 = 정격 유량 P1 = 정격 전력

Q2 = 감소된 유량 P2 = 감소된 전력

H = 압력 n = 속도 제어

H1 = 정격 압력 n1 = 정격 속도

H2 = 감소된 압력 n2 = 감소된 속도

표 3.1 비례의 법칙

3.1.4 에너지 절감량 비교

댄포스 AC 드라이브 솔루션은 방전 댐퍼 솔루션 및 흡 입 가이드 베인(IGV) 솔루션과 같은 기존의 에너지 절 감 솔루션에 비해 큰 절감량을 제공합니다. 이는 AC 드 라이브가 시스템의 써멀 부하에 따라 팬 속도를 제어할 수 있으며 AC 드라이브가 건물 관리 시스템, BMS로서 작동할 수 있게 하는 내장 설비가 AC 드라이브에 있기 때문입니다.

그림 3.5 에너지 절감

500

[h]

1000

1500

2000

200100 300

/h]

400

175HA210.11

제품 개요

VLT® HVAC Basic Drive FC 101

방전 댐퍼는 소비전력을 줄입니다. 흡입 가이드 베인은 40%의 절감을 제공하지만 설치하기에 비쌉니다. 댄포 스 AC 드라이브 솔루션은 에너지 소비량을 50% 이상 줄이며 설치가 용이합니다. 이는 또한 소음, 기계적인 스트레스 및 마모율을 줄이며 전체 어플리케이션의 수 명을 연장합니다.

3.1.5 1년 동안 다양한 유량을 필요로 하 는 경우의 예

이 예는 펌프 데이터시트에서 얻은 펌프 특성을 기준으 로 계산됩니다. 그 결과, 주어진 유량 분포를 기준으로 1년 동안 50%를 초과하는 에너지 절감을 보여줍니다. 투자 회수 기간은 kWh당 가격과 AC 드라이브의 가격에 따라 다릅니다. 이 예에서는 밸브 및 일정 속도와 비교했을 때 투자 회 수 기간이 1년 미만입니다.

에너지 절감 P

= P

shaft

shaft output

그림 3.6 1년 동안의 유량 분포

그림 3.7 에너지

분포 밸브 조절 AC 드라이브 제어

% 시간 역 소모 역 소모

350 5 438 42.5 18.615 42.5 18.615

300 15 1314 38.5 50.589 29.0 38.106

250 20 1752 35.0 61.320 18.5 32.412

200 20 1752 31.5 55.188 11.5 20.148

150 20 1752 28.0 49.056 6.5 11.388

100 20 1752 23.0 40.296 3.5 6.132

100 8760 – 275.064 – 26.801

표 3.2 결과

A1 -

kWh

A1 -

kWh

Full load

% Full-load current

& speed

500

100

0 12,5 25 37,5 50Hz

200

300

400

600

700

800

175HA227.10

제품 개요 설계지침서

3.1.6 향상된 제어 성능

AC 드라이브가 시스템의 유량이나 압력을 제어하는 데 사용되는 경우, 제어 성능이 향상됩니다. AC 드라이브는 팬 또는 펌프의 속도를 다양하게 할 수 있으며 유량 및 압력을 다양하게 제어할 수 있습니다. 또한 AC 드라이브는 팬 또는 펌프의 속도를 시스템의 새로운 유량 또는 압력 조건에 신속하게 적용할 수 있 습니다. 내장된 PI 제어 기능을 활용하여 공정(유량, 레벨 또는 압력)을 쉽게 제어할 수 있습니다.

3.1.7 스타/델타 스타터 또는 소프트 스 타터 필요 없음

대형 모터가 기동할 때 기동 전류를 제한하는 장비를 사용해야 하는 국가가 많습니다. 기존 시스템에서는 스 타/델타 스타터 또는 소프트 스타터가 널리 사용됩니다. AC 드라이브가 사용되는 경우, 이러한 모터 스타터가 필요하지 않습니다.

그림 3.8

류를 많이 소모하지 않습니다.

