Danfoss FC 102 Design guide [nl]

MAKING MODERN LIVING POSSIBLE

Design Guide

VLT® HVAC Drive FC 102

1,1-90 kW

www.danfoss.com/drives

Inhoud	Design Guide

Inhoud

1 Deze Design Guide gebruiken	6
2 Inleiding tot VLT® HVAC Drive	11
2.1 Veiligheid	11
2.2 CE-markering	12
2.3 Luchtvochtigheid	13
2.4 Agressieve omgevingen	13
2.5 Trillingen en schokken	14
2.6 Veilige uitschakeling van het koppel	14
2.7 Voordelen	21
2.8 Regelstructuren	36
2.9 Algemene EMC-aspecten	46
2.10 Galvanische scheiding (PELV)	51
2.11 Aardlekstroom	52
2.12 Remfunctie	53
2.13 Extreme bedrijfsomstandigheden	54
3 Selectie	58
3.1 Opties en accessoires	58
3.1.1 Optiemodules monteren in sleuf B	58
3.1.2 General Purpose I/O Module MCB 101	58
3.1.3 Digitale ingangen – Klem X30/1-4	59
3.1.4 Analoge spanningsingangen – Klem X30/10-12	59
3.1.5 Digitale uitgangen – Klem X30/5-7	59
3.1.6 Analoge uitgangen – Klem X30/5+8	59
3.1.7 Relaisoptie MCB 105	60
3.1.8 24 V External Supply MCB 107 (D-optie)	62
3.1.9 Analog I/O MCB 109	63
3.1.10 PTC Thermistor Card MCB 112	65
3.1.11 Sensoringangoptie MCB 114	67
3.1.11.1 Bestelnummers en geleverde onderdelen	67
3.1.11.2 Elektrische en mechanische specificaties	67
3.1.11.3 Elektrische bedrading	68
3.1.12 Set voor externe bediening van LCP	68
3.1.13 Behuizingsset IP 21/IP 41/Type 1	69
3.1.14 IP 21/Type 1-behuizingsset	69
3.1.15 Uitgangsfilters	71
4 Bestellen	72
4.1 Bestelformulier	72

MG11BC10

Inhoud	Design Guide

4.2 Bestelnummers

5 Mechanische installatie	85
5.1 Mechanische installatie	85
5.1.1 Veiligheidsvoorschriften voor een mechanische installatie	85
5.1.2 Mechanische afmetingen	86
5.1.3 Accessoiretassen	88
5.1.4 Mechanische bevestiging	89
5.1.5 Externe installatie	90
6 Elektrische installatie	91
6.1 Aansluitingen – behuizingstype A, B en C	91
6.1.1 Koppel	91
6.1.2 Uitbreekpoorten voor extra kabels verwijderen	92
6.1.3 Netvoeding en aarding	92
6.1.4 Motoraansluiting	95
6.1.5 Relaisaansluiting	101
6.2 Zekeringen en circuitbreakers	102
6.2.1 Zekeringen	102
6.2.2 Aanbevelingen	103
6.2.3 CE-conformiteit	103
6.2.4 Zekeringtabellen	104
6.3 Netschakelaars en contactors	112
6.4 Extra motorgegevens	113
6.4.1 Motorkabel	113
6.4.2 Thermische motorbeveiliging	113
6.4.3 Parallelle aansluiting van motoren	114
6.4.4 Draairichting van de motor	116
6.4.5 Motorisolatie	117
6.4.6 Motorlagerstromen	117
6.5 Stuurkabels en klemmen	118
6.5.1 Toegang tot stuurklemmen	118
6.5.2 Stuurkabelroute	118
6.5.3 Stuurklemmen	119
6.5.4 Schakelaar S201, S202 en S801	120
6.5.5 Elektrische installatie, stuurklemmen	120
6.5.6 Eenvoudig bedradingsvoorbeeld	121
6.5.7 Elektrische installatie, Stuurkabels	122
6.5.8 Relaisuitgang	123
6.6 Extra aansluitingen	124
6.6.1 DC-busaansluiting	124

MG11BC10

Inhoud	Design Guide

6.6.2 Loadsharing	124
6.6.3 Installatie van bekabeling remweerstand	124
6.6.4 Een pc aansluiten op de frequentieomvormer	124
6.6.5 Pc-software	125
6.6.6 MCT 31	125
6.7 Veiligheid	125
6.7.1 Hoogspanningstest	125
6.7.2 Aarding	125
6.7.3 Veiligheidsaarding	126
6.7.4 ADN-conforme installatie	126
6.8 EMC-correcte installatie	126
6.8.1 Elektrische installatie – EMC-voorzorgsmaatregelen	126
6.8.2 Gebruik van EMC-correcte kabels	128
6.8.3 Aarding van afgeschermde stuurkabels	129
6.8.4 RFI-schakelaar	130
6.9 Reststroomapparaat	130
6.10 Uiteindelijke setup en test	130

7 Toepassingsvoorbeelden	132
7.1 Toepassingsvoorbeelden	132
7.1.1 Start/Stop	132
7.1.2 Pulsstart/stop	132
7.1.3 Potentiometerreferentie	133
7.1.4 Automatische aanpassing motorgegevens (AMA)	133
7.1.5 Smart Logic Control	133
7.1.6 Programmering Smart Logic Control	134
7.1.7 SLC-toepassingsvoorbeeld	135
7.1.8 Cascaderegelaar	137
7.1.9 Pompstaging met wisselende hoofdpomp	138
7.1.10 Systeemstatus en bediening	138
7.1.11 Bedradingsschema voor pomp met variabele en vaste snelheid	138
7.1.12 Bedradingsschema voor wisselende hoofdpomp	139
7.1.13 Bedradingsschema cascaderegelaar	140
7.1.14 Start/stopcondities	140
8 Installatie en setup	141
8.1 Installatie en setup	141
8.2 Overzicht FC-protocol	143
8.3 Netwerkconfiguratie	143
8.4 Berichtframingstructuur FC-protocol	143
8.4.1 Inhoud van een teken (byte)	143

MG11BC10

Inhoud	Design Guide

8.4.2 Telegramstructuur	144
8.4.3 Telegramlengte (LGE)	144
8.4.4 Adres frequentieomvormer (ADR)	144
8.4.5 Datastuurbyte (BCC)	144
8.4.6 Het dataveld	145
8.4.7 Het PKE-veld	146
8.4.8 Parameternummer (PNU)	146
8.4.9 Index (IND)	146
8.4.10 Parameterwaarde (PWE)	147
8.4.11 Datatypen die door de frequentieomvormer worden ondersteund	147
8.4.12 Conversie	147
8.4.13 Proceswoorden (PCD)	148
8.5 Voorbeelden	148
8.5.1 Een parameterwaarde schrijven	148
8.5.2 Een parameterwaarde lezen	148
8.6 Overzicht Modbus RTU	148
8.6.1 Aannames	148
8.6.2 Wat de gebruiker al moet weten	148
8.6.3 Overzicht Modbus RTU	149
8.6.4 Frequentieomvormer met Modbus RTU	149
8.7 Netwerkconfiguratie	149
8.8 Berichtframingstructuur Modbus RTU	150
8.8.1 Frequentieomvormer met Modbus RTU	150
8.8.2 Berichtenstructuur Modbus RTU	150
8.8.3 Start-/stopveld	150
8.8.4 Adresveld	150
8.8.5 Functieveld	151
8.8.6 Dataveld	151
8.8.7 CRC-controleveld	151
8.8.8 Adressering spoelregister	151
8.8.9 De frequentieomvormer besturen	152
8.8.10 Door Modbus RTU ondersteunde functiecodes	152
8.8.11 Uitzonderingscodes Modbus	153
8.9 Toegang krijgen tot parameters	153
8.9.1 Parameterafhandeling	153
8.9.2 Dataopslag	153
8.9.3 IND	154
8.9.4 Tekstblokken	154
8.9.5 Conversiefactor	154
8.9.6 Parameterwaarden	154

MG11BC10

Inhoud	Design Guide

8.10 Voorbeelden	154
8.10.1 Spoelstatus lezen (01 hex)	154
8.10.2 Eén spoel forceren/schrijven (05 hex)	155
8.10.3 Meerdere spoelen forceren/schrijven (0F hex)	155
8.10.4 Registers lezen (03 hex)	156
8.10.5 Eén vooraf ingesteld register (06 hex)	156
8.10.6 Meerdere vooraf ingestelde registers (10 hex)	157
8.11 Danfoss FC-stuurprofiel	157
8.11.1 Stuurwoord overeenkomstig het FC-profiel (8-10 Stuurwoordprofiel = FC-pro-
fiel)	157
8.11.2 Statuswoord overeenkomstig het FC-profiel (STW) (8-10 Stuurwoordprofiel =
FC-profiel)	159
8.11.3 Referentiewaarde bussnelheid	160

9 Algemene specificaties en problemen verhelpen	161
9.1 Netvoedingstabellen	161
9.2 Algemene specificaties	170
9.3 Rendement	175
9.4 Akoestische ruis	176
9.5 Piekspanning op de motor	176
9.6 Speciale omstandigheden	180
9.6.1 Doel van reductie	180
9.6.2 Reductie wegens omgevingstemperatuur	180
9.6.3 Reductie wegens omgevingstemperatuur, behuizingstype A	180
9.6.4 Reductie wegens omgevingstemperatuur, behuizingstype B	181
9.6.5 Reductie wegens omgevingstemperatuur, behuizingstype C	183
9.6.6 Een automatische aanpassing zorgt voor blijvende prestaties	184
9.6.7 Reductie wegens lage luchtdruk	185
9.6.8 Reductie wegens lage bedrijfssnelheid	185
9.7 Problemen verhelpen	186
9.7.1 Alarmwoorden	190
9.7.2 Waarschuwingswoorden	191
9.7.3 Uitgebreide statuswoorden	192
Trefwoordenregister	200

MG11BC10

Deze Design Guide gebruiken	Design Guide

1	1	1 Deze Design Guide gebruiken
		1 Deze Design Guide gebruiken

VLT® HVAC Drive

FC 102-serie

Deze handleiding kan worden gebruikt voor alle VLT® HVAC Drive-frequentieomvormers met softwareversie 3.9.x.

Het actuele softwareversienummer is uit te lezen via

15-43 Softwareversie.

Tabel 1.1 Softwareversie

Deze publicatie bevat informatie die eigendom is van Danfoss. Door acceptatie en gebruik van deze handleiding stemt de gebruiker ermee in dat de informatie in dit document enkel zal worden aangewend voor het gebruik van de apparatuur van Danfoss of apparatuur van andere leveranciers op voorwaarde dat deze apparatuur bestemd is voor gebruik in combinatie met Danfoss-apparatuur door middel van seriële communicatie. Deze publicatie is beschermd op basis van de auteurswetten van Denemarken en de meeste andere landen.

