Danfoss FC 103 Design guide [zh]

MAKING MODERN LIVING POSSIBLE

设计指南

VLT® Refrigeration Drive FC 103

1.1–90 kW

vlt-drives.danfoss.com

目录设计指南

1 简介

1.1 本设计指南的目的

1.2 企业

1.3 其他资源

1.4 缩写、符号与约定

1.5 安全符号

1.6 定义

1.7 文档和软件版本

1.8 批准和认证

1.8.1 CE 标志 9

1.8.1.1 低电压指令 10

1.8.1.2 EMC 指令 10

1.8.1.3 机械指令 10

1.8.1.4 ErP 指令 10

1.8.2 符合 C-tick 标准 10

1.8.3 符合 UL 10

1.8.4 符合海运标准 (ADN) 10

1.8.5 出口管制法规 11

1.9 安全性

1.9.1 一般安全原则 11

2 产品概述

2.1 简介

2.2 操作说明

2.3 操作顺序

2.3.1 整流器部分 16

2.3.2 中间部分 16

2.3.3 逆变器部分 16

2.4 控制结构

2.4.1 开环控制结构 17

2.4.2 闭环控制结构 17

2.4.3 本地（手动启动）和远程（自动启动）控制 18

2.4.4 参考值处理 18

2.4.5 反馈处理 20

2.5 自动运行功能

2.5.1 短路保护 21

2.5.2 过电压保护 21

2.5.3 电动机缺相检测 21

2.5.4 主电源相位不平衡检测 21

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2.5.5 打开输出 21

2.5.6 过载保护 21

2.5.7 自动降容 22

2.5.8 自动能量优化 22

2.5.9 自动切换频率调制 22

2.5.10 使用较高开关频率时自动降低额定值 22

2.5.11 温度过高自动降容 22

2.5.12 自动加减速 22

2.5.13 电流极限电路 22

2.5.14 功率波动性能 22

2.5.15 电动机软启动 23

2.5.16 共振衰减 23

2.5.17 温控风扇 23

2.5.18 符合 EMC 标准 23

2.5.19 测量所有三相电动机电流 23

2.5.20 控制端子的高低压绝缘 23

2.6 自定义应用功能

2.6.1 电动机自适应 23

2.6.2 电机热保护 23

2.6.3 主电源断电 24

2.6.4 内置 PID 控制器 24

2.6.5 自动重启 24

2.6.6 飞车启动 24

2.6.7 降低速度时的满转矩 24

2.6.8 频率旁路 24

2.6.9 电动机预热 24

2.6.10 四种可编程菜单 24

2.6.11 直流制动 24

2.6.12 睡眠模式 25

2.6.13 允许运行 25

2.6.14 智能逻辑控制 (SLC) 25

2.6.15 Safe Torque Off 功能 26

2.7 故障、警告和报警功能

2.7.1 高温运行 26

2.7.2 参考值过高和过低警告 26

2.7.3 反馈过高和过低警告 26

2.7.4 相位失衡或缺相 26

2.7.5 频率过高警告 27

2.7.6 频率过低警告 27

2.7.7 电流过高警告 27

2 Danfoss A/S © 08/2015 全权所有。 MG16G241

目录设计指南

2.7.8 电流过低警告 27

2.7.9 无负载/皮带断裂警告 27

2.7.10 缺失串行接口 27

2.8 用户界面和编程

2.8.1 本地控制面板 28

2.8.2 PC 软件 28

2.8.2.1 MCT 10 设置软件 28

2.8.2.2 VLT® 谐波计算软件 MCT 31

2.8.2.3 谐波计算软件 (HCS) 29

2.9 维护

2.9.1 存放 29

3 《系统集成》

3.1 环境工作条件

3.1.1 湿度 30

3.1.2 温度 31

3.1.3 冷却 31

3.1.4 电动机产生的过压 32

3.1.5 声源性噪音 32

3.1.6 振动与冲击 32

3.1.7 腐蚀性环境 32

3.1.8 IP 额定值定义 33

3.1.9 射频干扰 33

3.1.10 PELV 和高低压绝缘合规性 33

3.2 EMC、谐波和接地漏电保护

3.2.1 关于 EMC 辐射的一般问题 34

3.2.2 EMC 测试结果（辐射） 35

3.2.3 辐射要求 36

3.2.4 抗扰性要求 36

3.2.5 电机绝缘 37

3.2.6 电机轴承电流 37

3.2.7 谐波 38

3.2.8 接地漏电电流 40

3.3 能效

3.3.1 IE 和 IES 等级 42

3.3.2 功率损耗数据和效率数据 42

3.3.3 电机损耗和效率 43

3.3.4 动力驱动系统的损耗和效率 43

3.4 主电源整合

3.4.1 主电源配置和 EMC 效应 43

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VLT® Refrigeration Drive FC 103

3.4.2 低频率主电源干扰 43

3.4.3 分析主电源干扰 44

3.4.4 降低主电源干扰的选项 44

3.4.5 射频干扰 44

3.4.6 工作场所分类 44

3.4.7 与绝缘输入源配合使用 45

3.4.8 功率因数修正 45

3.4.9 输入功率延时 45

3.4.10 主电源瞬态 45

3.4.11 运行备用发电机 45

3.5 电动机集成

3.5.1 电动机选择考虑事项 46

3.5.2 正弦波和 dU/dt 滤波器 46

3.5.3 正确的电动机接地 46

3.5.4 电动机电缆 46

3.5.5 电动机电缆屏蔽 47

3.5.6 多台电动机的连接 47

3.5.7 电机热保护 48

3.5.8 输出接触器 48

3.5.9 能效 49

3.6 其他输入和输出

3.6.1 接线示意图 50

3.6.2 继电器连接 51

3.6.3 EMC 兼容的电气连接 52

3.7 机械规划

3.7.1 间隙 53

3.7.2 墙面安装 53

3.7.3 访问 54

3.8 选件和附件

3.8.1 通讯选件 56

3.8.2 输入/输出、反馈和安全选件 56

3.8.3 正弦波滤波器 56

3.8.4 dU/dt 滤波器 56

3.8.5 谐波滤波器 56

3.8.6 IP21/NEMA 类型 1 机箱套件 57

3.8.7 共模滤波器 59

3.8.8 LCP 远程安装套件 59

3.8.9 机箱规格 A5、B1、B2、C1 和 C2 的安装托架 60

3.9 串行接口 RS485

3.9.1 概述 61

4 Danfoss A/S © 08/2015 全权所有。 MG16G241

目录设计指南

3.9.2 网络连接 62

3.9.3 RS485 总线终接 62

3.9.4 EMC 防范措施 62

3.9.5 FC 协议概述 63

3.9.6 网络配置 63

3.9.7 FC 协议消息帧结构 63

3.9.8 FC 协议示例 66

3.9.9 Modbus RTU 协议 67

3.9.10 Modbus RTU 消息帧结构 67

3.9.11 访问参数 70

3.9.12 FC 变频器控制协议 71

3.10 系统设计检查清单

4 应用示例

4.1 应用示例

4.2 选定的应用功能

4.2.1 SmartStart 78

4.2.2 启动/停止 78

4.2.3 脉冲启动/停止 79

4.2.4 电位计参考值 79

4.3 应用设置示例

5 特殊条件

5.1 降容

5.2 手工降容

5.3 电动机电缆过长或电动机电缆横截面积过大时降低额定值

5.4 根据环境温度降低额定值

6 类型代码和选择

6.1 订购

6.1.1 简介 90

6.1.2 类型代码 90

6.2 选件、附件以及备件

6.2.1 订购号：选件和附件 91

6.2.2 订购号：谐波滤波器 93

6.2.3 订购号：正弦波滤波器模块，200-480 V AC 93

6.2.4 订购号：正弦波滤波器模块，525-600/690 V AC 94

6.2.5 谐波滤波器 95

6.2.6 正弦波滤波器 97

6.2.7 dU/dt 滤波器 98

6.2.8 共模滤波器 99

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VLT® Refrigeration Drive FC 103