에서와 같이 AC 드라이브는 정격 전류보다 전

VLT® HVAC Basic Drive FC 101

2 스타/델타 스타터

3 소프트 스타터

4 주전원 직기동

그림 3.8 기동 전류

3 3

3.1.8 AC 드라이브를 통한 비용 절감

장을 3.1.9 AC 드라이브가 없는 경우

라이브가 다른 장비의 대체품으로 사용됨을 보여줍니 다. 각기 다른 시스템 2개의 설치 비용을 계산할 수 있 습니다. 예에서 2개의 시스템을 대략 동일한 가격으로 설치할 수 있습니다.

장을 1.5 추가 리소스

에 소개된 VLT® Energy Box 소 프트웨어를 사용하여 AC 드라이브로 달성할 수 있는 비용 절감분을 계산합니다.

의 예시는 AC 드

- +

x6 x6

175HA205.12

Valve position

Starter

Fuses

supply

P.F.C

Flow

3-Port valve

Bypass

Return

Control

Supply air

V.A.V

outlets

Duct

P.F.C

Mains

Fuses

Starter

Bypass

supply

Return

valve

3-Port

Flow

Control

Valve position

Starter

Power Factor Correction

Mains

IGV

Mechanical linkage and vanes

Fan

Motor or actuator

Main B.M.S

Local D.D.C. control

Sensors PT

Pressure control signal 0/10V

Temperature control signal 0/10V

Control

Mains

Cooling section Heating section

Fan sectionInlet guide vane

Pump Pump

제품 개요

VLT® HVAC Basic Drive FC 101

3.1.9 AC 드라이브가 없는 경우

D.D.C. Direct Digital Control(디지털 직제어)

E.M.S. Energy Management system(에너지 관리 시스템)

V.A.V. Variable Air Volume(가변 공기량)

Sensor P 압력

Sensor T 온도

그림 3.9 기존 팬 시스템

175HA206.11

Pump

Flow

Return

Supply air

V.A.V

outlets

Duct

Mains

Pump

Return

Flow

Mains

Fan

Main B.M.S

Local D.D.C. control

Sensors

Mains

Cooling section Heating section

Fan section

Pressure control 0-10V or 0/4-20mA

Control temperature 0-10V or 0/4-20mA

VLT

- +

VLT

x3 x3

제품 개요 설계지침서

3.1.10 AC 드라이브가 있는 경우

3 3

D.D.C. Direct Digital Control(디지털 직제어)

E.M.S. Energy Management system(에너지 관리 시스템)

V.A.V. Variable Air Volume(가변 공기량)

Sensor P 압력

Sensor T 온도

그림 3.10 AC 드라이브에 의해 제어된 팬 시스템

Frequency converter

Cooling coil

Heating coil

Filter

Pressure signal

Supply fan

VAV boxes

Flow

Pressure transmitter

Return fan

130BB455.10

제품 개요

VLT® HVAC Basic Drive FC 101

3.1.11 적용 예

다음 섹션에서는 HVAC 어플리케이션의 일반적인 예를 보여줍니다.

3.1.12 가변 공기량

VOV 또는 가변 공기량 시스템은 건물의 요구사항을 충족하기 위해 공조와 온도를 둘 다 제어하는 데 사용됩니다. 중앙 VAV 시스템은 건물 공조에 있어 가장 에너지 효율적인 방법으로 간주됩니다. 분산 시스템 대신 중앙 시스템을 설계하면 보다 높은 효율을 얻을 수 있습니다. 소형 모터와 분산형 공냉식 냉각기보다 효율이 높은 대형 팬과 대형 냉각기를 사용하면 보다 높은 효율을 얻을 수 있습니다. 유지보수 요구사항도 줄어들어 여기에서도 절감할 수 있습니다.

