ENGINEERING TOMORROW
Manuel de con€guration VLT® HVAC Basic Drive FC 101
vlt-drives.danfoss.com
Table des matières |
Manuel de con€guration |
|
|
Table des matières |
|
1 Introduction |
6 |
1.1 Objet du manuel de con€guration |
6 |
1.2 Version de document et de logiciel |
6 |
1.3 Symboles de sécurité |
6 |
1.4 Abréviations |
7 |
1.5 Ressources supplémentaires |
7 |
1.6 Dé€nitions |
7 |
1.7 Facteur de puissance |
10 |
1.8 Indications de conformité |
10 |
1.8.1 Marquage CE |
10 |
1.8.2 Conformité UL |
11 |
1.8.3 Marque de conformité RCM |
11 |
1.8.4 EAC |
11 |
1.8.5 UkrSEPRO |
11 |
2 Sécurité |
12 |
2.1 Personnel qualiێ |
12 |
2.2 Précautions de sécurité |
12 |
3 Vue d'ensemble des produits |
14 |
3.1 Avantages |
14 |
3.1.1 Pourquoi utiliser un variateur de fréquence pour contrôler les ventilateurs et les |
|
pompes ? |
14 |
3.1.2 Un avantage évident : des économies d'énergie |
14 |
3.1.3 Exemple d'économies d'énergie |
14 |
3.1.4 Comparaison des économies d'énergie |
15 |
3.1.5 Exemple avec un débit variable sur une année |
16 |
3.1.6 Meilleur contrôle |
17 |
3.1.7 Démarreur étoile/triangle ou démarreur progressif non requis |
17 |
3.1.8 Des économies grâce à l'utilisation d'un variateur de fréquence |
17 |
3.1.9 Sans variateur de fréquence |
18 |
3.1.10 Avec un variateur de fréquence |
19 |
3.1.11 Exemples d'applications |
20 |
3.1.12 Volume d'air variable |
20 |
3.1.13 La solution apportée par le VLT® |
20 |
3.1.14 Volume d'air constant |
21 |
3.1.15 La solution apportée par le VLT |
21 |
3.1.16 Ventilateur de tour de refroidissement |
22 |
3.1.17 La solution apportée par le VLT® |
22 |
3.1.18 Pompes de condenseur |
23 |
MG18C804 |
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1 |
Table des matières |
VLT® HVAC Basic Drive FC 101 |
3.1.19 La solution apportée par le VLT |
23 |
3.1.20 Pompes primaires |
24 |
3.1.21 La solution apportée par le VLT® |
24 |
3.1.22 Pompes secondaires |
26 |
3.1.23 La solution apportée par le VLT® |
26 |
3.2 Structures de contrôle |
27 |
3.2.1 Structure de contrôle en boucle ouverte |
27 |
3.2.2 Commande moteur PM/EC+ |
27 |
3.2.3 Contrôle local (Hand On) et distant (Auto On) |
27 |
3.2.4 Structure de contrôle en boucle fermée |
28 |
3.2.5 Conversion du signal de retour |
28 |
3.2.6 Utilisation des références |
29 |
3.2.7 Réglage du contrôleur en boucle fermée du variateur |
30 |
3.2.8 Réglage manuel du PI |
30 |
3.3 Conditions ambiantes de fonctionnement |
30 |
3.4 Généralités concernant les normes CEM |
36 |
3.4.1 Vue d'ensemble des émission CEM |
36 |
3.4.2 Conditions d'émission |
38 |
3.4.3 Résultats des essais d’émission CEM |
39 |
3.4.4 Vue d'ensemble des émissions d'harmoniques |
40 |
3.4.5 Conditions d'émission harmonique |
40 |
3.4.6 Résultats des essais harmoniques (émission) |
40 |
3.4.7 Conditions d'immunité |
42 |
3.5 Isolation galvanique (PELV) |
42 |
3.6 Courant de fuite à la terre |
43 |
3.7 Conditions d'exploitation extrêmes |
43 |
3.7.1 Protection thermique du moteur (ETR) |
44 |
3.7.2 Entrées de thermistance |
44 |
4 Sélection et commande |
46 |
4.1 Code de type |
46 |
4.2 Options et accessoires |
47 |
4.2.1 Panneau de commande local (LCP) |
47 |
4.2.2 Montage du LCP sur le panneau avant |
47 |
4.2.3 Kit de boîtier IP21/NEMA Type 1 |
48 |
4.2.4 Plaque de connexion à la terre |
49 |
4.3 Références |
50 |
4.3.1 Options et accessoires |
50 |
4.3.2 Filtres harmoniques |
51 |
4.3.3 Filtre RFI externe |
53 |
2 |
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MG18C804 |
Table des matières |
Manuel de con€guration |
|
|
5 Installation |
54 |
5.1 Installation électrique |
54 |
5.1.1 Raccordement au secteur et au moteur |
56 |
5.1.2 Installation électrique conforme aux critères CEM |
61 |
5.1.3 Bornes de commande |
63 |
6 Programmation |
64 |
6.1 Introduction |
64 |
6.2 Panneau de commande local (LCP) |
64 |
6.3 Menus |
65 |
6.3.1 Menu d'état |
65 |
6.3.2 Menu rapide |
65 |
6.3.3 Menu principal |
80 |
6.4 Transfert rapide du réglage des paramètres entre plusieurs variateurs de fréquence |
81 |
6.5 Lecture et programmation des paramètres indexés |
81 |
6.6 Initialisation aux réglages par défaut |
81 |
7 Installation et con€guration de l'interface RS485 |
82 |
7.1 RS485 |
82 |
7.1.1 Vue d'ensemble |
82 |
7.1.2 Raccordement du réseau |
82 |
7.1.3 Con€guration matérielle du variateur de fréquence |
82 |
7.1.4 Réglage des paramètres pour communication Modbus |
83 |
7.1.5 Précautions CEM |
83 |
7.2 Protocole FC |
84 |
7.2.1 Vue d'ensemble |
84 |
7.2.2 FC avec Modbus RTU |
84 |
7.3 Réglage des paramètres pour activer le protocole |
84 |
7.4 Structure des messages du protocole FC |
84 |
7.4.1 Contenu d'un caractère (octet) |
84 |
7.4.2 Structure du télégramme |
84 |
7.4.3 Longueur du télégramme (LGE) |
85 |
7.4.4 Adresse (ADR) du variateur de fréquence |
85 |
7.4.5 Octet de contrôle des données (BCC) |
85 |
7.4.6 Champ de données |
85 |
7.4.7 Champ PKE |
85 |
7.4.8 Numéro de paramètre (PNU) |
86 |
7.4.9 Indice (IND) |
86 |
7.4.10 Valeur du paramètre (PWE) |
86 |
7.4.11 Types de données pris en charge par le variateur de fréquence |
87 |
MG18C804 |
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3 |
Table des matières |
VLT® HVAC Basic Drive FC 101 |
7.4.12 Conversion |
87 |
7.4.13 Mots de process (PCD) |
87 |
7.5 Exemples |
87 |
7.5.1 Écriture d'une valeur de paramètre |
87 |
7.5.2 Lecture d'une valeur de paramètre |
88 |
7.6 Vue d'ensemble du Modbus RTU |
88 |
7.6.1 Introduction |
88 |
7.6.2 Vue d'ensemble |
88 |
7.6.3 Variateur de fréquence avec Modbus RTU |
88 |
7.7 Con€guration du réseau |
89 |
7.8 Structure des messages du Modbus RTU |
89 |
7.8.1 Introduction |
89 |
7.8.2 Structure du télégramme Modbus RTU |
89 |
7.8.3 Champ démarrage/arrêt |
89 |
7.8.4 Champ d'adresse |
90 |
7.8.5 Champ de fonction |
90 |
7.8.6 Champ de données |
90 |
7.8.7 Champ de contrôle CRC |
90 |
7.8.8 Adresse de registre des bobines |
90 |
7.8.9 Accès via écriture/lecture PCD |
92 |
7.8.10 Comment contrôler le variateur de fréquence |
93 |
7.8.11 Codes de fonction pris en charge par le Modbus RTU |
93 |
7.8.12 Codes d'exceptions Modbus |
93 |
7.9 Comment accéder aux paramètres |
94 |
7.9.1 Gestion des paramètres |
94 |
7.9.2 Stockage des données |
94 |
7.9.3 IND (Index) |
94 |
7.9.4 Blocs de texte |
94 |
7.9.5 Facteur de conversion |
94 |
7.9.6 Valeurs de paramètre |
94 |
7.10 Exemples |
95 |
7.10.1 Lecture état bobines (01 HEX) |
95 |
7.10.2 Forcer/écrire bobine unique (05 HEX) |
95 |
7.10.3 Forcer/écrire bobines multiples (0F HEX) |
96 |
7.10.4 Lecture registres de maintien (03 HEX) |
96 |
7.10.5 Prédé€nir registre unique (06 HEX) |
97 |
7.10.6 Prédé€nir registres multiples (10 HEX) |
97 |
7.10.7 Lire/Écrire registres multiples (17 HEX) |
97 |
7.11 Pro€l de contrôle FC Danfoss |
98 |
7.11.1 Mot de contrôle selon le pro€l FC (8-10 Protocole = Pro€l FC) |
98 |
4 |
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MG18C804 |
Table des matières |
Manuel de con€guration |
|
|
7.11.2 Mot d'état selon le pro€l FC (STW) |
100 |
7.11.3 Valeur de référence de vitesse du bus |
102 |
8 Spéci€cations générales |
103 |
8.1 Encombrement |
103 |
8.1.1 Montage côte à côte |
103 |
8.1.2 Dimensions du variateur de fréquence |
104 |
8.1.3 Dimensions lors de l'expédition |
107 |
8.1.4 Montage externe |
108 |
8.2 Spéci€cations de l'alimentation secteur |
108 |
8.2.1 3 x 200-240 V CA |
108 |
8.2.2 3 x 380-480 V CA |
109 |
8.2.3 3 x 525-600 V CA |
113 |
8.3 Fusibles et disjoncteurs |
114 |
8.4 Caractéristiques techniques générales |
116 |
8.4.1 Alimentation secteur (L1, L2, L3) |
116 |
8.4.2 Puissance du moteur (U, V, W) |
116 |
8.4.3 Longueur et section des câbles |
117 |
8.4.4 Entrées digitales |
117 |
8.4.5 Entrées analogiques |
117 |
8.4.6 Sortie analogique |
117 |
8.4.7 Sortie digitale |
118 |
8.4.8 Carte de commande, communication série RS485 |
118 |
8.4.9 Carte de commande, sortie 24 V CC |
118 |
8.4.10 Sortie relais [bin] |
118 |
8.4.11 Carte de commande, sortie 10 V CC |
119 |
8.4.12 Conditions ambiantes |
119 |
8.5 dU/Dt |
120 |
Indice |
123 |
MG18C804 |
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5 |
Introduction VLT® HVAC Basic Drive FC 101
1 |
1 |
1 Introduction |
|
|
|
|
|
|
1.1 Objet du manuel de con€guration
Ce manuel de con€guration est destiné aux ingénieurs de projets et systèmes, aux consultants en conception et aux experts en applications et produits. Les informations techniques fournies permettent de comprendre les capacités du variateur de fréquence pour intégration dans des systèmes de contrôle et de surveillance de moteur. Les détails décrits concernent le fonctionnement, les exigences et les recommandations pour l'intégration dans un système. Les informations fournies sont avérées pour les caractéristiques de puissance d'entrée, la sortie de commande du moteur et les conditions de fonctionnement ambiantes du variateur de fréquence.