7 规格

7.1 电气数据

7.1.1 主电源 3x200-240 V AC 100

7.1.2 主电源 3x380-480 V AC 102

7.1.3 主电源电压 3x525-600 V AC 104

7.2 主电源

7.3 电机输出和电机数据

7.4 环境条件

7.5 电缆规格

7.6 控制输入/输出和控制数据

7.7 连接紧固力矩

7.8 熔断器和断路器

7.9 额定功率、重量和尺寸

7.10 dU/dt 测试

7.11 声源性噪音额定值

7.12 选定选件

7.12.1 VLT® General Purpose I/O Module MCB 101

100

106

107

110

111

116

117

119

7.12.2 VLT® Relay Card MCB 105

7.12.3 VLT® Extended Relay Card MCB 113

8 附录 - 选择的图示

8.1 主电源接线图

8.2 电动机接线图

8.3 继电器端子接线图

8.4 电缆入口孔

索引

120

121

124

127

129

130

134

6 Danfoss A/S © 08/2015 全权所有。 MG16G241

简介设计指南

1 简介

1.1 本设计指南的目的

VLT® Refrigeration Drive FC 103 变频器的本设计指南的阅读对象是：

项目和系统工程师。

•

设计顾问。

•

应用程序和产品专家。

•

本设计指南提供的技术信息，旨在了解变频器的功能，以便集成到电动机控制和监测系统中。

本设计指南的目的是提供设计要素和规划数据，以便让变频器集成到系统中。本设计指南旨在用于选择变频器和各种应用程序和安装的选件。

在设计阶段，查阅详细的产品信息能开发出拥有最佳功能和效率且设计良好的系统。

VLT® 为注册商标。

1.2 企业

章 1 简介

章 2 产品概述

征。

章 3 《系统集成》

电；主电源输入；电动机和电动机连接；其他连接；机械规划；和选件说明以及可用附件。

: 本设计指南的一般目的以及符合国际指令。

: 变频器的内部结构和功能以及操作特

: 环境状况； EMC，谐波以及接地漏

其他资源

1.3

可用于了解变频器高级操作、编程和指令合规性的资源：

VLT® Refrigeration DriveFC 103《操作手

•

（参考本手册中的

册》

安装和启动的详细信息。

《

•

此外还可以下载可用的补充资料和手册，下载网址：

vlt-drives.danfoss.com/Products/Detail/TechnicalDocuments

VLT® Refrigeration Drive FC 103

南》

提供了将变频器集成到系统中时所需的设计

和规划信息。

VLT® Refrigeration DriveFC 103《编程指南》

（参考本手册中的介绍了如何使用参数，并且提供了许多应用示例。

《VLT® Safe Torque Off 操作手册

在 Danfoss 功能安全应用中使用变频器。当配有 STO 选件时，变频器随附本手册。

操作手册

编程指南

）提供了变频器

设计指

）更加详细地

》介绍如何

注意

此外还有一些可能会改变这些资料中所介绍的某些信息的可选设备。有关特定要求，请务必查看这些选件附随的手册。

请与 Danfoss 供应商联系或访问更多信息。

www.danfoss.com

了解

1 1

缩写、符号与约定

章 4 应用示例

章 5 特殊条件

章 6 类型代码和选择

统预期用途。

章 7 规格

章 8 附录 - 选择的图示

•

MG16G241 Danfoss A/S © 08/2015 全权所有。 7

: 产品应用示例和使用指南。

: 异常操作环境详情。

: 订购环境和选件规程，以满足系

: 以表格和图形格式汇总技术数据。

: 图形说明汇总：

主电源和电动机连接

继电器端子

电缆入口

1.4

60° AVM 60° 异步矢量调制 A 安培/AMP AC 交流电 AD 空气放电 AEO 自动能量优化 AI 模拟输出 AMA 电机自动整定 AWG 美国线规 °C 摄氏度 CD 恒定流量 CDM 完整变频器模块：变频器、馈送部分及辅助装置 CM 通用模式 CT 恒定转矩 DC 直流电 DI 数字输入 DM 差分模式 D-TYPE 取决于变频器 EMC 电磁兼容性

简介

VLT® Refrigeration Drive FC 103

EMF 电动势 ETR 电子热敏继电器 f

JOG

MAX

MIN

M、N

FC 变频器 g 克 Hiperface®Hiperface® 是 Stegmann 的注册商标 HO 高过载 hp 马力 HTL HTL 编码器 (10–30 V) 脉冲 - 高电压晶体管

Hz 赫兹 I

INV

LIM

M,N

VLT,MAX

VLT,N

kHz 千赫兹 LCP 本地控制面板低位 (lsb) 最小有效位 m 米 mA 毫安 MCM Mille Circular Mil MCT 运动控制工具 mH 电感（毫亨） mm 毫米 ms 毫秒高位 (msb) 最大有效位

VLT

nF 电容（纳法） NLCP 数字式本地控制面板 Nm 牛顿米 NO 正常过载 n

联机/脱机参数对联机参数而言，在更改了其数据值后，改动将

br,cont.

PCB 印刷电路板 PCD 过程数据 PDS 动力驱动系统：一个 CDM 和一个电动机 PELV 保护性超低压 P

M、N

PM 电动机永磁电机过程 PID PID（比例积分微分）调节器可维持速度、压力、

br,nom

激活点动功能时的电动机频率。电动机频率最大输出频率，变频器在其输出上施加的最大输出频率。来自变频器的最低电动机频率额定电机频率

逻辑

逆变器额定输出电流电流极限额定电机电流最大输出电流变频器提供的额定输出电流。

变频器效率被定义为输出功率和输入功率的比值。

同步电机速度

立即生效。制动电阻器的额定功率（持续制动过程中的平均功率）。

变频器过载时 (HO) 的额定输出功率。额定电机功率

温度等。额定电阻器阻值，可确保电动机轴上的制动功率达到 150/160%，且持续 1 分钟

RCD 漏电断路器再生反馈端子 R

min

RMS 平方根 RPM 每分钟转数 R

rec

s 第二位 SFAVM 定子磁通定向的异步矢量调制 STW 状态字 SMPS 开关模式电源 THD 总谐波失真 T

LIM

TTL TTL 编码器 (5 V) 脉冲 - 晶体管逻辑 U

M,N

V 伏特 VT 可变转矩 VVC+

表 1.1 缩略语

变频器所允许的最小制动电阻器阻值

建议的 Danfoss 制动电阻器的电阻

转矩极限

额定电机电压

电压矢量控制加

约定数字列表用于表示过程。符号列表用于表示其他信息和插图说明。斜体文本用于表示：

交叉引用。

•

链路。

•

脚注。

•

参数名称、参数组名称、参数选项。

•

所有尺寸单位均为 mm（英寸）。 * 表示参数的默认设置。

安全符号

1.5

本手册使用了下述符号：

警告

表明某种潜在危险情况，将可能导致死亡或严重伤害。

小心

表明某种潜在危险情况，将可能导致轻度或中度伤害。这还用于防范不安全的行为。

注意

表示重要信息，包括可能导致设备或财产损坏的情况。

8 Danfoss A/S © 08/2015 全权所有。 MG16G241

简介设计指南

1.6 定义

惯性停车电动机主轴处于自由模式。电动机无转矩。

CT 特性恒转矩特性，适用于所有应用，例如：

传送带。

•

容积式泵。

•

吊车。

•

正在初始化如果执行初始化 ( 为默认设置。

间歇工作周期间歇工作额定值是指一系列工作周期。每个周期包括一个加载时段和卸载时段。操作可以是定期工作，也可以是非定期工作。

功率因数有效功率因数 (lambda) 考虑了所有谐波。有效功率因数始终小于仅考虑电流和电压第一个谐波的功率因数 (cosphi)。

cosϕ = 

Cosphi 也称为位移功率因数。

lambda 和 cosphi 在 DanfossVLT® 变频器。

功率因数表示变频器对主电源施加负载的程度。功率因数越小，相同功率性能的 I

此外，功率因数越高，表明谐波电流越小。所有 Danfoss 变频器都带有内置直流线圈和直流回路。线圈可确保获得较高的功率因数，并降低主电源的 THDi。

设置将参数设置保存在四个菜单中。可在这 4 个参数菜单之间切换，并在保持 1 个菜单有效时编辑另一个菜单。

滑差补偿变频器通过提供频率补偿（根据测量的电动机负载）对电动机滑差进行补偿，以保持电动机速度的基本恒定。

智能逻辑控制 (SLC) SLC 是一系列用户定义的操作，当这些操作所关联的用户定义事件被 SLC 判断为真时，将执行操作。（参数组

P kW

P kVA

13-** 智能逻辑

FC 标准总线包括使用 FC 协议或 MC 协议的 RS-485 总线。请参阅

参数 8-30 协议

热敏电阻温控电阻器被安装在需要监测温度的地方（变频器或电动机）。

参数 14-22 工作模式

UλxIλx  cosϕ

 = 

UλxIλ

章 7.2 主电源

）。

。

)，变频器将恢复

中均用于说明

就越大。

RMS

跳闸当变频器遭遇过热等故障或为了保护电机、过程或机械装置时所进入的状态。只有当故障原由消失和取消跳闸状态后，才能重新启动。取消跳闸状态的方式：

激活复位，或

•

设置变频器为自动重启

•

请勿因个人安全而使用跳闸。

跳闸锁定当变频器在故障状态下进行自我保护并且需要人工干预时（例如，如果变频器在输出端发生短路）所进入的状态。只有通过切断主电源、消除故障原因并重新连接变频器，才可以取消锁定性跳闸。在通过激活复位或自动复位（通过编程来实现）取消跳闸状态之前，禁止重新启动。请勿因个人安全而使用跳闸。

