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,
hardware- of softwareomgeving.
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
•
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.
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.
WisselstroomAC
American Wire GaugeAWG
Ampère/AMPA
Automatische aanpassing motorgegevensAMA
StroomgrensI
Graden Celsius
GelijkstroomDC
Afhankelijk van de omvormerD-TYPE
Elektromagnetische compatibiliteitEMC
Elektronisch thermisch relaisETR
FrequentieomvormerFC
Gramg
HertzHz
Paardenkrachtpk
KilohertzkHz
Lokaal bedieningspaneelLCP
Meterm
Inductantie in millihenrymH
MilliampèremA
Millisecondems
Minuutmin
Motion Control ToolMCT
NanofaradnF
NewtonmeterNm
Nominale motorstroomI
Nominale motorfrequentief
Nominaal motorvermogenP
Nominale motorspanningU
PermanentmagneetmotorPM-motor
Protective Extra Low VoltagePELV
Printed Circuit Board – printplaatPCB
Nominale uitgangsstroom van de omvormerI
Toeren per minuuttpm
Regeneratieve klemmenRegen
Secondes
Synchroonmotortoerentaln
KoppelbegrenzingT
VoltV
De maximale uitgangsstroomI
De nominale uitgangsstroom die door de
frequentieomvormer wordt geleverd
De nominale uitgangsstroom die door de frequentieomvormer wordt geleverd.
U
VLT, MAX
De maximale uitgangsspanning.
Ingang:
Stuurcommando
Start en stop de
aangesloten motor via het
LCP of de digitale
ingangen.
De functies zijn in twee
groepen verdeeld.
De functies in groep 1
hebben een hogere
prioriteit dan de functies
in groep 2.
Tabel 1.4 Functiegroepen
Motor:
f
JOG
De motorfrequentie wanneer de jog-functie is geactiveerd
(via digitale klemmen)
f
M
De motorfrequentie.
f
MAX
De maximale motorfrequentie.
f
MIN
De minimale motorfrequentie.
f
M,N
De nominale motorfrequentie (gegevens motortypeplaatje).
I
M
De motorstroom.
I
M,N
De nominale motorstroom (gegevens motortypeplaatje).
n
M,N
Het nominale motortoerental (gegevens motortypeplaatje).
P
M,N
Het nominale motorvermogen (gegevens motortypeplaatje).
T
M,N
Het nominale koppel (motor).
Groep 1 Reset, Vrijloop na stop,
Reset en vrijloop na stop,
Snelle stop, DC-rem, Stop
en de [Off]-toets.
Groep 2 Start, Pulsstart, Omkeren,
Start omkeren, Jog en
Uitgang vasthouden
U
M
De momentele motorspanning.
U
M,N
De nominale motorspanning (gegevens motortypeplaatje).
Losbreekkoppel
Afbeelding 1.1 Losbreekkoppel
η
VLT
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 spannings- of 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.
Pulsreferentie
Een pulsfrequentiesignaal dat naar de digitale ingangen
(klem 29 of 33) wordt gestuurd.
Ref
MAX
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.
Ref
MIN
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
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
schroef- en 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.
Design Guide
LCP
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.
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).
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.
plus
VVC
In vergelijking met een standaardregeling van de
spanning-frequentieverhouding zorgt Voltage Vector
Control (VVC
plus
) voor betere dynamische prestaties en
stabiliteit, zowel bij een wijziging van de toerentalreferentie als met betrekking tot het belastingskoppel.
De arbeidsfactor geeft aan in hoeverre een frequentieomvormer de netvoeding belast.
Hoe lager de arbeidsfactor, hoe hoger de I
RMS
voor
dezelfde kW-prestatie.
2
2
2
I
RMS
=
I
+
I
+
1
5
I
7
+ . . +
2
I
n
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.
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 motor- en 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 motor- en
netstekkers verwijdert.
22
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 Bedieningshand-leiding voor meer veiligheidsinstructies.
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)
415
200-2401,1-3,7 kW5,5-45 kW
380-4801,1-7,5 kW11-90 kW
525-6001,1-7,5 kW11-90 kW
525-69011-90 kW
Houd er rekening mee dat er hoge spanningen op de DCtussenkring kunnen staan, ook wanneer alle leds uit zijn.
Tabel 2.1 Ontladingstijd
Verwijderingsinstructie
2.1.3
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.
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.
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.
Waarvoor gelden de richtlijnen?
2.2.2
De EU-uitgave Richtsnoeren voor de toepassing van deRichtlijn 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.
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.
Danfoss-frequentieomvormer en CE-
2.2.3
markering
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.
2.2.4
Conformiteit met EMC-richtlijn
2004/108/EG
Zoals gezegd wordt de frequentieomvormer vooral
gebruikt door vakmensen 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. Danfoss heeft EMC-installatierichtlijnen 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.
22
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.
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.
In de lucht aanwezige deeltjes, zoals stof, kunnen leiden
tot mechanische, elektrische of thermische storingen in de
frequentieomvormer. Een goede aanwijzing voor een te
22
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 1apparatuur 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.
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.
2.5
Trillingen en schokken
De frequentieomvormer is getest volgens een procedure
die is gebaseerd op de volgende normen:
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 uitschakelingvan 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:
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 voorveilige 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 vanhet koppel. Na de eerste inbedrijfstelling en na elke
wijziging aan de veiligheidsvoorziening moet een
inbedrijfstellingstest met succes worden afgerond.
lerantie) = 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.
AfkortingRef.Beschrijving
Cat.EN-ISO
13849-1
FITTijd tot storing (Failure in Time): 1E-9
HFTIEC 61508Hardwarefouttolerantie: HFT = n houdt
MTTFdEN-ISO
13849-1
PFHIEC 61508Waarschijnlijkheid van een gevaarlijke
PFDIEC 61508Gemiddelde waarschijnlijkheid van een
PLEN-ISO
13849-1
SFFIEC 61508Aandeel van veilige uitval [%];
SILIEC 61508Veiligheidsintegriteitsniveau.
STOEN
61800-5-2
SS1EN 61800
-5-2
Tabel 2.2 Afkortingen met betrekking tot functionele
veiligheid
Categorie, niveau B, 1-4.
uur.
in dat n+1 fouten het verlies van de
veiligheidsfunctie kan veroorzaken.
Mean Time To Dangerous Failure –
gemiddelde tijd tot gevaarlijke uitval.
Eenheid: jaren
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.
storing bij vraag; waarde die wordt
gebruikt voor bedrijf met lage vraag.
Discreet niveau dat wordt gebruikt om
aan te geven in hoeverre veiligheidsgerelateerde delen van
besturingssystemen een veiligheidsfunctie kunnen uitvoeren onder te
voorziene omstandigheden.
Niveaus a-e.
percentage van veilige uitvallen en
gedetecteerde gevaarlijke uitvallen
van een veiligheidsfunctie of een
subsysteem in verhouding tot het
totale aantal uitvallen.
De FC 102 is leverbaar met STO-functionaliteit via
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 informatie en instructies in de
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
Bedieningshandleiding
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
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 frequentieom-
•
vormer 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.
vormer.
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).
22
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).
1Veiligheidsrelais (cat. 3, PL d of SIL 2)
2Noodknop
3Resetknop
4Kabel 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
Afbeelding 2.1 Jumper tussen klem 12/13 (24 V) en klem 37
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).
12
37
FC
1
2
3
130BB968.10
FC
12
18
37
3
1
2
130BB969.10
12
FC
37
K1
K1
K1
130BB970.10
2
3
1
12
37
FC
20
130BC001.10
FC
FC
20
20
37
37
3
1
2
4
Inleiding tot VLT® HVAC Dri...
Design Guide
Voorbeeld met SS1
SS1 komt overeen met een gecontroleerde stop volgens
stopcategorie 1 conform IEC 60204-1 (zie Afbeelding 2.4).
22
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.
Afbeelding 2.4 Voorbeeld SS1
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 ingangs- of
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.
Afbeelding 2.5 Voorbeeld STO volgens stopcategorie 4
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
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
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 Veiligestop 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.
2.6.2 Installatie van externe beveiliging in
combinatie met MCB 112
Parameterinstelling voor externe beveiliging in
combinatie met MCB 112
Als MCB 112 is aangesloten, kan 5-19 Klem 37 Veilige stop
22
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.
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.
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 37Veilige 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.
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
Zie de Bedieningshandleiding voor de MCB 112 voor meer
informatie.
2.6.3
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.
ISO 12100-2 2003 moet in acht worden genomen.
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.
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 Veiligestop 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]):
1.1 Verwijder 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 Veiligestop [A68] worden weergegeven.
1.2 Verstuur 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.
1.3 Sluit 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.
1.4 Verstuur 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 37Veilige stop is ingesteld op [7] of [8]):
2.1 Verwijder 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.
2.2 Sluit 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.
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
2.7.1 Wat 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.
Het grote voordeel –
2.7.2
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.
Afbeelding 2.9 In typische toepassingen is een energiebesparing van meer dan 50% haalbaar wanneer een
frequentieomvormer wordt gebruikt om de ventilatorcapa-
Afbeelding 2.10 Stroming, druk en energieverbruik in relatie
tot het toerental
citeit te verlagen naar 60%.
Q
n
1
Voorbeeld van energiebesparing
2.7.3
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
Stroming
:
H
1
Druk
:
H
2
Vermogen
2.7.4
:
Vergelijking van energiebesparing
=
1
=
Q
n
2
2
n
2
1
n
2
P
n
3
1
1
=
P
n
2
2
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%.
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.
Afbeelding 2.11 De drie standaardsystemen voor energiebesparing
Stromingsverdeling over 1 jaar
Pas = P
asvermogen
Tabel 2.6 Energiebesparing
22
2.7.5
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.
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.
Voorbeeld met wisselende stroming
gedurende 1 jaar
Bij gebruik van een frequentieomvormer is een betere
22
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
stromings- of drukcondities in het systeem.
Eenvoudige procesregeling (stroming, niveau of druk) met
behulp van de ingebouwde PID-regelaar.
2.7.7
Cos φ-compensatie
Afbeelding 2.14 Een frequentieomvormer verbruikt niet meer
stroom dan de nominale stroom
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.
Ster-driehoekschakeling of softstarter
2.7.8
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.
1 VLT® HVAC Drive
2 Ster-driehoekschakeling
3 Softstarter
4 Start direct op netvoeding
Tabel 2.8 Legenda bij Afbeelding 2.14
Het gebruik van een
2.7.9
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.
Op de volgende pagina's vindt u een aantal typische voorbeelden van HVAC-toepassingen.
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
22
Secundaire pompen
Vraag om het informatieblad The Drive to ... Improve your secondary pumping in primary/secondary pumping systems MN.
VAV-systemen, of variabel-luchtvolumesystemen, worden gebruikt om de ventilatie en de temperatuur in gebouwen te
22
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.
CAV-systemen, of constant-luchtvolumesystemen, zijn centrale ventilatiesystemen die gewoonlijk worden gebruikt om grote,
gemeenschappelijke zones te voorzien van een minimumhoeveelheid verse, op temperatuur gebrachte lucht. Ze bestaan al
langer dan VAV-systemen en komen dus ook voor in oudere gebouwen met meerdere zones. Deze systemen behandelen
de verse lucht in de luchtbehandelingkasten (LBK's). Veel van deze systemen worden ook gebruikt om de lucht in
gebouwen te verversen en hebben een koelventilator. Voor het verwarmen en koelen van de individuele zones worden
vaak ventilatorluchtkoelers gebruikt.
2.7.16 De VLT-oplossing
Met een frequentieomvormer kan een aanzienlijke hoeveelheid energie worden bespaard, terwijl de lucht in het gebouw
toch goed geregeld wordt. Als terugkoppelingssignalen naar de frequentieomvormers kunnen temperatuursensoren of CO2sensoren worden gebruikt. Bij het regelen van de temperatuur, de luchtkwaliteit of beide gaat een CAV-systeem uit van de
actuele situatie in het gebouw. Wanneer het aantal mensen in de betreffende zone afneemt, neemt ook de behoefte aan
verse lucht af. De CO2-sensor detecteert lagere niveaus en verlaagt het toerental van de toevoerventilatoren. De retourventilator wordt aangepast om een statische druk of een vast verschil tussen de toevoerluchtstroom en de retourluchtstroom te
handhaven.
Bij een temperatuurregeling, vooral gebruikt in airconditioningsystemen, hangen de vereisten af van de buitentemperatuur
en het aantal mensen in de zone. Als de temperatuur tot onder het setpoint daalt, kan de toevoerventilator met een lager
toerental gaan werken. De retourventilator wordt aangepast om een statisch druksetpoint te handhaven. Door de
luchtstroom te verminderen, wordt ook de hoeveelheid energie voor het verwarmen of koelen van de verse lucht
verminderd, wat een verdere besparing oplevert.
Diverse functies van de speciale Danfoss-frequentieomvormer voor HVAC-toepassingen kunnen bijdragen aan een
verbeterde werking van uw CAV-systeem. Een van de problemen bij het regelen van een ventilatiesysteem is lucht van
slechte kwaliteit. De programmeerbare minimumfrequentie kan worden ingesteld om een minimumhoeveelheid
toevoerlucht te handhaven, onafhankelijk van de terugkoppeling of het referentiesignaal. De frequentieomvormer bevat ook
een PID-regelaar voor drie zones en drie setpoints, waarmee zowel de temperatuur als de luchtkwaliteit kan worden
bewaakt. Ook als aan de temperatuureis wordt voldaan, zorgt de frequentieomvormer voor voldoende luchttoevoer om de
kwaliteit te garanderen. De frequentieomvormer kan twee terugkoppelingssignalen bewaken en vergelijken voor het regelen
van de retourventilator, door handhaving van een vaste differentiële luchtstroom tussen de toevoer- en retourkanalen.
Koeltorenventilatoren worden gebruikt om condenswater in watergekoelde koelsystemen te koelen. Watergekoelde
22
koeleenheden zijn de efficiëntste methode om water te koelen. Ze zijn maar liefst 20% zuiniger dan luchtgekoelde
koeleenheden. Koeltorens bieden vaak de energiezuinigste methode om het condenswater van koeleenheden te koelen,
afhankelijk van het klimaat.
Deze torens koelen het condenswater door verdamping.
Het condenswater wordt boven in de koeltoren verneveld op het koelpakket om het koeloppervlak te vergroten. De
torenventilator blaast lucht door het koelpakket en het vernevelde water om de verdamping te bevorderen. Door de
verdamping wordt warmte aan het water onttrokken en daalt de temperatuur. Het gekoelde water wordt opgevangen in
het koeltorenreservoir. Vanuit het reservoir wordt het water teruggepompt naar de condensator van de koeleenheden,
waarna een nieuwe cyclus begint.