Danfoss kan niet garanderen dat een softwareprogramma dat is ontworpen volgens de richtlijnen in deze handleiding, goed zal functioneren in elke fysieke, hardwareof softwareomgeving.

Hoewel Danfoss de informatie in deze handleiding heeft getest en gecontroleerd, houdt dit geen verklaring of waarborg door Danfoss met betrekking tot deze documentatie in, hetzij impliciet of expliciet, ten aanzien van de juistheid, volledigheid, betrouwbaarheid of geschiktheid voor een specifiek doel.

In geen enkel geval zal Danfoss aansprakelijkheid aanvaarden voor directe, indirecte, speciale, incidentele of vervolgschade die voortvloeit uit het gebruik, of het niet kunnen gebruiken, van informatie in deze handleiding, zelfs niet als is gewaarschuwd voor de mogelijkheid van dergelijke schade. Danfoss kan niet aansprakelijk worden gesteld voor enige kosten, met inbegrip van, maar niet beperkt tot kosten als gevolg van verlies van winst of inkomsten, verlies of beschadiging van apparatuur, verlies van computerprogramma's, verlies van data, de kosten om deze te vervangen, of claims van derden.

Danfoss behoudt zich het recht voor om deze publicatie op elk moment te herzien en de inhoud te wijzigen zonder nadere kennisgeving of enige verplichting om eerdere of huidige gebruikers te informeren over dergelijke aanpassingen of wijzigingen.

•De Design Guide bevat alle technische informatie over de frequentieomvormer, het ontwerpen van installaties en mogelijke toepassingen.

•De Programmeerhandleiding geeft informatie over het programmeren en bevat een uitgebreide beschrijving van de parameters.

•Toepassingsnotitie voor temperatuurreductie.

•De Bedieningshandleiding MCT 10 setupsoftware stelt de gebruiker in staat om de frequentieomvormer te configureren met behulp van een pcomgeving gebaseerd op Windows™.

•Danfoss VLT® Energy Box-software op www.danfoss.com/BusinessAreas/DrivesSolutions en selecteer vervolgens PC Software Download

•VLT® HVAC Drive BACnet, Bedieningshandleiding

•VLT® HVAC Drive Metasys, Bedieningshandleiding

•VLT® HVAC Drive FLN, Bedieningshandleiding

MG11BC10

Deze Design Guide gebruiken	Design Guide

De technische publicaties van Danfoss zijn in gedrukte vorm te verkrijgen bij een verkoopkantoor van Danfoss bij u in de buurt of online via www.danfoss.com/BusinessAreas/DrivesSolutions/Documentations/Technical+Documentation.htm

Tabel 1.2

De frequentieomvormer voldoet aan de eisen van UL 508C ten aanzien van het behoud van het thermische geheugen. Zie hoofdstuk 6.4.2 Thermische motorbeveiliging voor meer informatie.

De volgende symbolen worden gebruikt in dit document.

WAARSCHUWING

Geeft een potentieel gevaarlijke situatie aan die kan leiden tot ernstig of dodelijk letsel.

VOORZICHTIG

Geeft een potentieel gevaarlijke situatie aan die kan leiden tot licht of matig letsel. Kan tevens worden gebruikt om te waarschuwen tegen onveilige werkpraktijken.

LET OP

Geeft belangrijke informatie aan, waaronder situaties die kunnen leiden tot schade aan apparatuur of eigendommen.

		1	1
Wisselstroom	AC	1	1
American Wire Gauge	AWG
American Wire Gauge	AWG

Ampère/AMP	A

Automatische aanpassing motorgegevens	AMA

Stroomgrens	ILIM

Graden Celsius	°C
Gelijkstroom	DC
Afhankelijk van de omvormer	D-TYPE
Elektromagnetische compatibiliteit	EMC
Elektronisch thermisch relais	ETR
Frequentieomvormer	FC

Gram	g

Hertz	Hz

Paardenkracht	pk

Kilohertz	kHz

Lokaal bedieningspaneel	LCP

Meter	m

Inductantie in millihenry	mH

Milliampère	mA

Milliseconde	ms

Minuut	min

Motion Control Tool	MCT
Nanofarad	nF
Newtonmeter	Nm
Nominale motorstroom	IM,N

Nominale motorfrequentie	fM,N

Nominaal motorvermogen	PM,N

Nominale motorspanning	UM,N
Permanentmagneetmotor	PM-motor
Protective Extra Low Voltage	PELV
Printed Circuit Board – printplaat	PCB
Nominale uitgangsstroom van de omvormer	IINV

Toeren per minuut	tpm
Regeneratieve klemmen	Regen
Seconde	s
Synchroonmotortoerental	ns

Koppelbegrenzing	TLIM

Volt	V

De maximale uitgangsstroom	IVLT,MAX

De nominale uitgangsstroom die door de	IVLT,N
frequentieomvormer wordt geleverd

Tabel 1.3 Afkortingen

MG11BC10

Deze Design Guide gebruiken	Design Guide

1	1	1.1.1 Definities

De momentele motorspanning.

Frequentieomvormer

IVLT,MAX

De maximale uitgangsstroom.

IVLT,N

De nominale uitgangsstroom die door de frequentieomvormer wordt geleverd.

UVLT, MAX

De maximale uitgangsspanning.

Ingang:

Stuurcommando	Groep 1	Reset, Vrijloop na stop,
Start en stop de		Reset en vrijloop na stop,
aangesloten motor via het		Snelle stop, DC-rem, Stop
LCP of de digitale		en de [Off]-toets.
ingangen.	Groep 2	Start, Pulsstart, Omkeren,
De functies zijn in twee		Start omkeren, Jog en
groepen verdeeld.		Uitgang vasthouden
De functies in groep 1
hebben een hogere
prioriteit dan de functies
in groep 2.
Tabel 1.4 Functiegroepen

Motor:

fJOG

De motorfrequentie wanneer de jog-functie is geactiveerd (via digitale klemmen)

De motorfrequentie.

fMAX

De maximale motorfrequentie.

fMIN

De minimale motorfrequentie.

fM,N

UM,N

De nominale motorspanning (gegevens motortypeplaatje).

Losbreekkoppel

Afbeelding 1.1 Losbreekkoppel

ηVLT

Het rendement van de frequentieomvormer wordt gedefinieerd als de verhouding tussen het uitgangsvermogen en het ingangsvermogen.

Startdeactiveercommando

Een stopcommando behorend tot groep 1 van de stuurcommando's – zie Tabel 1.4.

Stopcommando

Zie Stuurcommando's.

Referenties:

Analoge referentie

Een signaal dat naar analoge ingang 53 of 54 wordt gestuurd, kan bestaan uit een spanningsof stroomsignaal.

Busreferentie

Een signaal dat naar de seriële-communicatiepoort (FCpoort) wordt gestuurd.

Ingestelde ref.

Een gedefinieerde, vooraf ingestelde referentie die kan worden ingesteld van -100% tot +100% van het referentiebereik. Selectie van acht digitale referenties via de digitale klemmen.

De nominale motorfrequentie (gegevens motortypeplaatje).

De motorstroom.

IM,N

De nominale motorstroom (gegevens motortypeplaatje).

nM,N

Het nominale motortoerental (gegevens motortypeplaatje).

PM,N

Het nominale motorvermogen (gegevens motortypeplaatje).

TM,N

Het nominale koppel (motor).

Pulsreferentie

Een pulsfrequentiesignaal dat naar de digitale ingangen (klem 29 of 33) wordt gestuurd.

RefMAX

Bepaalt de relatie tussen de referentie-ingang met een waarde van 100% van de volledige schaal (gewoonlijk 10 V, 20 mA) en de totale referentie. De maximumreferentie die is ingesteld in 3-03 Max. referentie.

RefMIN

Bepaalt de relatie tussen de referentie-ingang met een waarde van 0% (gewoonlijk 0 V, 0 mA, 4 mA) en de totale referentie. De minimumreferentiewaarde die is ingesteld in

3-02 Minimumreferentie

MG11BC10

Deze Design Guide gebruiken	Design Guide

Diversen:

Geavanceerde vectorregeling Analoge ingangen

De analoge ingangen worden gebruikt om diverse functies van de frequentieomvormer te besturen.

Er zijn twee typen analoge ingangen: Stroomingang, 0-20 mA en 4-20 mA Spanningsingang, 0-10 V DC

Analoge uitgangen

De analoge uitgangen kunnen een signaal van 0-20 mA, 4-20 mA of een digitaal signaal leveren.

Automatische aanpassing motorgegevens, AMA

Het AMA-algoritme bepaalt de elektrische parameters voor de aangesloten motor bij stilstand.

Remweerstand

De remweerstand is een module die het remvermogen dat bij regeneratief remmen wordt gegenereerd, kan absorberen. Dit regeneratieve remvermogen verhoogt de tussenkringspanning en een remchopper zorgt ervoor dat het vermogen wordt overgebracht naar de remweerstand.

CT-karakteristieken

Constant-koppelkarakteristieken die worden gebruikt voor schroefen scrollcompressoren voor koelsystemen.

Digitale ingangen

De digitale ingangen kunnen worden gebruikt voor het besturen van diverse functies van de frequentieomvormer.

Digitale uitgangen

De frequentieomvormer bevat twee halfgeleideruitgangen die een signaal van 24 V DC (max. 40 mA) kunnen leveren.

DSP

Digitale signaalverwerker.

Relaisuitgangen

De frequentieomvormer beschikt over twee programmeerbare relaisuitgangen.

ETR

Elektronisch thermisch relais is een berekening van de thermische belasting op basis van de actuele belasting en de tijd. Het doel hiervan is het schatten van de motortemperatuur.

GLCP

Grafisch lokaal bedieningspaneel (LCP 102)

Initialisatie

Bij initialisatie (14-22 Bedrijfsmodus) worden de programmeerbare parameters van de frequentieomvormer teruggezet naar de fabrieksinstelling.

Intermitterende belastingscyclus

De nominale intermitterende belasting heeft betrekking op een reeks belastingscycli. Elke cyclus bestaat uit een belaste en een onbelaste periode. De werking kan een periodieke cyclus of een niet-periodieke cyclus zijn.

LCP

1 1

Het lokale bedieningspaneel (LCP) biedt een volledige interface voor het bedienen en programmeren van de frequentieomvormer. Het LCP kan worden losgekoppeld en met behulp van de optionele installatieset op maximaal

3 meter van de frequentieomvormer worden geïnstalleerd, d.w.z. in een frontpaneel.

Het LCP is beschikbaar in twee versies:

-Numeriek LCP 101 (NLCP)

-Grafisch LCP 102 (GLCP)

lsb

Minst significante bit.

