Este guia de design dos conversores de frequência VLT
Refrigeration Drive FC 103 é destinado para:
Engenheiros de projetos e sistemas.
•
Consultores de design.
•
Especialistas em aplicação e produto.
•
O guia de design fornece informações técnicas para
entender as capacidades do conversor de frequência para
a integração no controle de motor e sistemas monitoramento.
O objetivo do guia de design é fornecer considerações de
design e dados de planejamento para a integração do
conversor de frequência em um sistema. O guia de design
fornece uma seleção de conversores de frequência e o
opcionais de uma diversidade de aplicações e instalações.
A revisão das informações detalhadas do produto no
estágio de design permite o desenvolvimento de um
sistema bem concebido com funcionalidade e
ótimas.
eciência
®
Capétulo 7 Especicações: Uma compilação dos dados
técnicos em formatos grácos e de tabela.
Capétulo 8 Apêndice - Desenhos Selecionados: Uma
compilação dos dados ilustrando:
Conexões do motor e de rede elétrica
•
Terminais do relé
•
Entradas de Cabos
•
1.3 Recursos adicionais
Recursos disponíveis para entender a operação avançada, a
programação e a conformidade com as diretivas do
conversor de frequência.
As VLT® Refrigeration Drive FC 103Instruções de
•
utilização (chamadas de instruções de utilização
neste manual) fornecem informações detalhadas
para a instalação e partida do conversor de
frequência.
O Guia de Design VLT® Refrigeration Drive FC 103
•
fornece as informações necessárias para planejar
e projetar a integração do conversor de
frequência em um sistema.
11
VLT® é marca registrada.
Organização
1.2
Capétulo 1 Introdução: O propósito geral do guia de design
é car em conformidade com as diretivas internacionais.
Capétulo 2 Visão Geral do Produto: A funcionalidade e a
estrutura interna do conversor de frequência e dos
recursos operacionais.
Capétulo 3 Integração de Sistemas: Condições ambientais;
EMC, harmônicas e fuga para o terra; entrada da rede
elétrica; motores e conexões do motor; outras conexões;
planejamento mecânico; e descrições de opcionais e
acessórios disponíveis.
Capétulo 4 Exemplos de Aplicações: Amostras de aplicações
de produto e diretrizes para uso.
Capétulo 5 Condições Especiais: Detalhes em ambientes
operacionais anormais.
Capétulo 6 Código do Tipo e Seleção: Procedimentos para
solicitação de pedido de equipamento e opcionais para
atender o uso pretendido do sistema.
O VLT® Refrigeration Drive FC 103 Guia de
•
Programação (chamado de guia de programação
neste manual) fornece mais detalhes sobre como
trabalhar com parâmetros e muitos exemplos de
aplicação.
As Instruções de Utilização de Safe Torque O do
•
VLT® descrevem como usar Danfoss conversores
de frequência em aplicações de segurança
funcional. Este manual é fornecido com o
conversor de frequência quando o opcional STO
estiver presente.
Publicações e manuais complementares estão disponíveis
para download em vlt-drives.danfoss.com/Products/Detail/Technical-Documents.
AVISO!
Há equipamento opcional disponível que pode alterar
algumas das informações descritas nestas publicações.
Certique-se de vericar as instruções fornecidas com os
opcionais para saber os requisitos especícos.
Entre em contato com um fornecedor Danfoss ou acesse
www.danfoss.com para obter mais informações.
AVM de 60°60° modulação vetorial assíncrona
AAmpère/AMP
CACorrente alternada
ADDescarga aérea
AEOOtimização automática de energia
AIEntrada analógica
AMAAdaptação automática do motor
AWGAmerican wire gauge
°C
Graus centígrados
CDDescarga constante
CDMMódulo do drive completo: o conversor de
frequência, seção de alimentação e auxiliares
CMModo comum
TCTorque constante
CCCorrente contínua
DIEntrada digital
DMMódulo diferencial
TIPO DDepende do drive
EMCCompatibilidade eletromagnética
FEM Força
Força eletromotriz
Eletro Motriz
ETR Relé térmico eletrônico
f
JOG
Frequência do motor quando a função de jog
estiver ativada.
f
f
M
MAX
Frequência do motor
A frequência de saída máxima do conversor de
frequência aplica-se à sua saída.
f
MIN
A frequência do motor mínima do conversor de
frequência
f
M,N
Frequência do motor nominal
FCConversor de frequência
gGramme
®
Hiperface
Hiperface® é marca registrada da Stegmann
HOSobrecarga Alta
hpCavalos de força
HTLEncoder HTL (10-30 V) pulsos - Transistor lógico
de alta tensão
HzHertz
I
INV
I
LIM
I
M,N
I
VLT,MAX
I
VLT,N
Corrente nominal de saída do inversor
Limite de Corrente
Corrente nominal do motor
Corrente de saída máxima
Corrente de saída nominal fornecida pelo
conversor de frequência
kHzkiloHertz
LCPPainel de controle local
lsbO bit menos signicativo
mMetro
mAMiliampère
MCMMille circular mil
MCTMotion Control Tool
msbO bit mais signicativo
η
VLT
Eciência do conversor de frequência denida
como a relação entre a potência de saída e a
potência de entrada.
nFCapacitância em nano Farad
NLCPPainel de controle local numérico
NmNewton metro
NOSobrecarga normal
n
s
Parâmetros
Online/
Oine
P
br,cont.
Velocidade do motor síncrono
As alterações nos parâmetros online são ativadas
imediatamente após o valor dos dados ser
alterado.
Potência nominal do resistor de frenagem
(potência média durante frenagem contínua).
PCBPlaca de circuito Impresso
PCDDados do processo
PDSSistema de drive de potência: um CDM e um
motor
PELV Tensão extra baixa protetiva
P
m
Potência de saída nominal do conversor de
frequência como sobrecarga alta (HO).
P
M,N
Potência do motor nominal
Motor PMMotor de ímã permanente
PID de
processo
O regulador do PID (Diferencial Integrado Propor-
cional) que mantém a velocidade, pressão,
temperatura etc.
R
br,nom
O valor nominal do resistor que garante potência
de frenagem do eixo do motor de 150/160%
durante 1 minuto
RCD Dispositivo de corrente residual
RegenTerminais regenerativos
R
min
Valor do resistor de frenagem mínimo permissível
por conversor de frequência
RMSRaiz quadrada média
RPMRotações por minuto
R
rec
Resistência recomendada do resistor do freio de
Danfoss resistores do freio
sSegundo
SFAVMModulação vetorial assíncrona orientada a uxo
do estator
STWStatus Word
SMPSFonte de alimentação com modo de comutação
THDDistorção harmônica total
T
LIM
Limite de torque
TTLPulsos do encoder TTL (5 V) - lógica de transistor
U
Listas numeradas indicam os procedimentos.
Listas de itens indicam outras informações e a descrição
das ilustrações.
O texto em itálico indica:
Referência cruzada.
•
Link.
•
Rodapé.
•
Nome do parâmetro, nome do grupo do
•
parâmetro, opcional de parâmetro.
Todas as dimensões estão em mm (pol).
* indica uma conguração padrão de um parâmetro.
1.5 Símbolos de Segurança
Os seguintes símbolos são usados neste manual:
ADVERTÊNCIA
Indica uma situação potencialmente perigosa que pode
resultar em morte ou ferimentos graves.