Sont aussi inclus :
•les fonctions de sécurité ;
•la surveillance de la condition de panne ;
•des rapports d'état opérationnels ;
•les fonctionnalités de communication série ;
•les options et fonctions programmables.
Certains détails de conception sont également fournis, tels que :
•exigences du site ;
•câbles ;
•fusibles ;
•câblage de commande ;
•tailles et poids des unités ;
•autres informations essentielles indispensables pour plani€er l'intégration du système.
La consultation des informations détaillées du produit permet, lors de la conception, de développer un système optimal en termes de fonctionnalité et d'eŒcacité.
VLT® est une marque déposée.
1.2 Version de document et de logiciel
Ce manuel est régulièrement révisé et mis à jour. Toutes les suggestions d'amélioration sont les bienvenues.
Édition |
Remarques |
Version |
|
|
logicielle |
|
|
|
MG18C8xx |
Dernière mise à jour de la version des |
4.2x |
|
logiciels et du matériel. |
|
|
|
|
Tableau 1.1 Version de document et de logiciel |
|
À partir de la version 4.0x (à partir de la semaine de production 33 2017), la fonction de vitesse variable du ventilateur de refroidissement du dissipateur de chaleur équipe les variateurs de fréquence jusqu'à la puissance de 22 kW (30 HP) 400 V IP20 et jusqu'à la puissance 18,5 kW (25 HP) 400 V IP54. Cette fonction requiert des mises à niveau des logiciels et du matériel et impose des restrictions en matière de compatibilité avec les versions antérieures pour les boîtiers de tailles H1-H5 et I2-I4. Voir le Tableau 1.2 pour les restrictions.
|
Ancienne carte de |
Nouvelle carte de |
|
Compatibilité |
commande (jusqu'à |
commande (à partir |
|
la semaine de |
de la semaine de |
||
des logiciels |
|||
production 33 |
production 34 |
||
|
|||
|
2017) |
2017) |
|
|
|
|
|
Ancien logiciel |
|
|
|
(jusqu'à la version |
Oui |
Non |
|
3.xx du €chier OSS) |
|
|
|
|
|
|
|
Nouveau logiciel |
|
|
|
(à partir de la |
Non |
Oui |
|
version 4.xx du |
|||
|
|
||
€chier OSS) |
|
|
|
|
|
|
|
|
Ancienne carte de |
Nouvelle carte de |
|
Compatibilité |
commande (jusqu'à |
commande (à partir |
|
la semaine de |
de la semaine de |
||
du matériel |
|||
production 33 |
production 34 |
||
|
|||
|
2017) |
2017) |
|
|
|
|
|
Ancienne carte de |
|
Oui (mise à niveau |
|
puissance |
Oui (uniquement |
IMPÉRATIVE du |
|
(jusqu'à la semaine |
jusqu'à la version |
logiciel vers la |
|
de production 33 |
3.xx du logiciel) |
version 4.xx ou |
|
2017) |
|
supérieure) |
|
|
|
|
|
|
Oui (mise à niveau |
|
|
|
IMPÉRATIVE du |
|
|
Nouvelle carte de |
logiciel vers la |
|
|
puissance |
version 3.xx ou |
Oui (uniquement à |
|
(à partir de la |
inférieure, le |
partir de la version |
|
semaine de |
ventilateur |
4.xx du logiciel) |
|
production 34 2017) |
fonctionne à pleine |
|
|
|
vitesse en |
|
|
|
permanence) |
|
|
|
|
|
Tableau 1.2 Compatibilité des logiciels et du matériel
1.3 Symboles de sécurité
Les symboles suivants sont utilisés dans ce manuel :
AVERTISSEMENT
Indique une situation potentiellement dangereuse qui peut entraîner des blessures graves ou le décès.
6 |
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MG18C804 |
Introduction |
Manuel de con€guration |
|
|
ATTENTION
Indique une situation potentiellement dangereuse qui peut entraîner des blessures super€cielles à modérées. Ce signe peut aussi être utilisé pour mettre en garde contre des pratiques non sûres.
AVIS!
Fournit des informations importantes, notamment sur les situations qui peuvent entraîner des dégâts matériels.
1.4 Abréviations
°C |
Degrés Celsius |
°F |
Degrés Fahrenheit |
A |
Ampère |
|
|
CA |
Courant alternatif |
|
|
AMA |
Adaptation automatique au moteur |
|
|
AWG |
American Wire Gauge (calibre américain des |
|
€ls) |
|
|
CC |
Courant continu |
|
|
CEM |
Compatibilité électromagnétique |
|
|
ETR |
Relais thermique électronique |
|
|
FC |
Variateur de fréquence |
|
|
fM,N |
Fréquence nominale du moteur |
|
|
kg |
Kilogramme |
|
|
Hz |
Hertz |
|
|
IINV |
Courant de sortie nominal onduleur |
|
|
ILIM |
Limite de courant |
|
|
IM,N |
Courant nominal du moteur |
|
|
IVLT,MAX |
Courant de sortie maximal |
|
|
IVLT,N |
Courant nominal de sortie fourni par le |
|
variateur de fréquence |
|
|
kHz |
Kilohertz |
|
|
LCP |
Panneau de commande local |
|
|
m |
Mètre |
|
|
mA |
Milliampère |
|
|
MCT |
Outil de contrôle du mouvement |
|
|
mH |
Inductance en millihenry |
|
|
min |
Minute |
|
|
ms |
Milliseconde |
|
|
nF |
Nanofarad |
|
|
Nm |
Newton-mètre |
|
|
ns |
Vitesse moteur synchrone |
|
|
PM,N |
Puissance nominale du moteur |
|
|
PCB |
Carte à circuits imprimés |
|
|
PELV |
Protective extra low voltage (très basse |
|
tension de protection) |
|
|
Régén. |
Bornes régénératives |
|
|
tr/min |
Tours par minute |
|
|
s |
Seconde |
|
|
TLIM |
Limite de couple |
|
|
UM,N |
Tension nominale du moteur |
|
|
V |
Volts |
|
|
Tableau 1.3 Abréviations
1.5 Ressources supplémentaires |
1 1 |
•Le Guide rapide du VLT® HVAC Basic Drive FC 101 contient des informations de base sur l'encombrement, l'installation et la programmation.
•Le Guide de programmation du VLT® HVAC Basic Drive FC 101 fournit des informations sur la programmation et comporte une description complète des paramètres.
