Danfoss FC 103 Design guide [pt]

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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

1.1 Objetivo do Guia de Design

1.2 Organização

1.3 Recursos adicionais

1.4 Abreviações, Símbolos e Convenções

1.5 Símbolos de Segurança

1.6 Denições

1.7 Versão do Software e do Documento

1.8 Aprovações e certicações

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

1.9.1 Princípios gerais de segurança 12

2 Visão Geral do Produto

2.1 Introdução

2.2 Descrição da Operação

2.3 Sequência de Operação

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

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 Ligado) 20

2.4.4 Tratamento da Referência 21

2.4.5 Tratamento do Feedback 23

2.5 Funções operacionais automatizadas

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

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

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

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

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

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

2.8.2.3 Software de Cálculo de Harmônicas (HCS) 34

2.9 Manutenção

2.9.1 Armazenagem 34

3 Integração de Sistemas

3.1 Condições Operacionais Ambiente

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

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

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

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

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

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

3.7.1 Espaço livre 63

3.7.2 Montagem em Parede 63

3.7.3 Acesso 64

3.8 Opcionais e Acessórios

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

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

4 Exemplos de Aplicações

4.1 Exemplos de Aplicações

4.2 Recursos de aplicação selecionada

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

5 Condições Especiais

5.1 Derating

5.2 Derating Manual

5.3 Derating de cabos de motor longos ou cabos com seção transversal maior

5.4 Derating para a Temperatura Ambiente

6 Código do Tipo e Seleção

101

102

107

6.1 Solicitação de pedido

6.1.1 Introdução 107

6.1.2 Código do Tipo 107

6.2 Opcionais, Acessórios e Peças de Reposição

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

107

108

Índice

VLT® Refrigeration Drive FC 103

6.2.8 Filtros de Modo Comum 117

7 Especicações

7.1 Dados Elétricos

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

7.3 Saída do Motor e dados do motor

7.4 Condições ambiente

7.5 Especicações de Cabo

7.6 Entrada/Saída de controle e dados de controle

7.7 Torque de Aperto de Conexão

7.8 Fusíveis e Disjuntores

7.9 Valor Nominal da Potência, Peso e Dimensões

7.10 Teste dU/dt

7.11 Características nominais de ruído acústico

7.12 Opcionais Selecionados

7.12.1 Módulo de E/S de Uso Geral MCB 101 do VLT

7.12.2 Placa de relé MCB 105 do VLT

7.12.3 Cartão de Relé Estendido MCB 113 do VLT

118

124

125

126

129

135

136

138

139

140

8 Apêndice - Desenhos Selecionados

8.1 Desenhos de Conexão de Rede Elétrica

8.2 Desenhos de Conexão do Motor

8.3 Desenhos de Terminal de Relé

8.4 Orifícios para Entrada de Cabos

Índice

143

146

148

149

153

Introdução Guia de Design

1 Introdução

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 ótimas.

eciência

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

•

1.3 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.

1 1

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. 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.

Introdução

VLT® Refrigeration Drive FC 103

1.4 Abreviações, Símbolos e Convenções

mm Milímetro ms Milissegundo

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 f

JOG

Frequência do motor quando a função de jog

estiver ativada. f f

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 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 I

INV

LIM

M,N

VLT,MAX

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 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

msb O bit mais signicativo

VLT

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 n

Parâmetros

Online/

Oine

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). 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 P

Potência de saída nominal do conversor de

frequência como sobrecarga alta (HO). P

M,N

Potência do motor nominal Motor PM Motor 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 Regen Terminais regenerativos R

min

Valor do resistor de frenagem mínimo permissível

por conversor de frequência RMS Raiz quadrada média RPM Rotações por minuto R

rec

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 T

LIM

Limite de torque TTL Pulsos do encoder TTL (5 V) - lógica de transistor U

M,N

Tensão do motor nominal V Volts VT Torque variável

VVC+

Controle vetorial de tensão plus

Tabela 1.1 Abreviações

mH Indutância em milli Henry

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.

1.5 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 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

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 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:

P kW

P kVA

UλxIλxcosϕ

 = 

UλxIλ

para o

RMS

denidas pelo usuário

1 1

Introdução

VLT® Refrigeration Drive FC 103

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.

Acionamento do reset ou

•

Programar o conversor de frequência para reset

•

automático

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 maquinaria 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

2014/32/EU

Edição Observações Versão do software

MG16G2xx Substitui MG16G1xx 1.4x

Tabela 1.2 Versão do Software e do Documento

Aprovações e certicações

1.8

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

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.

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.

Introdução Guia de Design

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

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 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.

1 1

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.

130BD832.10

Introdução

VLT® Refrigeration Drive FC 103

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 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.

qualicado é denido 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 qualicado pode resultar em

1, 2 Plugues do relé

Ilustração 1.4 Localização dos plugues do relé

morte ou lesões graves.

Somente pessoal qualicado 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 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.

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 qualicado 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.

Introdução Guia de Design

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

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.

1 1

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.

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.

•

130BD889.10

0 100 200 300 400

(mwg)

1350rpm

1650rpm

(kW)

200100 300

(

m3 /h

)

(

m3 /h

)

400

1350rpm

1650rpm

shaft

Visão Geral do Produto

VLT® Refrigeration Drive FC 103

2 Visão Geral do Produto

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.

2.1.1 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.

1 Economia de energia

Ilustração 2.1 Exemplo: Economia de Energia

500

[h]

1000

1500

2000

200100 300

/h]

400

175HA210.11

Visão Geral do Produto Guia de Design

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 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

2 2

t [h] Duração de uxo. Consulte também a Tabela 2.2.

Taxa de uxo

Ilustração 2.2 Leis de anidade para bombas centrífugas

Fluxo: 

Pressão: 

Potência:

 = 

Q [m3/h]

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

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

Full load

% Full-load current

& speed

500

100

0 12,5 25 37,5 50Hz

200

300

400

600

700

800

175HA227.10

Visão Geral do Produto

VLT® Refrigeration Drive FC 103

2.1.5 Controle melhorado

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

Taxa

Distribuição Regulação por

uxo

% Duração PotênciaConsu-moPotênciaConsu-

[m3/h]

1) Leitura de potência no ponto A1.

2) Leitura de potência no ponto B1.

3) Leitura de potência no ponto C1.

[h] [kW] [kWh] [kW] [kWh]

350 5 438

300 15 1314 38,5 50,589 29,0 38,106 250 20 1752 35,0 61,320 18,5 32,412 200 20 1752 31,5 55,188 11,5 20,148 150 20 1752 28,0 49,056 6,5 11,388 100 20 1752

1008760 – 275,064 – 26,801

Tabela 2.2 Resultado

42,5

23,0

válvulas

18,615

40,296

Controle do

conversor

de frequência

42,5

3,5

18,615

6,132

VLT® Refrigeration Drive FC 103 2 Starter estrela/delta 3 Soft starter 4 Partida diretamente na rede elétrica

Ilustração 2.5 Corrente de partida

Visão Geral do Produto Guia de Design

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

Armazena a alimentação CC.

Banco de

capacitores

6 Inversor

Saída para o

motor

Circuito de

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 ecientes.

A interface do usuário e os

•

comandos externos são monitorados e executados.

A saída e o controle do status

•

podem ser fornecidos.

2 2

Área Título Funções

Alimentação de rede elétrica CA

Entrada da rede

elétrica

2 Reticador

3 Barramento CC

4 Reatores CC

•

trifásica para o conversor de frequência.

A ponte reticadora 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

•

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.

Visão Geral do Produto

VLT® Refrigeration Drive FC 103

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 para o opcional de ltro de RFI e/ou desconexão.

conguração da unidade, a energia muda

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

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.

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

130BB153.10

100%

-100%

100%

P 3-13 Reference site

Local reference scaled to RPM or Hz

Auto mode

Hand mode

LCP Hand on, o and auto on keys

Linked to hand/auto

Local

Remote

Reference

Ramp

P 4-10 Motor speed direction

To motor control

Reference handling Remote reference

P 4-13 Motor speed high limit [RPM]

P 4-14 Motor speed high limit [Hz]

P 4-11 Motor speed low limit [RPM]

P 4-12 Motor speed low limit [Hz]

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

Visão Geral do Produto Guia de Design

Ilustração 2.8 Diagrama de bloco do modo malha aberta

2 2

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

Scale to

closed loop

unit

closed loop

Local

ref.

Local

reference

Conguration

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)

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 2.11 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]

Ilustração 2.10 Referência Ativa

[Auto On] Teclas do LCP

Hand (Manual) Encadeado a Manual/

Manual⇒Desliga do Automática Encadeado a Manual/

Automático⇒De sligado Todas as teclas Local Local Todas as teclas Remota Remota

Tabela 2.3 Congurações de referência remota e local

Parâmetro 3-13 Tipo de

Referência

Automático Encadeado a Manual/ Automático

Referência Ativa

Local

Remota

Visão Geral do Produto Guia 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 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  × 

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

Uma referência relativa predenida

•

Um setpoint de feedback controlado

•

100

comunicação serial

2 2

Visão Geral do Produto

VLT® Refrigeration Drive FC 103

Ilustração 2.12 Tratamento da Referência Remota

Visão Geral do Produto Guia de Design

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 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

conguração 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).

2 2

Ilustração 2.13 Diagrama de Blocos de Processamento de Sinal de Feedback

Visão Geral do Produto

VLT® Refrigeration Drive FC 103

Conversão de feedback

Em algumas aplicações, é útil converter o sinal de 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.

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.

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!

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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.

2.5.4 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 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.

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.

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 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.

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.

2 2

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2.5.9 Modulação da frequência de

2.5.12 Rampa automática

chaveamento automática

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 beneciado 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.

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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.

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 eciência 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 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.

2.6.1 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

2 2

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 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.

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.

1,21,0 1,4

100

1,81,6 2,0

2000

500

200

400 300

1000

600

t [s]

175ZA052.11

fOUT = 0,2 x f M,N

fOUT = 2 x f M,N

fOUT = 1 x f M,N

IMN

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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.

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

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.

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.

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.

•

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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2.6.6 Flying Start

O ying start permite ao conversor de frequência sincronizar com um motor em operação girando em velocidade até total, em qualquer sentido. Isso evita desarme devido à retirada de sobrecarga de corrente. Ele minimiza a tensão mecânica para o sistema, pois o motor não recebe mudança repentina de velocidade quando o conversor de frequência inicia.

2.6.7 Torque total em velocidade reduzida

O conversor de frequência segue uma curva V/Hz variável para fornecer torque total do motor mesmo em velocidades reduzidas. O torque de saída total pode coincidir com a velocidade operacional nominal máxima do motor. Isso é diferente de conversores de frequência de torque variável e de torque constante. Conversores de frequência de torque variável fornecem torque do motor reduzido em velocidade baixa. Conversores de frequência de torque constante fornecem excesso de tensão, calor e ruído do motor com menos da velocidade total.

2.6.8 Bypass de frequência

Em algumas aplicações, o sistema pode ter velocidades operacionais que criam uma ressonância mecânica. Isso pode gerar ruído excessivo e possivelmente danicar os componentes mecânicos do sistema. O conversor de frequência tem 4 larguras de banda de frequência de bypass programáveis. Isso permite que o motor desenvolva velocidades que induzem ressonância do sistema.

2.6.9 Pré-aquecimento do Motor

Para pré-aquecer um motor em ambiente frio ou molhado, uma pequena quantidade de corrente CC pode escoar continuamente para o motor para proteger contra condensação e partida a frio. Isso pode eliminar a necessidade de um aquecedor de espaço.

2.6.11 Frenagem CC

Algumas aplicações podem exigir a frenagem de um motor até reduzir ou parar. Aplicar corrente CC ao motor freia o motor e pode eliminar a necessidade de um freio de motor separado. O freio CC pode ser programado para ser ativado em uma frequência predeterminada ou ao receber um sinal. A taxa de frenagem também pode ser programada.

2.6.12 Sleep Mode

O Sleep mode para o motor automaticamente quando a demanda estiver baixa durante um intervalo de tempo especicado. Quando a demanda do sistema aumentar, o conversor reinicia o motor. O sleep mode fornece economia de energia e reduz o desgaste do motor. Ao contrário de um relógio setback, o conversor está sempre disponível para operar quando a demanda de despertar predenida for alcançada.

2.6.13 Funcionamento permissivo

O conversor pode aguardar por um sinal de sistema pronto antes de iniciar. Quando este recurso estiver ativo, o conversor permanece parado até receber permissão para iniciar. O funcionamento permissivo garante que o sistema ou equipamento auxiliar está no estado adequado antes do conversor ter permissão para dar partida no motor.

2.6.14 Smart Logic Control (SLC)

O Smart Logic Control (SLC) é uma sequência de ações

denidas pelo usuário (consulte o parâmetro 13-52 Ação do SLC [x]) executada pelo SLC quando o evento associado denido pelo usuário (consulte o parâmetro 13-51 Evento do SLC [x]) for avaliado como TRUE (Verdadeiro) pelo SLC.

A condição para um evento pode ser um status em particular ou que a saída de uma regra lógica ou operando um comparador se torne TRUE (Verdadeira). Isso leva a uma ação associada, como mostrado em Ilustração 2.16.

2 2

2.6.10 Quatro setups programáveis

O conversor de frequência tem 4 setups que podem ser programados de forma independente. Usando setup múltiplo é possível alternar entre funções programadas de forma independente ativadas por entradas digitais ou comando serial. Setups independentes são usados, por exemplo, para alterar referências ou para operação dia/ noite ou verão/inverno ou para controlar vários motores. O LCP exibe a conguração ativa.

Os dados de setup podem ser copiados de conversor de frequência para conversor de frequência por download das informações do LCP removível.

. . . . . .

Par. 13-11 Comparator Operator

Par. 13-43 Logic Rule Operator 2

Par. 13-51 SL Controller Event

Par. 13-52 SL Controller Action

130BB671.13

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

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

= TRUE longer than..

. . . . . .

Par. 13-11 Comparator Operator

TRUE longer than.

. . .

Par. 13-10 Comparator Operand

Par. 13-12 Comparator Value

130BB672.10

. . . . . .

Par. 13-43 Logic Rule Operator 2

Par. 13-41 Logic Rule Operator 1

Par. 13-40 Logic Rule Boolean 1

Par. 13-42 Logic Rule Boolean 2

Par. 13-44 Logic Rule Boolean 3

130BB673.10

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Ilustração 2.17 Ordem de execução quando 4 eventos/ações são programados

Comparadores

Comparadores são utilizados para comparar variáveis contínuas (frequência de saída, corrente de saída, entrada analógica etc.) com valores

Ilustração 2.16 Evento e ação do SLC

xos predenidos.

