MAKING MODERN LIVING POSSIBLE
Design Guide
VLT® HVAC Drive FC 102
1,1-90 kW
www.danfoss.com/drives
Innehåll |
Design Guide |
|
|
Innehåll
1 Så här använder du Design Guide |
6 |
2 Introduktion till VLT® HVAC Frekvensomformare |
11 |
2.1 Säkerhet |
11 |
2.2 CE-märkning |
12 |
2.3 Luftfuktighet |
13 |
2.4 Aggressiva miljöer |
13 |
2.5 Vibrationer och stötar |
14 |
2.6 Säkert vridmoment av |
14 |
2.7 Fördelar |
20 |
2.8 Styrstrukturer |
35 |
2.9 Allmänt om EMC |
45 |
2.10 Galvanisk isolation (PELV) |
50 |
2.11 Läckström till jord |
51 |
2.12 Bromsfunktion |
52 |
2.13 Extrema driftförhållanden |
54 |
3 Val |
57 |
3.1 Tillval och tillbehör |
57 |
3.1.1 Montering av tillvalsmoduler i öppning B |
57 |
3.1.2 Generell I/O-kortmodul MCB 101 |
58 |
3.1.3 Digitala ingångar – Plint X30/1-4 |
59 |
3.1.4 Analoga spänningsingångar – Plint X30/10-12 |
59 |
3.1.5 Digitala utgångar – Plint X30/5-7 |
59 |
3.1.6 Analoga utgångar – plint X30/5+8 |
59 |
3.1.7 Relätillval MCB 105 |
60 |
3.1.8 24 V-reservtillval MCB 107 (Tillval D) |
62 |
3.1.9 Analogt I/O-tillval MCB 109 |
63 |
3.1.10 PTC-termistorkort MCB 112 |
65 |
3.1.11 Givaringångstillval, MCB 114 |
67 |
3.1.11.1 Beställningsnummer och levererade delar |
67 |
3.1.11.2 Elektriska och mekaniska specifikationer |
67 |
3.1.11.3 Elektrisk kabeldragning |
68 |
3.1.12 Fjärrmonteringssats för LCP |
68 |
3.1.13 IP21/IP41/TYPE 1 Kapslingssats |
69 |
3.1.14 IP21/typ 1-kapslingssats |
69 |
3.1.15 Utgångsfilter |
71 |
4 Så här beställer du |
72 |
4.1 Beställningsformulär |
72 |
MG11BC07 |
Danfoss A/S © Rev. 06/2014 Med ensamrätt. |
1 |
Innehåll |
Design Guide |
|
|
4.2 Beställningsnummer |
74 |
5 Mekanisk installation |
84 |
5.1 Mekanisk installation |
84 |
5.1.1 Säkerhetskrav för mekaniska installationer |
84 |
5.1.2 Dimensioner |
85 |
5.1.3 Tillbehörspåsar |
87 |
5.1.4 Mekanisk montering |
88 |
5.1.5 Öppet montage |
89 |
6 Elinstallation |
90 |
6.1 Anslutningar – kapslingtyp A, B och C |
90 |
6.1.1 Moment |
90 |
6.1.2 Upptagning av hål för extrakablar |
91 |
6.1.3 Anslutningar till nät och jord |
91 |
6.1.4 Motoranslutning |
93 |
6.1.5 Reläanslutning |
100 |
6.2 Säkringar och maximalbrytare |
101 |
6.2.1 Säkringar |
101 |
6.2.2 Rekommendationer |
101 |
6.2.3 CE-överensstämmelse |
101 |
6.2.4 Säkringstabeller |
102 |
6.3 Frånskiljare och kontaktorer |
110 |
6.4 Ytterligare motorinformation |
111 |
6.4.1 Motorkabel |
111 |
6.4.2 Termiskt motorskydd |
111 |
6.4.3 Parallellkoppling av motorer |
111 |
6.4.4 Motorns rotationsriktning |
113 |
6.4.5 Motorisolering |
113 |
6.4.6 Lagerströmmar i motorn |
114 |
6.5 Styrkablar och -plintar |
114 |
6.5.1 Åtkomst till styrplintarna |
114 |
6.5.2 Styrkabelframdragning |
115 |
6.5.3 Styrplintar |
116 |
6.5.4 Brytare S201, S202 och S801 |
116 |
6.5.5 Elinstallation, Styrplintar |
117 |
6.5.6 Exempel på grundinkoppling |
117 |
6.5.7 Elinstallation, styrkablar |
118 |
6.5.8 Reläutgång |
119 |
6.6 Ytterligare anslutningar |
120 |
6.6.1 DC-bussanslutning |
120 |
2 |
Danfoss A/S © Rev. 06/2014 Med ensamrätt. |
MG11BC07 |
Innehåll |
Design Guide |
|
|
6.6.2 Lastdelning |
120 |
6.6.3 Installation av bromskabel |
120 |
6.6.4 Ansluta en PC till frekvensomformaren |
120 |
6.6.5 PC-programvara |
121 |
6.6.6 MCT 31 |
121 |
6.7 Säkerhet |
121 |
6.7.1 Test för hög spänning |
121 |
6.7.2 Jordning |
121 |
6.7.3 Skyddsjordanslutning |
121 |
6.7.4 ADN-korrekt installation |
122 |
6.8 EMC-korrekt installation |
122 |
6.8.1 Elektrisk installation – EMC-riktlinjer |
122 |
6.8.2 Användning av EMC-korrekta kablar |
124 |
6.8.3 Jordning av skärmade styrkablar |
125 |
6.8.4 RFI-switch |
125 |
6.9 Jordfelsbrytare |
126 |
6.10 Slutgiltiga inställningar och testning |
126 |
7 Tillämpningsexempel |
128 |
7.1 Tillämpningsexempel |
128 |
7.1.1 Start/stopp |
128 |
7.1.2 Pulsstart/-stopp |
128 |
7.1.3 Potentiometerreferens |
129 |
7.1.4 Automatisk motoranpassning(AMA) |
129 |
7.1.5 Smart Logic Control |
129 |
7.1.6 Smart Logic Control-programmering |
129 |
7.1.7 Exempel på SLC-tillämpning |
131 |
7.1.8 Kaskadregulator |
133 |
7.1.9 Pumpinkoppling vid huvudpumpsväxling |
134 |
7.1.10 Systemets status och drift |
134 |
7.1.11 Elschema för pump med variabelt varvtal |
134 |
7.1.12 Kabeldiagram för huvudpumpsväxling |
135 |
7.1.13 Elschema för kaskadregulator |
136 |
7.1.14 Start-/stoppvillkor |
136 |
8 Installation och inställning av |
137 |
8.1 Installation och inställning av |
137 |
8.2 FCprotokollöversikt |
139 |
8.3 Nätverkskonfiguration |
139 |
8.4 Grundstrukturen för meddelanden inomFCprotokoll |
139 |
8.4.1 Innehållet i ett tecken (en byte) |
139 |
MG11BC07 |
Danfoss A/S © Rev. 06/2014 Med ensamrätt. |
3 |
Innehåll |
Design Guide |
|
|
8.4.2 Telegramstruktur |
139 |
8.4.3 Telegramlängd (LGE) |
140 |
8.4.4 Frekvensomformarens adress (ADR) |
140 |
8.4.5 Datakontrollbyte (BCC) |
140 |
8.4.6 Datafältet |
141 |
8.4.7 PKE-fältet |
142 |
8.4.8 Parameternummer (PNU) |
142 |
8.4.9 Index (IND) |
142 |
8.4.10 Parametervärde (PWE) |
142 |
8.4.11 Datatyper som stöds av frekvensomformaren |
143 |
8.4.12 Konvertering |
143 |
8.4.13 Processord (PCD) |
143 |
8.5 Exempel |
144 |
8.5.1 Skriva ett parametervärde |
144 |
8.5.2 Läsa ett parametervärde |
144 |
8.6 Översikt över Modbus RTU |
144 |
8.6.1 Antaganden |
144 |
8.6.2 Vad användaren redan bör känna till |
144 |
8.6.3 Översikt över Modbus RTU |
144 |
8.6.4 Frekvensomformare med Modbus RTU |
145 |
8.7 Nätverkskonfiguration |
145 |
8.8 Meddelandeformat för Modbus RTU-meddelanden |
145 |
8.8.1 Frekvensomformare med Modbus RTU |
145 |
8.8.2 Meddelandestruktur för Modbus RTU |
146 |
8.8.3 Start-/stoppfält |
146 |
8.8.4 Adressfält |
146 |
8.8.5 Funktionsfält |
146 |
8.8.6 Datafält |
146 |
8.8.7 Fältet CRC-kontroll |
147 |
8.8.8 Adressering av spolregister |
147 |
8.8.9 Styra frekvensomformaren |
148 |
8.8.10 Funktionskoder som stöds av Modbus RTU |
148 |
8.8.11 Modbus--undantagskoder |
149 |
8.9 Åtkomst till parametrar |
149 |
8.9.1 Parameterhantering |
149 |
8.9.2 Datalagring |
149 |
8.9.3 IND |
149 |
8.9.4 Textblock |
149 |
8.9.5 Konverteringsfaktor |
149 |
8.9.6 Parametervärden |
150 |
4 |
Danfoss A/S © Rev. 06/2014 Med ensamrätt. |
MG11BC07 |
Innehåll |
Design Guide |
|
|
8.10 Exempel |
150 |
8.10.1 Läs spolstatus (01 HEX) |
150 |
8.10.2 Tvinga/skriv enskild spole (05 HEX) |
150 |
8.10.3 Tvinga/skriv flera spolar (0F HEX) |
151 |
8.10.4 Läs inforegister (03 HEX) |
151 |
8.10.5 Förinställt enskilt register (06 HEX) |
152 |
8.10.6 Flera förinställda register (10 HEX) |
152 |
8.11 Danfoss FC Styrprofil |
153 |
8.11.1 Styrord enligt FC-profilen (8-10 Styrprofil = FC-frekvensomformarprofilen) |
153 |
8.11.2 Statusord enligt FC-profil (STW) (8-10 Styrprofil = FC-profil) |
154 |
8.11.3 Varvtalsreferens för buss |
155 |
9 Allmänna specifikationer och felsökning |
156 |
9.1 Nätströmstabeller |
156 |
9.2 Allmänna specifikationer |
165 |
9.3 Verkningsgrad |
170 |
9.4 Ljudnivå |
171 |
9.5 Toppspänning på motorn |
171 |
9.6 Speciella förhållanden |
175 |
9.6.1 Syfte med nedstämpling |
175 |
9.6.2 Nedstämpling för omgivningstemperaturer |
175 |
9.6.3 Nedstämpling för omgivningstemperatur, |
|
kapslingstyp A |
175 |
9.6.4 Nedstämpling för omgivningstemperaturer, kapslingstyp B |
176 |
9.6.5 Nedstämpling för omgivningstemperatur, |
|
kapslingstyp C |
178 |
9.6.6 Automatisk anpassning för att säkerställa prestanda |
179 |
9.6.7 Nedstämpling för lågt lufttryck |
179 |
9.6.8 Nedstämpling för drift vid lågt varvtal |
180 |
9.7 Felsökning |
180 |
9.7.1 Larmord |
185 |
9.7.2 Varningsord |
186 |
9.7.3 Utökade statusord |
187 |
Index |
195 |
MG11BC07 |
Danfoss A/S © Rev. 06/2014 Med ensamrätt. |
5 |
Så här använder du Design G... Design Guide
1 |
1 |
1 Så här använder du Design Guide |
|
|
VLT® HVAC Frekvensomformare
FC 102-serien
Denna handbok gäller för alla VLT® HVAC Frekvensomformare-frekven- somformare med programversion 3.9x.