3.1.13 VLT 솔루션

댐퍼와 IGV가 덕트 작동 시 일정한 압력을 유지하는 데 사용되는 반면 AC 드라이브 솔루션은 에너지를 보다 많이 절감하고 설치 복잡성을 낮춥니다. AC 드라이브는 일부러 압력을 감소시키거나 팬 효율 감소를 야기하는 대신 팬의 속도를 낮춰 시스템에 필요한 유량과 압력을 제공합니다. 팬과 같은 원심 장치는 원심 법칙에 따라 동작합니다. 이는 팬의 속도가 감소함에 따라 팬에서 생성되는 압력과 유량 이 감소됨을 의미합니다. 따라서 팬의 소비전력은 크게 감소합니다. VLT® HVAC Basic Drive FC 101의 PI 제어기를 사용하면 컨트롤러를 추가할 필요가 없습니다.

그림 3.11 가변 공기량

Frequency converter

Pressure signal

Cooling coil

Heating coil

Filter

Pressure transmitter

Supply fan

Return fan

Temperature signal

Temperature transmitter

130BB451.10

제품 개요 설계지침서

3.1.14 일정 공기량

CAV 또는 일정 공기량 시스템은 넓은 공용 구역에 최소한의 신선한 공기를 공급하는 데 주로 사용되는 중앙 공조 시스템입니다. 이 시스템은 VAV 시스템보다 먼저 활용되었으므로 다중 구역으로 구성된 구형 상용 건물에서도 찾을 수 있습니다. 이 시스템은 가열 코일과 함께 공기 처리 장치(AHU)를 활용하여 신선한 공기를 예열하며 건물 공조에 사용되는 경우가 많고 냉각 코일도 포함되어 있습니다. 팬 코일 장치는 개별 구역의 가열 및 냉각 요구사항을 지원하 는 데 사용되는 경우가 많습니다.

3.1.15 VLT 솔루션

3 3

AC 드라이브를 사용하면 에너지를 크게 절감하면서도 건물을 안정적으로 제어할 수 있습니다. 온도 센서 또는 CO

센서는 AC 드라이브에 대한 피드백 신호로 사용할 수 있습니다. 온도나 공기질을 제어하거나 아니면 둘 다를 제어하 든지 간에 CAV 시스템은 실제 건물 조건을 기준으로 작동하도록 제어할 수 있습니다. 제어 구역 내 인원 수가 감소 하므로 신선한 공기의 필요성도 감소합니다. CO2 센서는 낮은 수준을 감지하고 공급 팬 속도를 낮춥니다. 환기팬은 취출 풍량과 흡입 풍량 사이의 정적 압력 설정포인트 또는 고정 차이를 유지하도록 조정합니다.

온도 제어, 특히 공조 시스템에서 사용되는 온도 제어 기능을 사용하면 외부 온도가 다양할 뿐만 아니라 제어 구역 내 인원 수가 변경되므로 냉각 요구사항이 각기 다릅니다. 온도가 설정포인트보다 낮아지므로 취출팬은 팬 속도를 낮 출 수 있습니다. 환기 팬은 정적 압력 설정포인트를 유지하도록 조정합니다. 풍량이 감소함으로써 신선한 공기를 가 열 또는 냉각하는 데 사용된 에너지 또한 감소하므로 추가적인 절감이 가능합니다. 댄포스 HVAC 전용 AC 드라이브의 일부 기능을 활용하여 CAV 시스템의 성능을 개선할 수 있습니다. 공조 시스템 제어의 문제점 중 하나가 바로 낮은 공기질입니다. 피드백 또는 지령 신호와 관계 없이 취출 공기를 최소한으로 유지 하도록 프로그래밍 가능한 최소 주파수를 설정할 수 있습니다. AC 드라이브에는 또한 온도와 공기질을 둘 다 감시할 수 있는 PI 제어기 1개가 포함되어 있습니다. 온도 요구사항이 충족되더라도 AC 드라이브는 공기질 센서를 충족시키 기에 충분한 취출 공기를 유지합니다. 컨트롤러는 취출 덕트와 흡입 덕트 사이의 고정적인 차동 풍량을 유지함으로써 2개의 피드백 신호를 감시 및 비교하여 환기팬을 제어할 수 있습니다.

