Danfoss FC 103 Operating guide [de]

MAKING MODERN LIVING POSSIBLE

Produkthandbuch

VLT® Refrigeration Drive FC 103 Low Harmonic Drive

www.danfoss.de/vlt

Inhaltsverzeichnis Produkthandbuch

Inhaltsverzeichnis

1 Einführung

1.1 Zielsetzung des Handbuchs

1.2 Zusätzliche Materialien

1.3 Produktübersicht

1.3.1 Bestimmungsgemäße Verwendung 5

1.3.2 Funktionsprinzip 6

1.3.3 Explosionszeichnungen 7

1.4 Baugrößen und Nennleistungen

1.5 Zulassungen und Zertifizierungen

1.5.1 Zulassungen 15

1.5.2 Übereinstimmung mit ADN 15

1.6 Oberschwingungen – Übersicht

1.6.1 Oberschwingungen 15

1.6.2 Oberschwingungsanalyse 15

1.6.3 Einfluss von Oberschwingungen in einer Energieverteilungsanlage 16

1.6.4 IEC-Oberschwingungsstandards 17

1.6.5 IEEE-Oberschwingungsstandards 18

2 Sicherheit

2.1 Sicherheitssymbole

2.2 Qualifiziertes Personal

2.3 Sicherheitsmaßnahmen

3 Mechanische Installation

3.1 Checkliste vor der Aufstellung von Geräten

3.2 Auspacken

3.2.1 Gelieferte Teile 21

3.3 Montage

3.3.1 Kühlung und Luftstrom 22

3.3.2 Heben 24

3.3.3 Kabeleinführung und Verankerung 25

3.3.4 Anordnung der Klemmen für Baugröße D1n/D2n 29

3.3.5 Anordnung der Klemmen für Baugröße E9 31

3.3.6 Anordnung der Klemmen für Baugröße F18 32

3.3.7 Drehmomentregler 35

4 Elektrische Installation

4.1 Sicherheitshinweise

4.2 EMV-gerechte Installation

4.3 Stromanschlüsse

Inhaltsverzeichnis

VLT® Refrigeration Drive FC 103 Low Harmonic Drive

4.4 Erdung

4.5 Eingangsoptionen

4.5.1 Zusätzlicher Schutz (Fehlerstromschutzschalter) 38

4.5.2 EMV-Schalter 38

4.5.3 Abgeschirmte Kabel 38

4.6 Motoranschluss

4.6.1 Motorkabel 38

4.6.2 Anschlusskabel für Bremse 39

4.6.3 Motorisolation 39

4.6.4 Motorlagerströme 40

4.7 Netzanschluss

4.7.1 Netzanschluss 40

4.7.2 Externe Lüfterversorgung 40

4.7.3 Netz- und Steuerverdrahtung für ungeschirmte Leitungen 41

4.7.4 Netztrennschalter 42

4.7.5 Trennschalter für Baugröße F 42

4.7.6 Netzschütze für Baugröße F 42

4.8 Steuerkabel

4.8.1 Führung von Steuerleitungen 42

4.8.2 Zugang zu den Steuerklemmen 43

4.8.3 Elektrische Installation, Steuerklemmen 44

4.8.4 Elektrische Installation, Steuerleitungen 45

4.8.5 Safe Torque Off (STO) 47

4.9 Zusätzliche Anschlüsse

4.9.1 Serielle Kommunikation 47

4.9.2 Mechanische Bremssteuerung 47

4.9.3 Parallelschaltung von Motoren 47

4.9.4 Thermischer Motorschutz 49

4.9.5 Auswahl Strom/Spannung (Schalter) 49

4.10 Endgültige Konfiguration und Prüfung

4.11 Optionen für die Baugröße F

5 Inbetriebnahme

5.1 Sicherheitshinweise

5.2 Anlegen der Netzversorgung

5.3 Betrieb des Local Control Panels (LCP)

5.3.1 LCP Bedieneinheit 55

5.3.2 Aufbau des LCP 55

5.3.3 Parametereinstellungen 56

5.3.4 Daten auf das/vom LCP hochladen/herunterladen 57

5.3.5 Ändern von Parametereinstellungen 57

Inhaltsverzeichnis Produkthandbuch

5.3.6 Wiederherstellen der Werkseinstellungen 57

5.4 Grundlegende Programmierung

5.4.1 Programmierung des VLT® Low Harmonic Drive 58

5.4.2 Inbetriebnahme mit SmartStart 58

5.4.3 Inbetriebnahme über [Main Menu] 58

5.4.4 Einstellung von Asynchronmotoren 59

5.4.5 Konfiguration des Permanentmagnetmotors 60

5.4.6 Automatische Energie Optimierung (AEO) 61

5.4.7 Automatische Motoranpassung (AMA) 61

5.5 Überprüfung der Motordrehung

5.6 Prüfung der Ort-Steuerung

5.7 Systemstart

6 Anwendungsbeispiele

6.1 Einführung

6.2 Anwendungsbeispiele

7 Diagnose und Fehlersuche

7.1 Zustandsmeldungen

7.2 Warnungs- und Alarmtypen

7.2.1 Warnungen 68

7.2.2 Alarm (Abschaltung) 68

7.2.3 Alarm (Abschaltblockierung) 68

7.3 Definitionen von Warnungen und Alarmen für Frequenzumrichter

7.4 Definitionen von Warnungen und Alarmen – Active Filter

7.5 Fehlersuche und -behebung

8 Technische Daten

8.1 Leistungsabhängige technische Daten

8.1.1 Netzversorgung 3 x 380–480 V AC 86

8.1.2 Leistungsreduzierung wegen Temperatur 89

8.2 Mechanische Abmessungen

8.3 Allgemeine technische Daten

8.4 Sicherungen

8.4.1 Keine UL-Konformität 99

8.4.2 Sicherungstabellen 99

8.4.3 Ergänzende Sicherungen 100

8.5 Allgemeine Anzugsmomentwerte

9 Anhang A - Parameter

9.1 Beschreibung der Parameter

9.2 Frequenzumrichter-Parameterlisten

101

102

Inhaltsverzeichnis

VLT® Refrigeration Drive FC 103 Low Harmonic Drive

9.3 Active Filter-Parameterlisten

10 Anhang B

10.1 Abkürzungen und Konventionen

Index

107

114

115

Einführung Produkthandbuch

1 Einführung

1.1 Zielsetzung des Handbuchs

Dieses Handbuch liefert Ihnen Informationen über die Installation und den Betrieb eines VLT® Refrigeration Drive

FC103 Low Harmonic Drive. Das Handbuch enthält entsprechende Sicherheitshinweise für Installation und Betrieb.