CUIDADO
Indica uma situação potencialmente perigosa que pode
resultar em ferimentos leves ou moderados. Também
podem ser usados para alertar contra práticas inseguras.
AVISO!
Indica informações importantes, inclusive situações que
podem resultar em danos no equipamento ou na
propriedade.
1.6 Denições
Parada por inércia
O eixo do motor está em modo livre. Nenhum torque no
motor.
Características de TC
Características do torque constante usadas por todas as
aplicações, como:
Correias transportadoras.
•
Bombas de deslocamento.
•
Guindastes.
•
Inicialização
Se a inicialização for executada (parâmetro 14-22 Modo
Operação), o conversor de frequência retorna à
conguração padrão.
Ciclo útil intermitente
As características nominais intermitentes referem-se a uma
sequência de ciclos úteis. Cada ciclo consiste em um
período com carga e outro sem carga. A operação pode
ser de ciclo periódico ou de ciclo não periódico.
Fator de potência
O fator de potência real (lambda) considera todas as
harmônicas. O fator de potência real é sempre menor que
o fator de potência (cosphi) que considera somente a
primeira harmônica de corrente e tensão.
cosϕ =
Cosphi é conhecido também como fator de potência de
deslocamento.
Tanto lambda quanto cosphi são determinados para
conversores de frequência Danfoss VLT® em
capétulo 7.2 Alimentação de Rede Elétrica.
O fator de potência indica em que intensidade o conversor
de frequência oferece uma carga na alimentação de rede
elétrica.
Quanto menor o fator de potência, maior será a I
mesmo desempenho em kW.
Além disso, um fator de potência alto indica que as
correntes harmônicas são baixas.
Todos os conversores de frequência Danfoss têm bobinas
CC integradas no barramento CC. As bobinas garantem um
alto fator de potência e reduzem a THDi na alimentação
principal.
Setup
Salve a programação do parâmetro em 4 setups. Alterne
entre os quatro setups de parâmetro e edite um setup,
enquanto outro setup estiver ativo.
Compensação de escorregamento
O conversor de frequência compensa o deslizamento que
ocorre no motor, acrescentando um suplemento à
frequência que acompanha a carga do motor medida,
mantendo a velocidade do motor praticamente constante.
Smart logic control (SLC)
O SLC é uma sequência de ações
que é executada quando os eventos associados denidos
pelo usuário são avaliados como verdadeiros pelo SLC.
(Grupo do parâmetro 13-** Smart Logic).
Bus padrão do CF
Inclui o barramento RS485 protocolo Danfoss FC ou
protocolo MC. Consulte parâmetro 8-30 Protocolo.
Termistor
Um resistor que varia com a temperatura, instalado onde a
temperatura deve ser monitorada (conversor de frequência
ou motor).
Desarme
É um estado que ocorre em situações de falha, por
exemplo, se houver superaquecimento no conversor de
frequência ou quando ele estiver protegendo o motor, o
processo ou o mecanismo. Uma nova partida é impedida
até a causa da falha ser eliminada e o estado de desarme
ser cancelado. Cancelar o estado de desarme por:
É um estado que ocorre em situações de falha, quando o
conversor de frequência está se protegendo e requer
intervenção manual, por exemplo, em caso de curto
circuito na saída do conversor de frequência. Um bloqueio
por desarme somente pode ser cancelado desligando-se a
rede elétrica, eliminando-se a causa da falha e energizando
o conversor de frequência novamente. A reinicialização é
suspensa até que o desarme seja cancelado, pelo
acionamento do reset ou, em certas situações,
programando um reset automático. Não use o desarme
para segurança pessoal.
Características do TV
Características de torque variável das bombas e dos
ventiladores.
1.7 Versão do Software e do Documento
Este manual é revisado e atualizado regularmente. Todas as
sugestões para melhorias são bem-vindas.
Tabela 1.2 mostra a versão do documento e a respectiva
versão de software.
Acionamento do reset ou
•
Programar o conversor de frequência para reset
•
automático
AVISO!
A marcação CE não regula a qualidade do produto.
Especicações técnicas não pode ser deduzidas da
marcação CE.
AVISO!
Conversores de frequência com função de segurança
integrada devem estar em conformidade com a diretiva
de maquinaria.
Diretiva da UEVersão
Diretiva de Baixa Tensão2014/35/EU
Diretiva EMC2014/30/EU
Diretiva de maquinaria
Diretiva ErP2009/125/EC
Diretiva ATEX2014/34/EU
Diretiva RoHS2002/95/EC
Tabela 1.3 Diretivas da UE aplicáveis aos conversores de frequência
1) A conformidade com a diretiva de maquinaria é exigida somente
para conversores de frequência com uma função de segurança
integrada.
Declarações de conformidade estão disponíveis por
solicitação.
1)
1.8.1.1 Diretiva de Baixa Tensão
2014/32/EU
EdiçãoObservaçõesVersão do software
MG16G2xxSubstitui MG16G1xx1.4x
Tabela 1.2 Versão do Software e do Documento
Aprovações e certicações
1.8
Os conversores de frequência são projetados em conformidade com as diretivas descritas nesta seção.
Para obter mais informações sobre aprovações e
certicados, acesse a área de download em vlt-
A Marcação CE (Communauté Européenne) indica que
fabricante do produto atende todas as diretivas da UE
aplicáveis. As diretivas da UE aplicáveis ao projeto e à
fabricação de conversores de frequência estão listados em
Tabela 1.3.
A diretiva de baixa tensão é aplicável a todos os equipamentos elétricos nas faixas de tensão de 50-1.000 V CA e
75-1.600 V CC.
O objetivo da diretiva é garantir a segurança pessoal e
evitar danos à propriedade ao operar equipamentos
elétricos instalados e mantidos corretamente, na aplicação
pretendida.
1.8.1.2 Diretiva EMC
O objetivo da diretiva EMC (compatibilidade eletromagnética) é reduzir a interferência eletromagnética e melhorar
a imunidade do equipamento elétrico e das instalações. Os
requisitos básicos de proteção da Diretiva EMC
determinam que dispositivos que geram interferência
eletromagnética (EMI) ou cuja operação pode ser afetada
pela EMI devem ser projetados para limitar a geração de
interferência eletromagnética. Os dispositivos devem ter
grau adequado de imunidade a EMI quando corretamente
instalados, mantidos e usados como previsto.
Os dispositivos de equipamentos elétricos usados de
maneira independente ou como parte de um sistema
devem portar a marca CE. Os sistemas não precisam ter a
marcação CE, mas devem atender os requisitos básicos de
proteção da diretiva EMC.
O objetivo da Diretiva de Maquinaria é garantir a
segurança pessoal e evitar danos à propriedade, para
equipamentos mecânicos usados em sua aplicação
pretendida. A Diretiva de Maquinaria é aplicada a
máquinas que consistem em um agregado de
componentes ou dispositivos interconectados em que pelo
menos um é capaz de movimento mecânico.
Conversores de frequência com uma função de segurança
integrada devem estar em conformidade com a diretiva de
maquinaria. Conversores de frequência sem função de
segurança não são classicados sob a Diretiva de
Maquinaria. Se um conversor de frequência for integrado
no sistema da máquina, a Danfoss pode fornecer
informações sobre aspectos de segurança com relação ao
conversor de frequência.