Det aktuella programversionsnumret kan avläsas från
15-43 Programversion.
Tabell 1.1 Programversion
Denna publikation innehåller information som tillhör Danfoss. Genom att använda och godkänna denna handbok medger användaren att informationen endast får användas för utrustning från Danfoss eller utrustning från andra leverantörer under förutsättning att sådan utrustning är avsedd för kommunikation med Danfoss-utrustning via en seriell kommunikationslänk. Denna publikation skyddas av upphovsrättslagar i Danmark och de flesta andra länder.
Danfoss garanterar inte att en programvara som utvecklats i enlighet med riktlinjerna i denna handbok kommer att fungera i alla fysiska miljöer eller maskinoch programvarumiljöer.
Även om Danfoss har testat och granskat dokumentationen i denna handbok lämnar Danfoss varken explicit eller implicit några garantier för dokumentationen, vilket även omfattar dokumentationens kvalitet, prestanda och lämplighet för särskilda syften.
Danfoss kan inte under några omständigheter hållas ansvarigt för direkta, indirekta, särskilda eller oavsiktliga skador som härrör från användning av, eller bristande förmåga att använda, informationen i denna handbok, även om Danfoss rådfrågats om huruvida det är möjligt med sådana skador. Danfoss kan framför allt inte hållas ansvariga för några kostnader, inklusive men inte begränsat till sådana som uppstått som ett resultat av utebliven vinst eller intäkt, skador på eller förlust av utrustning, förlust av datorprogram, förlust av data, kostnader för att ersätta dessa och skadeståndskrav från tredje part.
Danfoss förbehåller sig rätten att revidera denna publikation när som helst och att göra ändringar i innehållet utan föregående meddelande eller förpliktelse att meddela tidigare eller nuvarande ägare om sådana revideringar eller ändringar.
•Design Guide innehåller all teknisk information om frekvensomformaren, kunddesign och tillämpningar.
•Programmeringshandboken innehåller information om programmering och fullständiga parameterbeskrivningar.
•Tillämpningsnotering, Temperaturnedstämplingshandbok.
•Handboken för konfigureringsverktyget MCT 10 hjälper användaren att konfigurera frekvensomformaren från en Windows™-baserad miljö.
•Danfoss VLT® Energy Box-programvaran på www.danfoss.com/BusinessAreas/DrivesSolutions och välj PC Software Download (hämta programvara).
•Handbok för VLT® HVAC Frekvensomformare BACnet.
•Handbok VLT® HVAC Frekvensomformare Metasys.
•Handbok för VLT® HVAC Frekvensomformare FLN.
Teknisk dokumentation för Danfoss finns också tillgänglig hos lokala Danfoss-återförsäljare eller online på: www.danfoss.com/BusinessAreas/DrivesSolutions/Documentations/Technical+Documentation.htm
6 |
Danfoss A/S © Rev. 06/2014 Med ensamrätt. |
MG11BC07 |
Så här använder du Design G... |
Design Guide |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Växelström |
AC |
||||
|
|
|
|
|
|
|
American Wire Gauge |
AWG |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ampere/AMP |
A |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Automatisk motoranpassning |
AMA |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Strömbegränsning |
ILIM |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Grader Celsius |
°C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Likström |
DC |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Beror på frekvensomformaren |
D-TYP |
|
|
|
|
|
Tabell 1.2 |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
Elektromagnetisk kompatibilitet |
EMC |
|
|
|
|
||||
Frekvensomformaren uppfyller kraven i UL508C. Mer |
|
Elektronisk-termiskt relä |
ETR |
|
|
|
|
|||||
|
Frekvensomformare |
FC |
|
|
|
|
||||||
information finns i kapitel 6.4.2 Termiskt motorskydd. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
Gram |
g |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Följande symboler används i det här dokumentet. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
Hertz |
Hz |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
Hästkraft |
hk |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
VARNING |
|
|
|
|
Kilohertz |
kHz |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Lokal manöverpanel |
LCP |
|
|
|
|
Indikerar en potentiellt farlig situation som kan leda till |
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
Meter |
m |
|
|
|
|
||||||
dödsfall eller allvarliga personskador. |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
Millihenry-induktans |
mH |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Milliampere |
mA |
|
|
|
|
|
FÖRSIKTIGT |
|
|
|
Millisekund |
ms |
|
|
|
|
||
Indikerar en potentiellt farlig situation som kan leda till |
|
Minut |
min |
|
|
|
|
|||||
mindre eller måttliga personskador. Symbolen kan också |
|
Rörelsekontrollverktyg |
MCT |
|
|
|
|
|||||
användas för att uppmärksamma tillvägagångssätt som |
|
Nanofarad |
nF |
|
|
|
|
|||||
inte är säkra. |
|
|
Newtonmeter |
Nm |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
Nominell motorström |
IM,N |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
OBS! |
|
|
|
Nominell motorfrekvens |
fM,N |
|
|
|
|
||
Indikerar viktig information, inklusive situationer som |
|
Nominell motoreffekt |
PM,N |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
Nominell motorspänning |
UM,N |
|
|
|
|
||||||
kan leda till skador på utrustning eller egendom. |
|
|
|
|
|
|||||||
|
Permanentmagnetmotor |
PM-motor |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
Protective Extra Low Voltage |
PELV |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Kretskort |
PCB |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Nominell växelriktarutström |
IINV |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Varv per minut |
varv/minut |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Regenerativa plintar |
Regen |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Sekund |
s |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Synkront motorvarvtal |
ns |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Momentgräns |
TLIM |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Volt |
V |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Den maximala utströmmen |
IVLT,MAX |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Den nominella utströmmen från frekvensom- |
IVLT,N |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
formaren |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Tabell 1.3 Förkortningar |
|
|
|
|
|
MG11BC07 |
Danfoss A/S © Rev. 06/2014 Med ensamrätt. |
7 |
Så här använder du Design G... |
Design Guide |
|
|
1 1 1.1.1 Definitioner
Frekvensomformare:
IVLT,MAX
Den maximala utströmmen.
IVLT,N
Den nominella utströmmen från frekvensomformaren.
UVLT, MAX
Den maximala utspänningen.
Ingång:
Startmoment
Bild 1.1 Startmoment
ηVLT
Styrkommando |
Grupp 1 |
Återställning, |
Starta och stoppa den |
|
Utrullningsstopp, |
anslutna motorn med |
|
återställning och utrull- |
LCP eller de digitala |
|
ningsstopp, Snabbstopp, |
ingångarna. |
|
likströmsbroms, Stopp och |
Funktionerna är |
|
"Av"-knappen. |
uppdelade i två grupper: |
Grupp 2 |
Start, Pulsstart, Reversering, |
Funktionerna i grupp 1 |
|
Startreversering, Jogg och |
har högre prioritet än de |
|
frys utfrekvens |
i grupp 2. |
|
|
Tabell 1.4 Funktionsgrupper |
|
Motor:
fJOG
Motorfrekvensen när jogg-funktionen är aktiverad (via digitala plintar).
fM
Motorfrekvensen.
fMAX
Frekvensomformarens verkningsgrad definieras som förhållandet mellan utgående och ingående effekt.
Inaktivera start-kommando
Ett stoppkommando som tillhör grupp 1 styrkommandon, se Tabell 1.4.
Stoppkommando
Se Styrkommandon.
Referenser:
Analog referens
En signal som skickas till de analoga ingångarna 53 eller 54, kan vara volt eller ström.
Bussreferens
En signal överförd till seriell kommunikationsport (FCporten).
Förinställd referens
En förinställd referens som har ett värde mellan -100 % och +100 % av referensområdet. Val mellan 8 förinställda referenser via de digitala plintarna.
Den maximala motorfrekvensen.
fMIN
Den minimala motorfrekvensen.
fM,N
Den nominella motorfrekvensen (märkskyltsdata).
IM
Motorströmmen.
IM,N
Den nominella motorströmmen (märkskyltsdata).
nM,N
Det nominella motorvarvtalet (märkskyltsdata).
PM,N
Den nominella motoreffekten (märkskyltsdata).
TM,N
Det nominella momentet (motor).
UM
Den momentana motorspänningen.
UM,N
Den nominella motorspänningen (märkskyltsdata).
Pulsreferens
En pulsfrekvenssignal överförd till de digitala ingångarna (plint 29 eller 33).
RefMAX
Avgör sambandet mellan referensinsignalen på 100 % fullskalsvärde (normalt 10 V, 20 mA) och resulterande referens. Maximireferensvärdet som angetts i 3-03 Maximireferens.
RefMIN
Avgör sambandet mellan referensingången på 0 % värde (normalt 0 V, 0 mA, 4 mA) och resulterande referens. Minimalt referensvärde anges i 3-02 Minimireferens
Övrigt:
Avancerad vektorstyrning Analoga ingångar
De analoga ingångarna används för att styra olika funktioner i frekvensomformaren.
Det finns 2 typer av analoga ingångar: Strömingång, 0-20 mA och 4-20 mA Spänningsingång, 0-10 V DC.
8 |
Danfoss A/S © Rev. 06/2014 Med ensamrätt. |
MG11BC07 |
Så här använder du Design G... |
Design Guide |
|
|
Analoga utgångar
De analoga utgångarna kan leverera en signal på 0-20 mA, 4-20 mA eller en digital signal.
Automatisk motoranpassning, AMA
AMA-algoritmen beräknar de elektriska parametrarna för den anslutna motorn när motorn är stoppad.
Bromsmotstånd
Bromsmotståndet är en modul som kan absorbera bromseffekten som genereras vid regenerativ bromsning. Denna regenerativa bromseffekt höjer mellankretsspänningen. En bromschopper ser till att effekten avsätts i bromsmotståndet.
CT-kurva
CT-kurvor (egenskaper för konstant moment) används för kylkompressorer av skruvoch spiraltyp.
Digitala ingångar
De digitala ingångarna kan användas för att styra olika funktioner i frekvensomformaren.
Digitala utgångar
Frekvensomformaren har två halvledarutgångar som kan ge en 24 V DC (max. 40 mA).