•Logiciel Danfoss VLT® Energy Box. Sélectionner PC Software Downloads (téléchargement logiciels) sur www.danfoss.com/en/service-and-support/ downloads/dds/vlt-energy-box/.
Le logiciel VLT® Energy Box permet d'eŽectuer des comparaisons de consommation d'énergie entre applications de pompes et de ventilateurs HVAC entraînées par des variateurs de fréquence Danfoss, avec diŽérentes méthodes de contrôle du débit. Utiliser cet outil pour prévoir avec précision les coûts, les économies et la période de récupération liés à l'utilisation de variateurs de fréquence Danfoss sur des ventilateurs HVAC, des pompes et des tours de refroidissement.
La documentation technique Danfoss est disponible sous format électronique sur le CD fourni avec le produit ou sur support papier auprès du service commercial Danfoss local.
Assistance technique Logiciel de programmation MCT 10
Télécharger le logiciel sur www.danfoss.com/en/service-and- support/downloads/dds/vlt-motion-control-tool-mct-10/.
Pendant l’installation du logiciel, saisir le code d’accès 81463800 a€n d’activer la fonctionnalité FC 101. Une clé de licence n’est pas nécessaire pour utiliser la fonctionnalité FC 101.
La dernière version du logiciel ne contient pas toujours les dernières mises à jour de variateur de fréquence. Contacter le service commercial local pour obtenir les dernières mises à jour de variateur de fréquence (€chiers *.upd) ou les télécharger sur www.danfoss.com/en/service-and-support/ downloads/dds/vlt-motion-control-tool-mct-10/#Overview.
1.6 Dé€nitions
Variateur de fréquence
IVLT, MAX
Courant de sortie maximal
IVLT,N
Courant nominal de sortie fourni par le variateur de fréquence.
UVLT, MAX
Tension de sortie maximale.
Entrée
Le moteur raccordé peut être lancé et arrêté à l'aide du LCP et des entrées digitales. Les fonctions sont réparties en deux groupes, comme indiqué dans le Tableau 1.4. Les
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Introduction |
VLT® HVAC Basic Drive FC 101 |
1 |
1 |
|
fonctions du groupe 1 ont une priorité supérieure aux |
|
|
|
|
fonctions du groupe 2. |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Réinitialisation, arrêt en roue libre, réinitialisation |
|
|
|
Groupe 1 |
et arrêt en roue libre, arrêt rapide, freinage par |
|
|
|
|
injection de courant continu, arrêt et [OŽ]. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Groupe 2 |
Démarrage, impulsion de démarrage, inversion, |
|
|
|
démarrage avec inversion, jogging et gel sortie |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Tableau 1.4 Ordres de commande
Moteur
fJOG
Fréquence du moteur lorsque la fonction jogging est activée (via des bornes digitales).
fM
Fréquence du moteur.
fMAX
Fréquence maximale du moteur.
fMIN
Fréquence minimale du moteur.
fM,N
Fréquence nominale du moteur (données de la plaque signalétique).
IM
Courant du moteur.
IM,N
Courant nominal du moteur (données de la plaque signalétique).
nM,N
Couple de décrochage
couple |
|
<![if ! IE]> <![endif]>175ZA078.10 |
||
|
|
couple de décrochage |
||
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
tr / mn
Illustration 1.1 Couple de décrochage
ηVLT
Le rendement du variateur de fréquence est dé€ni comme le rapport entre la puissance dégagée et la puissance absorbée.
Ordre de démarrage désactivé
Ordre d'arrêt faisant partie du groupe 1 d'ordres de commande, voir le Tableau 1.4.
Ordre d'arrêt
Voir le Tableau 1.4.
Référence analogique
Un signal transmis vers les entrées analogiques 53 ou 54. Il peut prendre la forme de tension ou de courant.
Vitesse nominale du moteur (données de la plaque signalétique).
PM,N
Puissance nominale du moteur (données de la plaque signalétique).
UM
Tension instantanée du moteur.
UM,N
Tension nominale du moteur (données de la plaque signalétique).
•Entrée de courant : 0-20 mA et 4-20 mA
•Entrée de tension : 0-10 V CC
Référence bus
Signal appliqué au port de communication série (port FC).
Référence prédé€nie
Référence prédé€nie réglable entre -100 % et +100 % de la plage de référence. Huit références prédé€nies peuvent être sélectionnées par l'intermédiaire des bornes digitales.
RéfMAX
Détermine la relation entre l'entrée de référence à 100 % de la valeur de l'échelle complète (généralement 10 V, 20 mA) et la référence résultante. Valeur de référence maximum dé€nie au paramétre 3-03 Réf. max..
RéfMIN
Détermine la relation entre l'entrée de référence à la valeur 0 % (généralement 0 V, 0 mA, 4 mA) et la référence résultante. Valeur de référence minimum dé€nie au paramétre 3-02 Référence minimale.
Entrées analogiques
Les entrées analogiques permettent de contrôler diverses fonctions du variateur de fréquence.
Il en existe 2 types :
8 |
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Introduction |
Manuel de con€guration |
|
|
•Entrée de courant : 0-20 mA et 4-20 mA
•Entrée de tension : 0-10 V CC
Sorties analogiques
Les sorties analogiques peuvent fournir un signal de 0-20 mA, 4-20 mA ou un signal numérique.
Adaptation automatique au moteur, AMA
L'algorithme d'AMA détermine, à l'arrêt, les paramètres électriques du moteur raccordé et compense la résistance en fonction de la longueur du câble moteur.
Entrées digitales
Les entrées digitales permettent de contrôler diverses fonctions du variateur de fréquence.
Sorties digitales
Le variateur de fréquence est doté de deux sorties à semiconducteurs qui peuvent fournir un signal 24 V CC (max. 40 mA).
Sorties relais
Le variateur de fréquence est doté de deux sorties relais programmables.
ETR
Le relais thermique électronique constitue un calcul de charge thermique basé sur une charge et un temps instantanés. Il permet d'estimer la température du moteur et d'empêcher le moteur de surchauŽer.
Initialisation
Si l'on eŽectue une initialisation (paramétre 14-22 Mod. exploitation), les paramètres programmables du variateur de fréquence reviennent à leurs valeurs par défaut.
Le Paramétre 14-22 Mod. exploitation n'initialise pas les paramètres de communication, la mémoire des défauts ou le journal mode incendie.
Cycle d'utilisation intermittent
Une utilisation intermittente fait référence à une séquence de cycles d'utilisation. Chaque cycle est composé d'une période en charge et d'une période à vide. Le fonctionnement peut être périodique ou non périodique.
LCP
Le panneau de commande local (LCP) constitue une interface complète de commande et de programmation du variateur de fréquence. Le panneau de commande est amovible sur les unités IP20 et €xe sur les unités IP54. Il peut être installé, à l'aide d'un kit de montage, à une distance maximale de 3 m (9,8 pi) du variateur de fréquence, par exemple dans un panneau frontal.
Lsb
Bit de poids faible.
MCM
Abréviation de Mille Circular Mil, unité de mesure américaine de la section de câble. 1 MCM = 0,5067 mm².
Msb
Bit de poids fort.
Paramètres en ligne/hors ligne |
1 |
1 |
Les modi€cations apportées aux paramètres en ligne sont activées directement après modi€cation de la valeur de données. Appuyer sur [OK] pour activer les paramètres hors ligne.
Régulateur PI
Le régulateur PI maintient la vitesse, la pression, la température, etc. souhaitées en adaptant la fréquence de sortie à la variation de charge.
RCD
Relais de protection diŽérentielle.
Con€guration
On peut enregistrer les réglages des paramètres dans 2 process. Changement d'un process à l'autre et édition d'un process pendant qu'un autre est actif.
Compensation du glissement
Le variateur de fréquence compense le glissement du moteur en augmentant la fréquence en fonction de la charge du moteur mesurée, la vitesse du moteur restant ainsi quasiment constante.
Contrôleur logique avancé (SLC)
Le SLC est une séquence d'actions dé€nies par l'utilisateur exécutées lorsque les événements associés dé€nis par l'utilisateur sont évalués comme étant TRUE (vrai) par le SLC.
Thermistance
Résistance dépendant de la température placée à l'endroit où l'on souhaite surveiller la température (variateur de fréquence ou moteur).
Trip (arrêt)
État résultant de situations de panne, p. ex. en cas de surchauŽe du variateur de fréquence ou lorsque celui-ci protège le moteur, le process ou le mécanisme. Le redémarrage est impossible tant que l'origine de la panne n'a pas été résolue ; l'état d'alarme est annulé par un reset ou, parfois, grâce à un reset programmé automatiquement. Ne pas utiliser l'alarme à des €ns de sécurité des personnes.
Alarme verrouillée
État résultant de situations de panne lorsque le variateur de fréquence assure sa propre protection et nécessitant une intervention physique, p. ex. si la sortie du variateur fait l'objet d'un court-circuit. Un déclenchement verrouillé peut être annulé par coupure de l'alimentation secteur, résolution de l'origine de la panne et reconnexion du variateur de fréquence. Le redémarrage est impossible tant que l'état d'arrêt n'a pas été annulé par un reset ou, dans certains cas, grâce à un reset programmé automatiquement. Ne pas utiliser l'alarme verrouillée à des €ns de sécurité des personnes.