Kapitel 1 Einführung, Kapitel 2 Sicherheit, Kapitel 3 Mechanische Installation und Kapitel 4 Elektrische Installation geben eine Einführung zu den Funktionen des

Geräts und beschreiben die ordnungsgemäßen Verfahren zur mechanischen und elektrischen Installation. Es enthält Kapitel zu Start und Inbetriebnahme, Anwendungen und grundlegende Fehlersuche und -behebung. Kapitel 8 Technische Daten enthält eine kurze Übersicht zu Nennwerten und Abmessungen sowie weitere technische Betriebsdaten. Dieses Handbuch vermittelt Ihnen grundlegende Kenntnisse über das Gerät und erläutert Konfiguration und grundlegenden Betrieb.

VLT® ist eine eingetragene Marke.

1.2 Zusätzliche Materialien

Es stehen weitere Ressourcen zur Verfügung, die Ihnen helfen, erweiterte Funktionen und Programmierungen zu verstehen.

Das VLT® Refrigeration Drive FC103 Programmier-

•

handbuch enthält umfassendere Informationen über das Arbeiten mit Parametern sowie viele Anwendungsbeispiele.

Das VLT® Refrigeration DriveFC103 Projektierungs-

•

handbuch enthält umfassende Informationen zu Möglichkeiten und Funktionen sowie zur Auslegung von Steuerungssystemen für Motoren.

Zusätzliche Veröffentlichungen und Handbücher

•

sind von Danfoss erhältlich. Siehe vlt-drives.danfoss.com/Support/Technical- Documentation/ für Auflistungen.

Optionsmodule können einige der beschriebenen

•

Verfahren ändern. Bitte prüfen Sie die Anleitungen dieser Optionsmodule auf besondere Anforderungen hin. Wenden Sie sich für weitere Informationen an einen örtlichen Danfoss-Händler oder besuchen Sie die Website von Danfoss: vlt-

drives.danfoss.com/Support/TechnicalDocumentation/ um Downloads oder weitere

Informationen zu erhalten.

Das Produkthandbuch für VLT

•

AAF006 enthält weitere Informationen zum Filterteil des Low Harmonic Drive.

aktives Filter

Produktübersicht

1.3

1.3.1 Bestimmungsgemäße Verwendung

Ein Frequenzumrichter ist ein elektronischer Motorregler, der einen Netzeingangs-Wechselstrom in einen variablen Ausgangsstrom in AC-Wellenform umwandelt. So steuern Frequenz und Spannung des Ausgangsstroms die Motordrehzahl und das Motordrehmoment. Der Frequenzumrichter kann die Drehzahl des Motors entsprechend einer Systemrückführung z. B. mit Positionssensoren auf einem Förderband variieren. Zusätzlich kann der Frequenzumrichter den Motor ebenfalls durch Signale von externen Reglern steuern/regeln.

Der Frequenzumrichter:

überwacht das System und den Motorstatus.

•

gibt bei Fehlerbedingungen Warnungen oder

•

Alarme aus.

startet und stoppt den Motor.

•

optimiert die Energieeffizienz.

•

Betriebs- und Überwachungsfunktionen stehen als Zustandsanzeigen für ein externes Steuerungssystem oder ein serielles Kommunikationsnetzwerk zur Verfügung.

Ein Low Harmonic Drive (LHD) kombiniert Frequenzumrichter und Advanced Active Filter (AAF) zur Oberschwingungsreduzierung in einem Gerät. Der Frequenzumrichter und das Filter sind in einem integrierten System verbaut, funktionieren jedoch unabhängig voneinander. Dieses Handbuch enthält getrennte Spezifikationen und Beschreibungen für den Frequenzumrichter und das Filter. Da Frequenzumrichter und Filter im gleichen Schaltschrank untergebracht sind, wird das Gerät als eine einzelne Einheit transportiert, installiert und betrieben.

1 1

Mains 380 to

500 VAC

Optional

RFI

Optional

Fuses

Optional

Manual

Disconnect

HI Reactor

AC Contactor

Relay 12

Control & AUX

Feedback

Soft-Charge

Resistor

Converter Side

Filter

Power Stage

AF Current Sensors

Capacitor

Current Sensors

VLT Drive

Main’s

CTs

CefC

130BB406.11

Einführung

VLT® Refrigeration Drive FC 103 Low Harmonic Drive

1.3.2 Funktionsprinzip

Der Low Harmonic Drive ist ein Hochleistungsfrequenzumrichter mit integriertem aktivem Filter. Ein aktives Filter ist ein Gerät, das Oberschwingungsverzerrungswerte aktiv überwacht und Oberschwingungsstrom als Ausgleich in die Leitung einspeist, um die Oberschwingungen zu unterdrücken.

Abbildung 1.1 Grundaufbau des Low Harmonic Drive

Low Harmonic Drives sind ausgelegt, einen idealen sinusförmigen Stromverlauf aus dem Versorgungsnetz mit einem Leistungsfaktor von 1 aufzunehmen. Wenn eine traditionelle, nichtlineare Last pulsförmige Ströme aufnimmt, gleicht der Low Harmonic Drive dies über den parallelen Filterpfad aus und verringert so die Belastung des Versorgungsnetzes. Der Low Harmonic Drive erfüllt die höchsten Oberschwingungsnormen mit einem THDi unter 5 % bei Volllast bei einer Vorverzerrung < 3 % an einem 3 % asymmetrischen 3-Phasen-Netz.