Quando conversores de frequência são usados em
máquinas com pelo menos uma parte móvel, o fabricante
da máquina deve fornecer uma declaração em conformidade com todos os estatutos e medidas de segurança
relevantes.
1.8.1.4 Diretiva ErP
A diretiva ErP é a European Ecodesign Directive para
produtos relacionados à energia. A diretiva programa os
requisitos de ecodesign para produtos relacionados a
energia, incluindo conversores de frequência. O objetivo da
diretiva é aumentar a eciência energética e o nível de
proteção do ambiente, enquanto aumenta a segurança da
fonte de energia. O impacto ambiental de produtos
relacionados a energia inclui o consumo de energia através
de todo o ciclo útil do produto.
1.8.2 Em conformidade com C-tick
Ilustração 1.2 C-tick
1.8.3 Em conformidade com o UL
UL listados
Ilustração 1.3 UL
AVISO!
Os conversores de frequência de 525-690 V não são
certicados para UL.
O conversor de frequência atende os requisitos de
retenção de memória térmica UL 508C. Para obter mais
informações, consulte capétulo 2.6.2 Proteção Térmica doMotor.
1.8.4 Conformidade marítima (ADN)
As unidades com características nominais de proteção de
entrada IP55 (NEMA 12) ou maior evitam a formação de
faíscas e são classicadas como aparelhos elétricos com
risco de explosão limitado de acordo com o Contrato
Europeu com relação ao Transporte Internacional de
Produtos Perigosos por Cursos d'Água Terrestres (ADN).
Para unidades com características nominais de proteção de
entrada IP20/Chassi, IP21/NEMA 1 ou IP54, evitar risco de
formação de faíscas da seguinte maneira:
Não instale um interruptor de rede elétrica.
•
Garanta que parâmetro 14-50 Filtro de RFI está
•
programado para [1] Ligado.
Remova todos os plugues de relé marcados RELÉ.
•
Consulte Ilustração 1.4.
Verique quais opcionais de relé estão instalados,
•
se houver. O único opcional de relé permitido é o
Cartão de Relé Estendido VLT® MCB 113.
-certicates/ para obter mais informações sobre aprovações
marítimas.
11
A etiqueta C-tick indica que está em conformidade com as
normas técnicas aplicáveis para Compatibilidade eletromagnética (EMC). A conformidade C-tick é necessária para
a colocação dos dispositivos elétricos e eletrônicos no
mercado na Austrália e Nova Zelândia.
O C-tick regulamentar é relacionado a emissão conduzida e
irradiada. Para conversores de frequência, aplique os limites
de emissão especicados no EN/IEC 61800-3.
Uma declaração de conformidade pode ser fornecida
mediante solicitação.
conversor de frequência e aguardar o intervalo de tempo
designado para a energia elétrica armazenada dissipar.
Seguir estritamente os avisos e as precauções de
segurança é obrigatório para a operação segura do
conversor de frequência.
Transporte correto e conável, armazenagem, instalação,
operação e manutenção são necessários para a operação
segura e sem problemas do conversor de frequência.
Somente pessoal qualicado tem permissão para instalar e
operar este equipamento.
Pessoal
autorizado a instalar, comissionar e manter o equipamento,
sistemas e circuitos em conformidade com as leis e normas
pertinentes. Além disso, o pessoal deve estar familiarizado
com as instruções e as medidas de segurança descritas
nestas instruções de utilização.
qualicado é denido como pessoal treinado,
ADVERTÊNCIA
ALTA TENSÃO
Os conversores de frequência contêm alta tensão quando
conectados à entrada da rede elétrica CA, alimentação
CC ou Load Sharing. Instalação, partida e manutenção
realizadas por pessoal não qualicado pode resultar em
1, 2Plugues do relé
Ilustração 1.4 Localização dos plugues do relé
morte ou lesões graves.
Somente pessoal qualicado deve realizar
•
instalação, partida e manutenção.
A declaração do fabricante está disponível por solicitação.
1.8.5 Exportar as normas de controle
Os conversores de frequência podem estar sujeitos a
regulamentações de controle de exportação regionais e/ou
nacionais.
Os conversores de frequências que estiverem sujeitos a
regulamentações de controle de exportação são classicados por um número ECCN.
O número ECCN é fornecido nos documentos que
acompanham o conversor de frequência.
No caso de reexportação, é responsabilidade do
exportador garantir que está em conformidade com as
regulamentações de controle de exportação relevantes.
Segurança
1.9
1.9.1 Princípios gerais de segurança
Se manipulados incorretamente, os conversores de
frequência têm o potencial de lesão fatal, pois contêm
componentes de alta tensão. Somente pessoal qualicado
deve instalar e operar o equipamento. Não tente realizar o
serviço de manutenção sem antes remover a energia do
ADVERTÊNCIA
PARTIDA ACIDENTAL
Quando o conversor de frequência estiver conectado à
rede elétrica CA, alimentação CC ou load sharing, o
motor poderá dar partida a qualquer momento. Partida
acidental durante a programação, serviço ou serviço de
manutenção pode resultar em morte, ferimentos graves
ou danos à propriedade. O motor pode dar partida por
meio de interruptor externo, comando do eldbus, sinal
de referência de entrada do LCP ou após uma condição
de falha resolvida.
Para impedir a partida do motor:
Desconecte o conversor de frequência da rede
•
elétrica.
Pressione [O/Reset] no LCP, antes de
•
programar parâmetros.
Conecte toda a ação e monte completamente
•
o conversor de frequência, o motor e qualquer
equipamento acionado antes de o conversor de
frequência ser conectado à rede elétrica CA,
fonte de alimentação CC ou load sharing.
O conversor de frequência contém capacitores de
barramento CC que podem permanecer carregados
mesmo quando o conversor de frequência não estiver
ligado. Pode haver alta tensão presente mesmo quando
os indicadores luminosos de LED estiverem apagados! Se
não se aguardar o tempo especicado após a energia ser
removida para executar serviço de manutenção ou
reparo, o resultado poderá ser morte ou lesões graves.
1.Pare o motor.
2.Desconecte a rede elétrica CA, motores de ímã
permanente e fontes de alimentação do
barramento CC remotas, incluindo reservas de
bateria, UPS e conexões do barramento CC com
outros conversores de frequência.
3.Aguarde os capacitores fazerem descarga
completa antes de realizar qualquer serviço de
manutenção. O intervalo de tempo de espera
está especicado em Tabela 1.4.
A rotação acidental de motores de ímã permanente cria
tensão e pode carregar a unidade, resultando em
ferimentos graves, morte ou danos ao equipamento.
Certique-se que os motores de ímã
•
permanente estão bloqueados para impedir
rotação acidental.
CUIDADO
RISCO DE FALHA INTERNA
Uma falha interna no conversor de frequência pode
resultar em lesões graves quando o conversor de
frequência não estiver fechado corretamente.
Assegure que todas as tampas de segurança
•
estão no lugar e bem presas antes de aplicar
energia.
11
Tabela 1.4 Tempo de Descarga
ADVERTÊNCIA
RISCO DE CORRENTE DE FUGA
As correntes de fuga excedem 3,5 mA. Se o conversor de
frequência não for aterrado corretamente, poderá
resultar em morte ou lesões graves.