MCM

Staat voor Mille Circular Mil, een Amerikaanse meeteenheid voor de doorsnede van kabels. 1 MCM ≡ 0,5067 mm².

msb

Meest significante bit.

NLCP

Numeriek lokaal bedieningspaneel LCP 101

Online-/offlineparameters

Wijzigingen van onlineparameters worden meteen geactiveerd nadat de datawaarde is gewijzigd. Druk op [OK] om wijzigingen van offlineparameters te activeren.

PID-regelaar

De PID-regelaar zorgt ervoor dat het gewenste toerental en de gewenste druk, temperatuur enz. worden gehandhaafd door de uitgangsfrequentie aan te passen aan wijzigingen in de belasting.

RCD

Reststroomapparaat.

Setup

U kunt parameterinstellingen in vier setups opslaan. Het is mogelijk om tussen de vier parametersetups te schakelen en de ene setup te bewerken terwijl een andere setup actief is.

SFAVM

Schakelpatroon genaamd Stator Flux-oriented Asynchronous Vector Modulation (14-00 Schakelpatroon).

Slipcompensatie

De frequentieomvormer compenseert het slippen van de motor met een aanvulling op de frequentie op basis van de gemeten motorbelasting, waardoor het motortoerental vrijwel constant wordt gehouden.

Smart Logic Control (SLC)

De SLC is een reeks door de gebruiker gedefinieerde acties die wordt uitgevoerd wanneer de bijbehorende, door de gebruiker gedefinieerde gebeurtenissen door de SLC worden geëvalueerd als TRUE.

Thermistor

Een temperatuurafhankelijke weerstand die geplaatst wordt op plaatsen waar de temperatuur bewaakt moet worden (frequentieomvormer of motor).

MG11BC10

Deze Design Guide gebruiken	Design Guide

1 1 Uitschakeling (trip)

Een toestand die zich voordoet in foutsituaties, bijv. als de frequentieomvormer wordt blootgesteld aan een overtemperatuur of wanneer de frequentieomvormer de motor, het proces of het mechanisme beschermt. Een herstart is niet mogelijk totdat de oorzaak van de fout is weggenomen en de uitschakelingsstatus is opgeheven door het activeren van de reset of, in sommige gevallen, doordat een automatische reset is geprogrammeerd. Een uitschakeling (trip) mag niet worden gebruikt voor persoonlijke veiligheid.

Uitschakeling met blokkering

Een toestand die zich voordoet in foutsituaties waarbij de frequentieomvormer zichzelf beschermt en fysiek ingrijpen noodzakelijk is, bijv. als de frequentieomvormer onderhevig is aan een kortsluiting op de uitgang. Een uitschakeling met blokkering kan alleen worden opgeheven door de netvoeding af te schakelen, de oorzaak van de fout weg te nemen en de frequentieomvormer opnieuw aan te sluiten op het net. Een herstart is niet mogelijk totdat de uitschakelingsstatus is opgeheven door het activeren van de reset of, in sommige gevallen, doordat een automatische reset is geprogrammeerd. Een uitschakeling met blokkering mag niet worden gebruikt voor persoonlijke veiligheid.

VT-karakteristieken

Variabel-koppelkarakteristieken die worden gebruikt voor pompen en ventilatoren.

VVCplus

In vergelijking met een standaardregeling van de spanning-frequentieverhouding zorgt Voltage Vector Control (VVCplus) voor betere dynamische prestaties en stabiliteit, zowel bij een wijziging van de toerentalreferentie als met betrekking tot het belastingskoppel.

60° AVM

Schakelpatroon genaamd 60° Asynchronous Vector Modulation (zie 14-00 Schakelpatroon).

1.1.2 Arbeidsfactor

De arbeidsfactor is de verhouding tussen I1 en IRMS.

Arbeidsfactor =

3 × U × I1 × COSϕ

3 × U × IRMS

De arbeidsfactor voor 3-fasebesturing:

=	I1 × cosϕ1	=	I1	want cosϕ1 = 1
	IRMS		IRMS

De arbeidsfactor geeft aan in hoeverre een frequentieomvormer de netvoeding belast.

Hoe lager de arbeidsfactor, hoe hoger de IRMS voor dezelfde kW-prestatie.

IRMS = I21 + I25 + I27 + . . + I2n

Bovendien betekent een hoge arbeidsfactor dat de verschillende harmonische stromen zwak zijn.

De ingebouwde DC-spoelen van de frequentieomvormer zorgen voor een hoge arbeidsfactor, waardoor de aan de netvoeding opgelegde belasting wordt geminimaliseerd.

MG11BC10

Inleiding tot VLT® HVAC Dri...	Design Guide

2 Inleiding tot VLT® HVAC Drive

2.1 Veiligheid

2.1.1 Opmerking in verband met veiligheid

WAARSCHUWING

De spanning van de frequentieomvormer is gevaarlijk wanneer de frequentieomvormer op het net is aangesloten. Onjuiste aansluiting van de motor, frequentieomvormer of veldbus kan leiden tot ernstig of dodelijk letsel of de apparatuur beschadigen. Daarom moeten zowel de instructies in deze handleiding als nationale en lokale voorschriften en veiligheidsvoorschriften worden opgevolgd.

Veiligheidsvoorschriften

1.Schakel de frequentieomvormer af van het net wanneer reparatiewerkzaamheden moeten worden uitgevoerd. Controleer of de netvoeding is afgeschakeld en of er genoeg tijd is verstreken voordat u de motoren netstekkers verwijdert.

2.De [Stop/Reset]-toets op het LCP van de frequentieomvormer schakelt de netvoeding niet af en mag daarom niet als veiligheidsschakelaar worden gebruikt.

3.Zorg dat de apparatuur correct geaard is, de gebruiker beschermd is tegen voedingsspanning en de motor beveiligd is tegen overbelasting overeenkomstig de geldende nationale en lokale voorschriften.

4.De aardlekstromen zijn groter dan 3,5 mA.

5.De beveiliging tegen overbelasting van de motor is in te stellen via 1-90 Therm. motorbeveiliging. Stel 1-90 Therm. motorbeveiliging in op ETR-uitsch.

(standaardwaarde) of ETR-waarsch. als deze functie gewenst is. NB De functie wordt geactiveerd bij 1,16 x nominale motorstroom en nominale motorfrequentie. Voor de NoordAmerikaanse markt: de ETR-functies bieden bescherming tegen overbelasting van de motor, klasse 20, conform NEC.

6.Verwijder in geen geval de stekkers naar de motor en netvoeding terwijl de frequentieomvormer is aangesloten op het net. Controleer of de netvoeding is afgeschakeld en of er genoeg tijd is verstreken voordat u de motoren netstekkers verwijdert.

2 2

7.Denk eraan dat de frequentieomvormer meer spanningsingangen heeft dan enkel L1, L2 en L3 wanneer loadsharing (koppeling van de DCtussenkring) en een externe 24 V DC zijn geïnstalleerd. Controleer of alle spanningsingangen zijn afgeschakeld en de vereiste tijd is verstreken voordat u begint met de reparatiewerkzaamheden.

Installatie op grote hoogtes

VOORZICHTIG

380-500 V, behuizingstype A, B en C: neem voor hoogtes boven 2000 m contact op met Danfoss in verband met PELV.

525-690 V: neem voor hoogtes boven 2000 m contact op met Danfoss in verband met PELV.

WAARSCHUWING

Waarschuwing tegen onbedoelde start

1.Terwijl de frequentieomvormer op het net is aangesloten, kan de motor worden gestopt via digitale commando's, buscommando's, referenties of een lokale stop. Deze stopfuncties zijn niet toereikend als een onbedoelde start moet worden voorkomen in verband met de persoonlijke veiligheid.

2.De motor kan starten terwijl de parameters worden gewijzigd. Activeer daarom altijd de [Reset]-toets om de motor te stoppen; hierna kunnen de gegevens worden gewijzigd.

3.Een gestopte motor kan starten als er een storing in de elektronica van de frequentieomvormer optreedt, of als een tijdelijke overbelasting of een storing in de netvoeding of in de motoraansluiting wordt opgeheven.

WAARSCHUWING

Het aanraken van elektrische onderdelen kan fatale gevolgen hebben – ook nadat de apparatuur is afgeschakeld van het net.

Zorg er ook voor dat de andere spanningsingangen, zoals de externe 24 V DC, loadsharing (koppeling van de DCtussenkring) en de motoraansluiting voor kinetische backup, zijn afgeschakeld. Raadpleeg de Bedieningshandleiding voor meer veiligheidsinstructies.

MG11BC10

Inleiding tot VLT® HVAC Dri...	Design Guide

2.1.2 Voorzichtig

2 2 WAARSCHUWING

Op de DC-tussenkringcondensatoren van de blijft spanning staan nadat de voeding is afgeschakeld. Om mogelijke elektrische schokken te voorkomen, moet u de van het net afschakelen voordat u onderhoudswerkzaamheden uitvoert. Houd rekening met de onderstaande wachttijd voordat u onderhoudswerkzaamheden aan de frequentieomvormer uitvoert.

Spanning [V]	Min. wachttijd (minuten)
	4	15
200-240	1,1-3,7 kW	5,5-45 kW

380-480	1,1-7,5 kW	11-90 kW

525-600	1,1-7,5 kW	11-90 kW

525-690		11-90 kW

Houd er rekening mee dat er hoge spanningen op de DCtussenkring kunnen staan, ook wanneer alle leds uit zijn.

Tabel 2.1 Ontladingstijd

2.1.3 Verwijderingsinstructie

Apparatuur die elektrische componenten bevat, mag niet als huishoudelijk afval worden afgevoerd.

Dergelijke apparatuur moet apart worden afgevoerd als elektrisch en elektronisch afval volgens de geldende lokale voorschriften.

2.2 CE-markering

2.2.1 CE-conformiteit en -markering

Wat is CE-conformiteit en -markering?

Het doel van CE-markering is het voorkomen van technische handelsobstakels binnen de EVA en de EU. De EU heeft de CE-markering geïntroduceerd om op eenvoudige wijze aan te geven of een product voldoet aan de relevante EU-richtlijnen. De CE-markering zegt niets over de specificaties of kwaliteit van een product. Er zijn drie EU-richtlijnen die betrekking hebben op frequentieomvormers:

De Machinerichtlijn (2006/42/EG)

Frequentieomvormers met geïntegreerde veiligheidsfunctie vallen nu onder de Machinerichtlijn. Danfoss CEmarkeringen worden aangebracht volgens de richtlijn. Op verzoek wordt een Conformiteitsverklaring afgegeven. Frequentieomvormers zonder veiligheidsfunctie vallen niet onder de Machinerichtlijn. Wanneer een frequentieomvormer echter wordt geleverd voor gebruik in een machine, geven wij informatie over de veiligheidsaspecten met betrekking tot de frequentieomvormer.