DSP
Digital Signal Processor (digital signalprocessor).
Reläutgångar
Frekvensomformaren har 2 programmerbara reläutgångar.
ETR
Elektronisk-termiskt relä är en beräkning av termisk belastning baserad på aktuell belastning och tid. Dess syfte är att göra en uppskattning av motortemperaturen.
GLCP
Grafisk lokal manöverpanel (LCP102)
Initiering
Om initiering utförs (14-22 Driftläge) återställs frekvensomformarens programmerbara parametrar till fabriksinställningarna.
Intermittent driftcykel
Ett intermittent driftvärde avser en serie driftcykler. Varje cykel består av en period med och en period utan belastning. Driften kan vara endera periodisk eller ickeperiodisk.
LCP
Den lokala manöverpanelen (LCP) är ett komplett gränssnitt för styrning och programmering av frekvensomformaren. LCP är löstagbar och kan installeras upp till 3 meter från frekvensomformaren, t.ex. i en frontpanel med hjälp av monteringssatsen (tillval).
LCP finns tillgänglig i 2 versioner:
•Numerisk LCP101 (NLCP)
•Grafisk LCP102 (GLCP)
lsb |
1 1 |
Den minst betydelsefulla biten (least significant bit).
MCM
Betyder Mille Circular Mil; en amerikansk måttenhet för ledararea. 1 MCM ≡ 0,5067 mm2.
msb
Den mest betydelsefulla biten (most significant bit).
NLCP
Numerisk lokal manöverpanel LCP 101.
Online-/offlineparametrar
Ändringar av onlineparametrar aktiveras omedelbart efter det att datavärdet ändrats. Tryck [OK] om du vill aktivera ändringarna för offlineparametrar.
PID-regulator
PID-regulatorn upprätthåller önskat varvtal, tryck, temperatur osv. genom att justera utfrekvensen så att den matchar den varierande belastningen.
RCD
Jordfelsbrytare.
Meny
Spara parameterinställningarna i fyra menyer. Du kan byta mellan de 4 parameteruppsättningarna och även redigera en meny medan en annan är aktiv.
SFAVM
Switchmönster som kallas Stator Flux-orienterad Asynkron Vektor Modulering (14-00 Switchmönster).
Eftersläpningskompensation
Frekvensomformaren kompenserar eftersläpningen med ett frekvenstillskott som följer den uppmätta motorbelastningen vilket håller motorvarvtalet närmast konstant.
Smart Logic Control (SLC)
SLC är en serie användardefinierade åtgärder som genomförs när tillhörande användardefinierade händelser utvärderas som sanna av SLC.
Termistor
Ett temperaturberoende motstånd som placeras där temperaturen ska övervakas (frekvensomformare eller motor).
Tripp
Ett tillstånd som uppstår vid felsituationer, exempelvis när frekvensomformaren utsätts för överhettning eller när frekvensomformaren skyddar motorn, processen eller mekanismen. Omstart förhindras tills orsaken till felet har försvunnit och trippläget annulleras genom återställning eller, i vissa fall, programmeras för automatisk återställning. Tripp får inte användas för personlig säkerhet.
MG11BC07 |
Danfoss A/S © Rev. 06/2014 Med ensamrätt. |
9 |
|
|
|
Så här använder du Design G... |
Design Guide |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
1 |
|
Tripp låst |
|
|
|
|
Ett läge som uppstår vid felsituationer när frekvensom- |
|
|
|
|
||
|
|
|
formaren skyddar sig själv, och som kräver fysiska ingrepp, |
|
|
|
|
exempelvis om frekvensomformaren utsatts för |
|
|
|
|
kortslutning vid utgången. En fastlåst tripp kan annulleras |
|
|
|
|
genom att slå av nätspänningen, eliminera felorsaken och |
|
|
|
|
ansluta frekvensomformaren på nytt. Omstart förhindras |
|
|
|
|
tills trippläget annulleras genom återställning eller, i vissa |
|
|
|
|
fall, genom programmerad automatisk återställning. |
|
|
|
|
Tripplås får inte användas för personlig säkerhet. |
VT-kurva
Variabel momentkurva. Används för pumpar och fläktar.
VVCplus
Jämfört med styrning av standardspänning-/frekvensför- hållande ger Voltage Vector Control (VVCplus) bättre dynamik och stabilitet vid ändringar i både varvtalsreferens och belastningsmoment.
60° AVM
Switchmönster som kallas 60° Asynkron Vektormodulering (se 14-00 Switchmönster).
1.1.2 Effektfaktor
Effektfaktorn är förhållandet mellan I1 och IRMS.
Effekt faktor =
3 × U × I1 × COSϕ
3 × U × IRMS
Effektfaktorn för 3-fasnät:
= |
I1 × cosϕ1 |
= |
I1 |
eftersom cosϕ1 = 1 |
IRMS |
IRMS |
Effektfaktorn indikerar till vilken grad frekvensomformaren belastar nätförsörjningen .
Ju lägre effektfaktor, desto högre IRMS vid samma kWeffekt.
IRMS = I21 + I25 + I27 + . . + I2n
Dessutom visar en hög effektfaktor att övertonsströmmarna är låga.
De likströmsspolar som är inbyggda i frekvensomformaren medför en hög effektfaktor, vilket minimerar belastningen på nätet.
10 |
Danfoss A/S © Rev. 06/2014 Med ensamrätt. |
MG11BC07 |
Introduktion till VLT® HVAC... |
Design Guide |
|
|
2 Introduktion till VLT® HVAC Frekvensomformare
2.1 Säkerhet
2.1.1 Säkerhetsmeddelande
VARNING
Frekvensomformaren är under livsfarlig spänning när den är ansluten till nätet. Felaktig installation av motorn, frekvensomformaren eller fältbussen kan orsaka materialskador, allvarliga personskador eller dödsfall. Följ därför anvisningarna i den här handboken samt övriga nationella och lokala säkerhetsföreskrifter.
Säkerhetsföreskrifter
1.Koppla från nätanslutningen till frekvensomformaren om reparationsarbete ska utföras. Kontrollera att nätförsörjningen är bruten och att den föreskrivna tiden har gått innan du kopplar ur motoroch nätkontakterna.
2.Knappen [Stop/Reset] på frekvensomformarens LCP bryter inte anslutningen till nätet och får därför inte användas som säkerhetsbrytare.
3.Se till att apparaten är korrekt ansluten till jord och att användaren är skyddad från nätspänningen. Motorn bör vara försedd med överbelastningsskydd i enlighet med gällande nationella och lokala bestämmelser.
4.Läckström till jord överstiger 3,5 mA.
5.Ställ in motorskydd i 1-90 Termiskt motorskydd. Om denna funktion önskas ska datavärdet [ETR trip] (standardvärde) eller datavärdet [ETR warning] anges i 1-90 Termiskt motorskydd. Obs! Funktionen initieras vid 1,16 x nominell motorström och nominell motorfrekvens. För den nordamerikanska marknaden gäller följande: ETRfunktionerna uppfyller överbelastningsskydd klass 20 för motorn i enlighet med NEC.
2 2
Installation på höga höjder
FÖRSIKTIGT
380–500 V, kapslingstyper A, B och C: Vid höjder över 2 km, kontakta Danfoss angående PELV.
525-690 V: Vid höjder över 2 km, kontakta Danfoss angående PELV.
VARNING
Varning för oavsiktlig start
1.Motorn kan stoppas med digitala kommandon, busskommandon, referenser eller lokalt stopp när frekvensomformaren är ansluten till nätspänningen. Om personsäkerheten kräver att oavsiktlig start inte får förekomma är dessa stoppfunktioner inte tillräckliga.
2.Under parameterprogrammering kan motorstart inträffa. Därför ska alltid knappen [Reset] vara aktiverad, Därefter kan data ändras.
3.En stoppad motor kan starta om det uppstår något fel i frekvensomformarens elektronik, eller om en tillfällig överbelastning, fel på nätet eller på motoranslutningen upphör.
VARNING
Det kan vara förenat med livsfara att röra vid utrustningens elektriska delar – även efter att nätspänningen har brutits.
Var samtidigt uppmärksam på att koppla från andra spänningsförsörjningar, t.ex. extern 24 V DC, lastdelning (sammankoppling av DC-mellankretsarna) samt motoranslutning vid kinetisk backup. Ytterligare säkerhetsriktlinjer finns i handboken.
6.Koppla inte ur någon kontakt till motorn eller nätförsörjningen när frekvensomformaren är ansluten till nätspänningen. Kontrollera att nätförsörjningen är bruten och att den föreskrivna tiden har gått innan du kopplar ur motoroch nätkontakterna.
7.Observera att frekvensomformaren har fler spänningsingångar än L1, L2 och L3 när lastdelning (koppling av DC-mellankrets) eller extern 24 V DC-försörjning har installerats. Kontrollera att alla spänningsingångar är frånkopplade och att nödvändig tid gått innan reparationsarbete påbörjas.
MG11BC07 |
Danfoss A/S © Rev. 06/2014 Med ensamrätt. |
11 |
Introduktion till VLT® HVAC... |
Design Guide |
|
|
2.1.2 Varning
2 2 VARNING
ns DC-busskondensatorer är spänningsförande även när strömmen har brutits. Se till att undvika risken för elektriska stötar genom att alltid koppla bort n från nätet innan underhållsarbetet. Vänta minst så länge som anges nedan innan service utförs på frekvensomformaren:
Spänning [V] |
Min. väntetid (minuter) |
|
|
4 |
15 |
200-240 |
1,1-3,7 kW |
5,5-45 kW |
|
|
|
380-480 |
1,1-7,5 kW |
11-90 kW |
|
|
|
525-600 |
1,1-7,5 kW |
11-90 kW |
|
|
|
525-690 |
|
11 - 90 kW |
|
|
|
Tänk på att DC-bussen kan vara högspänningsförande även när lysdioderna är släckta.
Tabell 2.1 Urladdningstid
2.1.3 Instruktion för avfallshantering
Utrustning som innehåller elektriska komponenter får inte hanteras på samma sätt som hushållsavfall.
Det måste samlas ihop separat med elektriskt och elektroniskt avfall i enlighet med lokalt gällande lagstiftning.
2.2 CE-märkning
2.2.1CE-överensstämmelse och CEmärkning
Vad är CE-överensstämmelse och CE-märkning?
Syftet med CE-märkning är att undvika tekniska handelshinder inom EFTA och EU. EU har introducerat CEmärkning som ett enkelt sätt att visa att en produkt uppfyller aktuella EU-direktiv. CE-märket säger ingenting om produktspecifikationer eller kvalitet. Frekvensomformare regleras av tre EU-direktiv:
Maskindirektivet (2006/42/EC)
Frekvensomformare som har en integrerad säkerhetsfunktion omfattas numera av maskindirektivet. Danfoss CEmärker enligt direktivet och utfärdar på begäran en försäkran om överensstämmelse med direktivet. Frekvensomformare som saknar säkerhetsfunktion omfattas inte av maskindirektivet. Emellertid kan en frekvensomformare utgöra en del av en maskin, och därför förklarar vi nedan vilka säkerhetsbestämmelser som gäller för frekvensomformaren.