그림 3.12 일정 공기량

Frequency converter

Water Inlet

Water Outlet

CHILLER

Temperature Sensor

BASIN

Conderser Water pump

Supply

130BB453.10

제품 개요

VLT® HVAC Basic Drive FC 101

3.1.16 냉각 타워 팬

냉각 타워 팬은 수냉식 냉각기 시스템의 콘덴서 용수를 냉각합니다. 수냉식 냉각기는 가장 효율적으로 냉각수를 만드 는 방식을 제공합니다. 공냉식 냉각기에 비해 20% 이상 효율이 높습니다. 냉각 타워는 기후에 따라 냉각기에서 콘덴 서 용수를 냉각하는 데 가장 에너지 효율적인 방식인 경우가 많습니다. 냉각 타워는 증발을 통해 콘덴서 용수를 냉각합니다.

콘덴서 용수는 표면적을 넓히기 위해 냉각 타워가 충전될 때까지 냉각 타워에 분사됩니다. 타워 팬은 증발을 돕기 위 해 충진물과 분사된 용수를 통해 공기를 내보냅니다. 증발은 용수에서 에너지를 빼앗아 온도를 낮춥니다. 냉각된 용 수는 냉각기 콘덴서에 다시 펌핑되어 주기가 반복되는 냉각 타워 수조에 집수됩니다.

3.1.17 VLT 솔루션

AC 드라이브를 사용하면 콘덴서 용수 온도를 유지하는 데 필요한 속도로 냉각 타워 팬을 제어할 수 있습니다. AC 드라이브는 또한 필요에 따라 팬 전원을 켜고 끄는 데 사용할 수 있습니다.

댄포스 HVAC 전용 AC 드라이브의 일부 기능을 활용하여 냉각 타워 팬 어플리케이션의 성능을 개선할 수 있습니다. 냉각 타워 팬의 속도가 특정 속도 미만으로 낮아지므로 용수 냉각에 대한 팬의 효과가 감소합니다. 또한 타워 팬의 주파수를 제어하기 위해 기어박스를 활용하는 경우, 40-50%의 최소 속도가 필요합니다. 피드백이나 속도 지령에 보다 낮은 속도가 필요하더라도 최소 주파수를 유지하기 위해 사용자가 프로그래밍 가능한 최소 주파수 설정을 사용할 수 있습니다.

또한 기본 기능으로서, AC 드라이브를 프로그래밍하여 높은 속도가 필요할 때까지 슬립 모드로 전환하고 팬을 정지 할 수 있습니다. 또한 일부 냉각 타워 팬에는 진동을 야기할 수 있는 원치 않는 주파수가 있습니다. AC 드라이브에 서 바이패스 주파수 범위를 프로그래밍함으로써 이러한 주파수를 쉽게 피할 수 있습니다.

그림 3.13 냉각 타워 팬

Frequency converter

Water Inlet

Water Outlet

BASIN

Flow or pressure sensor

Condenser Water pump

Throttling valve

Supply

CHILLER

130BB452.10

제품 개요 설계지침서

3.1.18 콘덴서 펌프

콘덴서 워터 펌프는 일차적으로 수냉식 냉각기와 관련 냉각 타워의 콘덴서부를 통해 용수를 순환시키는 데 사용됩니 다. 콘덴서 용수는 냉각기의 콘덴서부에서 열을 흡수하고 그 열을 냉각 타워 주변에 발산합니다. 이러한 시스템은 냉 각수를 만드는 데 가장 효율적인 방법을 제공하는 데 사용되며 공냉식 냉각기에 비해 20% 이상 효율이 높습니다.

3.1.19 VLT 솔루션

교축 밸브로 펌프 균형을 맞추거나 펌프 임펠러를 조정하는 대신 콘덴서 워터 펌프에 AC 드라이브를 추가할 수 있 습니다.