VT 特性可变转矩特性用于泵和鼓风机。

1.7 文档和软件版本

我们将对本手册定期进行审核和更新。欢迎任何改进建议。

表 1.2

显示文档版本和相应软件版本。

版本备注软件版本

MG16G2xx 替换 MG16G1xx 1.4x

表 1.2 文档和软件版本

批准和认证

1.8

变频器按照本部分所述的指令要求进行设计。

有关批准和认证的详情，请访问下载区：

vltmarine.danfoss.com/support/type-approvalcertificates/

1.8.1 CE 标志

图 1.1 CE

CE 标志 (Communauté européenne) 表示该产品制造商遵守所有适用的 EU 指令。设计和制造的 EU 指令。

表 1.3

中列出了适用于变频器

1 1

MG16G241 Danfoss A/S © 08/2015 全权所有。 9

简介

VLT® Refrigeration Drive FC 103

注意

CE 标志并不监管产品的质量。从 CE 标志中无法获得技术规格信息。

注意

具有集成安全功能的变频器必须符合机械指令。

EU 指令版本低电压指令 2014/35/EU EMC 指令 2014/30/EU 机械指令 ErP 指令 2009/125/EC ATEX 指令 2014/34/EU RoHS 指令 2002/95/EC

1) 机械指令合规性仅是具有集成安全功能变频器的要求。

可根据请求提供合规性声明。

表 1.3 适用于变频器的 EU 指令

1.8.1.1 低电压指令

低电压指令适用于电压范围为 50–1000 V 交流和 75– 1600 V 直流的所有电气设备。

该指令的目的是操作正确安装、维护和按预期方式使用的电气设备时，确保个人安全，避免财产损失。

2014/32/EU

1.8.1.4 ErP 指令

ErP 指令为相关能量产品的欧盟生态化设计指令。该指令规定了相关能量产品的生态化设计要求，包括变频器。该指令的目的是增加能源供应安全性的同时，提高能效以及环境保护水平。相关能量产品的环境影响包括整个产品生命周期的能耗。

1.8.2 符合 C-tick 标准

图 1.2 C-tick

C-tick 标签表示符合适用于电磁兼容性 (EMC) 的技术标准。C-tick 合规性是澳大利亚和新西兰市场中电气和电子设备必须满足的要求。

C-tick 监管传导和干扰辐射。对于变频器，使用 EN/IEC 61800-3 中指明的辐射极限。

可根据要求提供合规性声明。

1.8.3 符合 UL

1.8.1.2 EMC 指令

EMC（电磁兼容性）指令的目的是降低电磁干扰，增加电气设备和装置的抗干扰性。EMC 指令的基本保护要求规定，产生电磁干扰 (EMI) 或其运行可能受 EMI 影响的设备在设计时必须限制电磁干扰的产生。设备在正确安装、维护和按预期方式使用情况下必须具备适度的抗 EMI 等级。

独立使用或作为系统组成部分的电气设备必须带有 CE 标志。无需 CE 标志的设备必须符合 EMC 指令的基本保护要求。

1.8.1.3 机械指令

机械指令的目的是在预期应用中使用机械设备时，确保个人安全和避免财产损失。机械指令涵盖由一组互相连接的部件或设备（其中至少一个部件或设备可进行机械运动）组成的机器。

具有集成安全功能的变频器必须符合机械指令。无安全功能的变频器无需遵守机械指令。如果将变频器集成到机械系统，Danfoss 提供了与变频器相关的安全方面信息。

将变频器用于至少有一个活动部件的机器时，机器制造商必须提供声明，说明遵守所有相关法规和安全措施。

UL 认证

图 1.3 UL

注意

525–690 V 变频器未通过 UL 认证。

变频器符合 UL 508C 温度存储要求。有关详细信息，请参考

章 2.6.2 电机热保护

1.8.4 符合海运标准 (ADN)

防侵入保护等级为 IP55 (NEMA 12) 或更高的设备可以防止火花形成，并根据有关国际内陆水道运输危险货物的欧洲协议 (ADN) 分类为有限爆炸风险电气设备。

对于防侵入保护等级为 IP20/机架、IP21/NEMA 1 或 IP54 的设备，可通过以下方式防止火花形成风险：

请勿安装主电源开关。

•

确保将

[1] 开

拆下标有

图 1.4

参数 14-50 射频干扰滤波器

。

RELAY

的所有继电器插头。请参阅

设置为

10 Danfoss A/S © 08/2015 全权所有。 MG16G241

130BD832.10

简介设计指南

检查安装了哪些继电器选件（如果有）。唯一允

•

许的继电器选件是 VLT® Extended Relay CardMCB 113。

转至

vlt-marine.danfoss.com/support/type-approval-

certificates/

了解船用认证详情。

安全性

1.9

1.9.1 一般安全原则

由于变频器含有高压组件，如果操作不当，可能会带来致命伤害。仅限具备资质的人员安装或操作本设备。进行任何修理工作前，必须先断开变频器电源，然后等待指定的时间长度以便存储的电能耗散。

必须严格遵守安全注意事项和通知以安全操作变频器。

要实现变频器的无故障和安全运行，必须保证正确可靠的运输、存放、安装、操作和维护。仅允许具备资质的人员安装或操作本设备。

具备资质的人员是指经过培训且经授权按照相关法律和法规安装、调试和维护设备、系统和电路的人员。此外，具备资质的人员还必须熟悉本操作手册中给出的所有说明和安全措施。

警告

高电压

变频器与交流主电源输入线路、直流电源相连或负载共享时带有高电压。如果执行安装、启动和维护工作的人员缺乏资质，将可能导致死亡或严重伤害。

仅限具备资质的人员执行安装、启动和维护工

•

作。

1 1

1, 2 继电器插头

图 1.4 继电器插头的位置

如果要求，可提供制造商声明。

1.8.5 出口管制法规

变频器受地区和/或国家出口管制法规的约束。

按 ECCN 编号分类受出口管制法规约束的变频器。

可在变频器随附的文件中找到 ECCN 编号。

如果要进行再出口，则出口商负责确保符合相关出口管制法规。

警告

意外启动

当变频器连接到交流主电源、直流电源或负载共享时，电机随时可能启动。在编程、维护或维修过程中意外启动可能会导致死亡、严重人身伤害或财产损失。可利用外部开关、现场总线命令、从 LCP 输入参考值信号或消除故障状态后启动电机。要防止电机意外启动：

断开变频器与主电源的连接。

•

按 LCP 上的 [Off/Reset]（停止/复位）键，然

•

后再设置参数。

将变频器连接到交流主电源、直流电源或负载共

•

享时，变频器、电机和所有驱动设备必须已完全连接并组装完毕。

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简介

VLT® Refrigeration Drive FC 103

警告

放电时间

即使变频器未上电，变频器直流回路的电容器可能仍有电。即使警告指示灯熄灭，也可能存在高压。如果切断电源后在规定的时间结束之前就执行维护或修理作业，可能导致死亡或严重伤害。

1. 停止电动机。

2. 断开交流主电源、永磁电动机、远程直流电源（包括备用电池）、UPS 以及与其它变频器的直流回路连接。

3. 请等电容器完全放电后，再执行维护或修理作业。等待时间在

电压 [V] 最短等待时间（分钟） 4 15 200–240 1.1–3.7 kW 5.5–45 kW 380–480 1.1–7.5 kW 11–90 kW 525–600 1.1–7.5 kW 11–90 kW

表 1.4 放电时间

表 1.4

中指定。

警告

漏电电流危险

漏电电流超过 3.5 mA。如果不将变频器正确接地，将可能导致死亡或严重伤害。

由经认证的电气安装商确保设备正确接地。

•

小心

内部故障危险

未正确关闭变频器时，变频器中的内部故障可能会导致严重伤害。

接通电源前，确保所有安全盖板安装到位且牢靠

•

固定。

警告

设备危险

接触旋转主轴和电气设备可能导致死亡或严重伤害。

确保只有经过培训且具备资质的人员才能执行安

•

装、启动和维护工作。

确保所有电气作业均符合国家和地方电气法规。

•

按照本手册中的过程执行。

•

警告

电机意外旋转自由旋转

永磁电机意外旋转会产生电压，并给设备充电，进而导致死亡、严重人身伤害或设备损坏。

确保阻挡永磁电机以防意外旋转。

•

12 Danfoss A/S © 08/2015 全权所有。 MG16G241

130BD889.10

0 100 200 300 400

(mwg)

1350rpm

1650rpm

(kW)

200100 300

(

m3 /h

)

(

m3 /h

)