2.7.18 De VLT-oplossing
Met een frequentieomvormer kunnen de ventilatoren van de koeltorens op het gewenste toerental worden geregeld, zodat
de temperatuur van het condenswater constant blijft. Frequentieomvormers kunnen ook worden gebruikt om de ventilator
in en uit te schakelen, indien gewenst.
Diverse functies van de speciale Danfoss-frequentieomvormer voor HVAC-toepassingen kunnen bijdragen aan een
verbeterde werking van uw koeltorenventilatortoepassing. Als het toerental van de koeltorenventilatoren tot onder een
bepaalde waarde daalt, vermindert het effect van de ventilator op het koelen van het water. Bij gebruik van een
tandwielkast met spatsmering voor het regelen van de torenventilator kan een minimumtoerental van 40-50% nodig zijn.
De door de klant programmeerbare minimumfrequentie-instelling kan deze minimumfrequentie handhaven, ook als de
terugkoppeling of de snelheidsreferentie vraagt om een lager toerental.
Een standaardfunctie van de frequentieomvormer is de mogelijkheid een 'slaap'-modus te programmeren en de ventilator
stil te zetten totdat een hoger toerental gewenst is. Bovendien hebben sommige koeltorenventilatoren ongewenste
frequenties die trillingen kunnen veroorzaken. U kunt deze frequenties gemakkelijk vermijden door de bypassfrequentiebereiken in de frequentieomvormer te programmeren.
Condensaatpompen worden hoofdzakelijk gebruikt om water te laten circuleren in de condensor van watergekoelde
22
koeleenheden en de bijbehorende koeltorens. Het condenswater neemt de warmte uit de condensor van de koeleenheden
op en geeft het af aan de lucht in de koeltoren. Deze systemen leveren de efficiëntste methode voor het koelen van water.
Ze zijn maar liefst 20% zuiniger dan luchtgekoelde koeleenheden.
2.7.20 De VLT-oplossing
Frequentieomvormers worden toegepast bij condensaatpompen, waardoor deze niet hoeven te worden gereguleerd via een
smoorklep of door de pompwaaier af te draaien.
Door een frequentieomvormer te gebruiken in plaats van een smoorklep wordt simpelweg de energie bespaard die door de
klep zou zijn opgenomen. Dit kan een besparing van 15-20% of meer opleveren. Het afdraaien van de pompwaaier is
onomkeerbaar, dus wanneer de omstandigheden wijzigen en een hogere stroming gewenst is, moet de waaier worden
vervangen.
Primaire pompen in een systeem met primaire/secundaire pompen kunnen worden gebruikt om een constante stroming te
handhaven in apparaten die bedienings- of regelproblemen hebben bij een variabele stroming. De primaire/secundaire
pomptechniek ontkoppelt de 'primaire' productiekringloop van de 'secundaire' distributiekringloop. Hierdoor kunnen
apparaten zoals koeleenheden een constante ontwerpflow aannemen en goed functioneren, terwijl de stroming in de rest
van het systeem kan variëren.
Wanneer de verdampingssnelheid in een koeleenheid afneemt, begint het gekoelde water overgekoeld te raken. Wanneer
dit gebeurt, probeert de koeleenheid zijn koelcapaciteit te verminderen. Als de stromingssnelheid ver genoeg of te snel
daalt, kan de koeleenheid zijn belasting niet voldoende afvoeren en schakelt de beveiliging voor een lage verdampingstemperatuur de koeleenheid uit, waardoor een handmatige reset nodig is. Deze situatie komt regelmatig voor in grote
installaties, met name wanneer twee of meer koeleenheden parallel zijn geïnstalleerd en er geen primaire/secundaire
pompen zijn.
22
2.7.22
Het energieverbruik van de primaire kringloop kan aanzienlijk zijn, afhankelijk van de omvang van het systeem en van de
primaire kringloop.
Een frequentieomvormer kan aan het primaire systeem worden toegevoegd in plaats van een smoorklep en/of het afdraaien
van de pompwaaiers, waardoor de bedrijfskosten lager worden. De volgende twee besturingsmethoden worden het vaakst
toegepast:
De eerste methode maakt gebruik van een stromingsmeter. Omdat de gewenste stroming bekend is en constant is, kan de
pomp rechtstreeks worden geregeld via een stromingsmeter bij de uitlaat van elke koeleenheid. Met behulp van de
ingebouwde PID-regelaar handhaaft de frequentieomvormer altijd de juiste stroming en compenseert hij zelfs de
veranderende weerstand in de primaire kringloopleiding bij het gefaseerd in- en uitschakelen van koeleenheden en
bijbehorende pompen.
De andere methode is gebaseerd op een lokale snelheidsbepaling. De bediener verlaagt de uitgangsfrequentie totdat de
ontwerpflow bereikt is.
Het gebruik van een frequentieomvormer om het pomptoerental te verlagen, lijkt op het afdraaien van de pompwaaier; het
vergt echter geen inspanning en het pomprendement blijft hoger. De inbedrijfsteller verlaagt het toerental van de pomp
totdat de juiste stroming bereikt is en zet dit toerental vast. De pomp zal bij elke inschakeling van de koeleenheid met dit
toerental werken. Omdat de primaire kringloop geen regelkleppen of andere mechanismen bevat waardoor de systeemkromme kan veranderen en de variatie als gevolg van het gefaseerd in- en uitschakelen van pompen en koeleenheden
doorgaans laag is, blijft dit vaste toerental geschikt. Mocht het later tijdens de levensduur van het systeem nodig zijn de
stroming te verhogen, dan hoeft de frequentieomvormer enkel het pomptoerental te verhogen en hoeft er geen nieuwe
pompwaaier te worden geïnstalleerd.
Secundaire pompen in een watergekoeld systeem met primaire/secundaire pompen kunnen worden gebruikt om het
gekoelde water over de belastingen van de primaire productiekringloop te verdelen. Het primaire/secundaire pompsysteem
wordt gebruikt om de kringloopleidingen hydraulisch van elkaar los te koppelen. In dit geval wordt de primaire pomp
gebruikt om een constante stroming in de koeleenheden te handhaven. Hierbij kan de stroming van de secundaire pompen
variëren, kan de controle toenemen en kan er energie worden bespaard.
Als het systeem met de primaire/secundaire pompen niet wordt gebruikt en er een variabel-volumesysteem wordt
ontworpen, kan de koeleenheid zijn belasting niet goed afvoeren wanneer de stroming ver genoeg is afgenomen of te snel
afneemt. De beveiliging voor een lage verdampingstemperatuur van de koeleenheid schakelt de koeleenheid in dat geval
uit, waarna een handmatige reset nodig is. Dit komt regelmatig voor in grote installaties, met name wanneer twee of meer
koeleenheden parallel zijn geïnstalleerd.
2.7.24 De VLT-oplossing
Hoewel het systeem met primaire/secundaire pompen en tweewegkleppen minder energie verbruikt en regelproblemen
verlicht, worden de werkelijke energiebesparingen en het regelpotentieel geleverd door toevoeging van frequentieomvormers.
Wanneer de sensoren op de juiste plaats zijn geïnstalleerd, kunnen de pompen dankzij de frequentieomvormers hun
toerental variëren en de systeemkromme volgen in plaats van de pompkromme.
Hierdoor wordt geen energie meer verspild en verdwijnt de meeste overdruk, waar tweewegkleppen wel eens last van
hebben.
Wanneer de bewaakte belastingen de gewenste waarde hebben bereikt, worden de tweewegkleppen gesloten. Hierdoor
neemt het drukverschil tussen de belasting en de tweewegklep toe. Wanneer dit drukverschil begint toe te nemen, wordt
de pomp afgeremd om de gewenste opvoerhoogte (ook wel bedrijfspunt genoemd) te handhaven. Dit bedrijfspunt wordt
berekend door de drukval van de belasting en die van de tweewegklep onder ontwerpomstandigheden bij elkaar op te
tellen.
22
Houd er rekening mee dat meerdere parallel werkende pompen hetzelfde toerental moeten hebben om te zorgen voor een
maximale energiebesparing, ofwel met afzonderlijke, eigen omvormers ofwel met één die meerdere pompen parallel
aandrijft.
De frequentieomvormer is een hoogwaardige eenheid voor veeleisende toepassingen. Hij kan werken op basis van diverse
motorbesturingsprincipes, waaronder speciale motormodus U/f en VVC
plus
en kan worden gebruikt in combinatie met
standaard asynchrone kooiankermotoren.
Het kortsluitgedrag op deze frequentieomvormer hangt af van de drie stroomtransductoren in de motorfasen.
Selecteer een regeling met of zonder terugkoppeling in 1-00 Configuratiemodus.
Regeling zonder terugkoppeling
2.8.2
Afbeelding 2.24 Regeling zonder terugkoppeling
Bij de getoonde configuratie in Afbeelding 2.24 is 1-00 Configuratiemodus ingesteld op [0] Geen terugk. De totale referentie
van het referentiebeheersysteem of de lokale referentie loopt via de aan-/uitloopbegrenzing en snelheidsbegrenzing
voordat deze naar de motorregeling wordt gestuurd.
Het vermogen vanaf de motorregeling wordt vervolgens begrensd door de maximumfrequentie.
Het EC+-concept van Danfoss biedt de mogelijkheid om
hoogefficiënte PM-motoren in standaard behuizingstypen
volgens IEC te besturen met Danfoss-frequentieomvormers.
De inbedrijfstellingsprocedure is vergelijkbaar met de
bestaande procedure voor asynchrone (inductie-) motoren
met gebruikmaking van het Danfoss PM-besturingsprincipe
plus
VVC
.
Voordelen voor de klant:
Onafhankelijk van de motortechnologie
•
(permanentmagneetmotor of inductiemotor)
Installatie en bediening net als bij de bekende
•
inductiemotoren
Merkonafhankelijke keuze ten aanzien van
•
systeemcomponenten (zoals motoren)
Het beste systeemrendement door het selecteren
•
van de beste componenten
Geschikt voor het aanpassen van bestaande
•
installaties
Vermogensbereik: 1,1-22 kW
•
Huidige beperkingen:
Op dit moment enkel ondersteuning tot 22 kW
•
Op dit moment beperkt tot PM-motor met niet-
•
uitspringende polen
Geen ondersteuning voor LC-filters in combinatie
•
met PM-motoren
Het algoritme voor overspanningsregeling wordt
•
niet ondersteund voor PM-motoren
Het algoritme voor kinetische backup wordt niet
•
ondersteund voor PM-motoren
Het AMA-algoritme wordt niet ondersteund voor
•
PM-motoren
Geen detectie van ontbrekende motorfase
2.8.4 Dimensionering van frequentieomvormer en PM-motor
De lage motorinductanties van PM-motoren kunnen stroomrimpels in de frequentieomvormer veroorzaken.
22
Om de juiste frequentieomvormer voor een bepaalde PM-motor te selecteren, moet u ervoor zorgen dat:
de frequentieomvormer het vereiste vermogen en de vereiste stroom kan leveren in alle bedrijfscondities;
•
de vermogensklasse van de frequentieomvormer gelijk is aan of hoger is dan de vermogensklasse van de motor;
•
de frequentieomvormer geschikt is om te werken met een constante belasting van 100%, met een adequate veilig-
•
heidsmarge.
De stroom (A) en het typische nominale vermogen (kW) van een PM-motor is te vinden in hoofdstuk 9.1 Netvoedingstabellen,
voor diverse spanningen.
Dimensioneringsvoorbeelden voor een nominaal vermogen.
Voorbeeld 1
Vermogen PM-motor: 1,5 kW/2,9 A
•
Net: 3 x 400 V
•
Frequentieom-
vormer
P1K11,11,53,03,32,73,0
P1K51,52,04,14,53,43,7
Tabel 2.10 Dimensioneringsgegevens voor frequentieomvormer van 1,1 en 1,5 kW
De nominale stroom van een PM-motor (2,9 A) komt overeen met de nominale stroom van zowel de 1,1 kW-frequentieomvormer (3 A bij 400 V) als de 1,5 kW-frequentieomvormer (4,1 A bij 400 V). Omdat het nominale vermogen van de motor
echter 1,5 kW bedraagt, is de 1,5 kW-frequentieomvormer de juiste keuze.
Tabel 2.12 Dimensioneringsgegevens voor frequentieomvormer van 4,0 en 5,5 kW
De nominale stroom van de PM-motor (12,5 A) komt overeen met de nominale stroom van de 5,5 kW-frequentieomvormer
(13 A bij 400 V), maar niet met de nominale stroom van de 4,0 kW-frequentieomvormer (10 A bij 400 V). Omdat het
nominale vermogen van de motor 5,5 kW bedraagt, is de 5,5 kW-frequentieomvormer de juiste keuze.
De frequentieomvormer kan handmatig worden bestuurd
via het lokale bedieningspaneel (LCP) of extern worden
bestuurd via de analoge/digitale ingangen of een seriële
bus.
Als het wordt toegestaan in 0-40 [Hand on]-toets op LCP,
0-41 [Off]-toets op LCP, 0-42 [Auto on]-toets op LCP en
0-43 [Reset]-toets op LCP, is het mogelijk om de frequentie-
omvormer te starten en te stoppen via de toetsen [Hand
On] en [Off] op het LCP. Alarmen kunnen worden gereset
via de [Reset]-toets. Wanneer u op [Hand On] drukt,
schakelt de frequentieomvormer over naar de handmodus
en wordt (standaard) de lokale referentie gevolgd die met
behulp van [▲] en [▼] is ingesteld.
Wanneer u op [Auto] drukt, schakelt de frequentieomvormer over naar de automodus en wordt (standaard) de
externe referentie gevolgd. In deze modus is het mogelijk
om de frequentieomvormer te besturen via de digitale
ingangen en de verschillende seriële interfaces (RS-485,
USB of een optionele veldbus). Zie parametergroep 5-1*Digitale ingangen of parametergroep 8-5* Digitaal/Bus voor
meer informatie over starten, stoppen, aan-/uitloop
wijzigen, parametersetups enz.
Afbeelding 2.25 Bedieningstoetsen
Hand Off
Auto
LCP-toetsen
HandGekoppeld Hand/
Hand ⇒ Off
AutoGekoppeld Hand/
Auto ⇒ Off
Alle toetsenLokaalLokaal
Alle toetsenExternExtern
3-13 Referentieplaats
Auto
Gekoppeld Hand/
Auto
Auto
Gekoppeld Hand/
Auto
Actieve referentie
Lokaal
Lokaal
Extern
Extern
Tabel 2.14 ziet u onder welke condities de lokale dan
In
wel de externe referentie actief is. Een van beide is altijd
actief, maar ze kunnen niet allebei tegelijk actief zijn.
De lokale referentie forceert de configuratiemodus naar
een regeling zonder terugkoppeling, ongeacht de instelling
van 1-00 Configuratiemodus.
Bij het uitschakelen wordt de lokale referentie hersteld.