Assegure o aterramento correto do
•
equipamento por um eletricista certicado.
ADVERTÊNCIA
EQUIPAMENTO PERIGOSO
O contato com eixos rotativos e equipamento elétrico
pode resultar em morte ou ferimentos graves.
Assegure que somente pessoal qualicado e
•
treinado realize a instalação, partida inicial e
manutenção.
Garanta que os serviços elétricos estejam em
•
conformidade com os códigos elétricos locais e
nacionais.
Este capítulo fornece uma visão geral dos principais
conjuntos e circuitos do conversor de frequência. Ela
descreve a eletricidade interna e as funções de processamento de sinais. Uma descrição da estrutura de controle
interno também é incluída.
Também estão descritas as funções automatizadas e
opcionais do conversor de frequência disponíveis para
projetar sistemas operacionais robustos com controle
sosticado e desempenho de relatório de status.
2.1.1 Dedicação do produto a aplicações
de refrigeração
O VLT® Refrigeration DriveFC 103 foi projetado para
aplicações de refrigeração. O assistente de aplicação
integrado orienta o usuário durante o processo de
colocação em funcionamento. A faixa de recursos padrão e
opcionais inclui:
Controle em cascata de múltiplas zonas
•
Controle de zona neutra.
•
Controle da temperatura de condensação
•
utuante.
Gerenciamento do retorno de óleo.
•
Controle do evaporador de feedback múltiplo.
•
Controle em cascata.
•
Detecção de funcionamento a seco.
•
Detecção de nal de curva.
•
Alternação do motor.
•
STO.
•
Sleep mode.
•
Proteção por senha.
•
Proteção de sobrecarga.
•
Smart Logic Control.
•
Monitor de velocidade mínima.
•
Textos programáveis livres para informações,
•
advertências e alertas.
Quando se compara com sistemas e tecnologias de
controle alternativos, o conversor de frequência é o
sistema ideal de controle de energia para controlar
sistemas de ventiladores e bombas.
Utilizando um conversor de frequência para controlar o
uxo, uma redução de velocidade de bomba de 20% leva
a economia de energia de aproximadamente 50% em
aplicações típicas.
Ilustração 2.1 mostra um exemplo da redução de energia
alcançável.
Como mostrado no Ilustração 2.2, o uxo é controlado
variando a velocidade da bomba, medida em RPM. Ao
reduzir a velocidade apenas 20% da velocidade nominal,
verica-se igualmente uma redução de 20% na vazão. O
uxo é diretamente proporcional à velocidade. Há redução
de até 50% no consumo de energia.
Se o sistema precisar fornecer um uxo que corresponde a
100% apenas alguns dias por ano, enquanto a média for
inferior a 80% do uxo nominal durante o resto do ano, a
quantidade de energia economizada é ainda mais que
50%.
Ilustração 2.2 descreve a dependência do
e do consumo de energia na velocidade da bomba em
RPM para bombas centrífugas.
uxo, da pressão
2.1.4 Exemplo com uxo variante ao longo
de 1 ano
Esse exemplo é calculado com base nas características da
bomba obtidas de uma folha de dados da bomba,
mostrada em Ilustração 2.4.
O resultado obtido mostra uma economia de energia
superior a 50% do consumo determinado para o
durante um ano,
consulte Ilustração 2.3. O período de retorno do
investimento depende do preço da eletricidade e do preço
do conversor de frequência. Neste exemplo, o retorno do
investimento é inferior a um ano, quando comparado com
válvulas e velocidades constantes.
uxo
22
t [h]Duração de uxo. Consulte também a Tabela 2.2.
Taxa de uxo
Ilustração 2.2 Leis de anidade para bombas centrífugas
Q
n
1
Fluxo:
Pressão:
Potência:
1
=
Q
n
2
2
=
2
n
1
n
2
3
n
1
n
2
H
1
=
H
2
P
1
P
2
Q [m3/h]
Ilustração 2.3 Distribuição de uxo durante 1 ano (duração
versus taxa de uxo)
Assumindo uma eciência igual na faixa de velocidade.
Q=FluxoP=Potência
Q1=Fluxo 1P1=Potência 1
Q2=Vazão reduzidaP2=Potência reduzida
H=Pressãon=Regulação de velocidade
H1=Pressão 1n1=Velocidade 1
H2=Pressão reduzidan2=Velocidade reduzida
de uxo ou pressão de um sistema.
Use um conversor de frequência para variar a velocidade
do compressor, ventilador ou da bomba, obtendo controle
variável do uxo e da pressão.
Além disso, um conversor de frequência pode adaptar
rapidamente a velocidade do compressor, ventilador ou da
bomba às novas condições de uxo ou pressão no sistema.
Obter controle simples do processo (uxo, nível ou
pressão) utilizando o controle PI integrado.
2.1.6 Partida Estrela/Delta ou Soft Starter
Em muitos países, ao dar partida em motores grandes é
necessário usar equipamento que limita a corrente de
partida. Em sistemas mais tradicionais, partida em estrela/
delta ou soft starter é amplamente usado. Se for usado um
conversor de frequência, esses starters do motor não são
necessários.
Como ilustrado em Ilustração 2.5, um conversor de
frequência não consome mais corrente do que a nominal.
Ilustração 2.4 Consumo de energia em velocidades diferentes
Use um conversor de frequência para melhorar o controle
O conversor de frequência fornece uma quantidade
regulada de energia CA da rede elétrica a um motor para
controlar sua velocidade do motor. O conversor de
frequência fornece frequência e tensão variáveis ao motor.
O conversor de frequência é dividido em quatro módulos
principais:
Reticador
•
Circuito do barramento CC intermediário
•
Inversor
•
Controle e regulagem
•
Ilustração 2.6 é um diagrama de blocos dos componentes
internos do conversor de frequência.
ÁreaTítuloFunções
Armazena a alimentação CC.
Banco de
5
capacitores
6Inversor
Saída para o
7
motor
Circuito de
8
controle
Ilustração 2.6 Diagrama de Blocos do Conversor de Frequência
•
Fornece proteção ride-through
•
para perdas de energia curtas.
Converte a CC em uma forma de
•
onda CA PWM para uma saída
variável controlada para o motor.
Potência de saída trifásica
•
regulada para o motor.
Potência de entrada, proces-
•
samento interno, saída e corrente
do motor são monitorados para
fornecer operação e controle
ecientes.
A interface do usuário e os
•
comandos externos são
monitorados e executados.
A saída e o controle do status
•
podem ser fornecidos.
22
ÁreaTítuloFunções
Alimentação de rede elétrica CA
Entrada da rede
1
elétrica
2Reticador
3Barramento CC
4Reatores CC
•
trifásica para o conversor de
frequência.
A ponte reticadora converte a
•
entrada CA para corrente CC para
alimentação do inversor.
O circuito do barramento CC
•
intermediário manipula a corrente
CC.
Filtrar a tensão do circuito CC
•
intermediário.
Testar a proteção do transiente de
•
rede elétrica.
Reduzir a corrente RMS.
•
Aumentar o fator de potência
•
reetido de volta para a linha.
Reduzir harmônicas na entrada CA.
•
2.2.1 Princípio da estrutura de controle
O conversor de frequência retica a tensão CA da
•
rede elétrica para tensão CC.