400

1350rpm

1650rpm

shaft

产品概述设计指南

2 产品概述

2.1 简介

本章概述了变频器的主要单元和电路，其描述了内部电气和信号处理功能。此外还说明了内部控制结构。

本章还描述了可用于设计具有先进控制和状态报告性能的强健操作系统的自动和可选变频器功能。

2.1.1 专用于制冷应用的产品

VLT® Refrigeration Drive FC 103 专为制冷应用而设计。集成应用向导可指导用户完成调试过程。标准和可选功能的范围包括：

多区域多泵控制器

•

中性区控制。

•

浮动冷凝温度控制。

•

回油管理。

•

多反馈蒸发器控制。

•

多泵控制。

•

空转检测。

•

曲线末端检测。

•

电机轮换。

•

STO。

•

睡眠模式。

•

密码保护。

•

过载保护。

•

智能逻辑控制。

•

最小速度监测。

•

信息、警告和报警的自由编程文本。

•

2.1.2 节能

同风扇和泵系统的其它替代控制系统和技术相比，变频器是一种最理想的能量控制系统。

使用变频器控制流量时，在通常应用中，泵速降低 20% 可节约 50% 的能耗。

图 2.1

显示可节约能源的示例。

1 节能

图 2.1 示例：节能

2.1.3 节能示例

如

图 2.2

将速度从额定速度降低 20%，流量也会跟着降低 20%。流量与速度直接成正比。电力消耗最多能降低 50%。如果目标系统仅需要在一年之中的若干天内提供 100% 的流量，并且在其它时间的平均流量低于额定流量的 80%，总节能量甚至会超过 50%。

图 2.2

关系。

所示，通过更改泵速 (RPM) 来调节流量。只需

描述了流量、压力和功率消耗与离心泵泵速之间的

2 2

MG16G241 Danfoss A/S © 08/2015 全权所有。 13

100%

50%

25%

12,5%

50% 100%

80%

175HA208.10

Power ~n

Pressure ~n

Flow ~n

500

[h]

1000

1500

2000

200100 300

/h]

400

175HA210.11

产品概述

VLT® Refrigeration Drive FC 103

图 2.2 离心泵相似定律

流量

压力

功率

: 

H H

P P

 = 

假设在一定速度范围内效率相同。

Q=流量 P=功率 Q1=流量 1 P1=功率 1 Q2=降低后的流量 P2=降低后的功率 H=压力 n=速度调节 H1=压力 1 n1=速度 1 H2=降低后的压力 n2=降低后的速度

表 2.1 相似定律

t [h] 流量持续时间。另请参阅 Q [m3/h]

流速

图 2.3 一年的流量分布（持续时间与流速）

表 2.2

。

2.1.4 在一年当中流量有变化的示例

本示例的计算基于从泵数据表获得的泵特性，如示。

获得的结果显示，在给定流量分布情况下，一年内的能量节省超过 50%，

图 2.3

请参阅

。投资回报期取决于电价和变频器的价格。在本示例中，与各种阀门和恒速相比较可以看出，投资回报短于一年。

14 Danfoss A/S © 08/2015 全权所有。 MG16G241

图 2.4

所

图 2.4 不同速度的能耗

Full load

% Full-load current

& speed

500

100

0 12,5 25 37,5 50Hz

200

300

400

600

700

800

175HA227.10

产品概述设计指南

流速分布阀门调节变频器

控制

% 持续时间功率消

耗

[m3/h]

1) 点 A1 的功率读数。

2) 点 B1 的功率读数。

3) 点 C1 的功率读数。

[h] [kW] [kWh] [kW] [kWh] 350 5 438 300 15 1314 38.5 50.589 29.0 38.106 250 20 1752 35.0 61.320 18.5 32.412 200 20 1752 31.5 55.188 11.5 20.148 150 20 1752 28.0 49.056 6.5 11.388 100 20 1752

1008760 – 275.064 – 26.801

表 2.2 结果

42.5

23.0

18.615

40.296

功率消

42.5

3.5

18.615

2.1.5 更好的控制

耗

6.132

VLT® Refrigeration Drive FC 103 2 星形/三角形启动器 3 软启动器 4 直接在电网上启动

2 2

使用变频器控制系统流量或压力，可实现更好地控制。变频器可以调节压缩机、风扇或泵速度，从而实现对流量和压力的可变控制。另外，变频器还可以快速调整压缩机、风扇或泵的速度，以便适应系统中新的流量或压力条件。利用内置的 PI 控制简化流程（流量、水平或压力）。

2.1.6 星形/三角形或软启动器

当启动大型电动机时，在许多国家都需要使用限制其启动电流的设备。传统的系统普遍使用星形/三角形启动器或软启动器。如果使用变频器，则不需要这些电动机启动器。

如

图 2.5

所示，变频器消耗的电流不会超过额定电流。

图 2.5 启动电流

操作说明

2.2

变频器向电动机提供经调节的交流主电源，从而控制其速度。变频器向电动机提供可变频率和电压。

变频器分为四个主要模块：

整流器

•

中间直流母线电路

•

逆变器

•

控制和调节

•

图 2.6

是变频器内部组件的框图。

MG16G241 Danfoss A/S © 08/2015 全权所有。 15

面积标题功能

连接到变频器的三相交流主电源。

1 主电源输入

2 整流器

3 直流母线

•

整流桥将交流输入转换成直流电

•

流，以为逆变器供电

中间直流母线电路负责处理直流电

•

流。

Inrush

R inr

Load sharing -

Load sharing +

LC Filter (5A)

LC Filter + (5A)

Brake Resistor

130BA193.14

L2 92

L1 91

L3 93

89(+)

88(-)

R+ 82

R81

U 96

V 97

W 98

P 14-50 R Filter

产品概述

VLT® Refrigeration Drive FC 103

面积标题功能

对中间直流电路电压进行滤波。

•

提供主电源瞬态保护。

4 直流电抗器

5 电容器组

6 逆变器

7 输出到电机

•

减少 RMS 电流。

•

提高反映回线路的功率因数。

•

减少交流输入上的谐波。

•

存储直流电。

•

提供针对短时功率损耗的运行保持

•

保护。

将直流转换成受控的 PWM 交流波

•

形，从而为电机提供受控的可变输出。

供给电机的受控三相输出电源。

•

面积标题功能

为实现有效的操作和控制，输入电

•

源、内部处理、输出和电机电流都会受到监测。

8 控制电路

图 2.6 变频器框图

系统还会监测并执行用户界面命令

•

和外部命令。

可以实现状态输出和控制。

•

2.2.1 控制结构原理

变频器将主电源交流电压整流为直流电压。

•

降直流电压转换成幅值和频率均可变的交流电

•

压。

变频器向电动机供应可变电压/电流和频率，从而可对三相标准异步电动机和非凸永久磁化电动机进行变速控制。

这种变频器可以采用多种电动机控制原理，例如 U/f 特殊电动机模式和 VVC+。此变频器的短路保护功能取决于电动机相位中的 3 个电流传感器。

图 2.7 变频器结构

2.3 操作顺序

直流总线感应器提供用于改变电流的串联阻抗。这有助于滤波过程，同时可以减小整流器电路在通常情况下固有的

2.3.1 整流器部分

当为变频器通电时，电力首先经过主端子（L1、L2 和

交流输入电流波形的谐波失真。

2.3.3 逆变器部分

L3）。根据设备的配置，主电源电力到达断路器和/或射频干扰滤波器选件。

2.3.2 中间部分

电压在经过整流器部分后，便会到达中间部分。经过整流的电压被一个由直流母线感应器和直流母线电容器组构成的滤波器进行了平抑。

16 Danfoss A/S © 08/2015 全权所有。 MG16G241

在逆变器部分，一旦提供了运行命令和速度参考值，则 IGBT 开始进行切换，从而形成输出波形。该波形根据 Danfoss VVC+ PWM 原理在控制卡上生成，可提供最佳性能并最大限度减小电动机中的损耗。

130BB153.10

100%

-100%

100%

P 3-13 Reference site

Local reference scaled to RPM or Hz

Auto mode

Hand mode

LCP Hand on, o and auto on keys

Linked to hand/auto

Local

Remote

Reference

Ramp

P 4-10 Motor speed direction

To motor control

Reference handling Remote reference

P 4-13 Motor speed high limit [RPM]

P 4-14 Motor speed high limit [Hz]

P 4-11 Motor speed low limit [RPM]

P 4-12 Motor speed low limit [Hz]