Caractéristique Couple Variable
Caractéristiques de couple variable que l'on utilise pour les pompes et les ventilateurs.
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Introduction |
VLT® HVAC Basic Drive FC 101 |
1 1 VVC+
Si on la compare au contrôle standard de proportion tension/fréquence, la commande vectorielle de tension (VVC+) améliore la dynamique et la stabilité, à la fois lorsque la référence de vitesse est modi€ée et lorsqu'elle est associée au couple de charge.
1.7 Facteur de puissance
Le facteur de puissance indique dans quelle mesure le variateur de fréquence impose une charge à l'alimentation secteur. Le facteur de puissance correspond au rapport entre I1 et IRMS, où I1 est le courant fondamental et où IRMS est le courant RMS total, y compris les harmoniques de courant. Plus le facteur de puissance est bas, plus l'IRMS est élevé pour la même performance en kW.
Facteur de puissance = |
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3 × |
U |
× |
I |
1 |
× cos |
ϕ |
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3 × |
U |
× |
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I |
RMS |
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Facteur de puissance pour alimentation triphasée : |
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I |
1 |
cos |
ϕ1 |
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I |
1 |
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Facteur de puissance |
= |
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× RMS |
= |
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puisque cos |
ϕ1 = 1 |
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I |
In |
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IRMS |
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I |
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I |
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I |
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I |
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RMS |
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2 |
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2 |
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2 |
+ . . + |
2 |
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Un = |
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1 + |
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5 + |
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7 |
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facteur de puissance élevé indique que les diŽérents harmoniques de courant sont faibles.
Les bobines CC intégrées aux variateurs de fréquence génèrent un facteur de puissance élevé, qui minimise la charge imposée à l'alimentation secteur.
1.8 Indications de conformité
Les variateurs de fréquence ont été conçus conformément aux directives décrites dans cette section.
Directive UE |
Version |
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Directive basse tension |
2014/35/EU |
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Directive CEM |
2014/30/EU |
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Directive ErP |
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Tableau 1.5 Directives UE applicables aux variateurs de fréquence
Les déclarations de conformité sont disponibles à la demande.
1.8.1.1 Directive basse tension
La directive basse tension s'applique à tous les appareils électriques utilisés dans les plages de tension allant de 50 à 1 000 V CA et de 75 à 1 600 V CC.
La directive vise à garantir la sécurité individuelle et à éviter les dégâts matériels, à condition que les équipements électriques soient installés et entretenus correctement pour l'application prévue.
1.8.1.2 Directive CEM
La directive CEM (compatibilité électromagnétique) vise à réduire les interférences électromagnétiques et à améliorer l'immunité des équipements et installations électriques. Les conditions de base relatives à la protection de la directive CEM 2014/30/UE indiquent que les dispositifs qui génèrent des interférences électromagnétiques (EMI) ou dont le fonctionnement peut être aŽecté par les EMI doivent être conçus pour limiter la génération d'interférences électromagnétiques et doivent présenter un degré d'immunité adapté vis-à-vis des EMI lorsqu'ils sont correctement installés, entretenus et utilisés conformément à l'usage prévu.
1.8.1 Marquage CE
Le marquage CE (Communauté européenne) indique que le fabricant du produit se conforme à toutes les directives CE applicables. Les directives UE applicables à la conception et à la fabrication des variateurs de fréquence sont répertoriées dans le Tableau 1.5.
AVIS!
Le marquage CE ne fournit aucune information sur la qualité du produit. Les spéci€cations techniques ne peuvent pas être déduites du marquage CE.
AVIS!
Les variateurs de fréquence avec fonction de sécurité intégrée doivent être conformes à la directive sur les machines.
Les dispositifs des équipements électriques utilisés seuls ou intégrés à un système doivent porter le marquage CE. Les systèmes ne requièrent pas le marquage CE mais doivent être conformes aux conditions relatives à la protection de base de la directive CEM.
1.8.1.3 Directive ErP
La directive ErP est la directive européenne Ecodesign pour les produits liés à la production d'énergie. La directive dé€nit les exigences en matière de conception écologique pour les produits liés à la production d'énergie, notamment les variateurs de fréquence. La directive vise à augmenter l'eŒcacité énergétique et le niveau de protection de l'environnement, tout en développant la sécurité de l'approvisionnement énergétique. L'impact environnemental des produits liés à la production d'énergie inclut la consommation d'énergie pendant toute la durée de vie du produit.
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Introduction |
Manuel de con€guration |
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1.8.2 Conformité UL |
dans la zone EAC doivent être achetés auprès de Danfoss |
au sein de la zone EAC.
Homologué UL
1.8.5 UkrSEPRO
Illustration 1.2 UL
089
AVIS!
Les unités IP54 ne sont pas certi€ées UL.
Le variateur de fréquence est conforme aux exigences de sauvegarde de la capacité thermique de la norme UL508C. Pour plus d'informations, se reporter au chapitre Protection thermique du moteur du Manuel de con•guration du produit.
Illustration 1.5 UkrSEPRO
Le certi€cat UKrSEPRO garantit la qualité et la sécurité des produits et services, ainsi que la stabilité de fabrication, conformément aux normes réglementaires ukrainiennes. Le certi€cat UkrSepro est un document requis pour le dédouanement de tous les produits entrant et sortant du territoire ukrainien.
1.8.3 Marque de conformité RCM
Illustration 1.3 Marque RCM
La marque RCM indique la conformité avec les normes techniques applicables en matière de compatibilité électromagnétique (CEM). L'étiquette de marquage RCM est obligatoire pour vendre des appareils électriques et électroniques sur les marchés australien et néo-zélandais. Les dispositions réglementaires de la marque RCM concernent uniquement les émissions par conduction et les émissions rayonnées. Pour les variateurs de fréquence, les limites d'émission spéci€ées dans la norme EN/CEI 61800-3 s'appliquent. Une déclaration de conformité peut être fournie à la demande.
1.8.4 EAC
Illustration 1.4 Marque EAC
La marque EAC (EurAsian Conformity, conformité eurasiatique) indique que le produit est conforme à toutes les exigences et réglementations techniques applicables dans le cadre de l'Union douanière eurasiatique, qui se compose des États membres de l'Union économique eurasiatique.
Le logo EAC doit se trouver sur l'étiquette du produit et sur l'étiquette de l'emballage. Tous les produits utilisés
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Sécurité |
VLT® HVAC Basic Drive FC 101 |
2 Sécurité
2 2
2.1 Personnel qualiێ
Un transport, un stockage, une installation, une exploitation et une maintenance corrects et €ables sont nécessaires au fonctionnement en toute sécurité et sans problème du variateur de fréquence. Seul du personnel quali€é est autorisé à installer ou utiliser cet équipement.
Par dé€nition, le personnel quali€é est un personnel formé, autorisé à installer, mettre en service et maintenir l’équipement, les systèmes et les circuits conformément aux lois et aux réglementations en vigueur. En outre, il doit être familiarisé avec les instructions et les mesures de sécurité décrites dans ce manuel.
2.2 Précautions de sécurité
AVERTISSEMENT
HAUTE TENSION
Les variateurs de fréquence contiennent des tensions élevées lorsqu'ils sont reliés à l'alimentation secteur CA, à l'alimentation CC ou à la répartition de la charge. Le non-respect de la réalisation de l'installation, du démarrage et de la maintenance par du personnel quali€é peut entraîner la mort ou des blessures graves.
•L'installation, le démarrage et la maintenance ne doivent être e•ectués que par du personnel quali€é.
•Avant tout entretien ou toute réparation, utiliser un dispositif de mesure de tension approprié pour s'assurer que le variateur de fréquence est complètement déchargé.
AVERTISSEMENT
DÉMARRAGE IMPRÉVU
Lorsque le variateur est connecté au secteur CA, à l'alimentation CC ou est en répartition de la charge, le moteur peut démarrer à tout moment. Un démarrage imprévu pendant la programmation, une opération d'entretien ou de réparation peut entraîner la mort, des blessures graves ou des dégâts matériels. Le moteur peut être démarré par un commutateur externe, un ordre du bus de terrain, un signal de référence d'entrée à partir du LCP ou du LOP, par commande à distance à l'aide du Logiciel de programmation MCT 10 ou suite à la suppression d'une condition de panne.
Pour éviter un démarrage imprévu du moteur :
•Activer la touche [O•/Reset] sur le LCP avant de programmer les paramètres.
•Déconnecter le variateur du secteur.
•Câbler et assembler entièrement le variateur, le moteur et tous les équipements entraînés avant de connecter le variateur au secteur CA, à l'alimentation CC ou en répartition de la charge.