Eventos e ações são numerados e conectados em pares (estados). Isto signica que, quando o evento [0] estiver completo (atinge o valor TRUE (Verdadeiro)), a ação [0] é executada. Após isso, as condições do evento [1] são avaliadas e, se resultarem TRUE (Verdadeiro), a ação [1] será executada e assim sucessivamente. Apenas um evento é avaliado a qualquer momento. Se um evento for avaliado como FALSE (Falso), não acontece nada (no SLC) durante o intervalo de varredura atual e nenhum outro evento é avaliado. Isto signica que, quando o SLC é iniciado, ele avalia o evento [0] (e unicamente o evento [0]) a cada intervalo de varredura. Somente quando o evento [0] for avaliado como TRUE, o SLC executa a ação [0] e começa a avaliar o evento [1]. É possível programar de 1 a 20 eventos e ações. Quando o último evento/ação tiver sido executado, a sequência recomeça desde evento [0]/ação [0]. Ilustração 2.17 mostra um exemplo com quatro eventos/ ações:

Ilustração 2.18 Comparadores

Regras lógicas

Combine até três entradas booleanas (entradas TRUE/ FALSE) (Verdadeiro/Falso) de temporizadores, comparadores, entradas digitais, bits de status e eventos usando os operadores lógicos AND, OR e NOT.

Ilustração 2.19 Regras Lógicas

As regras lógicas, temporizadores e comparadores são também disponíveis para uso fora da sequência SLC.

Para um exemplo de SLC, consulte capétulo 4.3 Exemplos de Setup de Aplicações.

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2.6.15 Função Safe Torque O

O conversor de frequência está disponível com funcionalidade Safe Torque O (STO) via terminal de controle 37. STO desativa a tensão de controle dos semicondutores de potência do estágio de saída do conversor de frequência. Isso, consequentemente, impede a geração da tensão necessária para girar o motor. Quando a função de STO (terminal 37) for ativada, o conversor de frequência emite um alarme, desarma a unidade e realiza a parada por inércia do motor. É necessário nova partida manual. A função STO pode ser usada como uma parada de emergência do conversor de frequência. No modo de operação normal, quando o STO não for necessário, use a função de parada normal. Ao usar nova partida automática, assegure que os requisitos da ISO 12100-2 parágrafo 5.3.2.5 sejam atendidos.

Condições de disponibilidade

É responsabilidade do usuário garantir que os técnicos que instalam e operam a função STO:

Leram e entenderam as normas de segurança

•

com relação à saúde, segurança e prevenção de acidentes.

Têm bom conhecimento das normas genéricas e

•

de segurança aplicáveis à aplicação

Um usuário denido como:

Integrador.

•

Operador.

•

Técnico de serviço.

•

Técnico de manutenção.

•

Normas

O uso do STO no terminal 37 exige que o usuário atenda todas as determinações de segurança, incluindo as leis, regulamentações e diretrizes relevantes. A função STO opcional atende às seguintes normas:

EN 954-1: 1996 Categoria 3

•

IEC 60204-1: 2005 categoria 0 – parada não

•

controlada

IEC 61508: 1998 SIL2

•

IEC 61800-5-2: Função 2007 – STO

•

IEC 62061: 2005 SIL CL2

•

ISO 13849-1: 2006 Categoria 3 PL d

•

ISO 14118: 2000 (EN 1037) – prevenção de

•

partida inesperada

As informações e instruções do manual de instruções não são sucientes para o uso correto e seguro da funcionalidade STO. Para obter informações completas sobre STO, consulte as Instruções de utilização do Safe Torque O do

VLT

especíca.

Medidas de proteção

Técnicos qualicados e competentes são

•

necessários para a instalação e colocação em funcionamento de sistemas de engenharia seguros.

Instale a unidade em um gabinete IP54 ou em

•

ambiente equivalente. Em aplicações especiais, é necessário um grau de IP mais alto.

O cabo entre o terminal 37 e o dispositivo de

•

segurança externo deve ser protegido contra curto circuito de acordo com a ISO 13849-2 tabela D.4.

Quando forças externas inuenciam o eixo do

•

motor (por exemplo, cargas suspensas), medidas adicionais (por exemplo, um freio de holding de segurança) são necessárias para eliminar riscos em potencial.

2.7 Funções de falha, advertência e alarme

O conversor de frequência monitora muitos aspectos da operação do sistema, incluindo as condições da rede elétrica, a carga do motor e desempenho, bem como o status do conversor. Uma advertência ou um alarme não indica necessariamente um problema no próprio conversor de frequência. Pode ser uma condição fora do conversor que está sendo monitorada para limites de desempenho. O conversor de frequência possui diversas respostas de falha, advertência e alarme pré-programadas. Selecione recursos de alarme e advertência adicionais para melhorar ou modicar o desempenho do sistema.

Esta seleção descreve o alarme comum e os recursos de advertência. A compreensão de que esses recursos estão disponíveis pode otimizar um projeto de sistema e possivelmente evitar a introdução de componentes ou funcionalidades redundantes.

2.7.1 Operação no superaquecimento

Por padrão, o conversor de frequência emite um alarme e desarma com superaquecimento. Se Derate automático e Advertência estiver selecionado, o conversor de frequência alerta sobre a condição, mas continua funcionando e tenta se resfriar primeiro reduzindo sua frequência de chaveamento. Em seguida, se necessário, ele reduz a frequência de saída.

O derate automático não substitui as congurações do usuário para o derating para a temperatura ambiente (consulte capétulo 5.4 Derating para a Temperatura Ambiente).

2 2

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2.7.2 Advertência de referência alta e baixa

Em operação de malha aberta, o sinal de referência determina diretamente a velocidade do conversor de frequência. A tela mostra uma advertência de referência alta ou baixa piscando quando o máximo ou o mínimo for atingido.

2.7.7 Advertência de alta corrente

Esta função é semelhante à advertência de alta frequência, exceto uma conguração de alta corrente que é usada para emitir uma advertência e o escalonamento do equipamento adicional. A função não está ativa quando parado ou na partida até a corrente de operação denida ser alcançada.

2.7.3 Advertência de feedback alto e baixo

2.7.8 Advertência de corrente baixa

Em operação de malha fechada, o conversor de frequência monitora os valores de feedback alto e baixo. A tela mostra uma advertência piscando alto ou baixo quando apropriado. O conversor também pode monitorar sinais de feedback em operação de malha aberta. Enquanto os sinais não afetam a operação do conversor em malha aberta, podem ser úteis para a indicação do status do sistema localmente ou via comunicação serial. O conversor de frequência manipula 39 unidades de medida diferentes.

Essa função é semelhante à advertência de baixa frequência (consulte capétulo 2.7.6 Advertência de baixa frequência), exceto uma conguração de corrente baixa é usada para emitir uma advertência e desescalonar o equipamento. A função não está ativa quando parado ou na partida até a corrente de operação denida ser alcançada.

2.7.9 Advertência de correia partida/sem carga

2.7.4 Desbalanceamento da tensão de alimentação ou perda de fase

Ripple de corrente excessivo no barramento CC indica um desbalanceamento de fases de rede elétrica ou perda de fase. Quando uma fase de potência para o conversor for perdida, a ação padrão é emitir um alarme e desarmar a unidade para proteger os capacitores do barramento CC. Outras opções são emitir uma advertência e reduzir a corrente de saída para 30% da corrente total ou emitir uma advertência e continuar a operação normal. Operar uma unidade conectada a uma linha desbalanceada pode ser desejável até o desbalanceamento ser corrigido.

2.7.5 Advertência de alta frequência

Ao escalonar equipamento adicional como compressores ou ventiladores de resfriamento, o conversor de frequência pode aquecer quando a velocidade do motor estiver alta. Uma conguração de alta frequência especíca pode ser inserida no conversor. Se a saída exceder a frequência de advertência denida, a unidade exibe uma advertência de alta frequência. Uma saída digital do conversor pode sinalizar dispositivos externos para escalonar.

Este recurso pode ser usado para monitorar uma condição sem carga, por exemplo, uma V-correia. Após um limite de corrente baixa ser armazenado no conversor, se perda da carga for detectada, o conversor pode ser programado para emitir um alarme e desarmar ou para continuar a operação e emitir uma advertência.

2.7.10 Interface serial perdida

O conversor de frequência pode detectar perda de comunicação serial. Um atraso de tempo de até 99 s é selecionável para evitar uma resposta devido a interrupções no barramento de comunicação serial. Quando o atraso é excedido, há opções disponíveis incluídas na unidade para:

Manter sua última velocidade.

•

Acessar a velocidade máxima.

•

Acessar a velocidade

•

Parar e emitir uma advertência.

•

Interfaces do usuário e programação

2.8

predenida.

2.7.6 Advertência de baixa frequência

Ao desescalonar o equipamento, o conversor pode alertar quando a velocidade do motor estiver baixa. Uma conguração de baixa frequência especíca pode ser selecionada para alertar e desativar dispositivos externos. A unidade não emite uma advertência de baixa frequência quando parar ou após a partida até atingir a frequência de operação.

O conversor de frequência usa parâmetros para programar suas funções de aplicação. Os parâmetros fornecem uma descrição de uma função e um menu de opcionais para serem selecionados ou para inserir valores numéricos. Um menu de programação de amostra é mostrado em Ilustração 2.20.

130BP066.10

1107 RPM

0 - ** Operação/Display

1 - ** Carga/Motor

2 - ** Freios

3 - ** Referência / Rampas

3,84 A 1 (1)

Menu principal

Auto

Reset

Hand

Oﬀ

Status

Quick Menu

Main

Alarm

Log

Back

Cancel

Info

Status

1(1)

1234rpm 10,4A 43,5Hz

Run OK

43,5Hz

Alarm

Warn.

130BB465.10

Visão Geral do Produto Guia de Design

2 2

Ilustração 2.20 Menu de programação de amostra

Interface do usuário local

Para a programação local, os parâmetros podem ser acessados pressionando [Quick Menu] ou [Main Menu] no LCP.

O Quick menu é destinado à partida inicial e características do motor. O Menu principal acessa todos os parâmetros e permite a programação de aplicações avançadas.

Interface do usuário remoto

Para a programação remota, Danfoss oferece um programa de software para desenvolver, armazenar e transferir informações de programação. O Software de Setup MCT 10 permite ao usuário conectar um PC ao conversor de frequência e realizar programação ativa em vez de usar o teclado do LCP. Ou a programação pode ser feita oine e transferida para a unidade. O perl inteiro do conversor de frequência pode ser carregado para o PC para armazenagem de backup ou análise. Um conector USB ou o terminal RS485 está disponível para conexão ao conversor de frequência.

Software de Setup MCT 10 está disponível para download gratuito em www.VLT-software.com. Também existe um CD disponível solicitando o número de peça 130B1000. Um manual do usuário fornece instruções de Utilização detalhadas. Consulte também capétulo 2.8.2 Software de PC.

Programação de terminais de controle

Cada terminal de controle tem funções

•

especícas que é capaz de executar.

Os parâmetros associados ao terminal habilitam

•

as seleções da função.

Para o funcionamento correto do conversor

•

usando os terminais de controle, os terminais devem estar:

- Com a ação correta.

- Programados para a função pretendida.

2.8.1 Painel de Controle Local

O painel de controle local (LCP) é uma tela gráca na frente da unidade, que fornece a interface do usuário através dos controles de botão e exibe mensagens de status, advertências e alarmes, parâmetros de programação e mais. Um display numérico também está disponível com opcionais de display limitados. Ilustração 2.21 mostra o LCP.

Ilustração 2.21 Painel de Controle Local

2.8.2 Software de PC

O PC é conectado por meio de um cabo USB padrão (host/ dispositivo) ou por meio da interface RS485.

USB é um barramento serial que utiliza 4 os blindados com o pino de aterramento 4 conectado na blindagem da porta USB do PC. Ao conectar o PC a um conversor de frequência por meio do cabo USB existe um risco potencial de danicar o controlador do host USB do PC. Todos os PCs padrão são fabricados sem isolação galvânica na porta USB. Qualquer diferença de potencial de aterramento causada pela não observação das recomendações descritas nas instruções de utilização pode danicar o controlador do host USB através da blindagem do cabo USB. Ao conectar o PC a um conversor de frequência por meio de um cabo USB, utilize um isolador USB com isolação galvânica para proteger o controlador USB host do PC contra diferenças potenciais de aterramento. Não use um cabo de energia do PC com plugue de aterramento quando o PC estiver conectado ao conversor

130BT308.10

Visão Geral do Produto

VLT® Refrigeration Drive FC 103

de frequência por meio de um cabo USB. Isso reduz a diferença do potencial de aterramento, mas não elimina todas as diferenças de potencial devido ao aterramento e à

blindagem conectados na porta USB do PC.

4. Abra o arquivo apropriado.

5. Selecione Write to drive.

Todos os parâmetros agora estão transferidos para o conversor de frequência.

Há um manual separado disponível para Software de Setup MCT 10. Baixe o software e o manual em

www.danfoss.com/BusinessAreas/DrivesSolutions/Softwaredownload/.

2.8.2.2 MCT 31 Software de Cálculo de

Ilustração 2.22 Conexão USB

2.8.2.1 Software de Setup MCT 10

O Software de Setup MCT 10 foi projetado para colocação em funcionamento e serviço do conversor de frequência, incluindo a programação guiada do controlador em cascata, do relógio de tempo real, do smart logic controller e da manutenção preventiva. O software fornece fácil controle de detalhes, assim como uma visão geral de sistemas grandes ou pequenos. A ferramenta trata todas as séries de conversores de

frequência, VLT® Advanced Active Filters AAF 006 e dados relacionados ao VLT® Soft Starter.

Exemplo 1: Armazenagem de dados no PC via Software de Setup MCT 10

1. Conecte um PC à unidade através de USB ou da interface RS485.

2. Abra o Software de Setup MCT 10.

3. Selecione a porta USB ou a interface RS485.

4. Selecione copy.

5. Selecione a seção project.

6. Selecione paste.

7. Selecione save as.

Todos os parâmetros são armazenados nesse instante.

Exemplo 2: Transferência de dados do PC para o conversor de frequência via Software de Setup MCT 10

1. Conecte um PC à unidade por meio da porta USB ou por meio da interface RS485.

2. Abra o Software de Setup MCT 10.

3. Selecione Open – os arquivos armazenados são exibidos.

Harmônicas VLT

A ferramenta de PC para cálculo de harmônicas do MCT 31 permite estimar facilmente a distorção de harmônicas em uma determinada aplicação. Tanto a distorção de harmônicas dos conversores de frequência Danfoss quanto a dos conversores de frequência não Danfoss com dispositivos de redução adicional de harmônicas como os

ltros Danfoss VLT® Advanced Harmonics Filters AHF 005/AHF 010 e os reticadores de 12-18 pulsos podem ser calculadas.

MCT 31 também pode ser baixado de www.danfoss.com/ BusinessAreas/DrivesSolutions/Softwaredownload/.

2.8.2.3 Software de Cálculo de Harmônicas (HCS)

HCS é uma versão avançada da ferramenta de cálculo de harmônicas. Os resultados calculados são comparados com normas relevantes e podem ser impressos posteriormente.

