Danfoss FC 103 Design guide [pt]

MAKING MODERN LIVING POSSIBLE

Guia de Design

VLT® Refrigeration Drive FC 103

1,1–90 kW

vlt-drives.danfoss.com

Índice	Guia de Design

Índice

1 Introdução	7
1.1 Objetivo do Guia de Design	7
1.2 Organização	7
1.3 Recursos adicionais	7
1.4 Abreviações, Símbolos e Convenções	8
1.5 Símbolos de Segurança	9
1.6 De„nições	9
1.7 Versão do Software e do Documento	10
1.8 Aprovações e certi„cações	10
1.8.1 Marcação CE	10
1.8.1.1 Diretiva de Baixa Tensão	10
1.8.1.2 Diretiva EMC	10
1.8.1.3 Diretiva de maquinaria	11
1.8.1.4 Diretiva ErP	11
1.8.2 Em conformidade com C-tick	11
1.8.3 Em conformidade com o UL	11
1.8.4 Conformidade marítima (ADN)	11
1.8.5 Exportar as normas de controle	12
1.9 Segurança	12
1.9.1 Princípios gerais de segurança	12
2 Visão Geral do Produto	14
2.1 Introdução	14
2.2 Descrição da Operação	17
2.3 Sequência de Operação	18
2.3.1 Seção do Reti„cador	18
2.3.2 Seção Intermediária	18
2.3.3 Seção do Inversor	18
2.4 Estruturas de Controle	18
2.4.1 Estrutura de Controle Malha Aberta	18
2.4.2 Estrutura de Controle, Malha Fechada	19
2.4.3 Controles Local (Hand On - Manual Ligado) e Remoto (Auto On - Automático Li-
gado)	20
2.4.4 Tratamento da Referência	21
2.4.5 Tratamento do Feedback	23
2.5 Funções operacionais automatizadas	24
2.5.1 Proteção contra Curto Circuito	24
2.5.2 Proteção de sobretensão	24
2.5.3 Detecção de fase ausente de motor	25

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Índice

VLT® Refrigeration Drive FC 103

2.5.4 Detecção de desbalanceamento de fases de rede elétrica	25
2.5.5 Chaveamento na Saída	25
2.5.6 Proteção de Sobrecarga	25
2.5.7 Derating Automático	25
2.5.8 Otimização Automática de Energia	25
2.5.9 Modulação da frequência de chaveamento automática	26
2.5.10 Derating automático para frequência de chaveamento alta	26
2.5.11 Derating automático para superaquecimento	26
2.5.12 Rampa automática	26
2.5.13 Circuito de limite de corrente	26
2.5.14 Desempenho de ‰utuação de potência	26
2.5.15 Motor de partida suave	26
2.5.16 Amortecimento de ressonância	27
2.5.17 Ventiladores controlados por temperatura	27
2.5.18 Conformidade com o EMC	27
2.5.19 Medição de corrente em todas as três fases do motor	27
2.5.20 Isolação galvânica dos terminais de controle	27
2.6 Funções de aplicação personalizada	27
2.6.1 Adaptação Automática do Motor	27
2.6.2 Proteção Térmica do Motor	27
2.6.3 Queda da Rede Elétrica	28
2.6.4 Controladores PID incorporados	28
2.6.5 Nova Partida Automática	28
2.6.6 Flying Start	29
2.6.7 Torque total em velocidade reduzida	29
2.6.8 Bypass de frequência	29
2.6.9 Pré-aquecimento do Motor	29
2.6.10 Quatro setups programáveis	29
2.6.11 Frenagem CC	29
2.6.12 Sleep Mode	29
2.6.13 Funcionamento permissivo	29
2.6.14 Smart Logic Control (SLC)	29
2.6.15 Função Safe Torque O‹	31
2.7 Funções de falha, advertência e alarme	31
2.7.1 Operação no superaquecimento	31
2.7.2 Advertência de referência alta e baixa	32
2.7.3 Advertência de feedback alto e baixo	32
2.7.4 Desbalanceamento da tensão de alimentação ou perda de fase	32
2.7.5 Advertência de alta frequência	32
2.7.6 Advertência de baixa frequência	32