130BE136.10

Einführung Produkthandbuch

1.3.3 Explosionszeichnungen

1 1

1 Bedieneinheit (LCP) 5 Eingangs-/Ausgangsklemmenbaugruppe 2 Steuerkartenbaugruppe 6 Kondensatorbaugruppe 3 Leistungskartenbaugruppe 7 D1/D2-Baugruppe 4 Klemmenabdeckung 8 EOC-Baugruppe

Abbildung 1.2 Gehäusegröße D1n/D2n, Frequenzumrichtergehäuse

130BE110.10

Einführung

VLT® Refrigeration Drive FC 103 Low Harmonic Drive

1 Bedieneinheit (LCP) 13 Netzsicherungen 2 Aktivfilterkarte (AFC) 14 Netztrennschalter 3 Metalloxidvaristor (MOV) 15 Netzklemmen 4 Vorladekreiswiderstände 16 Kühlkörperlüfter 5 Wechselstromkondensator-Entladeplatine 17 Gleichspannungskondensatoren 6 Netzschütz 18 Stromwandler 7 LC-Drossel 19 EMV-Gegentaktfilter 8 AC-Kondensatoren 20 EMV-Gleichtaktfilter 9 Netzstromschiene an Frequenzumrichtereingang 21 HI-Drossel 10 IGBT-Sicherungen 22 Leistungskarte 11 EMV-Filter 23 IGBT-Ansteuerkarte 12 Sicherungen

Abbildung 1.3 Gehäusegröße D1n/D2n, Filtergehäuse

130BX168.10

Einführung Produkthandbuch

1 1

1 Steuerkarte 14 Thyristor und Diode 2 Steuereingangsklemmen 15 Lüfterdrossel (nicht bei allen Einheiten) 3 Bedieneinheit (LCP) 16 Vorladekreis-Widerstandsbaugruppe 4 Steuerkarte C-Option 17 IGBT-Ausgangsstromschiene 5 Befestigungskonsole 18 Lüfterbaugruppe 6 Montageplatte der Leistungskarte 19 Motorausgangsklemmen 7 Leistungskarte 20 Stromwandler 8 IGBT-Ansteuerkarte 21 Netzeingangsklemmen 9 Obere Kondensatorbaugruppe 22 Montageplatte der Eingangsklemmen 10 Vorladesicherungen 23 Wechselstromeingangsschiene 11 Zwischenkreisdrossel 24 Vorladekreiskarte 12 Lüftertransformator 25 Untere Kondensatorbaugruppe 13 IGBT-Modul

Abbildung 1.4 Gehäusegröße E9, Frequenzumrichtergehäuse

130BD572.11

Einführung

VLT® Refrigeration Drive FC 103 Low Harmonic Drive

1 Bedieneinheit (LCP) 12 Wechselstromkondensator-Stromwandler 2 Aktivfilterkarte (AFC) 13 Kühlkörperlüfter 3 Netzschütze 14 Netzklemmen 4 Vorladekreiswiderstände 15 Netztrennschalter 5 EMV-Gegentaktfilter 16 Netzsicherungen 6 EMV-Gleichtaktfilter 17 LC-Drossel 7 Stromwandler (CT) 18 HI-Drossel 8 Netzstromschienen zu Frequenzumrichterausgang 19 Leistungskarte 9 Wechselstromkondensatoren 20 Steuerkarte 10 EMV 21 LCP-Träger 11 Untere Gleichspannungskondensatoren

Abbildung 1.5 Gehäusegröße E9, Filtergehäuse

130BX334.11

Einführung Produkthandbuch

1 1

1 Schütz 4 Hauptschalter oder Trennschalter (bei Kauf ) 2 EMV-Filter 5 Versorgungsnetzsicherungen (bei Kauf ) 3 Netzeingangsklemmen 6 Netztrennschalter

Abbildung 1.6 Gehäusegröße F18, Eingang Optionsschrank

130BD573.10

Einführung

VLT® Refrigeration Drive FC 103 Low Harmonic Drive

1 Bedieneinheit (LCP) 10 Netzstromschienen an Frequenzumrichtereingang 2 Aktivfilterkarte (AFC) 11 Kühlkörperlüfter 3 Vorladekreiswiderstände 12 Netzklemmen (R/L1, S/L2, T/L3) von Optionsschrank 4 Metalloxidvaristor (MOV) 13 EMV-Gegentaktfilter 5 Wechselstromkondensator-Entladeplatine 14 EMV-Gleichtaktfilter 6 LC-Drossel 15 Netzschütz 7 HI-Drossel 16 Leistungskarte 8 Zirkulationslüfter 17 Steuerkarte 9 IGBT-Sicherungen 18 LCP-Träger

Abbildung 1.7 Gehäusegröße F18, Filterschrank

130BX331.11

Einführung Produkthandbuch

1 1

1 Gleichrichtermodul 8 Modul-Kühlkörperlüfter 2 Gleichspannungszwischenkreisstromschiene 9 Lüftertürabdeckung 3 Schaltnetzteil-Sicherung 10 Schaltnetzteil-Sicherung 4 (Optionale) Befestigungskonsole Wechselstromsicherung

hinten

5 (Optionale) Befestigungskonsole Wechselstromsicherung

Mitte

6 (Optionale) Befestigungskonsole Wechselstromsicherung vorn 13 Steuerkarte

11 Leistungskarte

12 Schaltschrankanschlüsse

7 Modulhebeschrauben (an senkrechter Strebe befestigt)

Abbildung 1.8 Gehäusegröße F18, Gleichrichterschrank

130BX330.11

Einführung

VLT® Refrigeration Drive FC 103 Low Harmonic Drive

1 Lüftertransformator 9 Lüftertürabdeckung 2 Zwischenkreisdrossel 10 Modul-Kühlkörperlüfter 3 Obere Abdeckplatte 11 Wechselrichtermodul 4 MDCIC-Platine 12 Schaltschrankanschlüsse 5 Steuerkarte 13 DC-Sicherung 6 Schaltnetzteilsicherung und Lüftersicherung 14 Befestigungskonsole 7 Motorausgangsstromschiene 15 (+) Gleichspannungszwischenkreisstromschiene 8 Bremsausgangsstromschiene 16 (-) Gleichspannungszwischenkreisstromschiene

Abbildung 1.9 Gehäusegröße F18, Wechselrichterschrank

Einführung Produkthandbuch

1.4 Baugrößen und Nennleistungen

Baugröße D1n D2n E9 F18

Gehäuseschutzart

Frequenzumrichterabmessungen [mm/inch]

Frequenzumrichterge-

wichte

[kg/lbs]

Tabelle 1.1 Mechanische Abmessungen, Baugrößen D, E und F

IP 21/54 21/54 21/54 21/54 NEMA NEMA 1/NEMA 12 NEMA 1/NEMA 12 NEMA 1/NEMA 12 NEMA 1/NEMA 12 Höhe 1740/68.5 1740/68.5 2000.7/78.77 2278.4/89.70 Breite 915/36.02 1020/40.16 1200/47.24 2792/109.92 Tiefe 380/14.96 380/14.96 493.5/19.43 605.8/23.85 Maximales Gewicht Transportgewicht