2.8.6 Regelstructuur met terugkoppeling
De interne regelaar stelt de frequentieomvormer in staat
om een integraal onderdeel te vormen van het te besturen
systeem. De frequentieomvormer ontvangt een terugkoppelingssignaal van een sensor in het systeem. De
frequentieomvormer vergelijkt de terugkoppeling met een
referentiewaarde van een setpoint en bepaalt of en in
hoeverre deze twee signalen van elkaar verschillen.
Vervolgens wordt het motortoerental aangepast om dit
verschil op te heffen.
Denk bijvoorbeeld aan een pomptoepassing waarbij het
toerental van de pomp moet worden geregeld zodat de
statische druk in een leiding constant blijft. De gewenste
statische drukwaarde wordt aan de frequentieomvormer
doorgegeven als de setpointreferentie. Een statischedruksensor meet de actuele statische druk in de leiding en
geeft deze in de vorm van een terugkoppelingssignaal
terug aan de frequentieomvormer. Als het terugkoppelingssignaal hoger is dan de setpointreferentie, vertraagt
de frequentieomvormer om de druk te verlagen.
Omgekeerd geldt dat wanneer de leidingdruk lager is dan
de setpointreferentie, de frequentieomvormer automatisch
versnelt om de door de pomp geleverde druk te verhogen.
22
Tabel 2.14 Condities voor lokale of externe referentie
Afbeelding 2.26 Blokschema van de terugkoppelingsregelaar
Hoewel de standaardwaarden voor de terugkoppelingsregelaar van de frequentieomvormer in veel gevallen aanvaardbare
prestaties zal opleveren, kan de regeling van het systeem vaak worden geoptimaliseerd door een aantal parameters van de
terugkoppelingsregelaar aan te passen. Het is ook mogelijk om de PI-constanten automatisch te laten afstellen.
Gebruik van terugkoppelingen
2.8.7
Afbeelding 2.27 Blokschema voor digitale signaalverwerking
Het gebruik van terugkoppelingen kan worden geconfigureerd voor toepassingen waarbij een geavanceerde regeling nodig
is, bijvoorbeeld met meerder setpoints en meerdere terugkoppelingen. De volgende drie typen regeling komen het vaakst
voor.
Eén zone, één setpoint is een basisconfiguratie. Setpoint 1
wordt opgeteld bij een andere referentie (indien aanwezig;
zie Gebruik van referenties) en het terugkoppelingssignaal
wordt geselecteerd via 20-20 Terugkopp.functie.
Multi-zone, één setpoint
Multi-zone, één setpoint maakt gebruik van twee of drie
terugkoppelingssensoren maar slechts één setpoint. De
terugkoppelingen kunnen worden opgeteld, afgetrokken
(alleen terugkoppeling 1 en 2) of worden gemiddeld.
Bovendien kan de maximum- of minimumwaarde worden
gebruikt. Setpoint 1 wordt uitsluitend in deze configuratie
gebruikt.
Als [5] Multi-setpoint min geselecteerd is, wordt het
toerental van de frequentieomvormer geregeld door het
setpoint/terugkoppelingspaar met het grootste verschil. [6]Multi-setpoint max probeert om alle zones op of onder de
bijbehorende setpoints te houden, terwijl [5] Multi-setpointmin probeert om alle zones op of boven de bijbehorende
setpoints te houden.
Voorbeeld
Een toepassing met twee zones en twee setpoints. Het
setpoint van zone 1 is 15 bar en de terugkoppeling is 5,5
bar. Het setpoint van zone 2 is 4,4 bar en de terugkoppeling is 4,6 bar. Als [6] Multi-setpoint max geselecteerd is,
worden het setpoint en de terugkoppeling van zone 2
naar de PID-regelaar gestuurd, aangezien deze het kleinste
verschil laat zien (terugkoppeling is hoger dan het
setpoint, wat resulteert in een negatief verschil). Als [5]Multi-setpoint min geselecteerd is, worden het setpoint en
de terugkoppeling van zone 1 naar de PID-regelaar
gestuurd, aangezien deze het grootste verschil laten zien
(de terugkoppeling is lager dan het setpoint, wat resulteert
in een positief verschil).
Terugkoppelingsconversie
2.8.8
In sommige toepassingen kan het nuttig zijn om het
terugkoppelingssignaal te converteren. Een voorbeeld
hiervan is het gebruik van een druksignaal om een
terugkoppeling van de stroming te leveren. Aangezien de
vierkantswortel van druk evenredig is aan stroming, levert
de vierkantswortel van het druksignaal een waarde op die
evenredig is aan de stroming. Dit is te zien in
Afbeelding 2.28.
quentie-ingangen, digitale
potentiometeringangen en busreferenties voor
seriële communicatie);
de ingestelde relatieve referentie;
•
setpoint op basis van terugkoppeling.
•
In de frequentieomvormer kunnen maximaal 8 vooraf
ingestelde referenties worden geprogrammeerd. De
actieve, vooraf ingestelde referentie kan worden
geselecteerd via digitale ingangen of de seriële-communicatiebus. De referentie kan ook extern worden gegeven,
meestal via een analoge ingang. Deze externe bron wordt
geselecteerd door middel van een van de drie referentiebronparameters (3-15 Referentiebron 1, 3-16 Referentiebron 2
en 3-17 Referentiebron 3). Digipot is een digitale potentiometer. Dit wordt ook wel een Versnellings-/
vertragingsregeling of een Regeling met drijvende komma
genoemd. Om dit op te zetten, wordt één digitale ingang
geprogrammeerd voor het verhogen van de referentie
terwijl een andere digitale ingang wordt geprogrammeerd
om de referentie te verlagen. Een derde digitale ingang
kan worden gebruikt om de Digipotreferentie te resetten.
Alle referentiebronnen en de busreferentie worden bij
elkaar opgeteld om de totale externe referentie te bepalen.
De externe referentie, de vooraf ingestelde referentie of de
som van beide kan worden geselecteerd als de actieve
referentie. Tot slot kan deze referentie worden geschaald
door middel van 3-14 Ingestelde relatieve ref..
2.8.10
Voorbeeld van PID-regeling met
terugkoppeling
Afbeelding 2.30 Terugkoppelingsregeling voor een ventilatiesysteem
In een ventilatiesysteem moet de temperatuur op een
constante waarde worden gehouden. De gewenste
temperatuur wordt met behulp van een potentiometer van
0-10 V ingesteld tussen -5 en +35 °C. Omdat het hier om
een koeltoepassing gaat, moet de snelheid van de
ventilator worden verhoogd als de temperatuur boven de
setpointwaarde komt, om te zorgen voor een koelere
luchtstroom. De temperatuursensor heeft een werkbereik
van -10 tot +40 °C en maakt gebruik van een 2-draads
transmitter om een signaal van 4-20 mA te leveren. Het
bereik van de uitgangsfrequentie van de frequentieomvormer is 10 tot 50 Hz.
22
De geschaalde referentie wordt als volgt berekend:
Referentie
= X + X ×
waarbij X de externe referentie, de vooraf ingestelde
referentie of de som van deze twee is, en Y 3-14 Ingestelderelatieve ref. in [%] is.
Als Y, 3-14 Ingestelde relatieve ref., is ingesteld op 0%,
wordt de referentie beïnvloed door de schaling.
Y
100
1.Start/stop via een schakelaar die is aangesloten
tussen de klemmen 12 (+24 V) en 18.
2.Temperatuurreferentie via een potentiometer (-5
tot +35 °C, 0-10 V) die is aangesloten op klem 50
(+10 V), 53 (ingang) en 55 (gemeenschappelijk).
3.Temperatuurterugkoppeling via transmitter
(-10-40 °C, 4-20 mA) aangesloten op klem 54.
Schakelaar S202 achter het LCP ingesteld op AAN
(stroomingang).
Afbeelding 2.31 Voorbeeld van PID-regeling met terugkoppeling
2.8.11
LET OP
In dit voorbeeld gaan we uit van het gebruik van een
inductiemotor, d.w.z. dat 1-10 Motorconstructie = [0]Asynchroon.
FunctieParameter Instelling
1) Zorg ervoor dat de motor goed draait. Volg onderstaande
stappen:
Stel de motorparameters
in aan de hand van de
gegevens van het
motortypeplaatje.
Voer een Automatische
aanpassing motorgegevens uit.
2) Controleer of de motor in de juiste richting draait.
Voer de functie Controle
draair. motor uit.
Volgorde van programmeren
1-2*Volgens de gegevens
1-29
1-28Als de motor in de
Design Guide
op het motortypeplaatje
[1] Volledige AMA insch.;
voer vervolgens de
AMA-functie uit.
verkeerde richting
draait, moet u de
spanning tijdelijk
afschakelen en twee
van de motorfasen
verwisselen.
FunctieParameter Instelling
3) Zorg ervoor dat de begrenzingen van de frequentieomvormer
zijn ingesteld op veilige waarden.
Controleer of de instellingen voor aan-/uitlopen
binnen de mogelijkheden
van de frequentieomvormer en de toegestane
bedieningsspecificaties
voor de toepassing vallen.
Voorkom (zo nodig) dat
de motor in omgekeerde
richting kan draaien.
Stel aanvaardbare begrenzingen voor het
motortoerental in.
Schakel over van een
regeling zonder terugkoppeling naar een regeling
met terugkoppeling.
4) Configureer de terugkoppeling naar de PID-regelaar.
Selecteer de relevante
eenheid voor referentie/
terugkoppeling.
5) Configureer de setpointreferentie voor de PID-regelaar.
Stel aanvaardbare begrenzingen voor de
setpointreferentie in.
Selecteer stroom of spanning met behulp van schakelaar S201/
S202.
6) Schaal de analoge ingangen die worden gebruikt voor
setpointreferentie en terugkoppeling.
Schaal analoge ingang 53
voor het drukbereik van
de potentiometers (0-10
bar, 0-10 V).
Schaal analoge ingang 54
voor de druksensor (0-10
bar, 4-20 mA).
7) Stel de parameters voor de PID-regelaar nauwkeuriger in.
Pas de instellingen voor
de PID-regelaar aan,
indien nodig.
8) Sla de gegevens tot slot op.
Sla voor de zekerheid de
parameterinstellingen op
in het LCP.
Tabel 2.15 Volgorde van programmeren
3-41
3-42
4-10
4-12
4-14
4-19
1-00
20-12
20-13
20-14
6-10
6-11
6-14
6-15
6-22
6-23
6-24
6-25
20-93
20-94
0-50
60 s
60 s
Afhankelijk van de
motor/belasting!
Ook actief in
handmodus.
[0] Rechtsom
10 Hz, Motorsnelh. lage
begr.
50 Hz, Motorsnelh. hoge
begr.
50 Hz, Max.
uitgangsfreq.
[3] Met terugk.
[71] Bar
0 bar
10 bar
0 V
10 V (standaard)
0 bar
10 bar
4 mA
20 mA (standaard)
0 bar
10 bar
Zie De terugkoppelings-
regelaar van de
frequentieomvormer
instellen hieronder.
2.8.12 De terugkoppelingsregelaar van de
frequentieomvormer instellen
Nadat de terugkoppelingsregelaar van de frequentieomvormer is ingesteld, moeten de prestaties van de regelaar
worden getest. In veel gevallen zullen de prestaties op
basis van de standaardwaarden voor 20-93 PID prop.versterking en 20-94 PID integratietijd acceptabel zijn. In
sommige gevallen kan het echter nuttig zijn om deze
parameterwaarden te optimaliseren om te komen tot een
snellere systeemreactie, maar toch doorschot van het
toerental onder controle te houden.
2.8.13
Handmatige aanpassing PID
1.Start de motor.
2.
Stel 20-93 PID prop. versterking in op 0,3 en
verhoog deze waarde totdat het terugkoppelingssignaal begint te oscilleren. Start en stop de
frequentieomvormer zo nodig of wijzig de
setpointreferentie stapsgewijs om zo mogelijk
oscillatie te veroorzaken. Verlaag vervolgens de
PID proportionele versterking totdat het
terugkoppelingssignaal stabiliseert. Verlaag de
proportionele versterking vervolgens met 40-60%.
3.
Stel 20-94 PID integratietijd in op 20 s en verlaag
de waarde totdat het terugkoppelingssignaal
begint te oscilleren. Start en stop de frequentieomvormer zo nodig of wijzig de
setpointreferentie stapsgewijs om zo mogelijk
oscillatie te veroorzaken. Verhoog de PID integratietijd vervolgens totdat het
terugkoppelingssignaal stabiliseert. Verhoog de
integratietijd vervolgens met 15-50%.
4.
20-95 PID differentiatietijd mag enkel worden
gebruikt voor zeer snel reagerende systemen. De
meest gebruikte waarde is 25% van 20-94 PIDintegratietijd. De differentiërende functie mag
alleen worden gebruikt wanneer de instelling van
de proportionele versterking en de integratietijd
volledig is geoptimaliseerd. Zorg ervoor dat
oscillaties op het terugkoppelingssignaal
voldoende worden gedempt door het laagdoorlaatfilter voor het terugkoppelingssignaal (par.
6-16, 6-26, 5-54 of 5-59, voor zover relevant).
Elektrische verstoringen bij frequenties binnen een bereik van 150 kHz tot 30 MHz zijn normaal gesproken geleid. Via de
22
lucht verspreide interferentie van het frequentieomvormersysteem binnen een bereik van 30 MHz tot 1 GHz wordt
gegenereerd door de omvormer, de motorkabel en de motor.
Zoals in Afbeelding 2.32 te zien is, genereren capacitieve stromen in de motorkabel samen met een hoge dU/dt van de
motorspanning lekstromen.
Het gebruik van een afgeschermde motorkabel verhoogt de lekstroom (zie Afbeelding 2.32), omdat afgeschermde kabels een
hogere capaciteit naar de aarde hebben dan niet-afgeschermde kabels. Als de lekstroom niet wordt gefilterd, zal deze meer
interferentie in het net veroorzaken in het frequentiebereik lager dan ongeveer 5 MHz. Omdat de lekstroom (I1) via de
afscherming (I3) naar de eenheid wordt teruggevoerd, zal de afgeschermde motorkabel in principe slechts een klein elektromagnetisch veld (I4) opwekken, zoals te zien is in Afbeelding 2.32.
De afscherming vermindert de interferentie door straling, maar verhoogt de laagfrequentinterferentie op het net. Sluit de
afscherming van de motorkabel aan op zowel de behuizing van de frequentieomvormer als de motorbehuizing. De beste
manier om dit te doen, is door ingebouwde afschermingsklemmen te gebruiken om gedraaide uiteinden (pigtails) te
vermijden. Pigtails verhogen de impedantie van de afscherming bij hogere frequenties, waardoor het effect van de
afscherming afneemt en de lekstroom (I4) toeneemt.
Als voor relais, stuurkabel, signaalinterface en rem een afgeschermde kabel wordt gebruikt, monteert u de afscherming aan
beide uiteinden op de behuizing. In enkele situaties zal het echter noodzakelijk zijn de afscherming te onderbreken om
stroomlussen te vermijden.