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Índice	Guia de Design

2.7.7 Advertência de alta corrente	32
2.7.8 Advertência de corrente baixa	32
2.7.9 Advertência de correia partida/sem carga	32
2.7.10 Interface serial perdida	32
2.8 Interfaces do usuário e programação	32
2.8.1 Painel de Controle Local	33
2.8.2 Software de PC	33
2.8.2.1 Software de Setup MCT 10	34
2.8.2.2 MCT 31 Software de Cálculo de Harmônicas VLT®	34
2.8.2.3 Software de Cálculo de Harmônicas (HCS)	34
2.9 Manutenção	34
2.9.1 Armazenagem	34

3 Integração de Sistemas	35
3.1 Condições Operacionais Ambiente	36
3.1.1 Umidade	36
3.1.2 Temperatura	36
3.1.3 Resfriamento	36
3.1.4 Sobretensão Gerada pelo Motor	37
3.1.5 Ruído Acústico	37
3.1.6 Vibração e Choque	37
3.1.7 Atmosferas agressivas	37
3.1.8 De„nições de características nominais de IP	38
3.1.9 Interferência de Radiofrequência	39
3.1.10 Conformidade de isolação galvânica e PELV	39
3.2 Proteção de EMC, harmônicas e de fuga para o terra	40
3.2.1 Aspectos Gerais das Emissões EMC	40
3.2.2 Resultados de teste de EMC (Emissão)	42
3.2.3 Requisitos de Emissão	43
3.2.4 Requisitos de Imunidade	43
3.2.5 Isolação do Motor	44
3.2.6 Correntes de Mancal do Motor	44
3.2.7 Harmônicas	45
3.2.8 Corrente de fuga para o terra	47
3.3 E„ciência no uso da energia	49
3.3.1 Classes IE e IES	50
3.3.2 Dados de perda de energia e dados de e„ciência	50
3.3.3 Perdas e e„ciência de um motor	51
3.3.4 Perdas e e„ciência de um sistema de drive de potência	51
3.4 Integração com a rede elétrica	51

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Índice

VLT® Refrigeration Drive FC 103

3.4.1 Con„gurações de rede elétrica e efeitos de EMC	51
3.4.2 Interferência de rede elétrica de baixa frequência	52
3.4.3 Análise de interferência de rede elétrica	53
3.4.4 Opções para redução da interferência de rede elétrica	53
3.4.5 Interferência de Radiofrequência	53
3.4.6 Classi„cação do local de operação	53
3.4.7 Uso com fonte de entrada isolada	54
3.4.8 Correção do Fator de Potência	54
3.4.9 Atraso da potência de entrada	54
3.4.10 Transientes da rede	54
3.4.11 Operação com um gerador de espera	55
3.5 Integração do motor	55
3.5.1 Considerações na seleção do motor	55
3.5.2 Filtros dU/dt e de onda senoidal	55
3.5.3 Aterramento correto do motor	56
3.5.4 Cabos de Motor	56
3.5.5 Blindagem do cabo de motor	56
3.5.6 Conexão de Vários Motores	56
3.5.7 Proteção Térmica do Motor	58
3.5.8 Contator de saída	58
3.5.9 E„ciência no uso da energia	58
3.6 Entradas e saídas adicionais	60
3.6.1 Esquemático de „ação	60
3.6.2 Ligações do Relé	61
3.6.3 Conexão Elétrica Compatível com EMC	62
3.7 Planejamento mecânico	63
3.7.1 Espaço livre	63
3.7.2 Montagem em Parede	63
3.7.3 Acesso	64
3.8 Opcionais e Acessórios	64
3.8.1 Opcionais de Comunicação	67
3.8.2 Opcionais de Entrada/Saída, Feedback e Segurança	67
3.8.3 Filtros de onda senoidal	67
3.8.4 Filtros dU/dt	67
3.8.5 Filtros de Harmônicas	67
3.8.6 Kit de gabinete metálico IP21/NEMA Tipo 1	68
3.8.7 Filtros de modo comum	70
3.8.8 Kit para Montagem Remota do LCP	70
3.8.9 Quadro de montagem para gabinetes metálicos tamanhos A5, B1, B2, C1 e C2	71
3.9 Interface Serial RS485	72