AVERTISSEMENT
TEMPS DE DÉCHARGE
Le variateur de fréquence contient des condensateurs dans le circuit intermédiaire qui peuvent rester chargés même lorsque le variateur de fréquence n’est pas alimenté. Une haute tension peut être présente même lorsque les voyants d’avertissement sont éteints. Le nonrespect du temps d’attente spéci€é après la mise hors tension avant un entretien ou une réparation peut entraîner le décès ou des blessures graves.
•Arrêter le moteur.
•Déconnecter le secteur CA et les alimentations à distance du circuit intermédiaire, y compris les batteries de secours, les alimentations sans interruption et les connexions du circuit intermédiaire aux autres variateurs de fréquence.
•Déconnecter ou verrouiller le moteur PM.
•Attendre que les condensateurs soient complètement déchargés. Le temps d’attente minimum est indiqué dans le Tableau 2.1.
•Avant tout entretien ou toute réparation, utiliser un dispositif de mesure de tension approprié pour s’assurer que les condensateurs sont complètement déchargés.
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Sécurité |
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Manuel de con€guration |
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Tension [V] |
Plage de puissance [kW |
Temps d’attente |
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(HP)] |
minimum (minutes) |
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3 x 200 |
0,25–3,7 (0,33–5) |
4 |
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2 |
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2 |
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||
3 x 200 |
5,5–11 (7–15) |
15 |
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||||
3 x 400 |
0,37–7,5 (0,5–10) |
4 |
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3 x 400 |
11–90 (15–125) |
15 |
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3 x 600 |
2,2–7,5 (3–10) |
4 |
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3 x 600 |
11–90 (15–125) |
15 |
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Tableau 2.1 Temps de décharge
AVERTISSEMENT
RISQUE DE COURANT DE FUITE
Les courants de fuite à la terre dépassent 3,5 mA. Le fait de ne pas mettre le variateur de fréquence à la terre peut entraîner le décès ou des blessures graves.
•L'équipement doit être correctement mis à la terre par un installateur électrique certi€é.
AVERTISSEMENT
DANGERS LIÉS À L’ÉQUIPEMENT
Tout contact avec les arbres tournants et les matériels électriques peut entraîner des blessures graves voire mortelles.
•L’installation, le démarrage et la maintenance doivent être e•ectués par du personnel quali€é uniquement.
•Veiller à ce que tous les travaux électriques soient conformes aux réglementations électriques locales et nationales.
•Suivre les procédures décrites dans ce manuel.
ATTENTION
DANGER DE PANNE INTERNE
Une panne interne dans le variateur de fréquence peut entraîner des blessures graves si le variateur de fréquence n’est pas correctement fermé.
•Avant d’appliquer de la puissance, s’assurer que tous les caches de sécurité sont en place et fermement €xés.
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Vue d'ensemble des produits |
VLT® HVAC Basic Drive FC 101 |
3 Vue d'ensemble des produits
3.1 Avantages
3 3 3.1.1 Pourquoi utiliser un variateur de fréquence pour contrôler les ventilateurs et les pompes ?
Un variateur de fréquence utilise le fait que les ventilateurs et les pompes centrifuges suivent les lois de la proportionnalité. Pour plus d'informations, se reporter au
chapitre 3.1.3 Exemple d'économies d'énergie.
3.1.2Un avantage évident : des économies d'énergie
Le principal avantage de l'utilisation d'un variateur de fréquence pour réguler la vitesse des ventilateurs et des pompes repose sur les économies d'électricité obtenues. Comparé à des technologies et des systèmes de contrôle alternatifs, un variateur de fréquence oŽre le moyen de contrôle d'énergie optimal pour la régulation des ventilateurs et des pompes.
Illustration 3.1 Courbes de ventilateur (A, B et C) pour des volumes de ventilation réduits
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<![if ! IE]> <![endif]>130BA781.11 |
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SYSTEM CURVE |
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<![if ! IE]> <![endif]>% |
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B |
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FAN CURVE |
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<![if ! IE]> <![endif]>PRESSURE |
60 |
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40 |
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C |
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20 |
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140 |
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20 |
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60 |
80 |
100 |
120 |
180 |
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||||||||||||||
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Volume % |
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120 |
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<![if ! IE]> <![endif]>% |
100 |
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<![if ! IE]> <![endif]>POWER |
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<![if ! IE]> <![endif]>INPUT |
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Illustration 3.2 Économies d'énergie réalisées grâce au variateur de fréquence
Lors de l'utilisation d'un variateur de fréquence pour diminuer la capacité du ventilateur à 60 %, des économies d'énergie de plus de 50 % peuvent être obtenues dans des applications typiques.
3.1.3 Exemple d'économies d'énergie
Comme indiqué sur l'Illustration 3.3, le débit est régulé en modi€ant le nombre de tr/min. En diminuant la vitesse de 20 % seulement par rapport à la vitesse nominale, le débit est également réduit de 20 %, car il est directement proportionnel aux tr/min. La consommation d'électricité est, quant à elle, réduite de 50 %.
Si le système en question doit fournir un débit correspondant à 100 % seulement quelques jours par an, tandis que la moyenne est inférieure à 80 % du débit nominal le reste de l'année, la quantité d'énergie économisée peut être supérieure à 50 %.
L'Illustration 3.3 décrit le rapport entre débit, pression et puissance consommée en tr/min.
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Vue d'ensemble des produits |
Manuel de con€guration |
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Illustration 3.3 Lois de proportionnalité
Débit : |
Q |
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||
|
2 H |
2 |
n |
2 |
||
Pression |
: |
H1 |
|
= |
n1 |
|
|
P |
n |
|
|||
|
|
2 |
|
|
2 |
|
Puissance |
: |
P1 |
n1 |
3 |
|
|
|
|
|
2 = |
2 |
|
|
|
|
Q = débit |
|
|
|
|
P = puissance |
||
|
|
|
|
|
|||
Q1 |
= débit nominal |
|
|
P1 = puissance nominale |
|||
|
|
|
|
|
|
||
Q2 |
= débit réduit |
|
|
P2 |
= puissance réduite |
||
|
|
|
|
|
|||
H = pression |
|
|
|
n = commande de vitesse |
|||
|
|
|
|
|
|||
H1 |
= pression nominale |
|
n1 |
= vitesse nominale |
|||
|
|
|
|
|
|
||
H2 |
= pression réduite |
|
|
n2 |
= vitesse réduite |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
Tableau 3.1 Les lois de la proportionnalité
3.1.4Comparaison des économies d'énergie
La solution de variateur de fréquence Danfoss oŽre des économies plus élevées par rapport aux solutions d'économie d'énergie traditionnelles telles que le registre de décharge et les aubes directrices d'entrée (IGV). Cela vient du fait que le variateur de fréquence est capable de contrôler la vitesse d'un ventilateur en fonction de la charge thermique du système et que le variateur de fréquence dispose d'un équipement intégré qui lui permet de fonctionner comme un système de gestion d'immeubles (BMS).
L'Illustration 3.3 montre les économies d'énergie typiques que l'on obtient avec 3 solutions bien connues lorsque le volume du ventilateur est réduit à 60 %.
Comme l'indique le graphique, des économies de plus de 50 % sont réalisées dans des applications typiques.
<![endif]>130BA782.10
Discharge |
3 |
3 |
|
|
|
damper |
|
|
|
Less energy savings |
|
Maximum energy savings
IGV
Costlier installation
Illustration 3.4 Trois systèmes habituels d'économies d'énergie
Illustration 3.5 Économies d'énergie
Les registres de décharge réduisent la puissance consommée. Les aubes directrices d'entrée oŽrent une réduction de 40 %, mais l'installation est onéreuse. La solution oŽerte par le variateur de fréquence Danfoss réduit la consommation d'énergie de plus de 50 % et est facile à installer. Elle réduit également le bruit, la contrainte mécanique et l'usure, et prolonge la durée de vie de l'application dans son ensemble.
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3.1.5Exemple avec un débit variable sur une année
Cet exemple est calculé d'après les caractéristiques d'une pompe tirées de sa €che technique.
3 3 Le résultat obtenu révèle des économies d’énergie de plus de 50 % selon la répartition du débit donnée sur l’année. La période de récupération dépend du prix du kWh et du prix du variateur de fréquence. Dans le cas présent, cela revient à moins d'une année si l'on compare avec les systèmes à vannes et vitesse constante.
Économies d'énergie
Parbre = Psortie arbre
[h] t |
|
|
|
|
|
|
|
<![if ! IE]> <![endif]>175HA210.11 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1500 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1000
500
|
|
|
|
|
|
Q |
100 |
200 |
300 |
400 |
|
||
[m3 /h] |
Illustration 3.6 Répartition du débit sur 1 année
Illustration 3.7 Énergie
m³/ |
|
|
|
|
Contrôle par |
|
Répartition |
Régulation par vanne |
variateur de |
||||
h |
|
|
|
|
fréquence |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
% |
Heur |
Puissanc |
Consomma |
Puissan |
Consomma |
|
es |
e |
tion |
ce |
tion |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
A1-B1 |
kWh |
A1-C1 |
kWh |
|
|
|
|
|
|
|
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 |
|
|
|
|
|
|
|
Σ |
100 |
8760 |
– |
275,064 |
– |
26,801 |
Tableau 3.2 Résultat
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Vue d'ensemble des produits |
Manuel de con€guration |
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|
3.1.6 Meilleur contrôle
On obtient un meilleur contrôle en utilisant un variateur de fréquence pour réguler le débit ou la pression d'un système.