Para obter mais informações, consulte www.danfoss-

-hcs.com/Default.asp?LEVEL=START

Manutenção

2.9

Modelos de conversores de frequência Danfoss de até 90 kW são livres de manutenção. Conversor de frequência de alta potência (classicados como 110 kW ou mais) possuem telas do ltro integradas que necessitam de limpeza periódica pelo operador, dependendo da exposição a poeira e contaminantes. Os intervalos de manutenção para os ventiladores de resfriamento (aproximadamente 3 anos) e capacitores (aproximadamente 5 anos) são recomendados na maioria dos ambientes.

2.9.1 Armazenagem

Como todos os equipamentos eletrônicos, os conversores de frequência devem ser armazenados em um local seco. A formação periódica (carregamento do capacitor) não é necessário durante a armazenagem.

Recomenda-se manter o equipamento selado em sua embalagem até a instalação.

Integração de Sistemas Guia de Design

3 Integração de Sistemas

Este capítulo descreve as considerações necessárias integrar o conversor de frequência em um projeto de sistema. O capítulo está dividido em três seções:

Capétulo 3.1 Condições Operacionais Ambiente

•

Condições operacionais do ambiente para o conversor de frequência, incluindo:

- Ambiente.

- Gabinetes.

- Temperatura.

- Derating.

- Outras considerações.

Capétulo 3.2 Proteção de EMC, harmônicas e de

•

fuga para o terra

Entrada (regeneração) do conversor de frequência para a grade de potência, incluindo:

- Potência.

- Harmônicas.

- Monitoramento.

- Outras considerações.

Capétulo 3.4 Integração com a rede elétrica

•

Conectar ao conversor de frequência no lado da rede elétrica, incluindo:

- Potência.

- Harmônicas.

- Monitoramento.

- Cabeamento.

- Fusíveis.

- Outras considerações.

Capétulo 3.5 Integração do motor

•

Saída do conversor de frequência para o motor, incluindo:

- Tipos de motor.

- Carga.

- Monitoramento.

- Cabeamento.

- Outras considerações.

Capétulo 3.6 Entradas e saídas adicionais,

•

capétulo 3.7 Planejamento mecânico

Integração da entrada e saída do conversor de frequência para o projeto ideal do sistema, incluindo:

- Combinação de conversor de

frequência/motor.

- Características do sistema.

- Outras considerações.

Um projeto de sistema abrangente antecipa as áreas de problema potenciais enquanto implementa a combinação mais efetiva dos recursos do conversor de frequência. As informações a seguir fornecem orientações para o planejamento e especicam um sistema de controle motor incorporando conversores de frequência.

Recursos operacionais fornecem uma gama de conceitos de design, desde um simples controle da velocidade do motor até um sistema de automação totalmente integrado com, por exemplo:

Tratamento do feedback.

•

Relatório de status operacional.

•

Respostas de falha automatizadas.

•

Programação remota.

•

Um conceito de projeto completo inclui detalhadas das necessidades e uso.

Tipos de conversores de frequência

•

Motores

•

Requisitos de rede elétrica

•

Programação e estrutura de controle

•

Comunicação serial

•

Tamanho, forma e peso do equipamento

•

Requisitos de cabos de controle e de energia;

•

tipo e comprimento

Fusíveis

•

Equipamento auxiliar

•

Transporte e armazenagem

•

Consulte capétulo 3.10 Lista de sistema para um guia prático para seleção e projeto.

Entender os recursos e as opções de estratégia podem otimizar um projeto de sistema e, possivelmente, evitar introduzir componentes ou funcionalidades redundantes.

vericação de design do

especicações

3 3

Integração de Sistemas

3.1 Condições Operacionais Ambiente

3.1.1 Umidade

Embora o conversor de frequência possa operar adequadamente em umidade alta (umidade relativa de até 95%), a

condensação deve ser evitada. Existe o risco condensação quando o conversor de frequência estiver mais frio que o ar ambiente úmido. A umidade do ar também podem condensar nos componentes eletrônicos e causar curtos circuitos. A condensação ocorre em unidades sem energia. Instale um aquecedor de gabinete quando condensação for possível devido à condições ambiente. Evite instalação em áreas sujeitas a geada.

VLT® Refrigeration Drive FC 103

•

especíco de

•

A temperatura do ar máxima para inserir o gabinete nunca deve exceder 40 °C (104 °F).

A temperatura média diurna/noturna não deve exceder 35 °C (95 °F).

Monte a unidade para permitir a passagem livre do uxo de ar de resfriamento pelas aletas de resfriamento. Consulte capétulo 3.7.1 Espaço livre para a montagem correta dos espaços livres.

Forneça os requisitos de espaçamento livre mínimo frontal e traseiro para o uxo de ar de resfriamento. Consulte as instruções de utilização para saber os requisitos de instalação apropriados.

Alternativamente, o funcionamento do conversor de frequência em modo de espera (com a unidade conectada à rede elétrica) reduz o risco de condensação. de que a dissipação de energia é suciente para manter o circuito do conversor de frequência isento de umidade.

Certique-se

3.1.2 Temperatura

Os limites máximos e mínimos de temperatura ambiente são especicados para todos os conversores de frequência. Evitar temperaturas ambiente extremas prolonga a vida útil do equipamento e maximiza a conabilidade geral do sistema. Siga as recomendações indicadas para obter o máximo desempenho e vida útil do equipamento.

Embora os conversores de frequência possam

•

operar em temperaturas de até -10 °C, a operação correta com carga nominal é garantida somente a 0 °C ou mais.

Não exceda o limite de temperatura máxima.

•

A vida útil dos componentes eletrônicos diminui

•

em 50% a cada 10 °C quando operados acima da temperatura de projeto.

Até mesmo os dispositivos com características

•

nominais de proteção IP54, IP55 ou IP66 devem seguir as faixas de temperatura ambiente especi-

cadas.

Poderá ser necessário condicionamento adicional

•

dor ar do gabinete ou do local de instalação.

3.1.3 Resfriamento

Os conversores de frequência dissipam a potência na forma de calor. As recomendações a seguir são necessárias para o resfriamento ecaz das unidades.

3.1.3.1 Ventiladores

O conversor de frequência é equipado com ventiladores integrados para assegurar o resfriamento ideal. O ventilador principal força o uxo de ar nas aletas de resfriamento do dissipador de calor, assegurando resfriamento do ar interno. Algumas potências têm um pequeno ventilador secundário próximo do cartão de controle, assegurando que o ar interno seja circulado para evitar pontos quentes.

A temperatura interna no conversor de frequência controla o ventilador principal. A velocidade aumenta gradualmente junto com a temperatura, reduzindo o ruído e o consumo de energia quando a necessidade é baixa e garantindo resfriamento máximo quando houver necessidade. O controle do ventilador pode ser adaptado via parâmetro 14-52 Controle do Ventilador para acomodar qualquer aplicação, também para proteger contra efeitos negativos da refrigeração em climas frios. Em caso de excesso de temperatura dentro do conversor de frequência, ele faz derate da frequência de chaveamento e padrão. Consulte capétulo 5.1 Derating para obter mais informações.

3.1.3.2 Cálculo de uxo de ar requerido para resfriamento do conversor de frequência

O uxo de ar necessário para resfriar um conversor de frequência ou múltiplos conversores de frequência em um gabinete, pode ser calculado da seguinte maneira:

1. Determina as perdas de energia na saída máxima para todos os conversores de frequência das tabelas de dados em capétulo 7 Especicações.

2. Adicionar valores de perda de energia a todos os conversores de frequência que possam operar ao mesmo tempo. A soma resultante é o calor Q a ser transferido. Multiplique o resultado com o fator f, ler do Tabela 3.1. Por exemplo, f = 3,1 m3 x K/Wh ao nível do mar.

Integração de Sistemas Guia de Design

3. Determinar a temperatura máxima do ar que entra no gabinete metálico. Subtraia essa temperatura da temperatura necessária dentro do gabinete, por exemplo 45 °C (113 °F).

4. Dividir o total da etapa 2 pelo total da etapa 3.

O cálculo é expresso pela fórmula:

f xQ

V =

Ti − T A

onde

uxo de ar em m3/h

V = f = fator em m3 x K/Wh Q = calor a ser transferido em W Ti = temperatura dentro do gabinete em °C TA = temperatura ambiente °C f = cp x ρ (calor especíco do ar x densidade do ar)

AVISO!

Calor de ar especíco (cp) e densidade do ar (ρ) não são constantes, mas dependem da temperatura, umidade e pressão atmosférica. Portanto, dependem de altitude acima do nível do mar.

Tabela 3.1 mostra os valores típicos do fator f, calculado para diferentes altitudes.

Altitude

1000 0,9250 1,112 3,5 1500 0,8954 1,058 3,8 2000 0,8728 1,006 4,1 2500 0,8551 0,9568 4,4 3000 0,8302 0,9091 4,8 3500 0,8065 0,8633 5,2

Calor especíco do arcpDensidade do arρFator

[m] [kJ/kgK]

0 0,9480 1,225 3,1

500 0,9348 1,167 3,3

[kg/m3] [m3⋅K/Wh]

3.1.4 Sobretensão Gerada pelo Motor

A tensão CC no barramento CC aumenta quando o motor funciona como um gerador. Essa situação pode ocorrer de 2 maneiras:

A carga aciona o motor quando o conversor de

•

frequência for operado em uma frequência de saída constante. Isso é referido como uma carga de revisão.

Durante a desaceleração, se a inércia da carga for

•

alta e o tempo de desaceleração do conversor de frequência estiver programado para um valor curto.

O conversor de frequência não pode regenerar a energia de volta à entrada. Portanto, se limitar a energia aceita do motor quando programado para ativar autoramping. Se a sobretensão ocorrer durante a desaceleração, o conversor de frequência tenta isso prolongando automaticamente o tempo de desaceleração. Se isso não tiver êxito ou se a carga acionar o motor ao operar com frequência constante, o conversor desliga e exibe uma falha quando um nível de tensão do barramento CC crítico for atingido.

3.1.5 Ruído Acústico

O ruído acústico do conversor de frequência provém de três fontes:

Bobinas do barramento CC (circuito intermediário)

•

Obstrução do ltro de RFI

•

Ventiladores Internos

•

Consulte Tabela 7.40 para saber as características nominais de ruído acústico.

3 3

Tabela 3.1 Fator f, calculado para diferentes altitudes

Exemplo

Qual é o uxo de ar necessário para resfriar 2 conversores de frequência (perdas de calor de 295 W e 1.430 W) funcionando simultaneamente, montado em um gabinete com um pico de temperatura ambiente de 37 °C?

A soma das perdas de calor de ambos os

•

conversores de frequência é 1.725 W.

Multiplicando 1.725 W por 3,3 m3 x K/Wh fornece

•

5.693 m x K/h.

Subtraindo 37 °C de 45 °C fornece 8 °C (=8 K).

•

Dividindo 5693 m x K/h por 8 K fornece: 711,6

•

m3h.

uxo de ar for necessário no CFM, use a conversão 1

Se o m3/h = 0,589 CFM.

Para o exemplo acima, 711, 6 m3/h = 418,85 CFM.

3.1.6 Vibração e Choque

O conversor de frequência foi testado de acordo com um procedimento baseado nas IEC 68-2-6/34/35 e 36. Esses testes submetem a unidade a forças de 0,7 g na faixa de 18 a 1.000 Hz de forma aleatória em três sentidos durante duas horas. Todos os conversores de frequência Danfoss estão em conformidade com os requisitos que correspondem a essas condições quando a unidade é montada na parede ou no piso, como também em painéis ou parafusados na parede ou no piso.

3.1.7 Atmosferas agressivas

3.1.7.1 Gases

Gases corrosivos como sulfeto de hidrogênio, cloro ou amônia podem danicar os componentes elétricos e mecânicos do conversor de frequência. Contaminação do

Integração de Sistemas

VLT® Refrigeration Drive FC 103

ar de refrigeração também pode causar decomposição gradual de faixas e vedações da porta do PCB. Contaminantes agressivos estão frequentemente presentes em usinas de tratamento de esgoto ou piscinas. Um sinal claro de atmosfera agressiva é cobre corroído.

Em atmosfera agressivas, gabinetes IP restritos são recomendados junto com placas de circuito revestidas de maneira conforme. Consulte Tabela 3.2 para saber os valores do revestimento conforme.

AVISO!

O conversor de frequência vem por padrão com revestimento classe 3C2 das placas de circuitos. Por solicitação, revestimento classe 3C3 está disponível.

Classe

Tipo de gás

Sal marinho Óxidos de enxofre Sulfeto de hidrogênio Cloro

Cloreto de hidrogênio Fluoreto de hidrogênio Amônia

Ozônio

Nitrogênio

Tabela 3.2 Características nominais da classe de revestimento conforme

1) Os valores máximos são valores de pico transientes que não devem exceder 30 minutos por dia.

Unidade

n/a Nenhum Névoa de sal Névoa de sal

mg/m

3.1.7.2 Exposição à poeira

A instalação de conversores de frequência em ambientes com grande exposição à poeira geralmente é inevitável. A poeira afeta as unidades montadas na parede ou na estrutura com características nominais de proteção IP55 ou IP66 e também dispositivos montados no gabinete com características nominais de proteção IP21 ou IP20. Considere os três aspectos descritos a seguir quando os conversores do frequência estiverem instalados nesses ambientes.

Resfriamento reduzido

A poeira forma depósitos na superfície do dispositivo e dentro de placas de circuito e componentes eletrônicos.

3C1 3C2 3C3

Valor

médio

máximo

0,1 0,3 1,0 5,0 10

0,01 0,1 0,5 3,0 10

0,01 0,1 0,03 0,3 1,0

0,01 0,1 0,5 1,0 5,0

0,003 0,01 0,03 0,1 3,0

0,3 1,0 3,0 10 35

0,01 0,05 0,1 0,1 0,3

0,1 0,5 1,0 3,0 9,0

Valor médio

Valor máximo

prejudicam a transferência térmica ao ar ambiente, reduzindo a capacidade de resfriamento. Os componentes cam mais quentes, o que causa envelhecimento prematuro dos componentes eletrônicos e a vida útil da unidade diminui. Depósitos de poeira no dissipador de calor na parte de trás da unidade diminuem a vida útil da unidade.

Ventiladores de resfriamento

O uxo de ar de resfriamento a unidade é produzido por ventiladores de resfriamento, geralmente localizados na parte traseira do dispositivo. Os rotores do ventilador têm pequenos rolamentos em que poeira pode penetrar e atuar como abrasivo. Poeira no rolamentos causa danos no rolamento e falha do ventilador.

Filtros

Conversores de frequência de alta potência são equipados com ventiladores de resfriamento que expelem ar quente do interior do dispositivo. Acima de um determinado tamanho, esses ventiladores são equipados com esteiras de ltro. Esses ltros podem entupir rapidamente quando forem usados em ambientes muito empoeirados. Medidas preventivas são necessárias nessas condições.

Manutenção periódica

Nas condições descritas acima, é aconselhável limpar o conversor de frequência durante a manutenção periódica. Remova a poeira do dissipador de calor e dos ventiladores e limpe as esteiras dos ltros.