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Índice	Guia de Design

3.9.1 Visão Geral	72
3.9.2 Conexão de Rede	73
3.9.3 Terminação do Bus Serial da RS485	73
3.9.4 Cuidados com EMC	73
3.9.5 Visão Geral do Protocolo Danfoss FC	74
3.9.6 Con„guração de Rede	74
3.9.7 Estrutura do Enquadramento de Mensagem do Protocolo Danfoss FC	74
3.9.8 Exemplos de Protocolo Danfoss FC	78
3.9.9 Protocolo do Modbus RTU	79
3.9.10 Estrutura do Enquadramento de Mensagem do Modbus RTU	80
3.9.11 Acesso a Parâmetros	83
3.9.12 Per„l de Controle do Drive do CF	84
3.10 Lista de veri„cação de design do sistema	91

4 Exemplos de Aplicações	93
4.1 Exemplos de Aplicações	93
4.2 Recursos de aplicação selecionada	93
4.2.1 SmartStart	93
4.2.2 Partida/Parada	94
4.2.3 Parada/Partida por Pulso	94
4.2.4 Referência do Potenciômetro	95
4.3 Exemplos de Setup de Aplicações	95
5 Condições Especiais	101
5.1 Derating	101
5.2 Derating Manual	101
5.3 Derating de cabos de motor longos ou cabos com seção transversal maior	102
5.4 Derating para a Temperatura Ambiente	102
6 Código do Tipo e Seleção	107
6.1 Solicitação de pedido	107
6.1.1 Introdução	107
6.1.2 Código do Tipo	107
6.2 Opcionais, Acessórios e Peças de Reposição	108
6.2.1 Códigos de Compra: Opcionais e Acessórios	108
6.2.2 Códigos de Compra: Filtros de Harmônicas	110
6.2.3 Códigos de Compra: Módulos do Filtro de Onda Senoidal, 200-480 V CA	110
6.2.4 Códigos de Compra: Módulos do Filtro de Onda Senoidal, 525-600/690 V CA	111
6.2.5 Filtros de Harmônicas	112
6.2.6 Filtros de onda senoidal	114
6.2.7 Filtros dU/dt	116

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Índice

VLT® Refrigeration Drive FC 103

6.2.8 Filtros de Modo Comum

117

7 Especi†cações	118
7.1 Dados Elétricos	118
7.1.1 Alimentação de Rede Elétrica 3x200–240 V CA	118
7.1.2 Alimentação de rede elétrica 3x380-480 V CA	120
7.1.3 Alimentação de Rede Elétrica 3x525–600 V CA	122
7.2 Alimentação de Rede Elétrica	124
7.3 Saída do Motor e dados do motor	124
7.4 Condições ambiente	125
7.5 Especi„cações de Cabo	125
7.6 Entrada/Saída de controle e dados de controle	126
7.7 Torque de Aperto de Conexão	129
7.8 Fusíveis e Disjuntores	129
7.9 Valor Nominal da Potência, Peso e Dimensões	135
7.10 Teste dU/dt	136
7.11 Características nominais de ruído acústico	138
7.12 Opcionais Selecionados	138
7.12.1 Módulo de E/S de Uso Geral MCB 101 do VLT®	138
7.12.2 Placa de relé MCB 105 do VLT®	139
7.12.3 Cartão de Relé Estendido MCB 113 do VLT®	140
8 Apêndice - Desenhos Selecionados	143
8.1 Desenhos de Conexão de Rede Elétrica	143
8.2 Desenhos de Conexão do Motor	146
8.3 Desenhos de Terminal de Relé	148
8.4 Orifícios para Entrada de Cabos	149
Índice	153

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Introdução Guia de Design

1 Introdução	1	1

1.1 Objetivo do Guia de Design

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 e„ciência ótimas.

VLT® é marca registrada.

1.2 Organização

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 7 Especi…cações: Uma compilação dos dados técnicos em formatos grá„cos 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

1.3Recursos 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.

•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.

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.

AVISO!

Há equipamento opcional disponível que pode alterar algumas das informações descritas nestas publicações. Certi†que-se de veri†car as instruções fornecidas com os opcionais para saber os requisitos especí†cos.

Entre em contato com um fornecedor Danfoss ou acesse www.danfoss.com para obter mais informações.