A tensão CC é convertida na corrente CA com
•
amplitude e frequência variáveis.
O conversor de frequência é fornecido com tensão/
corrente e frequência variáveis, o que permite controle de
velocidade variável de motores trifásicos assíncronos
padrão e de motores PM não salientes.
O conversor de frequência gerencia diversos princípios de
controle do motor, como o modo especial do motor U/f e
VVC+. O comportamento de curto circuito do conversor de
frequência depende de 3 transdutores de corrente nas
fases do motor.
Ilustração 2.7 Estrutura do conversor de frequência
2.3 Sequência de Operação
2.3.1 Seção do Reticador
Quando energia é aplicada ao conversor de frequência, ala
entra através dos terminais de rede elétrica (L1, L2 e L3).
Dependendo da
para o opcional de ltro de RFI e/ou desconexão.
conguração da unidade, a energia muda
2.3.2 Seção Intermediária
Após a seção do reticador, a tensão passa para a seção
intermediária. Um circuito do ltro que consiste no indutor
do barramento CC e no banco de capacitores do
barramento CC suaviza a tensão reticada.
O indutor do bus CC fornece impedância em série para
alterar o valor da corrente. Isto ajuda no processo da
ltragem, ao mesmo tempo que reduz a distorção devido
as harmônicas da forma de onda de corrente CA de
entrada, normalmente inerente em circuitos reticadores.
2.3.3 Seção do Inversor
de saída. Essa forma de onda, conforme gerada pelo
princípio Danfoss VVC+ PWM no cartão de controle,
fornece desempenho ideal e perdas mínimas no motor.
2.4 Estruturas de Controle
2.4.1 Estrutura de Controle Malha Aberta
Ao operar no modo malha aberta, o conversor de
frequência responde aos comandos manualmente por
meio das teclas do LCP ou remotamente por meio das
entradas digitais/analógicas ou do barramento serial.
Na conguração mostrada em Ilustração 2.8, o conversor
de frequência funciona no modo malha aberta. Ele recebe
entrada do LCP (modo Manual) ou por meio de um sinal
remoto (modo Automático). O sinal (referência de
velocidade) é recebido e condicionado com o seguinte:
Limites de velocidade do motor mínimos e
•
máximos programados (em RPM e Hz).
Tempo de desaceleração e aceleração.
•
Sentido de rotação do motor.
•
A referência é passada para controlar o motor.
Na seção do inversor, quando houver um comando de
execução e uma referência de velocidade presentes, os
IGBTs começam o chaveamento para criar a forma de onda
Ilustração 2.8 Diagrama de bloco do modo malha aberta
22
2.4.2 Estrutura de Controle, Malha Fechada
unidade de controle independente. O conversor pode
fornecer mensagens de alarme e de status, junto com
No modo de malha fechada, um controlador PID interno
permite ao conversor de frequência processar a referência
do sistema e os sinais de feedback para atuar como uma
Ilustração 2.9 Diagrama do bloco do controlador de malha fechada
Por exemplo, considere uma aplicação de bomba em que a
velocidade de uma bomba é controlada de modo que a
pressão estática em um cano é constante (consulte
Ilustração 2.9). O conversor de frequência recebe um sinal
de feedback de um sensor do sistema. Ele compara esse
muitas outras opções programáveis, para o monitoramento
externo enquanto opera de maneira independente em
malha fechada.
Embora os valores padrão do conversor de frequência em
malha fechada frequentemente fornecem desempenho
satisfatório, o controle do sistema pode ser otimizado com
frequência ajustando os parâmetros do PID. Auto tune é
fornecida para essa otimização.
sinal de feedback com um valor de referência de setpoint
e determina o erro, se houver, entre esses dois sinais. Para
Outros recursos programáveis incluem:
corrigir este erro, o PID ajusta a velocidade do motor.
Regulagem de inversão - a velocidade do motor
O setpoint de pressão estática é o sinal de referência para
o conversor de frequência. Um sensor de pressão mede a
pressão real estática no tubo e envia informação ao
conversor de frequência como sinal de feedback. Se o sinal
de feedback for maior que a referência de setpoint, o
conversor de frequência reduz a velocidade para reduzir a
pressão. De maneira semelhante, se a pressão no tubo for
menor do que a referência de setpoint, o conversor de
frequência acelera para aumentar a pressão da bomba.
aumenta quando um sinal de feedback estiver
alto. Isso é útil em aplicação de compressor, onde
a velocidade precisa ser aumentada se a pressão/
temperarure estiver muito alta.
Frequência de partida - permite ao sistema
•
alcançar rapidamente um status operacional antes
do controlador PID assumir.
Filtro passa-baixa integrado - reduz o ruído do
•
sinal de feedback.
130BD893.10
open loop
Scale to
RPM or
Hz
Scale to
closed loop
unit
closed loop
Local
ref.
Local
reference
Conguration
mode
P 1-00
Visão Geral do Produto
VLT® Refrigeration Drive FC 103
2.4.3 Controles Local (Hand On - Manual
Ligado) e Remoto (Auto On Automático Ligado)
22
Opere o conversor de frequência manualmente por meio
do LCP ou remotamente por meio de entradas analógicas
ou digitais e do barramento serial.
Referência ativa e modo
conguração
A referência ativa é uma referência local ou uma referência
remota. Uma referência remota é a conguração padrão.
Para usar a referência local, congure no modo
•
Manual. Para ativar o modo Manual, adapte a
programação do parâmetro no grupo do
parâmetro 0-4* Teclado do LCP. Para obter mais
informações, consulte o guia de programação.
Para usar a referência remota, congure no modo
•
Automático, que é o modo padrão. No modo
Automático é possível controlar o conversor de
frequência através das entradas digitais e das
diversas interfaces seriais (RS485, USB ou um
opcional de eldbus).
O Ilustração 2.10 ilustra o modo de conguração
•
resultante da seleção de referência ativa, local ou
remota.
Ilustração 2.11 ilustra o modo de conguração
•
manual da referência local.
Ilustração 2.11 Modo de conguração manual
Princípio de controle da aplicação
A referência remota ou a referência local está ativa a
qualquer momento. Ambas não podem estar ativas
simultaneamente. Programe o princípio de controle de
aplicação (isso é, malha aberta ou malha fechada) no
parâmetro 1-00 Modo Conguração, como mostrado no
Tabela 2.3.
Quando a referência local estiver ativa, ajuste o princípio
de controle de aplicação em parâmetro 1-05 Local Mode
Conguration.
Ajuste a fonte da referência em parâmetro 3-13 Tipo de
Automático⇒De
sligado
Todas as teclasLocalLocal
Todas as teclasRemotaRemota
Tabela 2.3 Congurações de referência remota e local
Parâmetro 3-13 Tipo de
Referência
Automático
Encadeado a Manual/
Automático
Automático
Encadeado a Manual/
Automático
Referência Ativa
Local
Local
Remota
Remota
Visão Geral do ProdutoGuia de Design
2.4.4 Tratamento da Referência
O tratamento da referência é aplicável na operação de
malha fechada e aberta.
Referências externas e internas
Até 8 referências predenidas podem ser programadas no
conversor de frequência. A referência predenida interna
ativa pode ser selecionada externamente usando as
entradas digitais ou o barramento de comunicação serial.