De Laagspanningsrichtlijn (2006/95/EG)

Frequentieomvormers moeten zijn voorzien van een CEmarkering volgens de Laagspanningsrichtlijn van 1 januari 1997. Deze richtlijn is van toepassing op alle elektrische apparaten en toestellen die worden gebruikt in het spanningsbereik van 50-1000 V AC en 75-1500 V DC. Danfoss CE-markeringen worden aangebracht volgens de richtlijn. Op verzoek wordt een Conformiteitsverklaring afgegeven.

De EMC-richtlijn (2004/108/EG)

EMC staat voor elektromagnetische compatibiliteit. De aanwezigheid van elektromagnetische compatibiliteit betekent dat de interferentie over en weer tussen de verschillende componenten/apparaten zo klein is dat de werking van de apparaten hierdoor niet wordt beïnvloed. De EMC-richtlijn is op 1 januari 1996 van kracht geworden. Danfoss CE-markeringen worden aangebracht volgens de richtlijn. Op verzoek wordt een Conformiteitsverklaring afgegeven. Zie de instructies in deze Design Guide voor een EMC-correcte installatie. Bovendien specificeert Danfoss aan welke normen de producten voldoen. Danfoss levert de filters die bij de specificaties staan vermeld en verleent verdere assistentie om te zorgen voor een optimaal EMC-resultaat.

In de meeste gevallen wordt de frequentieomvormer door vakmensen gebruikt als een complex onderdeel van een omvangrijker(e) toepassing, systeem of installatie. De verantwoordelijkheid voor de uiteindelijke EMCeigenschappen van de toepassing, het systeem of de installatie ligt bij de installateur.

2.2.2 Waarvoor gelden de richtlijnen?

De EU-uitgave Richtsnoeren voor de toepassing van de Richtlijn van de Raad 2004/108/EG schetst drie typische situaties voor het gebruik van een frequentieomvormer.

1.De frequentieomvormer wordt rechtstreeks aan de eindgebruiker verkocht. Voor dergelijke toepassingen moet de frequentieomvormer worden voorzien van een CE-markering overeenkomstig de EMC-richtlijn.

2.De frequentieomvormer wordt verkocht als onderdeel van een systeem. Het systeem wordt als geheel op de markt gebracht, zoals een airconditioningsysteem. Het complete systeem moet voorzien zijn van een CE-markering overeenkomstig de EMC-richtlijn. De fabrikant kan de CE-markering overeenkomstig de EMC-richtlijn garanderen door de EMC van het systeem te testen. De componenten van het systeem hoeven niet te zijn voorzien van een CE-markering.

MG11BC10

Inleiding tot VLT® HVAC Dri...	Design Guide

3.De frequentieomvormer wordt verkocht voor gebruik in een installatie. Het kan bijvoorbeeld een fabrieksinstallatie of een verwarmings-/ ventilatie-installatie zijn, ontworpen en gebouwd door ervaren vakmensen. De frequentieomvormer moet worden voorzien van een CE-markering overeenkomstig de EMC-richtlijn. De complete installatie mag niet worden voorzien van een CEmarkering. De installatie moet echter wel voldoen aan de essentiële eisen van de richtlijn. Dit is mogelijk door apparaten en systemen te gebruiken die een CE-markering overeenkomstig de EMC-richtlijn hebben.

2.2.3Danfoss-frequentieomvormer en CEmarkering

Het doel van CE-markering is om de handel binnen de EU en de EVA te vereenvoudigen.

Het systeem van CE-markering kan echter betrekking hebben op veel verschillende specificaties. Controleer daarom wat een bepaalde CE-markering precies dekt.

De gedekte specificaties kunnen vrij ver uiteen liggen en een CE-markering kan een installateur ten onrechte een gevoel van veiligheid geven wanneer een frequentieomvormer wordt gebruikt als onderdeel van een systeem of apparaat.

Danfoss voorziet de frequentieomvormers van een CEmarkering overeenkomstig de Laagspanningsrichtlijn. Dit betekent dat Danfoss garandeert dat de frequentieomvormer voldoet aan de Laagspanningsrichtlijn wanneer deze correct is geïnstalleerd. Danfoss geeft een Conformiteitsverklaring af die bevestigt dat onze CE-markering voldoet aan de Laagspanningsrichtlijn.

De CE-markering is ook van toepassing op de EMC-richtlijn, op voorwaarde dat de instructies voor EMC-correcte installatie en filters zijn opgevolgd. Op basis hiervan wordt een Conformiteitsverklaring volgens de EMC-richtlijn afgegeven.

Deze Design Guide bevat uitgebreide instructies voor de installatie om ervoor te zorgen dat uw installatie EMCcorrect is. Bovendien specificeert Danfoss aan welke normen de producten voldoen.

Danfoss biedt ook alle andere vormen van assistentie die u kunnen helpen om de beste EMC-resultaten te behalen.

2.2.4 Conformiteit met EMC-richtlijn 2004/108/EG

Zoals gezegd wordt de frequentieomvormer vooral		2 2
gebruikt door vakmensen als een complex onderdeel van
een omvangrijker(e) toepassing, systeem of installatie. De
verantwoordelijkheid voor de uiteindelijke EMC-
eigenschappen van de toepassing, het systeem of de
installatie ligt bij de installateur. Danfoss heeft EMC-instal-
latierichtlijnen voor aandrijfsystemen opgesteld als
hulpmiddel voor de installateur. Wanneer de instructies
voor een EMC-correcte installatie worden opgevolgd,
wordt er voldaan aan de normen en testniveaus die zijn
vermeld voor aandrijfsystemen; zie .
2.3	Luchtvochtigheid
De frequentieomvormer is ontworpen volgens de norm
EN-IEC 60068-2-3, EN 50178 sectie 9.4.2.2 bij 50 °C.
2.4	Agressieve omgevingen

Een frequentieomvormer bevat een groot aantal mechanische en elektronische componenten. Deze zijn tot op zekere hoogte gevoelig voor omgevingsfactoren.

VOORZICHTIG

Installeer de frequentieomvormer niet in omgevingen waar vloeistoffen, deeltjes of gassen in de lucht aanwezig zijn die de elektrische componenten zouden kunnen beïnvloeden of beschadigen. Als men geen beschermende maatregelen treft, neemt de kans op uitval toe, waardoor de levensduur van de frequentieomvormer wordt verkort.

Beschermingsgraad conform IEC 60529

De functie voor veilige uitschakeling van het koppel (STO) mag enkel worden geïnstalleerd en gebruikt in een schakelkast met beschermingsklasse IP 54 of hoger (of vergelijkbare omgeving). Dit is vereist om fouten door kruisen of door vreemde voorwerpen veroorzaakte kortsluiting tussen klemmen, connectoren, sporen en veiligheidscircuits te voorkomen.

Vloeistoffen kunnen via de lucht worden overgedragen en in de frequentieomvormer condenseren, wat kan leiden tot corrosie van de componenten en metalen onderdelen.

Stoom, olie en zout water kunnen corrosie van componenten en metalen delen veroorzaken. In dergelijke omgevingen wordt een installatie met een IP 54/55behuizing aanbevolen. Voor extra bescherming kunnen gecoate printplaten worden besteld als optie.

MG11BC10

Inleiding tot VLT® HVAC Dri...	Design Guide

In de lucht aanwezige deeltjes, zoals stof, kunnen leiden tot mechanische, elektrische of thermische storingen in de

2 2 frequentieomvormer. Een goede aanwijzing voor een te hoge concentratie stof in de lucht zijn stofdeeltjes in de buurt van de ventilator van de frequentieomvormer. In zeer stoffige omgevingen wordt een installatie met een IP 54/55-behuizing of een kast voor IP 00/IP 20/Type 1- apparatuur aanbevolen.

In omgevingen met een hoge temperatuur en luchtvochtigheidsgraad leiden corrosieve gassen als zwavel, stikstof en chloorverbindingen tot chemische processen op componenten van de frequentieomvormer.

Dergelijke chemische reacties hebben al snel een negatief effect op de elektronische onderdelen en kunnen deze beschadigen. Als de apparatuur in een dergelijke omgeving moet worden gebruikt, wordt aanbevolen deze in een kast met toevoer van verse lucht te monteren om te voorkomen dat agressieve gassen in de buurt van de frequentieomvormer kunnen komen.

Voor extra bescherming in een dergelijke omgeving kunnen gecoate printplaten worden besteld als optie.

2.5 Trillingen en schokken

De frequentieomvormer is getest volgens een procedure die is gebaseerd op de volgende normen:

•EN-IEC 60068-2-6: Trilling (sinusvormig) – 1970

•EN-IEC 60068-2-64: Trilling, breedband willekeurig

De frequentieomvormer voldoet aan de vereisten die gelden als de eenheid aan de wand of op de vloer van een productiehal is gemonteerd of in panelen die met bouten aan de wand of de vloer zijn bevestigd.

2.6 Veilige uitschakeling van het koppel

De FC 102 kan de veiligheidsfunctie Veilige uitschakeling van het koppel (STO, zoals gedefinieerd in EN-IEC 61800-5-21) of stopcategorie 0 (zoals gedefinieerd in EN 60204-12) uitvoeren.

Voordat de STO-functie in een installatie wordt geïntegreerd en toegepast, moet een grondige risicoanalyse worden uitgevoerd op het systeem om te bepalen of de STO-functionaliteit en veiligheidsniveaus relevant en voldoende zijn. De functie is ontworpen en geschikt bevonden voor de vereisten van:

LET OP

Wanneer frequentieomvormers in een agressieve omgeving worden opgesteld, zal dit de kans op uitval verhogen en leiden tot een aanzienlijke verkorting van de levensduur.

Voordat de frequentieomvormer wordt geïnstalleerd, moet de omgevingslucht worden gecontroleerd op de aanwezigheid van vloeistoffen, deeltjes en gassen door bestaande installaties in de omgeving te bestuderen. Typische aanwijzingen voor schadelijke, in de lucht aanwezige vloeistoffen zijn bijvoorbeeld water of olie op metalen delen of corrosie van metalen delen.

Grote hoeveelheden stof worden vaak aangetroffen op installatiekasten en aanwezige elektrische installaties. Een aanwijzing voor agressieve, in de lucht aanwezige gassen is de zwarte verkleuring van koperen rails en kabeluiteinden van bestaande installaties.

De behuizingstypen D en E kunnen optioneel worden uitgerust met een backchannel van roestvrij staal om extra bescherming te bieden in agressieve omgevingen. Voor de interne componenten van de frequentieomvormer blijft een goede ventilatie noodzakelijk. Neem contact op met Danfoss voor aanvullende informatie.