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Introdução

VLT® Refrigeration Drive FC 103

1	1		1.4 Abreviações, Símbolos e Convenções
			AVM de 60°	60° modulação vetorial assíncrona
			A	Ampère/AMP
			CA	Corrente alternada
			AD	Descarga aérea
			AEO	Otimização automática de energia
			AI	Entrada analógica
			AMA	Adaptação automática do motor
			AWG	American wire gauge
			°C	Graus centígrados
			CD	Descarga constante
			CDM	Módulo do drive completo: o conversor de
				frequência, seção de alimentação e auxiliares
			CM	Modo comum
			TC	Torque constante
			CC	Corrente contínua
			DI	Entrada digital
			DM	Módulo diferencial
			TIPO D	Depende do drive
			EMC	Compatibilidade eletromagnética
			FEM Força	Força eletromotriz
			Eletro Motriz
			ETR	Relé térmico eletrônico
			fJOG	Frequência do motor quando a função de jog
				estiver ativada.
			fM	Frequência do motor
			fMAX	A frequência de saída máxima do conversor de
				frequência aplica-se à sua saída.
			fMIN	A frequência do motor mínima do conversor de
				frequência
			fM,N	Frequência do motor nominal
			FC	Conversor de frequência
			g	Gramme
			Hiperface®	Hiperface® é marca registrada da Stegmann
			HO	Sobrecarga Alta
			hp	Cavalos de força
			HTL	Encoder HTL (10-30 V) pulsos - Transistor lógico
				de alta tensão
			Hz	Hertz
			IINV	Corrente nominal de saída do inversor
			ILIM	Limite de Corrente
			IM,N	Corrente nominal do motor
			IVLT,MAX	Corrente de saída máxima
			IVLT,N	Corrente de saída nominal fornecida pelo
				conversor de frequência
			kHz	kiloHertz
			LCP	Painel de controle local
			lsb	O bit menos signi„cativo
			m	Metro
			mA	Miliampère
			MCM	Mille circular mil
			MCT	Motion Control Tool
			mH	Indutância em milli Henry

mm	Milímetro
ms	Milissegundo
msb	O bit mais signi„cativo
ηVLT	E„ciência do conversor de frequência de„nida
	como a relação entre a potência de saída e a
	potência de entrada.
nF	Capacitância em nano Farad
NLCP	Painel de controle local numérico
Nm	Newton metro
NO	Sobrecarga normal
ns	Velocidade do motor síncrono
Parâmetros	As alterações nos parâmetros online são ativadas
Online/	imediatamente após o valor dos dados ser
O’ine	alterado.
Pbr,cont.	Potência nominal do resistor de frenagem
	(potência média durante frenagem contínua).
PCB	Placa de circuito Impresso
PCD	Dados do processo
PDS	Sistema de drive de potência: um CDM e um
	motor
PELV	Tensão extra baixa protetiva
Pm	Potência de saída nominal do conversor de
	frequência como sobrecarga alta (HO).
PM,N	Potência do motor nominal
Motor PM	Motor de ímã permanente
PID de	O regulador do PID (Diferencial Integrado Propor-
processo	cional) que mantém a velocidade, pressão,
	temperatura etc.
Rbr,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
Regen	Terminais regenerativos
Rmin	Valor do resistor de frenagem mínimo permissível
	por conversor de frequência
RMS	Raiz quadrada média
RPM	Rotações por minuto
Rrec	Resistência recomendada do resistor do freio de
	Danfoss resistores do freio
s	Segundo
SFAVM	Modulação vetorial assíncrona orientada a ‰uxo
	do estator
STW	Status Word
SMPS	Fonte de alimentação com modo de comutação
THD	Distorção harmônica total
TLIM	Limite de torque
TTL	Pulsos do encoder TTL (5 V) - lógica de transistor
UM,N	Tensão do motor nominal
V	Volts
VT	Torque variável
VVC+	Controle vetorial de tensão plus

Tabela 1.1 Abreviações

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Introdução	Guia de Design

Convenções

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 con„guração padrão de um parâmetro.

1.5Símbolos 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 De„nições

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 con„guração 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						1	1
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.
ϕ	P			Uλ x Iλ x	ϕ
	P	kW		Iλ
				Uλ x	cos
Cosphi é conhecido também como fator de potência de
cos =		kVA	=

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 IRMS para o 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 de„nidas pelo usuário que é executada quando os eventos associados de„nidos 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:

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Introdução

VLT® Refrigeration Drive FC 103

1	1	•	Acionamento do reset ou
		•	Programar o conversor de frequência para reset
			automático

Não use o desarme para segurança pessoal.

Bloqueio por desarme

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.

