Guide de lecture du présent...Manuel de configuration
1
1 Guide de lecture du présent Manuel de configuration
VLT® HVAC Drive
Gamme FC 102
Ce manuel concerne l'ensemble
des variateurs de fréquence VLT
®
HVAC Drive avec la version de
logiciel 3.9.x.
Le numéro de version du logiciel
actuel est indiqué
au par. 15-43 Version logiciel.
Tableau 1.1 Version logiciel
La présente publication contient des informations propriétaires de Danfoss. En acceptant et en utilisant ce manuel,
l'utilisateur accepte que les informations contenues dans
ledit manuel soient utilisées uniquement pour faire
fonctionner l'équipement de Danfoss ou l'équipement
provenant d'autres fournisseurs, à condition que cet
équipement ait été conçu à des fins de communication
avec l'équipement de Danfoss sur une liaison de communication série. Cette publication est protégée par les lois
danoises sur les droits d'auteur ainsi que par celles de la
plupart des autres pays.
Danfoss ne garantit en aucune manière qu'un logiciel
produit selon les instructions fournies dans le présent
manuel fonctionne correctement dans n'importe quel
environnement physique, matériel ou logiciel.
Même si Danfoss a testé et révisé la documentation
disponible dans ce manuel, Danfoss n'apporte aucune
garantie ni déclaration, expresse ou implicite, relative à la
présente documentation, y compris en ce qui concerne sa
qualité, ses performances ou sa conformité vis-à-vis d'un
objectif particulier.
En aucun cas, Danfoss ne pourra être tenue pour
responsable des dommages consécutifs, accidentels,
spéciaux, indirects ou directs résultant de l'utilisation ou de
l'incapacité à utiliser les informations contenues dans ce
manuel, même si la société sait que de tels dommages
peuvent survenir. En particulier, Danfoss ne saurait être
tenue pour responsable des coûts, y compris mais sans
limitation, les coûts résultant d'une perte de bénéfices ou
de revenus, de la perte ou de dommages causés à un
équipement, d'une perte de logiciels, d'une perte de
données et des coûts associés à leur remplacement ou à
une réclamation de tiers.
Danfoss se réserve le droit de réviser cette publication à
tout moment et d'en modifier le contenu sans notification
préalable ni obligation d'informer les utilisateurs
précédents ou actuels de ces révisions ou modifications.
Le Manuel de configuration fournit toutes les
•
informations techniques concernant le variateur
de fréquence ainsi que la conception et les
applications client.
Le Guide de programmation fournit des
•
informations sur la programmation et comprend
une description complète des paramètres.
Note applicative, guide de déclassement pour
•
température.
Le Manuel d'utilisation du logiciel de program-
•
mation MCT 10 permet à l'utilisateur de configurer
le variateur de fréquence à partir d'un environ-
Le variateur de fréquence est conforme aux exigences de
sauvegarde de la capacité thermique de la norme UL508C.
Pour plus d'informations, se reporter au chapitre
chapitre 6.4.2 Protection thermique du moteur.
Les symboles suivants sont utilisés dans ce document.
AVERTISSEMENT
Indique une situation potentiellement dangereuse qui
peut entraîner des blessures graves ou le décès.
ATTENTION
Indique une situation potentiellement dangereuse qui
peut entraîner des blessures superficielles à modérées.
Ce signe peut aussi être utilisé pour mettre en garde
contre des pratiques dangereuses.
AVIS!
Fournit des informations importantes, notamment sur les
situations qui peuvent entraîner des dégâts matériels.
Courant alternatifCA
Calibre américain des filsAWG
AmpèreA
Adaptation automatique au moteurAMA
Limite de courantI
Degré Celsius
Courant continuCC
Dépend du variateurD-TYPE
Compatibilité électromagnétiqueCEM
Relais thermique électroniqueETR
Variateur de fréquenceFC
Grammeg
HertzHz
Cheval-puissanceHP
KiloHertzkHz
Panneau de commande localLCP
Mètrem
Inductance en millihenrymH
MilliampèremA
Millisecondems
Minutemin
Outil de contrôle du mouvementMCT
NanofaradnF
Newton-mètresNm
Courant nominal du moteurI
Fréquence nominale du moteurf
Puissance nominale du moteurP
Tension nominale du moteurU
Moteur à magnétisation permanenteMoteur PM
Tension extrêmement basse de protectionPELV
Carte à circuits imprimésPCB
Courant de sortie nominal onduleurI
Tours par minutetr/min
Bornes régénérativesRégén
Secondes
Vitesse du moteur synchronen
Limite de coupleT
VoltsV
Courant de sortie maximalI
Courant nominal de sortie fourni par le
variateur de fréquence
Courant nominal de sortie fourni par le variateur de
fréquence.
U
VLT, MAX
Tension de sortie maximale.
Entrée :
Ordre de commande
Démarrer et arrêter le
moteur raccordé à l'aide
du LCP et des entrées
digitales.
Les fonctions sont
réparties en deux groupes.
Les fonctions du groupe 1
ont une priorité
supérieure aux fonctions
du groupe 2.
Tableau 1.4 Groupes de fonctions
Moteur :
f
JOG
Fréquence du moteur lorsque la fonction jogging est
activée (via des bornes digitales).
f
M
Fréquence du moteur.
f
MAX
Fréquence maximale du moteur.
f
MIN
Fréquence minimale du moteur.
f
M,N
Fréquence nominale du moteur (données de la plaque
signalétique).
I
M
Courant du moteur.
I
M,N
Courant nominal du moteur (données de la plaque
signalétique).
n
M,N
Vitesse nominale du moteur (données de la plaque
signalétique).
P
M,N
Puissance nominale du moteur (données de la plaque
signalétique).
Groupe1Reset, arrêt en roue libre,
reset et arrêt en roue libre,
arrêt rapide, freinage CC,
arrêt et touche Off.
Groupe2Démarrage, impulsion de
démarrage, inversion,
démarrage avec inversion,
jogging et gel sortie
T
M,N
Couple nominal (moteur).
U
M
Tension instantanée du moteur.
U
M,N
Tension nominale du moteur (données de la plaque
signalétique).
Couple de décrochage
Illustration 1.1 Couple de décrochage
η
VLT
Le rendement du variateur de fréquence est défini comme
le rapport entre la puissance dégagée et la puissance
absorbée.
Ordre de démarrage désactivé
Ordre d'arrêt faisant partie du groupe 1 d'ordres de
commande, voir le Tableau 1.4.
Ordre d'arrêt
Voir Ordres de commande.
Références :
Référence analogique
Un signal transmis vers les entrées analogiques 53 ou 54
peut prendre la forme de tension ou de courant.
Référence bus
Signal appliqué au port de communication série (port FC).
Référence prédéfinie
Référence prédéfinie pouvant être réglée de -100 % à +100
% de la plage de référence. Huit références prédéfinies
peuvent être sélectionnées par l'intermédiaire des bornes
digitales.
Référence d'impulsions
Signal impulsionnel appliqué aux entrées digitales (borne
29 ou 33).
Réf
MAX
Détermine la relation entre l'entrée de référence à 100 %
de la valeur de l'échelle complète (généralement 10 V,
20 mA) et la référence résultante. Valeur de référence
maximum définie au par. 3-03 Réf. max.
Détermine la relation entre l'entrée de référence à la valeur
0 % (généralement 0 V, 0 mA, 4 mA) et la référence
résultante. Valeur de référence minimum définie au par.
3-02 Référence minimale
Autres :
Contrôle vectoriel avancé
Entrées analogiques
Les entrées analogiques permettent de contrôler diverses
fonctions du variateur de fréquence.
Il en existe deux types :
Entrée de courant, 0-20 mA et 4-20 mA
Entrée de tension, 0-10 V CC.
Sorties analogiques
Les sorties analogiques peuvent fournir un signal de
0-20 mA, 4-20 mA ou un signal numérique.
Adaptation automatique au moteur, AMA
L'algorithme d'AMA détermine, à l'arrêt, les paramètres
électriques du moteur raccordé.
Résistance de freinage
La résistance de freinage est un module capable
d'absorber la puissance de freinage générée lors du
freinage par récupération. Cette puissance de freinage
régénératif augmente la tension du circuit intermédiaire et
un hacheur de freinage veille à transmettre la puissance à
la résistance de freinage.
Caractéristiques de couple constant (CC)
Caractéristiques de CC que l'on utilise pour les
compresseurs frigorifiques à vis et rotatif.
Entrées digitales
Les entrées digitales permettent de contrôler diverses
fonctions du variateur de fréquence.
Sorties digitales
Le variateur de fréquence est doté de 2 sorties à semiconducteurs qui peuvent fournir un signal 24 V CC (max.
40 mA).
DSP
Processeur de signal numérique.
Sorties relais
Le variateur de fréquence est doté de deux sorties relais
programmables.
ETR
Le relais thermique électronique correspond à un calcul de
charge thermique basé sur la charge instantanée et le
temps. Il permet d'estimer la température du moteur.
GLCP
Panneau de commande local graphique (LCP102).
Initialisation
Si l'on effectue une initialisation (14-22 Mod. exploitation),
les paramètres programmables du variateur de fréquence
reviennent à leurs valeurs par défaut.
Manuel de configuration
Cycle d'utilisation intermittent
Une utilisation intermittente fait référence à une séquence
de cycles d'utilisation. Chaque cycle consiste en une
période en charge et une période à vide. Le fonctionnement peut être périodique ou non périodique.
LCP
Le panneau de commande local constitue une interface
complète d'utilisation et de programmation du variateur
de fréquence. Le LCP est amovible et peut être installé à
l'aide d'un kit de montage à une distance maximale de 3
mètres du variateur de fréquence, par exemple dans un
panneau frontal.
Le LCP est disponible en deux versions :
LCP101 numérique (NLCP)
-
LCP102 graphique (GLCP)
-
lsb
Bit de poids faible.
MCM
Abréviation de Mille Circular Mil, unité de mesure
américaine de la section de câble. 1 MCM = 0,5067 mm2.
msb
Bit de poids fort.
NLCP
Panneau de commande local numérique LCP 101
Paramètres en ligne/hors ligne
Les modifications apportées aux paramètres en ligne sont
activées directement après modification de la valeur de
données. Appuyer sur [OK] pour activer les modifications
apportées aux paramètres hors ligne.
Régulateur PID
Le régulateur PID maintient la vitesse, la pression, la
température, etc. souhaitées en adaptant la fréquence de
sortie à la variation de charge.
RCD
Relais de protection différentielle.
Process
Enregistrement des réglages des paramètres dans quatre
process. Il est possible de passer d'un process à l'autre et
d'en éditer un pendant qu'un autre est actif.
SFAVM
Type de modulation appelé Stator Flux oriented
Asynchronous Vector Modulation (modulation vectorielle
asynchrone à flux statorique orienté, 14-00 Typemodulation).
Compensation du glissement
Le variateur de fréquence compense le glissement du
moteur en augmentant la fréquence en fonction de la
charge du moteur mesurée, la vitesse du moteur restant
ainsi quasiment constante.
Guide de lecture du présent...Manuel de configuration
1
Contrôleur logique avancé (SLC)
Le SLC est une séquence d'actions définies par l'utilisateur
exécutées lorsque les événements associés définis par
l'utilisateur sont évalués comme étant TRUE (vrai) par le
SLC.
Thermistance
Résistance dépendant de la température placée à l'endroit
où l'on souhaite surveiller la température (variateur de
fréquence ou moteur).
Alarme
État résultant de situations de panne, p. ex. en cas de
surchauffe du variateur de fréquence ou lorsque celui-ci
protège le moteur, le processus ou le mécanisme. Le
redémarrage est impossible tant que l'origine de la panne
n'a pas été résolue ; l'état d'alarme est annulé par un reset
ou, dans certains cas, grâce à un reset programmé automatiquement. L'alarme ne peut pas être utilisée à des fins de
sécurité des personnes.
Alarme verrouillée
État résultant de situations de panne lorsque le variateur
de fréquence assure sa propre protection et nécessitant
une intervention physique, p. ex. si la sortie du variateur
fait l'objet d'un court-circuit. Une alarme verrouillée peut
être annulée en coupant l'alimentation secteur, en
trouvant l'origine de la panne et en reconnectant le
variateur de fréquence. Le redémarrage est impossible tant
que l'état d'alarme n'a pas été annulé par un reset ou,
dans certains cas, grâce à un reset programmé automatiquement. L'alarme verrouillée ne peut pas être utilisée à
des fins de sécurité des personnes.
Caractéristiques de couple variable (CV)
Caractéristiques de couple variable que l'on utilise pour les
pompes et les ventilateurs.
plus
VVC
Si on la compare au contrôle standard de proportion
tension/fréquence, la commande vectorielle de tension
plus
(VVC
) améliore la dynamique et la stabilité, à la fois
lorsque la référence de vitesse est modifiée et lorsqu'elle
est associée au couple de charge.
60° AVM
Type de modulation appelé 60° Asynchronous Vector
Modulation (modulation vectorielle asynchrone 60°) (voir
14-00 Type modulation).
1.1.2
Facteur de puissance
Le facteur de puissance est le rapport entre I1 et I
3 × U ×
I
1 ×
COS
Facteur de puissance
=
3 × U ×
ϕ
I
RMS
RMS
.
Facteur de puissance pour alimentation triphasée :
I
×
cos
ϕ1
1
=
I
1
=
puisque cos
I
I
RMS
RMS
ϕ1 =1
Le facteur de puissance indique dans quelle mesure le
variateur de fréquence impose une charge à l'alimentation
secteur.
Plus le facteur de puissance est bas, plus l'I
RMS
est élevé
pour la même performance en kW.
2
2
2
I
RMS
=
I
+
I
+
1
5
I
7
+ . . +
2
I
n
En outre, un facteur de puissance élevé indique que les
différents harmoniques de courant sont faibles.
Les bobines CC intégrées aux variateurs de fréquence
génèrent un facteur de puissance élevé, qui minimise la
charge imposée à l'alimentation secteur.
La tension dans le variateur de fréquence est dangereuse
lorsque l'appareil est relié au secteur. Toute installation
incorrecte du moteur, du variateur de fréquence ou du
bus de terrain risque d'endommager l'appareil et de
provoquer des blessures graves ou mortelles. Se
conformer donc aux instructions de ce manuel et aux
réglementations de sécurité locales et nationales.
Réglementations de sécurité
1.Déconnecter le variateur de fréquence du secteur
avant toute réparation. S'assurer que l'alimentation secteur est bien coupée et que le temps
nécessaire s'est écoulé avant de déconnecter les
bornes du moteur et du secteur.
2.La touche [Stop/Reset] sur le LCP du variateur de
fréquence ne déconnecte pas l'équipement du
secteur et ne doit donc en aucun cas être utilisée
comme interrupteur de sécurité.
3.Protéger la mise à la terre du matériel, l'utilisateur
contre la tension d'alimentation et le moteur
contre les surcharges, conformément aux
réglementations locales et nationales.
4.Les courants de fuite à la terre sont supérieurs à
3,5 mA.
5.La protection contre la surcharge moteur est
définie au par. 1-90 Protect. thermique mot.Pour
obtenir cette fonction, régler le par. 1-90 Protect.thermique mot. sur la valeur [ETR Alarme] (valeur
par défaut) ou la valeur [ETR Avertis.]. Remarque :
cette fonction est initialisée à 1,16 x courant
nominal du moteur et à la fréquence nominale
du moteur. Pour le marché d'Amérique du Nord :
les fonctions ETR assurent la protection de classe
20 contre la surcharge du moteur en conformité
avec NEC.
6.Ne pas déconnecter les bornes d'alimentation du
moteur et du secteur lorsque le variateur de
fréquence est connecté au secteur. S'assurer que
l'alimentation secteur est bien coupée et que le
temps nécessaire s'est écoulé avant de
déconnecter les bornes du moteur et du secteur.
22
7.Attention : le variateur de fréquence comporte
d'autres alimentations de tension que L1, L2 et L3
lorsque la répartition de charge (connexion de
circuit intermédiaire CC) et l'alimentation externe
24 V CC sont installées. Vérifier que toutes les
entrées de tension sont débranchées et que le
temps nécessaire s'est écoulé avant de
commencer la réparation.
Installation à haute altitude
ATTENTION
380-500 V, protections de types A, B et C : à des
altitudes supérieures à 2000 m, contacter Danfoss en ce
qui concerne la norme PELV.
525-690 V : à des altitudes supérieures à 2000 m,
contacter Danfoss en ce qui concerne la norme PELV.
AVERTISSEMENT
Avertissement relatif aux démarrages imprévus
1.Le moteur peut être arrêté à l'aide des
commandes digitales, des commandes de bus,
des références ou d'un arrêt local lorsque le
variateur de fréquence est relié au secteur. Ces
modes d'arrêt ne sont pas suffisants lorsque la
sécurité des personnes exige l'élimination de
tout risque de démarrage imprévu.
2.Le moteur peut se mettre en marche lors de la
programmation des paramètres. Il convient
donc de toujours activer la touche [Reset] avant
de modifier les données.
3.Un moteur à l'arrêt peut se mettre en marche
en cas de panne des composants électroniques
du variateur de fréquence ou après une
surcharge temporaire, une panne de secteur ou
un raccordement défectueux du moteur.
AVERTISSEMENT
Tout contact avec les parties électriques, même après la
mise hors tension de l'appareil, peut causer des blessures
graves ou mortelles.
Veiller également à déconnecter d'autres entrées de
tension comme l'alimentation externe 24 V CC, la
répartition de la charge (connexion de circuit intermédiaire
CC) et le raccordement moteur en cas de sauvegarde
cinétique. Consulter le Manuel d'utilisation pour obtenir
une description détaillée des règles de sécurité.
Les condensateurs du circuit intermédiaire du restent
chargés après que l'alimentation a été déconnectée. Pour
éviter tout risque d'électrocution, déconnecter le du
secteur avant de commencer l'entretien. Attendre au
moins pendant le temps indiqué ci-dessous avant de
procéder à l'entretien du variateur de fréquence :
Tension [V]Temps d'attente min. (minutes)
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
Noter que le circuit intermédiaire peut être soumis à une haute
tension même si les voyants sont éteints.
Tableau 2.1 Temps de décharge
Instruction de mise au rebut
2.1.3
Cet équipement contient des composants
électriques et ne peut pas être jeté avec
les ordures ménagères.
Il doit être collecté séparément avec les
déchets électriques et électroniques
conformément à la législation locale en
vigueur.
Directive basse tension (2006/95/CE)
Dans le cadre de cette directive du 1er janvier 1997, le
marquage CE doit être apposé sur les variateurs de
fréquence. La directive s'applique à tous les matériels et
appareils électriques utilisés dans les plages de tension
allant de 50 à 1000 V CA et de 75 à 1500 V CC. Danfoss
appose le marquage CE selon cette directive et délivre un
certificat de conformité à la demande.
Directive CEM (2004/108/CE)
CEM est l'abréviation de compatibilité électromagnétique.
On parle de compatibilité électromagnétique lorsque les
interférences mutuelles des divers composants et appareils
ne nuisent pas à leur bon fonctionnement.
La directive CEM est en vigueur depuis le 1er janvier 1996.
Danfoss appose le marquage CE selon cette directive et
délivre un certificat de conformité à la demande. Pour
procéder à une installation correcte du point de vue de la
CEM, se reporter aux instructions du Manuel de configu-ration. En outre, Danfoss précise les normes respectées par
nos produits. Danfoss propose les filtres indiqués dans les
caractéristiques techniques et apporte son aide afin
d'obtenir le meilleur résultat possible en termes de CEM.
Dans la plupart des cas, le variateur de fréquence est
utilisé par des professionnels en tant que composant
complexe intégré à un plus vaste ensemble (appareil,
système ou installation). Nous attirons l'attention du
lecteur sur le fait que la mise en conformité définitive de
l'unité, du système ou de l'installation en matière de CEM
incombe à l'installateur.
Champ d'application
2.2.2
2.2 Marquage CE
2.2.1 Conformité et marquage CE
Qu'est-ce que la conformité et le marquage CE ?
Le marquage CE a pour but de réduire les barrières
commerciales et techniques au sein de l'AELE et de l'UE.
L'UE a instauré la marque CE pour indiquer de manière
simple que le produit satisfait aux directives spécifiques de
l'UE. La marque CE n'est pas un label de qualité ni une
homologation des caractéristiques du produit. Les
variateurs de fréquence sont concernés par trois directives
de l'Union européenne :
Directive machines (2006/42/CE)
Les variateurs de fréquence à fonction de sécurité intégrée
entrent désormais dans le cadre de la directive machines.
Danfoss appose le marquage CE selon cette directive et
délivre un certificat de conformité à la demande. Les
variateurs de fréquence sans fonction de sécurité ne sont
pas concernés par cette directive. Cependant, si un
variateur de fréquence est livré pour une machine, nous
précisons les règles de sécurité applicables au variateur de
fréquence.
Dans ses Principes d'application de la directive du Conseil2004/108/CE, l'UE prévoit trois types d'utilisation d'un
variateur de fréquence.
1.Le variateur de fréquence est vendu directement
à l'utilisateur final. Aux termes de la directive
CEM, ce variateur de fréquence doit porter le
marquage CE.
2.Le variateur de fréquence vendu fait partie d'un
système. Il est commercialisé en tant que système
complet. Il peut s'agir, par exemple, d'un système
de conditionnement d'air. Aux termes de la
directive CEM, l'ensemble du système doit porter
le marquage CE. Le fabricant peut assurer le
marquage CE prévu dans les dispositions de la
directive CEM en contrôlant la CEM du système.