교축 밸브 대신 AC 드라이브를 사용하면 밸브에 의해 흡수되는 에너지를 절감할 수 있습니다. 이렇게 하면 15-20% 이상의 에너지를 절감할 수 있습니다. 펌프 임펠러 조정은 피할 수 없습니다. 따라서 조건이 바뀌고 보다 높은 유량 이 요구되는 경우, 반드시 임펠러를 교체해야 합니다.

3 3

그림 3.14 콘덴서 펌프

제품 개요

VLT® HVAC Basic Drive FC 101

3.1.20 1차 펌프

1차/2차 펌프 시스템의 1차 펌프는 가변 유량에 노출되었을 때 운전 또는 제어가 어려운 장치를 통해 일정한 유량을 유지하는 데 사용할 수 있습니다. 1차/2차 펌핑 기술은 2차 분산 회로에서 1차 산출 회로를 분리합니다. 이렇게 하면 냉각기와 같은 장치가 일정한 설계 유량을 유지할 수 있고 올바르게 운전할 수 있는 반면 시스템의 다른 부분은 다 양한 유량을 감당할 수 있게 됩니다.

냉각기에서 증발기 유량이 감소하므로 냉각된 용수의 온도가 더 낮아지기 시작합니다. 이러한 상황이 발생하면 냉각 기는 냉각 용량 감소를 시도합니다. 유량이 많이 낮아지거나 너무 빨리 낮아지면 냉각기가 부하를 충분히 분산시킬 수 없게 되고 냉각기의 안전 기능으로 인해 냉각기가 트립되고 수동으로 리셋해야 합니다. 이는 대형 설비에서, 특히 1차/2차 펌프가 활용되지 않는 경우에 2개 이상의 냉각기가 병렬로 설치될 때 흔히 나타나는 상황입니다.

3.1.21 VLT 솔루션

시스템 용량과 1차 회로의 용량에 따라 1차 회로의 에너지 소비량이 크게 증가할 수 있습니다. 교축 밸브 및/또는 임펠러를 조정하는 대신 1차 시스템에 AC 드라이브를 추가할 수 있으며 이렇게 하면 운영 비용이 절감됩니다. 다음과 같은 2가지 제어 방법이 흔히 사용됩니다.

유량계 원하는 유량을 알 수 있거나 일정하기 때문에 각 냉각기의 방전 시 설치된 유량계는 펌프를 직접 제어하는 데 사용 할 수 있습니다. 내장된 PI 제어기를 사용하면 냉각기와 펌프가 스테이징되고 디스테이징됨에 따라 1차 배관 루프의 저항 변경을 보상하는 경우에도 AC 드라이브는 항상 적절한 유량을 유지합니다.

현장 속도 결정 작업자는 설계 유량에 도달할 때까지 출력 주파수를 낮추기만 하면 됩니다. AC 드라이브를 사용하여 펌프 속도를 낮추는 것은 노동력이 필요하지 않다는 점과 펌프 효율이 더 높다는 것을 제 외하고는 펌프 임펠러의 조정과 매우 유사합니다. 균형 조정 콘택터는 적절한 유량에 도달할 때까지 펌프의 속도를 낮추고 속도를 고정 상태로 유지합니다. 펌프는 냉각기가 스테이징될 때마다 이 속도로 운전합니다. 1차 회로에는 시 스템 곡선의 변경을 야기할 수 있는 제어 밸브나 기타 장치가 없고 펌프 및 냉각기의 스테이징/디스테이징으로 인한 변동폭이 주로 작기 때문에 이 고정 속도가 적절히 유지됩니다. 시스템 수명 기간 중에 유량을 증가시킬 필요가 있는 경우, AC 드라이브는 새 펌프 임펠러로 교체하는 대신 펌프 속도를 증가시키기만 하면 됩니다.

Frequency converter

CHILLER

Flowmeter

F F

130BB456.10

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3 3

그림 3.15 1차 펌프

Frequency converter

CHILLER

130BB454.10

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VLT® HVAC Basic Drive FC 101

3.1.22 2차 펌프

1차/2차 냉각수 펌프 시스템의 2차 펌프는 냉각된 용수를 1차 산출 루프의 부하로 분산합니다. 1차/2차 펌프 시스템 은 하나의 배관 루프를 다른 배관 루프에서 순환수식으로 분리하는 데 사용됩니다. 이 경우에 1차 펌프는 냉각기를 통해 일정한 유량을 유지하는 데 사용하는 반면 2차 펌프는 유량을 다양하게 하고 제어 성능을 증대시키며 에너지를 절감하는 데 사용합니다.