Afbeelding 2.32 Situatie die lekstromen veroorzaakt
Wanneer de afscherming op een montageplaat voor de frequentieomvormer moet worden geplaatst, moet deze
montageplaat van metaal zijn, om de afschermstromen naar de eenheid terug te leiden. Zorg ook voor een goed elektrisch
contact van de montageplaat, via de montagebouten, naar het chassis van de frequentieomvormer.
Bij gebruik van niet-afgeschermde kabels wordt niet voldaan aan bepaalde emissievereisten, hoewel er wel aan de meeste
immuniteitsvereisten wordt voldaan.
Om het interferentieniveau van het totale systeem (eenheid + installatie) zo veel mogelijk te beperken, moet de bekabeling
van de motor- en remweerstand zo kort mogelijk zijn. Voorkom dat signaalgevoelige kabels naast motor- en remweerstandskabels worden geplaatst. Radiostoring van meer dan 50 MHz (via de lucht) wordt met name gegenereerd door de
besturingselektronica. Zie voor meer informatie over EMC.
Volgens de EMC-productnorm voor frequentieomvormers met regelbaar toerental, EN-IEC 61800-3:2004, hangen de EMCeisen af van het beoogde gebruik van de frequentieomvormer. In de EMC-productnorm zijn vier categorieën gedefinieerd.
De definities voor de vier categorieën en de vereisten ten aanzien van emissies via geleiding (via het net) zijn te vinden in
Tabel 2.17.
22
CategorieDefinitie
C1Frequentieomvormers geïnstalleerd in de eerste omgeving (woonhuizen en
kantoren) met een voedingsspanning van minder dan 1000 V.
C2Frequentieomvormers geïnstalleerd in de eerste omgeving (woonhuizen en
kantoren) met een voedingsspanning van minder dan 1000 V die niet
ingeplugd of verplaatst kunnen worden en die bedoeld zijn om geïnstalleerd
en in bedrijf gesteld te worden door een vakman.
C3Frequentieomvormers geïnstalleerd in de tweede omgeving (industrieel) met
een voedingsspanning van minder dan 1000 V.
C4Frequentieomvormers geïnstalleerd in de tweede omgeving met een
voedingsspanning van 1000 V of hoger of een nominale stroom van 400 A of
hoger of bedoeld voor gebruik in complexe systemen.
Tabel 2.17 Emissie-eisen
Eisen t.a.v. emissie via geleiding
volgens de limieten in EN 55011
Klasse B
Klasse A groep 1
Klasse A groep 2
Geen emissielimiet.
Er moet een EMC-plan worden
opgesteld.
Bij toepassing van de algemene emissienormen (m.b.t. geleide emissies) moeten de frequentieomvormers voldoen aan de
volgende limieten.
OmgevingAlgemene norm
Eerste omgeving
(woonhuizen en kantoren)
Tweede omgeving
(industriële omgeving)
EN-IEC 61000-6-3 Emissienormen voor huishoudelijke,
handels- en licht-industriële omgevingen.
EN-IEC 61000-6-4 Emissienorm voor industriële omgevingen. Klasse A groep 1
Eisen t.a.v. emissie via geleiding
volgens de limieten in EN 55011
De volgende testresultaten zijn verkregen bij gebruik van een systeem met een frequentieomvormer, een afgeschermde
22
stuurkabel, een besturingskast met potentiometer en een afgeschermde motorkabel, bij de nominale schakelfrequentie. In
Tabel 2.19 worden de maximale motorkabellengtes voor conformiteit vermeld.
RFI-filtertypeEmissie via geleidingEmissie via straling
Kabellengte [m]Kabellengte [m]
Normen en
voorschriften
H1
FC 1021,1-45 kW 200-240 V50150150NeeJaJa
H2
FC 1021,1-3,7 kW 200-240 V NeeNee5NeeNeeNee
1,1-7,5 kW 380-500 VNeeNee5NeeNeeNee
H3
FC 1021,1-45 kW 200-240 V105075NeeJaJa
1,1-90 kW 380-480 V105075NeeJaJa
H4
FC 102
3)
Hx
FC 1021,1-90 kW 525-600 VNeeNeeNeeNeeNeeNee
EN 55011Klasse B
Woonhuizen,
kantoren en
lichte
industrie
EN-IEC 61800-3Categorie C1
Eerste
omgeving –
woonhuizen
en kantoren
1,1-90 kW 380-480 V50150150NeeJaJa
5,5-45 kW 200-240 VNeeNee25NeeNeeNee
4)
11-90 kW 380-500 V
11-22 kW 525-690 V
30-90 kW 525-690 V
11-30 kW 525-690 V
37-90 kW 525-690 V
NeeNee25NeeNeeNee
1,4)
NeeNee25NeeNeeNee
2,4)
NeeNee25NeeNeeNee
1)
Nee100100NeeJaJa
2)
Nee150150NeeJaJa
Klasse A
groep 1
Industriële
omgeving
Categorie C2
Eerste
omgeving –
woonhuizen
en kantoren
Klasse A
groep 2
Industriële
omgeving
Categorie C3
Tweede
omgeving –
industriële
omgeving
Klasse B
Woonhuizen,
kantoren en
lichte
industrie
Categorie
C1
Eerste
omgeving –
woonhuizen
en kantoren
Klasse A
groep 1
Industriële
omgeving
Categorie C2
Eerste
omgeving –
woonhuizen
en kantoren
Klasse A
groep 2
Industriële
omgeving
Categorie C3
Tweede
omgeving –
industriële
omgeving
Tabel 2.19 EMC-testresultaten (emissie)
1) Behuizingstype B
2) Behuizingstype C
3) Hx-versies kunnen worden gebruikt overeenkomstig EN-IEC 61800-3 categorie C4
4) T7, 37-90 kW voldoet aan klasse A groep 1 met 25 m motorkabel. Er gelden bepaalde restricties voor de installatie (neem contact op met
Danfoss voor meer informatie)
HX, H1, H2, H3, H4 of H5 wordt gedefinieerd voor EMC-filters op pos. 16-17 in de typecode
HX – geen geïntegreerd EMC-filter in de frequentieomvormer (alleen 600 V-eenheden)
H1 – geïntegreerd EMC-filter; voldoet aan EN 55011 klasse A1/B en EN-IEC 61800-3 categorie 1/2
H2 – geen aanvullend EMC-filter; voldoet aan EN 55011 klasse A2 en EN-IEC 61800-3 categorie 3
H3 – geïntegreerd EMC-filter; voldoet aan EN 55011 klasse A1/B en EN-IEC 61800-3 categorie 1/2
H4 – geïntegreerd EMC-filter; voldoet aan EN 55011 klasse A1 en EN-IEC 61800-3 categorie 2
H5 – maritieme versies. Voldoen aan dezelfde emissieniveaus als H2-versies
2.9.3 Algemene aspecten betreffende de
emissie van harmonischen
Een frequentieomvormer absorbeert een niet-sinusvormige
stroom, wat de ingangsstroom I
sinusvormige stroom wordt door middel van een Fourieranalyse getransformeerd en opgesplitst in sinusgolfstromen met verschillende frequenties, d.w.z.
verschillende harmonische stromen In met 50 Hz als
basisfrequentie:
Hz50250350
Tabel 2.20 Harmonische stromen
De harmonische stromen dragen niet rechtstreeks bij aan
de vermogensopname, maar verhogen de warmteverliezen
in de installatie (transformator, kabels). Houd de
harmonische stromen bij installaties met een hoog
percentage gelijkrichterbelasting daarom op een laag peil
om overbelasting van de transformator en een hoge
temperatuur in de kabels te vermijden.
zal verhogen. Een niet-
RMS
I
1
I
5
I
7
2.9.4
Emissie-eisen m.b.t. harmonischen
Apparatuur die is aangesloten op het openbare net
OptiesDefinitie
1EN-IEC 61000-3-2 klasse A voor gebalanceerde
driefaseapparatuur (voor professionele apparatuur
met een totaalvermogen van maximaal 1 kW).
2EN-IEC 61000-3-12 Apparatuur met een ingangs-
stroom van 16-75 A per fase en professionele
apparatuur vanaf 1 kW met een ingangsstroom tot
16 A per fase.
Tabel 2.21 Aangesloten apparatuur
Testresultaten harmonischen (emissie)
2.9.5
Vermogensklassen tot PK75 in T2 en T4 voldoen aan IECEN 61000-3-2 klasse A. Vermogensklassen vanaf P1K1 en
tot P18K in T2 en tot P90K in T4 voldoen aan EN-IEC
61000-3-12, tabel 4. De vermogensklassen P110-P450 in T4
voldoen ook aan EN-IEC 61000-3-12, hoewel dit niet vereist
is omdat de stromen groter zijn dan 75 A.
22
Afbeelding 2.33 Harmonische stromen
LET OP
Sommige harmonische stromen kunnen storingen
veroorzaken in communicatieapparatuur die op dezelfde
transformator is aangesloten, of resonantie veroorzaken
bij gebruik van condensatorbatterijen voor compensatie
van de arbeidsfactor.
Om te zorgen voor lage harmonische stromen is de
frequentieomvormer standaard voorzien van tussenkringspoelen. Gewoonlijk reduceert dit de ingangsstroom I
met 40%.
De spanningsvervorming op de netvoeding hangt af van
de grootte van de harmonische stromen vermenigvuldigd
met de interne netimpedantie voor de betreffende
frequentie. De totale spanningsvervorming THD wordt op
basis van de individuele harmonische spanningen
berekend met behulp van de volgende formule:
2
2
THD
% =
U
+
5
U
+ ... +
7
2
U
N
(UN% van U)
RMS
Actueel
(typisch)
Individuele harmonische stroom In/I1 (%)
I
5
I
7
I
11
4020108
I
13
Limiet
voor
R
≥ 120
sce
Actueel
(typisch)
40251510
Harmonische vervorming (%)
THDPWHD
4645
Limiet
voor
R
sce
≥ 120
4846
Tabel 2.22 Testresultaten harmonischen (emissie)
Als het kortsluitvermogen van de voeding Ssc groter is dan
of gelijk is aan:
S
= 3 ×
R
×
U
×
I
SC
SCE
mains
= 3 × 120 × 400 ×
equ
I
equ
op het interfacepunt tussen de voeding van de gebruiker
en het openbare net (R
sce
).
Het is de verantwoordelijkheid van de installateur of de
gebruiker van de apparatuur om ervoor te zorgen dat de
apparatuur uitsluitend wordt aangesloten op een voeding
met een kortsluitvermogen Ssc dat groter is dan of gelijk is
aan bovenstaande waarde. Vraag de netwerkbeheerder zo
nodig om advies.
Andere vermogensklassen kunnen in overleg met de
netbeheerder worden aangesloten op het openbare net.
Conformiteit met diverse richtlijnen op systeemniveau:
De vermelde gegevens over harmonische stromen in Tabel 2.22 zijn in overeenstemming met EN-IEC 61000-3-12 met
betrekking tot de productnorm voor aandrijfsystemen. De gegevens kunnen worden gebruikt voor het berekenen van de
22
invloed van harmonische stromen op het voedingssysteem en voor de documentatie met betrekking tot de naleving van de
relevante regionale richtlijnen: IEEE 519-1992; G5/4.
2.9.6 Immuniteitseisen
De immuniteitseisen voor frequentieomvormers hangen af van de omgeving waarin zij geïnstalleerd zijn. De eisen voor
industriële omgevingen zijn zwaarder dan de eisen voor woon- en kantooromgevingen. Alle Danfoss-frequentieomvormers
voldoen aan de eisen voor industriële omgevingen en voldoen hiermee automatisch aan de lagere eisen voor woon- en
kantooromgevingen, met een hoge veiligheidsmarge.
Om de immuniteit voor elektrische interferentie van andere gekoppelde elektrische apparatuur te documenteren, zijn de
volgende immuniteitstests uitgevoerd overeenkomstig de volgende basisnormen:
EN 61000-4-2 (IEC 61000-4-2): Elektrostatische ontladingen (ESD). Simulatie van de invloed van elektrostatisch
•
geladen mensen.
EN 61000-4-3 (IEC 61000-4-3): Uitgestraalde, radiofrequente, elektromagnetische velden – Immuniteitsproef
•
EN 61000-4-4 (IEC 61000-4-4): Snelle elektrische transiënten. Simulatie van interferentie veroorzaakt door het
•
schakelen van een schakelaar, relais en dergelijke.
EN 61000-4-5 (IEC 61000-4-5): Stootspanningen. Simulatie van de transiënten veroorzaakt door bijvoorbeeld
•
blikseminslag in de buurt van de installatie.
EN 61000-4-6 (IEC 61000-4-6): RF common mode. Simulatie van het effect van radiozendapparatuur die
•
verbonden is via aansluitkabels.
Zie Tabel 2.23.
BasisnormPiek
IEC 61000-4-4
AanvaardingscriteriumBBBAA
Spanningsbereik: 200-240 V, 380-500 V, 525-600 V, 525-690 V
Lijn
Motor
Rem4 kV CM
Loadsharing4 kV CM
Stuurdraden
Standaardbus2 kV CM
Relaisdraden2 kV CM
Toepassings- en
veldbusopties
LCP-kabel
Externe 24 V DC
Behuizing
Tabel 2.23 EMC-immuniteitsschema
1) Injectie op kabelafscherming
AD: luchtontlading
CD: contactontlading
CM: common mode
DM: differentiële modus
PELV biedt bescherming door middel van een extra lage
spanning. Bescherming tegen elektrische schokken is
gegarandeerd wanneer de voeding van het PELV-type is en
de installatie is uitgevoerd volgens de lokale/nationale
voorschriften met betrekking tot PELV-voedingen.
Alle stuurklemmen en relaisklemmen 01-03/04-06 voldoen
aan de PELV-eisen (PELV = Protective Extra Low Voltage),
met uitzondering van geaarde driehoekschakelingen (één
zijde geaard) boven 400 V.
22
Afbeelding 2.34 Galvanische scheiding
(Gegarandeerde) galvanische scheiding wordt verkregen
door te voldoen aan de eisen betreffende hogere isolatie
en door de relevante kruip-/spelingafstanden in acht te
nemen. Deze vereisten worden beschreven in de norm
NEN-EN-IEC 61800-5-1.
De componenten die de elektrische scheiding vormen,
zoals hieronder beschreven, voldoen ook aan de eisen voor
hogere isolatie en de relevante test zoals beschreven in
NEN-EN-IEC 61800-5-1.
De galvanische PELV-scheiding kan op zes plaatsen worden
getoond (zie Afbeelding 2.34).
Om aan de PELV-eisen te voldoen, moet elke afzonderlijke
aansluiting op de stuurklemmen aan PELV voldoen. De
thermistor moet bijvoorbeeld versterkt/dubbel geïsoleerd
zijn.