Les composants du système ne doivent pas être
marqués CE.
3.Le variateur de fréquence est vendu pour une
installation dans une usine. Il peut s'agir d'une
installation de production ou d'un groupe de
chauffage/ventilation conçu et mis en place par
des professionnels. Aux termes de la directive
CEM, le variateur de fréquence doit être marqué
CE. L'installation finie ne doit pas porter le
marquage CE. L'installation doit toutefois
satisfaire aux exigences essentielles prévues dans
la directive. On peut s'en assurer en utilisant des
appareils et des systèmes marqués CE conformément aux dispositions de la directive CEM.
Variateur de fréquence Danfoss et
2.2.3
marquage CE
Le marquage CE vise à faciliter les échanges au sein de
l'UE et de l'AELE.
Mais le marquage CE peut couvrir des réalités fort
différentes. Analyser au cas par cas ce qui se cache derrière
une marque CE donnée.
Les spécifications couvertes peuvent s'avérer très
différentes et une marque CE peut donc donner à tort à
l'installateur un sentiment de sécurité si le variateur de
fréquence est un simple composant intervenant dans un
système ou dans un appareil.
Danfoss appose le marquage CE sur ses variateurs de
fréquence conformément aux dispositions de la directive
basse tension. Danfoss garantit donc que le variateur
satisfait à la directive basse tension si son montage a été
correctement effectué. Danfoss délivre un certificat de
conformité qui atteste le marquage CE selon la directive
basse tension.
2.2.4
Conformité avec la directive CEM
2004/108/CE
Comme cela a déjà été mentionné, le variateur de
fréquence est le plus souvent utilisé par des professionnels
en tant que composant complexe intégré à un plus vaste
ensemble (appareil, système ou installation). Noter que la
mise en conformité définitive de l'unité, du système ou de
l'installation en matière de CEM incombe à l'installateur.
Afin d'aider l'installateur dans son travail, Danfoss a rédigé,
pour son système de commande motorisé, un manuel
d'installation permettant de satisfaire à la réglementation
CEM. Les normes et valeurs d'essais des systèmes de
commande motorisés sont satisfaites à condition de
respecter les instructions d'installation spécifiques à la
CEM, voir .
2.3 Humidité relative de l'air
Le variateur de fréquence a été conçu en conformité avec
les normes CEI/EN 60068-2-3, EN 50178 pt. 9.4.2.2 à 50 °C.
2.4 Environnements agressifs
Un variateur de fréquence renferme un grand nombre de
composants mécaniques et électroniques qui sont tous,
dans une certaine mesure, sensibles aux effets de l'environnement.
ATTENTION
Ne pas installer le variateur de fréquence dans des
environnements où les liquides, les particules ou les gaz
en suspension dans l'air risquent d'attaquer et
d'endommager les composants électroniques. Les risques
de pannes augmentent si les mesures de protection
nécessaires ne sont pas appliquées, ce qui réduit la
durée de vie du variateur de fréquence.
22
Cette marque CE est également reconnue par la directive
CEM sous réserve d'avoir suivi les instructions CEM
relatives au filtrage et à l'installation. La déclaration de
conformité prévue dans la directive CEM est délivrée sur
cette base.
Le Manuel de configuration prévoit une notice exhaustive
afin de garantir une installation conforme aux recommandations en matière de CEM. En outre, Danfoss précise les
normes respectées par ses différents produits.
Danfoss peut aider à atteindre le meilleur résultat possible
en termes de CEM.
La fonction Absence sûre du couple peut être installée et
exploitée uniquement dans une armoire de commande de
protection IP54 ou supérieure (ou dans un environnement
équivalent). Ceci évite les interactions et les courts-circuits
entre les bornes, les connecteurs, les pistes et les circuits
de sécurité dus à la présence de corps étrangers.
Des liquides transportés par l'air peuvent se condenser
dans le variateur de fréquence et entraîner la corrosion des
composants et pièces métalliques. La vapeur, l'huile et
l'eau de mer peuvent aussi provoquer la corrosion des
composants et pièces métalliques. L'usage d'équipements
munis d'une protection IP54/55 est préconisé dans ce type
d'environnement. Pour une protection supplémentaire
dans de tels environnements, des circuits imprimés
tropicalisés peuvent être commandés en option.
Page 16
Présentation de VLT® HVAC D...
Manuel de configuration
Des particules en suspension dans l'air telles que des
particules de poussière peuvent provoquer des pannes
mécaniques, électriques ou thermiques dans le variateur
22
de fréquence. La présence de particules de poussière
autour du ventilateur du variateur de fréquence est un
indicateur typique de niveaux excessifs de particules en
suspension. L'usage d'équipement IP54/55 ou d'une
armoire pour les équipements IP00/IP20/TYPE 1 est
préconisé dans les environnements très poussiéreux.
Dans des environnements à températures et humidité
élevées, des gaz corrosifs tels que des mélanges de sulfure,
d'azote et de chlore engendrent des processus chimiques
sur les composants du variateur de fréquence.
De telles réactions chimiques affectent et endommagent
rapidement les composants électroniques. Dans de tels
environnements, installer l'équipement dans une armoire
bien ventilée en tenant à distance du variateur de
fréquence tous les gaz agressifs.
Pour une protection supplémentaire dans de tels environnements, une tropicalisation pour circuits imprimés peut
être commandée en option.
AVIS!
L'installation de variateurs de fréquence dans des
environnements agressifs augmente le risque d'arrêts
mais réduit également la durée de vie du variateur de
fréquence.
Avant l'installation du variateur de fréquence, il convient
de contrôler la présence de liquides, de particules et de
gaz dans l'air ambiant. Pour cela, il convient d'observer les
installations existantes dans l'environnement. L'existence
de liquides nocifs en suspension dans l'air est signalée par
la présence d'eau ou d'huile sur les pièces métalliques ou
la corrosion de ces dernières.
Des niveaux excessifs de poussière sont souvent présents
dans les armoires d'installation et installations électriques
existantes. Le noircissement des rails en cuivre et des
extrémités de câble des installations existantes est un
indicateur de présence de gaz agressifs en suspension
dans l'air.
Les protections D et E sont dotées d'une option de canal
de ventilation arrière en acier inoxydable qui fournit une
protection supplémentaire dans les environnements
agressifs. Une ventilation adéquate est toujours nécessaire
pour les composants internes du variateur de fréquence.
Contacter Danfoss pour des informations complémentaires.
2.5
Vibrations et chocs
Le variateur de fréquence est testé à l'aide de procédures
reposant sur les normes indiquées :
CEI/EN 60068-2-64 : Vibrations, aléatoires à bande
•
large
Le variateur de fréquence répond aux spécifications
destinées aux unités montées sur les murs et au sol des
locaux industriels ainsi qu'aux panneaux fixés sur les sols
et murs.
2.6 Absence sûre du couple
Le FC 102 peut appliquer la fonction de sécurité Absencesûre du couple (tel que défini par la norme EN CEI
61800-5-21) et la Catégorie d'arrêt 0 (telle que définie dans
la norme EN 60204-12).
Avant d'intégrer et d'utiliser l'absence sûre du couple sur
une installation, il convient de procéder à une analyse
approfondie des risques de l'installation afin de déterminer
si la fonctionnalité d'absence sûre du couple et les niveaux
de sécurité sont appropriés et suffisants. Elle est conçue et
approuvée comme acceptable pour les exigences de :
Catégorie 3 de la norme EN ISO 13849-1
•
Niveau de performance « d » selon la norme EN
•
ISO 13849-1:2008
Capacité SIL 2 selon CEI 61508 et EN 61800-5-2
•
SILCL 2 selon EN 62061
•
1) Se reporter à la norme EN CEI 61800-5-2 pour connaître
les détails de la fonction Absence sûre du couple (STO).
2) Se reporter à la norme EN CEI 60204-1 pour connaître
les détails des catégories d'arrêt 0 et 1.
Activation et désactivation de l'absence sûre du couple
La fonction Absence sûre du couple (STO) est activée par
suppression de la tension au niveau de la borne 37 de
l'onduleur de sécurité. En raccordant l’onduleur de sécurité
à des dispositifs de sécurité externes conférant un retard
de sécurité, une installation pour une catégorie 1
d'absence sûre du couple peut être obtenue. La fonction
Absence sûre du couple de FC 102 peut être utilisée pour
les moteurs synchrones, asynchrones et les moteurs à
magnétisation permanente. Voir les exemples au
paragraphe chapitre 2.6.1 Borne 37, fonction Absence sûre ducouple.
Après installation de l'absence sûre du couple (STO), un
essai de mise en service, tel que spécifié dans la section
Essai de mise en service de l'absence sûre du couple, doit
être réalisé. Un essai de mise en service réussi est
obligatoire après la première installation et après chaque
remplacement au niveau de l'installation de sécurité.
Caractéristiques techniques de l'absence sûre du couple
Les valeurs suivantes sont associées aux différents types de
niveaux de sécurité :
Temps de réaction de T37
Temps de réaction maximum : 20 ms
-
Temps de réaction = délai entre l'arrêt de l'alimentation de
l'entrée STO et l'arrêt du pont de sortie.
Données de la norme EN ISO 13849-1
Niveau de performance « d »
•
MTTFd (durée moyenne de fonctionnement avant
•
défaillance) : 14 000 ans
DC (couverture du diagnostic) : 90 %
•
Catégorie 3
•
Durée de vie de 20 ans
•
Données des normes EN CEI 62061, EN CEI 61508, EN
CEI 61800-5-2
Capacité SIL 2, SILCL 2
•
PFH (probabilité de défaillance dangereuse par
•
heure) = 1E-10/h
SFF (pourcentage de défaillance en sécurité)
•
> 99 %
HFT (tolérance aux défaillances du matériel) = 0
•
(architecture 1001)
Durée de vie de 20 ans
•
Données de la norme EN CEI 61508 (faible sollicitation)
Valeur PFDavg pour un essai sur 1 an : 1E-10
•
Valeur PFDavg pour un essai sur 3 ans : 1E-10
•
Valeur PFDavg pour un essai sur 5 ans : 1E-10
•
Aucune maintenance de la fonctionnalité STO n'est
nécessaire.
Prendre des mesures de sécurité : seul le personnel qualifié
par exemple doit pouvoir accéder et procéder à l'installation dans des armoires fermées.
Données SISTEMA
Les données de sécurité fonctionnelles sont disponibles
auprès de Danfoss, via une bibliothèque de données à
utiliser conjointement avec l'outil de calcul SISTEMA
développé par l'IFA (Institute for Occupational Safety and
Health of the German Social Accident Insurance), de même
que les données de calcul manuel. La bibliothèque est
complétée et développée en permanence.
Abrév.Réf.Description
Cat.EN ISO
13849-1
FITTaux de défaillance : 1E-9 heures
HFTCEI 61508Tolérance aux défaillances du matériel :
MTTFdEN ISO
13849-1
PFHCEI 61508Probabilité de défaillance dangereuse
PFDCEI 61508Probabilité moyenne de défaillance à la
PLEN ISO
13849-1
SFFCEI 61508Pourcentage de défaillance en sécurité
SILCEI 61508Niveau d'intégrité de sécurité
STOEN
61800-5-2
SS1EN 61800
-5-2
Tableau 2.2 Abréviations liées à la sécurité fonctionnelle
Borne 37, fonction Absence sûre du
2.6.1
Catégorie, niveau « B, 1-4 »
HFT = n signifie que n+1 défaillances
peuvent entraîner une perte de la
fonction de sécurité
Durée moyenne de fonctionnement
avant défaillance Unité : années
par heure. Cette valeur doit être prise
en compte si le dispositif de sécurité
fonctionne à forte sollicitation (plus
d'une fois par an) ou en mode de
fonctionnement continu, lorsque la
fréquence des demandes de fonctionnement sur un système lié à la sécurité
est supérieure à une fois par an.
sollicitation : valeur utilisée pour un
fonctionnement à faible demande.
Niveau discret utilisé pour spécifier la
capacité de pièces liées à la sécurité de
systèmes de contrôle à exécuter une
fonction de sécurité dans des conditions
prévisibles. Niveaux a-e
[%] : pourcentage des défaillances de
sécurité et pannes dangereuses
détectées d'une fonction de sécurité ou
d'un sous-système lié à toutes les
pannes.
Absence sûre du couple
Arrêt de sécurité 1
couple
Le FC 102 est disponible avec une fonctionnalité d'absence
sûre du couple via la borne de commande 37. L'absence
sûre du couple désactive la tension de contrôle des semiconducteurs de puissance de l'étage de sortie du variateur
de fréquence, ce qui empêche la génération de la tension
requise pour faire tourner le moteur. Lorsque l'absence
sûre du couple (borne 37) est activée, le variateur de
fréquence émet une alarme, arrête l'unité et fait tourner le
moteur en roue libre jusqu'à l'arrêt. Un redémarrage
manuel est nécessaire. La fonction d'absence sûre du
couple peut être utilisée pour arrêter le variateur de
fréquence dans les situations d'urgence.
En mode de fonctionnement normal lorsque l'absence sûre
du couple n'est pas nécessaire, utiliser plutôt la fonction
d'arrêt habituelle du variateur de fréquence. Lorsque le
22
redémarrage automatique est utilisé, les exigences de la
norme ISO 12100-2, paragraphe 5.3.2.5 doivent être
remplies.
Conditions de responsabilité
Il incombe à l'utilisateur de s'assurer que le personnel qui
installe et utilise la fonction d'absence sûre du couple :
Installation et configuration de l'absence sûre du couple
Le câble entre la borne 37 et le dispositif de
•
sécurité externe doit être protégé contre les
courts-circuits conformément à la norme ISO
13849-2 tableau D.4.
Si des forces externes influencent l'axe du moteur
•
(p. ex. charges suspendues), des mesures supplémentaires (p. ex. frein de maintien de sécurité)
sont nécessaires pour éliminer tout danger.
AVERTISSEMENT
a lu et compris les réglementations de sécurité
•
concernant la santé et la sécurité, et la
prévention des accidents ;
a compris les consignes générales et de sécurité
•
fournies dans cette description et dans la
description détaillée du Manuel de configuration ;
a une bonne connaissance des normes générales
•
et de sécurité applicables à l'application
spécifique.
Normes
L'utilisation de l'absence sûre du couple sur la borne 37
oblige l'utilisateur à se conformer à toutes les dispositions
de sécurité, à savoir les lois, les réglementations et les
directives concernées. La fonction d'absence sûre du
couple en option est conforme aux normes suivantes :
CEI 60204-1 : 2005 catégorie 0 - arrêt non
contrôlé
CEI 61508 : 1998 SIL2
CEI 61800-5-2 : 2007 – fonction d'absence sûre du
couple (STO)
CEI 62061 : 2005 SIL CL2
ISO 13849-1 : 2006 catégorie 3 PL « d »
ISO 14118 : 2000 (EN 1037) – prévention d'un
démarrage imprévu
Les informations et instructions du Manuel d'utilisation ne
sont pas suffisantes pour utiliser la fonctionnalité
d'absence sûre du couple de manière correcte et sécurisée.
Les informations et instructions correspondantes du
Manuel de configuration doivent être respectées.
Mesures de protection
Les systèmes de sécurité peuvent être installés et
•
mis en service par un personnel qualifié et
compétent uniquement.
L'unité doit être installée dans une armoire IP54
•
ou dans un environnement similaire. Dans des
applications spéciales, un degré de protection IP
supérieur peut être nécessaire.
FONCTION D'ABSENCE SÛRE DU COUPLE !
La fonction d'absence sûre du couple N'isole PAS la
tension secteur vers le variateur de fréquence ou les
circuits auxiliaires. N'intervenir sur les parties électriques
du variateur de fréquence ou du moteur qu'après avoir
isolé l'alimentation secteur et après avoir attendu le
temps spécifié dans la section Sécurité de ce manuel. Le
non-respect de ces consignes peut entraîner le décès ou
des blessures graves.
Il est déconseillé d'arrêter le variateur de
•
fréquence à l'aide de la fonction d'absence sûre
du couple. Si un variateur de fréquence en
marche est arrêté à l'aide de cette fonction,
l'unité disjoncte et s'arrête en roue libre. Si cela
n'est pas acceptable (p. ex. génère un danger), le
variateur de fréquence et les machines doivent
être stoppés à l'aide du mode d'arrêt approprié
avant de recourir à cette fonction. Selon l'application, un frein mécanique peut être nécessaire.
Concernant les variateurs de fréquence pour
•
moteurs synchrones et à magnétisation
permanente en cas de panne de plusieurs semiconducteurs de puissance des IGBT : malgré
l'activation de la fonction Absence sûre du
couple, le système du variateur de fréquence
peut produire un couple d'alignement qui fait
tourner l'arbre moteur à son maximum de 180/p
degrés, « p » représentant le nombre de paires de
pôles.
Cette fonction convient pour effectuer un travail
•
mécanique sur le système du variateur de
fréquence ou sur la zone concernée d'une seule
machine. Elle ne confère pas de sécurité
électrique. Cette fonction ne doit pas être utilisée
en tant que contrôle du démarrage et/ou de
l'arrêt du variateur de fréquence.
Veiller à respecter les exigences suivantes pour une installation sûre du variateur de fréquence :
1.Retirer le cavalier entre les bornes de commande
37 et 12 ou 13. La coupure ou la rupture du
cavalier n'est pas suffisante pour éviter les courtscircuits. (Voir le cavalier sur l'Illustration 2.1.)
2.Connecter un relais de surveillance de sécurité
externe via une fonction de sécurité NO
(l'instruction pour le dispositif de sécurité doit
être respectée) à la borne 37 (Absence sûre du
couple) et à la borne 12 ou 13 (24 V CC). Le relais
de surveillance de sécurité doit être conforme à
la catégorie 3/PL « d » (ISO 13849-1) ou SIL 2 (EN
62061).
Illustration 2.1 Cavalier entre les bornes 12/13 (24 V) et 37
Essai de mise en service de l'absence sûre du couple
Après l'installation et avant la première mise en marche,
procéder à un essai de mise en service de l'installation en
utilisant l'absence sûre du couple. Procéder par ailleurs à
l'essai après chaque modification de l'installation.
Exemple avec STO (absence sûre du couple)
Un relais de sécurité évalue les signaux du bouton d'arrêt
d'urgence et déclenche une fonction STO sur le variateur
de fréquence en cas d'activation de ce bouton (voir
l'Illustration 2.3). Cette fonction de sécurité correspond à un
arrêt de catégorie 0 (arrêt non contrôlé) selon la norme CEI
60204-1. Si la fonction est déclenchée pendant le fonctionnement, le moteur ralentit de manière incontrôlée.
L'alimentation du moteur est suspendue en toute sécurité
afin d'empêcher tout autre mouvement. Il n'est pas
nécessaire de surveiller le site à l'arrêt. S'il convient
d'anticiper une force externe, des mesures additionnelles
doivent être prises pour prévenir tout mouvement
éventuel (p. ex. freins mécaniques).
AVIS!
Pour toutes les applications avec absence sûre du
couple, il est important d'exclure tout court-circuit dans
le câblage vers T37. Pour ce faire, se conformer à la
norme EN ISO 13849-2 D4 et utiliser un câblage protégé
(blindé ou séparé).
Exemple avec l'arrêt de sécurité SS1
SS1 correspond à un arrêt contrôlé de catégorie 1 selon la
norme CEI 60204-1 (voir l'Illustration 2.4). Lors de l'activation de la fonction de sécurité, un arrêt contrôlé normal
se produit. L'activation peut avoir lieu via la borne 27. Une
fois la temporisation de sécurité expirée sur le module de
sécurité externe, le STO est déclenché et la borne 37 est
réglée à un niveau bas. La décélération est exécutée
conformément à la configuration du variateur de
fréquence. Si le variateur de fréquence n'est pas arrêté
après la temporisation de sécurité, l'activation du STO
place le variateur de fréquence en roue libre.
22
Illustration 2.2 Installation pour obtenir une catégorie d'arrêt 0
(EN 60204-1) avec catégorie de sécurité 3/PL « d » (ISO
13849-1) ou SIL 2 (EN 62061).
1Relais de sécurité (cat. 3, PL d ou SIL2)
2Bouton d'arrêt d'urgence
3Bouton Reset
4Câble protégé contre les courts-circuits (s'il n'est pas
Lors de l'utilisation de la fonction SS1, la rampe de
freinage du variateur de fréquence n'est pas surveillée
en termes de sécurité.
Exemple avec l'application de catégorie 4/PL e
Aux endroits où le système de contrôle de la sécurité
requiert deux canaux pour que la fonction STO soit de
catégorie 4/PL e, il est possible de mettre en œuvre un
canal par l'intermédiaire de l'absence sûre du couple T37
(STO) et l'autre canal par un contacteur, qui peut être
connecté dans le circuit de puissance d'entrée ou de sortie
du variateur de fréquence et contrôlé par le relais de
sécurité (voir l'Illustration 2.5). Le contacteur doit être
contrôlé via un contact auxiliaire guidé et connecté à
l'entrée de réinitialisation du relais de sécurité.
Page 20
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
Présentation de VLT® HVAC D...
Manuel de configuration
Mise en parallèle de l'entrée de l'absence sûre du couple
avec celle du relais de sécurité
Les entrées de l'absence sûre du couple T37 (STO) peuvent
22
être connectées directement s'il est nécessaire de contrôler
plusieurs variateurs de fréquence à partir de la même ligne
de commande via un relais de sécurité (voir
l'Illustration 2.6). La connexion d'entrées augmente la
probabilité de défaillance en matière de sécurité, car un
défaut dans un variateur peut entraîner la désactivation de
tous les variateurs de fréquence. La probabilité de défaut
pour T37 est si faible que le résultat éventuel reste
cependant toujours conforme aux exigences SIL2.