Referências externas também podem ser fornecidas ao
conversor, tipicamente através de uma entrada de controle
analógico. Todas as fontes da referência e a referência de
barramento são adicionadas para produzir a referência
externa total. Como referência ativa, selecione um dos
seguintes:
A referência externa
•
A referência predenida
•
O setpoint
•
A soma de todos os 3 acima
•
A referência pode ser graduada.
A referência graduada é calculada da seguinte forma:
Referência = X + X ×
Onde X é a referência externa, a referência predenida ou
a soma delas e Y é parâmetro 3-14 Referência Relativa Pré-
-denida em [%].
Se Y, parâmetro 3-14 Referência Relativa Pré-denida, está
congurado para 0%, a escala não afeta a referência.
Referência Remota
Uma referência remota é composta pelo seguinte (consulte
O tratamento de feedback pode ser congurado para
trabalhar com aplicações que requerem controle avançado,
como no caso de setpoints múltiplos e feedbacks de tipos
múltiplos (consulte Ilustração 2.13.
Três tipos de controle são comuns.
Zona única, setpoint único
Este tipo do controle é uma
básico. O setpoint 1 é adicionado a qualquer outra
referência (se houver) e o sinal de feedback é selecionado.
Multizonas, setpoint único
Este tipo de controle usa 2 ou 3 sensores de feedback, mas
somente um setpoint. O feedback pode ser adicionado,
subtraído ou ter o valor médio calculado. Além disso, é
possível utilizar o valor máximo ou mínimo. O setpoint 1 é
utilizado exclusivamente nesta conguração.
Multizonas, setpoint/feedback
O par setpoint/feedback com a maior diferença controlará
a velocidade do conversor de frequência. As tentativas
máximas em manter todas as zonas nos/ou abaixo de seus
conguração de feedback
respectivos setpoints, enquanto que as tentativas mínimas
em manter todas as zonas em/ou acima de seus
respectivos setpoints.
Exemplo
Uma aplicação de 2 zonas e 2 setpoints. O setpoint da
zona 1 é 15 bar e o feedback é 5,5 bar. O setpoint da Zona
2 está em 4,4 bar e o feedback em 4,6 bar. Se o máximo
estiver selecionado, o setpoint e o feedback da zona 2 são
enviados para o controlador PID, pois tem a menor
diferença (o feedback é maior que o setpoint, resultando
em uma diferença negativa). Se mínimo estiver
selecionado, o setpoint e o feedback da zona 1 são
enviados para o controlador PID, pois tem a maior
diferença (o feedback é menor que o setpoint, resultando
em uma diferença positiva).
22
Ilustração 2.13 Diagrama de Blocos de Processamento de Sinal de Feedback
Em algumas aplicações, é útil converter o sinal de
feedback. Um exemplo é usar um sinal de pressão para
22
fornecer feedback do uxo. Uma vez que a raiz quadrada
da pressão é proporcional à vazão, essa raiz quadrada
produz um valor que é proporcional à vazão, consulte
Ilustração 2.14.
Ilustração 2.14 Conversão de Feedback
2.5 Funções operacionais automatizadas
Os recursos operacionais automatizados cam ativos assim
que o conversor de frequência estiver operando. A maioria
deles não requerem programação ou setup. Entender que
esses recursos estão presentes pode otimizar um projeto
de sistema e, possivelmente, evitar introduzir componentes
ou funcionalidade redundante.
Para obter detalhes sobre qualquer setup necessário,
particularmente parâmetros do motor, consulte o guia deprogramação.
O conversor de frequência possui uma série de funções de
proteção integradas para proteger o conversor e o motor
quando em funcionamento.
AVISO!
Para assegurar que está em conformidade com o IEC
60364 para CE ou NEC 2009 para UL, é obrigatório o uso
de fusíveis e/ou disjuntores.
2.5.2 Proteção de sobretensão
Sobretensão gerada pelo motor
Quando o motor atuar como gerador, a tensão do
barramento CC aumenta. Esse comportamento ocorre nas
seguintes situações:
A carga aciona o motor (em frequência de saída
•
constante do conversor de frequência), por
exemplo, a carga gera energia.
Durante a desaceleração (desaceleração) com
•
momento de inércia alto, baixo atrito e tempo de
desaceleração muito curto para a energia ser
dissipada como perda no conversor de
frequência, no motor e na instalação.
conguração incorreta da compensação de
A
•
escorregamento pode causar maior tensão no
barramento CC.
Força Contra Eletro Motriz da operação do motor
•
PM. Se houver parada por inércia em alta rpm, a
Força Contra Eletro Motriz do motor PM pode
exceder potencialmente a tolerância de tensão
máxima do conversor de frequência e causar
danos. Para prevenir essa situação, o valor de
parâmetro 4-19 Freqüência Máx. de Saída é
limitado automaticamente por meio de um
cálculo interno baseado no valor de
parâmetro 1-40 Força Contra Eletromotriz em
1000RPM, parâmetro 1-25 Velocidade nominal do
motor e parâmetro 1-39 Pólos do Motor.
2.5.1 Proteção contra Curto Circuito
Motor (fase-fase)
O conversor de frequência é protegido contra curtos
circuitos no lado do motor por meio da medição de
corrente em cada uma das fases do motor ou no
barramento CC. Um curto circuito entre duas fases de saída
causa uma sobrecarga de corrente no inversor. O inversor é
desligado quando a corrente de curto circuito ultrapassa o
valor permitido (Alarme 16 Bloqueio por Desarme).
Lado da rede elétrica
Um conversor de frequência que funciona corretamente
limita a corrente que pode retirar da alimentação. Use
fusíveis e/ou disjuntores no lado da alimentação como
proteção em caso de falha de componente interno do
conversor de frequência (primeira falha). Consulte
capétulo 7.8 Fusíveis e Disjuntores para obter mais
informações.
Para evitar excesso de velocidade (por exemplo, devido a
efeitos rotação livre em excesso ou uxo de água
descontrolado), equipe o conversor de frequência com
um resistor do freio.
A sobretensão pode ser manipulada usando uma função
de frenagem (parâmetro 2-10 Função de Frenagem) ou
usando controle de sobretensão (parâmetro 2-17 Controle
de Sobretensão).
Controle de sobretensão (OVC)
O OVC reduz o risco de desarme do conversor de
frequência devido a sobretensão no barramento CC. Isto é
conseguido por estender automaticamente o tempo de
desaceleração.
AVISO!
O OVC pode ser ativado por motores PM (PM VVC+).
AVISO!
Visão Geral do ProdutoGuia de Design
2.5.3 Detecção de fase ausente de motor
A função fase ausente de motor (parâmetro 4-58 Função deFase do Motor Ausente) está ativada por padrão para evitar
danos no motor em caso de fase ausente de motor. A
conguração padrão é 1.000 ms, mas pode ser ajustada
para uma detecção mais rápida.
2.5.4 Detecção de desbalanceamento de
fases de rede elétrica
A operação em condições de desbalanceamento de rede
crítico reduz a vida útil do motor. Se o motor for operado
continuamente próximo da carga nominal, as condições
são consideradas severas. A conguração padrão desarma
o conversor de frequência no caso de desbalanceamento
de rede (parâmetro 14-12 Função no Desbalanceamento daRede).