353/777 413/910 676/1490 1900/4189

416/917 476/1050 840/1851 2345/5171

1.5 Zulassungen und Zertifizierungen

1.5.1 Zulassungen

Tabelle 1.2 Konformitätszeichen: CE, UL und C-Tick

1.5.2 Übereinstimmung mit ADN

1 1

1.6.2 Oberschwingungsanalyse

Da Oberschwingungen die Wärmeverluste erhöhen, müssen Sie diese bei der Auslegung von Systemen berücksichtigen, damit eine Überlastung des Transformators, der Drosseln und Verkabelung ausgeschlossen ist. Führen Sie gegebenenfalls eine Analyse der Oberschwingungen im elektrischen System durch, um die Auswirkungen auf die Geräte zu bestimmen. Nicht sinusförmige Ströme lassen sich mithilfe einer Reihe von Fourier-Analysen in Sinusströme verschiedener Frequenz, d. h. in verschiedene Oberschwingungsströme IN mit einer Grundfrequenz von 50 Hz oder 60 Hz, zerlegen.

Für eine Übereinstimmung mit dem Europäischen Übereinkommen über die internationale Beförderung gefährlicher Güter auf Binnenwasserstraßen (ADN) siehe im Abschnitt ADN-konforme Installation im Projektierungshandbuch.

1.6 Oberschwingungen – Übersicht

1.6.1 Oberschwingungen

Nicht lineare Lasten wie bei 6-Puls-Frequenzumrichtern nehmen nicht gleichmäßig Strom aus dem Netz auf. Dieser nicht sinusförmige Strom verfügt über Anteile, die ein Vielfaches der Grundstromfrequenz darstellen. Jene Anteile werden als Oberschwingungen bezeichnet. Es ist wichtig, den Gesamtoberschwingungsgehalt der Netzversorgung zu regeln. Zwar wirken sich die Oberschwingungsströme nicht direkt auf den Verbrauch von elektrischer Energie aus, jedoch erzeugen sie Wärme in der Verkabelung und in den Transformatoren und können andere Geräte beeinflussen, die an dieselbe Verteilung angeschlossen sind.

Abkürzung Beschreibung

n Ordnungszahl

Tabelle 1.3 Oberschwingungsbezogene Abkürzungen

Grund

Strom I Frequenz [Hz]

Tabelle 1.4 Grund- und Oberschwingungsströme

Strom Oberschwingungsstrom

I Eingangsstrom 1.0 0.9 0.5 0.2 <0.1

Tabelle 1.5 Oberschwingungsströme verglichen mit dem effektiven Eingangsstrom Strom

Grundfrequenz (50 Hz oder 60 Hz) Strom bei der Grundfrequenz Spannung bei der Grundfrequenz Strom bei der n-ten Oberschwingungsfrequenz Spannung bei der n-ten Oberschwingungsfrequenz

Oberschwingungsstrom (In)

strom (I1)

50 250 350 550

eff

11-49

Einführung

VLT® Refrigeration Drive FC 103 Low Harmonic Drive

Die Spannungsverzerrung in der Netzversorgung hängt von der Größe der Oberschwingungsströme multipliziert mit der internen Netzimpedanz der betreffenden Frequenz ab. Die gesamte Spannungsverzerrung (THDi) ergibt sich aus den einzelnen Spannungsoberschwingungen nach folgender Formel:

Die Stromverzerrung steht mit der Geräteleistung und der individuellen Last in Verbindung. Spannungsverzerrung steht mit der Systemleistung in Verbindung. Die Spannungsverzerrung im PCC lässt sich nicht ermitteln, wenn nur die Oberschwingungsleistung der Last bekannt ist. Um die Verzerrung im PCC vorhersagen zu können, müssen die Konfiguration des Verteilungssystems und die

THDi =

U25 + U 27 + ... + U 2n

entsprechenden Impedanzen bekannt sein.

Ein häufig verwendeter Begriff, um die Impedanz eines

1.6.3 Einfluss von Oberschwingungen in einer Energieverteilungsanlage

Stromnetzes zu beschreiben, ist das Kurzschlussverhältnis R

. R

ist definiert als das Verhältnis zwischen

sce

Kurzschluss-Scheinleistung der Versorgung am PCC (Ssc)

In Abbildung 1.10 ist ein Transformator auf der Primärseite mit einem Verknüpfungspunkt PCC1 an der Mittelspannungsversorgung verbunden. Der Transformator hat eine Impedanz Z

und speist eine Reihe von Verbrauchern. Der

xfr

PCC (Point of Common Coupling, Verknüpfungspunkt), an dem alle Verbraucher angeschlossen sind, ist PCC2. Jeder Verbraucher wird durch Kabel mit einer Impedanz Z1, Z2, Z angeschlossen.

und der Nennscheinleistung der Last (S

wobei Ssc=

sce

equ

Versorgung

und S

equ

Störende Wirkungen von Oberschwingungen

Oberschwingungsströme tragen zu Systemver-

•

= U × I

equ

lusten bei (in Verkabelung und Transformator).

Spannungsverzerrung durch Oberschwingungen

•

führt zu Störungen anderer Lasten und erhöht Verluste in anderen Lasten.

Verknüpfungspunkt MV Mittlere Spannung LV Niedrige Spannung Z

xfr

Abbildung 1.10 Kleine Verteilanlage

Verknüpfungspunkt

Transformatorimpedanz Modellierung von Widerstand und Induktivität in der Verkabelung

Von nichtlinearen Verbrauchern aufgenommene Oberschwingungsströme führen durch den Spannungsabfall an den Impedanzen des Stromverteilungssystems zu einer Spannungsverzerrung. Höhere Impedanzen ergeben höhere Grade an Spannungsverzerrung.

Einführung Produkthandbuch

1.6.4 IEC-Oberschwingungsstandards

Die Netzspannung ist selten eine gleichmäßige, sinusförmige Spannung mit konstanter Amplitude und Frequenz, da Verbraucher, die nicht sinusförmige Ströme aus dem Netz aufnehmen, nichtlineare Eigenschaften haben.