Lågspänningsdirektivet (2006/95/EC)
Frekvensomformare ska CE-märkas enligt lågspänningsdirektivet från 1 januari 1997. Direktivet omfattar all elektrisk utrustning och apparatur avsedd för 50–1 000 V växelström och 75–1 500 V likström. Danfoss CE-märkning enligt direktivet och utfärdande av en försäkran om överensstämmelse med direktivet på begäran.
EMC-direktivet (2004/108/EC)
EMC står för elektromagnetisk kompatibilitet. Med elektromagnetisk kompatibilitet menas att ömsesidiga elektromagnetiska störningar mellan olika komponenter och apparater inte påverkar apparaternas funktion. EMC-direktivet trädde i kraft den 1 januari 1996. Danfoss CE-märkning enligt direktivet och utfärdande av en försäkran om överensstämmelse med direktivet på begäran. Följ anvisningarna i Design Guide för att utföra en EMC-korrekt installation. Danfoss specificerar dessutom vilka normer som våra olika produkter uppfyller. Danfoss kan leverera de filter som anges i specifikationerna och hjälper dig även på andra sätt att uppnå bästa möjliga EMC-resultat.
I de allra flesta fall används frekvensomformaren av fackfolk som en komplex komponent i ett större system eller en omfattande anläggning. Det bör därför påpekas att ansvaret för de slutliga EMC-egenskaperna i apparaten, systemet eller anläggningen vilar på installatören.
2.2.2 Omfattning
I EU-dokumentet "Riktlinjer för tillämpning av direktiv 2004/108/EC" beskrivs tre vanliga situationer där frekvensomformare används.
1.Frekvensomformaren säljs direkt till slutkund. För den typen av användning måste frekvensomformaren vara CE-märkt i enlighet med EMCdirektiven.
2.Frekvensomformaren säljs som en del av ett system. Det marknadsförs som komplett system, det vill säga ett luftkonditioneringssystem. Det kompletta systemet måste CE-märkas enligt EMCdirektivet. Tillverkaren av systemet kan uppfylla kraven för CE-märkning enligt EMC-direktivet genom att EMC-testa systemet. Systemets komponenter behöver inte vara CE-märkta.
3.Frekvensomformaren säljs för installation i en anläggning. Det kan vara en produktionseller en värme-/ventilationsanläggning konstruerad och installerad av yrkesfolk. Frekvensomformaren måste CE-märkas enligt EMC-direktivet. Den färdiga anläggningen behöver inte CE-märkas. Men anläggningen måste uppfylla de grundläggande kraven i direktivet. Detta säkerställs genom att de komponenter, apparater och system som används är CE-märkta enligt EMC-direktivet.
12 |
Danfoss A/S © Rev. 06/2014 Med ensamrätt. |
MG11BC07 |
Introduktion till VLT® HVAC... |
Design Guide |
|
|
2.2.3Danfoss frekvensomformare och CEmärkning
Syftet med CE-märkningen är att underlätta handeln inom EU och EFTA.
CE-märkning kan dock omfatta många olika specifikationer. Kontrollera exakt vad en viss CE-märkning omfattar.
De specifikationer som omfattas kan vara mycket olika och en CE-märkning kan därför inge installatören en falsk säkerhetskänsla när han använder en frekvensomformare som en komponent i ett system eller i en apparat.
Danfoss CE-märker frekvensomformarna i enlighet med lågspänningsdirektivet. Det innebär att om frekvensomformaren installeras korrekt kan Danfoss garantera att den uppfyller lågspänningsdirektivet.Danfoss utfärdar en försäkran om överensstämmelse som bekräftar vår CEmärkning i enlighet med lågspänningsdirektivet.
CE-märkningen gäller också EMC-direktivet under förutsättning att handbokens instruktioner för EMC-korrekt installation och filtrering följts. På dessa grunder utfärdar vi en försäkran om överensstämmelse med EMC-direktivet.
I Design Guide finns utförliga instruktioner om hur du utför en EMC-korrekt installation. Danfossspecificerar dessutom vilka våra olika produkterna uppfyller.
Danfoss hjälper till på olika sätt för att hjälpa dig få bästa möjliga EMC-resultat.
2.2.4 Uppfyller EMC-direktivet 2004/108/EG
Som nämnts används frekvensomformaren i de flesta fall av fackfolk som en komplex komponent i ett större system eller en omfattande anläggning. Observera att installatören har ansvaret för de slutliga EMC-egenskaperna i apparaten, systemet eller anläggningen. Som en hjälp till installatören har Danfoss sammanställt riktlinjer för EMC-korrekt installation av detta drivsystem. De standarder och testnivåer som anges för drivsystem uppfylls under förutsättning att anvisningarna för EMC-korrekt installation följs, se .
2.3 Luftfuktighet
Frekvensomformaren är konstruerad i överensstämmelse med standarden IEC/EN 60068-2-3 standard, EN 50178 pkt. 9.4.2.2 vid 50 °C.
2.4 Aggressiva miljöer
En frekvensomformare innehåller ett stort antal mekaniska
och elektroniska komponenter. De är alla mer eller mindre 2 2 känsliga för miljöpåverkan.
FÖRSIKTIGT
Frekvensomformaren ska inte installeras i omgivningar med luftburen fukt, partiklar eller gaser som kan påverka eller skada de elektriska komponenterna. Om lämpliga skyddsåtgärder inte vidtas ökar risken för driftstopp, vilket reducerar frekvensomformarens livslängd.
Skyddsklass enligt IEC 60529
Funktionen "säkert vridmoment av" får endast installeras och användas i apparatskåp med skyddsgrad IP54 eller högre (eller motsvarande omgivning). Detta är för att undvika ledarfel och kortslutningar mellan plintar, anslutningar, kort och säkerhetsrelaterade kretsar orsakade av främmande föremål.
Vätskor kan överföras via luften och fällas ut eller kondensera i frekvensomformaren och kan därigenom orsaka korrosion på komponenter och metalldelar. Ånga, olja och saltvatten kan orsaka korrosion på komponenter och metalldelar. I sådana driftmiljöer bör utrustning med kapslingsklass IP 54/55 användas. Som ett extra skydd går det att beställa ytbehandlade kretskort som tillvalsalternativ.
Luftburna partiklar, exempelvis damm, kan orsaka både mekaniska och elektriska fel och överhettning i frekvensomformaren. Ett typiskt tecken på allt för höga halter av luftburna partiklar är nedsmutsning av området kring frekvensomformarens kylfläkt. I mycket dammiga miljöer rekommenderas utrustning med kapslingsklass IP 54/55 eller skåp för IP 00/IP 20/TYPE 1-utrustning.
Om hög temperatur och luftfuktighet förekommer i driftmiljön kommer korrosiva gaser som svavel-, kväveoch klorföreningar att orsaka kemiska reaktioner på frekvensomformarens komponenter.
Dessa reaktioner leder snabbt till driftstörningar och skador. I sådana korrosiva driftmiljöer monteras utrustningen i apparatskåp försedda med friskluftsventilation, så att de aggressiva gaserna hålls borta från frekvensomformaren.
Det går att beställa ytbehandlade kretskort som tillvalsalternativ för extra skydd i sådana miljöer.
MG11BC07 |
Danfoss A/S © Rev. 06/2014 Med ensamrätt. |
13 |
Introduktion till VLT® HVAC... |
Design Guide |
|
|
OBS!
Om frekvensomformaren installeras i en aggressiv miljö 2 2 ökar risken för driftstopp samtidigt som livslängden för
frekvensomformaren reduceras avsevärt.
Innan frekvensomformaren installeras bör den omgivande luften kontrolleras beträffande fukt, partiklar och gaser. Detta görs genom kontroll av befintliga installationer i den aktuella miljön. Typiska tecken på luftburna vätskor är vatten eller olja på metalldelar eller korrosionsskador på metalldelar.
Höga dammhalter hittas ofta i apparatskåp och i existerande elektriska installationer. Ett tecken på aggressiva luftburna gaser är svärtade kopparskenor och kabeländar på befintliga installationer.
D- och E-kapslingar har ett bakkanalstillval i rostfritt stål som ger ytterligare skydd i aggressiva miljöer. Lämplig ventilering krävs fortfarande för frekvensomformarens interna komponenter. Kontakta Danfoss för ytterligare information.
2.5 Vibrationer och stötar
Frekvensomformaren är testad enligt ett förfarande som bygger på följande standarder:
•IEC/SS-EN 60068-2-6: Sinusvibration – 1970
•IEC/SS-EN 60068-2-64: Bredbandig brusvibration
Frekvensomformaren uppfyller de krav som gäller för enheter monterade på vägg eller golv, samt i panel fast monterad på vägg eller golv, i industrilokaler.
2.6 Säkert vridmoment av
FC 102 kan utföra säkerhetsfunktionen Säkert vridmoment av (enligt SS-EN IEC 61800-5-21) eller Stoppkategori 0 (enligt SS-EN 60204-12).
Innan Säkert vridmoment av installeras och används i en installation ska en noggrann riskanalys genomföras för att avgöra om funktionaliteten och säkerhetskategorin för Säkert vridmoment av är tillräckligt. Den är konstruerad och godkänd enligt kraven i:
•Kategori 3 i SS-EN ISO 13849-1
•Prestandanivå "d" i SS-EN ISO 13849-1:2008
•SIL 2 kapacitet i IEC 61508 och SS-EN 61800-5-2
•SILCL 2 i SS-EN 62061
1)Se SS-EN IEC 61800-5-2 för mer information om funktionen Säkert vridmoment av (STO).
2)Se SS-EN IEC 60204-1 för mer information om stoppkategori 0 och 1.
Aktivering och avslutning av säkert vridmoment av
Funktionen Säkert vridmoment av (STO) aktiveras genom att ta bort spänningen till plint 37 på säkerhetsväxelriktaren. Genom att ansluta säkerhetsväxelriktaren till en extern säkerhetsenhet för att erhålla en säker fördröjning kan man skapa en installation som uppfyller Säkert vridmoment av, kategori 1. Funktionen Säkert vridmoment av FC 102 kan användas för asynkronmotorer, synkronmotorer och permanentmagnetmotorer. Se exempel i kapitel 2.6.1 Plint 37 – säkert vridmoment av-funktion.
VARNING
Efter installationen av Säkert vridmoment av (STO) måste ett idrifttagningstest utföras. Testet specificeras i avsnittet Idrifttagningstest av Säkert vridmoment av. Ett godkänt idrifttagningstest är obligatoriskt efter första installationen och efter varje ändring av säkerhetsinstallationen.