2.5.5 Chaveamento na Saída
É permitido adicionar uma chave à saída entre o motor e o
conversor de frequência. É possível que apareçam
mensagens de falha. Para capturar um motor em rotação,
ative o ying start.
2.5.6 Proteção de Sobrecarga
Limite de torque
O recurso de limite de torque protege o motor contra
sobrecarga, independentemente da velocidade. O limite de
torque é controlado em parâmetro 4-16 Limite de Torque do
Modo Motor ou parâmetro 4-17 Limite de Torque do Modo
Gerador e o tempo antes do desarme da advertência dolimite de torque é controlado em parâmetro 14-25 Atraso
do Desarme no Limite de Torque.
Limite de Corrente
O limite de corrente é controlado no parâmetro 4-18 Limite
de Corrente.
Limite de velocidade
Denir limites inferior e superior da faixa de velocidade
operacional usando um ou mais dos seguintes parâmetros:
Parâmetro 4-11 Lim. Inferior da Veloc. do Motor
•
[RPM].
Parâmetro 4-12 Lim. Inferior da Veloc. do Motor [Hz]
•
e parâmetro 4-13 Lim. Superior da Veloc. do Motor
[RPM].
Parâmetro 4-14 Motor Speed High Limit [Hz].
•
Por exemplo, a faixa de velocidade operacional pode ser
denida como entre 30 e 50/60 Hz.
Parâmetro 4-19 Freqüência Máx. de Saída limita a velocidade
de saída máxima que o conversor de frequência pode
fornecer.
ETR
O ETR é um recurso eletrônico que simula um relé
bimetálico com base em medições internas. A característica
está mostrada em Ilustração 2.15.
Limite de tensão
Quando um determinado nível de tensão predenido é
atingido, o conversor de frequência desliga para proteger
os transistores e os capacitores do barramento CC.
Sobretemperatura
O conversor de frequência possui sensores de temperatura
integrados e reage imediatamente a valores críticos por
meio dos limites codicados no hardware.
2.5.7 Derating Automático
O conversor de frequência verica constantemente os
níveis críticos:
Alta temperatura no cartão de controle ou no
•
dissipador de calor
Carga do motor alta
•
Alta tensão do barramento CC
•
Velocidade do motor baixa
•
Como resposta a um nível crítico, o conversor de
frequência ajusta a frequência de chaveamento. Para
temperaturas internas altas e velocidade do motor baixa,
os conversores de frequência também podem forçar o
padrão PWM para SFAVM.
AVISO!
O derating automático é diferente quando
parâmetro 14-55 Filtro de Saída estiver programado para
[2] Filtro de Onda Senoidal Fixado.
2.5.8 Otimização Automática de Energia
A otimização automática de energia (AEO) orienta o
conversor de frequência para monitorar a carga do motor
continuamente e ajustar a tensão de saída para maximizar
a eciência. Sob carga leve, a tensão é reduzida e a
corrente do motor é minimizada. O motor é beneciado
por:
Maior eciência.
•
Aquecimento reduzido.
•
Operação mais silenciosa.
•
Não há necessidade de selecionar uma curva V/Hz porque
o conversor de frequência ajusta automaticamente a
O conversor de frequência gera pulsos elétricos curtos para
formar um padrão de onda CA. A frequência de
chaveamento é a taxa desses pulsos. Uma frequência de
chaveamento baixa (taxa de pulso baixa) causa ruído
audível no motor, tornando preferível uma frequência de
chaveamento mais alta. Uma frequência de chaveamento
alta, no entanto, gera calor no conversor de frequência, o
que pode limitar a quantidade de corrente disponível ao
motor.
A modulação de frequência de chaveamento automática
regula essas condições automaticamente para fornecer a
frequência de chaveamento mais alta sem causar sobreaquecimento ao conversor de frequência. Fornecendo uma
frequência de chaveamento alta regulada, isso silencia o
ruído de operação do motor em velocidades baixas
quando o controle de ruído for crítico e produz potência
de saída total para o motor quando for necessário.
2.5.10 Derating automático para frequência
de chaveamento alta
Um motor tentando acelerar uma carga muito rapidamente
para a corrente disponível pode causar o desarme do
conversor de frequência. O mesmo é verdadeiro para uma
desaceleração muito rápida. A rampa automática protege
contra essas situações estendendo a taxa de rampa do
motor (aceleração ou desaceleração) para corresponder
com a corrente disponível.
2.5.13 Circuito de limite de corrente
Quando uma carga exceder a capacidade da corrente de
operação normal do conversor de frequência (de um
conversor ou motor subdimensionado), o limite de
corrente reduz a frequência de saída para desacelerar o
motor e reduzir a carga. Um temporizador ajustável está
disponível para limitar a operação nessa condição durante
60 s ou menos. O limite padrão da fábrica é 110% da
corrente nominal do motor para minimizar a tensão da
sobrecarga de corrente.
2.5.14 Desempenho de utuação de
potência
O conversor de frequência foi projetado para a operação
de carga total contínua em frequências de chaveamento
entre 3,0 e 4,5 kHz (essa faixa de frequência depende do
tamanho da potência. Uma frequência de chaveamento
superior à faixa permissível máxima gera mais calor no
conversor de frequência e exige a redução da corrente de
saída.
Um recurso automático do conversor de frequência é o
controle da frequência de chaveamento dependente da
carga. Esse recurso permite ao motor ser beneciado com
a frequência de chaveamento mais alta permitida pela
carga.
2.5.11 Derating automático para
superaquecimento
O derating de superaquecimento automático funciona para
evitar o desarme do conversor de frequência em alta
temperatura. Os sensores de temperatura interna medem
as condições para proteger os componentes de potência
de superaquecimento. O conversor pode reduzir automaticamente a frequência de chaveamento para manter sua
temperatura operacional dentro dos limite de segurança.
Após a redução da frequência de chaveamento, o
conversor de frequência também pode reduzir a frequência
de saída e a corrente em até 30% para evitar um desarme
por superaquecimento.
O conversor de frequência resiste às utuações da rede
elétrica, como:
Transientes.
•
Quedas momentâneas.
•
Quedas de tensão curtas.
•
Surtos.
•
O conversor de frequência compensa automaticamente
para tensões de entrada de ± 10% da nominal para
fornecer torque e tensão nominal do motor total. Com a
nova partida automática selecionada, o conversor de
frequência é energizado automaticamente após um
desarme da tensão. Com o ying start, o conversor de
frequência sincroniza a rotação do motor antes da partida.
2.5.15 Motor de partida suave
O conversor de frequência fornece a quantidade correta de
corrente para o motor para superar a inércia da carga e
fazer o motor adquirir velocidade. Isso evita que a tensão
de rede total seja aplicada a um motor parado ou em
funcionamento lento, o que gera uma corrente alta e calor.
Este recurso de partida suave herdado reduz a carga
térmica e o estresse mecânico, prolonga a vida útil do
motor e fornece uma operação do sistema mais silenciosa.
Eliminar o ruído de ressonância do motor de alta
frequência por meio de amortecimento de ressonância.
Está disponível o amortecimento de frequência selecionado
manualmente ou automaticamente.
2.5.17 Ventiladores controlados por
temperatura
Sensores no conversor de frequência controlam a
temperatura do ventiladores de resfriamento interno.