1.Netvoeding (SMPS) incl. scheiding van het Udcsignaal, dat de tussenkringspanning aangeeft.
2.Poortschakeling die de IGBT's aanstuurt (triggertransformatoren/optische koppelingen).
3.Stroomtransductoren.
4.Optische koppeling, remmodule.
5.Interne aanloopstroom-, RFI- en temperatuurmeetcircuits.
6.Eigen relais.
7.Mechanische rem.
De functionele galvanische scheiding (a en b in de
afbeelding) geldt voor de 24 V-backupoptie en voor de
RS-485-standaardbusinterface.
WAARSCHUWING
Installatie op grote hoogte:
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
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 loadsharing (koppeling van de DC-tussenkring) en
de motoraansluiting voor kinetische backup zijn
afgeschakeld.
Wacht minimaal de tijd die is aangegeven in Tabel 2.19,
voordat u elektrische onderdelen aanraakt.
Een kortere tijd is alleen toegestaan als dit op het
typeplaatje van de betreffende frequentieomvormer
wordt aangegeven.
EN-IEC 61800-5-1 (productnorm voor regelbare elektrische
aandrijfsystemen) vereist speciale voorzorgsmaatregelen
Volg de nationale en lokale voorschriften ten aanzien van
22
de aarding van apparatuur met een lekstroom > 3,5 mA
op.
wanneer de lekstroom meer bedraagt dan 3,5 mA. De
aarding moet op een van de volgende manieren worden
versterkt:
Frequentieomvormertechnologie impliceert hoogfrequent
schakelen bij hoog vermogen. Dit genereert een lekstroom
in de aardverbinding. Een foutstroom in de frequentieomvormer aan de uitgangsklemmen kan een DC-component
bevatten waardoor de filtercondensatoren kunnen worden
geladen en een kortstondige aardstroom kan worden
Zie EN-IEC 61800-5-1 en EN 50178 voor meer informatie.
Aarddraad (klem 95) van minimaal 10 mm²
•
Twee afzonderlijke aarddraden die beide voldoen
•
aan de regels ten aanzien van maatvoering
veroorzaakt.
De aardlekstroom bestaat uit meerdere componenten en
hangt af van diverse systeemconfiguraties, waaronder RFIfiltering, afgeschermde motorkabels en het vermogen van
de frequentieomvormer.
Gebruik van RCD's
Bij gebruik van reststroomapparaten (RCD's), ook wel
bekend als aardlekschakelaars (ELCB's), moet aan de
volgende voorwaarden worden voldaan:
Gebruik uitsluitend RCD's van het B-type die
•
geschikt zijn voor het detecteren van AC- en DCstromen.
Gebruik RCD's met een inschakelvertraging om
•
fouten door kortstondige aardstromen te
voorkomen.
Dimensioneer RCD's op basis van de systeemcon-
•
Afbeelding 2.35 Invloed van kabellengte en vermogensklasse
op de lekstroom Pa > Pb
figuraties en omgevingsaspecten.
Afbeelding 2.36 Lijnvervorming is van invloed op de
lekstroom
LET OP
Bij gebruik van een filter moet 14-50 RFI-filter tijdens het
laden van het filter zijn uitgeschakeld, om te voorkomen
dat de RCD-schakelaar wordt geactiveerd vanwege een
hoge lekstroom.
Afbeelding 2.37 Belangrijkste factoren die bijdragen aan
lekstroom
Afbeelding 2.38 De invloed van de uitschakelfrequentie van
de RCD op de wijze waarop wordt gereageerd/wat er wordt
gemeten
Bij bepaalde toepassingen, zoals ventilatiesystemen in
tunnels of ondergrondse metrostations, is het wenselijk om
de motor sneller te laten stoppen dan mogelijk is via
uitlopen of vrijlopen. In dergelijke toepassingen kan
gebruik worden gemaakt van dynamisch remmen met
behulp van een remweerstand. Het gebruik van een
remweerstand zorgt ervoor dat de energie wordt
geabsorbeerd in de weerstand en niet in de frequentieomvormer.
®
Voor de VLT
HVAC Drive biedt Danfoss remweerstanden
aan met een belastingscyclus van 5%, 10% en 40%. Bij een
belastingscyclus van 10% zijn de remweerstanden in staat
om het remvermogen gedurende 10% van de cyclustijd te
absorberen terwijl de overige 90% wordt gebruikt om de
warmte van de weerstand af te voeren.
Neem contact op met Danfoss voor verdere advisering
aangaande productkeuze.
2.12.2 Berekening remweerstand
De remweerstand wordt als volgt berekend:
22
Als de hoeveelheid kinetische energie die tijdens elke
remperiode wordt overgebracht naar de weerstand niet
bekend is, kan het gemiddelde vermogen worden
berekend op basis van de cyclustijd en de remtijd, ook wel
intermitterende belastingscyclus genoemd. De weerstand
voor een intermitterende belastingscyclus is een indicatie
van de belastingscyclus waarbij de weerstand actief is.
Afbeelding 2.39 toont een typische remcyclus.
De intermitterende belastingscyclus voor de weerstand
wordt als volgt berekend:
Belastingscyclus = tb/T
T is de cyclustijd in seconden
tb is de remtijd in seconden (als onderdeel van de totale
cyclustijd)
2
U
Ω =
= P
P
peak
motor
dc
x Mbr x η
motor
x η[W]
R
br
waarbij
P
peak
Tabel 2.24 Berekening remweerstand
De remweerstand is dus afhankelijk van de tussenkringspanning (UDC).
De remfunctie van de frequentieomvormer wordt
toegepast in 3 gebieden van de netspanning:
Grootte [V]Rem actief
[V]
3 x 200-240390 (UDC)405410
3 x 380-480778810820
3 x 525-600943965975
3 x 525-690108411091130
Tabel 2.25 Remfunctie toegepast in drie gebieden van de
netspanning
Waarschuwing
vóór uitschakeling [V]
Uitschakeling
(trip) [V]
LET OP
Controleer of de remweerstand geschikt is voor een
spanning van 410 V, 820 V of 975 V – tenzij remweerstanden van Danfoss worden gebruikt.
R
is de door Danfoss aanbevolen weerstand, d.w.z. een
rec
remweerstand die garandeert dat de in staat is te remmen
Afbeelding 2.39 Intermitterende belastingscyclus voor de
weerstand
met het hoogst mogelijke remkoppel (M
formule kan als volgt worden genoteerd:
Voor frequentieomvormers van 200 V, 480 V, en 600 V kan
R
bij een remkoppel van 160% worden geschreven als:
rec
22
200V :
480V :
480V :
600V :
690V :
107780
R
=
rec
R
=
rec
R
=
rec
R
=
rec
R
=
rec
P
motor
375300
P
motor
428914
P
motor
630137
P
motor
832664
P
motor
Ω
Ω
Ω
1
2
Ω
Ω
1) Voor frequentieomvormers met een asvermogen ≤ 7,5 kW
2) Voor frequentieomvormers met een asvermogen > 7,5 kW
LET OP
De bewaking van het remvermogen is geen veiligheidsfunctie; voor dat doel is een thermische schakelaar
nodig. Het remweerstandcircuit beschikt niet over
aardlekbeveiliging.
Als een alternatieve remfunctie kan in 2-17 Overspanningsreg. een overspanningsregeling (OVC) (zonder
remweerstand) worden geselecteerd. Deze functie is actief
voor alle eenheden. De functie zorgt ervoor dat uitschakeling (trip) kan worden vermeden bij een toename van de
DC-tussenkringspanning. Dit gebeurt door de uitgangsfrequentie te verhogen om de spanning vanuit de DC-
LET OP
De circuitweerstand van de geselecteerde remweerstand
mag niet hoger zijn dan de circuitweerstand van de door
Danfoss aanbevolen weerstand. Als een remweerstand
tussenkring te beperken. Dit is een nuttige functie
wanneer bijvoorbeeld de uitlooptijd te kort is, aangezien
uitschakeling van de frequentieomvormer zo wordt
vermeden. In deze situatie wordt de uitlooptijd verlengd.
met een hogere ohmse waarde wordt geselecteerd,
wordt het remkoppel mogelijk niet gehaald en bestaat
het risico dat de frequentieomvormer om veiligheidsredenen uitschakelt.
LET OP
OVC kan niet worden geactiveerd bij gebruik van een
PM-motor (wanneer 1-10 Motorconstructie is ingesteld op
[1] PM, niet uitspr. SPM).
LET OP
Als in de remtransistor kortsluiting ontstaat, kan
vermogensdissipatie in de remweerstand alleen worden
voorkomen door een netschakelaar of contactor te
gebruiken om de netvoeding van de frequentieomvormer af te schakelen. (De contactor kan door de
frequentieomvormer worden bestuurd.)
WAARSCHUWING
Raak de remweerstanden niet aan, aangezien deze
bijzonder warm kunnen worden tijdens of na het
remmen.
2.12.3 Regeling met remfunctie
De rem is beveiligd tegen kortsluiting van de
remweerstand en de remtransistor wordt bewaakt zodat
kortsluiting van de transistor tijdig ontdekt wordt. Er kan
een relaisuitgang/digitale uitgang worden gebruikt om de
remweerstand te beschermen tegen overbelasting als
gevolg van een fout in de frequentieomvormer.
Bovendien maakt de rem het mogelijk om het momentane
vermogen en het gemiddelde vermogen van de laatste
120 seconden uit te lezen. De rem kan ook het
remvermogen bewaken en ervoor zorgen dat de in
2-12 Begrenzing remvermogen (kW) ingestelde begrenzing
niet wordt overschreden. In 2-13 Bewaking remvermogen
kan de functie worden geselecteerd die moet worden
uitgevoerd wanneer het vermogen dat wordt overgebracht
naar de remweerstand de in 2-12 Begrenzing remvermogen(kW) ingestelde begrenzing overschrijdt.
2.12.4 Remweerstandkabels
EMC (gedraaide kabels/afscherming)
Draai de draden ineen om de elektrische ruis van de
bedrading tussen de remweerstand en de frequentieomvormer te beperken.
Gebruik een metalen afscherming om de EMC-prestaties te
verbeteren.
2.13
Extreme bedrijfsomstandigheden
Kortsluiting (motorfase – fase)
De frequentieomvormer is beveiligd tegen kortsluiting
door middel van stroommetingen in elk van de drie
motorfasen of in de DC-tussenkring. Een kortsluiting tussen
twee uitgangsfasen veroorzaakt een overstroom in de
omvormer. De omvormer wordt afzonderlijk uitgeschakeld
als de kortsluitstroom de toegestane waarde (Alarm 16 Uit
& blokk.) overschrijdt.
Zie de ontwerprichtlijnen voor het beveiligen van de
frequentieomvormer tegen kortsluiting aan de loadsharingen remuitgangen.
Schakelen aan de uitgang
Schakelen aan de uitgang tussen de motor en de frequentieomvormer is toegestaan. Er kunnen foutmeldingen
worden gegenereerd. Maak gebruik van een vliegende
start om een draaiende motor op te vangen.
De spanning in de tussenkring neemt toe wanneer de
motor als generator werkt. Dit gebeurt in de volgende
gevallen:
De belasting drijft de motor aan (bij constante
•
uitgangsfrequentie vanuit de frequentieomvormer), wat betekent dat de belasting energie
opwekt.
Als gedurende het vertragen (uitlopen) het
•
traagheidsmoment hoog is, de wrijving laag is en
de uitlooptijd te kort is om de energie te kunnen
afvoeren als een verlies in de frequentieomvormer, de motor en de installatie.
Een onjuiste instelling van de slipcompensatie
•
kan leiden tot een hogere DC-tussenkringspanning.
Tegen-EMK bij gebruik van een PM-motor. In
•
geval van vrijlopen bij hoog toerental bestaat de
kans dat de tegen-EMK van de PM-motor de
maximale spanningstolerantie van de frequentieomvormer overschrijdt en schade veroorzaakt.
Om dit tegen te gaan, wordt de waarde van
4-19 Max. uitgangsfreq. automatisch begrensd op
basis van een interne berekening die is
gebaseerd op de waarde van 1-40 Tegen-EMK bij
1000 TPM, 1-25 Nom. motorsnelheid en
1-39 Motorpolen..
Wanneer er een kans bestaat dat de motor
overtoeren maakt (bijv. vanwege overmatig
'windmilling'), adviseert Danfoss om een
remweerstand te gebruiken.
Netstoring
Tijdens een netstoring blijft de frequentieomvormer in
bedrijf tot de tussenkringspanning onder het minimale
stopniveau komt, dat gewoonlijk 15% onder de laagste
nominale netspanning voor de frequentieomvormer ligt.
De netspanning vóór de storing en de motorbelasting
bepalen hoe lang het duurt voordat de omvormer gaat
vrijlopen.
Statische overbelasting in VVC
plus
-modus
Wanneer de frequentieomvormer overbelast is (de koppelbegrenzing in 4-16 Koppelbegrenzing motormodus/
4-17 Koppelbegrenzing generatormodus bereikt is), verlaagt
de besturingseenheid de uitgangsfrequentie om de
belasting te verminderen.
Als de overbelasting bijzonder groot is, kan een stroom
ontstaan die ervoor zorgt dat de frequentieomvormer na
ca. 5-10 s uitschakelt.
Na activering van de koppelbegrenzing blijft de frequentieomvormer nog beperkte tijd (0-60 s) ingeschakeld, volgens
de instelling in 14-25 Uitsch.vertr. bij Koppelbegr..
2.13.1
Thermische motorbeveiliging
Dit is de manier waarop Danfoss de motor beschermt
tegen oververhitting. Het betreft een elektronische functie
die een bimetaalrelais simuleert op basis van interne
metingen. De karakteristieken worden getoond in
Afbeelding 2.40.
22
WAARSCHUWING
De frequentieomvormer moet worden uitgerust met een
remchopper.
De besturingseenheid probeert de uitloop indien mogelijk
te corrigeren (2-17 Overspanningsreg.).
Om de transistoren en de tussenkringcondensatoren te
beschermen, schakelt de omvormer uit wanneer een
bepaald spanningsniveau is bereikt.
Zie 2-10 Remfunctie en 2-17 Overspanningsreg. om de
methode te selecteren om het spanningsniveau van de
tussenkring te regelen.
Afbeelding 2.40 De X-as toont de verhouding tussen I
LET OP
OVC kan niet worden geactiveerd bij gebruik van een
PM-motor (wanneer 1-10 Motorconstructie is ingesteld op
[1] PM, niet uitspr. SPM).
nominaal. De Y-as toont de tijd in seconden voordat de
motor
ETR uitschakelt en zo de frequentieomvormer uitschakelt. De
curves tonen een karakteristiek nominaal toerental bij 2x het
nominale toerental en bij 0,2x het nominale toerental.
motor
en
Inleiding tot VLT® HVAC Dri...