Oberschwingungen und Spannungsschwankungen stellen zwei Formen von niederfrequenten Netzstörungen dar. Sie haben am Entstehungsort ein anderes Erscheinungsbild als an einem anderen beliebigen Anschlusspunkt eines Verbrauchers im Netz. Folglich müssen Sie bei der Untersuchung der Auswirkungen von Netzstörungen eine Reihe von Einflüssen gemeinsam bestimmen. Dazu gehören u. a. die Netzeinspeisung, die Netzstruktur sowie die Verbraucher.

Netzstörungen können Folgendes verursachen:

Unterspannungswarnungen

Falsche Spannungsmessungen durch Verlust der Sinusform der Netzspannung

•

Führen zu falschen Strommessungen, da nur bei der Messung von Echteffektivwerten der Oberschwingungsgehalt

•

berücksichtigt wird.

Höhere funktionale Verluste

Durch Oberschwingungen werden Wirkleistung, Scheinleistung und Blindleistung reduziert.

•

Verzerrungen durch elektrische Verbraucher führen zu hörbaren Störungen in anderen Geräten oder im

•

schlimmsten Fall sogar zu einer Zerstörung der Geräte.

Verkürzt die Lebensdauer der Geräte infolge von Wärmeentwicklung.

•

1 1

Im Großteil von Europa ist die Grundlage für eine objektive Bewertung der Netzspannungsqualität das Gesetz über die elektromagnetische Verträglichkeit von Geräten (EMVG). Die Übereinstimmung mit diesen Regelungen stellt sicher, dass alle Geräte und Netzwerke, die an das elektrische System angeschlossen sind, ihren Zweck erfüllen, ohne Probleme zu verursachen.

Standard Definition

EN 61000-2-2, EN 61000-2-4, EN 50160 EN 61000-3-2, 61000-3-12 Darin werden durch an Niederstromprodukte angeschlossene Geräte verursachte Netzstörungen

EN 50178 Dient zur Überwachung der Ausrüstung von Starkstromanlagen mit elektronischen Betriebsmitteln.

Tabelle 1.6 Technische EN-Normen zur Netzspannungsqualität

2 europäische Normen befassen sich mit Oberschwingungen im Frequenzbereich von 0 Hz bis 9 kHz:

EN 61000–2–2 (Verträglichkeitswerte für niederfrequente, leitungsgebundene Störungen und die Signalisierung in öffentlichen Niederspannungsversorgungssystemen) definiert die Anforderungen an Verträglichkeitswerte für PCC (Verknüpfungspunkt) von AC-Niederspannungssystemen in einem öffentlichen Versorgungsnetz. Grenzwerte sind nur für die Oberschwingungsspannung und die Oberschwingungsverzerrung der Spannung insgesamt angegeben. EN 61000–2–2 definiert keine Grenzwerte für Oberschwingungsströme. In Situationen, in denen der Gesamtoberschwingungsgehalt THD(V)=8% beträgt, entsprechen die PCC-Grenzwerte denen, die in EN 61000–2–4 Klasse 2 angegeben sind.

EN 61000–2–4 (Verträglichkeitswerte für niederfrequente, leitungsgebundene Störungen und die Signalisierung in Industrieanlagen) definiert die Anforderungen an Verträglichkeitswerte in privaten und Industrienetzen. Die Norm definiert zudem die folgenden 3 Klassen elektromagnetischer Umgebungen:

Darin sind die Grenzwerte der Netzspannung in öffentlichen und industriellen Stromnetzen festgelegt.

geregelt.

Einführung

VLT® Refrigeration Drive FC 103 Low Harmonic Drive

In der Regel können Sie eine Klasse nicht vorzeitig definieren, ohne die vorgesehene Ausrüstung und die in der Umgebung angewendeten Prozesse zu berücksichtigen. VLT® Refrigeration Drive FC103 Low Harmonic Drives halten die Grenzen der

Klasse 3 unter typischen Versorgungssystembedingungen (RSC>10 oder

Klasse 1 bezieht sich auf Verträglichkeitspegel, die geringer als im öffentlichen Versorgungsnetz sind. Hiervon

•

betroffen sind Anlagen und Geräte, die sehr störungsanfällig sind (Laborausrüstung, bestimmte Automationsanlagen und Schutzvorrichtungen).

Klasse 2 bezieht sich auf Verträglichkeitspegel, die denen des öffentlichen Versorgungsnetzes entsprechen. Die

•

Klasse bezieht sich auf PCCs im öffentlichen Versorgungsnetz sowie auf IPCs (Internal Points of Coupling, interne Verknüpfungspunkte) in industriellen oder anderweitigen privaten Versorgungsnetzen. Alle Geräte, die für den Betrieb in einem öffentlichen Versorgungsnetz ausgelegt sind, sind in dieser Klasse zugelassen.

Klasse 3 bezieht sich auf Verträglichkeitspegel, die größer als jene im öffentlichen Versorgungsnetz sind. Diese

•

Klasse bezieht sich nur auf IPCs in Industriebereichen. Verwenden Sie diese Klasse, wenn die folgenden Geräte vorhanden sind:

- Große Frequenzumrichter

- Schweißmaschinen

- Häufig gestartete, große Motoren

- Schnell ändernde Lasten

<10%) ein.

Vk Line

Ordnungszahl (h) Klasse 1 (Vh%) Klasse 2 (Vh%) Klasse 3 (Vh%)

5 3 6 8

7 3 5 7 11 3 3,5 5 13 3 3 4,5 17 2 2 4

17˂h≤49 2,27 x (17/h) – 0,27 2,27 x (17/h) – 0,27 4,5 x (17/h) – 0,5

Tabelle 1.7 Kompatibilitätsstufen für Oberschwingungen

Klasse 1 Klasse 2 Klasse 3 THD(V) 5% 8% 10%

Tabelle 1.8 Verträglichkeitspegel für die Gesamt-Oberschwingungsspannungsverzerrung THD(V)

1.6.5 IEEE-Oberschwingungsstandards

Die Norm IEEE 519 (Empfohlene Praktiken und Anforderungen für die Oberschwingungssteuerung in Starkstromanlagen) enthält spezifische Grenzen für Oberschwingungsspannungen und -ströme für einzelne Komponenten im Versorgungsnetz. Die Norm enthält zudem Grenzen für die Summe aller Verbraucher am PCC (Point of Common Coupling, Verknüpfungspunkt).