Illustration 2.6 Exemple de mise en parallèle de plusieurs
variateurs de fréquence
1Relais de sécurité
2Bouton d'arrêt d'urgence
3Bouton Reset
424 V CC
Tableau 2.4 Légende de l'Illustration 2.3 à l'Illustration 2.6
Illustration 2.3 Exemple STO
AVERTISSEMENT
L'activation de l'absence sûre du couple (c.-à-d. la
suppression de la tension 24 V CC sur la borne 37) ne
confère pas de sécurité électrique. La fonction d'absence
sûre du couple elle-même ne suffit donc pas à mettre en
œuvre la fonction d'arrêt d'urgence telle que définie par
la norme EN 60204-1. L'arrêt d'urgence nécessite des
mesures d'isolation électrique comme la coupure du
secteur par un contacteur supplémentaire.
1.Activer la fonction d'absence sûre du couple en
supprimant l'alimentation 24 V CC à la borne 37.
2.Après activation de l'absence sûre du couple (c.à-d. après le temps de réponse), le variateur
passe en roue libre (il s’arrête en créant un
champ rotationnel dans le moteur). Le temps de
réponse est généralement inférieur à 10 ms pour
la plage de rendement complète du variateur de
fréquence.
Ainsi, le variateur ne recommence pas la création d'un
champ rotationnel par erreur interne (conformément à la
cat. 3 PL d de la norme EN ISO 13849-1 et SIL 2 selon la
norme EN 62061). Après activation de l'absence sûre du
couple, l'écran du variateur de fréquence affiche le texte
Absence sûre du couple activée. Le texte d’aide associé
indique « L'absence sûre du couple a été activée ». Cela
signifie que l'absence sûre du couple a été activée ou que
le fonctionnement normal n’a pas encore repris après son
activation.
Page 21
130BA967.11
121110987654321
372033322 92719181312
DI DI
SIL 2
Safe Stop
Digital Input
e.g. Par 5-15
PTC
Sensor
X44/
Par. 5-19
Terminal 37 Saf e Stop
Safety D evice
Safe Input
Safe Output
Safe AND Input
Manual Rest art
PTC Therm istor C ard
MCB112
Non- Haz ardous AreaHaz ardous
Area
Présentation de VLT® HVAC D...Manuel de configuration
AVIS!
Les exigences de la cat. 3/PL « d » (ISO 13849-1) sont
respectées uniquement lorsqu'une alimentation 24 V CC
de la borne 37 est coupée ou reste faible grâce à un
dispositif de sécurité lui-même conforme à la cat. 3/PL
« d » (ISO 13849-1). Si des forces externes agissent sur le
moteur, p. ex. en cas d'axe vertical (charges suspendues)
et si un mouvement involontaire, lié à la gravité par
exemple, est susceptible d'être à l'origine d'un danger, le
moteur ne doit pas fonctionner sans mesures complémentaires de protection anti-chute. Des freins
mécaniques, p. ex., doivent également être installés.
Pour reprendre le fonctionnement après l'activation de
l'absence sûre du couple, appliquer d'abord à nouveau une
tension 24 V CC à la borne 37 (le texte Absence sûre du
couple activée reste affiché) puis créer un signal de reset
(via le bus, l'E/S digitale ou la touche [Reset] de l'onduleur).
Par défaut, cette fonction est réglée sur un comportement
de prévention contre tout redémarrage imprévu. Cela
signifie que, pour mettre fin à l'absence sûre du couple et
reprendre un fonctionnement normal, la tension de 24 V
CC doit être à nouveau appliquée à la borne 37. Un signal
de reset doit ensuite être donné (via le bus, l'E/S digitale
ou la touche [Reset]).
2.6.2 Installation du dispositif de sécurité
externe associé au MCB 112
Si le module de thermistance certifié Ex MCB 112, qui
utilise la borne 37 comme canal de mise hors tension pour
motif de sécurité, est raccordé, la sortie X44/12 du MCB
112 doit être liée (opérateur AND) au capteur de sécurité
(tel qu'un bouton d'arrêt d'urgence, un commutateur de
sécurité, etc.), qui active l'absence sûre du couple. Cela
signifie que la sortie vers la borne 37 de l'absence sûre du
couple est ÉLEVÉE (24 V) uniquement si le signal venant de
la sortie X44/12 du MCB 112 et le signal du capteur de
sécurité sont ÉLEVÉS. Si au moins un des deux signaux est
BAS, la sortie vers la borne 37 devient BASSE également.
Le dispositif de sécurité avec cette logique AND doit être
conforme à la norme CEI 61508, SIL 2. La connexion depuis
la sortie du dispositif de sécurité avec logique AND sûre à
la borne 37 Absence sûre du couple doit être protégée
contre les courts-circuits. Voir l'Illustration 2.7.
22
La fonction Absence sûre du couple peut être réglée sur
un comportement de redémarrage automatique en
modifiant la valeur du par. 5-19 Arrêt de sécurité borne 37
de la valeur par défaut [1] à la valeur [3]. Si une option
MCB 112 est connectée au variateur de fréquence, le
comportement de redémarrage automatique est défini par
les valeurs [7] et [8].
Le redémarrage automatique signifie que l'absence sûre du
couple prend fin et que le fonctionnement normal
reprend, dès que la tension de 24 V CC est appliquée à la
borne 37 ; aucun signal de reset n'est nécessaire.
Le comportement de redémarrage automatique est
uniquement autorisé dans l'une de ces deux situations :
1.La prévention contre tout redémarrage imprévu
2.La présence en zone dangereuse peut être
AVERTISSEMENT
est appliquée par les autres parties de l'installation d'absence sûre du couple.
physiquement exclue lorsque l'absence sûre du
couple n'est pas active. En particulier, le
paragraphe 5.3.2.5 de la norme ISO 12100-2
2003 doit être respecté.
Illustration 2.7 Illustration des aspects essentiels de l'installation d'une combinaison d'absence sûre du couple et de MCB
112. Le diagramme montre une entrée de redémarrage pour
le dispositif de sécurité externe. Cela signifie que dans cette
installation, le par.5-19 Arrêt de sécurité borne 37 pourrait être
réglé sur la valeur [7] PTC 1 & Relay W ou [8] PTC 1 & relaisA/W. Se reporter au Manuel d'utilisation du MCB 112 pour
obtenir plus de détails.
Réglages des paramètres du dispositif de sécurité
externe en association avec MCB 112
SI MCB 112 est connecté, les choix supplémentaires ([4]
22
Alarme PTC 1 à [9] PTC 1 & relais W/A) deviennent alors
possibles pour le par. 5-19 Arrêt de sécurité borne 37. Les
choix [1] Absence sûre du couple alarme et [3] Absence sûredu couple avertissement restent toujours disponibles mais
ne doivent pas être utilisés comme pour les installations
sans MCB 112 ou un dispositif de sécurité externe. Si [1]
Absence sûre du couple alarme ou [3] Absence sûre du couple
avertissement devaient être sélectionnés par erreur et si le
MCB 112 est déclenché, le variateur de fréquence réagit
avec une alarme Panne dangereuse [A72] et place le
variateur en roue libre de manière sûre, sans redémarrage
automatique. Les choix [4] Alarme PTC 1 et [5] PTC 1Warning ne doivent pas être sélectionnés lorsqu'un
dispositif de sécurité externe est utilisé. Ces choix servent
uniquement lorsque le MCB 112 utilise l'absence sûre du
couple. Si les choix [4] Alarme PTC 1 ou [5] PTC 1 Warning
sont sélectionnés par erreur et si le dispositif de sécurité
externe déclenche l'absence sûre du couple, le variateur de
fréquence réagit par une alarme Panne dangereuse [A72]
et place le variateur en roue libre de manière sûre, sans
redémarrage automatique.
Les choix [6] PTC 1 & Relay A à [9] PTC 1 & relais W/A
doivent être sélectionnés pour la combinaison d'un
dispositif de sécurité externe et MCB 112.
AVIS!
Noter que les choix [7] PTC 1 & Relay W et [8] PTC 1 &
relais A/W s'activent pour le redémarrage automatique
lorsque le dispositif de sécurité externe est à nouveau
désactivé.
Ceci n'est autorisé que dans les cas suivants :
La prévention contre tout redémarrage imprévu
•
est appliquée par les autres parties de l'installation d'absence sûre du couple.
La présence en zone dangereuse peut être
•
physiquement exclue lorsque l'absence sûre du
couple n'est pas active. En particulier, le
paragraphe 5.3.2.5 de la norme ISO 12100-2 2003
doit être observé :
Voir le Manuel d'utilisation du MCB 112 pour plus d'informations.
2.6.3
Essai de mise en service de l'absence
sûre du couple
Après l'installation et avant la première mise en marche,
procéder à un essai de mise en service d'une installation
ou d'une application en utilisant l'absence sûre du couple.
Procéder ensuite à l'essai après chaque modification de
l'installation ou de l'application dont l'absence sûre du
couple fait partie.
AVIS!
Un essai de mise en service réussi est obligatoire après
la première installation et après chaque remplacement
au niveau de l'installation de sécurité.
Essai de mise en service (sélectionner le cas 1 ou 2 selon
les besoins) :
Cas 1 : la prévention contre tout démarrage intempestif
pour l'absence sûre du couple est nécessaire (c.-à-d.
l'absence sûre du couple uniquement lorsque le par.
5-19 Arrêt de sécurité borne 37 est réglé sur la valeur par
défaut [1] ou Absence sûre du couple et MCB 112
associés lorsque le par. 5-19 Arrêt de sécurité borne 37
est réglé sur [6] ou [9]) :
1.1 Supprimer l'alimentation 24 V CC de la borne
•
37 grâce au dispositif de coupure tandis que le
moteur est entraîné par le FC 102 (c.-à-d. que
l'alimentation secteur n'est pas interrompue).
L'essai est concluant si le moteur réagit en
passant en roue libre et que le frein mécanique
(s'il est raccordé) est activé et si l'alarme Absence
sûre du couple [A68] s'affiche lorsqu'un LCP est
installé.
1.2 Envoyer un signal de reset (via le bus, l'E/S
•
digitale ou la touche [Reset]). L'essai est
concluant si le moteur reste en état d'absence
sûre du couple et que le frein mécanique (s'il est
raccordé) reste activé.
1.3 Appliquer à nouveau la tension 24 V CC à la
•
borne 37. L'essai est concluant si le moteur reste
en état de roue libre et que le frein mécanique
(s'il est connecté) reste activé.
1.4 Envoyer un signal de reset (via le bus, l'E/S
•
digitale ou la touche [Reset]). L'essai est
concluant si le moteur reprend son fonctionnement.
L'essai de mise en service est concluant si les quatre
étapes 1.1, 1.2, 1.3 et 1.4 le sont également.
Présentation de VLT® HVAC D...Manuel de configuration
Cas 2 : le redémarrage automatique de l'absence sûre
du couple est souhaité et autorisé (soit l'absence sûre
du couple uniquement lorsque le par. 5-19 Arrêt desécurité borne 37 est réglé sur [3] ou l'absence sûre du
couple et le MCB112 associés lorsque le par. 5-19 Arrêtde sécurité borne 37 est réglé sur [7] ou [8]) :
2.1 Supprimer l'alimentation 24 V CC de la borne
•
37 grâce au dispositif de coupure tandis que le
moteur est entraîné par le FC 102 (c.-à-d. que
l'alimentation secteur n'est pas interrompue).
L'essai est concluant si le moteur réagit en
passant en roue libre et que le frein mécanique
(s'il est raccordé) est activé et si l'avertissement
Absence sûre du couple [W68] s'affiche lorsqu'un
LCP est installé.
2.2 Appliquer à nouveau la tension 24 V CC à la
•
borne 37.
L'essai est concluant si le moteur reprend son fonctionnement. L'essai de mise en service est concluant si les
deux étapes 2.1 et 2.2 le sont également.
Illustration 2.8 Courbes de ventilateur (A, B et C) pour des
volumes de ventilation réduits
22
AVIS!
Voir l'avertissement sur le comportement du
redémarrage au paragraphe chapitre 2.6.1 Borne 37,fonction Absence sûre du couple.
2.7 Avantages
2.7.1 Pourquoi utiliser un variateur de
fréquence pour contrôler les
ventilateurs et les pompes ?
Un variateur de fréquence utilise le fait que les ventilateurs
et les pompes centrifuges suivent les lois de la proportionnalité. Pour plus d'informations, voir le texte et la figure
Les lois de la proportionnalité.
Un avantage évident : des économies
2.7.2
d'énergie
Le principal avantage de l'utilisation d'un variateur de
fréquence pour réguler la vitesse des ventilateurs et des
pompes réside dans les économies d'électricité réalisées.
Comparé à des technologies et des systèmes de contrôle
alternatifs, un variateur de fréquence offre le moyen de
contrôle d'énergie optimal pour la régulation des
ventilateurs et des pompes.
Illustration 2.9 Lors de l'utilisation d'un variateur de
fréquence pour diminuer la capacité du ventilateur
à 60 %, des économies d'énergie de plus de 50 %
peuvent être obtenues dans des applications typiques.
Présentation de VLT® HVAC D...Manuel de configuration
2.7.3 Exemple d'économies d'énergie
Comparaison des économies
2.7.4
d'énergie
Comme indiqué sur la figure (les lois de la proportion-
22
nalité ), le débit est régulé en modifiant les tr/min. En
diminuant la vitesse de 20 % seulement par rapport à la
vitesse nominale, le débit est également réduit de 20 %
car il est directement proportionnel aux tr/min. La consommation d'électricité est, quant à elle, réduite de 50 %.
Si le système en question doit fournir un débit correspondant à 100 % seulement quelques jours par an, tandis
que la moyenne est inférieure à 80 % du débit nominal le
reste de l'année, la quantité d'énergie économisée peut
être supérieure à 50 %.
Les lois de la proportionnalité
L'Illustration 2.10 décrit le rapport entre débit, pression et
puissance consommée en tr/min.
Q = débitP = puissance
Q1 = débit nominalP1 = puissance nominale
Q2 = débit réduitP2 = puissance réduite
H = pressionn = régulation de vitesse
H1 = pression nominalen1 = vitesse nominale
H2 = pression réduiten2 = vitesse réduite
La solution de variateur de fréquence Danfoss offre des
économies plus élevées par rapport aux solutions
d'économie d'énergie traditionnelles. Cela vient du fait que
le variateur de fréquence est capable de contrôler la
vitesse d'un ventilateur en fonction de la charge thermique
du système et du fait que le variateur de fréquence
dispose d'un équipement intégré qui lui permet de
fonctionner comme un système de gestion d'immeubles
(BMS).
L'Illustration 2.12 montre les économies d'énergie typiques,
que l'on obtient avec 3 solutions bien connues lorsque le
volume du ventilateur est réduit à 60 % par exemple. L'
Illustration 2.12 montre que des économies supérieures à
50 % peuvent être réalisées dans des applications typiques.
Tableau 2.5 Abréviations utilisées dans les équations
Illustration 2.10 Rapport entre débit, pression et puissance
consommée en tr/min
Q
n
1
Q
:
:
1
=
n
2
2
H
n
2
1
1
=
H
n
2
2
P
n
3
1
1
=
P
n
2
2
Débit
:
Pression
Puissance
Illustration 2.11 Trois systèmes habituels d'économies
d'énergie
Illustration 2.12 Les registres de décharge réduisent
légèrement la puissance consommée. Les aubes directrices
d'entrée offrent une réduction de 40 % mais l'installation est
onéreuse. La solution offerte par le variateur de fréquence
Danfoss réduit la consommation d'énergie de plus de 50 % et
est facile à installer.
22
Exemple avec un débit variable sur
2.7.5
une année
L'exemple suivant est calculé sur la base des caractéristiques d'une pompe tirées de sa fiche technique.
Le résultat obtenu révèle des économies d'énergie de plus
de 50 % selon la répartition donnée du débit sur l'année.
La période de récupération dépend du prix du kWh et du
prix du variateur de fréquence. Dans le cas présent, cela
revient à moins d'une année si l'on compare avec les
systèmes à vannes et vitesse constante.
RépartitionRégulation par vanneContrôle par variateur de fréquence
%HeuresPuissanceConsommationPuissanceConsommation
A1-B
1
1008760275,06426,801
kWhA1-C
1
kWh
On obtient un meilleur contrôle en utilisant un variateur de fréquence pour réguler le débit ou la pression d'un système.
Un variateur de fréquence peut faire varier la vitesse du ventilateur ou de la pompe, pour obtenir un contrôle variable du
débit et de la pression.
De plus, il peut adapter rapidement la vitesse du ventilateur ou de la pompe aux nouvelles conditions de débit ou de
pression du système.
Contrôle simple du procédé (débit, niveau ou pression) en utilisant le régulateur PID intégré.
2.7.7
Compensation cos φ
En règle générale, le VLT® HVAC Drive a un cos φ de 1 et fournit une correction du facteur de puissance du cos φ du
moteur. Ainsi, il n'est pas nécessaire de tenir compte du cos φ du moteur lors de la configuration de l'unité de correction
du facteur de puissance.
2.7.8 Démarreur étoile/triangle ou
démarreur progressif non requis
Manuel de configuration
Lors du démarrage de gros moteurs, il est nécessaire, dans
beaucoup de pays, d'utiliser un équipement qui limite le
courant de démarrage. Dans les systèmes plus
traditionnels, on utilise couramment un démarreur étoile/
triangle ou un démarreur progressif. De tels démarreurs de
moteur ne sont pas nécessaires lorsqu'on utilise un
variateur de fréquence.
Comme indiqué sur l'Illustration 2.14, un variateur de
fréquence ne consomme pas plus que le courant nominal.
22
Illustration 2.14 Un variateur de fréquence ne consomme pas
plus que le courant nominal.
1 VLT® HVAC Drive
2 Démarreur étoile/triangle
3 Démarreur progressif
4 Démarrage direct sur secteur
Tableau 2.8 Légende de l'Illustration 2.14
Des économies grâce à l'utilisation
2.7.9
d'un variateur de fréquence
L'exemple présenté à la page suivante révèle que bon
nombre d'équipements ne sont plus nécessaires avec un
variateur de fréquence. Il est possible de calculer le coût
d'installation des deux systèmes différents. Dans l'exemple
suivant, le coût d'installation est à peu près identique pour
les deux systèmes.
Illustration 2.16 Système de ventilation commandé par des variateurs de fréquence.
2.7.12
Des exemples typiques d'applications HVAC sont présentés aux pages suivantes.
Pour plus d'informations sur une application donnée, demander une fiche d'information au distributeur Danfoss pour
obtenir une description complète de l'application.
Volume d'air variable
Demander Le variateur pour...améliorer les systèmes de ventilation à volume d'air variable MN.60.A1.02
Volume d'air constant
Demander Le variateur pour...améliorer les systèmes de ventilation à volume d'air constant MN.60.B1.02
Ventilateur de tour de refroidissement
Demander Le variateur pour...améliorer la commande du ventilateur de tours de refroidissement MN.60.C1.02
Pompes de condenseur
Demander Le variateur pour...améliorer les systèmes de pompage de retour d'eau de condenseur MN.60.F1.02
Pompes primaires
Demander Le variateur pour...améliorer le pompage primaire dans les systèmes de pompage primaire/secondaire MN.60.D1.02
Exemples d'applications
Pompes secondaires
Demander Le variateur pour...améliorer le pompage secondaire dans les systèmes de pompage primaire/secondaire MN.60.E1.02
Présentation de VLT® HVAC D...Manuel de configuration
2.7.13 Volume d'air variable
Les systèmes VAV ou à volume d'air variable sont utilisés pour contrôler la ventilation et la température afin de répondre
22
aux besoins d'un bâtiment. Les systèmes VAV centraux sont considérés comme la méthode la plus efficace d'un point de
vue énergétique pour assurer la climatisation des bâtiments. En concevant des systèmes centraux plutôt que répartis, on
obtient une meilleure efficacité.
L'efficacité réside dans l'utilisation de ventilateurs et de refroidisseurs plus grands et donc plus efficaces que les petits
moteurs et les refroidisseurs par air répartis. Les économies découlent également des besoins d'entretien réduits.
2.7.14 La solution apportée par le VLT
Tandis que registres et IGV permettent de maintenir une pression constante dans le réseau de conduites, une solution
réduit considérablement la consommation d'énergie ainsi que la complexité de l'installation. Au lieu de créer une baisse de
pression artificielle ou d'entraîner une diminution de l'efficacité du ventilateur, le diminue la vitesse du ventilateur pour
fournir le débit et la pression nécessaires au système.
Les dispositifs centrifuges comme les ventilateurs suivent les lois de la force centrifuge. Cela signifie que lorsque la vitesse
des ventilateurs diminue, la pression et le débit qu'ils produisent décroissent aussi. La puissance consommée est par
conséquent considérablement réduite.
Le ventilateur de retour est fréquemment contrôlé pour maintenir une différence de circulation d'air fixe entre l'alimentation
et le retour. L'utilisation du régulateur PID avancé du HVAC peut éviter le recours à des contrôleurs supplémentaires.