Edição	Observações	Versão do software
MG16G2xx	Substitui MG16G1xx	1.4x

Tabela 1.2 Versão do Software e do Documento

1.8 Aprovações e certi„cações

Os conversores de frequência são projetados em conformidade com as diretivas descritas nesta seção.

AVISO!

A marcação CE não regula a qualidade do produto. Especi†cações 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 UE	Versão
Diretiva de Baixa Tensão	2014/35/EU
Diretiva EMC	2014/30/EU
Diretiva de maquinaria1)	2014/32/EU
Diretiva ErP	2009/125/EC
Diretiva ATEX	2014/34/EU
Diretiva RoHS	2002/95/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.

1.8.1.1 Diretiva de Baixa Tensão

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.

Para obter mais informações sobre aprovações e certi„cados, acesse a área de download em vlt- -marine.danfoss.com/support/type-approval-certi…cates/.

1.8.1 Marcação CE

Ilustração 1.1 CE

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.

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.

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1.8.1.3 Diretiva de maquinaria

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 classi„cados 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 e„ciência 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

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 especi„cados no EN/IEC 61800-3.

Uma declaração de conformidade pode ser fornecida mediante solicitação.

1.8.3 Em conformidade com o UL	1	1
UL listados

Ilustração 1.3 UL

AVISO!

Os conversores de frequência de 525-690 V não são certi†cados 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 do Motor.

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 classi„cadas 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.

•Veri„que quais opcionais de relé estão instalados, se houver. O único opcional de relé permitido é o Cartão de Relé Estendido VLT® MCB 113.

Acesse vlt-marine.danfoss.com/support/type-approval- -certi…cates/ para obter mais informações sobre aprovações marítimas.

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1 1

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	<![if ! IE]> <![endif]>130BD832.10	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 con„ável, armazenagem, instalação,
		operação e manutenção são necessários para a operação
		segura e sem problemas do conversor de frequência.
		Somente pessoal quali„cado tem permissão para instalar e
		operar este equipamento.
		Pessoal quali„cado é de„nido como pessoal treinado,
		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.

1

2

1, 2	Plugues do relé

Ilustração 1.4 Localização dos plugues do relé

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 classi- „cados 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.

1.9 Segurança

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 quali„cado deve instalar e operar o equipamento. Não tente realizar o serviço de manutenção sem antes remover a energia do

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 quali†cado pode resultar em morte ou lesões graves.

•Somente pessoal quali†cado deve realizar instalação, partida e manutenção.

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.

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ADVERTÊNCIA

TEMPO DE DESCARGA

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 especi†cado 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 especi†cado em Tabela 1.4.

Tensão [V]	Tempo de espera mínimo (minutos)
	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

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 certi†cado.

		1	1
	ADVERTÊNCIA

ROTAÇÃO DO MOTOR ACIDENTAL ROTAÇÃO LIVRE

A rotação acidental de motores de ímã permanente cria tensão e pode carregar a unidade, resultando em ferimentos graves, morte ou danos ao equipamento.

•Certi†que-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.

ADVERTÊNCIA

EQUIPAMENTO PERIGOSO

O contato com eixos rotativos e equipamento elétrico pode resultar em morte ou ferimentos graves.

•Assegure que somente pessoal quali†cado e treinado realize a instalação, partida inicial e manutenção.

•Garanta que os serviços elétricos estejam em conformidade com os códigos elétricos locais e nacionais.

•Siga os procedimentos deste manual.

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Visão Geral do Produto VLT® Refrigeration Drive FC 103

2 Visão Geral do Produto

2	2	2.1 Introdução	2.1.2 Economia de Energia

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 so„sticado e desempenho de relatório de status.

2.1.1Dedicação 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.

(mwg)	Hs				<![if ! IE]> <![endif]>130BD889.10
60
50
40
30
20				1650rpm
			1350rpm
10
0	100	200	300	400	(m3 /h)
(kW)	Pshaft
60
50
40				1650rpm
30
20			1350rpm	1
10
0	100	200	300	400	(m3 /h)

1 Economia de energia

Ilustração 2.1 Exemplo: Economia de Energia

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2.1.3 Exemplo de economia de energia

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, veri„ca-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 ‰uxo, da pressão e do consumo de energia na velocidade da bomba em RPM para bombas centrífugas.