Frequentemente, os ventiladores de resfriamento não
funcionam durante a operação com carga baixa ou quando
estiver no sleep mode ou em espera. Isso reduz o ruído,
aumenta eciência e prolonga a vida operacional do
ventilador.
2.5.18 Conformidade com o EMC
A Interferência eletromagnética (EMI) ou a interferência de
radiofrequência (RFI, no caso de frequência de rádio) é um
distúrbio que pode afetar um circuito elétrico devido a
indução eletromagnética ou radiação ou de uma fonte
externa. O conversor de frequência foi projetado para
atender a norma para produtos de EMC para conversores
de frequência IEC 61800-3 e também com a norma
europeia EN 55011. Para estar em conformidade com os
níveis de emissões da EN 55011, o cabo de motor deve ser
adequadamente terminado e blindado. Para obter mais
informações sobre o desempenho de EMC, consulte
capétulo 3.2.2 Resultados de teste de EMC (Emissão).
Os componentes que formam a isolação galvânica são:
Fonte de alimentação, incluindo isolação de sinal.
•
Drive do gate para os IGBTs, acionador, transfor-
•
madores e acopladores opto.
Os transdutores de efeito Hall de corrente de
•
saída.
2.6 Funções de aplicação personalizada
Recursos de aplicação personalizados são os recursos mais
comuns programados no conversor de frequência para
desempenho melhorado do sistema. Eles exigem o mínimo
de programação ou conguração. Saber que essas funções
estão disponíveis pode otimizar o projeto do sistema e
possivelmente evitar a introdução de componentes ou
funcionalidades redundantes. Consulte o guia deprogramação para obter instruções sobre a ativação dessas
funções.
2.6.1 Adaptação Automática do Motor
A Adaptação Automática do Motor (AMA) é um
procedimento de teste automatizado usado para medir as
características do motor. A AMA fornece um modelo
eletrônico preciso do motor. Isso permite que o conversor
de frequência calcule o desempenho ideal e a eciência do
motor. Realizar o procedimento AMA também maximiza o
recurso de otimização de energia automática do conversor
de frequência. A AMA é realizada sem o motor em rotação
e sem desacoplar a carga do motor.
2.6.2 Proteção Térmica do Motor
22
2.5.19 Medição de corrente em todas as
três fases do motor
A corrente de saída para o motor é continuamente medida
em todas as 3 fases para proteger o conversor de
frequência contra curtos circuitos, falhas de aterramento e
perda de fase. As falhas de aterramento de saída são
detectada instantaneamente. Se uma das fases do motor
for perdida, o conversor de frequência para imediatamente
e reporta qual fase está ausente.
2.5.20 Isolação galvânica dos terminais de
controle
Todos os terminais de controle e terminais de relé de saída
são isolados galvanicamente da energia da rede elétrica.
Isso signica que os circuitos do controlador são completamente protegidos da corrente de entrada. Os terminais
do relé de saída requerem seus próprios aterramentos. Esse
isolamento atende aos requisitos de proteção rígidos de
tensão ultrabaixa (PELV) de isolamento.
A proteção térmica do motor pode ser fornecida de três
maneiras:
Por meio de detecção direta de temperatura por
•
meio do sensor PTC nos enrolamentos do motor
e conectado em um AI ou DI padrão.
Interruptor térmico mecânico (tipo Klixon) em um
•
DI.
Via o relé térmico eletrônico (ETR) integrado para
•
motores assíncronos.
O ETR calcula a temperatura do motor medindo a corrente,
a frequência e o tempo de operação. O conversor de
frequência exibe a carga térmica no motor em
porcentagem e pode emitir uma advertência em um
setpoint de sobrecarga programável.
As opções programáveis na sobrecarga permitem ao
conversor de frequência parar o motor, reduzir a saída ou
ignorar a condição. Mesmo em velocidades baixas, o
conversor de frequência atende os padrões de sobrecarga
do motor eletrônica I2t Classe 20.
Essa seleção permite assumir o controle de um motor
girando livremente devido a uma queda da rede elétrica.
22
Essa opção é relevante para centrífugas e ventiladores.
Backup cinético
Essa seleção assegura que o conversor de frequência
funciona enquanto houver energia no sistema. Em queda
da rede elétrica curta, a operação é restaurada após o
retorno da rede elétrica, sem interromper a aplicação ou
perder controle em nenhum momento. Diversas variantes
de backup cinético podem ser selecionadas.
O comportamento do conversor de frequência na queda
da rede elétrica pode ser congurado em
parâmetro 14-10 Falh red elétr e parâmetro 1-73 Flying Start.
Ilustração 2.15 Características ETR
O eixo X no Ilustração 2.15 mostra a relação entre I
I
nominal. O eixo Y exibe o tempo em segundos antes
motor
motor
e
de o ETR desativar e desarmar o conversor de frequência.
As curvas mostram a velocidade nominal característica, no
dobro da velocidade nominal e em 0,2 x a velocidade
nominal.
Em velocidade menor, o ETR desativa em um valor de
aquecimento menor devido ao resfriamento menor do
motor. Desse modo, o motor é protegido de car superaquecido, mesmo em velocidade baixa. O recurso do ETR
calcula a temperatura do motor com base na corrente e
velocidade reais. A temperatura calculada ca visível como
um parâmetro de leitura em parâmetro 16-18 TérmicoCalculado do Motor.
2.6.3 Queda da Rede Elétrica
Durante uma queda da rede elétrica, o conversor de
frequência continua funcionando até a tensão no
barramento CC cair abaixo do nível mínimo de parada. O
nível mínimo de parada normalmente é 15% abaixo da
tensão de alimentação nominal mais baixa. A tensão de
rede, antes da queda e da carga do motor determina
quanto tempo o conversor de frequência levará para fazer
parada por inércia.
AVISO!
A parada por inércia é recomendada para compressores,
uma vez que a inércia é muito baixa para ying start na
maioria das situações.
2.6.4 Controladores PID incorporados
Os quatro controladores proporcionais, integrais,
derivativos (PID) integrados eliminam a necessidade de
dispositivos de controle auxiliares.
Um dos controladores PID mantém controle constante dos
sistemas de malha fechada em que pressão, temperatura e
uxo regulados ou outros requisitos do sistema são
mantidos. O conversor de frequência pode fornecer
controle autoconante da velocidade do motor em
resposta aos sinais de feedback de sensores remotos. O
conversor de frequência acomoda dois sinais de feedback
de dois dispositivos diferentes. Esse recurso permite regular
um sistema com diferentes requisitos de feedback. O
conversor de frequência toma decisões de controle
comparando os 2 sinais para otimizar o desempenho do
sistema.
Use os 3 controladores adicionais e independentes para
controlar outros equipamentos de processo, como bombas
de alimentação química, válvula de controle ou para
aeração com diferentes níveis.
O conversor de frequência pode ser congurado
(parâmetro 14-10 Falh red elétr) para diferentes tipos de
comportamento durante a queda da rede elétrica,
O conversor de frequência pode ser programado para
reiniciar o motor automaticamente após um desarme de
pouca gravidade, como utuação ou perda de energia
momentânea. Esse recurso elimina a necessidade de reset
manual e melhora a operação automatizada de sistemas
controlados remotamente. O número de tentativas de
novas partidas, bem como a duração entre as tentativas
pode ser limitada.
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