Un variateur de fréquence peut faire varier la vitesse du ventilateur ou de la pompe pour obtenir un contrôle variable du débit et de la pression.
De plus, il peut adapter rapidement la vitesse du ventilateur ou de la pompe aux nouvelles conditions de débit ou de pression du système.
Contrôle simple du procédé (débit, niveau ou pression) en utilisant le régulateur PI intégré.
3.1.7Démarreur étoile/triangle ou démarreur progressif non requis
Lors du démarrage de gros moteurs, il est nécessaire, dans beaucoup de pays, d'utiliser un équipement qui limite le courant de démarrage. Dans les systèmes plus traditionnels, on utilise couramment un démarreur étoile/ triangle ou un démarreur progressif. De tels démarreurs de moteur ne sont pas nécessaires lorsqu'on utilise un variateur de fréquence.
Comme indiqué sur l'Illustration 3.8, un variateur de fréquence ne consomme pas plus que le courant nominal.
3.1.8Des économies grâce à l'utilisation d'un variateur de fréquence
L'exemple fourni au chapitre 3.1.9 Sans variateur de fréquence révèle qu'un variateur de fréquence peut
remplacer un autre équipement. Il est possible de calculer 3 3 le coût d'installation des deux systèmes diŽérents. Dans
l'exemple, le coût d'installation est à peu près identique pour les deux systèmes.
Utilisez le logiciel VLT® Energy Box qui est présenté au chapitre 1.5 Ressources supplémentaires pour calculer les coûts que vous pouvez économiser en utilisant un variateur de fréquence.
1VLT® HVAC Basic Drive FC 101
2Démarreur étoile/triangle
3Démarreur progressif
4Démarrage direct sur secteur
Illustration 3.8 Courant de démarrage
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VLT® HVAC Basic Drive FC 101 |
3.1.9 Sans variateur de fréquence
Section de refroidissement |
Section de chau age |
Pale de guidage d’entré |
3 3
Débit |
Débit |
Retour Control |
Débit |
Commande |
|
||
|
Distributeur |
Position |
Distributeur |
|
|
Raccordement |
|
|
à 3 orifices |
|
à 3 orifices |
|
|
||
|
|
|
Position du |
mécanique et |
|||
|
|
|
du dis- |
Bipasse |
|
||
|
Bipasse |
|
|
distributeur |
distributeurs |
||
|
|
tributeur |
|
||||
|
M |
Pompe |
M |
Pompe |
|
||
|
|
|
|
|
Moteur ou |
||
|
x6 |
|
|
x6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
actionneur IGV |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Démarreur |
|
|
Démarreur |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Commande |
Fusibles |
|
|
|
Fusibles |
|
Alimentation |
Alimentation |
B.T. |
B.T. |
P.F.C. |
P.F.C. |
Secteur |
Secteur |
Section de ventilation |
|
Ventilateur |
|
M |
Introduction d’air |
Sorties |
|
|
V.A.V. |
|
Capteurs |
|
PT |
x6 |
|
Conduit |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
Commande |
|
B.M.S. |
|
|
|
||
|
|
|
||
|
|
digitale |
|
|
Démarreur |
|
|
principal |
|
|
directe locale |
|
||
|
|
|
Signal de |
|
commande |
|
pression 0/10 V |
|
|
Signal de |
Amélioration |
commande |
temperature |
|
du facteur de |
0/10 V |
puissance |
|
Secteur |
|
<![endif]>175HA205.12
D.D.C. |
Commande numérique directe |
|
|
E.M.S. |
Système de gestion de l'énergie |
|
|
V.A.V. |
Volume d'air variable |
|
|
Capteur P |
Pression |
|
|
Capteur T |
Température |
|
|
Illustration 3.9 Système de ventilateur traditionnel
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Vue d'ensemble des produits |
Manuel de con€guration |
|
|
3.1.10 Avec un variateur de fréquence
3 3
D.D.C. |
Commande numérique directe |
|
|
E.M.S. |
Système de gestion de l'énergie |
|
|
V.A.V. |
Volume d'air variable |
|
|
Capteur P |
Pression |
|
|
Capteur T |
Température |
|
|
Illustration 3.10 Système de ventilation commandé par des variateurs de fréquence
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3.1.11 Exemples d'applications
Des exemples typiques d'applications HVAC sont présentés dans les sections suivantes.
3 3 3.1.12 Volume d'air variable
Les systèmes VAV ou à volume d'air variable contrôlent à la fois la ventilation et la température a€n de répondre aux besoins d'un bâtiment. Les systèmes VAV centraux sont considérés comme la méthode la plus eŒcace d'un point de vue énergétique pour assurer la climatisation des bâtiments. En concevant des systèmes centraux plutôt que répartis, on obtient une meilleure eŒcacité.
L'eŒcacité provient de l'utilisation de ventilateurs et de refroidisseurs plus grands et donc plus eŒcaces que les petits moteurs et les refroidisseurs par air répartis. Les économies découlent également des besoins d'entretien réduits.
3.1.13 La solution apportée par le VLT®
Tandis que registres et IGV permettent de maintenir une pression constante dans le réseau de conduites, une solution comportant un variateur de fréquence réduit considérablement la consommation d'énergie et la complexité de l'installation. Au lieu de créer une baisse de pression arti€cielle ou d'entraîner une diminution de l'eŒcacité du ventilateur, le variateur de fréquence diminue la vitesse du ventilateur pour fournir le débit et la pression nécessaires au système.
Les dispositifs centrifuges comme les ventilateurs suivent les lois de la force centrifuge. Cela signi€e que lorsque la vitesse des ventilateurs diminue, la pression et le débit qu'ils produisent décroissent aussi. La puissance consommée est par conséquent considérablement réduite. L'utilisation du régulateur PI du VLT® HVAC Basic Drive FC 101 peut éviter le recours à des régulateurs supplémentaires.
|
|
|
Pressure |
|
|
Cooling coil |
Heating coil |
Frequency |
signal |
|
|
|
|
|
|||
|
Filter |
converter |
|
|
VAV boxes |
|
|
|
|
||
|
|
|
Supply fan |
|
|
D1 |
|
|
3 |
|
T |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Pressure |
|
|
|
|
Flow |
transmitter |
|
|
|
|
|
|
D2 |
|
|
|
|
|
|
|
Frequency |
|
|
|
|
|
converter |
Return fan |
|
|
|
|
|
Flow |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
D3 |
|
|
|
|
|
Illustration 3.11 Volume d'air variable
<![endif]>130BB455.10
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Manuel de con€guration |
|
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3.1.14 Volume d'air constant
Les systèmes CAV ou à volume d'air constant sont des systèmes de ventilation centraux servant généralement à fournir une quantité minimale d'air frais tempéré à de grandes zones communes. Ils ont précédé les systèmes VAV et sont donc présents dans les anciens bâtiments commerciaux multizones. Ces systèmes préchauŽent des quantités d'air frais grâce à des groupes de traitement d'air (AHU) dotés d'une bobine de chauŽage. De même, ils sont souvent présents dans les bâtiments climatisés et disposent d'une bobine de refroidissement. Des ventiloconvecteurs sont souvent utilisés pour participer aux besoins de chauŽage et de refroidissement des zones individuelles.
3.1.15 La solution apportée par le VLT
Avec un variateur de fréquence, des économies d'énergie signi€catives peuvent être obtenues tout en maintenant un contrôle approprié du bâtiment. Les capteurs de température ou de CO2 peuvent être utilisés comme signaux de retour vers les variateurs de fréquence. Lorsqu'il est nécessaire de contrôler la température, la qualité de l'air ou les deux, un système CAV peut être contrôlé pour fonctionner sur la base des conditions réelles du bâtiment. Lorsque le nombre de personnes dans les zones contrôlées baisse, les besoins en air frais diminuent. Le capteur de CO2 détecte les niveaux les plus bas et réduit la vitesse des ventilateurs d'alimentation. Le ventilateur de retour vise à maintenir un point de consigne de pression statique ou
une diŽérence €xe entre les circulations d'air d'alimentation et de retour.
En cas de contrôle de la température, utilisé spécialement dans les systèmes d'air conditionné, alors que la
température extérieure varie tout comme le nombre de 3 3 personnes dans les zones contrôlées, diŽérents besoins de refroidissement existent. Lorsque la température est
inférieure au point de consigne, le ventilateur d'alimentation peut réduire sa vitesse. Le ventilateur de retour vise à maintenir un point de consigne de pression statique. En diminuant la circulation d'air, l'énergie utilisée pour chauŽer ou refroidir l'air frais est également réduite, d'où de plus grandes économies.