Ilustração 2.2 Leis de a†nidade para bombas centrífugas

Fluxo : Q1 = n1 Q2 n2

Pressão : H1 = n1 2 H2 n2

Potência : P1 = n1 3 P2 n2

Assumindo uma e„ciência igual na faixa de velocidade.

Q=Fluxo	P=Potência
Q1=Fluxo 1	P1=Potência 1
Q2=Vazão reduzida	P2=Potência reduzida
H=Pressão	n=Regulação de velocidade
H1=Pressão 1	n1=Velocidade 1
H2=Pressão reduzida	n2=Velocidade reduzida
Tabela 2.1 Leis de a†nidade

2.1.4Exemplo com ‰uxo variante ao longo de 1 ano

Esse exemplo é calculado com base nas características da

2 2

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 ‰uxo 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.

[h]		t															<![if ! IE]> <![endif]>175HA210.11
2000
1500
1000
500
																	Q
			100			200				300				400
																[m3 /h]
t [h]				Duração de ‰uxo. Consulte também a Tabela 2.2.
Q [m3/h]				Taxa de ‰uxo

Ilustração 2.3 Distribuição de “uxo durante 1 ano (duração versus taxa de “uxo)

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		2.1.5 Controle melhorado
2	2	Use um conversor de frequência para melhorar o controle
		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.

Ilustração 2.4 Consumo de energia em velocidades diferentes

Taxa	Distribuição		Regulação por		Controle do
de			válvulas		conversor
“uxo					de frequência
	%	Duração	Potênci	Consu-	Potênc	Consu-
			a	mo	ia	mo
[m3/h]		[h]	[kW]	[kWh]	[kW]	[kWh]
350	5	438	42,51)	18,615	42,51)	18,615
300	15	1314	38,5	50,589	29,0	38,106
250	20	1752	35,0	61,320	18,5	32,412
200	20	1752	31,5	55,188	11,5	20,148
150	20	1752	28,0	49,056	6,5	11,388
100	20	1752	23,02)	40,296	3,53)	6,132
Σ	10	8760	–	275,064	–	26,801
	0

Tabela 2.2 Resultado

1)Leitura de potência no ponto A1.

2)Leitura de potência no ponto B1.

3)Leitura de potência no ponto C1.

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.

	800															<![if ! IE]> <![endif]>175HA227.10
	700
	600											4
<![if ! IE]> <![endif]>current	500
	400
<![if ! IE]> <![endif]>-load	300											3
<![if ! IE]> <![endif]>% Full
	200
												2
	100					1
	0
	0					12,5			25			37,5			50Hz
															Full load
															& speed
1	VLT® Refrigeration Drive FC 103
2	Starter estrela/delta
3	Soft starter
4	Partida diretamente na rede elétrica

Ilustração 2.5 Corrente de partida

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2.2 Descrição da Operação

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:

•Reti„cador

•Circuito do barramento CC intermediário

•Inversor

•Controle e regulagem

Ilustração 2.6 é um diagrama de blocos dos componentes internos do conversor de frequência.

Área	Título		Funções
	Banco de	•	Armazena a alimentação CC.
					2		2
5		•	Fornece proteção ride-through
	capacitores
			para perdas de energia curtas.
		•	Converte a CC em uma forma de
6	Inversor		onda CA PWM para uma saída
			variável controlada para o motor.
7	Saída para o	•	Potência de saída trifásica
	motor		regulada para o motor.
		•	Potência de entrada, proces-
			samento interno, saída e corrente
			do motor são monitorados para
			fornecer operação e controle
	Circuito de		e„cientes.
8		•
	controle		A interface do usuário e os
			comandos externos são
			monitorados e executados.
		•	A saída e o controle do status
			podem ser fornecidos.

Ilustração 2.6 Diagrama de Blocos do Conversor de Frequência

	Área	Título		Funções
		Entrada da rede	•	Alimentação de rede elétrica CA
	1			trifásica para o conversor de
		elétrica
				frequência.
			•	A ponte reti„cadora converte a
	2	Reti„cador		entrada CA para corrente CC para
				alimentação do inversor.
			•	O circuito do barramento CC
	3	Barramento CC		intermediário manipula a corrente
				CC.
			•	Filtrar a tensão do circuito CC
				intermediário.
			•	Testar a proteção do transiente de
				rede elétrica.
	4	Reatores CC	•	Reduzir a corrente RMS.
			•	Aumentar o fator de potência
				re‰etido de volta para a linha.
			•	Reduzir harmônicas na entrada CA.