Présentation de VLT® HVAC D...Manuel de configuration
2.7.15 Volume d'air constant
Les systèmes CAV ou à volume d'air constant sont des systèmes de ventilation centraux servant généralement à fournir une
quantité minimale d'air frais tempéré à de grandes zones communes. Ils ont précédé les systèmes VAV et sont donc
présents dans les anciens bâtiments commerciaux multizones. Ces systèmes préchauffent des quantités d'air frais grâce à
des groupes de traitement d'air (AHU) dotés d'un serpentin de chauffage. De même, ils sont souvent présents dans les
bâtiments climatisés et disposent d'un serpentin de refroidissement. Des ventilo-convecteurs sont souvent utilisés pour
participer aux besoins de chauffage et de refroidissement des zones individuelles.
2.7.16 La solution apportée par le VLT
Avec un variateur de fréquence, des économies d'énergie significatives peuvent être obtenues tout en maintenant un
contrôle approprié du bâtiment. Les capteurs de température ou de CO2 peuvent être utilisés comme signaux de retour vers
les variateurs de fréquence. Lorsqu'il est nécessaire de contrôler la température, la qualité de l'air ou les deux, un système
CAV peut être contrôlé pour fonctionner sur la base des conditions réelles du bâtiment. Lorsque le nombre de personnes
dans les zones contrôlées baisse, les besoins en air frais diminuent. Le capteur de CO2 détecte les niveaux les plus bas et
réduit la vitesse des ventilateurs d'alimentation. Le ventilateur de retour vise à maintenir un point de consigne de pression
statique ou une différence fixe entre les circulations d'air d'alimentation et de retour.
En cas de contrôle de la température, utilisé spécialement dans les systèmes d'air conditionné, alors que la température
extérieure varie tout comme le nombre de personnes dans les zones contrôlées, différents besoins de refroidissement
existent. Lorsque la température est inférieure au point de consigne, le ventilateur d'alimentation peut réduire sa vitesse. Le
ventilateur de retour se régule pour maintenir un point de consigne de pression statique. En diminuant la circulation d'air,
l'énergie utilisée pour chauffer ou refroidir l'air frais est également réduite, d'où de plus grandes économies.
De par ses caractéristiques, le variateur de fréquence HVAC Danfoss peut être utilisé pour améliorer les performances d'un
système CAV. L'un des problèmes associés au contrôle d'un système de ventilation est la mauvaise qualité de l'air. La
fréquence minimale programmable peut être réglée pour maintenir une quantité minimale d'air fourni indépendamment du
signal de retour ou de référence. Le variateur de fréquence comporte également un régulateur PID à 3 points de consigneet
à 3 zones permettant de contrôler à la fois la température et la qualité de l'air. Même si les besoins en matière de
température sont satisfaits, le variateur de fréquence maintient un niveau d'air fourni suffisant pour convenir au capteur de
qualité de l'air. Le variateur de fréquence peut surveiller et comparer deux signaux de retour pour contrôler le ventilateur de
retour en maintenant une différence de circulation d'air fixe entre les conduites d'alimentation et de retour.
Présentation de VLT® HVAC D...Manuel de configuration
2.7.17 Ventilateur de tour de refroidissement
Les ventilateurs de tour de refroidissement sont utilisés pour refroidir l'eau du condenseur dans les systèmes de refroidis-
22
sement par eau. Les refroidisseurs par eau constituent un moyen très efficace pour générer de l'eau froide. Ils sont 20 %
plus efficaces que les refroidisseurs par air. Selon le climat, les tours de refroidissement sont souvent plus efficaces d'un
point de vue énergétique pour refroidir l'eau du condenseur des refroidisseurs.
Les ventilateurs refroidissent l'eau du condenseur par évaporation.
L'eau du condenseur est pulvérisée dans la tour de refroidissement sur le « garnissage » des tours pour augmenter sa
surface active. Le ventilateur de la tour souffle de l'air sur le garnissage et de l'eau pulvérisée pour faciliter l'évaporation.
L'évaporation libère l'énergie de l'eau, faisant ainsi chuter sa température. L'eau froide est collectée dans le bassin des tours
de refroidissement où elle est pompée à nouveau vers le condenseur des refroidisseurs et le cycle est répété.
2.7.18 La solution apportée par le VLT
Grâce à un variateur de fréquence, la vitesse des ventilateurs des tours de refroidissement peut être régulée pour maintenir
la température de l'eau du condenseur. Les variateurs de fréquence peuvent également être utilisés pour allumer ou
éteindre le ventilateur selon les besoins.
De par ses caractéristiques, le variateur de fréquence HVAC Danfoss peut être utilisé pour améliorer les performances des
applications de ventilateurs de tours de refroidissement. Lorsque la vitesse des ventilateurs de tours de refroidissement
descend en dessous d'un certain seuil, l'effet du ventilateur sur le refroidissement de l'eau devient faible. De même, lors de
l'utilisation d'une boîte de vitesse pour contrôler la fréquence du ventilateur de tour, une vitesse minimale de 40-50 % peut
être nécessaire.
Le réglage de la fréquence minimale programmable par le client est disponible pour maintenir cette fréquence minimale
même lorsque les références de retour ou de vitesse exigent des vitesses inférieures.
Il est également possible de programmer le variateur de fréquence pour passer en mode veille et arrêter le ventilateur
jusqu'à ce qu'une vitesse supérieure soit nécessaire. De plus, certains ventilateurs de tours de refroidissement présentent des
fréquences indésirables susceptibles de provoquer des vibrations. Ces fréquences sont facilement évitables en programmant
les plages de fréquences de bipasse sur le variateur de fréquence.
Présentation de VLT® HVAC D...Manuel de configuration
2.7.19 Pompes de condenseur
Les pompes de retour d'eau du condenseur sont d'abord utilisées pour faire circuler l'eau dans la section du condenseur des
22
refroidisseurs par eau et dans la tour de refroidissement associée. L'eau du condenseur absorbe la chaleur de la section du
condenseur du refroidisseur et la relâche dans l'atmosphère de la tour de refroidissement. Ces systèmes constituent le
moyen le plus efficace de créer de l'eau froide. Ils sont 20 % plus efficaces que les refroidisseurs par air.
2.7.20 La solution apportée par le VLT
En ajoutant des variateurs de fréquence aux pompes de retour d'eau du condenseur, il n'est pas nécessaire d'équilibrer les
pompes avec une soupape d'étranglement ou de rogner la roue de la pompe.
L'utilisation d'un variateur de fréquence au lieu d'une soupape d'étranglement économise l'énergie qui aurait été absorbée
par la soupape. Cela peut entraîner des économies de 15-20 % ou plus. Le rognage de la roue de la pompe est irréversible,
donc si les conditions changent et si un débit supérieur est nécessaire, la roue doit être remplacée.
Présentation de VLT® HVAC D...Manuel de configuration
2.7.21 Pompes primaires
Les pompes primaires dans un système de pompage primaire/secondaire peuvent être utilisées pour maintenir un débit
constant dans les dispositifs qui présentent des difficultés d'exploitation ou de contrôle lorsqu'ils sont exposés à un débit
variable. La technique de pompage primaire/secondaire découple la boucle de production primaire de la boucle de distribution secondaire. Cela permet à des dispositifs tels que les refroidisseurs d'obtenir un débit constant et de fonctionner
correctement tout en autorisant une variation du débit dans le reste du système.
Lorsque le débit de l'évaporateur diminue dans un refroidisseur, l'eau refroidie commence à devenir trop froide. Dans ce cas,
le refroidisseur tente de diminuer sa capacité de refroidissement. Si le débit tombe trop bas ou trop rapidement, le refroidisseur ne peut pas délester suffisamment sa charge et la sécurité de température d'évaporateur basse arrête le refroidisseur
qui nécessite alors un reset manuel. Cette situation est fréquente sur les grandes installations, notamment lorsqu'au moins
deux refroidisseurs sont installés en parallèle si aucun pompage primaire/secondaire n'est utilisé.
2.7.22 La solution apportée par le VLT
Selon la taille du système et de la boucle primaire, la consommation d'énergie de la boucle primaire peut devenir
importante.
Un variateur de fréquence peut être ajouté au système primaire pour remplacer la soupape d'étranglement et/ou le rognage
des roues, favorisant une baisse des dépenses d'exploitation. Voici deux méthodes de contrôle :
22
La première méthode utilise un débitmètre. Comme le débit souhaité est connu et constant, un débitmètre installé à la
sortie de chaque refroidisseur peut être utilisé pour contrôler directement la pompe. En utilisant le régulateur PID intégré, le
variateur de fréquence maintient en permanence le débit approprié, en compensant même la résistance changeante dans la
boucle de canalisation primaire alors que les refroidisseurs et leurs pompes démarrent et s'arrêtent.
La seconde méthode est la détermination de la vitesse locale. L'opérateur diminue simplement la fréquence de sortie
jusqu'à obtention de la configuration du débit souhaitée.
L'utilisation d'un variateur de fréquence pour diminuer la vitesse des pompes est très similaire au rognage de la roue des
pompes, sauf qu'elle ne nécessite aucun travail et que l'efficacité des pompes reste élevée. L'entrepreneur en équilibrage
diminue simplement la vitesse de la pompe jusqu'à ce que le débit approprié soit obtenu et fixe la vitesse définie. La
pompe fonctionne à cette vitesse à chaque démarrage du refroidisseur. Comme la boucle primaire ne dispose pas de
vannes de régulation ou d'autres dispositifs qui peuvent provoquer un changement de la courbe du système et comme
l'écart dû au démarrage et à l'arrêt des pompes et des refroidisseurs est habituellement petit, la vitesse fixée reste
appropriée. Si le débit doit être augmenté ultérieurement au cours de la vie des systèmes, la vitesse des pompes peut être
augmentée simplement grâce au variateur de fréquence, donc sans recourir à une nouvelle roue de pompe.
Présentation de VLT® HVAC D...Manuel de configuration
2.7.23 Pompes secondaires
Les pompes secondaires dans un système de pompage primaire/secondaire d'eau froide sont utilisées pour répartir l'eau
froide vers les charges depuis la boucle de production primaire. Le système de pompage primaire/secondaire est utilisé
pour découpler de manière hydronique une boucle de canalisation d'une autre. Dans ce cas, la pompe primaire sert à
maintenir un débit constant dans les refroidisseurs et les pompes secondaires permettent de varier le débit, d'augmenter le
contrôle et d'économiser de l'énergie.
Si le concept de configuration primaire/secondaire n'est pas utilisé et si un système à volume variable est conçu, lorsque le
débit tombe trop bas ou trop vite, le refroidisseur ne peut pas délester sa charge correctement. La sécurité de température
basse de l'évaporateur du refroidisseur arrête alors le refroidisseur qui nécessite un reset manuel. Cette situation est
fréquente sur les grandes installations notamment lorsqu'au moins deux refroidisseurs sont installés en parallèle.
2.7.24 La solution apportée par le VLT
Le système primaire/secondaire avec vannes bidirectionnelles favorise les économies d'énergie et limite les problèmes de
contrôle du système. Cependant, l'ajout de variateurs de fréquence offre de véritables économies d'énergie et un réel
potentiel de contrôle.
Avec un capteur correctement placé, l'ajout de variateurs de fréquence permet de faire varier la vitesse des pompes pour
suivre la courbe du système plutôt que la courbe de la pompe.
Cela élimine le gaspillage d'énergie et la plupart des problèmes de surpressurisation auxquels les vannes bidirectionnelles
sont parfois soumises.
Lorsque les charges surveillées sont atteintes, les vannes bidirectionnelles se ferment. Cela augmente la pression différentielle mesurée pour la charge et la vanne bidirectionnelle. Lorsque cette pression différentielle commence à augmenter, la
pompe est ralentie pour maintenir la hauteur de contrôle également appelée valeur de consigne. Cette valeur de consigne
est calculée en ajoutant la baisse de pression de la charge à celle de la vanne bidirectionnelle dans les conditions de la
configuration.
22
Noter que lorsque plusieurs pompes sont installées en parallèle, elles doivent fonctionner à la même vitesse pour maximiser
les économies d'énergie, soit avec des variateurs individuels dédiés soit avec un entraînant plusieurs pompes en parallèle.
Le variateur de fréquence est un appareil haute performance destiné aux applications exigeantes. Il peut gérer divers types
de principe de fonctionnement de moteur, tels que le mode spécial U/f et VVC
plus
, et il peut prendre en charge des moteurs
asynchrones normaux à cage.
Le comportement relatif aux courts-circuits sur ce variateur de fréquence dépend des 3 transformateurs de courant dans les
phases moteur.
Sélectionner un fonctionnement en boucle ouverte ou fermée avec le par. 1-00 Mode Config.
Structure de contrôle en boucle ouverte
2.8.2
Illustration 2.24 Structure en boucle ouverte
Dans la configuration représentée sur l'Illustration 2.24, le par.1-00 Mode Config. est réglé sur [0] Boucle ouverte. La référence
résultante du système de gestion des références ou la référence locale est reçue et soumise à la limite de rampe et de
vitesse avant d'être transmise au contrôle du moteur.
La sortie du contrôle du moteur est alors limitée par la limite de fréquence maximale.
Présentation de VLT® HVAC D...Manuel de configuration
2.8.3 Commande moteur PM/EC+
Le concept Danfoss EC+ offre la possibilité d'utiliser des
moteurs PM à haute efficacité en taille de protection
standard CEI commandés par des variateurs de fréquence
Danfoss.
La procédure de mise en service est comparable à celle qui
existe pour les moteurs asynchrones (à induction), utilisant
la stratégie de commande PM Danfoss VVC
Avantages clients :
Choix libre de la technologie du moteur (à
•
aimant permanent ou à induction)
Installation et fonctionnement identiques à ceux
•
des moteurs à induction
Choix des composants du système (p. ex.
•
moteurs) indépendant du fabricant
Efficacité supérieure du système en choisissant de
•
meilleurs composants
Mise à niveau possible des installations existantes
•
Gamme de puissance : 1,1-22 kW
•
Limites actuelles :
Pour l'instant, prise en charge de 22 kW max.
•
Pour l'instant, limité aux moteurs PM non saillants
•
Filtres LC non pris en charge en combinaison
•
avec les moteurs PM
L'algorithme de contrôle de surtension n'est pas
•
pris en charge en combinaison avec les moteurs
PM
L'algorithme de sauvegarde cinétique n'est pas
•
pris en charge en combinaison avec les moteurs
PM
L'algorithme d'AMA n'est pas pris en charge en
•
combinaison avec les moteurs PM
Pas de détection de phase moteur manquante
•
Pas de détection de blocage
•
Pas de fonction ETR
•
plus
.
Dimensionnement du variateur de
2.8.4
fréquence et du moteur PM
Les faibles inductances des moteurs PM peuvent
provoquer des courants résiduels dans le variateur de
fréquence.
Pour sélectionner le variateur de fréquence qui convient à
un moteur PM donné, vérifier que :
Le variateur de fréquence peut fournir la
•
puissance et le courant requis dans toutes les
conditions de fonctionnement.
La puissance nominale du variateur de fréquence
•
est égale ou supérieure à la puissance nominale
du moteur.
Dimensionner le variateur de fréquence pour une
•
charge d'exploitation constante de 100 % avec
une marge de sécurité suffisante.
Le courant (A) et la puissance nominale typique (kW) d'un
moteur PM sont disponibles au chapitre
chapitre 9.1 Tableaux d'alimentation secteur pour différentes
tensions.
Exemples de dimensionnement pour une puissance nominale
Exemple 1
Taille du moteur PM : 1,5 kW/2,9 A
22
•
Secteur : 3 x 400 V
•
Variateur de
fréquence
P1K11,11,53,03,32,73,0
P1K51,52,04,14,53,43,7
Tableau 2.10 Données de dimensionnement de variateurs de fréquence 1,1 et 1,5 kW
Typique [kW]Typique [HP] à
460 V
Continu [A] (3 x
380-440 V)
Intermittent [A]
(3 x 380-440 V)
Continu [A] (3 x
441-480 V)
Intermittent [A]
(3 x 441-480 V)
Le courant nominal du moteur PM (2,9 A) correspond au courant nominal du variateur de fréquence 1,1 kW (3 A à 400 V) et
du variateur de fréquence 1,5 kW (4,1 A à 400 V). Cependant, comme la puissance nominale du moteur est de 1,5 kW, le
variateur de fréquence 1,5 kW constitue le bon choix.
Puissance1,5 kW1,5 kW
Courant2,9 A4,1 A à 400 V
Tableau 2.11 Variateur de fréquence correctement dimensionné
Tableau 2.12 Données de dimensionnement des variateurs de fréquence 4,0 et 5,5 kW
Le courant nominal du moteur PM (12,5 A) correspond au courant nominal du variateur de fréquence 5,5 kW (13 A à 400 V),
et non pas au courant nominal du variateur de fréquence 4,0 kW (10 A à 400 V). Comme le courant nominal du moteur est
de 5,5 kW, le variateur de fréquence 5,5 kW constitue le bon choix.
Puissance5,5 kW5,5 kW
Courant12,5 A13 A à 400 V
Tableau 2.13 Variateur de fréquence correctement dimensionné
Contrôle local (Hand On) et distant (Auto On)
2.8.5
MoteurVariateur de fréquence 5,5 kW
Le variateur de fréquence peut être actionné manuellement via le panneau de commande locale (LCP) ou à distance via les
entrées analogiques et digitales et le bus série.
Si l'autorisation est donnée aux par. 0-40 Touche [Hand on] sur LCP, 0-41 Touche [Off] sur LCP, 0-42 Touche [Auto on] sur LCP et
0-43 Touche [Reset] sur LCP, il est possible de démarrer et d'arrêter le variateur de fréquence via le LCP à l'aide des touches
[Hand on] et [Off]. Les alarmes peuvent être réinitialisées via la touche [Reset]. Après avoir appuyé sur la touche [Hand On],
le variateur de fréquence passe en mode local (par défaut) et suit la référence locale définie à l'aide des touches [▲] et [▼].
Après avoir appuyé sur la touche [Auto On], le variateur de fréquence passe en mode Auto et suit (par défaut) la référence
distante. Dans ce mode, il est possible de contrôler le variateur via les entrées digitales et diverses interfaces série (RS-485,
USB ou un bus de terrain en option). Consulter des informations complémentaires concernant le démarrage, l'arrêt, les
rampes variables et les configurations de paramètres, etc. dans le groupe de paramètres 5-1* Entrées digitales ou le groupe
de paramètres 8-5* Communication série.
Illustration 2.25 Touches d'exploitation
22
Hand Off
Auto
Touches du LCP
HandMode hand/autoLocal
Hand ⇒ Off
AutoMode Hand/AutoA distance
Auto ⇒ Off
Toutes les touchesLocalLocal
Toutes les touchesA distanceA distance
Tableau 2.14 Conditions d'activation des références locales/distantes
3-13 Type référenceRéférence active
Mode hand/autoLocal
Mode hand/autoA distance
Le Tableau 2.14 indique les conditions dans lesquelles la référence locale ou distante est active. L'une d'elles est toujours
active, mais les deux ne peuvent pas l'être en même temps.
La référence locale force le mode de configuration sur boucle ouverte, quel que soit le réglage du par. 1-00 Mode Config.
La référence locale est restaurée à la mise hors tension.
Structure de commande en boucle fermée
2.8.6
Le contrôleur interne permet au variateur de fréquence de devenir partie intégrante du système contrôlé. Le variateur de
fréquence reçoit un signal de retour d'un capteur du système. Il compare ensuite ce retour à une valeur de référence du
point de consigne et détermine l'erreur éventuelle entre ces deux signaux. Il ajuste alors la vitesse du moteur pour corriger
cette erreur.
Prenons par exemple une application de pompage où la vitesse de la pompe doit être régulée afin que la pression statique
dans la conduite soit constante. La valeur de la pression statique souhaitée est fournie au variateur de fréquence comme
référence du point de consigne. Un capteur mesure la pression statique réelle dans la conduite et la communique au
variateur de fréquence par un signal de retour. Si le signal de retour est supérieur à la référence du point de consigne, le
variateur de fréquence décélère pour réduire la pression. De la même façon, si la pression de la conduite est inférieure à la
référence du point de consigne, le variateur de fréquence accélère automatiquement pour augmenter la pression fournie
par la pompe.
Illustration 2.26 Schéma fonctionnel du contrôleur en boucle fermée
Alors que les valeurs par défaut du contrôleur en boucle fermée du variateur de fréquence offrent souvent des performances satisfaisantes, le contrôle du système peut souvent être optimisé en ajustant certains paramètres du contrôleur en
boucle fermée. Il est également possible de régler automatiquement les constantes PI.
Traitement du retour
2.8.7
Illustration 2.27 Schéma fonctionnel du traitement du signal de retour
Le traitement du retour peut être configuré pour fonctionner avec des applications nécessitant un contrôle avancé, comme
des points de consigne et des retours multiples. Trois types de contrôle sont fréquents.
Zone unique, point de consigne unique
Zone unique, point de consigne unique est une configuration de base. Le point de consigne 1 est ajouté à toute autre
référence (le cas échéant, se reporter à Utilisation des références) et un signal de retour est sélectionné au par.
20-20 Fonction de retour.
Présentation de VLT® HVAC D...Manuel de configuration
Multizones, une seule consigne
Cette configuration utilise deux ou trois capteurs de retour mais un seul point de consigne. Les retours peuvent être
ajoutés, enlevés (uniquement retour 1 et 2) ou répartis. De plus, la valeur maximale ou minimale peut être utilisée. Le point
de consigne 1 est utilisé exclusivement dans cette configuration.