Zur Bestimmung der zulässigen Oberschwingungsspannungsniveaus legt IEEE 519 ein Verhältnis zwischen dem versorgungsseitigen Kurzschlussstrom und dem maximalen Strom des einzelnen Verbrauchers zugrunde. Die zulässigen Oberschwingungsspannungsniveaus für einzelne Verbraucher finden Sie in Tabelle 1.9. Die zulässigen Niveaus für alle am PCC angeschlossenen Verbraucher finden Sie in Tabelle 1.10.

ISC/IL (R

10 2,5–3% Schwaches Netz 20 2,0–2,5% 1-2 große Verbraucher 50 1,0–1,5% Wenige Verbraucher mit hohem Ausgang 100 0,5–1% 5–20 Verbraucher mit mittlerem Ausgang 1000 0,05–0,1% Starkes Netz

) Zulässige einzelne Oberschwingungsspannungen Typische Bereiche

SCE

Tabelle 1.9 Zulässiger Spannungs-Oberschwingungsgehalt am PCC für einzelne Verbraucher

Einführung Produkthandbuch

Spannung am PCC Zulässige einzelne Oberschwingungsspannungen Zulässiger THD(V)

≤69 kV 3% 5%

Line

Tabelle 1.10 Zulässige Spannungsoberschwingungsstörung insgesamt am PCC für alle Verbraucher

Begrenzen Sie die Oberschwingungsströme auf festgelegte Pegel, wie in Tabelle 1.11 gezeigt. IEEE 519 legt ein Verhältnis zwischen dem versorgungsseitigen Kurzschlussstrom und dem maximalen Stromverbrauch am PCC zugrunde, ermittelt in einem Zeitraum von 15 oder 30 Minuten. In bestimmten Fällen, in denen Oberschwingungsgrenzwerte berücksichtigt werden müssen, die niedrige Oberschwingungswerte enthalten, sind die IEEE 519-Grenzen niedriger als die 61000-2-4Grenzen. Low Harmonic Drives berücksichtigen den Gesamt-Oberschwingungsgehalt, wie in IEEE 519 für alle R Jeder einzelne Oberschwingungsstrom entspricht der Tabelle 10–3 in IEEE 519 für R

ISC/IL (R

<20 4% 2,0% 1,5% 0,6% 0,3% 5% 20<50 7% 3,5% 2,5% 1,0% 0,5% 8% 50<100 10% 4,5% 4,0% 1,5% 0,7% 12% 100<1000 12% 5,5% 5,0% 2,0% 1,0% 15% >1000 15% 7,0% 6,0% 2,5% 1,4% 20%

Tabelle 1.11 Zulässige Oberschwingungsströme am PCC

Das VLT® Refrigeration Drive FC103 Low Harmonic Drive erfüllt die folgenden Standards:

) h<11 11≤h<17 17≤h<23 23≤h<35 35≤h Gesamt-

SCE

sce

≥20.

definiert.

sce

Oberschwingung

santeil (TDD)

1 1

•

IEC61000-2-4

IEC61000-3-4

IEEE 519

G5/4

Sicherheit

VLT® Refrigeration Drive FC 103 Low Harmonic Drive

2 Sicherheit

2.1 Sicherheitssymbole

Folgende Symbole kommen in diesem Dokument zum Einsatz:

WARNUNG

Weist auf eine potenziell gefährliche Situation hin, die zu schweren oder tödlichen Verletzungen führen kann.

WARNUNG

UNERWARTETER ANLAUF

Bei Anschluss des Frequenzumrichters an das Wechselstromnetz kann der angeschlossene Motor jederzeit unerwartet anlaufen. Der Frequenzumrichter, der Motor und alle angetriebenen Geräte müssen betriebsbereit sein. Andernfalls können Tod, schwere Verletzungen, Geräte- oder Sachschäden auftreten.

VORSICHT

Weist auf eine potenziell gefährliche Situation hin, die zu leichten oder mittleren Verletzungen führen kann. Die Kennzeichnung kann ebenfalls als Warnung vor unsicheren Verfahren dienen.

HINWEIS

Weist auf eine wichtige Information hin, z. B. eine Situation, die zu Geräte- oder sonstigen Sachschäden führen kann.

2.2 Qualifiziertes Personal

Der sichere Betrieb des Frequenzumrichters setzt fachgerechten und zuverlässigen Transport voraus. Lagerung, Installation, Bedienung und Instandhaltung müssen diese Anforderungen ebenfalls erfüllen. Nur qualifiziertes Personal darf dieses Gerät installieren oder bedienen.

Unter qualifiziertem Personal versteht man per definitionem geschulte Mitarbeiter, die gemäß den einschlägigen Gesetzen und Vorschriften zur Installation, Inbetriebnahme und Instandhaltung von Betriebsmitteln, Anlagen und Schaltungen berechtigt sind. Ferner muss das qualifizierte Personal mit den in diesem Dokument enthaltenen Anweisungen und Sicherheitsmaßnahmen vertraut sein.

WARNUNG

ENTLADEZEIT

Die Zwischenkreiskondensatoren des Frequenzumrichters können auch bei abgeschaltetem Frequenzumrichter geladen bleiben. Trennen Sie zur Vermeidung elektrischer Gefahren die Netzversorgung, alle Permanentmagnet-Motoren und alle externen DCZwischenkreisversorgungen, einschließlich externer Batterie-, USV- und DC-Zwischenkreisverbindungen mit anderen Frequenzumrichtern. Führen Sie Wartungs- oder Reparaturarbeiten erst nach vollständiger Entladung der Kondensatoren durch. Die entsprechende Wartezeit finden Sie in der Tabelle Entladezeit. Wenn Sie diese Wartezeit nach Trennen der Netzversorgung vor Wartungs- oder Reparaturarbeiten nicht einhalten, kann dies schwere oder tödliche Verletzungen zur Folge haben.

Spannung [V] Leistungsbereiche für

normalen Überlastbetrieb

[kW]

380-480

Tabelle 2.1 Entladezeiten

160–250 20 315–710 40

Mindestwartezeit

(Minuten)

Sicherheitsmaßnahmen

2.3

WARNUNG

HOCHSPANNUNG

Bei Anschluss an die Netzspannung führen Frequenzumrichter Hochspannung. Nur qualifiziertes Personal darf Installation, Inbetriebnahme und Wartung durchführen. Erfolgen Installation, Inbetriebnahme und Wartung nicht durch qualifiziertes Personal, kann dies Tod oder schwere Verletzungen zur Folge haben.