Säkert vridmoment av – tekniska data
Följande värden tillhör olika typer av säkerhetsnivåer:
Reaktionstid för T37
-Maximal reaktionstid: 20 ms
Reaktionstid = fördröjning mellan avstängning av STOingångens strömförsörjning och avstängning av utgångsbrygga.
Data för SS-EN ISO 13849-1
•Prestandanivå "d"
•MTTFD (medeltid till farligt fel): 14000 år
•DC (diagnostisk täckning): 90 %
•Kategori 3
•Livstid 20 år
Data för SS-EN IEC 62061, SS-EN IEC 61508, SS-EN IEC 61800-5-2
•SIL 2 Kapacitet, SILCL 2
•PFH (sannolikheten för att ett farligt fel ska inträffa per timme) = 1E-10/h
•SFF (säkerhetsfelfaktor) > 99 %
•HFT (maskinvara, feltolerans) = 0 (1001-design)
•Livstid 20 år
Data för EN IEC 61508 lågt behov
•PFDavg för 1 års säkerhetstest: 1E-10
•PFDavg för 3 års säkerhetstest: 1E-10
•PFDavg för 5 års säkerhetstest: 1E-10 Inget underhåll av STO-funktionen behövs.
När det gäller säkerhetsåtgärder får endast personal med lämplig utbildning hantera och installera i slutna apparatskåp.
14 |
Danfoss A/S © Rev. 06/2014 Med ensamrätt. |
MG11BC07 |
Introduktion till VLT® HVAC... |
Design Guide |
|
|
SISTEMA data
Danfoss funktionella säkerhetsdata finns tillgängligt via ett databibliotek som används med beräkningsverktyget SSISTEMA från IFA (Institute for Occupational Safety and Health of the German Social Accident Insurance). Här finns också data för manuell beräkning. Biblioteket kompletteras och utökas kontinuerligt.
Förkort- |
Ref. |
Beskrivning |
ning |
|
|
|
|
|
Kat. |
SS-EN ISO |
Kategori, nivå ”B, 1-4” |
|
13849-1 |
|
|
|
|
FIT |
|
Fel vid tid: 1E-9 timmar |
|
|
|
HFT |
IEC 61508 |
Feltolerans för maskinvara: HTF = n |
|
|
innebär att n + 1 fel kan orsaka en |
|
|
förlust av säkerhetsfunktionen |
|
|
|
MTTFd |
SS-EN ISO |
Medeltid till farligt fel - farligt. Enhet: år |
|
13849-1 |
|
|
|
|
PFH |
IEC 61508 |
Sannolikheten för allvarliga fel per |
|
|
timme. Det här värdet bör övervägas |
|
|
om säkerhetsanordningen körs ofta (mer |
|
|
än en gång per år) eller i kontinuerligt |
|
|
läge där säkerhetsenhet används mer än |
|
|
en gång per år |
|
|
|
PFD |
IEC 61508 |
Genomsnittlig sannolikhet för fel vid |
|
|
behov, värde som används är för drift |
|
|
med låg belastning |
PL |
SS-EN ISO |
Diskret nivå används för att att ange i |
|
13849-1 |
vilken grad styrsystemets säkerhetsrela- |
|
|
terade delar kan utföra en |
|
|
säkerhetsfunktionen under förutsägbara |
|
|
förutsättningar. Nivå a-e |
SFF |
IEC 61508 |
Säkerhetsfelfaktor [%]; Procentandel av |
|
|
säkerhetsfel och allvarliga fel som |
|
|
registrerats för en säkerhetsfunktion |
|
|
eller ett undersystem relaterat till alla fel |
SIL |
IEC 61508 |
Safety Integrity Level |
STO |
SS-EN |
Säkert vridmoment av |
|
61800-5-2 |
|
SS1 |
SS-EN |
Säkerhetsstopp 1 |
|
61800-5-2 |
|
Tabell 2.2 Förkortningar för funktionell säkerhet
2.6.1Plint 37 – säkert vridmoment avfunktion
FC 102 finns tillgänglig med funktionen Säkert vridmoment |
2 |
2 |
|
av via styrplint 37. Säkert vridmoment av inaktiverar |
|
|
|
styrspänningen på effekthalvledarna i frekvensomfor- |
|
|
|
marens utgångssteg, som i sin tur förhindrar att den |
|
|
|
spänning som krävs för att rotera motorn genereras. När |
|
|
|
Säkert vridmoment av (T37) aktiveras utfärdar frekvensom- |
|
|
|
formaren ett larm, trippar enheten och utrullar motorn till |
|
|
|
stopp. Manuell omstart krävs. Funktionen Säkert |
|
|
|
vridmoment av kan användas för att stoppa frekvensom- |
|
|
|
formaren i nödsituationer. I normalt driftläge, när Säkert |
|
|
|
vridmoment av inte är nödvändigt, ska frekvensomfor- |
|
|
|
marens vanliga stoppfunktion användas i stället. När |
|
|
|
automatisk omstart används måste kraven i ISO 12100-2, |
|
|
|
paragraf 5.3.2.5, uppfyllas. |
|
|
|
Ansvarsåtaganden |
|
|
|
Det är användarens ansvar att säkerställa att personalen |
|
|
|
som installerar och använder funktionen "Säkert |
|
|
|
vridmoment av" gör följande: |
|
|
|
• |
Läser och förstår säkerhetsföreskrifterna rörande |
|
|
|
hälsa, säkerhet och olycksprevention. |
|
|
• |
Förstår de allmänna riktlinjer och säkerhetsråd |
|
|
|
som ges i denna beskrivning, liksom den mer |
|
|
|
utförliga beskrivningen i Design Guide. |
|
|
• |
Har god kännedom om de allmänna riktlinjer och |
|
|
|
säkerhetsråd som gäller den specifika tillämp- |
|
|
|
ningen. |
|
|
Standarder
För att Säkert vridmoment av på plint 37 ska få användas måste användaren uppfylla alla säkerhetsvillkor, inklusive relevanta lagar, regler och riktlinjer. Säkert vridmoment av uppfyller följande standarder:
IEC 60204-1: 2005, kategori 0 – okontrollerat stopp
IEC 61508: 1998 SIL2
IEC 61800-5-2: 2007 – säkert vridmoment av (STO) IEC 62061: 2005 SIL CL2
ISO 13849-1: 2006, kategori 3 PL d
ISO 14118: 2000 (SS-EN 1037) – förhindrande av oavsiktlig start
Informationen och instruktionerna i handboken räcker inte för korrekt och säker användning av funktionen Säkert vridmoment av. Informationen och anvisningarna i Design Guide måste följas.
MG11BC07 |
Danfoss A/S © Rev. 06/2014 Med ensamrätt. |
15 |
|
|
|
Introduktion till VLT® HVAC... |
Design Guide |
|
|
|
|
Skyddsåtgärder |
|
|
|
|
|
• |
Säkerhetssystem får bara installeras och tas i drift |
|
2 |
|
2 |
|||
|
|
av kvalificerad och kunnig personal. |
|||
|
|
|
|
||
|
|
|
• |
Enheten måste installeras i ett IP54-apparatskåp |
|
|
|
|
|
eller motsvarande miljö. Vid särskild tillämpning |
|
|
|
|
|
kan en högre IP-grad vara nödvändig |
|
|
|
|
• |
Kabeln mellan plint 37 och den externa |
|
|
|
|
|
säkerhetsenheten måste kortslutningsskyddas |
|
|
|
|
|
enligt ISO 13849-2, tabell D.4. |
|
|
|
|
• |
Om några externa krafter påverkar motoraxeln |
(till exempel upphängda laster) måste ytterligare åtgärder vidtas (till exempel en säkerhetshållbroms) för att eliminera risker.
Installation och konfiguration av Säkert vridmoment av
VARNING
FUNKTIONEN SÄKERT VRIDMOMENT AV!
Funktionen Säkert vridmoment av isolerar INTE nätspänningen till frekvensomformaren eller hjälpenheterna. Du får bara utföra arbete på frekvensomformarens eller motorns elektriska delar när nätspänningförsörjningen har isolerats och när du har väntat den tid som är angiven i avsnittet Säkerhet i denna handbok. Om du inte kopplar från nätspänningen från enheten och väntar angiven tid kan det leda till dödsolyckor eller allvarliga personskador.
•Vi rekommenderar inte att du stoppar frekvensomformaren med hjälp av funktionen Säkert moment. Om frekvensomformaren stoppas via den funktionen, trippar enheten och stannar genom utrullning. Om det inte är acceptabelt, på grund av att det exempelvis orsakar fara, måste frekvensomformaren och maskinenheterna stoppas med en lämpligt stoppmetod innan funktionen används. Beroende på tillämpning kan det vara nödvändigt med en mekanisk broms.
•Följande gäller för frekvensomformare med synkronmotorer och permanentmagnetmotorer i händelse av fel i flera IGBT-effekthalvledare: Trots att funktionen Säkert moment aktiveras kan frekvensomformarsystemet generera ett justeringsmoment som roterar motoraxeln som mest 180/p grader (där p anger motorns antal polpar).
•Denna funktion är lämplig vid mekaniskt arbete på frekvensomformarsystemet eller endast på berörda delar hos maskinen. Den ger inte elektrisk säkerhet. Funktionen ska inte användas som en styrning för att starta och/eller stoppa frekvensomformaren.
Du måste uppfylla följande krav för att installera frekvensomformaren på ett säkert sätt:
1.Ta bort bygelledningen mellan styrplint 37 och 12 eller 13. Det räcker inte att klippa eller bryta bygeln för att undvika kortslutning. (Se bygeln i
Bild 2.1.)
2.Anslut ett externt säkerhetsövervakningsrelä via en NO-säkerhetsfunktion (anvisningarna för säkerhetsenheten måste följas) till plint 37 (säkert vridmoment av) samt plint 12 eller 13 (24 V DC). Säkerhetsövervakningsreläet måste uppfylla kategori 3/PL “d” (ISO 13849-1) eller SIL 2 (SS-EN 62061).
<![if ! IE]><![endif]>130BA874.10
12/13 |
37 |
|
Bild 2.1 Bygel mellan plint 12/13 (24 V) och 37
FC |
|
|
<![if ! IE]> <![endif]>130BB967.10 |
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
12 |
|
|
|
|
|
1 |
37 |
|
4 |
2 |
Bild 2.2 Installation för att uppfylla en stoppkategori 0 (SS-EN 60204-1) med säkerhetskat. 3/PL "d" (ISO 13849-1) eller SIL 2 (SS-EN 62061).