Si [13] Min consigne multiple est sélectionné, la paire consigne/signal de retour avec la plus grande différence contrôle la
vitesse du variateur de fréquence. [14] Max consigne multiple tente de maintenir toutes les zones à leur consigne respective
ou en dessous, tandis que [13] Min consigne multiple tente de maintenir toutes les zones à leur consigne ou au-dessus.
Exemple
Dans une application à deux zones et deux points de consigne, le point de consigne de la zone 1 est 15 bar et le retour est
5,5 bar. Le point de consigne de la zone 2 est 4,4 bar et le retour est 4,6 bar. Si [14] Max consigne multiple est sélectionné, la
consigne et le signal de retour de la zone 1 sont envoyés au régulateur PID, puisque la différence est la plus petite (le signal
de retour est supérieur à la consigne, entraînant une différence négative). Si [13] Min consigne multiple est sélectionné, la
consigne et le signal de retour de la zone 2 sont envoyés au régulateur PID, puisque la différence est plus importante (le
signal de retour est inférieur à la consigne, entraînant une différence positive).
Conversion du signal de retour
2.8.8
Dans certaines applications, la conversion du signal de retour peut être utile. Par exemple, on peut utiliser un signal de
pression pour fournir un retour de débit. Puisque la racine carrée de la pression est proportionnelle au débit, la racine
carrée du signal de pression donne une valeur proportionnelle au débit. Ceci est indiqué sur l'Illustration 2.28.
Présentation de VLT® HVAC D...Manuel de configuration
La référence distante est composée de :
Références prédéfinies.
•
Références externes (entrées analogiques, entrées
•
de fréquence impulsionnelle, entrées du
potentiomètre digital et références du bus de
communication série).
Référence relative prédéfinie.
•
Point de consigne contrôlé par le retour.
•
Le variateur de fréquence permet de programmer jusqu'à 8
références prédéfinies. La référence prédéfinie active peut
être sélectionnée à l'aide des entrées digitales ou du bus
de communication série. La référence peut également être
fournie de manière externe, le plus souvent depuis une
entrée analogique. Cette source externe est sélectionnée
par l'un des trois paramètres de source de référence
(3-15 Source référence 1, 3-16 Source référence 2 et
3-17 Source référence 3). Digipot est un potentiomètre
digital. Il est fréquemment appelé contrôle d'accélération/
décélération ou contrôle de point variable. Pour le
configurer, une entrée digitale est programmée pour
augmenter la référence alors qu'une autre entrée digitale
est programmée pour diminuer la référence. Une troisième
entrée digitale peut être utilisée pour remettre à zéro la
référence du Digipot. Toutes les sources de référence et la
référence du bus sont ajoutées pour produire la référence
externe totale. La référence externe, la référence prédéfinie
ou la somme des 2 peut être sélectionnée en tant que
référence active. Finalement, cette référence peut être mise
à l'échelle en utilisant le par. 3-14 Réf.prédéf.relative.
2.8.10
Exemple de régulateur PID en
boucle fermée
Illustration 2.30 Contrôle en boucle fermée pour un système
de ventilation
Dans un système de ventilation, la température doit
pouvoir être maintenue à une valeur constante. La
température souhaitée est réglée entre -5 et +35 °C à
l'aide du potentiomètre 0-10 V. Comme il s'agit d'une
application de refroidissement, si la température est audessus de la valeur du point de consigne, la vitesse du
ventilateur doit être augmentée pour fournir une
circulation d'air refroidissant plus élevée. Le capteur de
température présente une plage de -10 à +40 °C et utilise
un transmetteur à 2 fils pour fournir un signal de 4-20 mA.
La plage de fréquence de sortie du variateur de fréquence
est 10 à 50 Hz.
22
La référence externe est calculée comme suit :
Référence
= X + X ×
où X correspond à la référence externe, à la référence
prédéfinie ou à la somme des deux et Y au par.
3-14 Réf.prédéf.relative en [%].
Si Y, 3-14 Réf.prédéf.relative, est réglé sur 0 %, la référence
n'est pas affectée par la mise à l'échelle.
100
Y
1.Démarrage/arrêt via un commutateur raccordé
entre les bornes 12 (+24 V) et 18.
2.Référence de température via un potentiomètre
(-5 à +35 °C, 0-10 V) raccordé aux bornes 50
(+10 V), 53 (entrée) et 55 (commune).
3.Signal de retour de température via un
transmetteur (-10 à 40 °C, 4 à 20 mA) raccordé à
la borne 54. Commutateur S202 derrière le LCP
réglé sur ON (entrée de courant).
Illustration 2.31 Exemple de régulateur PID en boucle fermée
2.8.11
AVIS!
Dans cet exemple, on suppose qu'un moteur à induction
est utilisé, c.-à-d. que le par. 1-10 Construction moteur =
[0] Asynchrone.
FonctionParamètre Réglage
1) Veiller à ce que le moteur fonctionne correctement. Procéder
comme suit :
Régler les paramètres du
moteur conformément
aux données de la
plaque signalétique.
Lancer une adaptation
automatique au moteur.
2) Vérifier que le moteur tourne dans le bon sens.
Lancer un contrôle de la
rotation du moteur.
3) Veiller à ce que les limites du variateur soient réglées sur des
valeurs sûres.
Ordre de programmation
1-2*Tel que spécifié par la
1-29
1-28Si le moteur tourne
Manuel de configuration
plaque signalétique du
moteur
[1] AMA activée compl.,
puis lancer la fonction
AMA.
dans le mauvais sens,
couper l'alimentation
secteur temporairement
et inverser deux des
phases du moteur.
FonctionParamètre Réglage
Vérifier que les réglages
des rampes correspondent aux capacités
du variateur et aux
spécifications de
fonctionnement autorisé
de l’application.
Interdire l'inversion du
moteur (si nécessaire).
Définir des limites
acceptables pour la
vitesse du moteur.
Passer de boucle ouverte
à boucle fermée.
4) Configurer le retour vers le régulateur PID.
Sélectionner l'unité de
référence/retour
appropriée.
5) Configurer la référence du point de consigne pour le
régulateur PID.
Définir des limites
acceptables pour la
référence du point de
consigne.
Choisir le courant ou la tension via les commutateurs S201/S202.
6) Mettre à l'échelle les entrées analogiques utilisées pour
référence du point de consigne et signal de retour.
Mettre à l'échelle l'entrée
analogique 53 pour la
plage de pression du
potentiomètre (0-10 bar,
0-10 V).
Mettre à l'échelle l'entrée
analogique 54 pour la
plage de pression (0-10
bar, 4-20 mA).
7) Régler les paramètres du régulateur PID.
Régler le contrôleur en
boucle fermée, si
nécessaire.
8) Enregistrer pour terminer.
Enregistrer le réglage des
paramètres sur le LCP
afin de les conserver.
Tableau 2.15 Ordre de programmation
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
Dépend de la taille du
moteur/charge !
Également actif en
mode Hand.
[0] Sens horaire
10 Hz, Vitesse min.
moteur
50 Hz, Vitesse max.
moteur
50 Hz, Fréquence de
sortie max. moteur
[3] Boucle fermée
2.8.12 Ajustement du contrôleur en boucle
fermée du variateur de fréquence
Une fois le contrôleur en boucle fermée du variateur de
fréquence configuré, sa performance doit être testée. Dans
de nombreux cas, sa performance peut être acceptable en
utilisant les valeurs par défaut des par. 20-93 Gain propor-tionnel PID et 20-94 Tps intégral PID. Cependant, dans
certains cas, il est utile d'optimiser ces valeurs de
paramètres pour fournir une réponse plus rapide du
système tout en contrôlant le dépassement de la vitesse.
2.8.13 Réglage PID manuel
1.Démarrer le moteur.
2.
Régler le par. 20-93 Gain proportionnel PID sur 0,3
et l'augmenter jusqu'à ce que le signal de retour
commence à osciller. Si nécessaire, démarrer et
arrêter le variateur de fréquence ou modifier
progressivement la référence du point de
consigne pour tenter de provoquer une
oscillation. Réduire ensuite le gain proportionnel
PID jusqu'à ce que le signal de retour se stabilise.
Réduire ensuite le gain proportionnel de 40-60 %.
3.
Régler le par. 20-94 Tps intégral PID sur 20 s et
diminuer la valeur jusqu'à ce que le signal de
retour commence à osciller. Si nécessaire,
démarrer et arrêter le variateur de fréquence ou
modifier progressivement la référence du point
de consigne pour tenter de provoquer une
oscillation. Augmenter ensuite le temps intégral
PID jusqu'à la stabilisation du signal de retour.
Augmenter ensuite le temps intégral de 15-50 %.
4.
Le par. 20-95 Temps de dérivée du PID doit être
utilisé uniquement pour les systèmes à action très
rapide. La valeur caractéristique est égale à 25 %
du par. 20-94 Tps intégral PID. La fonction
différentielle doit uniquement être utilisée une
fois que le réglage du gain proportionnel et du
temps intégral a été entièrement optimisé. Veiller
à ce que les oscillations du signal de retour
soient suffisamment atténuées par le filtre passebas (par. 6-16, 6-26, 5-54 ou 5-59, selon les
besoins).
Les interférences électriques sont généralement produites par conduction à des fréquences comprises entre 150 kHz et 30
22
MHz. Des interférences en suspension dans l'air émanant du système du variateur de fréquence (30 MHz-1 GHz) sont
notamment générées par l'onduleur, le câble du moteur et le moteur.
Comme le montre l'Illustration 2.32, les courants de fuite sont imputables à la capacitance dans le câble moteur et au
rapport dU/dt élevé de la tension du moteur.
La mise en œuvre d'un câble moteur blindé augmente le courant de fuite (voir l'Illustration 2.32) car les câbles blindés ont
une capacité par rapport à la terre supérieure à celle des câbles non blindés. L'absence de filtrage du courant de fuite se
traduit par une perturbation accentuée du réseau dans la plage d'interférence radioélectrique inférieure à 5 MHz environ.
Étant donné que le courant de fuite (I1) est renvoyé vers l'unité via le blindage (I3), en principe, le champ électromagnétique
(I4) émis par le câble blindé du moteur est donc faible, conformément à l'Illustration 2.32.
Le blindage réduit l'interférence rayonnée mais augmente les perturbations basses fréquences sur le secteur. Relier le
blindage du câble moteur à la fois au côté moteur et au côté variateur de fréquence. Pour cela, il convient d'utiliser les
brides pour blindage intégrées afin d'éviter des extrémités blindées torsadées (queues de cochon). Les queues de cochon
augmentent l'impédance du blindage à des fréquences élevées, ce qui réduit l'effet du blindage et accroît le courant de
fuite (I4).
En cas d'utilisation d'un câble blindé pour le relais, le câble de commande, l'interface signal et le frein, raccorder le blindage
à la protection, aux deux extrémités. Dans certaines situations, il peut s'avérer nécessaire d'interrompre le blindage pour
éviter les boucles de courant.
Illustration 2.32 Situation à l'origine de courants de fuite
1Fil de terre4Variateur de fréquence
2Écran5Câble moteur blindé
3Alimentation secteur CA6Moteur
Tableau 2.16 Légende de l'Illustration 2.32
En cas de raccordement du blindage sur une plaque destinée au montage du variateur de fréquence, cette plaque doit être
métallique afin de pouvoir renvoyer les courants de blindage vers l'appareil. Il importe également d'assurer un bon contact
électrique à partir de la plaque de montage à travers les vis de montage et jusqu'au châssis du variateur de fréquence.
En cas d'utilisation de câbles non blindés, certaines exigences en matière d'émission ne sont pas respectées mais les
exigences d'immunité sont respectées.
Présentation de VLT® HVAC D...Manuel de configuration
Utiliser les câbles de moteur et de la résistance de freinage les plus courts possibles pour réduire le niveau d'interférences
émises par le système dans son ensemble (unité et installation). Éviter de placer les câbles du moteur et du frein à côté de
câbles sensibles aux perturbations. Les interférences radioélectriques supérieures à 50 MHz (rayonnées) sont générées en
particulier par les électroniques de commande. Consulter pour plus d'informations sur la CEM.
2.9.1 Conditions d'émission
Conformément à la norme produit CEM EN/CEI 61800-3:2004 pour les variateurs de fréquence à vitesse variable, les
conditions CEM dépendent de l'usage prévu du variateur de fréquence. Quatre catégories sont définies dans la norme
produit CEM. Ces définitions, ainsi que les conditions des émissions transmises sur l'alimentation secteur, sont présentées
dans le Tableau 2.17.
Condition d'émission transmise
CatégorieDéfinition
C1Variateurs de fréquence installés dans un environnement premier (habitat et
commerce) avec une tension d'alimentation inférieure à 1 000 V.
C2Variateurs de fréquence installés dans un environnement premier (habitat et
commerce) avec une tension d'alimentation inférieure à 1 000 V, qui ne sont
ni enfichables ni amovibles et prévus pour être installés et mis en service par
un professionnel.
C3Variateurs de fréquence installés dans un environnement second (industriel)
avec une tension d'alimentation inférieure à 1 000 V.
C4Variateurs de fréquence installés dans un environnement second avec une
tension d'alimentation égale ou supérieure à 1 000 V ou un courant nominal
égal ou supérieur à 400 A ou prévus pour un usage dans des systèmes
complexes.
selon les limites indiquées dans
EN 55011
Classe B
Classe A groupe 1
Classe A groupe 2
Aucune limite.
Un plan CEM doit être effectué.
22
Tableau 2.17 Conditions d'émission
Lorsque les normes d'émissions génériques (transmises) sont utilisées, les variateurs de fréquence doivent être conformes
aux limites suivantes :
Condition d'émission transmise
EnvironnementNorme générique
Environnement premier
(habitat et commerce)
Environnement second
(environnement industriel)
Tableau 2.18 Limites des normes d'émission génériques
Norme EN/CEI 61000-6-3 concernant les émissions dans les
environnements résidentiels, commerciaux et de l'industrie
légère.
Norme EN/CEI 61000-6-4 concernant les émissions dans les
environnements industriels.
Les résultats des essais suivants ont été obtenus sur un système regroupant un variateur de fréquence, un câble de
22
commande blindé, un boîtier de commande doté d'un potentiomètre ainsi qu'un moteur et un câble moteur blindé à une
fréquence de commutation nominale. Dans le Tableau 2.19, les longueurs maximum de câble pour obtenir la conformité
sont indiquées.
Filtre de
type RFI
Normes et
exigences
H1
FC 1021,1-45 kW 200-240 V50150150NonOuiOui
H2
FC 1021,1-3,7 kW 200-240 VNonNon5NonNonNon
1,1-7,5 kW 380-500 VNonNon5NonNonNon
H3
FC 1021,1-45 kW 200-240 V105075NonOuiOui
1,1-90 kW 380-480 V105075NonOuiOui
H4
FC 102
3)
Hx
FC 1021,1-90 kW 525-600 VNonNonNonNonNonNon
EN 55011Classe B
EN/CEI 61800-3Catégorie
1,1-90 kW 380-480 V50150150NonOuiOui
5,5-45 kW 200-240 VNonNon25NonNonNon
11-90 kW 380-500 V
11-22 kW 525-690 V
30-90 kW 525-690 V
3) Les versions Hx peuvent être utilisées conformément à la norme EN/CEI 61800-3 catégorie C4.
4) T7, 37-90 kW conforme à la classe A groupe 1 avec un câble moteur de 25 m. Certaines restrictions s'appliquent à l'installation (contacter
Danfoss pour plus de détails).
HX, H1, H2, H3, H4 ou H5 est défini dans le code de type en pos. 16-17 pour les filtres CEM
HX - aucun filtre CEM intégré dans le variateur de fréquence (unités de 600 V uniquement)
H1 - filtre CEM intégré. Conforme à la norme EN 55011 classe A1/B et EN/CEI 61800-3 catégorie 1/2
H2 - pas de filtre CEM supplémentaire. Conforme à EN 55011 classe A2 et EN/CEI 61800-3 catégorie 3
H3 - filtre CEM intégré. Conforme à la norme EN 55011 classe A1/B et EN/CEI 61800-3 catégorie 1/2
H4 - filtre CEM intégré. Conforme à EN 55011 classe A1 et EN/CEI 61800-3 catégorie 2
H5 - Versions marines. Conformes aux mêmes niveaux d'émissions que les versions H2
Un variateur de fréquence consomme un courant non
sinusoïdal qui accroît le courant d'entrée I
non sinusoïdal peut être transformé à l'aide d'une analyse
de Fourier en une somme de courants sinusoïdaux de
fréquences différentes, c'est-à-dire en harmoniques de
courant In différents dont la fréquence de base est égale à
50 Hz :
Hz50250350
Tableau 2.20 Harmoniques de courant
I
1
Les harmoniques de courant ne contribuent pas
directement à la consommation de puissance mais ils
augmentent les pertes de chaleur de l'installation (transformateurs, câbles). Dans les installations caractérisées par un
pourcentage élevé de charges redressées, maintenir les
harmoniques de courant à un niveau faible afin d'éviter la
surcharge du transformateur et la surchauffe des câbles.
. Un courant
RMS
I
5
I
7
2.9.4
Conditions d'émission harmonique
Équipements raccordés au réseau public d'alimentation
OptionsDéfinition
1CEI/EN 61000-3-2 Classe A pour équipement
triphasé équilibré (pour équipement professionnel
uniquement jusqu'à une puissance totale de 1 kW).
2CEI/EN 61000-3-12 Équipement 16 A-75 A et
équipement professionnel depuis 1 kW jusqu'à un
courant de phase de 16 A.
Tableau 2.21 Équipement raccordé
Résultats des essais harmoniques
2.9.5
(émission)
Les puissances allant jusqu'à PK75 en T2 et T4 sont
conformes à la norme CEI/EN 61000-3-2 Classe A. Les
puissances de P1K1 à P18K en T2 et jusqu'à P90K en T4
sont conformes à la norme CEI/EN 61000-3-12, tableau 4.
Les puissances P110 - P450 en T4 respectent également la
norme CEI/EN 61000-3-12 même si cela n'est pas
obligatoire car les courants sont supérieurs à 75 A.
22
Illustration 2.33 Harmoniques de courant
AVIS!
Certains harmoniques de courant sont susceptibles de
perturber les équipements de communication reliés au
même transformateur ou de provoquer des résonances
dans les connexions avec les batteries de correction du
facteur de puissance.
Pour produire des harmoniques de courant bas, le
variateur de fréquence est doté en standard de bobines de
circuit intermédiaire. Ceci permet habituellement de
réduire le courant d'entrée I
La distorsion de la tension d'alimentation secteur dépend
de la taille des harmoniques de courant multipliée par
l'impédance secteur à la fréquence concernée. La
distorsion de tension totale THD est calculée à partir de
chacun des harmoniques de courant selon la formule :
de 40 %.
RMS
Réel
(typique)
Harmoniques de courant individuels In/I1 (%)
I
5
I
7
I
11
I
13
4020108
Limite
pour
R
sce
≥120
40251510
Taux de distorsion des harmoniques de courant
(%)
THDPWHD
Réel
(typique)
4645
Limite
pour
R
sce
≥120
4846
Tableau 2.22 Résultats des essais harmoniques (émission)
Si la puissance de court-circuit de l'alimentation Ssc est
supérieure ou égale à :
S
= 3 ×
R
×
U
×
I
SC
SCE
secteur
= 3 × 120 × 400 ×
équ
I
équ
au point d'interface entre l'alimentation de l'utilisateur et le
système public (R
sce
).
2
2
THD
% =
U
+
U
5
(UN% de U)
+ ... +
7
2
U
N
Il est de la responsabilité de l'installateur ou de l'utilisateur
de l'équipement de s'assurer que l'équipement est
raccordé uniquement à une alimentation avec une
puissance de court-circuit Ssc supérieure ou égale à celle
spécifiée ci-dessus. Consulter si nécessaire l'opérateur du
réseau de distribution.
Les autres puissances peuvent être raccordées au réseau
public d'alimentation après consultation de l'opérateur du
réseau de distribution.
Manuel de configuration
22
Conformité avec les directives des différents niveaux de
système :
Les données des harmoniques de courant dans le
Tableau 2.22 sont proposées en conformité avec la norme
CEI/EN 61000-3-12 en rapport avec la norme produit
concernant les Systèmes d'entraînement motorisés. Ces
données peuvent être utilisées pour calculer l'influence des
harmoniques de courant sur le système d'alimentation et
pour documenter la conformité aux directives régionales
concernées : IEEE 519 -1992 ; G5/4.
Conditions d'immunité
2.9.6
Les conditions d'immunité des variateurs de fréquence
dépendent de l'environnement dans lequel ils sont
installés. Les exigences sont plus strictes pour l'environnement industriel que pour les environnements
résidentiels et commerciaux. Tous les variateurs de
fréquence Danfoss sont conformes aux exigences pour
l'environnement industriel et par conséquent aux
exigences moindres des environnements résidentiels et
commerciaux, offrant ainsi une importante marge de
sécurité.
Afin de pouvoir documenter l'immunité à l'égard d'interférences provenant de phénomènes de commutation
électrique, les essais suivants d'immunité ont été réalisés
conformément aux normes de base suivantes :
EN 61000-4-2 (CEI 61000-4-2) : décharges
•
électrostatiques (DES). Simulation de l'influence
des décharges électrostatiques générées par le
corps humain.
EN 61000-4-3 (CEI 61000-4-3) : champ électroma-
•
gnétique rayonné à modulation d'amplitude :
simulation de l'influence des radars, matériels de
radiodiffusion et appareils de communication
mobiles.