De par ses caractéristiques, le variateur de fréquence Danfoss HVAC peut être utilisé pour améliorer les performances de votre système CAV. L'un des problèmes associés au contrôle d'un système de ventilation est la mauvaise qualité de l'air. La fréquence minimale programmable peut être réglée pour maintenir une quantité minimale d'air fourni indépendamment du signal de retour ou de référence. Le variateur de fréquence comporte également un régulateur PI permettant de contrôler à la fois la température et la qualité de l'air. Même si les besoins en matière de température sont satisfaits, le variateur de fréquence maintient un niveau d'air fourni suŒsant pour convenir au capteur de qualité de l'air. Le contrôleur peut surveiller et comparer deux signaux de retour pour contrôler le ventilateur de retour en maintenant une diŽérence de circulation d'air €xe entre les conduites d'alimentation et de retour.
Cooling coil |
Heating coil |
|
Temperature |
<![if ! IE]> <![endif]>130BB451.10 |
|
|
|
|
|
|
|
Frequency |
signal |
|
|
|
|
|
|
|
|
converter |
|
|
|
|
Filter |
|
|
|
|
|
Supply fan |
|
D1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Temperature |
|
|
|
|
transmitter |
D2 |
|
|
Pressure |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
signal |
|
|
|
Frequency |
|
|
|
|
converter |
Return fan |
|
|
|
|
|
|
D3 |
|
|
|
Pressure |
|
|
|
transmitter |
|
|
|
|
|
Illustration 3.12 Volume d'air constant
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3.1.16Ventilateur de tour de refroidissement
Les ventilateurs de tour de refroidissement sont utilisés pour refroidir l'eau du condenseur dans les systèmes de
3 3 refroidissement par eau. Les refroidisseurs par eau constituent le moyen le plus eŒcace pour générer de l'eau froide. Ils sont 20 % plus eŒcaces que les refroidisseurs par air. Selon le climat, les tours de refroidissement sont souvent plus eŒcaces d'un point de vue énergétique pour refroidir l'eau du condenseur des refroidisseurs.
Les ventilateurs refroidissent l'eau du condenseur par évaporation.
L'eau du condenseur est pulvérisée dans la tour de refroidissement sur le garnissage des tours pour augmenter sa surface active. Le ventilateur de la tour sou”e de l'air sur le garnissage et de l'eau pulvérisée pour faciliter l'évaporation. L'évaporation libère l'énergie de l'eau, faisant ainsi chuter sa température. L'eau froide est collectée dans le bassin des tours de refroidissement où elle est pompée à nouveau vers le condenseur des refroidisseurs et le cycle est répété.
3.1.17 La solution apportée par le VLT®
Grâce à un variateur de fréquence, la vitesse des ventilateurs des tours de refroidissement peut être régulée pour maintenir la température de l'eau du condenseur. Les
variateurs de fréquence peuvent également être utilisés pour allumer ou éteindre le ventilateur selon les besoins.
De par ses caractéristiques, le variateur de fréquence Danfoss HVAC peut être utilisé pour améliorer les performances des applications de ventilateurs de tour de refroidissement. Lorsque la vitesse des ventilateurs de tour de refroidissement descend en dessous d'un certain seuil, l'eŽet du ventilateur sur le refroidissement de l'eau devient faible. De même, lors de l'utilisation d'une boîte de vitesse pour contrôler la fréquence du ventilateur de tour, une vitesse minimale de 40-50 % est nécessaire.
Le réglage de la fréquence minimale programmable par le client est disponible pour maintenir cette fréquence minimale même lorsque les références de retour ou de vitesse exigent des vitesses inférieures.
Il est également possible de programmer le variateur de fréquence pour passer en mode veille et arrêter le ventilateur jusqu'à ce qu'une vitesse supérieure soit nécessaire. De plus, certains ventilateurs de tour de refroidissement ont des fréquences indésirables pouvant causer des vibrations. Ces fréquences sont facilement évitables en programmant les plages de fréquences de bipasse sur le variateur de fréquence.
<![if ! IE]><![endif]>130BB453.10
Frequency converter
Water Inlet
|
|
Temperature |
|
|
Sensor |
BASIN |
Water Outlet |
Conderser |
|
|
|
|
|
Water pump |
|
|
<![if ! IE]> <![endif]>CHILLER |
Supply
Illustration 3.13 Ventilateur de tour de refroidissement
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Vue d'ensemble des produits Manuel de con€guration
3.1.18 Pompes de condenseur
Les pompes de retour d'eau du condenseur sont d'abord utilisées pour faire circuler l'eau dans la section du condenseur des |
|
|
|
refroidisseurs par eau et dans la tour de refroidissement associée. L'eau du condenseur absorbe la chaleur de la section du |
|
|
|
condenseur du refroidisseur et la relâche dans l'atmosphère de la tour de refroidissement. Ces systèmes constituent le |
3 |
3 |
|
moyen le plus eŒcace de créer de l'eau froide. Ils sont 20 % plus eŒcaces que les refroidisseurs par air. |
|||
|
|
3.1.19 La solution apportée par le VLT
En ajoutant des variateurs de fréquence aux pompes de retour d'eau du condenseur, il n'est pas nécessaire d'équilibrer les pompes avec une soupape d'étranglement ou de rogner la roue de la pompe.
L'utilisation d'un variateur de fréquence au lieu d'une soupape d'étranglement économise l'énergie qui aurait été absorbée par la soupape. Cela peut entraîner des économies de 15-20 % ou plus. Le rognage de la roue de la pompe est irréversible, donc si les conditions changent et si un débit supérieur est nécessaire, la roue doit être remplacée.
Frequency |
<![if ! IE]> <![endif]>130BB452.10 |
|
|
||
converter |
|
|
Water |
|
|
Inlet |
|
|
Flow or pressure sensor |
|
|
BASIN |
|
|
Water |
<![if ! IE]> <![endif]>CHILLER |
|
Outlet |
||
|
||
|
Throttling |
|
Condenser |
valve |
|
Water pump |
|
|
|
Supply |
Illustration 3.14 Pompes de condenseur
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3.1.20 Pompes primaires
Les pompes primaires dans un système de pompage primaire/secondaire peuvent être utilisées pour maintenir un débit constant dans les dispositifs qui présentent des
3 3 diŒcultés d'exploitation ou de contrôle lorsqu'ils sont exposés à un débit variable. La technique de pompage primaire/secondaire découple la boucle de production primaire de la boucle de distribution secondaire. Cela permet à des dispositifs tels que les refroidisseurs d'obtenir un débit constant et de fonctionner correctement tout en autorisant une variation du débit dans le reste du système.
Lorsque le débit de l'évaporateur diminue dans un refroidisseur, l'eau refroidie commence à devenir trop froide. Dans ce cas, le refroidisseur tente de diminuer sa capacité de refroidissement. Si le débit tombe trop bas ou trop rapidement, le refroidisseur ne peut pas délester suŒsamment sa charge et la sécurité arrête le refroidisseur qui nécessite alors un reset manuel. Cette situation est fréquente dans les grandes installations, notamment lorsque deux refroidisseurs ou plus sont installés en parallèle lorsqu'aucun pompage primaire/secondaire n'est utilisé.
3.1.21 La solution apportée par le VLT®
Selon la taille du système et de la boucle primaire, la consommation d'énergie de la boucle primaire peut devenir importante.
Un variateur de fréquence peut être ajouté au système primaire pour remplacer la soupape d'étranglement et/ou le rognage des roues, favorisant une baisse des dépenses d'exploitation. Voici deux méthodes de contrôle :
Débitmètre
Comme le débit souhaité est connu et constant, un débitmètre installé à la sortie de chaque refroidisseur peut être utilisé pour contrôler directement la pompe. En utilisant le régulateur PI intégré, le variateur de fréquence maintient en permanence le débit approprié, en compensant même la résistance changeante dans la boucle de canalisation primaire alors que les refroidisseurs et leurs pompes démarrent et s'arrêtent.
Détermination de vitesse locale
L'opérateur diminue simplement la fréquence de sortie jusqu'à obtention de la con€guration du débit souhaitée. L'utilisation d'un variateur de fréquence pour diminuer la vitesse des pompes est très similaire au rognage de la roue des pompes, sauf qu'elle ne nécessite aucun travail et que l'eŒcacité des pompes reste élevée. L'entrepreneur en équilibrage diminue simplement la vitesse de la pompe jusqu'à ce que le débit approprié soit obtenu et €xe la vitesse dé€nie. La pompe fonctionne à cette vitesse à chaque démarrage du refroidisseur. Comme la boucle primaire ne dispose pas de vannes de régulation ou d'autres dispositifs qui peuvent provoquer un changement de la courbe du système et comme l'écart dû au démarrage et à l'arrêt des pompes et des refroidisseurs est habituellement petit, la vitesse €xée reste appropriée. Si le débit doit être augmenté ultérieurement au cours de la vie du système, la vitesse des pompes peut être augmentée simplement grâce au variateur de fréquence, donc sans recourir à une nouvelle roue de pompe.