2.2.1 Princípio da estrutura de controle

•O conversor de frequência reti„ca 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.

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2 2

Ilustração 2.7 Estrutura do conversor de frequência

2.3 Sequência de Operação 2.3.1 Seção do Reti„cador

Quando energia é aplicada ao conversor de frequência, ala entra através dos terminais de rede elétrica (L1, L2 e L3). Dependendo da con„guração da unidade, a energia muda para o opcional de „ltro de RFI e/ou desconexão.

2.3.2 Seção Intermediária

Após a seção do reti„cador, 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 reti„cada.

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 reti„cadores.

2.3.3 Seção do Inversor

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

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 con„guração 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.

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P 4-13

Motor speed

high limit [RPM]

Reference

handling

P 4-14

Remote

Motor speed

reference

high limit [Hz]

Remote

Auto mode

Reference

Linked to hand/auto

Hand mode

Local

P 4-11

Local

Motor speed

reference

low limit [RPM]

scaled to

RPM or Hz

P 3-13

LCP Hand on,

Reference

P 4-12

o and auto

site

Motor speed

on keys

low limit [Hz]

P 3-4* Ramp 1

P 3-5* Ramp 2

Ramp

100%	<![if ! IE]> <![endif]>130BB153.10
0%	To motor
	control

100%
-100%				P 4-10
				Motor speed
				direction

Ilustração 2.8 Diagrama de bloco do modo malha aberta

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

muitas outras opções programáveis, para o monitoramento

permite ao conversor de frequência processar a referência

externo enquanto opera de maneira independente em

do sistema e os sinais de feedback para atuar como uma

malha fechada.

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 sinal de feedback com um valor de referência de setpoint e determina o erro, se houver, entre esses dois sinais. Para corrigir este erro, o PID ajusta 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.

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.

Outros recursos programáveis incluem:

•Regulagem de inversão - a velocidade do motor 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.

2 2

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2.4.3 Controles Local (Hand On - Manual
	Ligado) e Remoto (Auto On -
2 2	Automático Ligado)

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 con†guração

A referência ativa é uma referência local ou uma referência remota. Uma referência remota é a con„guração padrão.

•Para usar a referência local, con„gure 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, con„gure 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 con„guração resultante da seleção de referência ativa, local ou remota.

•Ilustração 2.11 ilustra o modo de con„guração manual da referência local.

Ilustração 2.10 Referência Ativa

									P 1-00		<![if ! IE]> <![endif]>130BD893.10
								Con guration
									mode
									open loop
										Scale to
										RPM or
										Hz
Local
reference											Local
											ref.

Scale to closed loop unit

closed loop

Ilustração 2.11 Modo de con†guração 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 Con…guração, 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 Con…guration.

Ajuste a fonte da referência em parâmetro 3-13 Tipo de Referência, como mostrado em Tabela 2.3.

Para obter mais informações, consulte o guia de programação.

[Hand on]	Parâmetro 3-13 Tipo de	Referência Ativa
[Auto On]	Referência
Teclas do LCP
Hand (Manual)	Encadeado a Manual/	Local
	Automático
Manual Desliga	Encadeado a Manual/	Local
do	Automático
Automática	Encadeado a Manual/	Remota
	Automático
Automático De	Encadeado a Manual/	Remota
sligado	Automático
Todas as teclas	Local	Local
Todas as teclas	Remota	Remota

Tabela 2.3 Con†gurações de referência remota e local

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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 prede„nidas podem ser programadas no conversor de frequência. A referência prede„nida 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 prede„nida

•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		Y
	=		+		× 100			2 2
Onde X é a

referência externa, a referência prede„nida ou a soma delas e Y é parâmetro 3-14 Referência Relativa Pré- -de…nida em [%].

Se Y, parâmetro 3-14 Referência Relativa Pré-de…nida, está con„gurado para 0%, a escala não afeta a referência.

Referência Remota

Uma referência remota é composta pelo seguinte (consulte

Ilustração 2.12):

•Referências prede„nidas

•Referências externas:

-Entradas analógicas

-Entradas de frequência de pulso

-Entradas do potenciômetro digital

-Referências de barramento de comunicação serial

•Uma referência relativa prede„nida

•Um setpoint de feedback controlado

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Ilustração 2.12 Tratamento da Referência Remota

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2.4.5 Tratamento do Feedback

O tratamento de feedback pode ser con„gurado 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 con„guração de feedback 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 con„guração.