EN 61000-4-4 (CEI 61000-4-4) : rafales. Simulation
•
d'interférences provoquées par un contacteur en
ouverture, un relais ou un dispositif analogue.
EN 61000-4-5 (CEI 61000-4-5) : transitoires.
•
Simulation de transitoires provoqués, par
exemple, par la foudre dans des installations
situées à proximité.
EN 61000-4-6 (CEI 61000-4-6) : mode commun
•
RF. Simulation de l'effet d'équipement de
transmission connecté par des câbles de raccordement.
La norme PELV offre une protection grâce à une tension
extrêmement basse. La protection contre l'électrocution est
assurée lorsque l'alimentation électrique est de type PELV
et que l'installation est réalisée selon les dispositions des
réglementations locales et nationales concernant les
alimentations PELV.
Toutes les bornes de commande et de relais 01-03/04-06
sont conformes à PELV (Protective Extra Low Voltage) à
l'exception des unités au sol sur trépied au-dessus de
400 V.
L'isolation galvanique est obtenue en respectant les
exigences en matière d'isolation renforcée avec les lignes
de fuite et les distances correspondantes. Ces exigences
sont décrites dans la norme EN 61800-5-1.
Les composants qui forment l'isolation électrique décrite
ci-dessous répondent également aux exigences en matière
d'isolation renforcée avec les essais correspondants décrits
dans EN 61800-5-1.
L'isolation galvanique PELV existe à six endroits (voir
l'Illustration 2.34) :
Pour conserver l'isolation PELV, toutes les connexions
réalisées sur les bornes de commande doivent être de type
PELV : la thermistance doit être à isolation double/
renforcée.
1.Alimentation (SMPS), isolation du signal de U
incluse, indiquant la tension du circuit intermédiaire CC.
2.Pilotage des IGBT par transformateurs
d'impulsions/coupleurs optoélectroniques.
3.Transformateurs de courant.
4.Coupleur optoélectronique, module de freinage.
5.Courant d'appel interne, RFI et circuits de mesure
de la température.
6.Relais personnalisés.
7.Frein mécanique.
CC
Illustration 2.34 Isolation galvanique
L'isolation galvanique fonctionnelle (a et b sur le schéma)
est destinée à l'option de secours 24 V et à l'interface du
bus standard RS-485.
AVERTISSEMENT
Installation à haute altitude :
380-500 V, protections de types A, B et C : à des
altitudes supérieures à 2000 m, contacter Danfoss en ce
qui concerne la norme PELV.
525-690 V : à des altitudes supérieures à 2000 m,
contacter Danfoss en ce qui concerne la norme PELV.
AVERTISSEMENT
Tout contact avec les pièces électriques, même après la
mise hors tension de l'appareil, peut entraîner des
blessures graves voire mortelles.
Veiller également à déconnecter d'autres entrées de
tension, par exemple la répartition de charge (connexion
de circuit intermédiaire CC) et le raccordement du
moteur en cas de sauvegarde cinétique.
Avant de toucher une pièce électrique, patienter au
moins le temps indiqué dans le Tableau 2.19.
Ce laps de temps peut être raccourci uniquement si les
indications portées sur la plaque signalétique de l'unité
spécifique le permettent.
2.11 Courant de fuite à la terre
Suivre les réglementations locales et nationales concernant
la mise à la terre de protection de l'équipement en cas de
courant de fuite > 3,5 mA.
La technologie du variateur de fréquence implique une
commutation de fréquence élevée à des puissances
importantes. Cela génère un courant de fuite dans la mise
à la terre. Un courant de défaut dans le variateur de
fréquence au niveau du bornier de puissance de sortie
peut contenir une composante CC pouvant charger les
condensateurs du filtre et entraîner un courant à la terre
transitoire.
Le courant de fuite à la terre provient de plusieurs sources
et dépend des différentes configurations du système dont
le filtrage RFI, les câbles du moteur blindés et la puissance
du variateur de fréquence.
Illustration 2.35 Influence de la longueur de câble et de la
puissance sur le courant de fuite. Pa > Pb
Utiliser les RCD de type B uniquement car ils sont
•
capables de détecter les courants CA et CC.
Utiliser des RCD avec un retard du courant
•
d'appel pour éviter les pannes dues aux courants
à la terre transitoires.
Dimensionner les RCD selon la configuration du
•
système et en tenant compte de l'environnement
d'installation.
Illustration 2.37 Sources principales du courant de fuite
22
Illustration 2.36 Influence de la distorsion de la ligne sur le
courant de fuite
AVIS!
En cas d'utilisation d'un filtre, désactiver le par.
14-50 Filtre RFI pendant la charge pour éviter qu'un
courant de fuite élevé n'entraîne la commutation du
RCD.
La norme EN/CEI 61800-5-1 (norme produit concernant les
systèmes d'entraînement électriques) exige une attention
particulière si le courant de fuite dépasse 3,5 mA. La mise
à la terre doit être renforcée de l'une des façons suivantes :
Fil de terre (borne 95) d'au moins 10 mm
•
Deux fils de terre séparés respectant les
•
consignes de dimensionnement
Voir les normes EN/CEI 61800-5-1 et EN 50178 pour plus
d'informations.
Utilisation de RCD
Lorsque des relais de protection différentielle (RCD), aussi
appelés disjoncteurs de mise à la terre (ELCB), sont utilisés,
respecter les éléments suivants.
2
Illustration 2.38 Influence de la fréquence de coupure du RCD
sur la réponse/mesure
Voir également la Note applicative du RCD, MN90G.
2.12
Fonction de freinage
2.12.1 Sélection de la résistance de
freinage
Dans certaines applications, p. ex. sur les systèmes de
ventilation des tunnels ou des stations de métro, il
convient de pouvoir stopper le moteur plus rapidement
que par un contrôle via une décélération de rampe ou une
mise en roue libre. Dans ces applications, il est possible
d'utiliser le freinage dynamique avec une résistance de
freinage. L'utilisation d'une résistance de freinage garantit
que l'énergie est absorbée par celle-ci et non par le
variateur de fréquence.
Si la quantité d'énergie cinétique transférée à la résistance
à chaque période de freinage n'est pas connue, la
puissance moyenne peut être calculée à partir du temps
de cycle et du temps de freinage également appelé cycle
d'utilisation intermittent. Le cycle d'utilisation intermittent
de la résistance indique le cycle d'utilisation pendant
lequel la résistance est active. L'Illustration 2.39 représente
un cycle de freinage typique.
Présentation de VLT® HVAC D...Manuel de configuration
Le cycle d'utilisation intermittent de la résistance est
calculé comme suit :
On voit que la résistance de freinage dépend de la tension
du circuit intermédiaire (UCC).
La fonction de freinage du variateur de fréquence est
22
Cycle d'utilisation = tb/T
T = temps de cycle en secondes
tb correspond au temps de freinage en secondes (qui fait
partie du temps de cycle total)
réglée sur trois aspects du secteur :
Taille [V]Frein activé
[V]
3 x 200-240390 (UCC)405410
3 x 380-480778810820
3 x 525-600943965975
3 x 525-690108411091130
Tableau 2.25 Fonction de freinage dans trois zones de
l'alimentation secteur
Avertissement
avant
coupure [V]
Coupure (arrêt
verrouillé) [V]
AVIS!
Vérifier que la résistance peut supporter une tension de
410 V, 820 V ou 975 V, sauf si des résistances de
freinage Danfoss sont utilisées.
Illustration 2.39 Cycle d'utilisation intermittent de la résistance
R
est la résistance de freinage recommandée par
rec
Danfoss, en d'autres termes celle qui garantit que le peut
Danfoss propose des résistances de freinage avec des
freiner au couple de freinage le plus élevé (M
%. La formule peut s'écrire :
fr(%)
) de 110
cycles d'utilisation de 5 %, 10 % et 40 % destinées à être
utilisées avec la gamme de variateurs de fréquence VLT
HVAC Drive. Si une résistance avec un cycle d'utilisation de
10 % est appliquée, cela permet d'absorber la puissance de
freinage pendant un maximum de 10 % du temps de
®
R
Ω =
rec
P
La valeur typique de η
moteur
2
U
x 100
cc
x
M
x x
fr
%
moteur
moteur
est de 0,90.
La valeur typique de η est de 0,98.
cycle, les 90 % restants étant utilisés pour dissiper la
chaleur de la résistance.
Pour plus de conseils sur le choix des résistances, merci de
Pour les variateurs de fréquence de respectivement 200 V,
480 V et 600 V, R
au couple de freinage de 160 %
rec
s'écrit :
contacter Danfoss.
107780
R
=
rec
R
=
rec
R
=
rec
R
=
rec
R
=
rec
P
moteur
375300
P
moteur
428914
P
moteur
630137
P
moteur
832664
P
moteur
Ω
Ω
Ω
1
2
Ω
Ω
2.12.2
Calcul de la résistance de freinage
La valeur de la résistance de freinage est calculée comme
suit :
2
U
= P
P
pointe
moteur
cc
x Mfr x η
moteur
x η[W]
R
où
P
Ω =
fr
pointe
200V :
480V :
480V :
600V :
690V :
1) Pour les variateurs de fréquence ≤ 7,5 kW à la sortie
d'arbre
2) Pour les variateurs de fréquence > 7,5 kW à la sortie
d'arbre
Tableau 2.24 Calcul de la résistance de freinage
AVIS!
La résistance du circuit de freinage choisie ne doit pas
être supérieure à celle recommandée par Danfoss. En
sélectionnant une résistance de valeur ohmique
supérieure, il est possible que l'on n'obtienne pas le
couple de freinage puisque le variateur de fréquence
risque de disjoncter par mesure de sécurité.
En cas de court-circuit dans le transistor de freinage, on
empêche la dissipation de puissance dans la résistance
uniquement en utilisant un interrupteur de secteur ou
un contacteur afin de déconnecter le variateur de
fréquence du secteur. (Le contacteur peut être
commandé par le variateur de fréquence.)
AVERTISSEMENT
Ne pas toucher la résistance de freinage car celle-ci peut
devenir très chaude pendant ou après le freinage.
2.12.3 Contrôle avec la fonction de
freinage
Le frein est protégé contre les courts-circuits de la
résistance de freinage. D'autre part, le transistor de
freinage est contrôlé de manière à garantir la détection du
court-circuit du transistor. On peut utiliser une sortie relais/
digitale pour protéger la résistance de freinage contre la
surcharge associée à une panne du variateur de fréquence.
Le frein permet également d'afficher la puissance
instantanée et la puissance moyenne des 120 dernières
secondes et de veiller à ce que la puissance dégagée ne
dépasse pas une limite fixée par l'intermédiaire du par.
2-12 P. kW Frein Res.Au par. 2-13 Frein Res Therm,
sélectionner la fonction à exécuter lorsque la puissance
transmise à la résistance de freinage dépasse la limite
définie au par. 2-12 P. kW Frein Res.
AVIS!
La surveillance de la puissance de freinage n'est pas une
fonction de sécurité, cette dernière nécessitant un
thermocontact. La résistance de freinage n'est pas
protégée contre les fuites à la terre.
Le contrôle de surtension (OVC) (à l'exclusion de la
résistance de freinage) peut être sélectionné comme
fonction de freinage de remplacement au par.
2-17 Contrôle Surtension. Cette fonction est active pour
toutes les unités et permet d'éviter un arrêt si la tension
du circuit intermédiaire augmente. Elle génère une
augmentation de la fréquence de sortie pour limiter la
tension du circuit intermédiaire. Cette fonction est utile car
elle évite l'arrêt du variateur de fréquence, si la durée de
descente de rampe est trop courte par exemple. La durée
de descente de rampe est alors rallongée.
2.12.4 Câblage de la résistance de freinage
CEM (câbles torsadés/blindage)
Torsader les fils pour réduire le bruit électrique émis par
ces derniers entre la résistance de freinage et le variateur
de fréquence.
Pour une performance CEM améliorée, utiliser un blindage
métallique.
2.13 Conditions d'exploitation extrêmes
Court-circuit (phase moteur-phase)
Une mesure de courant effectuée sur chacune des trois
phases moteur ou sur le circuit intermédiaire protège le
variateur de fréquence contre les courts-circuits. Un courtcircuit entre 2 phases de sortie se traduit par un
surcourant dans l'onduleur. L'onduleur est désactivé
séparément si le courant de court-circuit dépasse la valeur
limite (alarme 16 Arrêt verrouillé).
Pour protéger le variateur de fréquence contre les courtscircuits au niveau de la répartition de la charge et des
sorties de freinage, se reporter aux directives du Manuel
de configuration.
Commutation sur la sortie
Les commutations sur la sortie entre le moteur et le
variateur de fréquence sont autorisées. Des messages
d'erreur peuvent apparaître. Activer le démarrage à la
volée pour « rattraper » un moteur qui tourne à vide.
Surtension générée par le moteur
La tension du circuit intermédiaire augmente lorsque le
moteur agit comme un alternateur. Cela se produit dans
les cas suivants :
La charge entraîne le moteur (à une fréquence de
•
sortie constante générée par le variateur de
fréquence) : l'énergie est fournie par la charge.
Lors de la décélération (rampe descendante), si le
•
moment d'inertie est élevé, le frottement est
faible et le temps de rampe de décélération est
trop court pour que l'énergie se dissipe sous
forme de perte du variateur de fréquence, du
moteur et de l'installation.
Un réglage incorrect de la compensation du
•
glissement risque d'entraîner une tension élevée
du circuit intermédiaire.
22
AVIS!
L'OVC ne peut pas être activé lors du fonctionnement
d'un moteur PM (si le par. 1-10 Construction moteur est
réglé sur [1] PM, SPM non saillant).
fonctionnement du moteur PM. Si le moteur PM
est en roue libre à un régime élevé, la FCEM peut
éventuellement dépasser la tolérance de tension
maximum du variateur de fréquence et
provoquer des dommages. Pour empêcher cela,
la valeur du par. 4-19 Frq.sort.lim.hte est automati-
C'est ainsi que Danfoss protège le moteur contre les
surchauffes. Il s'agit d'une caractéristique électronique qui
simule un relais bimétallique en s'appuyant sur des
mesures internes. La courbe caractéristique est indiquée
sur l'Illustration 2.40.
quement limitée sur la base d'un calcul interne
reposant sur la valeur des par. 1-40 FCEM à 1000tr/min., 1-25 Vit.nom.moteur et 1-39 Pôles moteur.
Si le moteur peut dépasser la vitesse limite (en
raison d'effets de moulinet excessifs p. ex.),
Danfoss recommande d'installer une résistance de
freinage.
AVERTISSEMENT
Le variateur de fréquence doit être équipé d'un hacheur
de freinage.
L'unité de commande peut tenter de corriger la rampe
dans la mesure du possible (2-17 Contrôle Surtension).
L'onduleur s'arrête afin de protéger les transistors et les
condensateurs du circuit intermédiaire quand un certain
niveau de tension est atteint.
Voir les par. 2-10 Fonction Frein et Surtension et
2-17 Contrôle Surtension afin de sélectionner la méthode
utilisée pour contrôler le niveau de tension du circuit
intermédiaire.
AVIS!
OVC ne peut être activé lors du fonctionnement d'un
moteur PM (si le par. 1-10 Construction moteur est réglé
sur [1]PM, SPM non saillant).
Panne de secteur
En cas de panne de secteur, le variateur de fréquence
continue de fonctionner jusqu'à ce que la tension présente
sur le circuit intermédiaire chute en dessous du seuil
d'arrêt minimal, qui est généralement inférieur de 15 % à
la tension nominale d'alimentation secteur du variateur. La
tension secteur disponible avant la panne et la charge du
moteur déterminent le temps qui s'écoule avant l'arrêt en
roue libre de l'onduleur.
plus
Surcharge statique en mode VVC
Quand le variateur de fréquence est en surcharge (limite
de couple atteinte, 4-16 Mode moteur limite couple/
4-17 Mode générateur limite couple), les régulateurs
réduisent la fréquence de sortie dans le but de réduire la
charge.
En cas de surcharge extrême, un courant peut se produire
et faire disjoncter le variateur de fréquence après 5 à 10
secondes environ.
Le fonctionnement dans la limite du couple est limité au
temps (0 à 60 s) défini au par. 14-25 Délais Al./C.limit ?.
Illustration 2.40 L'axe des abscisses indique le rapport entre
I
et I
moteur
temps en secondes avant que l'ETR ne se déclenche et fasse
disjoncter le variateur de fréquence. Ces courbes montrent la
vitesse nominale caractéristique à deux fois et à 0,2 fois la
vitesse nominale.
nominale. L'axe des ordonnées représente le
moteur
Il est évident qu'à vitesse faible l'ETR se déclenche à une
chaleur inférieure en raison du refroidissement moindre du
moteur. De cette façon, le moteur est protégé contre les
surchauffes même à une vitesse faible. La caractéristique
ETR calcule la température du moteur en fonction du
courant et de la vitesse réels. La température calculée est
visible en tant que paramètre d'affichage au par.
16-18 Thermique moteur du variateur de fréquence.
La valeur de déclenchement de la thermistance est
supérieure à 3 kΩ.
Intégrer une thermistance (capteur PTC) dans le moteur
pour une protection des bobines.
La protection du moteur peut être améliorée en utilisant
un éventail de techniques : capteur PTC dans les bobines
du moteur, thermocontact mécanique (type Klixon) ou
relais thermique électronique (ETR).
Page 59
Présentation de VLT® HVAC D...Manuel de configuration
Illustration 2.43 Utilisation d'une entrée digitale et du 10 V
comme alimentation
Utilisation d'une entrée analogique et du 10 V comme
Illustration 2.41 Déclenchement de la thermistance
alimentation :
Exemple : Le variateur de fréquence disjoncte lorsque la
température du moteur est trop élevée.
Utilisation d'une entrée digitale et du 24 V comme alimentation
Exemple : Le variateur de fréquence disjoncte lorsque la
température du moteur est trop élevée.
Configuration des paramètres :
Régler le par. 1-90 Protect. thermique mot. sur [2] Arrêt
Configuration des paramètres :
Régler le par. 1-90 Protect. thermique mot. sur [2] Arrêt
thermistance.
Régler le par. 1-93 Source Thermistance sur [2] Entrée ANA
54.
Ne pas sélectionner de source de référence.
thermistance.
Régler le par. 1-93 Source Thermistance sur [6] Entrée
digitale 33.
22
Illustration 2.42 Utilisation d'une entrée digitale et du 24 V
comme alimentation
Utilisation d'une entrée digitale et du 10 V comme alimentation :
Exemple : Le variateur de fréquence disjoncte lorsque la
température du moteur est trop élevée.
Configuration des paramètres :
Régler le par. 1-90 Protect. thermique mot. sur [2] Arrêt
thermistance.
Régler le par. 1-93 Source Thermistance sur [6] Entrée
digitale 33.
Illustration 2.44 Utilisation d'une entrée analogique et du 10 V
comme alimentation
Présentation de VLT® HVAC D...Manuel de configuration
Récapitulatif
Grâce à la caractéristique de limite de couple, le moteur
est protégé contre toute surcharge indépendante de la
22
vitesse. Grâce à l'ETR, le moteur est protégé contre les
surchauffes et aucune protection de moteur supplémentaire n'est nécessaire. Cela signifie que lorsque le
moteur chauffe, le temporisateur ETR contrôle le temps
pendant lequel le moteur peut fonctionner à haute
température avant de l'arrêter pour éviter une surchauffe.
Si le moteur est en surcharge sans atteindre la
température à laquelle l'ETR arrête le moteur, la limite de
couple protège le moteur et l'application de toute
surcharge.
L'ETR est activé au par. 1-90 Protect. thermique mot. et est
contrôlé au par. 4-16 Mode moteur limite couple. Le temps
avant que l'avertissement de limite de couple n'arrête le
variateur de fréquence est réglé au par. 14-25 Délais Al./C.limit ?.
Danfoss propose une vaste gamme d'options et d'accessoires pour les variateurs de fréquence.
3.1.1 Installation des modules d'option à
l'emplacement B
Couper l'alimentation du variateur de fréquence.
Pour les protections de types A2 et A3 :
1.Retirer le LCP, la protection borniers et le châssis
du LCP du variateur de fréquence.
2.Installer la carte de l'option MCB 1xx dans
l'emplacement B.
3.Brancher les câbles de commande et les placer
sur les étriers fournis.
Enlever la débouchure sur le châssis étendu du
LCP livré dans le kit de l'option, de manière à
monter l'option sous le châssis étendu du LCP.
4.Remonter le châssis du LCP et la protection
borniers.
5.Remonter le LCP ou le couvercle aveugle du
châssis du LCP.
6.Remettre le variateur de fréquence sous tension.
7.Régler les fonctions d'entrée/sortie dans les
paramètres correspondants, comme indiqué dans
le paragraphe chapitre 9.2 Spécifications générales.
Pour les protections de types B1, B2, C1 et C2 :
33
Illustration 3.1 Protections de types A2, A3 et B3.
Illustration 3.2 Protections de types A5, B1, B2, B4, C1, C2, C3
et C4
1.Retirer le LCP et son support.
Module d'E/S à usage général MCB
2.Installer la carte de l'option MCB 1xx dans
l'emplacement B.
3.Brancher les câbles de commande et les placer
sur les étriers fournis.
Le MCB 101 sert d'extension du nombre d'entrées et
sorties digitales et analogiques du variateur de fréquence.