P 3-4* Ramp 1 P 3-5* Ramp 2

产品概述设计指南

2.4 控制结构

2.4.1 开环控制结构

在开环模式中执行操作时，变频器可通过 LCP 键以手动方式响应输入命令或通过模拟/数字输入或串行总线远程响应输入命令。

在

图 2.8

收通过 LCP（手动模式）或远程信号（自动模式）发送的输入信号。接收的信号（速度参考值）带有：

所示的配置中，变频器以开环模式运行。其可接

可编程的最小和最大电动机速度极限（RPM 和

•

Hz）

加速和减速时间。

•

电动机旋转方向

•

然后传递参考值以控制电动机。

2 2

图 2.8 开环模式框图

2.4.2 闭环控制结构

变频器在闭环模式下独立运行时，可提供状态和报警信息以及多种其他可编程选项，以便监测外置系统。

在闭环模式下，内部 PID 控制器允许变频器处理系统参考值和反馈信号，以便作为独立控制部件进行运行。

图 2.9 闭环控制器框图

以下面的泵应用为例：为了将管道中的静态压力保持在恒定水平，此应用需要对泵速进行控制（请参阅变频器接收来自系统中某个传感器的反馈信号。它将此反馈与设置点参考值进行比较，以确定这两个信号之间的误差（如果存在）。然后，它会调整电动机速度来纠正该误差。静态压力给定值是变频器的参考值信号。静态压力传感器测量管道中的实际静态压力，并以反馈信号方式将

MG16G241 Danfoss A/S © 08/2015 全权所有。 17

图 2.9

）

此信息提供给变频器。如果反馈信号大于给定值参考值，则变频器会通过减慢速度来将压力降低。同样，如果管道压力低于给定值参照值，则变频器会通过自动加快速度来增大泵压力。

Remote reference

Local reference

Auto mode

Hand mode

Linked to hand/auto

Local

Remote

Reference

130BA245.11

LCP Hand on, o and auto on keys

P 3-13 Reference site

130BD893.10

open loop

Scale to

RPM or

Scale to

closed loop

unit

closed loop

Local

ref.

Local

reference

Conguration

mode

P 1-00

产品概述

VLT® Refrigeration Drive FC 103

使用变频器闭环的默认值通常就可以提供令人满意的性能，通过调节 PID 参数通常可以优化系统控制。

谐

是为此优化而提供的。

自动调

其他可编程特性包括：

反向调节 - 当反馈信号较高时，电动机速度会

•

增加。这适用于压缩机压力/温度过高，需提高速度的情况。

启动频率 - 在 PID 控制器接管前，让系统快速

•

达到操作状态。

内置低通滤波器 - 降低反馈信号噪音。

•

2.4.3 本地（手动启动）和远程（自动启动）控制

您可以通过 LCP 以手动方式运行变频器，也可以借助模拟/数字输入和串行总线远程运行变频器。

有效参考值和配置模式有效参考值可以是本地参考值，也可以是远程参考值。远程参考值为默认设置。

手动

要使用本地参考值，要在

•

要启用手动模式，修改参数组的参数设置。有关详细信息，请参阅

要使用远程参考值，在自动模式（默认模式）下

•

模式中进行配置。

0-4* LCP 键盘

编程指南

。

进行配置。在自动模式下，可借助数字输入和各种串行接口（RS485、USB 或可选的现场总线）来控制变频器。

•

图 2.10

说明了有效参考值选择（本地或远程）

产生的配置模式。

•

图 2.11

说明了本地参考值的手动配置模式。

中

图 2.11 手动配置模式

应用控制原理远程参考值或本地参考值随时保持有效状态。不能同时激活两个参考值。在理（即开环或闭环），如当本地参考值有效时，在

Configuration

在

参数 3-13 参考值位置

参数 1-00 配置模式

表 2.3

所示。

参数 1-05 Local Mode

中设置应用控制原理。

中设置参考值位置，如

中设置应用控制原

表 2.3

所示。

有关详细信息，请参阅

[Hand On] [Auto On] LCP 键手动联接到手动/自动本地手动⇒停止联接到手动/自动本地

自动联接到手动/自动远程自动⇒停止联接到手动/自动远程所有键本地本地所有键远程远程

表 2.3 本地和远程参考值配置

编程指南

参数 3-13 参考值位置

。

有效参考值

2.4.4 参考值处理

开环和闭环操作中均可使用参考值处理。

内部和外部参考值在变频器中最多可以设置 8 个内部预置参考值。可通过数字控制输入或串行通信总线，在外部选择有效的内部预置参考值。

图 2.10 有效参考值

还可向变频器提供外部参考值，最常用的方法是通过模拟控制输入。所有参考值源和总线参考值相加，便得到总的

18 Danfoss A/S © 08/2015 全权所有。 MG16G241

外部参考值。激活参考值，选择下列参考值之一：

产品概述设计指南

外部参考值

•

预置参考值

•

给定值

•

上述 3 项的总和

•

可以标定激活的参考值。

标定后的参考值按如下方式计算：

参考值

 = X  + X × 

其中 X 是外部参考值、预置参考值或这两个参考值的和，Y 是

如果将 Y 值将不受标定的影响。

参数 3-14 预置相对参考值

100

([%])。

设为 0%，则参考

远程参考值远程参考值的组成部分（请参阅

预置参考值

•

外部参考值：

•

- 模拟输入

- 脉冲频率输入

- 数字电位计输入

- 串行通讯总线参考值

预置相对参考值

•

由反馈控制的给定值

•

图 2.12

）：

2 2

图 2.12 远程参考值处理

MG16G241 Danfoss A/S © 08/2015 全权所有。 19

产品概述

VLT® Refrigeration Drive FC 103

2.4.5 反馈处理

对于要求高级控制（如多设置点和多种类型的反馈）的应

用，可以配置反馈处理（请参阅常见的控制类型有 3 种：

单区域，单给定值此控制类型为基本反馈配置。给定值 1 与任何其他参考值（如果存在）相加，并选择反馈信号。

多区域，单给定值此控制类型使用 2 个或 3 个反馈传感器，但只有一个给定值。这些反馈可以相加、相减或取它们的平均值。此外还可以使用最大或最小值。在该配置中仅使用设置点 1。

图 2.13

。

多区域，给定值/反馈使用具有最大差值的给定值/反馈对来控制变频器速度。最大值试图将所有区域保持在各自的给定值水平或该水平以下，而最小值试图将所有区域保持在各自的给定值水平或该水平以上。

示例区域 2，2 个给定值应用。区域 1 的给定值是 15 bar，反馈为 5.5 bar。区域 2 的给定值为 4.4 bar，反馈为 4.6 bar。如果选择最大值，则会将区域 2 给定值和反馈发送到 PID 控制器，因为它们的差值较小（反馈高于给定值，得到负差值）。如果选择了最小值，则会将区域 1 的给定值和反馈发送到 PID 控制器，因为它们的差值较大（反馈低于给定值，得到正差值）。

图 2.13 反馈信号处理框图

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产品概述设计指南

反馈转换在某些应用中对反馈信号进行转换非常有用。使用压力信号来提供流量反馈是这方面的一个例子。由于压力的平方根同流量成正比，因此，通过压力信号的平方根会得到一个与流量成正比的值，请参阅

图 2.14 反馈转换

图 2.14

。

2.5 自动运行功能

变频器运行时即可激活自动运行功能。其中多数功能无需编程或设置。了解提供了这些功能可优化系统设计，并且可能避免安装多余的部件或功能。

有关特定电动机参数任何所需设置的详情，请参阅

南

。

变频器具有各种内置的保护功能，可对自身和其所运行的电动机进行保护。

编程指

2.5.1 短路保护

电动机（相位-相位）通过测量电动机三个相位中各个相位的电流或者直流回路的电流，可以实现对电动机中变频器的短路保护。两个输出相位之间产生短路可导致逆变器过流。当短路电流超过允许的值后，逆变器将被关闭（