가변 유량 시스템 설계에서 1차/2차 컨셉트가 사용되지 않는 경우, 유량이 많이 낮아지거나 너무 빨리 낮아지면 냉각 기가 부하를 올바르게 분산할 수 없습니다. 냉각기의 증발기 저온 안전 기능으로 인해 냉각기가 트립되고 수동으로 리셋해야 합니다. 이는 대형 설비에서, 특히 2개 이상의 냉각기가 병렬로 설치될 때 흔히 나타나는 상황입니다.

3.1.23 VLT 솔루션

2방향 밸브를 갖춘 1차-2차 시스템은 에너지 절감을 증대시키고 시스템 제어 문제를 보다 용이하게 하지만 실제 에 너지 절감 및 제어 가능성은 AC 드라이브를 추가함으로써 현실화됩니다. 센서 위치가 올바른 상태에서 AC 드라이브를 추가하면 펌프가 속도를 다양하게 하여 펌프 곡선 대신 시스템 곡선을 따르게 됩니다. 그 결과, 에너지가 버려지거나 과도한 가압이 대부분 발생하지 않게 하며 2방향 밸브 또한 영향을 받을 수 있습니다. 감시된 부하에 도달하면 2방향 밸브는 닫힙니다. 이렇게 되면 부하와 2방향 밸브에 걸쳐 측정된 차동 압력이 증가합 니다. 이 차동 압력이 증가하기 시작하면 설정포인트 값이라고도 하는 제어 헤드를 유지하기 위해 펌프 속도가 낮아 집니다. 이 설정포인트 값은 설계 조건 하에서 부하와 2방향 밸브의 압력 감소분을 합하여 계산됩니다.

주의 사항

여러 대의 펌프를 병렬로 구동할 때는 에너지 절감을 극대화하기 위해 개별 전용 AC 드라이브 또는 하나의 AC 드라 이브와 함께 동일한 속도로 구동해야 합니다.

그림 3.16 2차 펌프

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

Hand On

Oﬀ Reset

Auto On

130BB893.10

제품 개요 설계지침서

3.2 제어 구조

파라미터 1-00 구성 모드

에서

[0] Open loop (개회로)

3.2.1 제어 구조 개회로

그림 3.17 개회로 구조

그림 3.17 드는 [0] Open loop (개회로)

에 나타난 구성에서

파라미터 1-00 구성 모

로 설정됩니다. 모터 제어 기로 전달되기 전에 가감속 한계 및 속도 한계를 통해 지령 처리 시스템의 결과 지령 또는 현장 지령이 수신 되고 보내집니다. 그러면 모터 제어기의 출력이 최대 주 파수 한계로 제한됩니다.

3.2.2 PM/EC+ 모터 제어

댄포스 EC+ 컨셉트는 댄포스 AC 드라이브가 운전하는 IEC 표준 외함 사이즈에서 고효율 PM 모터(영구 자석 모터)를 사용할 수 있게 합니다. 작동 절차는 댄포스 VVC+ PM 제어 방식을 활용하여 기존의 비동기식(유도) 모터를 사용하는 경우와 유사합 니다.

고객 이점:

모터 기술의 자유로운 선택(영구 자석 또는 유

•

도 모터).

유도 모터의 경우와 동일한 설치 및 운전.

•

시스템 구성품(예: 모터) 선정 시 제조업체 별

•

도 선택 가능.

최상의 구성품 선정을 통한 최상의 시스템 효

•

율.

기존 설비의 개장 가능.