Le MCB 101 doit être monté à l'emplacement B du
variateur de fréquence. Contenu :
Module d'option MCB 101
•
Châssis du LCP étendu
•
Protection borniers
•
Page 62
130BA209.10
1
23
45
6
7
8
9 10
11
12
COM DIN
DIN7
DIN8
DIN9
GND(1)
DOUT3
0/24VDC
DOUT4
0/24VDC
AOUT2
0/4-20mA
24V
GND(2)
AIN3
AIN4
RIN=
5kohm
RIN=
10kohm
0-10
VDC
0-10
VDC
0V24V
0V24V
24V DC0V
0V24V DC
<500 ohm
>600 ohm
>600 ohm
X30/
DIG IN
DIG &
ANALOG
OUT
ANALOG
IN
CPU
CAN BUS
CPU
Control card (FC 100/200/300)
General Purpose
I/O option MCB 101
PLC
(PNP)
PLC
(NPN)
SélectionManuel de configuration
33
Illustration 3.3
Isolation galvanique dans le MCB 101
Les entrées digitales et analogiques sont isolées galvaniquement des autres entrées et sorties du MCB 101 et de la
carte de commande du variateur de fréquence. Les sorties
digitales et analogiques du MCB 101 sont isolées galvaniquement des autres entrées et sorties du MCB 101, mais
pas de celles de la carte de commande du variateur de
fréquence.
Si les entrées digitales 7, 8 ou 9 doivent être activées à
l'aide d'une alimentation interne de 24 V (borne 9), la
connexion entre les bornes 1 et 5, représentée sur
l'Illustration 3.4, doit être effectuée.
Tableau 3.1 Paramètres de configuration : 5-16, 5-17 et 5-18
Entrées de tension analogiques - borne X30/10-12
3.1.4
Nombre d'entrées de tension
analogiques
20-10 V CC
Tableau 3.2 Paramètres de configuration : 6-3*, 6-4* et 16-76
Sorties digitales - borne X30/5-7
3.1.5
Niveau de
tension
Niveaux de tensionToléranceImpédance d'entrée max.
Commun = 0 V
Niveau logique 0 : entrée < 5 V CC
Niveau logique 0 : entrée > 10 V CC
Type NPN :
Commun = 24 V
Niveau logique 0 : entrée > 19 V CC
Niveau logique 0 : entrée < 14 V CC
Signal d'entrée standardiséToléranceRésolutionImpédance d'entrée max.
±28 V continu
±37 V en 10 s minimum
±20 V continu
10 bits
Environ 5 kΩ
33
Environ 5 kΩ
Nombre de sorties digitalesNiveau de sortieToléranceImpédance max.
20 ou 2 V CC
Tableau 3.3 Paramètres de configuration : 5-32 et 5-33
Sorties analogiques - borne X30/5+8
3.1.6
Nombre de sorties
analogiques
10/4-20 mA
Tableau 3.4 Paramètres de configuration : 6-6* et 16-77
Option de relais MCB 105
3.1.7
Niveau du signal de sortieToléranceImpédance max.
±0,1 mA< 500 Ω
± 4 V≥ 600 Ω
L'option MCB 105 comprend 3 contacts d'interrupteur unipolaire bidirectionnel et doit être installée dans l'emplacement de
l'option B.
Données électriques :
1)
Charge max. sur les bornes (CA-1)
(charge résistive)240 V CA 2 A
Charge max. sur les bornes (CA-15)1) (charge inductive à cosφ 0,4)240 V CA 0,2 A
Charge max. sur les bornes (CC-1)1) (charge résistive)24 V CC 1 A
Charge max. sur les bornes (CC-13)1) (charge inductive)24 V CC 0,1 A
Charge min. sur les bornes (CC)5 V 10 mA
Vitesse de commutation max. à charge nominale/min.6 min-1/20 s
chapitre Options et accessoires.
Couper l'alimentation des connexions sous
•
tension sur les bornes de relais.
Ne pas mélanger éléments sous tension et
•
signaux de commande (PELV).
Sélectionner les fonctions de relais aux par.
•
5-40 Fonction relais [6-8], 5-41 Relais, retard ON
[6-8] et 5-42 Relais, retard OFF [6-8].
AVIS!
L'indice [6] est le relais 7, l'indice [7] est le relais 8 et
l'indice [8] est le relais 9.
33
Illustration 3.7 Relais 7, Relais 8 et Relais 9
Illustration 3.8 Installation
Illustration 3.9 Connexion
1 NF
2 Pièce sous tension
3 PELV
Tableau 3.6 Légende de l'Illustration 3.9
AVERTISSEMENT
Ne pas mélanger éléments basse tension et systèmes
PELV. Au moindre défaut, il peut s'avérer dangereux de
toucher le système entier, au point de causer des
blessures graves, voire le décès.
3.1.8 Option de secours 24 V MCB 107
(option D)
Alimentation 24 V CC externe
Une alimentation 24 V CC externe peut être installée pour
servir d'alimentation basse tension pour la carte de
commande et toute carte d'option installée. Cela permet
au LCP (y compris réglages des paramètres) et aux réseaux
de terrain de fonctionner pleinement sans raccordement
au secteur.
Courant d'entrée max.2,2 A
Courant d'entrée moyen pour le
variateur de fréquence
Longueur max. du câble75 m
33
Charge capacitive d'entrée
Retard mise sous tension
Tableau 3.7 Spécification de l'alimentation 24 V CC externe
24 V CC ±15 % (max. 37 V
en 10 s)
0,9 A
< 10 uF
< 0,6 s
Les entrées sont protégées.
Numéros des bornes :
Borne 35 : - alimentation 24 V CC externe.
Borne 36 : + alimentation 24 V CC externe
Procéder comme suit :
1.Retirer le LCP ou le couvercle aveugle.
2.Retirer la protection borniers.
3.Retirer la plaque de connexion à la terre et le
couvercle plastique en dessous.
4.Insérer l'option d'alimentation de secours 24 V CC
externe dans l'emplacement prévu à cet effet.
Illustration 3.11 Connexion à l'alimentation de secours 24 V
(A5-C2).
5.Monter la plaque de connexion à la terre.
6.Fixer la protection borniers et le LCP ou le
couvercle aveugle.
Option d'E/S analogiques MCB 109
3.1.9
Quand l'option de secours 24 V MCB 107 alimente le
circuit de commande, l'alimentation interne 24 V est
automatiquement déconnectée.
La carte d'E/S analogique doit être utilisée, entre autres,
pour :
Fournir une batterie de secours de la fonction
•
d'horloge de la carte de commande.
Servir d'extension générale d'une sélection d'E/S
•
analogiques disponibles sur la carte de
commande, p. ex. pour le contrôle de pression
multi-zone avec 3 transmetteurs de pression
Transformer le variateur de fréquence en bloc
•
d'E/S décentralisé prenant en charge les systèmes
de gestion des immeubles avec des entrées pour
les capteurs et des sorties pour contrôler les
actionneurs de clapets et vannes
Prendre en charge les régulateurs PID étendus
•
avec des E/S pour les entrées de consigne, des
Illustration 3.10 Connexion à l'alimentation de secours 24 V
(A2-A3).
entrées de transmetteurs/capteurs et des sorties
pour les actionneurs.
Groupe de paramètres : 18-3*. Voir aussi le Guide de
programmation du VLT® HVAC Drive.
Groupes de paramètres pour la configuration : 26-0*, 26-1*,
26-2* et 26-3*. Voir aussi le Guide de programmation du
VLT
®
HVAC Drive.
33
Illustration 3.12 Schéma de principe des E/S analogiques
montées sur le variateur de fréquence.
Configuration des E/S analogiques
3 entrées analogiques, capables de gérer ce qui suit :
0-10 V CC
•
Ou
0-20 mA (entrée de tension 0-10 V) en montant
•
une résistance de 510 Ω entre les bornes
(voir AVIS)
4-20 mA (entrée de tension 2-10 V) en montant
•
une résistance de 510 Ω entre les bornes
(voir AVIS)
Capteur de température Ni1000 de 1 000 Ω à
•
0 °C. Spécifications selon DIN 43760
Capteur de température Pt1000 de 1 000 Ω à
•
0 °C. Spécifications selon CEI 60751
3 sorties analogiques fournissant 0-10 V CC.
AVIS!
Noter les valeurs disponibles au sein des différents
groupes standard de résistances :
E12 : la valeur standard la plus proche est 470 Ω, ce qui
crée une entrée de 449,9 Ω et 8,997 V.
E24 : la valeur standard la plus proche est 510 Ω, ce qui
crée une entrée de 486,4Ω et 9,728 V.
E48 : la valeur standard la plus proche est 511 Ω, ce qui
crée une entrée de 487,3 Ω et 9,746 V.
E96 : la valeur standard la plus proche est 523 Ω, ce qui
crée une entrée de 498,2 Ω et 9,964 V.
3 entrées
analogiques
Plage de
fonctionnement
Résolution
Précision
Échantillonnage
Charge max.
Impédance
Tableau 3.8 Entrées analogiques - borne X42/1-6
Lorsqu'elles sont utilisées pour la tension, les entrées
analogiques peuvent être mises à l'échelle via les
paramètres de chaque entrée.
Lorsque les entrées analogiques sont utilisées comme
capteur de température, leur mise à l'échelle est préréglée
au niveau de signal nécessaire pour une plage de
température spécifiée.
Lorsque les entrées analogiques sont utilisées comme
capteurs de température, il est possible de lire la valeur du
signal de retour en °C et °F.
En cas de fonctionnement avec des capteurs de
température, la longueur de câble maximale pour
raccorder les capteurs est de 80 m de fils non blindés/non
torsadés.
Sorties analogiques - borne X42/7-12
Groupe de paramètres : 18-3*. Voir aussi le Guide de
programmation du VLT® HVAC Drive.
Groupes de paramètres pour la configuration : 26-4*, 26-5*
et 26-6*. Voir aussi le Guide de programmation du VLT
X44/1 et X44/2 sont les entrées de thermistance. X44/12
active l'absence sûre du couple du variateur de fréquence
(borne 37) si les valeurs de thermistance le rendent
nécessaires et X44/10 informe le variateur de fréquence
que la demande d'absence sûre du couple provient du
MCB 112 afin d'assurer une gestion adaptée des alarmes.
Un des paramètres des entrées digitales (ou l'entrée
digitale d'une option montée) doit être réglé sur [80] CartePTC 1 afin d'utiliser l'information provenant de X44/10.
Les sorties analogiques peuvent être mises à l'échelle via
les paramètres de chaque sortie.
Configurer le par. 5-19 Arrêt de sécurité borne 37 sur la
fonctionnalité Absence sûre du couple souhaitée (alarme
d'arrêt de sécurité par défaut).
La fonction attribuée est sélectionnée via un paramètre et
offre les mêmes options que les sorties analogiques de la
carte de commande.
Pour une description plus détaillée des paramètres, se
reporter au Guide de programmation du VLT
®
HVAC Drive.
Horloge en temps réel (RTC) avec alimentation de
secours
Le format de date de la RTC comporte année, mois, date,
heure, minutes et jour de la semaine.
La précision de l'horloge est supérieure à ±20 ppm à
25 °C.
La batterie de secours intégrée au lithium dure en
moyenne 10 ans minimum, lorsque le variateur de
fréquence fonctionne à une température ambiante de
40 °C. Si la batterie de secours tombe en panne, l'option
d'E/S analogiques doit être échangée.
3.1.10
L'option MCB 112 permet la surveillance de la température
d'un moteur électrique via une entrée thermistance PTC
isolée galvaniquement. C'est une option B pour le variateur
de fréquence avec absence sûre du couple.
Pour obtenir des informations sur le montage et l'installation de l'option, se reporter au chapitre
chapitre 3.1.1 Installation des modules d'option à l'emplacement B. Voir également le chapitre chapitre 7 Exemples
d'applications pour connaître les différentes possibilités.
Carte thermistance PTC MCB 112
Illustration 3.13 Installation de MCB 112
Certification ATEX avec FC 102
Le MCB 112 a été certifié ATEX, ce qui signifie que le
variateur de fréquence avec MCB 112 peut être utilisé avec
des moteurs dans des atmosphères potentiellement
explosives. Voir le Manuel d'utilisation du MCB 112 pour
Connexion de résistance
PTC conforme à DIN 44081 et DIN 44082
Chiffre1 à 6 résistances en série
Valeur de fermeture3,3 Ω.... 3,65 Ω ... 3,85 Ω
Valeur de reset1,7 Ω .... 1,8 Ω ... 1,95 Ω
Tolérance de déclenchement± 6 °C
Résistance collective de la boucle du capteur< 1,65 Ω
Tension de la borne≤ 2,5 V pour R ≤ 3,65 Ω, ≤ 9 V pour R = ∞
Courant du capteur≤ 1 mA
Court-circuit20 Ω≤ R ≤ 40 Ω
Puissance consommée60 mA
Conditions de test
EN 60 947-8
Mesure de résistance aux surtensions6 000 V
Catégorie de surtensionIII
Degré de pollution2
Mesure d'isolation de tension Vbis690 V
Isolation galvanique fiable jusqu'à Vi500 V
Température ambiante perm.-20 °C ... +60 °C
Humidité5-95 %, pas de condensation autorisée
Résistance CEMEN61000-6-2
Émissions CEMEN61000-6-4
Résistance aux vibrations10 ... 1 000 Hz 1,14 g
Résistance aux chocs50 g
Manuel de configuration
EN 60068-2-1 Chaleur sèche
33
Valeurs du système de sécurité
EN 61508 pour Tu = 75 °C continu
SIL2 pour cycle de maintenance de 2 ans
1 pour cycle de maintenance de 3 ans
HFT0
PFD (pour test fonctionnel annuel)4,10 *10
SFF78%
λs + λ
DD
λ
DU
Référence 130B1137
8494 FIT
934 FIT
3.1.11 Option d'entrée du capteur MCB 114
La carte d'option d'entrée du capteur MCB 114 peut être utilisée pour :
Servir d'entrée de capteur pour les transmetteurs thermiques PT100 et PT1000 afin de surveiller les températures
•
des paliers.
Servir d'extension générale de sorties analogiques avec une entrée supplémentaire pour le contrôle de zones
•
multiples ou les mesures de pression différentielle.
Prendre en charge les régulateurs PID étendus avec des E/S pour les entrées de points de consigne, de
Les moteurs typiques, conçus avec des capteurs de température pour la protection des paliers contre la surcharge, sont
équipés de trois capteurs de température PT100/PT1000 : un à l'avant, un dans le palier à l'arrière et un dans les bobines du
moteur. L'option d'entrée du capteur MCB 114 prend en charge des capteurs à 2 ou 3 fils avec des températures limites
individuelles pour les sous/sur-températures. Le type de capteur (PT100 ou PT1000) est détecté automatiquement lors de la
mise sous tension.
33
L'option peut générer une alarme si la température mesurée est en dessous de la limite inférieure ou au-dessus de la limite
supérieure spécifiées par l'utilisateur. La température individuelle mesurée à chaque entrée de capteur peut s'afficher sur
l'écran ou dans les paramètres d'affichage. En présence d'une alarme, les relais ou les sorties digitales peuvent être
programmés pour être actifs au niveau haut en sélectionnant [21] Avertis.thermiq. dans le groupe de paramètres 5-**.
Une condition de panne est associée à un numéro commun d'avertissement/alarme. Il s'agit ici de l'alarme/avertissement 20,
Erreur entrée temp. Toute sortie disponible peut être programmée pour être active en cas d'avertissement ou d'alarme.
3.1.11.1
N° de code version standard : 130B1172.
N° de code version tropicalisée : 130B1272.
3.1.11.2
Entrée analogique
Nombre d'entrées analogiques1
Format0-20 mA ou 4-20 mA
Fils2
Impédance d'entrée< 200 Ω
Fréquence d'échantillonnage1 kHz
Filtre d'ordre 3100 Hz à 3 dB
L'option peut alimenter le capteur analogique en 24 V CC
(borne 1).
Entrée de capteur de température
Nombre d'entrées analogiques prenant en charge PT100/10003
Type de signalPT100/1000
ConnexionPT 100 2 ou 3 fils/PT1000 2 ou 3 fils
Fréquence d'entrée des PT100 et PT10001 Hz pour chaque canal
Résolution10 bits
Plage de température
Numéros de code de commande et pièces livrées
Spécifications électriques et mécaniques
-50-204 °C
-58-399 °F
Isolation galvanique
Les capteurs devant être connectés sont censés être isolés galvaniquement du niveau de tension
secteur.CEI 61800-5-1 et UL 508C
du capteur 4-20 mA
2I inEntrée 4-20 mA
3GNDEntrée analogique GND
4, 7, 10Temp 1, 2, 3Entrée température
5, 8, 11Fil 1, 2, 3
Entrée du 3
ème
fil si des
capteurs à 3 fils sont
utilisés
6, 9, 12GNDEntrée temp. GND
Tableau 3.10 Bornes
3.1.12
Kit de montage externe pour LCP
Le LCP peut être déplacé vers l'avant d'une armoire à l'aide
du kit de montage externe. La protection est IP66. Les vis
de fixation doivent être serrées à un couple max. d'1 Nm.
Protectionavant, IP66
Longueur de câble max. entre et unité3 m
Norme de communicationRS-485
Illustration 3.16 Kit LCP comprenant LCP graphique, fixations,
câble de 3 m et joint
Numéros de code 130B1113
IP21/IP41 top/TYPE 1 est une protection optionnelle
disponible pour les appareils compacts IP20, avec les
protections de tailles A2-A3, B3+B4 et C3+C4.
En cas d'utilisation du kit de protection, l'unité IP20 est
améliorée de manière à respecter la protection IP21/41
top/TYPE 1.
Kit de protection IP21/IP41/TYPE 1
La protection IP41 top peut s'appliquer à toutes les
variantes VLT® HVAC Drive IP20 standard.
* Si l'option A/B est utilisée, la profondeur augmente (voir section
chapitre 5.1.2 Encombrement pour plus de détails).
Hauteur A
[mm]
Largeur B
[mm]
Profondeur C*
[mm]
33
Illustration 3.20 Protection de type A3
Couvercle supérieur
A
BBord
CBase
DCouvercle inférieur
EVis
Tableau 3.12 Légende de l'Illustration 3.19 et de l'Illustration 3.20
Placer le couvercle supérieur comme illustré. Si une option
A ou B est utilisée, le bord doit recouvrir l'entrée
supérieure. Placer la base C au bas du variateur de
fréquence et utiliser les brides présentes dans le sac
d'accessoires pour attacher correctement les câbles.
Orifices pour presse-étoupe :
Taille A2 : 2 x M25 et 3 x M32
Lorsqu'un module d'option A et/ou B est utilisé, le bord (B)
doit être fixé sur le couvercle supérieur (A).
AVIS!
Le montage côte à côte n'est pas possible lorsque l'on
33
utilise le Kit de protection IP21/IP4X/TYPE 1.
3.1.15 Filtres de sortie
La commutation à haute vitesse du variateur de fréquence
produit des effets secondaires qui influencent le moteur et
l'environnement fermé. Ces effets secondaires peuvent être
supprimés grâce à deux types de filtres différents : les
filtres dU/dt et sinus.
Filtres dU/dt
Les contraintes d'isolation du moteur sont souvent liées à
l'augmentation rapide de la tension et du courant. Des
changements rapides d'énergie peuvent également se
répercuter sur le circuit CC de l'onduleur et provoquer un
arrêt. Le filtre dU/dt est conçu pour réduire les temps de
montée de tension/changements rapides d'énergie du
moteur et ainsi éviter le vieillissement prématuré et le
contournement de l'isolation du moteur. Les filtres dU/dt
ont une influence positive sur le rayonnement du bruit
magnétique dans le câble qui raccorde le variateur de
fréquence au moteur. L'onde de tension est toujours en
forme d'impulsion, mais le rapport dU/dt est réduit par
rapport à l'installation sans filtre.
Filtres sinus
Les filtres sinus sont conçus pour laisser passer
uniquement les basses fréquences. Les hautes fréquences
sont donc dérivées, ce qui donne une forme d'ondes de
tension entre phases sinusoïdale et d'ondes de courant
sinusoïdales.
Avec des formes d'ondes sinusoïdales, l'utilisation de
moteurs de variateur de fréquence spéciaux avec isolation
renforcée n'est plus nécessaire. Le bruit acoustique du
moteur est également atténué en raison de la forme
d'ondes.
Illustration 3.22 Protections de types B4, C3, C4
Outre les caractéristiques du filtre dU/dt, le filtre sinus
réduit également la contrainte d'isolation et les courants
du palier du moteur, prolongeant ainsi la durée de vie du
Couvercle supérieur
A
B Bord
C Base
D Couvercle inférieur
E Vis
FProtection du ventilateur
G Fixation supérieure
Tableau 3.14 Légende de l'Illustration 3.21 et
de l'Illustration 3.21
moteur et allongeant les intervalles entre les entretiens.
Les filtres sinus permettent d'utiliser des câbles de moteur
plus longs dans des applications où le moteur est installé
loin du variateur de fréquence. La longueur est toutefois
limitée car le filtre ne réduit pas les courants de fuite dans
les câbles.
Il est possible de concevoir un variateur de fréquence
selon les exigences de l'application à l'aide du système de
références.
Pour le variateur de fréquence, il est possible de
commander une version standard ou une version intégrant
des options en envoyant un type de code string décrivant
le produit au service commercial Danfoss :
FC-102P18KT4E21H1XGCXXXSXXXXAGBKCXXXXDX
La signification des caractères de la chaîne se trouve dans
les pages contenant les références du chapitre 3 Sélection.