主电源侧正常工作的变频器会限制它可从电源获得的电流。在供电侧使用建议的熔断器和/或断路器作为保护，以防变频器内部的组件发生故障（自身故障）。有关详细信息，请参阅

章 7.8 熔断器和断路器

报警 16，跳闸锁定

）。

注意

为确保符合针对 CE 的 IEC 60364 或针对 UL 的 NEC 2009，必须使用熔断器和/或断路器。

2.5.2 过电压保护

负载（以变频器的恒定输出频率）驱动电动机，

•

即负载发电。

在减速时，如果惯性力较大，摩擦较小，减速时

•

间过短，则会导致变频器、电机和系统无法消耗掉能量。

如果滑移补偿设置不当，可能导致直流回路的电

•

压升高。

PM 电动机工作时产生的反电动势。如果在高转

•

速下惯性回车，PM 电动机的反电动势有可能超过变频器的最大电压容限，从而造成损害。为了防止出现此问题，将根据

时的后 EMF、参数 1-25 电动机额定转速和参数 1-39 电动机极数

自动限定

参数 4-19 最大输出频率

参数 1-40 1000 RPM

的值进行内部计算，并据此

的值。

注意

为避免电动机速度过快（例如，由于过度的风车效应或未受控水流量），应为变频器配备制动电阻器。

可通过制动功能 ( 制 (

参数 2-17 过压控制

过压控制 (OVC) OVC 可降低因直流回路过压而使变频器跳闸的风险。这种情况可通过自动延长加减速时间进行控制。

参数 2-10 制动功能

) 来处理过电压问题。

) 或利用过电压控

注意

可激活 PM 电动机的 OVC (PM VVC+)。

2.5.3 电动机缺相检测

电动机缺相功能 ( 下启用，以避免电动机在相位缺失情况下受损。默认设置为 1000 ms，但可进行调整以实现更快检测。

2.5.4 主电源相位不平衡检测

在主电源严重不平衡的情况下运行会缩短电机的寿命。如果电动机持续在接近额定负载的情况下工作，则说明问题很严重。在主电源不稳定情况下 (

功能

) ，默认设置会使变频器跳闸。

2.5.5 打开输出

允许在电动机和变频器之间的输出添加一个切换开关。可能会显示故障信息。为捕获旋转的电动机，启用飞车启用。

参数 4-58 电机缺相功能

参数 14-12 输入缺相

) 在默认情况

2 2

电动机产生过电压当电动机用作发电机时，直流回路电压会增加。将在下列情况中出现此现象：

2.5.6 过载保护

转矩极限转矩极限功能可防止电动机在任何速度下过载。转矩限值在

参数 4-16 电动时转矩极限或参数 4-17 发电时转

矩极限

中进行控制，而转矩限值发出跳闸警告前的时间在

参数 14-25 转矩极限跳闸延迟

中进行控制。

产品概述

VLT® Refrigeration Drive FC 103

电流极限电流极限控制范围为

速度极限利用下列参数中的 1 个或多个参数定义工作速度范围的上限和下限：

参数 4-11 电机速度下限

•

参数 4-12 电动机速度下限 [Hz]

•

数 4-13 电机速度上限

参数 4-14 Motor Speed High Limit [Hz]

•

例如，可将工作速度范围定义在 30 和 50/60Hz 之间。

参数 4-19 最大输出频率

速度。

ETR ERT 是一种根据内部测量值来模拟双金属继电器的电子功能。其特性如

电压极限当达到特定的硬编码电压水平时，变频器会关闭，以保护晶体管和直流电路电容器。

过温变频器配有内置温度传感器，可通过硬编码限值立即对临界值作出反应。

参数 4-18 电流极限

可限制变频器可提供额最大输出

图 2.15

所示。

。

和

参

2.5.7 自动降容

变频器会持续检查是否存在临界情况：

2.5.9 自动切换频率调制

变频器生成较短的电脉冲，以形成交流波形。开关频率为这些脉冲的速率。低开关频率（较慢脉冲速率）会使电动机发出噪音，因此最好选择较高的开关频率。但是较高的开关频率使变频器变热，从而限制向电动机供应的电流量。自动切换频率调制可自动调节这些状况，从而提供最高的开关频率而不会使变频器过热。通过提供经调节的高开关频率，能够在可听噪音控制至关重要的情况下在慢速时消除电动机运行噪音，并在需要时为电动机提供全输出功率。

2.5.10 使用较高开关频率时自动降低额定值

变频器目的是在 3.0 和 4.5 kHz 的开关频率范围内实现持续的全负载运行（此频率范围取决于功率大小）。高于最大许可范围的开关频率可使变频器热度升高，要求输出电流降容。变频器的自动功能为负载相关的开关频率控制。该功能使电动机可拥有负载所允许的高开关频率。

2.5.11 温度过高自动降容

温度过高自动降容操作可防止变频器在高温时出现跳闸现象。内部温度传感器测量条件可防止功率组件出现过热现象。变频器可自动降低其开关频率，将其工作温度维持在安全极限范围内。降低开关频率后，变频器最多还可降低 30% 的输出频率和电流，避免出现过温跳闸现象。

控制卡或散热片出现高温

•

高电机负载

•

高直流回路电压

•

低电机转速

•

作为对临界情况的反应，变频器会调整开关频率。对于内部高温和低电机转速，变频器还可能将 PWM 模式强制更改为 SFAVM。

注意

当

参数 14-55 输出滤波器

波器

时，自动降容操作将会不同。

2.5.8 自动能量优化

自动能量优化 (AEO) 指导变频器持续监测电动机上的负载，并调整输出电压以最大限度提高效率。在轻负载情况下，电压降低，电动机电流减至最小。电动机可受益于：

提高变压器效率。

•

减少电机热量。

•

运行更加安静。

•

由于变频器自动调节电动机电压，因此无需选择 V/Hz 曲线。

设置为

[2] 固定式正弦滤

2.5.12 自动加减速

相对可用电流而言，如果电动机尝试过快加速负载，则会导致变频器跳闸。同样适用于过快减速。自动加减速通过增大电动机加减速率（加速或减速）来匹配可用电流，来防止出现这些情况。

2.5.13 电流极限电路

当负载超出变频器正常运行的电流容量时（由于变频器或电动机过小），电流极限将降低输出频率，以降低电动机速度和负载。可调计时器可限制将此种情况的运行时间限制为 60 s 或以下。出厂默认极限为电动机额定电流的 110%，以便最大限度降低过流压力。

2.5.14 功率波动性能

变频器可承受的主电源波动，例如：

瞬态。

•

短暂失电。

•

短时间压降。

•

电涌。

•

变频器可自动补偿±10%的额定输入电压，从而提供全额定电动机电压和转矩。一旦选择了自动重启，变频器在电压

产品概述设计指南

跳闸后将自动启动。变频器可通过飞车启动功能在启动前与电动机转动同步。

2.5.15 电动机软启动

变频器向电动机提供适当电流，以克服负载惯量，并将电动机加速至所需速度。如此可避免向静止或低速运行的电动机提供全主电源电压，防止生成高电流和高温。此自带软启动功能可降低热负荷和机械压力，增加电动机寿命，并让系统更加安静的运行。

2.5.16 共振衰减

可通过共振衰减消除高频率电动机共振噪音。可进行自动或手动选择频率衰减。

2.5.17 温控风扇

变频器中的传感器可控制内部冷却风扇的温度。冷却风扇在低负载运行过程中或处于睡眠模式或待机模式时通常不运行。这可降低噪音、提高效率并延长风扇的使用寿命。

2.5.18 符合 EMC 标准

自定义应用功能

2.6

自定义应用功能是变频器中编程的用于增强系统性能的最常用功能。这些功能只需进行最小的编程或设置。了解这些功能的存在可优化系统设计并可以避免安装多余的部件或功能。有关激活这些功能的说明，请参阅

编程指南

。

2.6.1 电动机自适应

电动机自动整定 (AMA) 为用于测量电动机电气特性的自动测试程序。AMA 提供电动机的准确电子型号。它使变频器能够利用电动机计算出最佳性能和效率。运行 AMA 程序还可以最大限度发挥变频器的自动能量优化功能。无需转动电动机和使负载与电动机解耦即可执行 AMA 程序。

2.6.2 电机热保护

电动机热保护有 3 种方式：

通过电动机绕组中在标准 AI 或 DI 处连接的

•

PTC 传感器进行直接温度感应。

DI 上的机械热敏开关（Klixon 类型）。

•

通过异步电动机的内置电子热敏继电器 (ETR)。

•

2 2

电磁干扰 (EMI) 或射频干扰（RFI，在存在射频情况下）是因电磁感应或外部源辐射而影响电路的干扰。变频器的设计符合变频器 IEC 61800-3 的 EMC 产品标准和欧洲标准 EN 55011。为了遵守 EN 55011 中规定的辐射水平，必须对电动机电缆进行屏蔽和正确端接。有关 EMC 性能的详细信息，请参阅

射）

。

章 3.2.2 EMC 测试结果（辐

2.5.19 测量所有三相电动机电流

持续测量电动机的所有三相输出电流，保护变频器和电动机，防止出现短路、接地故障和缺相。立即检测到输出接地故障如果电动机缺相，则变频器会立即停止，并报告缺失的相位。

2.5.20 控制端子的高低压绝缘

所有控制端子和输出继电器端子均与主电源进行点绝缘。这意味着控制器完全与输入电流隔离。输出继电器端子自身需要进行接地。该绝缘符合严苛的保护性超低压 (PELV) 对绝缘的要求。

形成高低压绝缘的组成有：

电源，包括信号绝缘

•

IGBT 的门驱动器、触发器、变压器以及光耦合

•

器。

输出电流霍尔效应传感器。

•

ETR 通过测量电流、频率和运行时间计算电动机的温度。变频器以百分比形式显示电动机上的热负载，并可以在可编程的过载设置点发出警告。过载时可编程选件使变频器能够停止电动机、减少输入或忽略状况。即使在低速，变频器也可以达到 I2t Class 20 电子电动机过载标准。