3.1.8 Denições de características nominais de IP

Primeiro dígito

Segundo dígito

Contra penetração por objetos estranhos sólidos

0 (não protegido) (não protegido) 1

≥50 mm de diâmetro 2 12,5 mm de diâmetro Dedos 3 2,5 mm de diâmetro Controle em Cascata 4

≥1,0 mm de diâmetro 5 Protegido de poeira Fio 6 Vedado contra poeira Fio

Contra penetração de

água com efeito nocivo

0 (não protegido) – 1 Fuga cai na vertical – 2 Cai a um ângulo de 15º – 3 Água borrifada – 4 Água salpicada – 5 Jatos de água – 6 Jatos de água potentes – 7 Imersão temporária – 8 Imersão de longo termo –

Mais informações

especicamente para

Contra o acesso a peças perigosas por

Parte de trás da mão

Fio

Esses depósitos atuam como camadas de isolação e

Integração de Sistemas Guia de Design

Contra penetração por objetos estranhos sólidos

A Parte de trás da mão

Primeira letra

Letra extra

Tabela 3.3 Denições IEC 60529 para características nominais de IP

B Dedos C Controle em Cascata D Fio

Mais informações especicamente para

H Dispositivo de alta

tensão

M Dispositivo em

movimento durante o teste de água

S Dispositivo parado

durante o teste de água

W Condições climáticas –

Contra o acesso a peças perigosas por

–

3.1.8.1 Opcionais e características nominais do gabinete

é a conformidade perfeita ao EMC e cabeamento dos ltros integrados.

Opcionais externos

•

- Os ltros de RFI opcionais externos que

são instalados na saída do conversor de frequência provocam uma queda de tensão. Na prática, isso signica que a tensão de rede completa não está presente na entrada do conversor de frequência e pode ser necessário um conversor de classicação maior. O comprimento máximo do cabo de motor em conformidade com a faixa de limites do EMC de 1–50 m. Os custos são causados por material cabeamento e montagem. O desempenho do EMC não é testado.

AVISO!

Para garantir a operação livre de interferência-do conversor de frequência/sistema do motor, sempre use um ltro de RFI de categoria C1.

3 3

Os conversores de frequência Danfoss estão disponíveis com 3 características nominais de proteção diferentes:

IP00 ou IP20 para instalação em gabinete.

•

IP54 ou IP55 para montagem local.

•

IP66 para condições ambiente críticas, como

•

umidade extremamente alta (ar) ou altas concentrações de poeira ou gases agressivos.

3.1.9 Interferência de Radiofrequência

O objetivo principal na prática é obter sistemas que operem de maneira estável sem interferência de radiofrequência entre os componentes. Para atingir um nível alto de imunidade, use conversores de frequência com ltros de RFI de alta qualidade. Use os ltros de Categoria C1 especicados na EN 61800-3 que estão em conformidade com os limites da Classe B do padrão geral EN 55011. Coloque noticações de advertência no conversor de frequência se os ltros de RFI não corresponderem à Categoria C1 (Categoria C2 ou menor). A responsabilidade para a etiquetagem adequada é do operador.

Na prática, há 2 abordagens para ltros de RFI:

Integrado no equipamento

•

- Filtros integrados ocupam espaço no

gabinete mas eliminam custos adicionais para instalação, conexão e material. Entretanto, a vantagem mais importante

AVISO!

As unidades VLT® Refrigeration Drive FC 103 são fornecidas como padrão com ltros de RFI integrados, em conformidade com a categoria C1 (EN 61800-3) para uso com sistemas de rede elétrica de 400 V e valor nominal da potência de até 90 kW ou categoria C2 para valor nominal da potência de 110 a 630 kW. As unidades FC 103 possuem conformidade com a C1 com cabos de motor blindados de até 50 m ou a C2 com cabos de motor blindados de até 150 m. Consulte Tabela 3.4 para obter detalhes..

3.1.10 Conformidade de isolação galvânica e PELV

Garantir a proteção contra choque elétrico, quando a alimentação elétrica é tipo de tensão ultrabaixa protetiva (PELV) e a instalação atende as normas da PELV locais e nacionais aplicáveis.

Para manter a PELV nos terminais de controle, todas as conexões deverão ser PELV, como o termistor deverá ter isolamento reforçado/duplo. Todos os controles de conversor de frequência Danfoss estão em conformidade com a PELV (Tensão Extra Baixa Protetiva)(com exceção do ponto Delta aterrado acima de 400 V).

A isolação galvânica (garantida) é obtida atendendo os requisitos de isolação mais alta e fornecendo as distâncias de espaço livre/perda gradativa de corrente relevantes.

130BA056.10

1325 4

Integração de Sistemas

VLT® Refrigeration Drive FC 103

Estes requisitos encontram-se descritos na norma EN 61800-5-1.

O isolamento elétrico é fornecido como mostrado em Ilustração 3.1. Os componentes descritos estão em conformidade com os requisitos da PELV e da isolação galvânica.

1 Fonte de alimentação (SMPS) incluindo isolação de sinal de V

CC, indicando a tensão de corrente intermediária. 2 Drive do gate para os IGBTs 3 Transdutores de corrente 4 Acoplador óptico, módulo de freio 5 Inrush interno, RFI e circuitos de medição de temperatura. 6 Relés personalizados a Isolação galvânica para o opcional de backup de 24 V b Isolação galvânica para a interface de barramento padrão

RS485

Ilustração 3.1 Isolação Galvânica

Instalação em altitudes elevadas

ADVERTÊNCIA

SOBRETENSÃOInstalações que excedem os limites de

altitudes elevadas podem não estar em conformidade com os requisitos PELV. A isolação entre os componentes e as peças críticas pode não ser suciente. Há um risco de sobretensão. Para reduzir o risco de sobretensão, use dispositivos de proteção externos ou isolação galvânica.

Para instalações em altitudes elevadas, entre em contato com Danfoss em relação à conformidade PELV.

380–500 V (gabinetes A, B e C): Acima de 2.000 m

•

(6.500 pés)

380–500 V (gabinetes D, E e F): Acima de 3.000 m

•

(9.800 pés)

525–690 V: Acima de 2.000 m (6.500 pés)

•

Proteção de EMC, harmônicas e de fuga

3.2 para o terra

3.2.1 Aspectos Gerais das Emissões EMC

Conversores de frequência (e outros dispositivos elétricos) geram campos magnéticos ou eletrônicos que podem interferir em seus ambientes. A compatibilidade eletromagnética (EMC) desses efeitos depende da potência e das características harmônicas do dispositivo.

A falta de controle de interação entre os dispositivos elétricos em um sistema pode prejudicar a compatibilidade e

danicar a operação conável. Interferência poderá

tomar a forma de:

Distorção de harmônicas de rede elétrica.

•

Descargas eletrostáticas.

•

Flutuações rápidas de tensão.

•

Interferência de alta frequência.

•

Dispositivos elétricos geram interferência e são afetados pela interferência gerada por outras fontes.

Geralmente, a transiente por faísca elétrica ocorre em frequências na faixa de 150 kHz a 30 MHz. Interferência em suspensão no ar proveniente do sistema do conversor de frequência na faixa de 30 MHz a 1 GHz é gerada pelo inversor, cabo de motor e motor. As correntes capacitivas do cabo de motor acopladas a um alto dU/dt da tensão do motor geram correntes de fuga, como mostrado em Ilustração 3.2. O uso de um cabo de motor blindado aumenta a corrente de fuga (consulte Ilustração 3.2) porque cabos blindados têm capacitância mais alta em relação ao ponto de aterramento que cabos não-blindados. Se a corrente de fuga não for ltrada, ela causará maior interferência na rede elétrica na faixa de frequência de rádio abaixo de 5 MHz aproximadamente. Uma vez que a corrente de fuga (I1) é direcionada de volta para a unidade por meio da malha (I3), haverá em princípio somente um pequeno campo eletromagnético (I4) a partir do cabo de motor blindado, consulte Ilustração 3.2.

A malha reduz a interferência irradiada mas aumenta a interferência de baixa frequência na rede elétrica. Conecte a blindagem do cabo de motor ao gabinete metálico do conversor de frequência, bem como ao gabinete do motor. A melhor maneira de fazer isso é usando braçadeiras de malha de blindagem integradas para evitar extremidades de malha torcidas (rabichos). Rabichos aumenta a impedância da blindagem em frequências mais altas, o que reduz o efeito de blindagem e aumenta a corrente de fuga (I4).

175ZA062.12

Integração de Sistemas Guia de Design

Se for usado cabo blindado para relé, cabos de controle, interface de sinal e freio, monte a blindagem no gabinete em ambas as extremidades. No entanto, em algumas situações é necessário romper a blindagem para evitar loops de corrente.

Ao colocar a blindagem em uma placa de montagem do conversor de frequência, use uma placa metálica para conduzir as correntes da blindagem de volta à unidade. Além disso, garanta um bom contato elétrico da placa de montagem, por meio dos parafusos de montagem com o gabinete do conversor de frequência.

Quando cabos não blindados são usados, alguns requisitos de emissão não são cumpridos, embora a maioria dos requisitos de imunidade o sejam.

Para reduzir o nível de interferência de todo o sistema (unidade e instalação), use cabo de motor e cabo do freio tão curtos quanto possível. Evite colocar cabos com nível de sinal sensível junto com o cabo do freio e do motor. Especialmente a eletrônica de controle gera interferência nas frequências de rádio acima de 50 MHz (em suspensão no ar).

3 3

1 Fio terra 3 Alimentação de rede elétrica CA 5 Cabo de motor blindado 2 Blindagem 4 Conversor de frequência 6 Motor

Ilustração 3.2 Geração de correntes de fuga

Integração de Sistemas

VLT® Refrigeration Drive FC 103

3.2.2 Resultados de teste de EMC (Emissão)

Os seguintes resultados de testes foram obtidos utilizando um sistema com um conversor de frequência (com opcionais, se for o caso), um cabos de controle blindado, uma caixa de controle com potenciômetro, bem como um motor e o seu respectivo cabo blindado.

Tipo do ltro de RFI

Normas e requisitos

EN/IEC 61800-3 Categoria C1

1,1–22 kW 220–240 V 50 150 150 Não Sim N/A 1,1–45 kW 200–240 V 50 150 150 Não Sim Sim 1,1–90 kW 380–480 V 50 150 150 Não Sim Sim

H2/H5

1,1–22 kW 220–240 V Não Não 25 Não Não N/A 1,1–3,7 kW 200–240 V Não Não 5 Não Não Não 5,5–45 kW 200–240 V Não Não 25 Não Não Não 1,1–7,5 kW 380–480 V Não Não 5 Não Não Não 11–90 kW 380–480 V Não Não 25 Não Não Não

1,1–90 kW 525–600 V Não Não Não Não Não Não

EN 55011 Classe B

Residências,

comércio e

indústrias leves

Ambiente

inicial

Residencial e

Escritório

Emissão conduzida Emissão irradiada

Comprimento de cabo [m] Comprimento de cabo [m]

Classe A Grupo 1

Ambiente industrial

Categoria C2

Ambiente

inicial

Residencial e

Escritório

Classe B Grupo

Ambiente

industrial

Categoria C3

Segundo

ambiente

Industrial

Classe B

Residências,

comércio e

indústrias leves

Categoria C1

Ambiente inicial

Residencial e

Escritório

Classe A Grupo

Ambiente

industrial

Categoria C2

Ambiente

inicial

Residencial e

Escritório

Categoria C3

Classe B Grupo 2

Ambiente

industrial

Segundo

ambiente

Industrial

Tabela 3.4 Resultados de teste de EMC (Emissão)

HX, H1 ou H2 está HX - Nenhum ltro de EMC instalado no conversor de frequência (somente para unidades de 600 V) H1 – Filtro de EMC integrado. Atende Classe A1/B. H2 - Sem ltro de EMC adicional. Atende Classe A2. H5 – Versões marítimas. Atendem os mesmos níveis de emissões que as versões H2.

denido no código do tipo, pos. 16 - 17 para ltros de EMC.

Integração de Sistemas Guia de Design

3.2.3 Requisitos de Emissão

A norma para produtos de EMC para conversores de frequência dene 4 categorias (C1, C2, C3 e C4) com requisitos de emissão e imunidade especicados. Tabela 3.5 indica a denição das 4 categorias e a classicação equivalente de EN 55011.

Classe de

Categoria Denição

C1 Conversores de frequência

instalados no Ambiente inicial (residencial e escritório) com tensão de alimentação inferior a

1.000 V.

C2 Conversores de frequência

instalados no ambiente inicial (residencial e escritório) com tensão de alimentação inferior a

1.000 V, que não são conectados nem móveis e são destinados a ser instalados e colocados em funcionamento por um prossional.

C3 Conversores de frequência

instalados no segundo ambiente (industrial) com tensão de alimentação inferior a 1.000 V.

C4 Conversores de frequência

instalados no segundo ambiente com tensão de alimentação igual ou superior a 1.000 V ou corrente nominal igual ou superior a 400 A ou destinados para uso em sistemas complexos.

Tabela 3.5 Correlação entre IEC 61800-3 e EN 55011

Quando normas de emissão (conduzida) genéricas forem usadas, é exigido que os conversores de frequência estejam em conformidade com os limites em Tabela 3.6.

emissão equivalente em EN 55011

Classe B

Classe A Grupo 1

Classe B Grupo 2

Sem linha limite. Faça um plano de EMC.

Classe de

Ambiente

Ambiente inicial (residência e escritório)

Segundo ambiente (ambiente industrial)

Tabela 3.6 Correlação entre normas de emissão genéricas e EN 55011

Norma de emissão genérica

EN/IEC 61000-6-3 Norma de emissão para ambientes residenciais, comerciais e industriais leves. EN/IEC 61000-6-4 Norma de emissão para ambiente industrial.

emissão equivalente em EN 55011

Classe B

Classe A Grupo 1

3.2.4 Requisitos de Imunidade

Os requisitos de imunidade para conversores de frequência dependem do ambiente onde são instalados. Os requisitos para ambiente industrial são mais rigorosos que os requisitos para ambientes residencial e de escritório. Todos os conversores de frequência Danfoss estão em conformidade com os requisitos para ambiente industrial. Portanto, os conversores de frequência também estão em conformidade com os requisitos inferiores para ambientes domésticos e comerciais com ampla margem de segurança.

Para documentar a imunidade contra transiente por faísca elétrica, os testes de imunidade a seguir foram realizados de acordo com as seguintes normas:

EN 61000-4-2 (IEC 61000-4-2): Descargas eletro-

•

státicas (ESD): Simulação de descargas eletrostáticas de seres humanos.

EN 61000-4-3 (IEC 61000-4-3): Radiação de

•

campo magnético de incidência, modulado em amplitude, simulação dos efeitos de radar e de equipamentos de radiocomunicação bem como de comunicações móveis.

EN 61000-4-4 (IEC 61000-4-4): Transiente por

•

faísca elétrica: Simulação da interferência originada pelo chaveamento de um contator, relé ou dispositivos semelhantes.