•Categorie 3 volgens EN-ISO 13849-1

•Prestatieniveau d (PL d) volgens EN-ISO 13849-1:2008

•Klasse SIL 2 conform IEC 61508 en EN 61800-5-2

•Klasse SIL 2 conform EN 62061

1)Zie EN-IEC 61800-5-2 voor meer informatie over de functie Veilige uitschakeling van het koppel (STO).

2)Zie EN-IEC 60204-1 voor meer informatie over stopcategorie 0 en 1.

Inschakeling en beëindiging van STO-functie

De STO-functie (veilige uitschakeling van het koppel) wordt geactiveerd door de spanning op klem 37 van de veilige inverter weg te nemen. Door de veilige inverter aan te sluiten op externe beveiligingen wordt een veilige vertraging verkregen en kan een installatie voldoen aan Veilige uitschakeling van het koppel, categorie 1. De STOfunctie van de FC 102 kan worden gebruikt voor asynchrone, synchrone en permanentmagneetmotoren. Zie de voorbeelden in hoofdstuk 2.6.1 Klem 37 – functie voor veilige uitschakeling van het koppel (STO).

WAARSCHUWING

Na installatie van de STO-functie moet een inbedrijfstellingstest worden uitgevoerd zoals beschreven in de sectie Test voor inbedrijfstelling veilige uitschakeling van het koppel. Na de eerste inbedrijfstelling en na elke wijziging aan de veiligheidsvoorziening moet een inbedrijfstellingstest met succes worden afgerond.

MG11BC10

Inleiding tot VLT® HVAC Dri...	Design Guide

Technische gegevens STO-functie

De volgende waarden zijn gerelateerd aan de diverse veiligheidsniveaus:

Reactietijd voor klem 37

-Maximale reactietijd: 20 ms

Reactietijd = de vertraging tussen wegnemen van de spanning op de STO-ingang en het uitschakelen van de uitgangsbrug.

Gegevens voor EN-ISO 13849-1

•Prestatieniveau d

•MTTFd (Mean Time To Dangerous Failure – gemiddelde tijd tot gevaarlijke storing): 14000 jaar

•DC (Diagnostic Coverage – diagnostische functies): 90%

•Categorie 3

•Levensduur 20 jaar

Gegevens voor EN-IEC 62061, EN-IEC 61508, EN-IEC 61800-5-2

•Klasse SIL 2, SILCL 2

•PFH (Probability of Dangerous Failure per Hour – waarschijnlijkheid van een storing uitval per uur) = 1E-10/h

•SFF (Safe Failure Fraction – aandeel van veilige storing) > 99%

•HFT (Hardware Fault Tolerance – hardwarefouttolerantie) = 0 (1001-architectuur)

•Levensduur 20 jaar

Gegevens voor EN-IEC 61508 lage vraagfrequentie

•PFDavg voor proefneming gedurende 1 jaar: 1E-10

•PFDavg voor proefneming gedurende 3 jaar: 1E-10

•PFDavg voor proefneming gedurende 5 jaar: 1E-10

De STO-functionaliteit vereist geen onderhoud.

Neem veiligheidsmaatregelen: zo moeten toegang tot en installatie in gesloten kasten zijn voorbehouden aan bekwaam personeel.

SISTEMA-gegevens

Bij Danfoss zijn gegevens over de functionele veiligheid verkrijgbaar via een databibliotheek die te gebruiken is in combinatie met de SISTEMA-rekenhulp van het Instituut voor Bedrijfsveiligheid en Gezondheid van de Duitse wettelijk verplichte ongevallenverzekering (IFA) en gegevens voor een handmatige berekening. De bibliotheek wordt steeds verder vervolledigd en aangevuld.

Afkorting	Ref.	Beschrijving

Cat.	EN-ISO	Categorie, niveau B, 1-4.
Cat.	EN-ISO	Categorie, niveau B, 1-4.	2	2
	13849-1

FIT		Tijd tot storing (Failure in Time): 1E-9
		uur.
		uur.

HFT	IEC 61508	Hardwarefouttolerantie: HFT = n houdt
		in dat n+1 fouten het verlies van de
		veiligheidsfunctie kan veroorzaken.

MTTFd	EN-ISO	Mean Time To Dangerous Failure –
	13849-1	gemiddelde tijd tot gevaarlijke uitval.
		Eenheid: jaren

PFH	IEC 61508	Waarschijnlijkheid van een gevaarlijke
		uitval per uur. Met deze waarde moet
		rekening worden gehouden wanneer
		de beveiliging veelvuldig (meer dan
		eens per jaar) of continu in gebruik is
		en de vraagfrequentie voor activering
		van het veiligheidsgerelateerd systeem
		groter is dan eenmaal per jaar.

PFD	IEC 61508	Gemiddelde waarschijnlijkheid van een
		storing bij vraag; waarde die wordt
		gebruikt voor bedrijf met lage vraag.
PL	EN-ISO	Discreet niveau dat wordt gebruikt om
	13849-1	aan te geven in hoeverre veiligheids-
		gerelateerde delen van
		besturingssystemen een veiligheids-
		functie kunnen uitvoeren onder te
		voorziene omstandigheden.
		Niveaus a-e.
SFF	IEC 61508	Aandeel van veilige uitval [%];
		percentage van veilige uitvallen en
		gedetecteerde gevaarlijke uitvallen
		van een veiligheidsfunctie of een
		subsysteem in verhouding tot het
		totale aantal uitvallen.
SIL	IEC 61508	Veiligheidsintegriteitsniveau.
STO	EN	Veilige uitschakeling van het koppel.
	61800-5-2
SS1	EN 61800	Veilige stop 1.
	-5-2

Tabel 2.2 Afkortingen met betrekking tot functionele veiligheid

MG11BC10

Inleiding tot VLT® HVAC Dri...	Design Guide

		2.6.1 Klem 37 – functie voor veilige
			uitschakeling van het koppel (STO)
2	2		uitschakeling van het koppel (STO)
2	2	De FC 102 is leverbaar met STO-functionaliteit via
		stuurklem 37. De STO-functie schakelt de stuurspanning
		stuurklem 37. De STO-functie schakelt de stuurspanning
		van de vermogenshalfgeleiders van de eindtrap van de
		frequentieomvormer uit, wat voorkomt dat de spanning
		wordt gegenereerd die nodig is om de motor te laten
		draaien. Wanneer de STO-functie (klem 37) is geactiveerd,
		genereert de frequentieomvormer een alarm en zal de
		eenheid uitschakelen, waarbij de motor vrijloopt tot stop.
		Een handmatige herstart is vereist. De STO-functie kan
		worden gebruikt om de frequentieomvormer te stoppen in
		noodsituaties. Gebruik de normale stopfunctie van de
		frequentieomvormer in de normale bedrijfsmodus,
		wanneer de STO-functie niet vereist is. Bij gebruik van een
		automatische herstart moet worden voldaan aan de
		vereisten conform ISO 12100-2 paragraaf 5.3.2.5.
		Aansprakelijkheidsbepalingen
		Het is de verantwoordelijkheid van de gebruiker om ervoor
		te zorgen dat het personeel dat de STO-functie installeert
		en bedient:
		•	de veiligheidsvoorschriften ten aanzien van
			veiligheid en gezondheid/ongevallenpreventie
			heeft doorgelezen en begrepen;
		•	de algemene en veiligheidsrichtlijnen in deze
			beschrijving en de uitgebreide beschrijving in de
			Design Guide heeft begrepen;
		•	beschikt over een goede kennis van de algemene

en veiligheidsnormen die van toepassing zijn op de specifieke toepassing.

Normen

Voor het gebruik van de STO-functie op klem 37 is het noodzakelijk dat de gebruiker voldoet aan alle veiligheidsbepalingen, inclusief de relevante wetten, voorschriften en richtlijnen. De optionele STO-functie voldoet aan de volgende normen.

IEC 60204-1: 2005 categorie 0 – ongecontroleerde stop

IEC 61508: 1998 SIL2

IEC 61800-5-2: 2007 – veilige uitschakeling van het koppel (STO)

IEC 62061: 2005 SIL CL2

ISO 13849-1: 2006 Categorie 3 PL d

ISO 14118: 2000 (EN 1037) – voorkoming van een onbedoelde start

De informatie en instructies in de Bedieningshandleiding zijn niet voldoende voor een juist en veilig gebruik van de STO-functionaliteit. De gerelateerde informatie en instructies van de relevante Design Guide moeten worden opgevolgd.

Beschermende maatregelen

•Veiligheidssystemen mogen uitsluitend worden geïnstalleerd en in bedrijf worden gesteld door gekwalificeerd en bekwaam personeel.

•De eenheid moet worden geïnstalleerd in een IP 54-behuizing of vergelijkbare omgeving. Voor speciale toepassingen kan een hogere IP-klasse noodzakelijk zijn.

•De kabel tussen klem 37 en de externe beveiliging moet zijn beveiligd tegen kortsluiting conform ISO 13849-2 tabel D.4.

•Wanneer externe krachten invloed uitoefenen op de motoras (bijv. zwevende lasten) moeten extra maatregelen worden getroffen (bijv. een veiligheidshoudrem) om gevaren te elimineren.

Installatie en setup STO-functie

WAARSCHUWING

FUNCTIE VOOR VEILIGE UITSCHAKELING VAN HET KOPPEL (STO)!

De STO-functie voorziet NIET in scheiding van de netvoeding naar de frequentieomvormer of hulpcircuits. Voer werkzaamheden aan elektrische componenten van de frequentieomvormer of de motor enkel uit nadat de netvoeding is geïsoleerd en de vermelde wachttijd in de sectie Veiligheid in deze handleiding is verstreken. Wanneer de netvoeding niet wordt geïsoleerd van de eenheid en de gespecificeerde wachttijd niet wordt aangehouden, kan dit leiden tot ernstig of dodelijk letsel.

•Het wordt niet aanbevolen om de frequentieomvormer te stoppen met behulp van de functie voor veilige uitschakeling van het koppel. Als een actieve frequentieomvormer door middel van deze functie wordt gestopt, zal de eenheid uitschakelen en vrijlopen tot stop. Als dit niet acceptabel is, bijvoorbeeld omdat dit gevaar oplevert, moeten de frequentieomvormer en de machines worden gestopt door middel van de juiste stopmodus voordat deze functie wordt gebruikt. Afhankelijk van de toepassing kan het gebruik van een mechanische rem zijn vereist.

MG11BC10

Inleiding tot VLT® HVAC Dri...

Design Guide

•Met betrekking tot frequentieomvormers met een synchroonmotor of permanentmagneetmotor in geval van een storing van meerdere IGBTvermogenshalfgeleiders: zelfs wanneer de functie voor veilige uitschakeling van het koppel is geactiveerd, kan de frequentieomvormer een uitlijningskoppel genereren waardoor de motoras maximaal 180/p graden wordt gedraaid. p geeft het aantal poolparen aan.