1 |
Säkerhetsrelä (kat. 3, PL d eller SIL2) |
2 |
Nödstoppsknapp |
3 |
Återställningsknapp |
4 |
Kortslutningsskyddad kabel (för installation utanför IP54- |
|
apparatskåp) |
|
|
Tabell 2.3 Teckenförklaring till Bild 2.2
16 |
Danfoss A/S © Rev. 06/2014 Med ensamrätt. |
MG11BC07 |
Introduktion till VLT® HVAC... |
Design Guide |
Test för idrifttagning av säkert vridmoment av
Efter installationen, men före det första drifttillfället, måste du idrifttagningstesta den installation där Säkert vridmoment av används. Testet måste dessutom utföras varje gång installationen ändras.
Exempel med STO
Ett säkerhetsrelä utvärderar signaler från E-stoppknappen och utlöser en STO-funktion på frekvensomformaren om E- stoppknappen aktiveras (Se Bild 2.3). Denna säkerhetsfunktionen motsvarar ett kategori 0-stopp (okontrollerat stopp) i enlighet med IEC 60204-1. Om funktionen utlöses under drift stannar motorn på ett okontrollerat sätt. Strömförsörjningen till motorn stängs av på ett säkert sätt så att inga ytterligare rörelser är möjliga. Det är inte nödvändigt att övervaka anläggningen under ett stillestånd. Om en extern krafteffekt kan förväntas måste ytterligare åtgärder vidtas för att förhindra möjliga rörelser (t.ex. mekaniska bromsar).
OBS!
Det är viktigt att kortslutning i kablarna till T37 kan uteslutas för alla tillämpningar med säkert vridmoment av. Detta kan göras genom att använda skyddad kablar (skärmade eller separerade), vilket beskrivs i SS-EN ISO 13849-2 D4.
Exempel med SS1
SS1 motsvarar ett kontrollerat stopp, stoppkategori 1 i enlighet med IEC 60204-1 (se Bild 2.4). När säkerhetsfunktionen aktiveras utförs ett normalt och kontrollerat stopp. Detta kan aktiveras via plint 27. När säkerhetsfördröjningstiden i den externa säkerhetsmodulen har passerat utlöses STO och plint 37 sätts ned. Nedrampningen utförs enligt konfigurationen i frekvensomformaren. Om frekvensomformaren inte stoppar efter säkerhetsfördröjningstiden kommer aktiveringen av STO att utrulla frekvensomformaren.
OBS!
När SS1-funktionen används övervakas inte frekvensomformarens bromsramp av säkerhetsskäl.
Exempel med kategori 4/PL e-tillämpning
I fall där utformningen av säkerhetsstyrningssystemet kräver två kanaler för att STO-funktionen ska kunna uppnå kategori 4/PL e, måste en kanal implementeras av säkerhetsstopp T37 (STO) och den andra av en kontaktor. Den kan vara ansluten antingen i frekvensomformarens ingångseller utströmkrets och styrs av säkerhetsreläet (se Bild 2.5). Kontaktorn måste övervakas genom en extra handledd kontakt och anslutas till säkerhetsreläets återställningsingång.
Parallellkoppla ingången för Säkert vridmoment av med ett säkerhetsrelä
Säkert vridmoment av-ingångar T37 (STO) kan anslutas 2 2 direkt om det är nödvändigt för att styra flera frekvensom-
formare från samma styrlina via ett säkerhetsrelä (se
Bild 2.6). Att koppla ihop ingångar ökar risken för fel i den osäkra riktningen eftersom ett fel i en frekvensomformare kan orsaka att alla frekvensomformare aktiveras. Felrisken i T37 är emellertid så låg att den uppkomna sannolikheten fortfarande lever upp till kraven för SIL2.
FC |
<![if ! IE]> <![endif]>130BB968.10 |
|
3 |
|
12 |
|
1 |
37
2
Bild 2.3 STO, exempel
FC |
|
<![if ! IE]> <![endif]>130BB969.10 |
|
|
|
|
3 |
|
|
12 |
|
|
|
1 |
18 37
2
Bild 2.4 SS1, exempel
FC |
|
K1 |
3 |
<![if ! IE]> <![endif]>130BB970.10 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
12 |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
37 |
|
|
|
|
|
K1 |
|
|
|
K1 |
|
|
2 |
|
|
|
|
Bild 2.5 STO kategori 4, exempel
MG11BC07 |
Danfoss A/S © Rev. 06/2014 Med ensamrätt. |
17 |
|
|
|
Introduktion till VLT® HVAC... |
Design Guide |
||||||||||||
|
|
|
|
FC |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
<![if ! IE]> <![endif]>130BC001.10 |
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
3 |
|
||||||
2 |
|
2 |
|
|
12 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1
20
37
FC |
2 |
20
37
FC
20
37
Bild 2.6 Parallellkoppling av flera frekvensomformare, exempel
1Säkerhetsrelä
2Nödstoppsknapp
3Återställningsknapp
424 V DC
Tabell 2.4 Förklaring till Bild 2.3 till Bild 2.6
VARNING
Aktivering av Säkert vridmoment av (dvs. borttagning av 24 V DC-försörjningen till plint 37) ger inte någon elektrisk säkerhet. Funktionen Säkert vridmoment av är därför inte i sig själv tillräcklig för att implementera nödstoppsfunktionen enligt SS-EN 60204-1. Nödstoppsfunktionen kräver elektrisk isolering, t.ex. genom att nät stängs av via en extra kontaktor.
1.Aktivera funktionen Säkert vridmoment av genom att ta bort 24 V DC-spänningen på plint 37.
2.Efter aktiveringen av Säkert vridmoment av (dvs. efter svarstiden), utrullar frekvensomformaren (upphör att generera ett rotationsfält i motorn). Svarstiden är vanligen mindre än 10 ms för frekvensomformarens fullständiga prestandaområde.
Vi garanterar att frekvensomformaren inte börjar generera ett virvelfält igen på grund av ett internt fel (i överensstämmelse med kategori 3 PL d enligt SS-EN ISO 13849-1 och SIL 2 enligt SS-EN 62061). Efter aktivering av Säkert vridmoment av visas texten "Safe Torque Off activated" i frekvensomformarens display. Hjälptexten lyder: "Safe Torque Off has been activated" ("Säkert vridmoment av har aktiverats"). Detta innebär att Säkert vridmoment av har aktiverats eller att normal drift ännu inte återupptagits efter aktiveringen av Säkert vridmoment av.
OBS!
Kraven för kat. 3/PL "d" (ISO 13849-1) uppfylls bara om den 24 V DC-försörjning som ansluts till plint 37 hålls avstängd eller låg med en säkerhetsenhet som i sig själv uppfyller kat. 3/PL "d" (ISO 13849-1). Om motorn är utsatt för externa krafter, t.ex. på vertikalaxeln (upphängda laster), och om en oönskad rörelse, t.ex. orsakad av gravitation, utgör en fara får motorn inte köras utan att ytterligare fallskyddsåtgärder vidtas. T.ex. måste mekaniska bromsar installeras.
För att återuppta driften efter aktiveringen av Säkert vridmoment av måste först 24 V DC-spänningen åter läggas på plint 37 (texten "Safe Torque Off activated" visas fortfarande), varpå en återställningssignal måste skapas (via buss, digital I/O eller knappen [Reset] på växelriktaren).
Som standard är funktionen Säkert vridmoment av inställd på oavsiktligt omstartsskydd. För att Säkert vridmoment av ska kunna avslutas och normal drift återupptas måste först 24 V DC kopplas tillbaka på plint 37. Sedan måste en återställningssignal skickas (via buss, digital I/O eller knappen [Reset]).
Funktionen Säkert vridmoment av kan ställas in på automatisk omstart genom att ändra värdet på 5-19 Plint 37 Säkerhetsstopp från standardvärdet [1] till [3]. Om tillvalet MCB 112 är anslutet till frekvensomformaren ställs automatisk omstart in med värdena [7] och [8]. Automatisk omstart betyder att Säkert vridmoment av avslutas och normal drift återupptas så snart som 24 V DC kopplas tillbaka på plint 37. Ingen återställningssignal krävs.
VARNING
Automatisk omstart får endast användas i någon av följande två situationer:
1.Skydd mot oavsiktlig omstart implementeras av andra delar av installationen av Säkert vridmoment av.
2.Närvaro i den farliga zonen kan fysiskt undvikas när Säkert vridmoment av är aktiverat. Särskilt paragraferna 5.3.2.5 i ISO 12100-2 2003 måste följas.
18 |
Danfoss A/S © Rev. 06/2014 Med ensamrätt. |
MG11BC07 |
Introduktion till VLT® HVAC... |
Design Guide |
2.6.2Installation av extern säkerhetsenhet i kombination med MCB 112
Om den Ex-certifierade termistormodulen MCB 112, som använder plint 37 som sin säkerhetsrelaterade avbrottskanal, är ansluten, måste utgången X44/12 på MCB 112 vara AND med den säkerhetsrelaterade sensorn (t. ex. en nödstoppsknapp, säkerhetsbrytare, etc.) som aktiverar Säkert vridmoment av. Detta betyder att utgången till Säkert vridmoment av-plinten 37 bara är HÖG (24 V) om både signalen från MCB 112-utgången X44/12 och signalen från den säkerhetsrelaterade givaren är HÖG. Om åtminstone en av de två signalerna är LÅG måste utgången till Plint 37 också vara LÅG. Säkerhetsenheten och AND-logiken i sig själva måste överensstämma med IEC 61508, SIL 2. Anslutningen från utgången på säkerhetsenheten och den säkra AND-logiken till Säkert vridmoment av-plinten 37 måste vara kortslutningsskyddad. Se Bild 2.7.
|
|
|
<![if ! IE]> <![endif]>67.11 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Hazardous |
|
NonHazardous Area |
<![if ! IE]> <![endif]>130BA9 |
|
|
Area
PTC Thermistor Card
|
|
|
|
|
MCB112 |
|
|
|||
X44/ |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 101112 |
|
PTC |
|
|
|
Digital Input |
|
|
||||
|
|
|
e.g. Par 5-15 |
|
|
|||||
Sensor |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12 13 18 19 27 29 32 33 20 37 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
DI |
DI |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Safe Stop |
Par. 5-19 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Terminal 37 Safe Stop |
|
|
|
|
|
Safety Device |
||||
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
SIL 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Safe AND Input |
||||
|
|
|
|
|
<![if ! IE]> <![endif]>Safe Input |
|
|
Safe Output |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Manual Restart |
|
Bild 2.7 Bild som visar viktiga aspekter vid installation av en kombination av en Säkert vridmoment av-tillämpning och en MCB 112-tillämpning. Diagrammet visar en återstartsingång för den externa säkerhetsenheten. Det betyder att i denna installation kan 5-19 Plint 37 Säkerhetsstopp vara inställd på [7] PTC 1 och relä W eller [8] [8] PTC 1 och relä A/W. Mer information finns i Handboken för MCB 112.