图 2.15 ETR 特性

图 2.15

Y 轴显示了 ETR 断开并使变频器跳闸之前的时间（秒）。曲线显示了额定速度下、2 倍额定速度下以及

0.2 倍额定速度下的特性。

中的 X 轴显示了 I

和额定 I

motor

的比。

产品概述

VLT® Refrigeration Drive FC 103

在较低速度下，因为电动机的冷却能力降低，ETR 会在较低热量水平下断开。它以这种方式防止电动机在低速下过热。ETR 功能根据实际电流和速度计算电动机温度。计算

出的温度作为读出参数可在看到。

参数 16-18 电动机发热

中

2.6.5 自动重启

变频器可以通过编程在非关键跳闸（比如瞬时停电或波动）后自动重新启动电动机。此功能消除了手动复位，并增强了远程控制系统的自动化操作。可以限制重新启动尝试次数以及尝试间隔时间。

2.6.3 主电源断电

2.6.6 飞车启动

如果发生主电源断电，变频器将继续工作，直到直流回路电压低于最低停止水平。最低停止水平一般比最低额定电源电压低 15%。断电前的主电源电压和电动机负载决定了变频器惯性运动的时间。

可以配置变频器 ( 断开期间区别各类行为，

一旦直流回路的能量耗尽就发生跳闸锁定。

•

每当主电源恢复 (

•

利用飞车启动进行惯性停车

借能运行。

•

受控减速。

•

飞车启动这一选择可以捕获因主电源断开而自由旋转的电动机。此选项对离心机和风扇很重要。

借能运行这一选择确保只要系统中存在能量，变频器就会保持运行。对于短时的主电源断开，当主电源恢复时，操作也恢复，不会停止应用或在任何时间放松控制。可以选择借能运行的几种变形。

可在

参数 14-10 主电源故障和参数 1-73 飞车启动

配置主电源断开时的变频器行为。

参数 14-10 主电源故障

参数 1-73 飞车启动

) 以在主电源

) 时就会

中

注意

建议压缩机使用惯性停车，因为大多数情况下，惯量对于飞车启动而言过小。

飞车启动允许变频器在任何一个方向与全速旋转的工作电动机同步。这可以防止因过电流消耗而跳闸。它最大限度地减少了系统的机械应力，因为在变频器启动时电动机的速度没有骤变。

2.6.7 降低速度时的满转矩

变频器遵循一个变化 V/ Hz 曲线，即使在降低速度时也可以提供电机满转矩。满输出扭矩可以与电动机的最大设计工作速度相一致。这不同于可变转矩变频器和恒定转矩变频器。可变转矩变频器可在低速时降低电动机转矩。在以低于额定速度的速度运行时，恒定转矩变频器可提供过大的电压、热量和电动机噪音。

2.6.8 频率旁路

在一些应用中，系统的运行速度可能会造成机械谐振。这会产生过量噪音，并可能损坏系统的机械部件。变频器有 4 个可编程旁路频率带宽。电动机可以利用这些带宽跳过产生系统谐振的速度。

2.6.9 电动机预热

为了在寒冷或潮湿环境中预热电动机，可以不间断地为电动机注入少量直流电流，以避免其出现冷凝和冷启动效应。这可以不必再使用空间加热器。

2.6.10 四种可编程菜单

2.6.4 内置 PID 控制器

变频器有 4 个菜单，可单独对它们进行编程。通过使用 4 个内置比例、积分、微分 (PID) 控制器可消除辅助控制设备的使用。

其中一个 PID 控制器维持闭环系统的稳定控制，且必须在其中保持调节压力、流量、温度或其它系统要求。变频器可以响应远程传感器的反馈信号，提供自主控制的电机速度。变频器可以接受来自 2 个不同设备的 2 个反馈信号。此功能允许根据不同的反馈要求调节系统。变频器通过对两个信号进行比较来做出旨在优化系统性能的控制决定。

使用 3 个其他和独立控制器控制其他过程设备，例如化学进料泵、阀门控制或不同程度的通风。

“多重菜单”，可以在通过数字输入或串行命令激活的独

立编程功能之间切换。独立菜单有多种用途，比如更改参

考值、用于昼/夜或夏/冬运行，或控制多台电动机。LCP

显示有效菜单。

通过下载可拆卸 LCP 的信息，可以在变频器之间复制菜

单数据。

2.6.11 直流制动

某些应用可能需要制动电动机降速或停止。制动电动机时

使用直流电流，可消除独立电动机制动的需求。可将直流

制动设置为按周期频率激活或接收到信号后激活。还可编

程制动速率。

. . . . . .

Par. 13-11 Comparator Operator

Par. 13-43 Logic Rule Operator 2

Par. 13-51 SL Controller Event

Par. 13-52 SL Controller Action

130BB671.13

Coast Start timer Set Do X low Select set-up 2 . . .

Running Warning Torque limit Digital input X 30/2 . . .

= TRUE longer than..

. . . . . .

130BA062.14

State 1 13-51.0 13-52.0

State 2 13-51.1 13-52.1

Start event P13-01

State 3 13-51.2 13-52.2

State 4 13-51.3 13-52.3

Stop event P13-02

Par. 13-11 Comparator Operator

TRUE longer than.

. . .

Par. 13-10 Comparator Operand

Par. 13-12 Comparator Value

130BB672.10

. . . . . .

Par. 13-43 Logic Rule Operator 2

Par. 13-41 Logic Rule Operator 1

Par. 13-40 Logic Rule Boolean 1

Par. 13-42 Logic Rule Boolean 2

Par. 13-44 Logic Rule Boolean 3

130BB673.10

产品概述设计指南

2.6.12 睡眠模式

当需求在指定时间内较低时，变频器会自动转入睡眠模式，这会令变频器停止。当系统需求增加后，变频器会重新启动电动机。睡眠模式可节约能源以及降低电动机磨损。与延时时钟不同，变频器在达到预设的唤醒需求水平时始终可以运行。

2.6.13 允许运行

变频器可在启动前，等待远程能时，变频器将保持停止，直到收到启动许可。允许运行可确保允许变频器启动电动机前，系统或辅助设备处于正确状态。

系统就绪

信号。当激活此功

2.6.14 智能逻辑控制 (SLC)

智能逻辑控制 (SLC) 是一系列用户定义的操作（请参阅

参数 13-52 条件控制器动作

事件（请参阅

参数 13-51 条件控制器事件

SLC 判断为“真”时，将执行这些操作。触发事件的条件可能是某个特定状态，也可能是在逻辑规则或比较器操作数的输出为“真”时。这将导致相关操作，如

图 2.16

所示。

[x]），当关联的用户定义

[x]）被

SLC 中），并且不再对其他事件进行条件判断。这意味

着，当 SLC 在每个扫描间隔中启动后，它将首先判断事

件 [0]（并且仅判断事件 [0]）的真假。仅当对事件 [0]

的条件判断为 TRUE 时，SLC 才会执行操作 [0]，并且开

始判断事件 [1] 的真假。可以设置 1 到 20 个事件和

操作。

当执行了最后一个事件/操作后，又会从事件 [0]/操作

[0] 开始执行该序列。

图 2.17

显示的示例带有四个事件/

操作：

图 2.17 对 4 个事件/操作编程时的执行顺序

比较器

这些比较器可将连续的变量（如输出频率、输出电流、模

拟输入等）与固定的预置值进行比较。

2 2

图 2.18 比较器

逻辑规则

使用逻辑运算符 AND、OR、NOT，将来自计时器、比较

图 2.16 SLC 事件和操作

器、数字输入、状态位和事件的布尔输入（“真”/“假”

输入）进行组合，最多组合三个输入。

事件和操作都有自己的编号，两者关联在一起（状态）。这意味着，当事件 [0] 符合条件（值为“真”）时，将执行操作 [0]。此后会对事件 [1] 进行条件判断，如果值为 TRUE，则执行操作 [1]，依此类推。无论何时，只能对一个事件进行判断。如果某个事件的条件判断为“假”，在当前的扫描间隔中将不执行任何操作（在

图 2.19 逻辑规则

逻辑规则、计时器和比较器也可在 SLC 序列之外使用。

请参阅

章 4.3 应用设置示例

查看 SLC 示例。

产品概述

VLT® Refrigeration Drive FC 103

2.6.15 Safe Torque Off 功能

变频器可以通过控制端子 37 提供 Safe Torque Off

(STO) 功能。STO 可以停止变频器输出级的功率半导体的控制电压。这样一来便无法生成电动机旋转所要求的电压。当 STO (端子 37) 被激活后，变频器将发出报警、使装置发生跳闸和电动机发送惯性停车。此后需要用手动方式重新启动。可使用 STO 功能紧急停止变频器。在正常工作模式下，无需 STO 时，使用常规停止功能。当使用自动重启时，确保符合 ISO 12100-2 第 5.3.2.5 款的要求。