•Deze functie is uitsluitend geschikt voor het uitvoeren van mechanische werkzaamheden aan het frequentieomvormersysteem of het betreffende deel van een machine. De functie biedt geen elektrische veiligheid. Deze functie mag niet worden gebruikt als een regeling voor het starten en/of stoppen van de frequentieomvormer.

Voor een veilige installatie van de frequentieomvormer moet worden voldaan aan de volgende eisen:

1.Verwijder de jumperkabel tussen stuurklem 37 en 12 of 13. Het is niet voldoende om de jumper door te knippen of te breken om kortsluiting te voorkomen. (Zie jumper op Afbeelding 2.1.)

2.Sluit een extern veiligheidsbewakingsrelais via een NO-veiligheidsfunctie (volg de instructies voor de beveiliging op) aan op klem 37 (STOfunctie) en klem 12 of 13 (24 V DC). Het veiligheidsbewakingsrelais moet voldoen aan cat. 3/PL d (ISO 13849-1) of SIL 2 (EN 62061).

<![if ! IE]>

<![endif]>130BA874.10

12/13	37

Afbeelding 2.1 Jumper tussen klem 12/13 (24 V) en klem 37

FC			<![if ! IE]> <![endif]>130BB967.10
FC
		3
	12
			1

37
4	2

Afbeelding 2.2 Installatie voor het realiseren van stopcategorie 0 (EN 60204-1) met veiligheidscategorie 3/PL d (ISO 13849-1) of SIL 2 (EN 62061).

1	Veiligheidsrelais (cat. 3, PL d of SIL 2)

2	Noodknop

3	Resetknop

4	Kabel met kortsluitbeveiliging (indien niet in
	IP 54-installatiekast)

Tabel 2.3 Legenda bij Afbeelding 2.2

Test voor inbedrijfstelling veilige uitschakeling van het koppel

Voorafgaand aan de ingebruikname moet na het installeren een inbedrijfstellingstest worden uitgevoerd op de installatie die gebruikmaakt van de STO-functie. Voer deze test ook uit na elke aanpassing van de installatie.

Voorbeeld met STO

Een veiligheidsrelais evalueert de signalen van de noodstopknop en activeert een STO-functie op de frequentieomvormer wanneer de noodstopknop wordt bediend (zie Afbeelding 2.3). Deze veiligheidsfunctie komt overeen met een stop volgens categorie 0 (ongecontroleerde stop) conform IEC 60204-1. Wanneer de functie tijdens bedrijf wordt geactiveerd, zal de motor op ongecontroleerde wijze uitlopen. De spanning naar de motor wordt veilig verwijderd, zodat verdere beweging niet mogelijk is. Het is niet nodig om een installatie bij stilstand te bewaken. Wanneer rekening moet worden gehouden met externe krachten, moet u aanvullende maatregelen nemen om een mogelijke beweging op veilige wijze te voorkomen (bijv. door mechanische remmen).

LET OP

Voor alle toepassingen met de STO-functie is het belangrijk dat een kortsluiting in de bedrading naar klem 37 kan worden uitgesloten. Dit kan worden gedaan zoals beschreven in EN-ISO 13849-2 D4 met behulp van beschermde bedrading (afgeschermd of gescheiden).

2 2

MG11BC10

Inleiding tot VLT® HVAC Dri...

Design Guide

Voorbeeld met SS1

SS1 komt overeen met een gecontroleerde stop volgens 2 2 stopcategorie 1 conform IEC 60204-1 (zie Afbeelding 2.4).

Wanneer de veiligheidsfunctie wordt geactiveerd, wordt een normale gecontroleerde stop uitgevoerd. Deze kan worden geactiveerd via klem 27. Nadat de veiligheidsvertraging op de externe veiligheidsmodule is verstreken, wordt de STO-functie geactiveerd en wordt klem 37 laag gezet. Het uitlopen gebeurt zoals ingesteld in de frequentieomvormer. Als de omvormer na de veiligheidsvertraging niet wordt gestopt, zal de activering van de STO-functie de frequentieomvormer laten vrijlopen.

LET OP

Bij gebruik van de SS1-functie wordt de uitloop van de rem van de frequentieomvormer niet bewaakt ten aanzien van veiligheid.

Voorbeeld met toepassing volgens Categorie 4/PL e

Wanneer er volgens het ontwerp van het veiligheidsbesturingssysteem voor de STO-functie twee kanalen zijn vereist om te voldoen aan Categorie 4/PL e, kan het ene kanaal worden geïmplementeerd door middel van een veilige uitschakeling van het koppel, klem 37 (STO) en het andere door middel van een contactor die in de ingangsof uitgangsvermogenscircuits van de frequentieomvormer kan worden aangesloten en kan worden bestuurd door het veiligheidsrelais (zie Afbeelding 2.5). De contactor moet worden bewaakt via een hulprelais met geleide contacten en worden aangesloten op de resetingang van het veiligheidsrelais.

STO-ingangen parallel aansluiten op één veiligheidsrelais

Ingangen voor veilige uitschakeling van het koppel, klem 37 (STO), mogen rechtstreeks worden aangesloten als dit nodig is om meerdere frequentieomvormers vanaf dezelfde stuurkabel te regelen via één veiligheidsrelais (zie Afbeelding 2.6). Het aansluiten van ingangen verhoogt de waarschijnlijkheid van een fout in de onveilige richting, aangezien een fout in één frequentieomvormer ertoe zou kunnen leiden dat alle frequentieomvormers worden ingeschakeld. De waarschijnlijkheid van een fout bij klem 37 is echter zo laag dat de resulterende waarschijnlijkheid nog steeds voldoet aan de vereisten van SIL 2.

FC	<![if ! IE]> <![endif]>130BB968.10
	3
	12
	1

Afbeelding 2.3 Voorbeeld STO

FC		<![if ! IE]> <![endif]>130BB969.10
FC
	3
	12
		1

18 37

Afbeelding 2.4 Voorbeeld SS1

FC		K1	3	<![if ! IE]> <![endif]>130BB970.10
				<![if ! IE]> <![endif]>130BB970.10

	12
				1
	37
		K1
	K1			2
	K1

Afbeelding 2.5 Voorbeeld STO volgens stopcategorie 4

FC				<![if ! IE]> <![endif]>130BC001.10
		4	3	<![if ! IE]> <![endif]>130BC001.10
			3

	12
				1
	20
	37
FC			2

Afbeelding 2.6 Voorbeeld van parallelle aansluiting van meerdere frequentieomvormers

1Veiligheidsrelais

2Noodknop

3Resetknop

424 V DC

Tabel 2.4 Legenda bij Afbeelding 2.3 t/m Afbeelding 2.6

MG11BC10

Inleiding tot VLT® HVAC Dri...	Design Guide

WAARSCHUWING

De activering van de STO-functie (d.w.z. het wegnemen van de 24 V DC-spanning naar klem 37) biedt geen elektrische veiligheid. De STO-functie is daarom op zichzelf onvoldoende voor het implementeren van een nooduitschakelingsfunctie zoals gedefinieerd in EN 60204-1. Voor een nooduitschakeling zijn maatregelen op het gebied van elektrische isolatie vereist, bijvoorbeeld door het uitschakelen van de netvoeding via een extra contactor.

1.Activeer de STO-functie door de 24 V DCspanning naar klem 37 weg te nemen.

2.Na activering van STO-functie (d.w.z. na de responstijd) loopt de frequentieomvormer vrij (het stoppen genereert een draaiveld in de motor). De responstijd is typisch minder dan 10 ms voor het volledige prestatiebereik van de frequentieomvormer.

De frequentieomvormer zal gegarandeerd niet opnieuw een draaiveld gaan creëren als gevolg van een interne fout (conform cat. 3/PL d volgens EN-ISO 13849-1 en SIL 2 volgens EN 62061). Nadat de STO-functie is geactiveerd, verschijnt op het display te de melding dat de STO-functie is geactiveerd. De bijbehorende helptekst geeft 'Veilige stop actief' aan. Dit betekent dat de STO-functie is geactiveerd of dat het normale bedrijf nog niet weer is hervat na activering van de STO-functie.

LET OP

Aan de eisen van cat. 3/PL d (ISO 13849-1) wordt enkel voldaan wanneer de 24 V DC-spanning naar klem 37 verwijderd blijft of laag wordt gehouden door een beveiliging die zelf ook voldoet aan cat. 3/PL d (ISO 13849-1). Wanneer externe krachten de motor beïnvloeden, bijv. in geval van een verticale as (hangende lasten), en een ongewenste beweging, bijv. veroorzaakt door de zwaartekracht, gevaar kan opleveren, mag de motor niet worden gebruikt zonder aanvullende maatregelen ten aanzien van valbeveiliging. Hiervoor moeten bijvoorbeeld extra mechanische remmen worden geïnstalleerd.

Om de werking te hervatten na activering van de STOfunctie, moet eerst de 24 V DC-spanning weer op klem 37

worden geschakeld (de tekst 'Veilige stop actief' wordt nog 2 2 altijd weergegeven). Vervolgens moet een resetsignaal

worden gegenereerd (via bus, digitale I/O of de [Reset]- toets op de omvormer).

Standaard worden de STO-functies zo ingesteld dat een onbedoelde start wordt voorkomen. Dit betekent dat vóór het beëindigen van de STO-functie het hervatten van normaal bedrijf eerst weer 24 V DC moet worden geschakeld op klem 37. Vervolgens moet een resetsignaal worden afgegeven (via bus, digitale I/O of de [Reset]-toets).

De STO-functie kan worden ingesteld voor een automatische herstart door de instelling van 5-19 Klem 37 Veilige stop te wijzigen van de standaardwaarde [1] naar waarde [3]. Als er een MCB 112-optie op de frequentieomvormer is aangesloten, wordt het gedrag bij een automatische herstart ingesteld via optie [7] of [8].

Een automatische herstart betekent dat de STO-functie wordt beëindigd en normaal bedrijf wordt hervat zodra 24 V DC wordt geschakeld op klem 37; hiervoor is geen resetsignaal nodig.

WAARSCHUWING

Het toepassen van een automatische herstart is enkel toegestaan in de volgende twee situaties:

1.Een onbedoelde start wordt voorkomen via andere delen van de installatie voor de STOfunctie.

2.Aanwezigheid in de gevarenzone kan fysiek worden uitgesloten wanneer de STO-functie niet geactiveerd is. Met name paragraaf 5.3.2.5 van ISO 12100-2 2003 moet in acht worden genomen.

MG11BC10

Inleiding tot VLT® HVAC Dri...