EN 61000-4-5 (IEC 61000-4-5): Transientes de

•

sobretensão: Simulação de transientes originados, por exemplo, por instalações próximas atingidas por raios.

EN 61000-4-6 (IEC 61000-4-6): Modo comum de

•

RF: Simulação do efeito de equipamento de radiotransmissão, ligado aos cabos de conexão.

Consulte Tabela 3.7.

3 3

Integração de Sistemas

VLT® Refrigeration Drive FC 103

Padrão básico

IEC 61000-4-42)

Critério de aceitação B B B A A Faixa da tensão: 200–240 V, 380–500 V, 525–600 V, 525–690 V

Linha

Motor

Fios de controle

Barramento padrão 2 kV CM

Fios de relé 2 kV CM

Aplicação e opcionais de Fieldbus Cabo do LCP

24 V CC externa

Gabinete metálico

Tabela 3.7 Formulário de Imunidade EMC

1) Injeção na blindagem do cabo.

2) Valores normalmente obtidos por meio de teste.

Ruptura

4 kV CM

2 kV CM

2 V CM

— —

Sobretensão IEC 61000-4-5

2 kV/2 Ω DM

4 kV/12 Ω CM

4 kV/2 Ω

2 kV/2 Ω

0,5 kV/2 Ω DM

1 kV/12 Ω CM

3.2.5 Isolação do Motor

ESD

IEC

61000-4-2

— — 10 V

8 kV AD 6 kV CD

•

Campo eletromagnético

irradiado

IEC 61000-4-3

10 V/m —

Máquina acionada

Tensão do modo

comum de RF IEC 61000-4-6

RMS

Os motores modernos para utilização com conversores de frequência possuem um alto grau de isolamento para contar para os IGBTs de alta eciência da nova geração com alto dU/dt. Para adaptação em motores antigos, assegurar a isolação ou atenuar com um ltro dU/dt ou, se necessário, um ltro de onda senoidal.

Para comprimentos de cabo de motor ≤ que o comprimento de cabo máximo indicado no capétulo 7 Especicações, as características nominais de isolação do motor indicadas em Tabela 3.8 são recomendáveis. Se um motor possuir características nominais de isolação baixas, use um dU/dt ou um ltro de onda senoidal.

Tensão de rede nominal [V] Isolação do motor [V]

UN≤420 420 V< UN≤ 500 Reforçado ULL=1600 500 V< UN≤ 600 Reforçado ULL=1800 600 V< UN≤ 690 Reforçado ULL=2000

Tabela 3.8 Isolação do Motor

Padrão U

=1300

3.2.6 Correntes de Mancal do Motor

Para minimizar as correntes de mancal e de eixo, faça o aterramento seguinte à máquina acionada:

Conversor de frequência

•

Motor

•

Estratégias atenuantes padrão

1. Utilize um mancal isolado.

2. Aplique procedimentos de instalação rigorosos:

2a Certique-se de que o motor e a carga

do motor estão alinhados.

2b Siga estritamente a orientação de

instalação de EMC.

2c Reforce o PE de modo que a

impedância de alta frequência seja inferior no PE do que nos cabos condutores de energia de entrada

2d Forneça uma boa conexão de alta

frequência entre o motor e o conversor de frequência, por exemplo, com um cabo blindado com conexão de 360° no motor e no conversor de frequência.

2e Assegure-se de que a impedância do

conversor de frequência para o terra do prédio é menor que a impedância de aterramento da máquina. Isso pode ser difícil para bombas.

2f Faça uma conexão do terra direta entre

o motor e a carga do motor (por exemplo, bomba).

3. Diminua a frequência de chaveamento do IGBT.

Modique a forma de onda do inversor, 60° AVM vs. SFAVM.

175HA034.10

Integração de Sistemas Guia de Design

5. Instale um sistema de aterramento do eixo ou utilize um acoplamento isolante

6. Aplique graxa lubricante que seja condutiva.

7. Se possível, utilize as congurações de velocidade mínima.

8. Tente garantir que a tensão de rede que balanceada em relação ao terra. Isso pode ser difícil para IT, TT, TN-CS ou para sistemas com ponto aterrado.

9. Use um ltro de onda senoidal ou dU/dt.

3.2.7 Harmônicas

Dispositivos elétricos com reticadores de diodo, como

Luzes uorescentes

•

Computadores

•

Copiadoras

•

Máquinas de fax

•

Diversos equipamentos de laboratório e

•

Sistemas de telecomunicações

•

pode adicionar distorção de harmônica a uma alimentação de rede elétrica. Conversores de frequência usam uma entrada de ponte de diodo, que também pode contribuir com a distorção de harmônicas.

O conversor de frequência não puxa corrente de maneira desigual da rede de energia. Essa corrente não senoidal possui componentes que são múltiplos da frequência fundamental da corrente. Esses componentes são chamados de harmônicas. É importante controlar a distorção de harmônica total na alimentação de rede elétrica. Apesar das correntes harmônicas não afetarem diretamente o consumo de energia elétrica, geram calor na ação a em transformadores. Essa geração de calor pode afetar outros dispositivos na mesma rede elétrica.

3.2.7.1 Análise de harmônicas

é, diversas correntes harmônicas IN com 50 ou 60 Hz como a frequência fundamental.

As harmônicas não afetam diretamente o consumo de energia, porém, aumentam as perdas de calor instalação (transformador, indutores, cabos). Desse modo, em usinas elétricas com alta porcentagem de carga de reticador, as correntes harmônicas devem ser mantidas em um nível baixo para evitar sobrecarga do transformador, indutores e cabos.

Abreviações Descrição

Entrada Correntes harmônicas U

n Ordem de harmônicas

Tabela 3.9 Abreviações relacionadas a harmônicas

Corrente

fundamental

Corrente I Frequência [Hz]

Tabela 3.10 Corrente não senoidal transformada

Corrente Correntes harmônicas

I Corrente de entrada 1,0 0,9 0,4 0,2 < 0,1

Tabela 3.11 Correntes Harmônicas Comparadas com a Entrada RMS Corrente

Ilustração 3.3 Bobinas de barramento CC

Frequência fundamental Corrente fundamental Tensão fundamental

Tensão harmônica

Correntes harmônicas (In)

(I1)

50 250 350 550

RMSI1I5I7I11-49

3 3

Diversas características do sistema elétrico de um prédio determinam a contribuição exata de harmônicas do conversor para o THD de uma fábrica e sua capacidade de atender às normas IEEE. Generalizações sobre a contribuição de harmônicas de conversores de frequência em

AVISO!

Algumas das correntes harmônicas podem interferir em equipamentos de comunicação conectados ao mesmo transformador ou causar ressonância com capacitores de correção do fator de potência.

uma determinada fábrica são difíceis. Quando necessário, realize uma análise das harmônicas do sistema para determinar efeitos no equipamento.

Um conversor de frequência recebe uma corrente não senoidal da rede elétrica, o que aumenta a corrente de entrada I

. Uma corrente não senoidal é transformada

RMS

por meio de uma análise de série Fourier e dividida em correntes de ondas senoidais com diversas frequências, isto

Para garantir correntes harmônicas baixas, o conversor de frequência é equipado com ltros passivos. Bobinas CC reduzem a distorção harmônica total (THD) para 40%.

A distorção de tensão de alimentação de rede elétrica depende da amplitude das correntes harmônicas, multiplicada pela impedância de rede elétrica, para a frequência em questão. A distorção de tensão total (THD) é

Integração de Sistemas

VLT® Refrigeration Drive FC 103

calculada com base nas harmônicas de tensão individuais usando a seguinte fórmula:

THD =

 + U

 + ... + U

Em conformidade com diversas orientações no nível de sistema: Os dados de correntes harmônicas em Tabela 3.13 são fornecidos de acordo com a norma IEC/EN61000-3-12 com referência à norma de produto sistemas de drive de potência. Podem ser usados como base de cálculo da

3.2.7.2 Requisitos de Emissão de Harmônicas

inuência das correntes harmônicas sobre o sistema de fonte de alimentação e da documentação em conformidade com diretrizes regionais relevantes: IEEE 519 -1992;

Equipamento conectado à rede de alimentação pública

Opcional Denição

1 IEC/EN 61000-3-2 Classe A para equipamento

trifásico balanceado (somente para equipamento prossional de até 1 kW de potência total).

2 IEC/EN 61000-3-12 Equipamento 16 A-75 A e

equipamento prossional a partir de 1 kW até 16 A de corrente na fase.

Tabela 3.12 Normas de Emissão de Harmônicas

G5/4.

3.2.7.4 O efeito de harmônicas em um sistema de distribuição de energia

No Ilustração 3.4 um transformador está conectado no lado primário a um ponto de acoplamento comum PCC1, na alimentação de tensão média. O transformador tem uma impedância Z acoplamento comum em que todas as cargas são

e alimenta diversas cargas. O ponto de

xfr

conectadas é o PCC2. Cada carga é conectada através de

3.2.7.3 Resultados de teste de Harmônicas

cabos que têm uma impedância Z1, Z2, Z3.

(Emissão)

Potências de até PK75 em T2 e T4 em conformidade com IEC/EN 61000-3-2 Classe A. As potências de P1K1 a P18K em T2 e até P90K em T4 estão em conformidade com IEC/EN 61000-3-12, Tabela 4. Potências de P110 - P450 em T4 também estão em conformidade com IEC/EN 61000-3-12 mesmo que isso não seja exigido, pois as correntes estão acima de 75 A.

Tabela 3.13 descreve que a potência de curto circuito da alimentação Ssc no ponto de interface entre a alimentação do usuário e o sistema público (R

= 3 × R

Real (típica) 40 20 10 8 Limite para R

sce

Real (típica) 46 45 Limite para R

sce

Tabela 3.13 Resultados de teste de Harmônicas (Emissão)

≥120

 × U

SCE

 × I

rede elétrica

Correntes harmônicas individuais In/I1 (%)

Fator de distorção de correntes harmônicas

 =  3 × 120 × 400 × I

equ

40 25 15 10

THD PWHD

48 46

É responsabilidade do instalador ou usuário do equipamento garantir, mediante consulta ao operador da rede de distribuição, se necessário, que o equipamento está conectado somente a uma alimentação com potência de curto circuito Ssc igual ou maior que a especicada na equação. Para conectar outros tamanhos de potência na rede pública de alimentação, consulte o operador da rede de distribuição.

) é igual ou maior que:

sce

equ

(%)

Ilustração 3.4 Sistema de Distribuição Pequeno

Correntes harmônicas produzidas por cargas não lineares causam distorção da tensão devido à queda de Tensão nas impedâncias do sistema de distribuição. Impedâncias mais altas resultam em níveis mais altos de distorção de tensão.

A distorção de corrente está relacionada ao desempenho do dispositivo e à carga individual. A distorção de tensão está relacionada ao desempenho do sistema. Não é possível determinar a distorção de tensão no PCC sabendo conhecendo o desempenho harmônico da carga. Para prever a distorção no PCC, a conguração do sistema de distribuição e as impedâncias relevantes devem ser conhecidas.

Um termo usado comumente para descrever a impedância de uma grade é a relação de curto circuito R

sce

. Essa

relação é denida como a proporção entre a potência

Non-linear

Current Voltage

System

Impedance

Disturbance to

other users

Contribution to

system losses

130BB541.10

Integração de Sistemas Guia de Design

aparente do curto circuito no PCC (Ssc) e a potência nominal aparente da carga (S

sce

equ

onde S

O efeito negativo das harmônicas é duplo

•

Ilustração 3.5 Efeitos Negativos das Harmônicas

alimentação

As correntes harmônicas contribuem para as perdas do sistema (no cabeamento, transformador).

A distorção de tensão harmônica causa distúrbio em outras cargas e aumenta as perdas em outras cargas.

equ

= U × I

equ

3.2.7.5 Normas e Requisitos de Limitação de Harmônicas

Os requisitos para a limitação de harmônicas podem ser:

Requisitos especícos da aplicação.

•

Normas de que devem ser observadas

•

Os requisitos especícos da aplicação estão relacionados a uma instalação especíca onde houver motivos técnicos para limitar as harmônicas.

Exemplo

Se um dos motores estiver conectado diretamente online e o outro for alimentado através de um conversor de frequência, um transformador de 250 kVA com dois motores de 110 kW conectados serão sucientes. Se os dois motores forem alimentados por conversor de frequência, o transformador é subdimensionado. Usando meios adicionais de redução de harmônicas dentro da instalação ou escolhendo variantes de drive de harmônicas baixas é possível os dois motores funcionarem com conversores de frequência.

Há vários padrões, regulamentações e recomendações de atenuação de harmônicas. Padrões diferentes são aplicados a áreas geográcas e setores de mercado diferentes. Os seguintes padrões são os mais comuns:

IEC61000-3-2

•

IEC61000-3-12

•

IEC61000-3-4

•

IEEE 519

•

G5/4

•

Consulte o Guia de Design do VLT® Advanced Harmonic Filter AHF 005/AHF 010 para obter detalhes especícos de cada

norma.

Na Europa, o THDv máximo é 8% se a fábrica for conectada por meio da grade pública. Se a fábrica tiver

seu próprio transformador, o limite é 10% THDv. O VLT Refrigeration Drive FC 103 foi projetado para suportar 10% THDv.

3.2.7.6 Atenuação de Harmônicas

Nos casos em que for necessária supressão adicional de harmônicas, a Danfoss oferece uma ampla linha de equipamento de atenuação. Esses são:

Drives de 12 pulsos.

•

Filtros AHF.

•

Drive de harmônicas baixas.

•

Filtros ativos.

•

A escolha da solução certa depende de diversos fatores:

A grade (distorção de segundo plano, desbalance-

•

amento da rede elétrica, ressonância e tipo de alimentação (transformador/gerador).

Aplicação (perl de carga, número de cargas e

•

tamanho da carga).

Requisitos/regulamentações locais/nacionais (IEEE

•

519, IEC, G5/4 etc.).

Custo total de propriedade (custo inicial,

•

eciência, manutenção etc.).

Sempre considere a atenuação de harmônicas se o transformador tem uma contribuição não linear de 40% ou mais.

Danfoss oferece ferramentas para o cálculo de harmônicas, consulte capétulo 2.8.2 Software de PC.

3.2.8 Corrente de fuga para o terra

Siga os códigos locais e nacionais com relação ao ponto de aterramento de proteção de equipamento com corrente de fuga acima de 3,5 mA. A tecnologia do conversor de frequência implica no chaveamento de alta frequência em alta potência. Isso gera uma corrente de fuga na conexão do terra. Uma corrente de fuga para o terra é composta por várias contribuições e depende de diversas congurações do sistema, incluindo:

Filtragem de RFI.

•

Comprimento de cabo de motor.

•

3 3

130BB955.12

Leakage current

Motor cable length

130BB956.12

THDv=0%

THDv=5%

Leakage current

130BB958.12

Cable

150 Hz

3rd harmonics

50 Hz

Mains

RCD with low f

cut-

RCD with high f

cut-

Leakage current

Frequency

Integração de Sistemas

VLT® Refrigeration Drive FC 103

Blindagem do cabo de motor.