Mechanische Installation Produkthandbuch

3 Mechanische Installation

3.1 Checkliste vor der Aufstellung von Geräten

3.1.1 Planung des Aufstellungsorts

VORSICHT

Es ist wichtig, die Aufstellung des Frequenzumrichters zu planen. Wird dies unterlassen, kann dies zu zusätzlicher Arbeit während und nach der Montage führen.

Wählen Sie den optimalen Aufstellungsort unter Berücksichtigung der folgenden Faktoren:

Umgebungstemperatur während des Betriebs.

•

Installationsmethode.

•

Verfahren zur Kühlung des Frequenzumrichters.

•

Position des Frequenzumrichters.

•

Kabelführung.

•

Stellen Sie sicher, dass die Energieversorgung die

•

richtige Spannung und den notwendigen Strom liefert.

Stellen Sie sicher, dass der Motornennstrom

•

innerhalb des maximalen Stroms des Frequenzumrichters liegt.

Wenn der Frequenzumrichter nicht über

•

eingebaute Sicherungen verfügt, stellen Sie sicher, dass die externen Sicherungen das notwendige Schaltvermögen aufweisen.

3.1.2 Checkliste vor der Aufstellung von

Geräten

- Netzversorgung

- Frequenzumrichter

- Motor

Stellen Sie sicher, dass der Nennausgangsstrom

•

gleich dem oder größer als der Voll-Laststrom des Motors für Motorspitzenleistung ist.

- Motorgröße und Frequenzumrichter-

leistung müssen zur Gewährleistung eines ordnungsgemäßen Überlastschutzes übereinstimmen.

- Wenn die Nennwerte des Frequenzum-

richters unter denen des Motors liegen, kann der Motor seine maximale Leistung nicht erreichen.

3.2 Auspacken

3.2.1 Gelieferte Teile

Die mitgelieferten Teile können je nach Produktkonfiguration unterschiedlich sein.

Überprüfen Sie, dass die mitgelieferten Teile und

•

die Informationen auf dem Typenschild mit der Bestellbestätigung übereinstimmen.

Überprüfen Sie die Verpackung und den Frequen-

•

zumrichter per Sichtprüfung auf Beschädigungen, die eine unsachgemäße Handhabung beim Versand verursacht hat. Erheben Sie ggf. gegenüber der Spedition Anspruch auf Schadensersatz. Behalten Sie beschädigte Teile bis zur Klärung ein.

3 3

Untersuchen Sie vor dem Auspacken des

•

Frequenzumrichters die Verpackung auf Anzeichen von Beschädigung. Setzen Sie sich bei Beschädigung sofort mit dem Transportunternehmen in Verbindung, um Schadensersatz anzufordern.

Platzieren Sie den Frequenzumrichter vor dem

•

Auspacken so nah wie möglich am endgültigen Aufstellungsort.

Vergleichen Sie die Modellnummer des Frequen-

•

zumrichters auf dem Typenschild mit den Bestellangaben, um sicherzustellen, dass Sie das richtige Gerät erhalten haben.

Vergewissern Sie sich, dass alle Komponenten für

•

die gleiche Nennspannung ausgelegt sind:

130BD600.10

CHASSIS/ IP20 Tamb.50

C/122 F

V LT

MADE IN DENMARK

P/N: 131X3537 S/N: 010122G430

0.37kW/ 0.50HP

IN: 3x200-240V 50/60Hz 2.2A

OUT: 3x0-Vin 0-1000Hz 2.4A

CAUTION: See manual for special condition/mains fuse

voir manual de conditions speclales/fusibles

WARNING: Stored charge, wait 4 min. Charge residuelle, attendez 4 min.

* 1 3 1

3 5 3 7 0 1 0 1 2 2 G 4 3 0 *

Automation Drive

www.danfoss.com

T/C: FC-302PK37T2E20H1BGXXXXSXXXXA6BKC4XXXD0

Listed 76X1 E134261 Ind. Contr. Eq.

Mechanische Installation

VLT® Refrigeration Drive FC 103 Low Harmonic Drive

HINWEIS

Entfernen Sie das Typenschild nicht vom Frequenzumrichter (Verlust des Garantieanspruchs).

3.3 Montage

1 Typencode 2 Artikelnummer 3 Seriennummer 4 Nennleistung

Eingangsspannung, -frequenz und -strom (bei niedrigen/

hohen Spannungen) Ausgangsspannung, -frequenz und -strom (bei niedrigen/

hohen Spannungen) 7 Baugröße und Schutzart 8 Maximale Umgebungstemperatur 9 Zertifizierungen

10 Entladezeit (Warnung)

3.3.1 Kühlung und Luftstrom

Kühlung

Sie können ausreichende Kühlung über einen Luftstrom durch den Sockel an der Frontseite und oben im Gerät, über Lufteinlass und -auslass an der Rückseite des Geräts oder durch eine Kombination von Kühlmöglichkeiten erreichen.

Rückseitige Kühlung

Die durch den Kanal auf der Rückseite geleitete Kühlluft kann auch and der Rückseite ein- und abgeführt werden. Hierdurch ergibt sich eine Lösung, bei der der rückseitige Kanal Außenluft aufnehmen und verlorene Wärme nach außen abführen kann, um so den Klimatisierungsbedarf zu reduzieren.

Luftzirkulation

Sorgen Sie für die notwendige Luftströmung über den Kühlkörper. Die Luftströmungsrate wird in Tabelle 3.1 aufgeführt.

Abbildung 3.1 Produkttypenschild (Beispiel)

Gehäuseschutzart Baugröße

IP21/NEMA 1

IP54/NEMA 12

Tabelle 3.1 Luftstrom am Kühlkörper

D1n

D2n

F18

Luftstrom Türlüfter/oberer Lüfter Gesamtluftstrom mehrerer Lüfter

3 Türlüfter, 442 m3/h 2+1=2x170+102

3 Türlüfter, 544 m3/h 2+1=2x170+204

4 Türlüfter, 680 m3/h (2+2, 4x170=680)

6 Türlüfter, 3150 m3/h (6x525=3150)

Kühlkörperlüfter Gesamtluftstrom für mehrere Lüfter

2 Kühlkörperlüfter, 1185 m3/h (1+1=765+544)

2 Kühlkörperlüfter, 1605 m3/h (1+1=765+840)

2 Kühlkörperlüfter, 2675 m3/h (1574 cfm) (1+1, 1230+1445=2675)

5 Kühlkörperlüfter, 4485 m3/h (2639 cfm) 2+1+2, ((2x765)+(3x985)=4485)

0 0,5 4,9 13 27,3 45,9 66 89,3 115,7 147

(%)

(Pa)

Druckanstieg

Leistungsreduzierung Umrichter

130BB007.10

(%)

Leistungsreduzierung Umrichter

0 0,2 0,6 2,2 5,8 11,4 18,1 30,8 152,8 210,8

(Pa)

Druckänderung

130BB011.10

69,5

(%)

Leistungsreduzierung Umrichter

0 25 50 75 100 125 150 175 225

130BB190.10

200

Druckänderung

Mechanische Installation Produkthandbuch

HINWEIS

Im Frequenzumrichterteil läuft der Lüfter aus den folgenden Gründen:

AMA.