Design Guide
Het is duidelijk dat de ETR bij lagere toerentallen
uitschakelt bij een lagere warmte vanwege de verminderde
koeling van de motor. Op die manier wordt de motor ook
22
bij lage toerentallen beschermd tegen oververhitting. De
ETR-functie berekent de motortemperatuur op basis van de
actuele stroom en het actuele toerental. De berekende
Bij gebruik van een digitale ingang en 10 V als voeding:
Voorbeeld: de frequentieomvormer schakelt uit (trip)
wanneer de motortemperatuur te hoog is.
Parametersetup:
Stel 1-90 Therm. motorbeveiliging in op [2] Thermistoruitsch.
Stel 1-93 Thermistorbron in op [6] Dig. ingang 33.
temperatuur kan worden uitgelezen via 16-18 Motor therm.
in de frequentieomvormer.
De uitschakelwaarde van de thermistor is > 3 kΩ.
Integreer een thermistor (PTC-sensor) in de motor als
wikkelbescherming.
Motorbeveiliging kan met behulp van diverse technieken
worden geïmplementeerd: PTC-sensor in motorwikkelingen, thermomechanische schakelaar (type Klixon) of
elektronisch thermisch relais (ETR).
Afbeelding 2.43 Bij gebruik van een digitale ingang en 10 V
als voeding
Bij gebruik van een analoge ingang en 10 V als voeding:
Voorbeeld: de frequentieomvormer schakelt uit (trip)
wanneer de motortemperatuur te hoog is.
Parametersetup:
Stel 1-90 Therm. motorbeveiliging in op [2] Thermistoruitsch.
Stel 1-93 Thermistorbron in op [2] Anal. ingang 54.
Selecteer geen referentiebron.
Afbeelding 2.41 Uitschakeling van de thermistor
Bij gebruik van een digitale ingang en 24 V als voeding:
Voorbeeld: de frequentieomvormer schakelt uit (trip)
wanneer de motortemperatuur te hoog is.
Parametersetup:
Stel 1-90 Therm. motorbeveiliging in op [2] Thermistoruitsch.
Stel 1-93 Thermistorbron in op [6] Dig. ingang 33.
Afbeelding 2.42 Bij gebruik van een digitale ingang en 24 V
als voeding
Afbeelding 2.44 Bij gebruik van een analoge ingang en 10 V
als voeding
Controleer of de gekozen voedingsspanning
overeenkomt met de specificatie van het gebruikte
thermistorelement.
Samenvatting
Dankzij de koppelbegrenzingsfunctie wordt de motor bij
alle toerentallen beschermd tegen overbelasting. Dankzij
de ETR wordt de motor beschermd tegen oververhitting en
is geen aanvullende motorbeveiliging nodig. Dit betekent
dat de ETR-timer na het opwarmen van de motor bijhoudt
hoe lang de motor bij de hoge temperatuur kan werken
voordat deze wordt gestopt om oververhitting te
voorkomen. Wanneer de motor overbelast raakt zonder dat
de temperatuur wordt bereikt waarbij de ETR de motor
uitschakelt, is het de koppelbegrenzing die de motor en
toepassing beschermt tegen overbelasting.
De ETR-functie wordt ingeschakeld via 1-90 Therm.
motorbeveiliging en geregeld via 4-16 Koppelbegrenzing
motormodus. In 14-25 Uitsch.vertr. bij Koppelbegr. wordt
ingesteld hoe lang het duurt voordat de frequentieomvormer wordt uitgeschakeld (trip) vanwege de
koppelbegrenzingswaarschuwing.
Danfoss levert een breed scala aan opties en accessoires
voor de frequentieomvormers.
3.1.1 Optiemodules monteren in sleuf B
Schakel de voeding naar de frequentieomvormer af.
Voor behuizingstype A2 en A3:
1.Verwijder het LCP, de klemafdekking en het LCPframe van de frequentieomvormer.
2.Steek de MCB 1xx-optiekaart in sleuf B.
3.Sluit de stuurkabels aan en bevestig de kabels
met behulp van bijgevoegde kabelklemmen.
Verwijder de uitbreekpoort uit het vergrote LCPframe, zodat de optie onder het vergrote LCPframe past.
4.Bevestig het vergrote LCP-frame en de klemafdekking.
5.Bevestig het LCP of de blinde afdekking in het
vergrote LCP-frame.
6.Sluit de voeding aan op de frequentieomvormer.
7.Stel de in-/uitgangsfuncties in de bijbehorende
parameters in, zoals aangegeven in
hoofdstuk 9.2 Algemene specificaties.
Voor behuizingstype B1, B2, C1 en C2:
1.Verwijder het LCP en het LCP-frame.
2.Steek de MCB 1xx-optiekaart in sleuf B.
3.Sluit de stuurkabels aan en bevestig de kabels
met behulp van bijgevoegde kabelklemmen.
Digitale/analoge ingangen zijn galvanisch gescheiden van
andere ingangen/uitgangen op de MCB 101 en op de
stuurkaart van de frequentieomvormer. Digitale/analoge
uitgangen in de MCB 101 zijn galvanisch gescheiden van
andere ingangen/uitgangen op de MCB 101, maar niet van
de in- en uitgangen op de stuurkaart van de frequentieomvormer.
Als de digitale ingangen 7, 8 of 9 via de interne 24 Vvoeding (klem 9) moeten worden geschakeld, moet een
verbinding worden gemaakt tussen klem 1 en 5 zoals
aangegeven in Afbeelding 3.4.
Aantal
digitale
ingangen
30-24 VDCPNP-type:
Spann
ingsni
veau
Spanningsniveaus
Gemeenschappelijk = 0 V
Logische '0':
ingang < 5 V DC
Tolerantie Max.
± 28 V
continu
± 37 V in
minimaal
10 s
Logische '0':
ingang > 10 V DC
NPN-type:
Gemeenschappelijk = 24 V
Logische '0':
ingang > 19 V DC
Logische '0':
ingang < 14 V DC
De MCB 105-optie bevat 3 SPDT-contacten en moet worden bevestigd in optiesleuf B.
Elektrische gegevens:
33
Max. klembelasting (AC-1)1) (resistieve belasting)240 V AC 2 A
Max. klembelasting (AC-15)1) (inductieve belasting bij cos φ 0,4)240 V AC 0,2 A
Max. klembelasting (DC-1)1) (resistieve belasting)24 V DC 1 A
Max. klembelasting (DC-13)1) (inductieve belasting)24 V DC 0,1 A
Max. klembelasting (DC)5 V 10 mA
Max. schakelsnelheid bij nominale belasting/min. belasting6 min-1/20 s
1) IEC 947 deel 4 en 5
Wanneer de relaisoptieset apart wordt besteld, bevat deze het volgende:
Relaismodule MCB 105
•
Vergroot LCP-frame en de vergrote klemafdekking
•
Label om de toegang tot schakelaar S201, S202 en S801 af te dekken
•
Kabelklemmen om de kabels aan de relaismodule te bevestigen
•
-1
Afbeelding 3.5 Relay Card MCB 105
A2-A3-A4-B3A5-B1-B2-B4-C1-C2-C3-C4
LET OP
1)
BELANGRIJK! Het label MOET op het LCP-frame worden aangebracht zoals aangegeven (UL-goedkeuring).
Tabel 3.5 Legenda bij Afbeelding 3.5 en Afbeelding 3.6
Max. ingangsstroom2,2 A
Gemiddelde ingangsstroom voor
de frequentieomvormer
Max. kabellengte75 m
33
Belasting ingangscapaciteit
Inschakelvertraging
Tabel 3.7 Specificatie externe 24 V DC-voeding
24 V DC ± 15% (max. 37 V in
10 s)
0,9 A
< 10 uF
< 0,6 s
De ingangen zijn beveiligd.
Klemnummers:
Klem 35: - externe 24 V DC-voeding.
Klem 36: + externe 24 V DC-voeding.
Volg onderstaande stappen:
1.Verwijder het LCP of de blinde afdekking.
2.Verwijder de klemafdekking.
Afbeelding 3.9 Aansluiten
3.Verwijder de kabelontkoppelingsplaat en de
kunststof afdekking eronder.
4.Steek de externe 24 V DC-backupvoedingsoptie
1 NC
2 Spanningvoerend deel
3 PELV
in de optiesleuf.
5.Bevestig de kabelontkoppelingsplaat.
6.Bevestig de klemafdekking en het LCP of de
Tabel 3.6 Legenda bij Afbeelding 3.9
blinde afdekking.
Wanneer het stuurcircuit via de 24 V External Supply MCB
WAARSCHUWING
Combineer delen met lage spanning niet met PELV-
107 wordt gevoed, wordt de interne 24 V-voeding
automatisch afgeschakeld.
systemen. Bij een enkele fout kan het gevaarlijk worden
om het systeem aan te raken; dit zou kunnen leiden tot
ernstig of dodelijk letsel.
3.1.8 24 V External Supply MCB 107 (Doptie)
Externe 24 V DC-voeding
Een externe 24 V DC-voeding kan worden gebruikt als
laagspanningsvoeding voor de stuurkaart en eventuele
geïnstalleerde optiekaarten. Hierdoor kunnen het LCP (incl.
de parameterinstellingen) en veldbussen volledig functioneren zonder netvoeding naar het vermogensdeel.
Afbeelding 3.10 Aansluiting op 24 V-backupvoeding (A2-A3).
9
9
6
311
130BA216.10
35 36
Selectie
Design Guide
33
Afbeelding 3.11 Aansluiting op 24 V-backupvoeding (A5-C2).
Analog I/O MCB 109
3.1.9
De Analoge I/O-kaart is bedoeld voor gebruik in
bijvoorbeeld de volgende gevallen:
Om te voorzien in een reservebatterij voor de
•
klokfunctie op de stuurkaart
Als algemene uitbreiding van de analoge I/O-
•
functionaliteit die beschikbaar is op de stuurkaart,
bijv. voor een regeling met meerdere zones en
drie druktransmitters
Om de frequentieomvormer te laten fungeren als
•
gebouwbeheersysteem met ondersteuning voor
decentrale I/O-blokken en met ingangen voor
sensoren en uitgangen voor het besturen van
luchtregelkleppen en klepaandrijvingen
Als ondersteuning voor uitgebreide PID-regelaars
•
met I/O's voor setpointingangen, transmitter-/
sensoringangen en uitgangen voor actuatoren
Afbeelding 3.12 Principeschema voor de Analoge I/O die in de
frequentieomvormer is geïnstalleerd.
Analoge I/O-configuratie
3 analoge ingangen die in staat zijn om het volgende af te
handelen:
0-10 V DC
•
OF
0-20 mA (spanningsingang 0-10 V) door
•
bevestiging van een weerstand van 510 Ω tussen
de klemmen (zie LET OP)
4-20 mA (spanningsingang 2-10 V) door
•
bevestiging van een weerstand van 510 Ω tussen
de klemmen (zie LET OP)
Ni 1000 temperatuursensor van 1000 Ω bij 0 °C.
•
Specificaties volgens DIN 43760
Pt 1000 temperatuursensor van 1000 Ω bij 0 °C.
Houd rekening met de beschikbare waarden binnen de
diverse standaard typen weerstand:
E12: de standaardwaarde die het dichtst bij de vereiste
waarde komt, is 470 Ω, wat zorgt voor een ingang van
33
449,9 Ω en 8,997 V.
E24: de standaardwaarde die het dichtst bij de
benodigde waarde komt, is 510 Ω, wat zorgt voor een
ingang van 486,4 Ω en 9,728 V.
E48: de standaardwaarde die het dichtst bij de
benodigde waarde komt, is 511 Ω, wat zorgt voor een
ingang van 487,3 Ω en 9,746 V.
E96: de standaardwaarde die het dichtst bij de vereiste
waarde komt, is 523 Ω, wat zorgt voor een ingang van
498,2 Ω en 9,964 V.
Analoge uitgangen – Klem X42/7-12
Parametergroep: 18-3*. Zie ook VLT® HVAC Drive Program-
meerhandleiding.
Setupparameters: 26-4*, 26-5* en 26-6*. Zie ook VLT
®
HVAC
Drive Programmeerhandleiding.
3 analoge
uitgangen
Volt0-10 V DC 11 bits1% van
Tabel 3.9 Analoge uitgangen – Klem X42/7-12
Niveau
uitgangssignaal
ResolutieLineariteitMax.
belasting
1 mA
volledige
schaal
Elke analoge uitgang kan via een parameter worden
geschaald.
Analoge ingangen – Klem X42/1-6
Parametergroep: 18-3*. Zie ook VLT® HVAC Drive Program-
meerhandleiding.
Setupparameters: 26-0*, 26-1*, 26-2* en 26-3*. Zie ook VLT
HVAC Drive Programmeerhandleiding.
De toegewezen functie is te selecteren via een parameter.
Hiervoor zijn dezelfde opties beschikbaar als voor analoge
uitgangen op de stuurkaart.
®
Zie de Programmeerhandleiding VLT® HVAC Drive voor een
uitgebreidere parameterbeschrijving.
3 x analoge
ingangen
Werkbereik
Resolutie
Nauwkeurigheid
Sampling
Max. belasting
Impedantie
Tabel 3.8 Analoge ingangen – Klem X42/1-6
Gebruikt als ingang
voor een temperatuursensor
-50 tot +150 °C0-10 V DC
11 bits10 bits
-50 °C
± 1 Kelvin
+150 °C
± 2 Kelvin
3 Hz2,4 Hz
-± 20 V continu
-
Gebruikt als spanningsingang
0,2% van volledige
schaal bij ber.
temperatuur
Ongeveer 5 kΩ
Realtimeklok (RTC) met backup
De gegevensindeling van RTC omvat jaar, maand, dag, uur,
minuten en dag van de week.
De nauwkeurigheid van de klok is beter dan ± 20 ppm bij
25 °C.
De ingebouwde lithium-noodstroombatterij gaat
gemiddeld minimaal 10 jaar mee wanneer de frequentieomvormer werkt bij een omgevingstemperatuur van 40 °C.
Als de noodstroombatterij uitvalt, moet de analoge I/Ooptie worden vervangen.
Wanneer analoge ingangen als spanningsingangen worden
gebruikt, kan elke ingang via een parameter worden
geschaald.
Wanneer analoge ingangen als temperatuursensor worden
gebruikt, wordt de schaling van de ingang vooraf gedefinieerd op basis van het benodigde signaalniveau voor het
relevante temperatuurbereik.
Wanneer analoge ingangen worden gebruikt voor
temperatuursensoren, kan de terugkoppelwaarde zowel in
°C als in °F worden uitgelezen.
Bij gebruik van temperatuursensoren bedraagt de
maximale kabellengte voor het aansluiten van de sensoren
80 m met niet-afgeschermde/niet-gedraaide kabels.