•

Potência do conversor de frequência.

•

Fio de aterramento (terminal 95) com seção

•

transversal de pelo menos 10 mm2.

Dois os de aterramento separados, em confor-

•

midade com as regras de dimensionamento.

Consulte EN/IEC61800-5-1 e EN50178 para obter mais

informações.

Usando RCDs

Onde forem usados dispositivos de corrente residual (RCDs), também conhecidos como disjuntores para a corrente de fuga à terra (ELCBs), atenda o seguinte:

Use RCDs do tipo B, que conseguem detectar

•

correntes CA e CC.

Use RCDs com atraso para impedir falhas

•

decorrentes de correntes transientes do terra.

Dimensione os RCDs de acordo com a

Ilustração 3.6 A inuência do comprimento de cabo de motor e do tamanho da potência na corrente de fuga. Tamanho de potência a > tamanho de potência b

•

conguração do sistema e considerações ambientais.

A corrente de fuga inclui vários frequências originárias tanto da frequência da rede elétrica quanto da frequência de chaveamento. Se a frequência de chaveamento é

A corrente de fuga também depende da distorção da

detectada depende do tipo de RCD usado.

linha.

Ilustração 3.8 Principais Contribuições para a Corrente de Fuga

A quantidade de corrente de fuga detectada pelo RCD depende da frequência de desativação do RCD.

Ilustração 3.7 Distorção da Linha Inuencia a Corrente de Fuga

Se a corrente de fuga exceder 3,5 mA, car em conformidade com a EN/IEC61800-5-1 (norma de produto de sistema de drive de potência) exige cuidado especial. Reforce o aterramento com os seguintes requisitos de conexão do ponto de aterramento de proteção:

130BB957.11

Leakage current [mA]

100 Hz

2 kHz

100 kHz

Extended product

Motor system

Drive system (PDS)

Complete drive module (CDM)

Infeed

section

Auxiliaries Auxiliaries Motor

Motor starter

contactors, soft starters, ...

Motor control system = CDM or starter

Driven equipment

Trans-

mission

Load

machine

Basic drive

module

(BDM)

Mains

and

mains

cable

130BE604.11

Integração de Sistemas Guia de Design

3 3

3.3

A norma EN 50598 Ecodesign para sistemas de drive de potência, starters do motor, eletrônica de potência e suas aplicativos acionados fornecem orientações para avaliação da eciência energética dos conversores de frequência. A norma fornece um método neutro para determinar as classes de eciência e as perda de energia em carga total e em carga parcial. A norma permite a combinação de qualquer motor com qualquer conversor de frequência.

Ilustração 3.9 Inuência da frequência de corte de RCD na corrente de fuga

Eciência no uso da energia

Ilustração 3.10 Sistema de Drive de potência (PDS) e Módulo de Drive Completo (CDM)

Auxiliares: Filtro de harmônicas avançado AHF 005, AHF 010, Reator de Linha MCC 103, Filtro de Onda Senoidal MCC 101, Filtro dU/dt MCC 102.

100%

50%

50% 90%

25%

130BE605.10

Integração de Sistemas

VLT® Refrigeration Drive FC 103

3.3.1 Classes IE e IES

Módulos de drive completos (CDM)

De acordo com a norma EN 50598-2, o módulo de drive completo (CDM) compreende o conversor de frequência,

sua seção de alimentação e seus auxiliares.

Classes de eciência energética do CDM:

IE0 = abaixo da última geração.

•

IE1 = de última geração.

•

IE2 = acima da última geração.

•

Os conversores de frequência Danfoss atendem a classe de

eciência energética IE2. A classe de eciência energética é denida no ponto nominal do CDM.

Sistemas de drive de potência (PDS)

Um sistema de drive de potência (PDS) consiste em um módulo de drive completo (CDM) e um motor.

Classes de eciência energética do PDS:

IES0 = Abaixo da última geração.

•

IES1 = De última geração.

•

IES2 = Acima da última geração.

•

Dependendo da por um conversor de frequência Danfoss VLT® geralmente

atendem a classe de eciência energética IES2.

A classe de eciência energética é denida no ponto nominal do PDS e pode ser calculada com base no CDM e nas perdas do motor.

eciência do motor, motores acionados

T Torque [%] f Frequência [%]

Ilustração 3.11 Pontos operacionais do conversor de frequência em conformidade com a EN 50598-2

Consulte www.danfoss.com/vltenergyeciency para a perda de energia e dados de eciência do conversor de frequência em pontos de utilização especicados em Ilustração 3.11.

Utilize a aplicação Danfoss ecoSmart para calcular as classes de eciência IE e IES. A aplicação está disponível em ecosmart.danfoss.com.

3.3.2 Dados de perda de energia e dados

de eciência

A perda de energia e a eciência de um conversor de frequência dependem da conguração e do equipamento auxiliar. Para obter uma conguração especíca da perda de energia e dos dados de eciência, use a ferramenta DanfossDanfoss ecoSmart.

Os dados da perda de energia são fornecidos em % da potência de saída aparente nominal e são determinados em conformidade com a EN 50598-2. Quando os dados de perda de energia são determinados, o conversor de frequência usa as congurações de fábrica, exceto para os dados do motor que são necessários para o funcionamento do motor.

Exemplo de dados disponíveis

O exemplo a seguir mostra a perda de energia e os dados de eciência de um conversor de frequência com as seguintes características:

Valor nominal da potência de 55 kW, tensão

•

nominal a 400 V.

Potência aparente nominal Sr, 67,8 kVA.

•

Potência de saída nominal, P

•

Eciência nominal, ηr, 98,3%.

•

Ilustração 3.12 e Ilustração 3.13 mostram a perda de energia e as curvas de eciência. A velocidade é proporcional à frequência.

, 59,2 kW.

CDM

130BD930.11

1.80

1.60

1.40

1.20

1.00

0.80

0.60

0.40

0.20

0.00 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

n [%]

L,CDM

(freq,load)

[%]

130BD931.11

n [%]

0 20 40 60 80 100

100.00

98.00

96.00

94.00

92.00

90.00

CDM (freq,load)

[%]

1 2

130BE107.10

0 2 4 6 8 10

[kHz]

[%]

Integração de Sistemas Guia de Design

1 100% da carga 2 50% da carga 3 25% da carga

Ilustração 3.12 Dados da perda de energia do conversor de frequência. Perdas relativas ao CDM (P velocidade (n) [% da velocidade nominal].

L, CDM

) [%] versus

frequência de chaveamento

A frequência de chaveamento inuencia as perdas de magnetização no motor e as perdas de chaveamento no conversor de frequência, como mostrado em Ilustração 3.14.

3 3

1 Motor e conversor de frequência 2 Somente motor 3 Somente o conversor de frequência

1 100% da carga 2 50% da carga 3 25% da carga

Ilustração 3.13 Dados de eciência do conversor de frequência. Eciência do CDM (η velocidade (n) [% da velocidade nominal].

CDM(freq, carga)

Interpolação da perda de energia

Determine a perda de energia em um ponto operacional arbitrário usando uma interpolação bidimensional.

3.3.3 Perdas e eciência de um motor

A eciência de um motor funcionando em 50–100% da velocidade nominal do motor e em 75–100% do torque nominal é praticamente constante. Isto é válido quando a conversor de frequência controla o motor ou quando o motor funciona conectado diretamente à rede elétrica.

A eciência depende do tipo do motor e do nível da magnetização.

Para obter mais informações sobre tipos de motor, consulte o folheto de tecnologia do motor em www.vlt-

-drives.danfoss.com.

Ilustração 3.14 Perdas [%] em relação à frequência de chaveamento [kHz]

AVISO!

Um conversor de frequência produz perdas harmônicas adicionais no motor. Essas perdas diminuem quando a frequência de chaveamento diminui.

3.3.4 Perdas e eciência de um sistema de drive de potência

) [%] versus a

Para estimar as perdas de energia em diferentes pontos de operação em um sistema de drive de potência, some as perdas de energia no ponto de operação de cada componente do sistema:

Conversor de frequência.

•

Motor.

•

Equipamento auxiliar.

•

Integração com a rede elétrica

3.4

3.4.1 Congurações de rede elétrica e efeitos de EMC

Existem diversos tipos de sistemas de rede elétrica CA para alimentação de energia a conversores de frequência. Cada um afeta as características de EMC do sistema. Os sistemas TN-S de cinco os são considerados melhores para EMC, enquanto o sistema de TI isolado é o menos recomendável.

Integração de Sistemas

VLT® Refrigeration Drive FC 103

Tipo de sistema

Sistemas de rede elétrica TN TN-S Um sistema de cinco os com condutores neutro

TN-C Um sistema de quatro os com um condutor

Sistemas de rede elétrica TT

Sistema de rede elétrica de TI

Tabela 3.14 Tipos de sistema de rede elétrica CA

Descrição

Existem dois tipos de sistemas de distribuição de rede elétrica TN: TN-S e TN-C.

(N) e ponto de aterramento de proteção (PE) separados. Fornece as melhores propriedades de EMC e evita a transmissão de interferência.

comum para neutro e ponto de aterramento de proteção (PE) por todo o sistema. O condutor combinado de neutro e ponto de aterramento de proteção resulta em características de EMC inadequadas. Um sistema de quatro os com condutor neutro aterrado e aterramento individual das unidades do conversor de frequência. Apresenta boas características de EMC quando aterrado corretamente. Um sistema isolado de quatro os com condutor neutro aterrado ou não através de uma impedância.

Padrão Denição

EN 61000-2-2, EN 61000-2-4, EN 50160

EN 61000-3-2, 61000-3-12 EN 50178 Monitora equipamentos eletrônicos para

Tabela 3.15 Normas de design EN de qualidade da rede elétrica

Dene os limites da tensão de rede observados em grades de energia públicas e industriais. Regula a interferência de rede elétrica gerada por dispositivos conectados.

uso em instalações elétricas.

3.4.2.3 Conversores de frequência livres de

interferência

Todo conversor de frequência gera interferência de rede elétrica. Normas atuais denem apenas faixas de frequência de até 2 kHz. Alguns conversores alternam a interferência de rede elétrica na região acima de 2 kHz, que não é tratada pela norma e, os rotulam como livres de interferência. Os limites dessa região estão atualmente sendo estudados. Conversores de frequência não alternam interferência de rede elétrica.

3.4.2.4 Como ocorre a interferência de rede

elétrica

3.4.2 Interferência de rede elétrica de baixa frequência

3.4.2.1 Alimentação de rede elétrica não

senoidal

A tensão de rede raramente é uma tensão senoidal uniforme com amplitude e frequência constantes. Isso ocorre parcialmente devido a cargas que puxam correntes não senoidais da rede elétrica ou que apresentam características não lineares, como:

Computadores.

•

Aparelhos de TV.

•

Fontes de alimentação de chaveamento.

•

Lâmpadas econômicas.

•

Conversores de frequência.

•

Desvios são inevitáveis e permissíveis dentro de determinados limites.

3.4.2.2 Conformidade com diretivas EMC

Na maior parte da Europa, a base da avaliação objetiva da qualidade da rede elétrica é a Lei de Compatibilidade Eletromagnética de Dispositivos (EMVG). Estar em conformidade com essa regulamentação garante que todos os dispositivos e redes conectados a sistemas de distribuição elétrica atendem seus propósitos sem causar problemas.

A distorção de interferência de rede elétrica da forma de onda senoidal causada pelas correntes de entrada pulsante é chamada geralmente de harmônicas. Derivada da análise Fourier, é avaliada até 2,5 kHz, correspondente à 50ª harmônica da frequência da rede elétrica. Os reticadores de entrada ou conversores de frequência geram essa típica forma de interferência harmônica na rede elétrica. Quando conversores de frequência estão conectados a sistemas de rede elétrica de 50 Hz, a 3ª harmônica (150 Hz), a 5ª harmônica (250 Hz) ou a 7ª harmônica (350 Hz) mostram os efeitos mais fortes. O conteúdo geral de harmônicas é chamado de distorção de harmônica total (THD).

3.4.2.5 Efeitos da interferência de rede elétrica

Flutuações de tensão e harmônicas são duas formas de interferência de rede elétrica de baixa frequência. Possuem aparência diferente na origem do que em qualquer outro ponto no sistema da rede elétrica quando houver uma carga conectada. Assim, diversas inuências devem ser determinadas coletivamente ao avaliar os efeitos da interferência de rede elétrica. Estas inuências incluem a alimentação, a estrutura e as cargas da rede elétrica. Advertências de sub tensão e maiores perdas funcionais podem ocorrer como resultado da interferência de rede elétrica.

Integração de Sistemas Guia de Design

Advertências de sub tensão

Medições de tensão incorretas devido a distorção

•

da tensão de rede elétrica senoidal.

Causa medições de energia incorretas uma vez

•

que apenas a medição de RMS real considera o conteúdo de harmônicas.

Maiores perdas

Harmônicas reduzem a potência ativa, a potência

•

aparente e a potência reativa.

Distorce cargas elétricas resultando em interfe-

•

rência audível em outros dispositivos ou, no pior caso, até mesmo na destruição.

Reduz a vida útil de dispositivos como resultado

•

do aquecimento.

AVISO!

O conteúdo de harmônicas excessivo adiciona uma carga em equipamentos de correção do fator de potência e pode até causar sua destruição. Por esse motivo, forneça afogadores para equipamento de correção do fator de potência quando houver a presença de conteúdo de harmônicas em excesso.

3.4.3 Análise de interferência de rede elétrica

Para evitar prejudicar a qualidade da energia da rede elétrica, existem diversos métodos disponíveis para análise de sistemas ou dispositivos que geram correntes harmônicas. Programas de análise de rede elétrica, como software de cálculo de harmônicas (HCS), analisam designs de sistema de harmônicas. Contramedidas especícas podem ser testadas com antecedência e garantir a subsequente compatibilidade do sistema.

Afogadores de entrada ou afogadores de

•

barramento CC nos conversores de frequência.

Filtros passivos.

•

Filtros ativos.

•

Barramentos CC slim.

•

Drives de extremidade frontal ativa e harmônicas

•

baixas.

Reticadores com 12, 18 ou 24 pulsos por ciclo.

•

3.4.5 Interferência de Radiofrequência

Conversores de frequência geram interferência de radiofrequência (RFI) devido aos seus pulsos de corrente de largura variável. Conversores de frequência e cabos de motor irradiam esses componentes e os conduzem para o sistema da rede elétrica.

Filtros de RFI são usados para reduzir essa interferência na rede elétrica. Fornecem imunidade a ruídos para proteger dispositivos contra interferência conduzida por alta frequência. Também reduzem a interferência emitida para o cabo de rede elétrica ou a irradiação do cabo de rede elétrica. Os até um nível especicado. Filtros integrados geralmente são equipamento padrão nominal para imunidade

especíca.

ltros são destinados a limitar a interferência

AVISO!