责任条件用户须负责确保安装和使用安全停止功能的人员：

阅读并理解与健康、安全和事故预防有关的安

•

全规定。

熟悉与特定应用有关的通常要求和安全标准。

•

用户是指：

集成人员。

•

操作人员。

•

服务技术人员。

•

维护技术人员。

•

标准在端子 37 上使用 STO 功能时，用户需符合所有安全规定，包括相关法律、法规和准则的要求。可选的 STO 功能符合下述标准：

EN 954-1： 1996 类别 3

•

IEC 60204-1： 2005 类别 0 – 不受控停止

•

IEC 61508： 1998 SIL2

•

IEC 61800-5-2： 2007 – STO 功能

•

IEC 62061： 2005 SIL CL2

•

ISO 13849-1： 2006 类别 3 PL d

•

ISO 14118： 2000 (EN 1037) – 预防意外启

•

动

要正确、安全地使用 STO 功能，仅靠所列信息和说明可能还不够。有关 STO 的详细信息，请参考

Torque Off 操作手册

保护措施

安全工程系统的安装与调试应由具备资质和技能

•

的人员来完成。

仅在防护等级为 IP54 或同等环境内安装设备。

•

在特殊应用中会要求更高的 IP 防护等级。

端子 37 和外部安全设备之间的电缆必须根据

•

ISO 13849-2 表 D.4 的要求具备短路保护能力。

。

VLT® Safe

2.7 故障、警告和报警功能

变频器可以监测系统运行的许多状态，其中包括主电源状

况、电动机负载和性能以及变频器状态。报警或警告并不

一定意味着变频器自身存在问题。这可能是监测变频器外

部，了解性能极限的条件。变频器具有各种预编程故障、

警告和报警响应。选择其他报警和警告功能，以提高或

修改系统性能。

此部分描述了常见报警和警告功能。了解这些功能的存在

可优化系统设计并可以避免安装多余的部件或功能。

2.7.1 高温运行

在默认情况下，变频器会在高温时，发出报警，并跳闸。

如果选择

保持运行状态，并首先通过降低其开关频率来试图冷却本

身。然后，在必要情况下，可降低输出频率。

自动降容不会替代根据环境温度降低额定值的用户设置

（请参阅

2.7.2 参考值过高和过低警告

在开环模式中，参考值信号直接控制变频器的速度。当达

到编程的最大值或最小值时，显示屏会显示闪烁参考值过

高或过低警告。

2.7.3 反馈过高和过低警告

在闭环操作中，通过变频器监测选定的高反馈值和低反馈

值。适当的情况下，显示屏会显示闪烁高或闪烁低警告。

变频器还可监测开环模式运行的反馈信号。尽管信号不会

影响变频器在开环模式下的操作，但其有助于通过本地或

串行通信来指示系统状态。变频器可处理 39 种不同测量

单位。

2.7.4 相位失衡或缺相

直流母线脉动电流过大表示相位不平衡或缺相。当变频器

缺少电源相位时，默认操作是发出报警，并让变频器发生

跳闸，以保护直流总线电容器。其他选项为发出警告，并

将输出电流降低至 30% 的全电流，或发出警告，并继续

正常操作。运行连接至不平衡线路的变频器时，直到纠正

不平衡情况后，才能达到满意状态。

如果电动机轴受到外力的影响（例如悬挂负

•

载），则须采取额外措施（例如，安全夹持制动）。

自动降容和警告

章 5.4 根据环境温度降低额定值

，则变频器发出情况报警，但仍

）。

产品概述设计指南

2.7.5 频率过高警告

切入诸如压缩机或冷却风扇等额外设备时，变频器可在电动机速度较高时变热。可在变频器中输入特定高频设置。如果输出频率超出设置的警告频率，设备将显示频率过高警告。变频器发出的数字输出可向外部设备发送切入信号。

2.7.6 频率过低警告

在关闭设备时，变频器会在电动机速度较低时变热。可发出警告的选择特定低频设置，并关闭外部设备。在达到工作频率前，变频器不会在停止时或启动时发出频率过低警告。

2.7.7 电流过高警告

此功能类似于频率过高警告，用于发出警告和切入其他设备的高电流设置除外。在达到设置的工作电流前，在停止或启动时不会激活此功能。

2.7.8 电流过低警告

此功能类似于频率过低警告（请参阅

警告

），用于发出警告和关闭设备的低频率设置除外。在达到设置的工作电流前，在停止或启动时不会激活此功能。

章 2.7.6 频率过低

2.7.9 无负载/皮带断裂警告

此功能可用于监测无负载状况，例如 V 形带。在变频器中存储低电流极限后，如果检测到缺失负载，可将变频器设置为发出报警并跳闸或继续运行并发出警告。

2.7.10 缺失串行接口

变频器可检测到串行接口缺失。最多可选择 99 s 的延时时间，避免因串行通讯总线中断而做出响应。超出延时时间时，变频器可使用选项来：

维持其最后的速度。

•

转至最大速度。

•

转至预置速度。

•

停止并发出警告。

•

用户界面和编程

2.8

变频器使用参数来编程其应用功能。参数提供参数描述和可选择或输入数值的选项菜单。示例。

图 2.20 编程菜单示例

本地用户界面对于本地编程，可通过按 LCP 上的 [Quick Menu]（快捷菜单）或 [Main Menu]（主菜单）来访问参数。

快捷菜单旨在用于初始设置和电机特性。主菜单可访问所有参数，从而实现高级应用编程。

远程用户界面对于远程编程，Danfoss 提供开发、存储和传输编程信息的软件程序。借助 MCT 10 设置软件，用户可将 PC 连接至变频器并执行实时编程，且无需使用 LCP 键盘。或用离线方式执行编程，然后只需将其下载到变频器中。或者也可以将整个变频器配置文件载入到 PC 中进行备份存储或分析。可以用 USB 连接器和 RS485 端子来连接变频器。

MCT 10 设置软件可免费下载此外还用部件号 130B1000 提供了相关光盘。用户手册提供了详细的操作说明。另请参阅

编程控制端子

每个控制端子都可以执行特定功能。

•

通过与端子关联的参数可以启用其功能选项。

•

为使采用控制端子的变频器正确工作，端子必

•

须：

- 正确接线。

- 根据预期功能进行设置。

图 2.20

www.VLT-software.com

章 2.8.2 PC 软件

展示了编程菜单

2 2

Auto

Reset

Hand

Oﬀ

Status

Quick Menu

Main

Alarm

Log

Back

Cancel

Info

Status

1(1)

1234rpm 10,4A 43,5Hz

Run OK

43,5Hz

Alarm

Warn.

130BB465.10

130BT308.10

产品概述

VLT® Refrigeration Drive FC 103

2.8.1 本地控制面板

当通过 USB 电缆将 PC 连接至变频器时，采用具有高低压绝缘功能的 USB 隔离器，以免接地电势差对 PC USB

本地控制面板 (LCP) 以图形格式显示在变频器前端，其

可通过按钮控制显示用户界面，显示状态信息、警告以及报警、编程参数等内容。还可使用具有有限显示选项的数字显示器。

图 2.21

显示 LCP。

主机控制器造成损害。当通过 USB 电缆将 PC 连接至变频器时，不得采用带有接地引脚的 PC 电源电缆。这虽然可以减小接地电势差，但无法消除因为在 PC USB 端口中将接地线和屏蔽层相连而导致的所有电势差。

图 2.22 USB 连接

2.8.2.1 MCT 10 设置软件

MCT 10 设置软件旨在调试和服务变频器，包括指导编程多泵控制器、实时时钟、智能逻辑控制器和预防性维护。

此软件可轻松提供控制详情以及系统概览，无论系统大小。该工具可处理所有变频器系列，VLT® Advanced

图 2.21 本地控制面板

2.8.2 PC 软件

可通过标准的（主机/设备）USB 电缆或 RS485 接口来连接 PC。

USB 是一种串行总线，它采用 4 条屏蔽电缆，并且接地引脚 4 被连接至 PC USB 端口的屏蔽层。当通过 USB 电缆将 PC 连接至变频器时，PC USB 主机控制器可能存在受损风险。所有标准 PC 的 USB 端口均不具有高低压绝缘性能。因为未遵守操作手册中建议而导致的任何接地电势差，都可能通过 USB 电缆的屏蔽层对 USB 主机控制器造成损害。

Active Filter AAF 006 以及 VLT® Soft Starter 相关数据。

例 1：通过 MCT 10 设置软件在 PC 中存储数据

1. 通过 USB 或 RS485 接口连接 PC 与本设备。

2. 打开 MCT 10 设置软件

3. 选择 USB 端口或 RS485 接口。

4. 选择复制。

5. 选择项目部分

6. 选择粘贴。

7. 选择

另存为

。

这样就存储了所有参数。

例 2：通过 MCT 10 设置软件将数据从 PC 传输到变频器

1. 通过 USB 或 RS485 接口连接 PC 与本设备。

2. 打开 MCT 10 设置软件

3. 选择打开– 显示出已存储的文件。

4. 打开相应的文件。

5. 选择

写入变频器

。

现在，所有参数都已传输到变频器。

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