•

DC-Halten.

•

Vormagnetisierung.

•

DC-Bremse.

•

60 % des Nennstroms überschritten.

•

Bestimmte Kühlkörpertemperatur überschritten

•

(abhängig von der Leistungsgröße).

Bestimmte Umgebungstemperatur der

•

Leistungskarte überschritten (abhängig von der Leistungsgröße).

Spezifische Umgebungstemperatur der

•

Steuerkarte überschritten.

Nach dem Starten läuft der Lüfter mindestens 10 Minuten lang.

3 3

Abbildung 3.2 Baugröße D Leistungsreduzierung vs. Druckänderung Luftstrom am Frequenzumrichter: 450 cfm (765 m3/h)

HINWEIS

Bei Gerätebaugrößen E und F läuft der Lüfter aus den folgenden Gründen:

Aktives Filter läuft.

•

Aktives Filter nicht in Betrieb, aber Netzstrom

•

überschreitet Grenze (abhängig von Leistungsgröße).

Bestimmte Kühlkörpertemperatur überschritten

•

(abhängig von der Leistungsgröße).

Bestimmte Umgebungstemperatur der

•

Leistungskarte überschritten (abhängig von der Leistungsgröße).

Spezifische Umgebungstemperatur der

•

Steuerkarte überschritten.

Nach dem Starten läuft der Lüfter mindestens 10 Minuten lang.

Externe Lüftungskanäle

Wenn Sie zusätzliche Lüftungskanäle extern zum RittalSchaltschrank anbringen, müssen Sie den Druckabfall in den Kanälen berechnen. Verwenden Sie Abbildung 3.2, Abbildung 3.3 und Abbildung 3.4 zur Leistungsreduzierung des Frequenzumrichters entsprechend dem Druckabfall mit Hilfe der folgenden Diagramme.

Abbildung 3.3 Baugröße E Leistungsreduzierung vs. Druckänderung Luftstrom am Frequenzumrichter: 850 cfm (1445 m3/h)

Abbildung 3.4 Baugröße F Leistungsreduzierung vs. DruckänderungLuftstrom am Frequenzumrichter: 580 cfm (985 m3/h)

130BE111.10

130BC170.10

Lifting Holes

130BD574.10

Mechanische Installation

VLT® Refrigeration Drive FC 103 Low Harmonic Drive

3.3.2 Heben

Heben Sie den Frequenzumrichter an den dafür vorgesehenen Hebeösen an. Verwenden Sie bei allen Geräten der Baugröße D eine Traverse, um ein Verbiegen der Hebeösen des Frequenzumrichters zu vermeiden.

1 Hebeösen

Abbildung 3.5 Empfohlenes Hebeverfahren, Baugröße D1n/D2n

Abbildung 3.6 Empfohlenes Hebeverfahren, Baugröße E9

WARNUNG

Die Traverse muss dem Gewicht des Frequenzumrichters standhalten können. Siehe Kapitel 8.2 Mechanische Abmessungen für das Gewicht der verschiedenen Baugrößen. Der maximale Durchmesser der Stange beträgt 2,5 cm. Der Winkel zwischen FrequenzumrichterOberkante und Hubseil sollte mindestens 60° betragen.

1 Hebeösen für den Filter 2 Hebeösen für den Frequenzumrichter

Abbildung 3.7 Empfohlenes Hebeverfahren, Baugröße F18

HINWEIS

Auch das Heben der Gerätebaugröße F mit einer Traverse ist zulässig.

HINWEIS

Der F18-Sockel ist separat verpackt und in der Lieferung enthalten. Montieren Sie den Frequenzumrichter auf dem Sockel an seiner endgültigen Position. Der Sockel ermöglicht ordnungsgemäße Luftzirkulation und Kühlung.

64.5 [2.5]

20.0 [0.8]

40.0 [1.6]

560.0 [22.0]

327.4 [12.9]

289.4 [11.4]

227.8 [9.0]

246.0 [9.7]

350.0 [13.8]

397.3 [15.6]

240.0 [9.4]

220.0 [8.7]

235.0 [9.3]

42.3 [1.7]

8X 14.0 [0.6]

8X 25.0 [1.0]

130BE112.10

Mechanische Installation Produkthandbuch

3.3.3 Kabeleinführung und Verankerung

Die Kabel werden durch die Öffnungen der Bodenabdeckplatte des Geräts eingeführt. Abbildung 3.8, Abbildung 3.9, Abbildung 3.10 und Abbildung 3.11 zeigen die Öffnungen in der Bodenabdeckplatte und detaillierte Ansichten der Verankerungsbohrungsmaße.

Untersicht, D1n/D2n

3 3

1 Kabeleinführungspunke

Abbildung 3.8 Kabeleinführungsdiagramm, Baugröße D1n

130BE113.10

64.5 [2.5]

560.0 [22.0]

422.4 [16.6]

384.8 [15.1]

18.6 [0.7]

27.5

[1.1]

227.8 [9.0]

220.0 [8.7]

235.0 [9.3]

40.4 [1.6]

8X 25.0 [1.0]

8X 14.0 [0.6]

330.0 [13.0]

470.4 [18.5]

390.0 [15.4]

246.0 [9.7]

Mechanische Installation

VLT® Refrigeration Drive FC 103 Low Harmonic Drive

1 Kabeleinführungspunke

Abbildung 3.9 Kabeleinführungsdiagramm, Baugröße D2n

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Danfoss FC 103 Operating guide [de]

Specifications and Main Features

Frequently Asked Questions

User Manual