Dans l'exemple ci-dessus, une option Profibus LON works
et une option d'E/S à usage général sont incluses dans le
variateur de fréquence.
Les références des variantes standard sont également
disponibles au chapitre chapitre 4 Commande.
Configurer le variateur de fréquence adapté à l'application
et générer le type de code string dans le système de
configuration du variateur sur Internet. Le système de
configuration génère automatiquement une référence de
vente à 8 chiffres à envoyer au service commercial local.
Établir par ailleurs une liste de projets comportant
plusieurs produits et l'envoyer à un représentant
commercial Danfoss.
Le système de configuration du variateur se trouve sur le
site Internet : www.danfoss.com/drives.
Exemple de configuration proposé par le système de
configuration du variateur :
Les chiffres indiqués dans les cases se rapportent à la
lettre/au chiffre du type de code string - lire de la gauche
vers la droite.
44
Groupes de produits1-3
Gamme de variateurs de fréquence 4-6
Dimensionnement puissance8-10
Phases11
Tension secteur12
Protection13-15
Type de protection
Classe de protection
Tension carte de commande
Configuration du matériel
Filtre RFI16-17
Frein18
Affichage (LCP)19
Tropicalisation PCB20
Option secteur21
Adaptation A22
Adaptation B23
Version du logiciel24-27
Langue du logiciel28
Options A29-30
Options B31-32
Options C0, MCO33-34
Options C135
Logiciel option C36-37
Options D38-39
Tableau 4.1 Exemple de configuration proposé par le système
de configuration du variateur
4.1.2 Type de code string - basse et moyenne puissance
Illustration 4.1 Type de code string
44
DescriptionPos.Choix possible
Groupe de produits et gamme FC1-6FC 102
Dimensionnement puissance8-101,1-90 kW (P1K1-P90K)
Nombre de phases113 phases (T)
T 2 : 200-240 V CA
Tension secteur11-12
Protection13-15
Filtre RFI16-17
Frein18
Affichage19
Tropicalisation PCB20
Option secteur21
Adaptation22
Adaptation23Réservé
Version du logiciel24-27Logiciel actuel
Langue du logiciel28
T 4 : 380-480 V CA
T 6 : 525-600 V CA
T 7 : 525-690 V CA
E20 : IP20
E21 : IP21/NEMA Type 1
E55 : IP55/NEMA Type 12
E66 : IP66
P21 : IP21/NEMA Type 1 avec plaque arrière
P55 : IP55/NEMA Type 12 avec plaque arrière
Z55 : châssis A4 IP55
Z66 : châssis A4 IP66
H1 : filtre RFI classe A1/B
H2 : filtre RFI classe A2
H3 : filtre RFI classe A1/B (longueur de câble réduite)
Hx : pas de filtre RFI
X : aucun hacheur de freinage inclus
B : hacheur de freinage inclus
T : Arrêt de sécurité
U : arrêt de sécurité + frein
G : Panneau de commande local graphique (GLCP)
N : Panneau de commande local numérique (NLCP)
X : aucun panneau de commande local
X : PCB non tropicalisé
C : PCB tropicalisé
X : pas de sectionneur secteur et répartition de la charge
1 : avec sectionneur secteur (IP55 uniquement)
8 : sectionneur secteur et répartition de la charge
D : Répartition de la charge
Voir le chapitre 9 pour les sections de câble max.
X : entrées de câble standard
O : filetage métrique européen dans les entrées de câble (A4,
A5, B1, B2 uniquement)
S : entrées de câble impériales (A5, B1, B2 uniquement)
Options C0, MCO33-34CX : pas d'option
Options C135X : pas d'option
Logiciel option C36-37XX : logiciel standard
Options D38-39
AG : MCA 108 Lonworks
AJ : MCA 109 passerelle BACnet
AL : MCA 120 Profinet
AN : MCA 121 EtherNet/IP
AQ : MCA-122 Modbus TCP
BX : pas d'option
BK : MCB 101 option E/S à usage général
BP : MCB 105 Option de relais
BO : MCB 109 Option E/S ana.
B2 : MCB 112 carte thermistance PTC
B4 : option d'entrée du capteur MCB-114
Kit IP21/4X dessus/TYPE 1IP21/NEMA 1 Dessus + fond A3130B1123
Kit IP21/4X dessus/TYPE 1IP21/NEMA 1 Dessus + fond B3130B1187
Kit IP21/4X dessus/TYPE 1IP21/NEMA 1 Dessus + fond B4130B1189
Kit IP21/4X dessus/TYPE 1IP21/NEMA 1 Dessus + fond C3130B1191
Kit IP21/4X dessus/TYPE 1IP21/NEMA 1 Dessus + fond C4130B1193
IP21/4X dessusCouvercle supérieur IP21 A2130B1132
IP21/4X dessusCouvercle supérieur IP21 A3130B1133
IP21/4X dessusCouvercle supérieur IP21 B3130B1188
IP21/4X dessusCouvercle supérieur IP21 B4130B1190
IP21/4X dessusCouvercle supérieur IP21 C3130B1192
IP21/4X dessusCouvercle supérieur IP21 C4130B1194
Kit de montage sur panneau de
support
Kit de montage sur panneau de
support
Kit de montage sur panneau de
support
Kit de montage sur panneau de
support
Kit de montage sur panneau de
support
Profibus D-Sub 9Kit de connecteurs pour IP20130B1112
Kit d'entrée supérieure ProfibusKit d'entrée supérieure pour connexion Profibus - protections de types D + E 176F1742
Blocs de raccordementBlocs de raccordement à vis pour remplacer les bornes à ressort
LCP 101Panneau de commande local numérique (NLCP)130B1124
102Panneau de commande local graphique (GLCP)130B1107
Câble du Câble du séparé, 3 m175Z0929
Kit Kit de montage du panneau comprenant LCP graphique, fixations, câble de 3
Kit LCPKit de montage du panneau comprenant LCP numérique, fixations et joint130B1114
Kit Kit de montage du panneau pour tous les LCP, comprenant fixations, câble
Bloc de raccordement pour la connexion du circuit intermédiaire sur A2/A3130B1064
Protection, de type A5130B1028
Protection, de type B1130B1046
Protection, de type B2130B1047
Protection, de type C1130B1048
Protection, de type C2130B1049
1 sac de connecteurs à 10 broches, 1 sac de connecteurs à 6 broches et 1
sac de connecteurs à 3 broches130B1116
Kit Kit de montage avant, protections IP55130B1129
Kit Kit de montage du panneau pour tous les LCP, comprenant fixations et joint,
sans câble
Tableau 4.3 Il est possible de commander les options en tant qu'options incorporées en usine, voir les informations
concernant les commandes.
130B1170
TypeDescriptionCommentaires
Option pour emplacement ARéférence
Tropicalisé
MCA 101Option Profibus DP V0/V1130B1200
MCA 104Option DeviceNet130B1202
MCA 108LonWorks130B1206
MCA 109Passerelle BACnet pour intégration. Ne pas utiliser avec la carte MCB 105 d'option
MCB 101Usage général option entrée/sortie
MCB 105Option de relais
MCB 109Option d'E/S analogiques et batterie de secours pour horloge en temps réel130B1243
MCB 112PTC ATEX130B1137
MCB 114
Option pour D
MCB 107Secours 24 V CC130B1208
Options externes
Ethernet IPEthernet maître
Tableau 4.4 Informations pour la commande d'options
Pour obtenir des informations concernant la compatibilité des options de bus de terrain et d'application avec des versions logicielles moins
récentes, contacter le distributeur Danfoss.
TypeDescription
Pièces de rechangeRéférenceCommentaires
Carte de commande FCAvec fonction d'arrêt de sécurité130B1150
Carte de commande FCSans fonction d'arrêt de sécurité130B1151
Ventilateur A2Ventilateur, protection de type A2130B1009
Ventilateur A3Ventilateur, protection de type A3130B1010
Ventilateur A5Ventilateur, protection de type A5130B1017
Ventilateur B1Ventilateur externe, protection de type B1130B3407
44
Ventilateur B2Ventilateur externe, protection de type B2130B3406
Ventilateur B3Ventilateur externe, protection de type B3130B3563
Ventilateur B4Ventilateur externe, 18,5/22 kW130B3699
Ventilateur B4Ventilateur externe, 22/30 kW130B3701
Ventilateur C1Ventilateur externe, protection de type C1130B3865
Ventilateur C2Ventilateur externe, protection de type C2130B3867
Ventilateur C3Ventilateur externe, protection de type C3130B4292
Ventilateur C4Ventilateur externe, protection de type C4130B4294
Matériel divers II
Sac d'accessoires A2Sac d'accessoires, protection de type A2130B1022
Sac d'accessoires A3Sac d'accessoires, protection de type A3130B1022
Sac d'accessoires A4Sac d'accessoires pour châssis A4 sans filetage130B0536
Sac d'accessoires A5Sac d'accessoires, protection de type A5130B1023
Sac d'accessoires B1Sac d'accessoires, protection de type B1130B2060
Sac d'accessoires B2Sac d'accessoires, protection de type B2130B2061
Sac d’accessoires B3Sac d'accessoires, protection de type B3130B0980
Sac d’accessoires B4Sac d'accessoires, protection de type B4130B1300Petit
Sac d’accessoires B4Sac d'accessoires, protection de type B4130B1301Grand
Sac d'accessoires C1Sac d'accessoires, protection de type C1130B0046
Sac d'accessoires C2Sac d'accessoires, protection de type C2130B0047
Sac d'accessoires C3Sac d'accessoires, protection de type C3130B0981
Sac d'accessoires C4Sac d'accessoires, protection de type C4130B0982Petit
Sac d'accessoires C4Sac d'accessoires, protection de type C4130B0983Grand
Tableau 4.5 Informations pour la commande d'accessoires
La correspondance variateur de fréquence/filtre est préalablement calculée d'après une tension de 400 V/480 V, une charge
moteur typique (quadripolaire) et un couple de 110 %.
5.1.1 Exigences de sécurité de l'installation
mécanique
AVERTISSEMENT
Porter une attention particulière aux exigences
55
applicables au montage en armoire et au montage
externe. Respecter impérativement ces règles afin
d'éviter des blessures graves ou des dégâts sur l'équipement, notamment dans le cas d'installation d'appareils
de grande taille.
ATTENTION
Le variateur de fréquence est refroidi par la circulation
de l'air.
Afin d'éviter la surchauffe de l'appareil, s'assurer que la
température de l'air ambiant ne dépasse pas la
température maximale indiquée pour le variateur de
fréquence et que la température moyenne sur 24 heures
n'est pas dépassée. Consulter la température maximale et
la température moyenne sur 24 heures au chapitre
chapitre 9.6.2 Déclassement pour température ambiante.
Si la température ambiante est comprise entre 45 °C et
55 °C, un déclassement du variateur de fréquence est
opportun. Voir le chapitre chapitre 9.6.2 Déclassementpour température ambiante.
La durée de vie du variateur de fréquence est réduite si
l'on ne tient pas compte de ce déclassement.
Protections de types A1, A2 et A3Protection de type A5Protections de types B1 et B2Protections de types C1 et C2
Protection de type B3Protection de type B4Protection de type C3Protection de type C4
130B1064).
Un connecteur 8 pôles est inclus dans le sac d'accessoires du FC 102 sans absence sûre du couple.
1 + 2 disponibles uniquement avec les unités munies du hacheur de freinage. Pour la connexion CC (répartition de la charge), le connecteur 1 peut être commandé séparément (référence
Tableau 5.3 Pièces incluses dans les sacs d'accessoires
Page 93
130BD389.11
A2
B3B3
A2
a
b
130BA419.10
130BA219.11
1
Installation mécaniqueManuel de configuration
5.1.4 Montage mécanique
Tous les types de protections permettent une installation
côte à côte sauf lorsqu'un Kit de protection IP21/IP4X/TYPE 1
est utilisé (voir chapitre 3.1 Options et accessoires).
Montage côte à côte
Les protections IP20 A et B peuvent être organisées côte à
côte sans espace entre elles mais l'ordre de montage est
important. L'Illustration 5.1 présente comment monter les
châssis correctement.
55
Illustration 5.1 Montage côte à côte correct
Si le kit de protection IP21 est utilisé sur une protection de
type A2 ou A3, l'espace entre les variateurs de fréquence
doit être de 50 mm minimum.
Pour des conditions de refroidissement optimales, il faut
veiller à ce que l'air circule librement au-dessus et en
dessous du variateur de fréquence. Voir le Tableau 5.4.
Illustration 5.2 Dégagement
Type de protection
a [mm]100200225
b [mm]100200225
Tableau 5.4 Passage d'air pour les différents types de
protection
A2/A3/A4/A5/B1B2/B3/B4/C1/C3C2/C4
1.Forer des trous selon les mesures données.
2.Prévoir des vis convenant à la surface de
montage du variateur de fréquence. Resserrer les
4 vis.
Illustration 5.3 Installation correcte sur plaque arrière
Pour les protections de montage de types A4, A5, B1, B2,
C1 et C2 sur un mur non résistant, le variateur de
fréquence doit être livré avec une plaque arrière « 1 » en
raison de l'insuffisance d'air de refroidissement sur le
dissipateur de chaleur.
ProtectionIP20IP21IP55IP66
A2**-A3**-A4/A5--22
B1-*2,22,2
55
Illustration 5.4 Installation correcte sur rails
ÉlémentDescription
1Plaque arrière
Tableau 5.5 Légende de l'Illustration 5.4
B2-*2,22,2
B3*--B42--C1-*2,22,2
C2-*2,22,2
C32--C42--* = aucune vis à serrer
- = n'existe pas
Tableau 5.6 Couple de serrage pour les couvercles (Nm)
Illustration 5.5 Montage sur un mur non résistant
Montage externe
5.1.5
Les kits IP21/IP4X top/TYPE 1 ou les unités IP54/55 sont
recommandés pour le montage externe.
Câbles, généralités
L'ensemble du câblage doit être conforme aux réglementations nationales et locales en matière de sections de câble et
de température ambiante. Des conducteurs (75 °C) en cuivre sont recommandés.
Conducteurs en aluminium
Les bornes peuvent accepter des conducteurs en aluminium mais la surface de ceux-ci doit être nettoyée et l'oxydation
éliminée à l'aide de vaseline neutre sans acide avant tout raccordement.
En outre, la vis du bornier doit être resserrée deux jours après en raison de la souplesse de l'aluminium. Il est essentiel de
maintenir la connexion étanche aux gaz sous peine de nouvelle oxydation de la surface en aluminium.
66
Type de
protection
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-Secteur, résistance de freinage, répartition de la charge,
B21522-3011-30Secteur, résistance de freinage, câbles de répartition de la
B35,5-1111-18-Secteur, résistance de freinage, répartition de la charge,
B415-1822-37-Secteur, résistance de freinage, répartition de la charge,
C118-3037-55-Secteur, résistance de freinage, câbles de répartition de la
C237-4575-9037-90Secteur, câbles du moteur
200-240 V
[kW]
380-480 V
[kW]
525-690 V
[kW]
Câble pourCouple de serrage [Nm]
câbles du moteur
Relais0.5-0.6
Terre2-3
charge
Câbles moteur4,5
Relais0.5-0.6
Terre2-3
câbles du moteur
Relais0.5-0.6
Terre2-3
câbles du moteur
Relais0.5-0.6
Terre2-3
charge
Câbles moteur10
Relais0.5-0.6
Terre2-3
Répartition de la charge, câbles de la résistance de
freinage
Relais0.5-0.6
Terre2-3
C322-3045-55-Secteur, résistance de freinage, répartition de la charge,
C437-4575-90-Secteur, câbles du moteur
Tableau 6.1 Couple de serrage
66
6.1.2
1.Enlever l'entrée de câble du variateur de fréquence (en évitant la pénétration de corps étrangers dans le variateur
2.L'entrée de câble doit être soutenue autour de la débouchure à démonter.
3.La débouchure peut maintenant être enlevée à l'aide d'un mandrin solide et d'un marteau.
4.Éliminer les bavures autour du trou.
5.Monter l'entrée de câble sur le variateur de fréquence.
200-240 V
[kW]
380-480 V
[kW]
525-690 V
[kW]
Câble pourCouple de serrage [Nm]
câbles du moteur
Relais0.5-0.6
Terre2-3
Répartition de la charge, câbles de la résistance de
freinage
Relais0.5-0.6
Terre2-3
Suppression des débouchures pour câbles supplémentaires
de fréquence lors du démontage des débouchures).
10
14 (jusqu'à 95 mm2)
24 (plus de 95 mm2)
14
Raccordement au secteur et mise à la terre
6.1.3
AVIS!
Le connecteur embrochable de puissance peut se brancher sur le variateur de fréquence jusqu'à 7,5 kW.
1.Insérer les deux vis dans la plaque de découplage, positionner cette dernière et serrer les vis.
2.S'assurer que le variateur de fréquence est mis correctement à la terre. Raccorder à la prise de terre (borne 95).
Utiliser une vis du sac d'accessoires.
3.Placer le connecteur embrochable 91 (L1), 92 (L2), 93 (L3) du sac d'accessoires sur les bornes étiquetées MAINS à la
base du variateur de fréquence.
4.Fixer les fils secteur sur le connecteur embrochable secteur.
5.Soutenir le câble avec les supports fournis.
AVIS!
Vérifier que la tension secteur correspond à celle de la plaque signalétique.
ATTENTION
Secteur IT
Ne pas connecter de variateurs de fréquence de 400 V munis de filtres RFI aux alimentations secteur dont la tension
entre la phase et la terre est supérieure à 440 V.
ATTENTION
Le câble de mise à la terre doit avoir une section minimale de 10 mm2 ou être composé de deux fils avec terminaisons
séparées, conformément à la norme EN 50178.
Généralement, les câbles de puissance pour le secteur sont
des câbles non blindés.
6.1.4
Illustration 6.13 Protection de raccordement au
secteur de type C4 (IP20).
66
Raccordement du moteur
Illustration 6.11 Protections de raccordement au secteur de
types C1 et C2 (IP21/NEMA type 1 et IP55/66/NEMA type 12).
Illustration 6.12 Protection de raccordement au secteur de
type C3 (IP20).
AVIS!
Pour se conformer aux prescriptions d'émissions CEM,
l'utilisation de câbles blindés/armés est requise. Pour
plus d'informations, voir chapitre 2.9.2 Résultats des essaisCEM.
Voir le chapitre chapitre 9 Spécifications générales et
dépannage pour le dimensionnement correct des sections
et longueurs des câbles du moteur.
Blindage des câbles :
Éviter les extrémités blindées torsadées (queues de
cochon) car elles détériorent l'effet de blindage à des
fréquences élevées. Si l'installation d'un isolateur ou d'un
contacteur de moteur impose de rompre le blindage, ce
dernier doit être poursuivi à l'impédance HF la plus faible
possible.
Relier le blindage du câble moteur à la plaque de
connexion à la terre du variateur de fréquence et au
boîtier métallique du moteur.
Réaliser les connexions du blindage avec la plus grande
surface possible (étrier de serrage). Ceci est fait en utilisant
les dispositifs d'installation fournis dans le variateur de
fréquence.
Si le montage d'un isolateur de moteur ou d'un relais
moteur impose une découpe du blindage, le blindage doit
être poursuivi avec la plus faible impédance HF possible.
Le variateur de fréquence a été testé avec un câble d'une
longueur et d'une section données. En augmentant la
section du câble, la capacitance, et donc le courant de
fuite, peut augmenter d'où la nécessité de réduire la
longueur du câble en conséquence. Garder le câble moteur
aussi court que possible pour réduire le niveau sonore et
les courants de fuite.
Fréquence de commutation
Lorsque des variateurs de fréquence sont utilisés avec des
filtres sinus pour réduire le bruit acoustique d'un moteur,
régler la fréquence de commutation conformément aux
instructions du filtre sinus au par. 14-01 Fréq. commut.
66
1.Fixer la plaque de connexion à la terre à la base
du variateur de fréquence avec les vis et les
rondelles du sac d'accessoires.
2.Fixer le câble du moteur aux bornes 96 (U),
97 (V), 98 (W).
3.Raccorder à la mise à la terre (borne 99) de la
plaque de connexion à l'aide des vis fournies
dans le sac d'accessoires.
Illustration 6.14 Raccordement du moteur
4.Insérer les connecteurs embrochables 96 (U), 97
(V), 98 (W) (jusqu'à 7,5 kW) et le câble du moteur
dans les bornes étiquetées MOTEUR.
5.Fixer le câble blindé à la plaque de connexion à
la terre à l'aide des vis et des rondelles fournies
dans le sac d'accessoires.
Le variateur de fréquence permet d'utiliser tous les types
de moteurs asynchrones triphasés standard. Les moteurs
de petite taille sont généralement montés en étoile
(230/400 V, Y). Les moteurs de grande taille sont
normalement montés en triangle (400/690 V, Δ). Se référer
à la plaque signalétique du moteur pour le mode de
raccordement et la tension corrects.
Procédure
1.Dénuder une section de l'isolation extérieure du
câble.
2.Placer le câble dénudé sous l'étrier afin d'établir
une fixation mécanique et un contact électrique
entre le blindage de câble et la terre.
3.Relier le fil de terre à la borne de mise à la terre
la plus proche conformément aux instructions de
mise à la terre.
4.Raccorder le câblage du moteur triphasé aux
Illustration 6.15 Raccordement du moteur pour protections de
types B1 et B2 (IP21/NEMA type 1, IP55/NEMA type 12 et
IP66/NEMA type 4X)