Todos os conversores de frequência da VLT Refrigeration DriveFC 103 são equipados com afogadores de interferência de rede elétrica como padrão.

3.4.6 Classicação do local de operação

3 3

Para sistemas de análise de rede elétrica, acessehttp:// www.danfoss-hcs.com/Default.asp?LEVEL=START para

download de software.

AVISO!

A Danfoss possui um alto nível de experiência em EMC e fornece análise de EMC com avaliação detalhada ou cálculos de rede elétrica para clientes, além de cursos de treinamento, seminários e ocinas.

3.4.4 Opções para redução da interferência de rede elétrica

De modo geral, a interferência de rede elétrica de conversores é reduzida limitando a amplitude de correntes pulsadas. Essa redução melhora o fator de potência λ (lambda).

Vários métodos são recomendados para evitar harmônicas de rede elétrica:

Conhecer os requisitos do ambiente onde o conversor de frequência será operado é um dos fatores mais importantes na conformidade com EMC.

3.4.6.1 Ambiente 1/Classe B: Residenciais

Locais de operação conectados à grade elétrica pública de baixa tensão, incluindo áreas industriais leves, são classicados como Ambiente 1/Classe B. Não possuem seus próprios transformadores de distribuição de alta tensão ou média tensão para um sistema de rede elétrica separado. As classicações do ambiente são aplicáveis a interiores e exteriores de prédios. Alguns exemplos comuns são:

Áreas comerciais.

•

Construções residenciais.

•

Restaurantes.

•

Estacionamentos de carros.

•

Instalações de entretenimento.

•

Integração de Sistemas

VLT® Refrigeration Drive FC 103

3.4.6.2 Ambiente 2/Classe A: Industrial

Ambientes industriais não conectados à grade da rede pública. Ao invés, possuem seus próprios transformadores de distribuição de alta tensão ou média tensão. As classi-

cações do ambiente são aplicáveis a interiores e exteriores de prédios.

São denidos como industriais e caracterizados por condições eletromagnéticas especícas:

A presença de dispositivos cientícos, médicos ou

•

industriais.

Comutação de grandes cargas indutivas e

•

capacitivas.

Ocorrência de fortes campos magnéticos (por

•

exemplo, devido a altas correntes).

3.4.6.3 Ambientes especiais

Em áreas com transformadores de média tensão claramente demarcados de outras áreas, o usuário decide qual tipo de ambiente é responsável por garantir a compatibilidade eletromagnética necessária para permitir a operação livre de problemas de todos os dispositivos dentro das condições especicadas. Alguns exemplos de ambientes especiais são:

Shoppings.

•

Supermercados.

•

Postos de combustíveis.

•

Prédios comerciais.

•

Armazéns.

•

classicar sua instalação. O usuário

3.4.8 Correção do Fator de Potência

Equipamento de correção do fator de potência serve para reduzir a alternação de fases (φ) entre a tensão e a corrente para mover o fator de potência mais próximo da unidade (cos φ). Isso é necessário quando um grande número de cargas indutivas, como motores ou lastros de lâmpada, são usadas em um sistema de distribuição elétrica. Conversores de frequência com um barramento CC isolado não puxam potência reativa do sistema de rede elétrica nem geram qualquer alternação de correção do fator de potência de fase. Possuem um cos φ de aproximadamente 1.

Por esse motivo, motores controlados por velocidade não precisam ser considerados ao dimensionar equipamento de correção do fator de potência. No entanto, a corrente puxada pelo equipamento de correção de fase é elevada porque o conversor de frequência gera harmônicas. O fator de carga e de calor nos capacitores aumenta conforme o número de geradores de harmônicas aumentar. Como resultado, conecte afogadores no equipamento de correção do fator de potência. Os afogadores também evitam ressonância entre indutâncias de carga e a capacitância. Conversores com cos φ <1 também exigem afogadores no equipamento de correção do fator de potência. Também considere o nível de potência reativa maior, para dimensões do cabo.

3.4.9 Atraso da potência de entrada

Para garantir que o circuito de supressão de surto de entrada desempenhe corretamente, observe um atraso de tempo entre aplicações sucessivas de potência de entrada.

3.4.6.4 Rótulos de advertência

Tabela 3.16 mostra o tempo mínimo que deve ser Quando um conversor de frequência não estiver em conformidade com a Categoria C1, forneça um aviso de advertência. Isso é responsabilidade do usuário. A eliminação de interferência é baseada nas classes A1, A2 e B na EN 55011. O usuário é nalmente responsável pela classicação adequada de dispositivos e pelo custo de remediar problemas de EMC.

permitido entre aplicações de potência de entrada.

Tensão de entrada [V] 380 415 460 600 Tempo de espera [s] 48 65 83 133

Tabela 3.16 Atraso da potência de entrada

3.4.10 Transientes da rede

3.4.7 Uso com fonte de entrada isolada

Transientes são curtos picos de tensão na faixa de alguns A maioria da potência de serviços públicos têm como referência o terra. Apesar de não ser uso comum nos Estados Unidos, a potência de entrada pode ser uma fonte isolada. Todos os conversores de frequência da Danfoss podem ser usados com fonte de entrada isolada, bem como com linhas de potência com referência no aterramento do terra.

milhares de volts. Podem ocorrem em todos os tipos de

sistemas de distribuição, incluindo ambientes industriais e

residenciais.

Raios são uma causa comum de transiente. No entanto,

também são causados ao comutar grandes cargas ligadas e

desligadas ou ao comutar outro equipamento de

transientes da rede, como equipamento de correção do

fator de potência. Transientes também podem ser

Integração de Sistemas Guia de Design

causados por curto-circuitos, por desarme de disjuntores em sistemas de distribuição de energia e por acoplamento indutivo entre cabos paralelos.

A norma EN 61000-4-1 descreve as formas desses transientes e quanta energia contêm. Há várias maneiras para limitar os efeitos prejudiciais de transientes. Retentores de surto preenchidos com gás e lacunas de faíscas fornecem o primeiro nível de proteção contra transientes de alta energia. Para a proteção de segundo nível, a maioria dos dispositivos eletrônicos, incluindo conversores de frequência, usam resistores dependentes de tensão (varistores) para atenuar transientes.

3.4.11 Operação com um gerador de

espera

Use sistemas de reserva de energia, quando for necessária a operação contínua em caso de falha de rede elétrica. Também são usados em paralelo com a grade de energia pública para obter maior potência de rede elétrica. Isso é prática comum para unidades combinadas de calor e potência, aproveitando a alta forma de conversão de energia. Quando um gerador fornece energia de reserva, a impedância da rede elétrica geralmente é maior do que quando a energia é puxada da grade pública. Isso causa o aumento da distorção de harmônica total. Com o design correto, geradores podem operar em um sistema contendo dispositivos que induzem harmônicas.

Ao projetar um sistema, considere o uso de um gerador reserva.

Quando o sistema é alternado entre a operação

•

da rede elétrica e do gerador, a carga de harmônica geralmente aumenta.

Os designers devem calcular ou medir o aumento

•

na carga harmônica para garantir que a qualidade da energia está em conformidade com as regulamentações para prevenir problemas de harmônicas e falha de equipamento.

Evite o carregamento assimétrico do gerador pois

•

pode causar perdas aumentadas e pode aumentar a distorção de harmônica total.

Um escalonador de 5/6 do enrolamento do

•

gerador atenua a 5ª e a 7ª harmônicas, porém, permite o aumento da 3ª harmônica. Um escalonador de 2/3 reduz a 3ª harmônica.

Quando possível, o operador deve desconectar o

•

equipamento de correção do fator de potência, pois causa ressonância no sistema.

Afogadores ou ltros de absorção ativa e cargas

•

resistivas operadas em paralelo podem atenuar harmônicas.

eciência obtida com essa

Cargas capacitivas operadas em paralelo criam

•

uma carga adicional devido a efeitos de ressonância imprevisíveis.

Uma análise mais precisa é possível usando software de

análise de rede elétrica, como o HCS. Para sistemas de

análise de rede elétrica, acesse http://www.danfoss-hcs.com/

Default.asp?LEVEL=START para download de software.

Ao operar dispositivos indutores de harmônicas, as cargas

máximas com base na operação de instalação livre de

problemas são mostradas na tabela de limites de

harmônicas.

Limites de harmônicas

Reticadores B2 e B6 ⇒máximo de 20% da carga

•

nominal do gerador.

Reticador B6 com afogador⇒máximo 20–35% da

•

carga nominal do gerador, dependendo da composição.

Reticador B6 controlado⇒máximo de 10% da

•

carga nominal do gerador.

Integração do motor

3.5

3.5.1 Considerações na seleção do motor

O conversor de frequência pode induzir tensão elétrica em

um motor. Considere, portanto, os seguintes efeitos sobre

o motor ao corresponder o motor ao conversor de

frequência:

Tensão de isolação

•

Tensão do mancal

•

Tensão térmica

•

3.5.2 Filtros dU/dt e de onda senoidal

Filtros de saída fornecem benefícios a alguns motores para

reduzir a tensão elétrica e permitir maior comprimento de

cabo. Opções de saída incluem ltros de onda senoidal

(também chamados de ltros LC) e ltros dU/dt. Os ltros

dU/dt reduzem a taxa de elevação rápida do pulso. Filtros

de onda senoidal suavizam os pulsos da tensão para

convertê-los em uma tensão de saída praticamente

senoidal. Com alguns conversores de frequência, ltros de

onda senoidal estão em conformidade com a EN 61800-3

RFI categoria C2 para cabos de motor não blindados,

consulte capétulo 3.8.3 Filtros de onda senoidal.

Para obter mais informações sobre opções de

onda senoidal e dU/dt, consulte capétulo 6.2.6 Filtros de

onda senoidal, capétulo 3.8.3 Filtros de onda senoidal e

capétulo 6.2.7 Filtros dU/dt.

Para obter mais informações sobre códigos de compra de

ltros de onda senoidal e dU/dt, consulte

ltro de

3 3

175HA036.11

96 97 98

Motor

96 97 98

Motor

Integração de Sistemas

VLT® Refrigeration Drive FC 103

capétulo 3.8.3 Filtros de onda senoidal e capétulo 6.2.7 Filtros

3.5.5 Blindagem do cabo de motor

dU/dt.

Conversores de frequência geram pulsos quadrados nas

3.5.3 Aterramento correto do motor

saídas. Esses pulsos contém componentes de alta

frequência (estendendo para a faixa de gigahertz), que

O aterramento correto do motor é imperativo para a segurança pessoal e para atender aos requisitos elétricos

causa irradiação indesejada do cabo de motor. Cabos de

motor blindados reduzem essa irradiação. de EMC para equipamento de baixa tensão. O aterramento

correto é necessário para o uso ecaz de blindagens e ltros. Os detalhes de design devem ser vericados para a implementação correta de EMC.

3.5.4 Cabos de Motor

Os objetivos da blindagem são:

Reduzir a magnitude da interferência irradiada.

•

Melhorar a imunidade de interferência em

•

dispositivos individuais.

A blindagem captura os componentes de alta frequência e Recomendações de cabo de motor e especicações são

fornecidas em capétulo 7.5 Especicações de Cabo.

os conduz de volta à origem da interferência, nesse caso, o

conversor de frequência. Cabos de motor blindados

também fornecem imunidade a interferência de fontes

Todos os tipos de motores trifásicos assíncronos padrão

externas próximas.

podem ser usados com uma unidade de conversor de frequência. A

conguração de fábrica é para a rotação no sentido horário, com a saída do conversor de frequência conectado da seguinte maneira:

Até mesmo boa blindagem não elimina completamente a irradiação. Componentes de sistema localizados em ambientes de irradiação devem operar sem degradação.

3.5.6 Conexão de Vários Motores

Ilustração 3.15 Conexão de terminal para rotação em sentido horário e anti-horário

Mude o sentido da rotação alternando duas fases no cabo de motor ou mudando a conguração de parâmetro 4-10 Sentido de Rotação do Motor.

AVISO!

Podem surgir problemas na partida e em baixos valores de RPM se os tamanhos dos motores forem muito diferentes, porque a resistência ôhmica relativamente alta do estator nos motores menores requer uma tensão mais alta na partida e em baixos valores de RPM.

O conversor de frequência pode controlar diversos motores ligados em paralelo. Ao usar conexão do motor paralela, observe o seguinte:

O modo VCC+ pode ser utilizado em algumas

•

aplicações.

O consumo total de corrente dos motores não

•

deve ultrapassar a corrente de saída nominal I do conversor de frequência.

Não use conexão de junta comum para longo

•

comprimento de cabo, consulte Ilustração 3.17.

O comprimento de cabo de motor total especi-

•

cado em Tabela 3.4 é válido desde que os cabos paralelos sejam mantidos curtos (menos que 10 m cada), consulte Ilustração 3.19 e Ilustração 3.20.

Considere a queda de tensão no cabo de motor,

•

consulte Ilustração 3.20.

Para cabos paralelos longos, use um ltro LC,

•

consulte Ilustração 3.20.

Para cabos longos sem conexão em paralelo,

•

consulte Ilustração 3.21.

INV

130BD774.10

130BD775.10

130BD776.10

130BD777.10

130BD778.10

130BD779.10

Integração de Sistemas Guia de Design

AVISO!

Quando motores estiverem conectados em paralelo, programe parâmetro 1-01 Motor Control Principle para [0] U/f.

Ilustração 3.16 Conexão de Junta Comum para Comprimento de Cabo Curto

3 3

Ilustração 3.19 Cabos Paralelos com Carga

Ilustração 3.17 Conexão de Junta Comum para Comprimento de Cabo Longo

Ilustração 3.18 Cabos Paralelos sem Carga

Ilustração 3.20 Filtro LC para cabos paralelos longos

Ilustração 3.21 Cabos longos em conexão em série

Consulte Tabela 7.7 para obter informações sobre compri- mentos de cabo para múltiplas conexões do motor paralelas.

1,21,0 1,4

100

1,81,6 2,0

2000

500

200

400 300

1000

600

t [s]

175ZA052.11

fOUT = 0,2 x f M,N

fOUT = 2 x f M,N

fOUT = 1 x f M,N

IMN

1.0

0.99

0.98

0.97

0.96

0.95

0.93

0.92 0% 50% 100% 200%

0.94

Relative Eciency

130BB252.11

1.01

150%

% Speed

100% load 75% load 50% load 25% load

Integração de Sistemas

VLT® Refrigeration Drive FC 103

3.5.7 Proteção Térmica do Motor

O conversor de frequência fornece proteção térmica do motor de várias maneiras:

3.5.8 Contator de saída

Apesar de não ser uma prática geralmente recomendada, operar um contator de saída entre o motor e o conversor de frequência não causa danos ao conversor de frequência.

O limite de torque protege o motor contra

•

sobrecarga independentemente da velocidade.

A velocidade mínima limita a faixa de velocidade

•

máxima operacional, por exemplo, entre 30 e

Fechar um contator de saída aberto anteriormente pode conectar um conversor de frequência em funcionamento a um motor parado. Isso pode causar com que o conversor de frequência desarme e exiba uma falha.