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

respectivos setpoints, enquanto que as tentativas mínimas
em manter todas as zonas em/ou acima de seus
respectivos setpoints.	2	2
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).

Ilustração 2.13 Diagrama de Blocos de Processamento de Sinal de Feedback

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Conversão de feedback

Em algumas aplicações, é útil converter o sinal de

2 2 feedback. Um exemplo é usar um sinal de pressão para 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 de programação.

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.

•A con„guração incorreta da compensação de 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.

AVISO!

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+).

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2.5.3 Detecção de fase ausente de motor

A função fase ausente de motor (parâmetro 4-58 Função de Fase do Motor Ausente) está ativada por padrão para evitar danos no motor em caso de fase ausente de motor. A con„guração padrão é 1.000 ms, mas pode ser ajustada para uma detecção mais rápida.

2.5.4Detecção 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 con„guração padrão desarma o conversor de frequência no caso de desbalanceamento de rede (parâmetro 14-12 Função no Desbalanceamento da Rede).

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 do limite de torque é controlado em parâmetro 14-25 Atraso do Desarme no Limite de Torque.

ETR

O ETR é um recurso eletrônico que simula um relé

bimetálico com base em medições internas. A característica 2 2 está mostrada em Ilustração 2.15.

Limite de tensão

Quando um determinado nível de tensão prede„nido 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 codi„cados no hardware.

2.5.7 Derating Automático

O conversor de frequência veri„ca 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.

Limite de Corrente

O limite de corrente é controlado no parâmetro 4-18 Limite de Corrente.

Limite de velocidade

De„nir 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 de„nida 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.

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 e„ciência. Sob carga leve, a tensão é reduzida e a corrente do motor é minimizada. O motor é bene„ciado por:

•Maior e„ciência.

•Aquecimento reduzido.

•Operação mais silenciosa.

Não há necessidade de selecionar uma curva V/Hz porque o conversor de frequência ajusta automaticamente a tensão do motor.

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2.5.9 Modulação da frequência de chaveamento automática

2 2 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.

2.5.12 Rampa automática

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.

2.5.10Derating automático para frequência de chaveamento alta

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 bene„ciado com a frequência de chaveamento mais alta permitida pela carga.

2.5.11Derating 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.

2.5.14Desempenho de ‰utuação de potência

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.

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2.5.16 Amortecimento de ressonância

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.

Os componentes que formam a isolação galvânica são:

•	Fonte de alimentação, incluindo isolação de sinal.	2	2
•	Drive do gate para os IGBTs, acionador, transfor-

madores e acopladores opto.

•Os transdutores de efeito Hall de corrente de saída.

2.5.17Ventiladores 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 e„ciência e prolonga a vida operacional do ventilador.

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 con„guração. 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 de programação para obter instruções sobre a ativação dessas funções.

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).

2.5.19Medição 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.

2.5.20Isolação 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 signi„ca 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.

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 e„ciência 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

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.

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			t [s]						<![if ! IE]> <![endif]>175ZA052.11
2	2	2000
		1000
		600
		500
		400
		300
		200
		100							fOUT = 1 x f M,N
									fOUT = 2 x f M,N
		60
		50							fOUT = 0,2 x f M,N
		40
		30
		20
		10							IM
			1,0	1,2	1,4	1,6	1,8	2,0	IMN
		Ilustração 2.15 Características ETR

O eixo X no Ilustração 2.15 mostra a relação entre Imotor e Imotor nominal. O eixo Y exibe o tempo em segundos antes 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 Térmico Calculado 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.

O conversor de frequência pode ser con„gurado (parâmetro 14-10 Falh red elétr) para diferentes tipos de comportamento durante a queda da rede elétrica,

•Bloqueado por desarme quando o barramento CC for exaurido.

•Parada por inércia com ‰ying start quando a rede elétrica retornar (parâmetro 1-73 Flying Start).

•Backup cinético.

•Desaceleração controlada.

Flying start

Essa seleção permite assumir o controle de um motor girando livremente devido a uma queda da rede elétrica. 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 con„gurado em

parâmetro 14-10 Falh red elétr e parâmetro 1-73 Flying Start.

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 autocon„ante 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.

2.6.5 Nova Partida Automática

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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