Design Guide

2.6.2Installatie van externe beveiliging in combinatie met MCB 112

2 2 Als de Ex-goedgekeurde thermistormodule MCB 112 (die gebruikmaakt van klem 37 als veiligheidsgerelateerd uitschakelkanaal) is aangesloten, moet uitgang X44/12 van MCB 112 werken op basis van een logische AND-functie met de veiligheidsgerelateerde sensor (bijv. een noodstopknop, veiligheidsschakelaar enz.) die de STOfunctie activeert. Dit betekent dat de uitgang naar STOklem 37 alleen HOOG (24 V) zal zijn als zowel het signaal uit uitgang X44/12 van de MCB 112 als het signaal van de veiligheidsgerelateerde sensor HOOG is. Als ten minste een van beide signalen LAAG is, moet de uitgang naar klem 37 eveneens LAAG zijn. De beveiliging met deze AND-logica moet zelf voldoen aan IEC 61508, SIL 2. De aansluiting vanaf de uitgang van de beveiliging met veilige ANDlogica naar STO-klem 37 moet zijn beveiligd tegen kortsluiting. Zie Afbeelding 2.7.

		<![if ! IE]> <![endif]>67.11


Hazardous	NonHazardous Area	<![if ! IE]> <![endif]>130BA9
Hazardous	NonHazardous Area

Area

PTC Thermistor Card

					MCB112
X44/	1	2	3	4	5	6	7	8	9 101112
PTC				Digital Input
PTC				e.g. Par 5-15
Sensor				e.g. Par 5-15
Sensor
			12 13 18 19 27 29 32 33 20 37
									DI	DI
										Safe Stop
Par. 5-19
Terminal 37 Safe Stop							Safety Device
							Safety Device
								SIL 2
						Safe AND Input
					<![if ! IE]> <![endif]>Safe Input			Safe Output
					<![if ! IE]> <![endif]>Safe Input
					Manual Restart

Afbeelding 2.7 Afbeelding van de essentiële aspecten voor het installeren van een combinatie van de STO-functie en een MCB 112. Het schema toont een herstartingang voor het externe veiligheidsapparaat. Dit betekent dat 5-19 Klem 37 Veilige stop in deze installatie kan worden ingesteld op de waarde [7] PTC 1 & relais W of [8] PTC 1 & relais A/W. Zie de

Bedieningshandleiding voor de MCB 112 voor meer informatie.

Parameterinstelling voor externe beveiliging in combinatie met MCB 112

Als MCB 112 is aangesloten, kan 5-19 Klem 37 Veilige stop ook worden ingesteld op [4] PTC 1-alarm tot [9] PTC 1 & relais W/A). De opties [1] Alarm Veilige stop en [3] Waarsch. Veilige stop zijn ook nog beschikbaar, maar deze moeten niet worden gebruikt, aangezien deze zijn bedoeld voor installaties zonder MCB 112 of andere externe beveiligingen. Als [1] Alarm Veilige stop of [3] Waarsch. Veilige stop per ongeluk is geselecteerd en de MCB 112 wordt geactiveerd, dan zal de frequentieomvormer het alarm Gevaarlijke storing [A72] genereren en op veilige wijze vrijlopen, zonder een automatische herstart. De opties [4] PTC 1-alarm en [5] PTC 1 waarsch. mogen niet worden geselecteerd wanneer gebruik wordt gemaakt van een externe beveiliging. Deze opties zijn bedoeld voor situaties waarbij enkel de MCB 112 de STO-functie gebruikt. Als de optie [4] PTC 1-alarm of [5] PTC 1 waarsch. per ongeluk is geselecteerd en de STO-functie wordt geactiveerd door de externe beveiliging, dan zal de frequentieomvormer het alarm Gevaarlijke storing [A72] genereren en op veilige wijze vrijlopen, zonder een automatische herstart.

De opties [6] PTC 1 & relais A tot [9] PTC 1 & relais W/A moeten worden geselecteerd bij een combinatie van een externe beveiliging en een MCB 112.

LET OP

Houd er rekening mee dat de opties [7] PTC 1 & relais W en [8] PTC 1 & relais A/W zorgen voor een automatische herstart wanneer de externe beveiliging weer wordt gedeactiveerd.

Dit is enkel toegestaan in de volgende gevallen:

•Een onbedoelde start wordt voorkomen via andere delen van de installatie voor de STOfunctie.

•Aanwezigheid in de gevarenzone kan fysiek worden uitgesloten wanneer de STO-functie niet geactiveerd is. Met name paragraaf 5.3.2.5 van ISO 12100-2 2003 moet in acht worden genomen.

Zie de Bedieningshandleiding voor de MCB 112 voor meer informatie.

2.6.3Test voor inbedrijfstelling veilige uitschakeling van het koppel

Voorafgaand aan de ingebruikname moet na het installeren een inbedrijfstellingstest worden uitgevoerd op de installatie of toepassing die gebruikmaakt van de STOfunctie.

Voer de test bovendien uit na elke aanpassing van de installatie of toepassing waarvan de STO-functie deel uitmaakt.

MG11BC10

Inleiding tot VLT® HVAC Dri...	Design Guide

LET OP

Na de eerste inbedrijfstelling en na elke wijziging aan de veiligheidsvoorziening moet een inbedrijfstellingstest met succes worden afgerond.

De inbedrijfstellingstest (selecteer praktijkvoorbeeld 1 of 2 op basis van toepasselijkheid):

Praktijkvoorbeeld 1: het voorkomen van een herstart na een veilige uitschakeling van het koppel is vereist (d.w.z. enkel de STO-functie, waarbij 5-19 Klem 37 Veilige stop is ingesteld op de standaardwaarde [1], of een combinatie van de STO-functie en een MCB 112, waarbij 5-19 Klem 37 Veilige stop is ingesteld op [6] of [9]):

1.1Verwijder de 24 V DC-spanning naar klem 37 met behulp van de circuitbreaker terwijl de motor wordt aangedreven door de FC 102 (d.w.z. dat de netvoeding niet wordt onderbroken). De teststap is met succes uitgevoerd als de motor reageert met een vrijloop en de mechanische rem (indien aangesloten) wordt geactiveerd. Als er een LCP is aangesloten, moet bovendien het alarm Veilige stop [A68] worden weergegeven.

1.2Verstuur een resetsignaal (via bus, digitale I/O of de [Reset]-toets). De teststap is met succes uitgevoerd als de motor in de STO-toestand blijft en de mechanische rem (indien aangesloten) geactiveerd blijft.

1.3Sluit de 24 V DC weer aan op klem 37. De teststap is met succes uitgevoerd als de motor in de vrijloopstatus blijft staan en de mechanische rem (indien aangesloten) geactiveerd blijft.

1.4Verstuur een resetsignaal (via bus, digitale I/O of de [Reset]-toets). De teststap is met succes uitgevoerd als de motor weer bedrijfsklaar wordt.

De inbedrijfstellingstest is geslaagd als alle vier de teststappen (1.1, 1.2, 1.3 en 1.4) met succes zijn doorlopen.

Praktijkvoorbeeld 2: een automatische herstart na een veilige uitschakeling van het koppel is gewenst en toegestaan (d.w.z. enkel de STO-functie, waarbij

5-19 Klem 37 Veilige stop is ingesteld op [3], of een combinatie van STO en MCB 112, waarbij 5-19 Klem 37 Veilige stop is ingesteld op [7] of [8]):

2.1Verwijder de 24 V DC-spanning naar klem 37 met behulp van de circuitbreaker terwijl de motor wordt aangedreven door de FC 102 (d.w.z. dat de netvoeding niet wordt onderbroken). De teststap is met succes uitgevoerd als de motor reageert met een vrijloop en de mechanische rem (indien aangesloten) wordt geactiveerd. Als er een LCP is aangesloten, moet bovendien de waarschuwing Veilige stop [W68] worden weergegeven.

2.2Sluit de 24 V DC weer aan op klem 37.

De teststap is met succes uitgevoerd als de motor weer
bedrijfsklaar wordt. De inbedrijfstellingstest is gelukt als
beide teststappen (2.1 en 2.2) met succes zijn doorlopen.	2	2
LET OP	2	2
LET OP

Zie de waarschuwing over het herstartgedrag in hoofdstuk 2.6.1 Klem 37 – functie voor veilige uitschakeling van het koppel (STO).

2.7 Voordelen

2.7.1Wat is het voordeel van het gebruik van een frequentieomvormer voor het regelen van ventilatoren en pompen?

Een frequentieomvormer maakt gebruik van het feit dat centrifugaalventilatoren en -pompen de proportionaliteitswetten voor dergelijke ventilatoren en pompen volgen. Zie de tekst en afbeelding onder De proportionaliteitswetten voor meer informatie.

2.7.2Het grote voordeel – energiebesparing

Een voordeel van een frequentieomvormer voor het regelen van het toerental van ventilatoren en pompen is de besparing op de energiekosten.

In vergelijking met alternatieve regelsystemen en - technieken is een frequentieomvormer hét energiebesparingssysteem voor het regelen van ventilatoren pompsystemen.

Afbeelding 2.8 Ventilatorcurves (A, B en C) voor gereduceerde ventilatorvolumes.

MG11BC10

Inleiding tot VLT® HVAC Dri...	Design Guide

2 2

Afbeelding 2.9 In typische toepassingen is een energiebesparing van meer dan 50% haalbaar wanneer een frequentieomvormer wordt gebruikt om de ventilatorcapaciteit te verlagen naar 60%.

2.7.3 Voorbeeld van energiebesparing

De proportionaliteitswetten

Afbeelding 2.10 laat zien hoe stroming, druk en energieverbruik afhankelijk zijn van het toerental.

Q = stroming		P = vermogen

Q1	= nominale stroming	P1	= nominaal vermogen

Q2	= gereduceerde stroming	P2	= gereduceerd vermogen

H = druk		n = toerentalregeling
H1	= nominale druk	n1	= nominaal toerental
H2	= gereduceerde druk	n2	= gereduceerd toerental

Tabel 2.5 Afkortingen gebruikt in de vergelijking

100%				<![if ! IE]> <![endif]>175HA208.10
				<![if ! IE]> <![endif]>175HA208.10
80%
50%	Flow ~n
50%
		Pressure~n		2
25%
12,5%		Power ~n3
12,5%
				n
	50%	80%	100%

Afbeelding 2.10 Stroming, druk en energieverbruik in relatie tot het toerental

Stroming : Q1 = n1

Q2 n2

Druk : H1 = n1 2

H2 n2

Zoals op de afbeelding te zien is (de proportionaliteitswetten), wordt de doorstroming gereguleerd door het toerental te wijzigen. Bij een toerentalreductie van slechts 20% ten opzichte van het nominale toerental wordt ook de stroming met 20% gereduceerd. Dit komt omdat de stroming rechtevenredig is aan het toerental. Het elektriciteitsverbruik neemt echter af met 50%.