De MCB 112-optie maakt het mogelijk om de temperatuur
van een elektrische motor te bewaken via een galvanisch
gescheiden PTC-thermistoringang. Dit is een B-optie voor
frequentieomvormers met STO-functie.
Zie hoofdstuk 3.1.1 Optiemodules monteren in sleuf B voor
informatie over het plaatsen en installeren van de optie.
Zie ook hoofdstuk 7 Toepassingsvoorbeelden voor diverse
toepassingsmogelijkheden.
X44/1 en X44/2 zijn de thermistoringangen. X44/12
schakelt de STO-functie van de frequentieomvormer (klem
37) in als de thermistorwaarden dit noodzakelijk maken en
X44/10 laat de frequentieomvormer weten dat een verzoek
voor veilige uitschakeling van het koppel (STO) afkomstig
was van de MCB 112, zodat een relevante alarmverwerking
gewaarborgd is. Een van de digitale ingangen (of een
digitale ingang van een gemonteerde optie) moet worden
ingesteld op [80] PTC-kaart 1 om de informatie van X44/10
te kunnen gebruiken. Stel 5-19 Klem 37 Veilige stop in op
de gewenste STO-functionaliteit (standaardinstelling is
Alarm Veilige stop).
ATEX-certificering voor FC 102
De MCB 112 is gecertificeerd voor ATEX, wat betekent dat
de frequentieomvormer nu samen met de MCB 112 kan
worden gebruikt met motoren in explosiegevaarlijke
omgevingen. Zie de Bedieningshandleiding voor MCB 112
voor meer informatie.
Weerstandsaansluiting
PTC voldoet aan DIN 44081 en DIN 44082
Nummer1-6 weerstanden in serie
Uitschakelwaarde3,3 Ω ... 3,65 Ω ... 3,85 Ω
33
Resetwaarde1,7 Ω .... 1,8 Ω ... 1,95 Ω
Triggertolerantie± 6 °C
Collectieve weerstand van de sensorkring< 1,65 Ω
Klemspanning≤ 2,5 V voor R ≤ 3,65 Ω, ≤ 9 V voor R = ∞
Sensorstroom≤ 1 mA
Kortsluiting20 Ω≤ R ≤ 40 Ω
Energieverbruik60 mA
Testcondities
EN 60947-8
Meting van weerstand tegen spanningspieken6000 V
OverspanningscategorieIII
Vervuilingsgraad2
Meting van isolatiespanning Vbis690 V
Betrouwbare galvanische scheiding tot Vi500 V
Permanente omgevingstemperatuur-20 °C ... +60 °C
EN 60068-2-1 Droge warmte
Vochtigheidsgraad5-95%, geen condensvorming toegestaan
EMC-weerstandEN61000-6-2
EMC-emissieEN61000-6-4
Weerstand tegen trillingen10 ... 1000 Hz 1,14 g
Weerstand tegen schokken50 g
Waarden voor veiligheidssysteem
EN 61508 voor Tu = 75 °C continu
SIL2 voor onderhoudscyclus van 2 jaar
1 voor onderhoudscyclus van 3 jaar
HFT0
PFD (voor jaarlijkse functionele test)4,10 * 10
SFF78%
De Sensor Input MCB 114-optiekaart is te gebruiken in de volgende gevallen:
Sensoringang voor temperatuurtransmitter Pt 100 en Pt 1000 voor het bewaken van lagertemperaturen
•
Als algemene uitbreiding van de analoge ingangen met een extra ingang voor een regeling met meerdere zones
•
en verschildrukmetingen
Als ondersteuning voor uitgebreide PID-regelaars met I/O's voor setpoint, transmitter-/sensoringangen
•
Typische motoren, ontworpen met temperatuursensoren die de lagers beschermen tegen overbelasting, zijn uitgerust met 3
Pt 100/1000-temperatuursensoren: één vooraan, één in het lager aan de achterzijde, en één in de motorwikkelingen. De
Sensor Input MCB 114-optie ondersteunt 2- of 3-draads sensoren met afzonderlijke temperatuurbegrenzingen voor onder-/
overtemperatuur. Bij het inschakelen wordt het sensortype, Pt 100 of Pt 1000, automatisch gedetecteerd.
De optie kan een alarm genereren als de gemeten temperatuur onder de lage begrenzing of boven de hoge begrenzing
komt die door de gebruiker is geprogrammeerd. De afzonderlijk gemeten temperatuur op elke sensoringang kan worden
uitgelezen via het display of via uitleesparameters. De relais of digitale uitgangen kunnen worden ingesteld om in geval van
een alarm actief/hoog te zijn door [21] Therm. waarsch. te selecteren in parametergroep 5-**.
Aan de foutconditie is een gezamenlijk waarschuwings-/alarmnummer verbonden, namelijk Alarm/Waarschuwing 20, Temp.
ing. fout. Elke beschikbare uitgang kan worden geprogrammeerd om actief te zijn als deze waarschuwing of dit alarm zich
voordoet.
Analoge ingang
Aantal analoge ingangen1
Indeling0-20 mA of 4-20 mA
Draden2
Ingangsimpedantie< 200 Ω
Meetsnelheid1 kHz
Derde-ordefilter100 Hz bij 3 dB
De optie kan de analoge sensor voorzien van 24 V DC (klem 1).
Ingang voor temperatuursensor
Aantal analoge ingangen met ondersteuning voor Pt 100/10003
SignaaltypePT100/1000
AansluitenPt 100, 2- of 3-draads/Pt 1000, 2- of 3-draads
Frequentie Pt 100- en Pt 1000-ingang1 Hz voor elk kanaal
Resolutie10 bit
Temperatuurbereik
Bestelnummers en geleverde onderdelen
Elektrische en mechanische specificaties
-50-204 °C
-58-399 °F
Galvanische scheiding
De sensoren die moeten worden aangesloten, moeten galvanisch gescheiden zijn van de
netspanning.IEC 61800-5-1 en UL 508C
Het LCP kan naar de voorkant van een behuizing wordt
verplaatst met behulp van de bevestigingsset voor externe
bediening. De behuizing is IP 66. De bevestigingsschroeven moeten worden aangehaald met een koppel
IP 21/IP 41 boven/Type 1 is een optioneel behuizingsonderdeel dat beschikbaar is voor compacte IP 20-eenheden
in behuizing A2/A3, B3/B4 en C3/C4.
Door gebruik te maken van de behuizingsset wordt een IP
20-eenheid opgewaardeerd om te voldoen aan behuizing
IP 21/41 boven/Type 1.
Behuizingsset IP 21/IP 41/Type 1
3.1.14
IP 21/Type 1-behuizingsset
33
De IP 41 boven kan worden toegepast op alle standaard IP
20 VLT® HVAC Drive-varianten.
* Bij gebruik van optie A/B neemt de diepte toe (zie
hoofdstuk 5.1.2 Mechanische afmetingen voor meer informatie)
Hoogte A
[mm]
Breedte B
[mm]
Diepte C*
[mm]
Afbeelding 3.20 Behuizingstype A3
Bovenafdekking
A
BRand
CVoetstuk
DAfdekking voetstuk
ESchroef/schroeven
Tabel 3.12 Legenda bij Afbeelding 3.19 en Afbeelding 3.20
Plaats de bovenafdekking zoals aangegeven. Bij gebruik
van een A- of B-optie moet de rand worden aangebracht
om de boveningang af te dekken. Plaats voetstuk C onder
aan de frequentieomvormer en gebruik de klemmen uit de
accessoiretas om de kabels op de juiste wijze te
bevestigen. Gaten voor kabelwartels:
Maat A2: 2x M25 en 3x M32
Bij gebruik van optiemodule A en/of B moet de rand (B)
worden aangebracht op de bovenafdekking (A).
LET OP
Zij-aan-zij-installatie is niet mogelijk bij gebruik van de IP
21/IP 4X/Type 1-behuizingsset.
3.1.15 Uitgangsfilters
Het met hoge snelheid schakelen van de frequentieomvormer leidt tot een aantal secundaire effecten die van
invloed zijn op de motor en de afgesloten omgeving. Deze
neveneffecten worden bestreden door middel van twee
verschillende typen filters, namelijk het dU/dt-filter en het
sinusfilter.
dU/dt-filters
Spanningen op de motorisolatie zijn vaak het gevolg van
een combinatie van een snelle toename van spanning en
stroom. De snelle energieveranderingen kunnen ook hun
weerslag hebben op de DC-tussenkring in de omvormer en
tot uitschakeling leiden. Het dU/dt-filter is bedoeld om de
stijgtijd van de spanning/de snelle energieverandering in
de motor te beperken en hierdoor voortijdige veroudering
van en overslag in de motorisolatie te voorkomen. dU/dtfilters hebben een positieve invloed op de straling van
magnetische ruis in de verbindingskabel tussen de
frequentieomvormer en de motor. De spanningsgolf is nog
steeds pulsvormig, maar de dU/dt-verhouding is lager dan
bij een installatie zonder filter.
33
Sinusfilters
Sinusfilters dienen om uitsluitend lage frequenties te laten
passeren. Hoge frequenties worden vervolgens via een
shuntschakeling afgevoerd, wat resulteert in een
sinusvormige spanning tussen de fasen en sinusvormige
stromen.
Bij sinusvormige golven hoeft niet langer gebruik te
worden gemaakt van speciale omvormermotoren met
versterkte isolatie. Ook de akoestische ruis van de motor
wordt gedempt als gevolg van de ontstane golven.
Afbeelding 3.22 Behuizingstype B4, C3, C4
Het sinusfilter beschikt over dezelfde eigenschappen als
het dU/dt-filter, maar beperkt tevens de isolatiespanning
en de lagerstromen in de motor en zorgt hiermee voor
Bovenafdekking
A
B Rand
C Voetstuk
D Afdekking voetstuk
E Schroef/schroeven
F Afdekking ventilator
G Klem bovenafdekking
Tabel 3.14 Legenda bij Afbeelding 3.21 en Afbeelding 3.21
een langere levensduur van de motor en grotere
intervallen tussen servicebeurten. Sinusfilters maken het
gebruik van langere motorkabels mogelijk in toepassingen
waarbij de motor op aanzienlijke afstand van de frequentieomvormer is geïnstalleerd. De lengte is echter
gelimiteerd doordat het filter de lekstromen in de kabels
niet beperkt.
Voorbeeld van de interfacesetup via de Drive
Configurator:
4.1.1 Drive Configurator
De cijfers die in de kaders worden weergegeven, verwijzen
naar de letter-cijfercombinatie van de typecodereeks –
Het is mogelijk om via het bestelnummersysteem een
44
frequentieomvormer samen te stellen op basis van de
toepassingseisen.
U kunt de frequentieomvormer in een standaarduitvoering
of in een uitvoering met ingebouwde opties bestellen door
een typecodereeks die het product beschrijft, te verzenden
naar een lokaal verkooppunt van Danfoss, bijv.:
FC-102P18KT4E21H1XGCXXXSXXXXAGBKCXXXXDX
De betekenis van de tekens in de reeks is te vinden op de
pagina's met bestelnummers in hoofdstuk 3 Selectie. In
bovenstaand voorbeeld is de frequentieomvormer
uitgerust met een Profibus/LonWorks-optie en een General
Purpose I/O-optie.
Bestelnummers voor de frequentieomvormer in de
standaarduitvoering zijn ook te vinden in
hoofdstuk 4 Bestellen.
Configureer de juiste frequentieomvormer voor de juiste
toepassing en genereer de typecodereeks via de webgebaseerde Drive Configurator. De Drive Configurator genereert
automatisch een 8-cijferig bestelnummer dat naar het
verkoopkantoor bij u in de buurt wordt verzonden.
U kunt tevens een projectlijst met diverse producten
samenstellen en deze naar een verkoopmedewerker van
Danfoss zenden.
Productgroep & FC-serie1-6FC 102
Vermogensklasse8-101,1-90 kW (P1K1-P90K)
Aantal fasen113 fasen (T)
Netspanning11-12T2: 200-240 V AC
T4: 380-480 V AC
T6: 525-600 V AC
T7: 525-690 V AC
Behuizing13-15E20: IP 20
E21: IP 21/NEMA type 1
E55: IP 55/NEMA type 12
E66: IP 66
P21: IP 21/NEMA type 1 met achterwand
P55: IP 55/NEMA type 12 met achterwand
Z55: A4-frame IP 55
Z66: A4-frame IP 66
B4: Sensor Input MCB 114
C0-opties MCO33-34CX: geen opties
C1-opties35X: geen opties
Software voor C-optie36-37XX: standaardsoftware
D-opties38-39DX: geen optie
Connector voor DC-tussenkringKlemmenblok voor DC-tussenkringaansluiting op A2/A3130B1064
IP 21/4x boven/Type 1-setIP 21/NEMA 1 boven en onder, A2130B1122
IP 21/4x boven/Type 1-setIP 21/NEMA 1 boven en onder, A3130B1123
IP 21/4x boven/Type 1-setIP 21/NEMA 1 boven en onder, B3130B1187
IP 21/4x boven/Type 1-setIP 21/NEMA 1 boven en onder, B4130B1189
IP 21/4x boven/Type 1-setIP 21/NEMA 1 boven en onder, C3130B1191
IP 21/4x boven/Type 1-setIP 21/NEMA 1 boven en onder, C4130B1193
IP 21/4x bovenIP 21 bovenafdekking A2130B1132
IP 21/4x bovenIP 21 bovenafdekking A3130B1133
IP 21/4x bovenIP 21 bovenafdekking B3130B1188
IP 21/4x bovenIP 21 bovenafdekking B4130B1190
IP 21/4x bovenIP 21 bovenafdekking C3130B1192
IP 21/4x bovenIP 21 bovenafdekking C4130B1194
Set voor montage in doorvoerpaneel
Set voor montage in doorvoerpaneel
Set voor montage in doorvoerpaneel
Set voor montage in doorvoerpaneel
Set voor montage in doorvoerpaneel
Profibus D-Sub 9Aansluitset voor IP 20130B1112
Profibus-boveningangssetBoveningangsset voor Profibus-aansluiting – behuizingstype D en E176F1742
AansluitklemmenSchroefaansluitklemmen voor het vervangen van veeraansluitklemmen
AchterwandA5 IP 55/NEMA 12130B1098
AchterwandB1 IP 21/IP 55/NEMA 12130B3383
AchterwandB2 IP 21/IP 55/NEMA 12130B3397
AchterwandC1 IP 21/IP 55/NEMA 12130B3910
AchterwandC2 IP 21/IP 55/NEMA 12130B3911
AchterwandA5 IP 66130B3242
AchterwandB1 IP 66130B3434
AchterwandB2 IP 66130B3465
AchterwandC1 IP 66130B3468
AchterwandC2 IP 66130B3491
-setPaneelmontageset voor alle LCP's inclusief bevestigingsmateriaal en pakking
– zonder kabel
Tabel 4.3 Opties kunnen worden besteld als door de fabriek ingebouwde opties;
zie bestelinformatie.