Parameterinställningar för extern säkerhetsenhet i |
|
kombination med MCB112 |
|
Om MCB 112 är ansluten blir fler val möjliga ([4] PTC 1 |
2 2 |
Larm till [9] PTC 1 och relä W/A) för 5-19 Plint 37 |
Säkerhetsstopp. Alternativen [1] Larm, säk.stopp och [3] Varn., säk.stopp är fortfarande tillgängliga men ska inte användas eftersom de är till för installationer utan MCB 112 eller externa säkerhetsenheter. Om [1] Larm, säk.stopp eller [3] Varn., säk.stopp väljs av misstag och MCB 112 utlöses kommer frekvensomformaren att reagera med larmet "Dangerous Failure [A72]" och frekvensomformaren utrullar säkert, utan automatisk omstart. Val [4] PTC 1 Larm och [5] PTC 1 Varning ska inte väljas om en extern säkerhetsenhet används. Dessa val ska enbart användas när MCB 112 använder Säkert vridmoment av. Om [4] PTC 1 Larm eller [5] PTC 1 Varning har valts av misstag och den externa säkerhetsenheten aktiverar Säkert vridmoment av, kommer frekvensomformaren att visa larmet "Dangerous Failure [A72]" och frekvensomformaren utrullas säkert, utan automatisk omstart.
Alternativen [6] PTC 1 & relä A till [9] PTC 1 och relä W/A måste väljas för kombinationen av extern säkerhetsenhet och MCB 112.
OBS!
Observera att val [7] PTC 1 och relä W och [8] PTC 1 och relä A/W öppnar upp för automatisk omstart när den externa säkerhetsenheten inaktiveras igen.
Detta är bara tillåtet i följande situationer:
•Skydd mot oavsiktlig omstart implementeras via andra delar av Säkert vridmoment av-installa- tionen.
•Närvaro i den farliga zonen kan fysiskt undvikas när Säkert vridmoment av är aktiverat. Särskilt paragraferna 5.3.2.5 i ISO 12100-2 2003 måste följas.
Mer information finns i Handboken för MCB 112.
MG11BC07 |
Danfoss A/S © Rev. 06/2014 Med ensamrätt. |
19 |
Introduktion till VLT® HVAC... |
Design Guide |
|
|
2.6.3 Test för idrifttagning av säkert vridmoment av
2 2 Efter installationen, men före det första drifttillfället, måste ett test för idrifttagning göras av en installation eller tillämpning som använder Säkert vridmoment av.
Utför dessutom testet efter varje ändring av installationen eller tillämpningen där Säkert vridmoment av ingår.
OBS!
Ett godkänt idrifttagningstest är obligatoriskt efter första installationen och efter varje ändring av säkerhetsinstallationen.
Idrifttagningstest (välj fall 1 eller 2 efter behov):
Fall 1: Återstartskydd för Säkert vridmoment av krävs (dvs. Säkert vridmoment av endast när 5-19 Plint 37 Säkerhetsstopp är inställd på standardvärde [1], eller kombinerat Säkert vridmoment av och MCB112 där
5-19 Plint 37 Säkerhetsstopp är inställd på [6] eller [9]):
1.1Ta bort 24 V DC-spänningen från plint 37 med hjälp av avbrottsenheten medan motorn drivs av FC 102 (nätspänningen skall inte brytas). Testresultatet är godkänt om motorn reagerar med en utrullning och den mekaniska bromsen (om sådan finns) aktiveras, och om en LCP är monterad visas larmet "Safe Torque Off [A68]".
1.2Skicka en återställningssignal (via buss, digital I/O eller knappen [Reset]). Testresultatet är godkänt om motorn förblir i läget Säkert vridmoment av och om den mekaniska bromsen (om sådan finns) förblir aktiverad.
1.3Återanslut 24 V DC till plint 37. Testresultatet är godkänt om motorn förblir i utrullningsläget och om den mekaniska bromsen (om sådan finns) förblir aktiverad.
1.4Skicka en återställningssignal (via buss, digital I/O eller knappen [Reset]). Testresultatet är godkänt om motordriften återupptas.
Resultatet av idrifttagningstestet är godkänt om alla fyra teststeg, 1.1, 1.2, 1.3 och 1.4, är godkända.
Fall 2: Automatisk omstart av Säkert vridmoment av är önskvärt och tillåtet (dvs. endast Säkert vridmoment av där 5-19 Plint 37 Säkerhetsstopp är inställd på [3], eller en kombination av Säkert vridmoment av och MCB112 där 5-19 Plint 37 Säkerhetsstopp är inställd på [7] eller [8]):
2.1Ta bort 24 V DCspänningen från plint 37 med hjälp av avbrottsenheten medan motorn drivs av FC 102 (nätspänningen skall inte brytas). Testresultatet är godkänt om motorn reagerar med en utrullning och den mekaniska bromsen (om sådan finns) aktiveras, och om en LCP är monterad visas varningen "Safe Torque Off [W68]".
2.2Återanslut 24 V DC till plint 37.
Testresultatet är godkänt om motordriften återupptas. Resultatet av idrifttagningstestet är godkänt om både teststeg 2.1 och 2.2 är godkända.
OBS!
Observera varningen om omstartsbeteende i kapitel 2.6.1 Plint 37 – säkert vridmoment av-funktion
2.7 Fördelar
2.7.1Varför använda frekvensomformare för varvtalsreglering av fläktar och pumpar?
Frekvensomformaren utnyttjar det faktum att centrifugalfläktar och -pumpar följer proportionalitetskurvorna för centrifugalfläktar och -pumpar. Mer information finns i texten och bilden Proportionalitetskurvor.
2.7.2Den största fördelen – minskad energiförbrukning
Energibesparing är fördelen med att använda en frekvensomformare för varvtalsreglering av fläktar och pumpar.
I jämförelse med andra tillgängliga tekniker och system för varvtalsreglering av fläktar och pumpar är metoden med frekvensomformare den optimala ur energisynpunkt.
20 |
Danfoss A/S © Rev. 06/2014 Med ensamrätt. |
MG11BC07 |
Introduktion till VLT® HVAC... |
Design Guide |
|
|
Bild 2.8 Fläktkurvorna (A, B och C) för reducerade fläktvolymer
Bild 2.9 När en frekvensomformare används för att minska fläktkapaciteten till 60 % kan energibesparingar på mer än 50 % uppnås i vanliga tillämpningar
2.7.3 Exempel på energibesparingar
Som bilden visar (proportionalitetskurvorna), regleras flödet |
|
2 |
|
2 |
||
genom att varvtalet ändras. Genom att reducera varvtalet |
|
|
||||
med 20 % av det nominella varvtalet reduceras flödet med |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|||
motsvarande 20 %. Detta visar att flödet är linjärt i |
|
|
|
|
||
förhållande till varvtalet. Den elektriska energiförbruk- |
|
|
|
|
||
ningen minskar däremot med 50 %. |
|
|
|
|
||
Om vi t.ex. tänker oss en anläggning där 100 % flöde |
|
|
|
|
||
behövs endast några få dagar om året och där det räcker |
|
|
|
|
||
med mindre än 80 % flöde under resten av året, kan man |
|
|
|
|
||
uppnå en minskning av energiåtgången på mer än 50 %. |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
Proportionalitetslagarna |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Bild 2.10 beskriver varvtalets inflytande på flödet, trycket och |
|
|
|
|
||
effektförbrukningen. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Q = Flöde |
P = Effekt |
|
|
|
|
|
Q1 = Nominellt flöde |
P1 |
= Nominell effekt |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Q2 = Reducerat flöde |
P2 |
= Reducerad effekt |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H = Tryck |
n = Varvtalsreglering |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H1 = Nominellt tryck |
n1 |
= Nominellt varvtal |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H2 = Reducerat tryck |
n2 |
= Reducerat varvtal |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Tabell 2.5 Förkortningar som används i ekvationen
Bild 2.10 Varvtalets påverkan på flöde, tryck och effektförbrukning
Flöde : Q1 = n1
Q2 n2
Tryck : H1 = n1 2
H2 n2
Effekt : P1 = n1 3
P2 n2
MG11BC07 |
Danfoss A/S © Rev. 06/2014 Med ensamrätt. |
21 |
Introduktion till VLT® HVAC... Design Guide
|
|
|
2.7.4 Jämförelse av energibesparingar |
|
|
|
|
2 |
|
2 |
Danfoss frekvensomformarlösning ger kraftiga besparingar |
|
jämfört med traditionella energisparlösningar. Detta beror |
||
|
|
|
på att frekvensomformaren kan styra fläkthastigheten |
|
|
|
|
|
|
|
enligt systemets termiska belastning och det faktum att |
|
|
|
VLT har en inbyggd funktion som tillåter att frekvensom- |
|
|
|
formaren kan fungera som ett BMS (Building Management |
|
|
|
System). |
|
|
|
Bild 2.12 illustrerar normala energibesparingar som kan |
|
|
|
uppnås med hjälp av tre välkända lösningar, när |
|
|
|
fläktvolymen reduceras till exempelvis 60 %. |
|
|
|
Bild 2.12 visar att besparingar på 50 % kan uppnås i |
|
|
|
vanliga tillämpningar. |
|
|
|
<![if ! IE]> <![endif]>130BA782.10 |
Discharge damper
Less energy savings
Maximum energy savings
IGV
Costlier installation
Bild 2.11 Tre vanliga energisbesparingssystem
Bild 2.12 Utblåsdämpare reducerar effektförbrukningen något. Inlet Guide Vans ger en reducering på 40 % men är dyra att installera. Danfoss-frekvensomformarlösning minskar energiförbrukningen med mer än 50 % och är lätt att installera.
2.7.5Exempel med varierande flöde under 1 år
Exemplet nedan är beräknat på pumpegenskaper hämtade från ett pumpdatablad.
Resultatet visar energibesparingar på mer än 50 % vid den antagna flödesfördelningen över ett år. Återbetalningstiden för investeringen är beroende av kWh-priset och frekvensomformarens inköpspris. I detta exempel är den kortare än ett år jämfört med ventiler och konstant varvtal.
Flödesfördelning över 1 år
Paxel=Paxel-ut
[h] |
t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
<![if ! IE]> <![endif]>175HA210.11 |
||
2000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1500 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
500 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Q |
100 |
200 |
300 |
400 |
[m3 /h] |
Tabell 2.6 Energibesparingar
22 |
Danfoss A/S © Rev. 06/2014 Med ensamrätt. |
MG11BC07 |
Introduktion till VLT® HVAC... |
Design Guide |
|
|
2 2
Bild 2.13 Exempel med varierande flöde
m3/h |
|
Fördelning |
|
Ventilreglering |
Frekvensomformarreglering |
|||
|
% |
|
Timmar |
Effekt |
|
Förbrukning |
Effekt |
Förbrukning |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
A1-B1 |
|
kWh |
A1-C1 |
kWh |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
350 |
5 |
|
438 |
42,5 |
|
18,615 |
42,5 |
18,615 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
300 |
15 |
|
1314 |
38,5 |
|
50,589 |
29,0 |
38,106 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
250 |
20 |
|
1752 |
35,0 |
|
61,320 |
18,5 |
32,412 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
200 |
20 |
|
1752 |
31,5 |
|
55,188 |
11,5 |
20,148 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
150 |
20 |
|
1752 |
28,0 |
|
49,056 |
6,5 |
11,388 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
100 |
20 |
|
1752 |
23,0 |
|
40,296 |
3,5 |
6,132 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Σ |
100 |
|
8760 |
|
|
275,064 |
|
26,801 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Tabell 2.7 Förbrukning
2.7.6 Bättre kontroll
Med frekvensomformare fås en bättre reglering av flöde eller tryck i en anläggning.