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Manuel de con€guration |
Flowmeter |
Flowmeter |
F |
F |
<![if ! IE]> <![endif]>CHILLER |
<![if ! IE]> <![endif]>CHILLER |
Frequency Frequency converter converter
Illustration 3.15 Pompes primaires
<![endif]>130BB456.10
3 3
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3.1.22 Pompes secondaires
Les pompes secondaires dans un système de pompage primaire/secondaire d'eau froide sont utilisées pour répartir l'eau froide vers les charges depuis la boucle de
3 3 production primaire. Le système de pompage primaire/ secondaire est utilisé pour découpler de manière hydronique une boucle de canalisation d'une autre. Dans ce cas, la pompe primaire sert à maintenir un débit constant dans les refroidisseurs et les pompes secondaires permettent de varier le débit, d'augmenter le contrôle et d'économiser de l'énergie.
Si le concept de con€guration primaire/secondaire n'est pas utilisé dans la con€guration d'un système à volume variable lorsque le débit tombe trop bas ou trop vite, le refroidisseur ne peut pas délester sa charge correctement. La sécurité de température basse de l'évaporateur du refroidisseur arrête alors le refroidisseur qui nécessite un reset manuel. Cette situation est fréquente sur les grandes installations notamment lorsqu'au moins deux refroidisseurs sont installés en parallèle.
3.1.23 La solution apportée par le VLT®
Le système primaire/secondaire avec vannes bidirectionnelles favorise les économies d'énergie et limite les problèmes de contrôle du système. Cependant, l'ajout de
variateurs de fréquence oŽre de véritables économies d'énergie et un réel potentiel de contrôle.
Avec un capteur correctement placé, l'ajout de variateurs de fréquence permet de faire varier la vitesse des pompes pour suivre la courbe du système plutôt que la courbe de la pompe.
Cela élimine le gaspillage d'énergie et la plupart des problèmes de surpressurisation auxquels les vannes bidirectionnelles sont parfois soumises.
Lorsque les charges surveillées sont atteintes, les vannes bidirectionnelles se ferment. Cela augmente la pression diŽérentielle mesurée pour la charge et la vanne bidirectionnelle. Lorsque cette pression diŽérentielle commence à augmenter, la pompe est ralentie pour maintenir la hauteur de contrôle également appelée valeur de consigne. Cette valeur de consigne est calculée en ajoutant la baisse de pression de la charge à celle de la vanne bidirectionnelle dans les conditions de la con€guration.
AVIS!
Lorsque plusieurs pompes sont installées en parallèle, elles doivent fonctionner à la même vitesse pour maximiser les économies d'énergie, soit avec des variateurs de fréquence individuels dédiés soit avec un seul variateur de fréquence entraînant plusieurs pompes en parallèle.
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P |
<![if ! IE]> <![endif]>130BB454.10 |
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Frequency |
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converter |
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3 |
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<![if ! IE]> <![endif]>CHILLER |
<![if ! IE]> <![endif]>CHILLER |
Frequency |
3 |
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converter |
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Illustration 3.16 Pompes secondaires
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Vue d'ensemble des produits |
Manuel de con€guration |
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3.2 Structures de contrôle
Sélectionner [0] Boucle ouverte ou [1] Boucle fermée dans le paramétre 1-00 Mode Con•g..
3.2.1 Structure de contrôle en boucle ouverte
Reference handling Remote reference
Auto mode
Hand mode
Local reference scaled to Hz
LCP Hand on, o and auto on keys
P 4-14 Motor speed
high limit [Hz]
Remote
Reference
Local
P 4-12 Motor speed low limit [Hz]
P 3-4* Ramp 1
P 3-5* Ramp 2
Ramp
100% |
<![if ! IE]> <![endif]>130BB892.10 |
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0% |
To motor |
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control |
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P 4-10 |
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Motor speed |
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direction |
Illustration 3.17 Structure en boucle ouverte
Dans la con€guration représentée sur l'Illustration 3.17, le paramétre 1-00 Mode Con•g. est réglé sur [0] Boucle ouverte. La référence résultante du système de gestion des références ou la référence locale est reçue et soumise à la limite de rampe et de vitesse avant d'être transmise au contrôle du moteur. La sortie du contrôle du moteur est alors limitée par la limite de fréquence maximale.
3.2.2 Commande moteur PM/EC+
Le concept EC+ de Danfoss oŽre la possibilité d'utiliser des moteurs PM (moteurs à magnétisation permanente) à haute eŒcacité dans des tailles de boîtiers standard CEI commandés par des variateurs de fréquence Danfoss.
La procédure de mise en service est comparable à celle qui existe pour les moteurs asynchrones (à induction), utilisant la stratégie de commande PM VVC+ de Danfoss.
Avantages clients :
•Choix libre de la technologie du moteur (à aimant permanent ou à induction).
•Installation et fonctionnement identiques à ceux des moteurs à induction.
•Choix des composants du système (p. ex. : moteurs) indépendant du fabricant.
•EŒcacité supérieure du système en choisissant de meilleurs composants.
•Mise à niveau possible des installations existantes.
•Gamme de puissance : 45 kW (60 HP) (200 V), 0,37-90 kW (0,5-121 HP) (400 V), 90 kW (121 HP)
(600 V) pour moteurs à induction et 0,37-22 kW (0,5-30 HP) (400 V) pour moteurs PM.
Limites de courant pour les moteurs PM :
•Pour l'instant, prise en charge de 22 kW (30 HP) max.
•Les €ltres LC ne sont pas pris en charge en combinaison avec les moteurs PM.
•L'algorithme de sauvegarde cinétique n'est pas pris en charge en combinaison avec les moteurs PM.
•Prise en charge uniquement de l'AMA complète de la résistance du stator Rs dans le système.
•Pas de détection de calage (prise en charge à partir de la version logicielle 2.80).
3.2.3Contrôle local (Hand On) et distant (Auto On)
Le variateur de fréquence peut être actionné manuellement via le panneau de commande local (LCP) ou à distance via les entrées analogiques et digitales et le bus série. Si l'autorisation est donnée au paramétre 0-40 Touche [Hand on] sur LCP, au paramétre 0-44 Touche [Oƒ/Reset] sur LCP et au paramétre 0-42 Touche [Auto on] sur LCP, il est possible de démarrer et d'arrêter le variateur de fréquence via le LCP à l'aide des touches [Hand On] et [OŽ/Reset]. Les alarmes peuvent être réinitialisées via la touche [OŽ/Reset].
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Vue d'ensemble des produits |
VLT® HVAC Basic Drive FC 101 |
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Hand |
O |
Auto |
<![if ! IE]> <![endif]>130BB893.10 |
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On |
Reset |
On |
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Illustration 3.18 Touches du LCP |
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3 |
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La référence locale force le mode de con€guration sur boucle ouverte, quel que soit le réglage du paramétre 1-00 Mode Con•g..
La référence locale est restaurée à la mise hors tension.
3.2.4 Structure de contrôle en boucle fermée
Le contrôleur interne permet au variateur de fréquence de faire partie du système contrôlé. Le variateur de fréquence reçoit un signal de retour d'un capteur du système. Il
compare ensuite ce signal de retour à une valeur de référence du point de consigne et détermine l'erreur éventuelle entre ces deux signaux. Il ajuste alors la vitesse du moteur pour corriger cette erreur.
Prenons par exemple une application de pompage où la vitesse de la pompe doit être régulée pour garantir une pression statique constante dans une conduite. La valeur de la pression statique est fournie au variateur de fréquence comme référence du point de consigne. Un capteur mesure la pression statique réelle dans la conduite et communique cette donnée au variateur de fréquence par un signal de retour. Si le signal de retour est supérieur à la référence du point de consigne, le variateur de fréquence ralentit la pompe pour réduire la pression. De la même façon, si la pression de la conduite est inférieure à la référence du point de consigne, le variateur de fréquence accélère automatiquement la pompe pour augmenter la pression fournie par la pompe.
Reference |
+ |
S |
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||
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_ |
PI |
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*[-1]
Feedback
7-30 PI Normal/Inverse
Control
Illustration 3.19 Structure de contrôle en boucle fermée
Alors que les valeurs par défaut du contrôleur en boucle fermée du variateur de fréquence oŽrent souvent des performances satisfaisantes, le contrôle du système peut souvent être optimisé en ajustant certains paramètres.
3.2.5 Conversion du signal de retour
Dans certaines applications, la conversion du signal de retour peut être utile. Par exemple, on peut utiliser un signal de pression pour fournir un retour de débit. Puisque la racine carrée de la pression est proportionnelle au débit, la racine carrée du signal de pression donne une valeur proportionnelle au débit. Voir l'Illustration 3.20.
100% |
<![if ! IE]> <![endif]>130BB894.11 |
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0% |
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Scale to |
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To motor |
speed |
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control |
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100% |
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-100% |
P 4-10 |
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Motor speed |
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direction |
Ref. |
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<![if ! IE]> <![endif]>130BB895.10 |
signal |
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Ref.+ |
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PI |
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P 20-01 |
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Desired |
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FB conversion |
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ow |
FB |
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Flow |
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signal |
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P |
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Illustration 3.20 Conversion du signal de retour
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