TypeBeschrijvingOpmerkingen
44
Opties voor sleuf ABestelnr. Gecoat
MCA 101Profibus-optie DP V0/V1130B1200
MCA 104DeviceNet-optie130B1202
MCA 108LonWorks130B1206
MCA 109BACnet-gateway voor inbouw. Niet te gebruiken in combinatie met relaisoptiekaart
De combinatie van frequentieomvormer en filter is vooraf berekend op basis van 400/480 V, een nominale motorbelasting
(4-polig) en een koppel van 110%.
5.1.1 Veiligheidsvoorschriften voor een
mechanische installatie
WAARSCHUWING
Houd rekening met de aanwijzingen m.b.t. het inbouwen
en de montageset voor externe installatie. De informatie
in deze lijst moet in acht worden genomen om ernstig
letsel of schade aan apparatuur te voorkomen, met
name bij de installatie van grote eenheden.
VOORZICHTIG
De frequentieomvormer wordt gekoeld door middel van
luchtcirculatie.
Om oververhitting van de eenheid te voorkomen, mag
de omgevingstemperatuur nooit hoger zijn dan de
maximumtemperatuur die is opgegeven voor de frequentieomvormer en mag de gemiddelde temperatuur over 24
uur niet worden overschreden. De maximumtemperatuur
en het 24-uursgemiddelde zijn te vinden in
hoofdstuk 9.6.2 Reductie wegens omgevingstemperatuur.
Bij een omgevingstemperatuur tussen 45 °C en 55 °C
moet de frequentieomvormer worden gereduceerd; zie
hoofdstuk 9.6.2 Reductie wegens omgevingstemperatuur.
De levensduur van de frequentieomvormer wordt
verkort als er geen rekening wordt gehouden met
reductie wegens omgevingstemperatuur.
1 + 2 zijn alleen leverbaar voor eenheden met remchopper. Voor de aansluiting van de DC-tussenkring (loadsharing) kan connector 1 apart worden besteld (bestelnummer 130B1064).
Tabel 5.3 Beschikbare onderdelen in accessoiretassen
In de accessoiretas voor de FC 102 zonder STO-functie wordt een 8-polige connector meegeleverd.
130BD389.11
A2
B3B3
A2
a
b
130BA419.10
130BA219.11
1
Mechanische installatieDesign Guide
5.1.4 Mechanische bevestiging
Alle behuizingstypen zijn geschikt voor zij-aan-zijinstallatie, tenzij een IP 21/IP 4X/Type 1-behuizingsset wordt
gebruikt (zie hoofdstuk 3.1 Opties en accessoires.
Zij-aan-zijmontage
De IP 20-behuizingen A en B kunnen naast elkaar worden
geïnstalleerd tussen enige tussenruimte, maar de montagevolgorde is wel belangrijk. Afbeelding 5.1 laat zien hoe de
frames correct worden gemonteerd.
Voor optimale koelomstandigheden moet de lucht boven
en onder de frequentieomvormer vrij kunnen circuleren.
Zie Tabel 5.4.
55
Afbeelding 5.1 Correcte zij-aan-zij-installatie
Als de IP 21-behuizingsset wordt gebruikt voor
behuizingstype A2 of A3, moet er tussen de frequentieomvormers een vrije ruimte zijn van minimaal 50 mm.
Afbeelding 5.2 Vrije ruimte
BehuizingstypeA2/A3/A4/A5/B1
a [mm]100200225
b [mm]100200225
Tabel 5.4 Vrije ruimte voor de diverse behuizingstypen
B2/B3/B4/C1
/C3
1.Boor gaten overeenkomstig de vermelde
afmetingen.
2.Gebruik schroeven die geschikt zijn voor het
oppervlak waarop u de frequentieomvormer wilt
bevestigen. Haal de vier schroeven weer aan.
Wanneer de behuizingstypen A4, A5, B1, B2, C1 en C2 op
een niet-massieve achterwand worden bevestigd, moet de
frequentieomvormer worden voorzien van achterwand '1'
wegens onvoldoende koelluchtstroming over het
koellichaam.
BehuizingIP20IP21IP55IP66
A2**-A3**-A4/A5--22
B1-*2,22,2
55
Afbeelding 5.4 Juiste montage met rails
Item Beschrijving
1Achterwand
Tabel 5.5 Legenda bij Afbeelding 5.4
B2-*2,22,2
B3*--B42--C1-*2,22,2
C2-*2,22,2
C32--C42--* = geen schroeven om aan te halen
- = bestaat niet
Tabel 5.6 Aanhaalmoment voor afdekkingen (Nm)
Afbeelding 5.5 Montage op een niet-massieve
achterwand
Externe installatie
5.1.5
Voor externe installatie worden de IP 21/IP 4X boven/Type
1-sets of IP 54/55-eenheden aanbevolen.
Kabels algemeen
Alle kabels moeten voldoen aan de nationale en lokale voorschriften ten aanzien van kabeldoorsneden en omgevingstemperatuur. Koperen (75 °C) geleiders worden aanbevolen.
Aluminium geleiders
De klemmen kunnen worden gebruikt met aluminium geleiders, maar hiervoor moet het geleideroppervlak schoon zijn,
oxidatie worden verwijderd en het oppervlak worden afgedicht met neutrale zuurvrije vaseline voordat de geleider wordt
aangesloten.
Bovendien moet de klemschroef na twee dagen opnieuw worden aangedraaid vanwege de zachtheid van het aluminium.
Het is van cruciaal belang om de aansluiting gasdicht te houden, omdat het aluminium oppervlak anders weer oxideert.
66
Behuizingstype
A21.1-2.21,1-4-
A33-3,75.5-7.5A41.1-2.21,1-4
A51.1-3.71.1-7.5B15,5-1111-18-Kabels voor net, remweerstand, loadsharing en motor1,8
B21522-3011-30Kabels voor net, remweerstand en loadsharing4,5
B35,5-1111-18-Kabels voor net, remweerstand, loadsharing en motor1,8
B415-1822-37-Kabels voor net, remweerstand, loadsharing en motor4,5
C118-3037-55-Kabels voor net, remweerstand en loadsharing10
C237-4575-9037-90Kabels voor net en motor14 (tot 95 mm²)
C322-3045-55-Kabels voor net, remweerstand, loadsharing en motor10
C437-4575-90-Kabels voor net en motor14 (tot 95 mm²)
200-240 V
[kW]
380-480 V
[kW]
525-690 V
[kW]
Kabel voorAanhaalmoment [Nm]
Relais0.5-0.6
Aarde2-3
Motorkabels4,5
Relais0.5-0.6
Aarde2-3
Relais0.5-0.6
Aarde2-3
Relais0.5-0.6
Aarde2-3
Motorkabels10
Relais0.5-0.6
Aarde2-3
24 (boven 95 mm²)
Kabels voor loadsharing en rem14
Relais0.5-0.6
Aarde2-3
Relais0.5-0.6
Aarde2-3
24 (boven 95 mm²)
Kabels voor loadsharing en rem14
Relais0.5-0.6
Aarde2-3
6.1.2 Uitbreekpoorten voor extra kabels
verwijderen
De netvoeding is aangesloten op de netschakelaar als deze
aanwezig is.
1.Verwijder de kabelingang uit de frequentieomvormer (voorkom dat bij het verwijderen van de
uitbreekpoort vreemde elementen in de frequentieomvormer vallen).
2.De kabeldoorvoer moet worden ondersteund
rondom de te verwijderen uitbreekpoort.
3.De uitbreekpoort kan nu worden verwijderd met
behulp van een stevige drevel en een hamer.
4.Verwijder bramen uit het gat.
Afbeelding 6.1 Netvoeding
5.Monteer de kabelingang op de frequentieom-
66
6.1.3
vormer.
Netvoeding voor behuizingstype A1, A2 en A3:
Netvoeding en aarding
LET OP
De stekkerconnector voor de voeding kan worden
gebruikt voor frequentieomvormers tot 7,5 kW.
1.Plaats de twee schroeven in de ontkoppelingsplaat, schuif deze op zijn plaats en haal de
schroeven aan.
2.Zorg ervoor dat de frequentieomvormer goed
geaard is. Sluit aan op de aardverbinding (klem
95). Gebruik de schroef uit de accessoiretas.
3.Sluit de stekkerconnectoren 91 (L1), 92 (L2), 93
(L3) uit de accessoiretas aan op de klemmen die
gelabeld zijn als MAINS onder aan de frequentieomvormer.
4.Sluit de netvoedingsdraden aan op de netstekkerconnector.
5.Ondersteun de kabel met de bijgesloten
steunbeugels.
Afbeelding 6.2 De montageplaat bevestigen
LET OP
Controleer of de netspanning overeenkomt met de
netspanning op het typeplaatje.
VOORZICHTIG
IT-net
Sluit 400 V-frequentieomvormers met RFI-filters niet aan
op een netvoeding met een spanning van meer dan
440 V tussen fase en aarde.
VOORZICHTIG
De dwarsdoorsnede van de aardkabel moet minstens 10
mm² bedragen of bestaan uit 2 nominale netdraden die
afzonderlijk zijn afgesloten conform EN 50178.
Afbeelding 6.6 Aansluiting op net en aarding zonder netschakelaar
66
Afbeelding 6.3 De aardkabel vastzetten
Afbeelding 6.4 De netstekker monteren en de bedrading
vastzetten
Afbeelding 6.7 Aansluiting op net en aarding met netschakelaar
Wanneer gebruik wordt gemaakt van een netschakelaar
(behuizingstype A4/A5), moet de aardverbinding worden
gemonteerd aan de linkerkant van de frequentieomvormer.
Afbeelding 6.8 Netvoeding voor behuizingstype B1 en B2 (IP
21/NEMA type 1 en IP 55/66/NEMA type 12)
De frequentieomvormer is getest met een bepaalde
kabellengte en een bepaalde kabeldoorsnede. Als de
doorsnede toeneemt, kan ook de kabelcapaciteit – en
daarmee de lekstroom – toenemen en moet de
kabellengte dienovereenkomstig verminderd worden.
Houd de motorkabel zo kort mogelijk om interferentie en
lekstromen te beperken.
Schakelfrequentie
Als frequentieomvormers in combinatie met sinusfilters
worden gebruikt om de akoestische ruis van een motor te
Afbeelding 6.13 Netvoeding voor behuizingstype C4 (IP 20)
beperken, moet de schakelfrequentie worden ingesteld
overeenkomstig de instructies voor sinusfilters in
14-01 Schakelfrequentie.
De netvoedingskabels zijn meestal niet-afgeschermde
kabels.
1.Bevestig de ontkoppelingsplaat aan de bodem
66
van de frequentieomvormer met de schroeven en
Motoraansluiting
6.1.4
sluitringen uit de accessoiretas.
2.Bevestig de motorkabel aan de klemmen 96 (U),
LET OP
Gebruik afgeschermde/gewapende kabels om te voldoen
aan de EMC-emissienormen. Zie hoofdstuk 2.9.2 EMC-testresultaten voor meer informatie.
97 (V), 98 (W).
3.Bevestig aan de aardverbinding (klem 99) op de
ontkoppelingsplaat met de schroeven uit de
accessoiretas.
4.Sluit de stekkerconnectoren 96 (U), 97 (V), 98 (W)
Zie hoofdstuk 9 Algemene specificaties en problemenverhelpen voor de juiste dwarsdoorsnede en lengte van de
motorkabel.
Kabelafscherming:
Vermijd montage met een afscherming met gedraaide
uiteinden (pigtails). Dit kan het afschermende effect bij
hoge frequenties verstoren. Als het noodzakelijk is de
afscherming te onderbreken om een motorisolator of
motorrelais te installeren, moet de afscherming worden
voortgezet met de laagst mogelijke HF-impedantie.
Sluit de afscherming van de motorkabel aan op de ontkoppelingsplaat van de frequentieomvormer en de metalen
Alle typen driefasige asynchrone standaardmotoren
kunnen op de frequentieomvormer worden aangesloten.
Kleine motoren worden gewoonlijk in ster geschakeld
(230/400 V, Y). Grote motoren zijn gewoonlijk in driehoekschakeling geschakeld (400/690 V, Δ). Kijk op het
motortypeplaatje voor de juiste aansluitmodus en
spanning.
(tot 7,5 kW) en de motorkabel aan op de
klemmen gelabeld MOTOR.
5.Bevestig de afgeschermde kabel aan de ontkoppelingsplaat met de schroeven en sluitringen uit
de accessoiretas.
behuizing van de motor.
Gebruik voor aansluitingen op de afscherming een zo
groot mogelijk oppervlak (kabelklem). Dit kan worden
gedaan met behulp van de bijgeleverde installatiemiddelen in de frequentieomvormer.
Als het noodzakelijk is om de afscherming te splitsen om
een motorisolator of motorrelais te installeren, moet de
afscherming worden voortgezet met de laagst mogelijke
HF-impedantie.
Procedure
1.Verwijder een deel van de buitenste kabelisolatie.
2.Plaats de gestripte draad onder de kabelklem om
een mechanische bevestiging en elektrisch
contact tussen de kabelafscherming en aarde te
verkrijgen.
3.Sluit de aardkabel aan op de dichtstbijzijnde
aardklem overeenkomstig de aardingsinstructies.
4.Sluit de 3-fasige motorkabel aan op klem 96 (U),
97 (V) en 98 (W); zie Afbeelding 6.14.
5.Haal de klemmen aan overeenkomstig de
informatie in hoofdstuk 6.1.1 Koppel.
Afbeelding 6.18 Motoraansluiting voor behuizingstype C1 en
C2 (IP 21/NEMA type 1 en IP 55/66/NEMA type 12)
Klem
96 97 98 99
nr.
UVW
1)
Motorspanning 0-100% van
PE
netspanning.
3 draden uit motor
U1 V1 W1
W2 U2 V26 draden uit motor
U1 V1 W1
Driehoekschakeling
1)
PE
1)
Sterschakeling U2, V2, W2
PE
U2, V2 en W2 moeten afzonderlijk
onderling worden verbonden.
Tabel 6.2 Klembeschrijvingen
1) Aardverbinding (veiligheidsaarde)
66
Afbeelding 6.20 Ster- en driehoekschakelingen
LET OP
Bij motoren zonder fase-isolatiemateriaal of andere
versterkte isolatie die geschikt is voor gebruik met een
frequentieomvormer, moet een sinusfilter worden
aangebracht op de uitgang van de frequentieomvormer
Kabelinvoergaten
Het aangegeven gebruik van de gaten is enkel een
aanbeveling; andere oplossingen zijn ook mogelijk.
Ongebruikte kabelinvoergaten kunnen worden afgedicht
met doorvoerrubbers (voor IP 21).
* Tolerantie ± 0,2 mm
Afbeelding 6.19 Motoraansluiting voor behuizingstype
C3 en C4