En frekvensomformare kan ändra fläktens eller pumpens varvtal, vilket möjliggör steglös reglering av flöde och tryck. Dessutom kan du med frekvensomformaren mycket snabbt anpassa fläktens eller pumpens varvtal till förändrade flödeseller tryckbehov i systemet.
Enkel processreglering (flöde, nivå eller tryck) med hjälp av den inbyggda PID-regleringen.
2.7.7 Cos φ-kompensation
Vanligtvis har VLT® HVAC Frekvensomformare cos φ = 1 och fungerar som faskompensering för motorns cos φ. Därför behöver du inte ta hänsyn till motorns cos φ när du beräknar faskompenseringen i anläggningen.
MG11BC07 |
Danfoss A/S © Rev. 06/2014 Med ensamrätt. |
23 |
Introduktion till VLT® HVAC... |
Design Guide |
|
|
2.7.8Stjärn-/deltastart eller mjukstartare krävs inte
2 2 För start av relativt stora motorer är det i många länder nödvändigt att använda startutrustning som begränsar startströmmen. I traditionella system används normalt stjärn/delta-startare eller mjukstartare. Denna typ av motorstartare behövs inte när frekvensomformare används.
Som Bild 2.14 visar förbrukar frekvensomformaren inte högre ström än den nominella strömmen.
<![endif]>% Full load current
800 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
700 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
600 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
500 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
400 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
300 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
200 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
100 |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
12,5 |
25 |
37,5 |
50Hz |
Full load & speed
<![endif]>175HA227.10
Bild 2.14 En frekvensomformare förbrukar inte mer än märkströmmen
1 VLT® HVAC Frekvensomformare
2Stjärn-/deltastartare
3Mjukstartare
4Direktstart på nätet
Tabell 2.8 Teckenförklaring till Bild 2.14
2.7.9Att använda en frekvensomformare sparar pengar
Exemplet på nästa sida visar att du kan spara mycket utrustning på att använda en frekvensomformare. Det går att beräkna installationskostnaden för de två olika anläggningarna. I exemplet på följande sida, kan de två anläggningarna upprättas till ungefär samma kostnad.
24 |
Danfoss A/S © Rev. 06/2014 Med ensamrätt. |
MG11BC07 |
Introduktion till VLT® HVAC... Design Guide
2.7.10 Utan frekvensomformare
|
|
|
|
|
|
|
2 |
2 |
|
D.D.C. |
= |
Direkt digitalstyrning |
C.T.S. |
= |
Energihanteringsystem |
||||
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V.A.V. |
= |
Variabel luftvolym |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Givare P |
= |
Tryck |
Givare T |
= |
Temperatur |
|
|
|
Tabell 2.9 Förkortningar som används i Bild 2.15 och Bild 2.16
Bild 2.15 Traditionellt fläktsystem
MG11BC07 |
Danfoss A/S © Rev. 06/2014 Med ensamrätt. |
25 |
Introduktion till VLT® HVAC... |
Design Guide |
|
|
2.7.11 Med frekvensomformare
2 2
Bild 2.16 Fläktsystem som styrs av frekvensomformare.
2.7.12 Tillämpningsexempel
På de följande sidorna finner du några typiska exempel på HVAC-tillämpningar.
Utförligare beskrivningar av de olika tillämpningstyperna finns i trycksaker som du kan begära hos återförsäljare av Danfoss.
Variabel luftvolym
Beställ The Drive to...Improving Variable Air Volume Ventilation Systems MN.60.A1.02
Konstant flöde
Beställ The Drive to...Improving Constant Air Volume Ventilation Systems MN.60.B1.02
Kyltornsfläkt
Beställ The Drive to...Improving fan control on cooling towers MN.60.C1.02
Kondensatorpumpar
Beställ The Drive to...Improving condenser water pumping systems MN.60.F1.02
Primärpumpar
Beställ The Drive to...Improve your primary pumping in primay/secondary pumping systems MN.60.D1.02
Sekundärpumpar
Beställ The Drive to...Improve your secondary pumping in primay/secondary pumping systems MN.60.E1.02
26 |
Danfoss A/S © Rev. 06/2014 Med ensamrätt. |
MG11BC07 |
Introduktion till VLT® HVAC... Design Guide
2.7.13 Variabel luftvolym
VAV-system (Variable Air Volume, system med variabel luftvolym) används för att styra både ventilation och temperatur i |
2 |
2 |
byggnader. Centralventilationssystem anses vara mest energieffektivt för luftkonditionering av en byggnad. System med |
variabel luftvolym (VAV, Variable Air Volume) används för att styra såväl ventilation som temperatur i en byggnad.
För luftkonditionering av en byggnad anses centralventilation vara mer energieffektivt än ett distribuerat system, eftersom mycket högre verkningsgrad kan uppnås då man använder ett fåtal stora fläktar och kylare i stället för ett stort antal mindre enheter fördelade över byggnaden. Besparingarna märks också i form av minskade underhållsbehov.
2.7.14 Lösning med VLT
Spjäll och inloppsledskenor arbetar för att hålla ett konstant tryck i lufttrummorna, men en lösning med gör anläggningen både enklare och mer energisnål. I stället för att reglera trycket genom strypning eller genom sänkning av fläktverkningsgraden, anpassar n fläktens varvtal till systemets tryckoch flödesbehov.
Centrifugalenheter, som t.ex. fläktar, lyder under affinitetslagarna. Det innebär att när en fläkts varvtal sänks, minskar både tryck och flöde. Därmed minskar även deras effektförbrukning avsevärt.
Frånluftfläkten regleras ofta så att en bestämd skillnad mellan tilloch frånluftflöde upprätthålls. Den avancerade PIDregulatorn i HVAC-n kan rätt utnyttjad eliminera behovet av ytterligare regulatorer.
|
|
|
Pressure |
|
|
Cooling coil |
Heating coil |
Frequency |
signal |
|
|
|
|
|
|||
|
Filter |
converter |
|
|
VAV boxes |
|
|
|
|
||
|
|
|
Supply fan |
|
|
D1 |
|
|
3 |
|
T |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Pressure |
|
|
|
|
Flow |
transmitter |
|
|
|
|
|
|
D2 |
|
|
|
|
|
|
|
Frequency |
|
|
|
|
|
converter |
Return fan |
|
|
|
|
|
Flow |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
D3 |
|
|
|
|
|
Bild 2.17 Lösning med VLT
<![endif]>130BB455.10
MG11BC07 |
Danfoss A/S © Rev. 06/2014 Med ensamrätt. |
27 |
Introduktion till VLT® HVAC... Design Guide
2.7.15 Konstant flöde
2 2 System med konstant flöde (CAV, Constant Air Volume) är centralventilationssystem som vanligen används för att tillgodose minimibehovet av tempererad friskluft i större lokaler, hallar etc. Konstantvolymsystem är föregångare till system med variabel luftvolym och därför träffar man ibland också på dem i äldre offentliga byggnader med flerzonsventilation. I dessa system förvärms friskluften i luftbehandlingsenheter (AHU, Air Handling Units) försedda med värmeslinga. Luftbehandlingsenheter används också i luftkonditioneringssystem och är då också försedda med kylspole. Fläktspolenheter används ofta för att få uppvärmning och kylning i de olika zonerna att fungera bättre.
2.7.16 Lösning med VLT
Med VLT-frekvensomformare kan betydande energibesparingar uppnås utan att kontrollen över klimatet i byggnaden påverkas nämnvärt. Temperaturgivare eller CO2-givare kan användas som återkopplingssignaler till frekvensomformarna. Oavsett om det är inomhustemperaturen, luftkvaliteten eller båda delarna som ska upprätthållas, kan regleringen av ett konstantvolymsystem baseras på de verkliga förhållandena i byggnaden. När antalet personer som uppehåller sig i den klimatreglerade zonen minskar, sjunker behovet av friskluft. CO2 -givaren registrerar lägre nivåer och minskar fläktarnas hastighet. Frånluftfläkten regleras mot ett statiskt tryckbörvärde, alternativt mot en förinställd skillnad mellan tilloch frånluftflöde.
I temperaturreglerade byggnader och särskilt i luftkonditionerade byggnader, varierar kylbehovet med utomhustemperatur och antal personer som uppehåller sig i den reglerade zonen. När temperaturen sjunker under ett visst förinställt värde minskas tilluftfläktens varvtal. Frånluftfläktens varvtal regleras mot ett förinställt statiskt tryck. Genom minskning av luftflödet minskas behovet av energi för uppvärmning eller kylning, vilket ytterligare sänker driftkostnaderna.
Flera av funktionerna i Danfoss HVAC-frekvensomformaren kan utnyttjas för att ge ett befintligt konstantvolymsystem bättre prestanda. Ett problem som kan uppstå vid reglering av ventilationssystem är dålig luftkvalitet. Därför medger systemet programmering av en minimifrekvens som aldrig får underskridas oavsett värdet på återkopplingseller referenssignalen. Frekvensomformaren har dessutom en trezons PID-regulator med möjlighet att ställa in tre börvärden. Detta möjliggör övervakning av både temperatur och luftkvalitet. Även om temperaturvillkoret är uppfyllt, fortsätter frekvensomformaren att leverera friskluft tills luftkvalitetsgivaren signalerar OK. Frekvensomformaren kan övervaka och jämföra två återkopplingssignaler och utifrån dessa styra frånluftfläkten, genom att dessutom upprätthålla en bestämd differential mellan flödena i tilloch frånluftkanalen.
Cooling coil |
Heating coil |
|
Temperature |
<![if ! IE]> <![endif]>130BB451.10 |
|
|
|
|
|
|
|
Frequency |
signal |
|
|
|
|
|
|
|
|
converter |
|
|
|
|
Filter |
|
|
|
|
|
Supply fan |
|
D1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Temperature |
|
|
|
|
transmitter |
D2 |
|
|
Pressure |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
signal |
|
|
|
Frequency |
|
|
|
|
converter |
Return fan |
|
|
|
|
|
|
D3 |
|
|
|
Pressure |
|
|
|
transmitter |
|
|
|
|
|
Bild 2.18 Lösning med VLT
28 |
Danfoss A/S © Rev. 06/2014 Med ensamrätt. |
MG11BC07 |