Als het systeem in kwestie slechts een paar dagen per jaar een stroming hoeft te leveren die gelijk is aan 100%, terwijl het gemiddelde de rest van het jaar onder de 80% van de nominale stroming ligt, bedraagt de hoeveelheid energie die bespaard wordt zelfs meer dan 50%.

Vermogen : P1 = n1 3

P2 n2

2.7.4 Vergelijking van energiebesparing

De frequentieomvormeroplossing van Danfoss biedt aanzienlijke besparingen in vergelijking met traditionele energiebesparende oplossingen. Dit komt omdat de frequentieomvormer in staat is om het ventilatortoerental te regelen op basis van de thermische belasting op het systeem en door het feit dat de frequentieomvormer een ingebouwde functie heeft die de frequentieomvormer in staat stelt om te functioneren als gebouwbeheersysteem (GBS).

Afbeelding 2.12 toont de typische energiebesparing die kan worden behaald met behulp van drie bekende oplossingen waarbij het ventilatorvolume wordt verlaagd tot bijvoorbeeld 60%.

Afbeelding 2.12 laat zien dat in typische toepassingen een energiebesparing van meer dan 50% kan worden behaald.

MG11BC10

Inleiding tot VLT® HVAC Dri...	Design Guide
	<![if ! IE]> <![endif]>130BA782.10

Discharge damper

Less energy savings

Maximum energy savings

IGV

Costlier installation

Afbeelding 2.11 De drie standaardsystemen voor energiebesparing

Afbeelding 2.12 Uitlaatkleppen verlagen het energieverbruik enigszins. Inlaatschoepen zorgen voor een besparing van 40% maar zijn duur om te installeren. De frequentieomvormeroplossing van Danfoss verlaagt het energieverbruik met meer dan 50% en is eenvoudig te installeren.

2.7.5Voorbeeld met wisselende stroming gedurende 1 jaar

Onderstaand voorbeeld is berekend op basis van pompkarakteristieken verkregen van een pompdatablad

Het verkregen resultaat toont een energiebesparing van meer dan 50% bij de gegeven stromingsverdeling over een jaar. De terugbetalingstijd is afhankelijk van de prijs per kWh en de prijs van de frequentieomvormer. In dit voorbeeld is het minder dan een jaar in vergelijking met een systeem met kleppen en een constant toerental.

Stromingsverdeling over 1 jaar

Pas = Pasvermogen

[h]	t					<![if ! IE]> <![endif]>175HA210.11
2000
1500
1500
1000
1000
500
						Q
100		200	300	400		Q
100		200	300	400	[m3 /h]

Tabel 2.6 Energiebesparing

Afbeelding 2.13 Voorbeeld met wisselende stroming

m³/	Verdeling		Regeling met		Regeling met
h			kleppen		frequentieomvormer

	%	Uren	Vermo-	Verbruik	Vermo-	Verbruik
			gen		gen

			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

Tabel 2.7 Verbruik

2 2

MG11BC10

Inleiding tot VLT® HVAC Dri... Design Guide

2.7.6 Betere regeling

2 2 Bij gebruik van een frequentieomvormer is een betere regeling van de stroming of druk van een systeem mogelijk.

Een frequentieomvormer kan het toerental van de ventilator of pomp variëren, wat een variabele regeling van stroming en druk oplevert.

Bovendien kan een frequentieomvormer het toerental van de ventilator of pomp snel aanpassen aan nieuwe stromingsof drukcondities in het systeem.

Eenvoudige procesregeling (stroming, niveau of druk) met behulp van de ingebouwde PID-regelaar.

2.7.7 Cos φ-compensatie

Over het algemeen heeft de VLT® HVAC Drive een cos φ van 1 en zorgt hij voor een arbeidsfactorcorrectie van de cos φ van de motor, wat betekent dat er bij het bepalen van de arbeidsfactorcorrectie geen rekening hoeft te worden gehouden met de cos φ van de motor.

2.7.8Ster-driehoekschakeling of softstarter niet vereist

Wanneer relatief grote motoren moeten worden gestart, is het in veel landen nodig om apparatuur te gebruiken die de opstartstroom beperkt. In meer traditionele systemen wordt vaak een ster-driehoekschakeling of softstarter gebruikt. Dergelijke motorstarters zijn niet meer nodig bij gebruik van een frequentieomvormer.

Zoals in Afbeelding 2.14 te zien is, verbruikt een frequentieomvormer niet meer stroom dan de nominale stroom.

	800					<![if ! IE]> <![endif]>175HA227.10
	800
	700
	700
	600			4
	600

<![if ! IE]> <![endif]>current	500
	500
	400
	400
<![if ! IE]> <![endif]>load	300			3
<![if ! IE]> <![endif]>% Full	300			3
<![if ! IE]> <![endif]>% Full	200
				2


	100		1
	100

	0
	0	12,5	25	37,5	50Hz

Full load & speed

Afbeelding 2.14 Een frequentieomvormer verbruikt niet meer stroom dan de nominale stroom

1 VLT® HVAC Drive

2Ster-driehoekschakeling

3Softstarter

4Start direct op netvoeding

Tabel 2.8 Legenda bij Afbeelding 2.14

2.7.9Het gebruik van een frequentieomvormer bespaart geld

Het voorbeeld op de volgende pagina laat zien dat het gebruik van een frequentieomvormer veel andere apparatuur overbodig maakt. Het is mogelijk de installatiekosten van de twee verschillende systemen te berekenen. In het voorbeeld op de volgende pagina kan voor de twee systemen grofweg dezelfde prijs worden gerekend.

MG11BC10

Inleiding tot VLT® HVAC Dri... Design Guide

2.7.10 Zonder frequentieomvormer

						2	2
DDC	=	Direct Digital Control (directe digitale	EMS	=	Energy Management System (energie-
DDC	=	regeling)	EMS	=	beheersysteem)
		regeling)			beheersysteem)
VAV	=	Variabel luchtvolume
VAV	=	Variabel luchtvolume

Sensor P	=	Druk	Sensor T	=	Temperatuur

Tabel 2.9 Afkortingen gebruikt in Afbeelding 2.15 en Afbeelding 2.16

Afbeelding 2.15 Traditioneel ventilatorsysteem

MG11BC10

Inleiding tot VLT® HVAC Dri...

Design Guide

2	2	2.7.11 Met een frequentieomvormer
2	2	Cooling section		Heating section			Fan section
		Cooling section		Heating section			Fan section
								Supply
							Fan	air
		-			+		Fan		V.A.V
							M	Sensors	V.A.V
							M	Sensors	outlets
								PT	outlets
		Return	Flow	Return		Flow
							x3
		M	Pump		M	Pump		Duct
			x3			x3
								Local	Main
		VLT			VLT		VLT	D.D.C.	Main
		VLT			VLT		VLT	D.D.C.	B.M.S
							Pressure	control	B.M.S
							control
							0-10V
							or
							0/4-20mA
				Control		Control
				Control		temperature
				temperature		temperature
				temperature		0-10V
				0-10V		0-10V
				0-10V		or
				or		or
				or		0/4-20mA
				0/4-20mA		0/4-20mA	Mains
		Mains		0/4-20mA	Mains		Mains

Afbeelding 2.16 Ventilatorsysteem dat wordt geregeld door frequentieomvormers.

<![if ! IE]>

<![endif]>175HA206.11

MG11BC10

Inleiding tot VLT® HVAC Dri... Design Guide

2.7.12 Toepassingsvoorbeelden

Op de volgende pagina's vindt u een aantal typische voorbeelden van HVAC-toepassingen.	2	2
Voor meer informatie over een bepaalde toepassing kunt u aan uw Danfoss-leverancier een informatieblad met een

volledige beschrijving van de toepassing opvragen.

Variabel luchtvolume

Vraag om het informatieblad The Drive to ... Improving Variable Air Volume Ventilation Systems MN.60.A1.02

Constant luchtvolume (CAV)

Vraag om het informatieblad The Drive to ... Improving Constant Air Volume Ventilation Systems MN.60.B1.02

Koeltorenventilator

Vraag om het informatieblad The Drive to ... Improving fan control on cooling towers MN.60.C1.02

Condensaatpompen

Vraag om het informatieblad The Drive to ... Improving condenser water pumping systems MN.60.F1.02

Primaire pompen

Vraag om het informatieblad The Drive to ... Improve your primary pumping in primary/secondary pumping systems MN. 60.D1.02

Secundaire pompen

Vraag om het informatieblad The Drive to ... Improve your secondary pumping in primary/secondary pumping systems MN. 60.E1.02

MG11BC10

Inleiding tot VLT® HVAC Dri... Design Guide

2.7.13 Variabel luchtvolume

2 2 VAV-systemen, of variabel-luchtvolumesystemen, worden gebruikt om de ventilatie en de temperatuur in gebouwen te regelen. Centrale VAV-systemen worden beschouwd als de energiezuinigste methode om het klimaat in gebouwen te regelen. Door het gebruik van centrale systemen in plaats van gedistribueerde systemen kan een hoger rendement worden behaald.

Dit rendement wordt behaald door gebruik te maken van grotere ventilatoren en grotere koeleenheden met een hoger rendement dan kleine motoren en gedistribueerde luchtgekoelde eenheden. Ook is voor deze installaties minder onderhoud nodig.

2.7.14 De VLT-oplossing

Hoewel luchtregelkleppen en inlaatschoepen een constante druk in het leidingsysteem handhaven, zorgt een installatie met een voor een grotere energiebesparing en maakt het de installatie minder complex. In plaats van een kunstmatige drukval te veroorzaken of het rendement van de ventilator te verminderen, verlaagt de het toerental van de ventilator en levert zo de stroming en druk die het systeem nodig heeft.

Ventilatoren gedragen zich volgens de wetten van centrifugale affiniteit. Dit betekent dat de ventilatoren een lagere druk en stroming produceren bij een lager toerental. Hun energieverbruik neemt daardoor aanzienlijk af.

De retourventilator is vaak ingesteld om een vast stromingsverschil tussen de toevoer en de retour te handhaven. De geavanceerde PID-regelaar van de HVAC neemt deze taak over.

			Pressure
Cooling coil	Heating coil	Frequency	signal
Cooling coil	Heating coil	Frequency
	Filter	converter			VAV boxes
	Filter				VAV boxes
			Supply fan
D1			3		T
					T
					Pressure
				Flow	transmitter
				Flow
D2
		Frequency
		converter	Return fan
			Return fan	Flow
				Flow
			3
D3

Afbeelding 2.17 De VLT-oplossing

<![if ! IE]>

<![endif]>130BB455.10

MG11BC10

+ 176 hidden pages