•

전력 범위: 45 kW (60 hp) (200 V), 0.37–90

•

kW (0.5–121 hp) (400 V), 90 kW (121 hp) (600 V)(유도 모터의 경우) 및 0.37–22 kW (0.5–30 hp) (400 V)(PM 모터의 경우).

또는

[1] Closed loop (폐회로 중 하나를 선택합니다).

PM 모터의 전류 한계:

현재 최대 22 kW (30 hp)까지만 지원.

•

PM 모터로는 LC 필터를 지원하지 않음.

•

PM 모터로는 회생동력 백업 알고리즘을 지원

•

하지 않음.

시스템에서 고정자 저항 Rs의 완전 AMA만 지

•

원.

스톨 감지 없음(소프트웨어 버전 2.80부터 지

•

원).

3.2.3 현장(수동 운전) 및 원격(자동 운 전) 제어

AC 드라이브는 현장 제어 패널(LCP)을 통해 수동으로 작동하거나 아날로그/디지털 입력 또는 직렬 버스통신 을 통해 원격으로 작동할 수 있습니다.

터 0-40 LCP의 [Hand on] 키, 파라미터 0-44 LCP의 [Off/Reset] 키 키

에서 해당 모드가 설정된 경우, LCP의 [Hand On]

및

파라미터 0-42 LCP의 [Auto on]

및 [Off/Reset]을 통해 AC 드라이브를 기동 또는 정지 할 수 있습니다. [Off/Reset] 키를 통해 알람을 리셋할 수 있습니다.

그림 3.18 LCP 키

파라미

3 3

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]

130BB895.10

Ref. signal

Desired ow

FB conversion

Ref.

Flow

FB signal

Flow

P 20-01

제품 개요

VLT® HVAC Basic Drive FC 101

현장 지령은 없이 구성 모드를 개회로로 강제 전환합니다.

파라미터 1-00 구성 모드

의 설정과 관계

예를 들어, 배관 내 정적 압력이 일정하게 유지되도록 펌프의 속도가 제어되는 펌프 어플리케이션을 고려해 보겠습니다. 정적 압력 값은 설정포인트 지령으로서 AC

현장 지령은 전원 차단 시 복원됩니다.

드라이브에 공급됩니다. 정적 압력 센서는 배관의 실제 정적 압력을 측정하고 이 데이터를 피드백 신호로서

3.2.4 제어 구조 폐회로

내부 컨트롤러를 사용하면 AC 드라이브가 제어되는 시 스템의 일부가 될 수 있습니다. AC 드라이브는 시스템 의 센서에서 피드백 신호를 수신합니다. 그리고 나서 이 피드백을 설정포인트 지령 값과 비교하고 이러한 두 신

AC 드라이브에 공급합니다. 피드백 신호가 설정포인트 지령보다 큰 경우, 압력을 줄이기 위해 AC 드라이브가 펌프를 감속합니다. 그와 유사한 방식으로 배관 압력이 설정포인트 지령보다 낮은 경우, 펌프에 의해 제공된 압 력을 증가시키기 위해 AC 드라이브가 자동으로 펌프를 가속합니다.

호 사이에 오류가 있는지 판단합니다. 그리고 나서 모터 의 속도를 조정하여 이 오류를 수정합니다.

그림 3.19 제어 구조 폐회로

AC 드라이브 폐회로 컨트롤러의 초기 설정값이 만족할 만한 성능을 제공하는 경우가 많기는 하지만 파라미터 를 조정하여 시스템 제어를 최적화할 수 있는 경우도 많습니다.

3.2.5 피드백 변환

일부 어플리케이션의 경우 피드백 신호를 변환하는 것 이 유용할 수 있습니다. 그 예 중 하나가 압력 신호를 사용하여 유량 피드백을 제공하는 것입니다. 압력의 제 곱근이 유량에 비례하므로 압력 신호의 제곱근은 유량 에 비례하는 값을 산출합니다. 십시오.

그림 3.20

을(를) 참조하

그림 3.20 피드백 신호 변환

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Danfoss FC 101 Design guide [ko]

Specifications and Main Features

Frequently Asked Questions

User Manual