50/60 Hz.

3.5.9 Eciência no uso da energia

A velocidade máxima limita a velocidade de saída

•

máxima.

Há entrada disponível para um termistor externo.

•

O relé térmico eletrônico (ETR) para motores

•

assíncronos simula um relé bimetálico com base em medições internas. O ETR mede a corrente, a velocidade e o tempo reais para calcular a temperatura do motor e proteger o motor contra superaquecimento emitindo uma advertência ou cortando a energia do motor. As características do ETR são mostradas em Ilustração 3.22.

Eciência do conversor de frequência

A carga do conversor de frequência não inui muito na sua eciência.

Isso também signica que a eciência do conversor de frequência não muda, mesmo ao escolher outras características U/f. No entanto, as características U/f inuem na eciência do motor.

A eciência diminui um pouco quando a frequência de chaveamento for

denida com um valor superior a 5 kHz. A eciência também é ligeiramente reduzida se o cabo de motor for maior que 30 m.

Cálculo da eciência

Calcule a eciência do conversor de frequência com cargas diferentes com base em Ilustração 3.23. Multiplique o fator neste gráco pelo fator de eciência especíco indicado em capétulo 7.1 Dados Elétricos.

Ilustração 3.22 Características do relé térmico eletrônico

O eixo X mostra a relação entre I eixo Y exibe o tempo em segundos antes de o ETR desativar e desarmar. 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 superaquecimento, mesmo em velocidade baixa. O recurso do ETR calcula a temperatura do motor com base na corrente e velocidade reais.

e I

motor

Ilustração 3.23 Curvas de Eciência Típicas

nominal. O

Exemplo: Presuma um conversor de frequência de 55 kW, 380-480 V CA, com carga de 25% e 50% da velocidade. O gráco exibe 0,97, a eciência nominal para um conversor de frequência de 55 kW é de 0,98. Assim, a eciência real é: 0,97 x 0,98=0,95.

Integração de Sistemas Guia de Design

Eciência do motor

A eciência de um motor conectado ao conversor de frequência depende do nível de magnetização. A eciência do motor depende do tipo do motor.

Na faixa de 75-100% do torque nominal, a

•

eciência do motor é praticamente constante quando controlado pelo conversor de frequência e também quando conectado diretamente à rede elétrica.

A inuência da característica U/f em motores

•

pequenos é marginal. Entretanto, nos motores acima de 11 kW as vantagens de eciência são

signicativas.

A frequência de chaveamento não afeta a

•

eciência de motores pequenos. Os motores acima de 11 kW têm a sua eciência melhorada em 1–2%. Isso se deve à forma senoidal da corrente do motor quase perfeita em alta frequência de chaveamento.

Eciência do sistema

Para calcular a eciência do sistema, multiplique a eciência do conversor de frequência pela eciência do

motor.

3 3

Integração de Sistemas

VLT® Refrigeration Drive FC 103

3.6 Entradas e saídas adicionais

3.6.1 Esquemático de ação

Quando conectado e programado corretamente, os terminais de controle fornecem:

Sinais de feedback, referência e outros sinais de entrada para o conversor de frequência.

•

Status de saída e condições de falha do conversor de frequência.

•

Relés para operar equipamento auxiliar.

•

Uma interface de comunicação serial.

•

24 V comum.

•

Os terminais de controle são programáveis para várias funções selecionando opções de parâmetro através do painel de controle local (LCP) na frente da unidade ou em fontes externas. A maioria da ação de controle é fornecida pelo cliente, exceto quando especicado no pedido da fábrica.

Ilustração 3.24 Esquemático de ação básica

A = analógica, D = digital *Terminal 37 (opcional) é usado para STO. Para obter instruções de instalação de STO, consulte as Instruções de utilização do

Safe Torque O para Conversores de frequência VLT®.

**Não conectar a blindagem do cabo.

Integração de Sistemas Guia de Design

3.6.2 Ligações do Relé

3 3

Relé

1 1 Comum

2 4 Comum

1 01–02 Freio desativado

2 04–05 Freio desativado

Ilustração 3.25 Saídas de relé 1 e 2, tensões máximas

Terminal

Descrição

2 Normalmente aberto

Máximo 240 V

3 Normalmente fechado

Máximo 240 V

5 Normalmente fechado

Máximo 240 V

6 Normalmente fechado

Máximo 240 V

(normalmente aberto)

01–03 Freio (normalmente fechado)

(normalmente aberto)

04–06 Freio (normalmente fechado)

1) Para adicionar mais saídas de relé, instale o Módulo opcional de relé VLT® MCB 105 ou o Módulo opcional de relé VLT® MCB 113.

Para obter mais informações sobre relés, consulte

capétulo 7 Especicações e capétulo 8.3 Desenhos de Terminal de Relé.

Para obter mais informações sobre opcionais de relé, consulte capétulo 3.8 Opcionais e Acessórios.

130BD529.12

L1 L2 L3

Integração de Sistemas

VLT® Refrigeration Drive FC 103

3.6.3 Conexão Elétrica Compatível com EMC

1 PLC 7 Motor, trifásico, e PE (blindado) 2 Conversor de frequência 8 Rede elétrica, trifásica, e PE reforçado (não blindado) 3 Contatorde saída 9 Fiação de controle (blindado) 4 Braçadeira de cabo 10

5 Isolamento do cabo (descascado) 6 Bucha de cabo

Equalização potencial mínimo 16 mm2 (0,025 pol) Espaço livre entre cabos de controle, cabo de motor e cabo de

rede elétrica: Mínimo 200 mm

Ilustração 3.26 Compatível-com EMC Conexão Elétrica

130BD389.11

B3 B3

130BA419.10

Integração de Sistemas Guia de Design

Para obter mais informações sobre EMC, consulte

capétulo 2.5.18 Conformidade com o EMC e capétulo 3.2 Proteção de EMC, harmônicas e de fuga para o terra.

AVISO!

INTERFERÊNCIA DE EMC

Use cabos blindados para o motor e a ação de controle e cabos separados para potência de entrada, ação do motor e ação de controle. A falha em isolar a potência, o motor e os cabos de controle pode resultar em comportamento acidental ou desempenho reduzido. É necessário espaço livre de no mínimo 200 mm (7,9 pol) entre os cabos de controle, de potência e do motor.

3.7 Planejamento mecânico

3.7.1 Espaço livre

A instalação lado a lado é adequada para todos os tamanhos de gabinete metálico, exceto ao usar um kit de gabinete IP21/IP4X/TIPO 1 (consulte capétulo 3.8 Opcionais e Acessórios ).

Espaço livre horizontal, kit de gabinete metálico IP21

Ao usar o kit de gabinete metálico IP21 nos tamanhos de gabinete metálico A2 ou A3, garanta um espaço livre de no mínimo 50 mm entre os conversores de frequência.

Espaço livre vertical

Para obter condições de resfriamento ideais, garanta espaço livre para circulação de ar acima e abaixo do conversor de frequência. Consulte Ilustração 3.28.

3 3

Espaço livre horizontal, IP20

Os tamanhos de gabinete metálico IP20 A e B podem ser dispostos lado a lado sem espaço livre. No entanto, a ordem de montagem correta é importante. Ilustração 3.27 mostra como montar corretamente.

NOTA

Para A2 e A3, garanta um espaço livre entre os conversores de frequência de no mínimo 40 mm.

Tamanho

gabinete

metálico

a [mm] 100 200 225

b [mm] 100 200 225

Ilustração 3.28 Espaço livre vertical

A2/A3/A4/

A5/B1

B2/B3/B4/

C1/C3

C2/C4

3.7.2 Montagem em Parede

Ao montar em uma parede plana, não é necessária uma placa traseira.

Ao montar em uma parede desigual, use uma placa traseira para garantir ar de resfriamento suciente acima do dissipador de calor. Use a placa traseira apenas com os gabinetes A4, A5, B1, B2, C1 e C2.

Ilustração 3.27 Montagem lado a lado correta sem espaço livre

130BA219.11

130BA392.11

Integração de Sistemas

1 Placa traseira

Ilustração 3.29 Montagem com placa traseira

Para conversores de frequência com características nominais de proteção IP66, use uma arruela de bra ou nylon para proteger o revestimento de epoxi.

1 Placa traseira 2 Conversor de frequência com gabinete metálico IP66 3 Placa traseira 4 Arruela de bra

Ilustração 3.30 Montagem com placa traseira para características nominais de proteção IP66

3.7.3 Acesso

Para planejar a acessibilidade ao cabeamento antes da montagem, consulte os desenhos em capétulo 8.1 Desenhos

de Conexão de Rede Elétrica e capétulo 8.2 Desenhos de Conexão do Motor.

VLT® Refrigeration Drive FC 103

3.8

Opcionais

Para saber os códigos de compra, consulte

capétulo 6 Código do Tipo e Seleção

Blindagem da rede elétrica

•

Filtros de RFI

•

Dispositivo de corrente residual (RCD)

Usa o método da estabilidade do núcleo para monitorar as correntes de falha de aterramento e os sistemas aterrados de alta resistência (sistemas TN e TT na terminologia IEC). Há uma pré-advertência (50% do setpoint do alarme principal) e um setpoint de alarme principal. Associado a cada setpoint há um relé de alarme SPDT para uso externo, que exige um transformador de corrente externo tipo janela (fornecido e instalado pelo cliente).

•

Monitor de resistência de isolação (IRM)

Monitora a resistência de isolação em sistemas sem aterramento (sistemas IT na terminologia IEC) entre os condutores de fase do sistema e o terra. Há uma pré-

-advertência ôhmica e um setpoint de alarme principal do nível de isolação. Associado a cada setpoint há um relé de alarme SPDT para uso externo.

AVISO!

Somente um monitor de resistência de isolamento pode ser conectado a cada sistema (IT) sem aterramento.

•

Opcionais e Acessórios

Blindagem Lexan® montada em frente a terminais de entrada de energia e placa de entrada para proteger contra contato acidental quando a porta do gabinete estiver aberta.

O conversor de frequência possui ltro de RFI Classe A2 como padrão. Se níveis adicionais de RFI/proteção de EMC forem necessários, podem ser obtidos com ltros de RFI classe A1 opcionais, que fornecem supressão de interferência de radiofrequência e eletromagnética de acordo com EN 55011.

Integrado no circuito de Safe Torque O do conversor de frequência.

O dispositivo IEC 60755 Tipo B monitora correntes de falha de aterramento com CC pulsada e CC pura.

Indicador gráco de barra de LED do nível de corrente de falha de aterramento de 10-100% do setpoint.

Falha de memória

Tecla TEST/RESET.

Integrado no circuito de Safe Torque O do conversor de frequência.

Display de LCD de resistência de isolamento.

Falha de memória

Teclas INFO, TEST e RESET.

Integração de Sistemas Guia de Design

Fusíveis

Fusíveis são recomendados para proteção de

•

sobrecarga de corrente de ação rápida do conversor de frequência. O fusível de proteção limita os danos do conversor de frequência e minimiza o tempo de serviço no caso de uma falha. Fusíveis são necessários para atender a certicação marítima.

Desconexão

Uma alavanca montada na porta permite a

•

operação manual de uma chave de desconexão de energia para ativar e desabilitar energia para o conversor de frequência, aumentando a segurança durante a manutenção. A desconexão é bloqueada com as portas do gabinete metálico para evitar que sejam abertas enquanto ainda houver energia aplicada.

Disjuntores

Um disjuntor pode ser desarmado remotamente,

•

mas devem ser reinicializado manualmente. Disjuntores estão bloqueados com as portas do gabinete metálico para evitar que sejam abertas enquanto ainda houver energia aplicada. Quando um disjuntor é adquirido como opcional, fusíveis de ação rápida são também incluídos para proteção de sobrecarga de corrente do conversor de frequência.

Contatores

Um interruptor do contator controlado eletri-

•

camente permite ativação e desativação remota de energia para o conversor de frequência. Se o opcional de parada de emergência IEC for encomendado, a Pilz Safety monitora um contato auxiliar no contator.

Starter de motor manual

Fornecem energia trifásica para ventiladores elétricos de resfriamento frequentemente necessários para motores maiores. A energia para os starters é fornecida pelo lado da carga de qualquer contator, disjuntor ou chave de desconexão fornecido e pelo lado de entrada do ltro de RFI classe 1 (opcional). A energia passa por um fusível antes de cada starter do motor e está desligada quando a energia de entrada para o conversor de frequência estiver desligada. São permitidos até dois starters (um se for encomendado um circuito protegido por fusível de 30 A). Starters do motor são integrados no circuito de Safe Torque O do conversor de frequência.

Os recursos da unidade incluem:

Chave de operação (liga/desliga).

•

Proteção de sobrecarga e curto-circuito com

•

função de teste.

Função reset manual.

•

Terminais de potência protegidos por fusível de 30 A

Energia trifásica correspondente à tensão de rede

•

de entrada para energizar equipamento auxiliar de cliente.

Não disponível se forem selecionados dois

•

starters de motor manuais.

Os terminais estão desligados quando a energia

•

de entrada para o conversor de frequência estiver desligada.

A energia para os terminais protegidos por fusível

•

é fornecida pelo lado da carga de qualquer contator, disjuntor ou chave de desconexão fornecido e pelo lado da entrada do ltro de RFI Classe 1 (opcional).

Alimentação de 24 V CC

5 A, 120 W, 24 V CC.

•

Protegido contra sobrecorrente de saída,

•

sobrecarga, curtos-circuitos e superaquecimento.

Para energizar dispositivos acessórios fornecidos

•

pelo cliente, como sensores, E/S de PLC, contatores, sondas de temperatura, luzes indicadoras e/ou outros hardware eletrônicos.

Os diagnósticos incluem um contato CC-ok seco,

•

um LED verde para CC-ok e um LED vermelho para sobrecarga.

Monitoramento da temperatura externa

Projetado para monitorar temperaturas de

•

componente de sistema externo, como enrolamentos e/ou rolamentos de motor. Inclui oito módulos de entrada universal mais dois módulos de entrada do termistor dedicados. Todos os 10 módulos estão integrados no circuito de parada segura e podem ser monitorados por meio de uma rede de eldbus (requer a aquisição de um acoplador de módulo/barramento separado). Encomende um opcional de freio de torque seguro desligado para selecionar monitoramento da temperatura externa.

Comunicação serial

VLT® PROFIBUS DP-V1 MCA 101

O PROFIBUS DP-V1 fornece ampla compatibi-

•

lidade, alto nível de disponibilidade, suporte para todos os principais fornecedores de PLC e compatibilidade com versões futuras.

Comunicação rápida e eciente, instalação

•

transparente, diagnóstico avançado e denição de parâmetros e conguração automática dos dados de processo via arquivo GSD.

Denição de parâmetros acíclica usando

•

PROFIBUS DP-V1, PROFIdrive ou máquinas de estado de perl do FC Danfoss, PROFIBUS DP-V1, Classe Mestre 1 e 2

3 3

Integração de Sistemas

VLT® Refrigeration Drive FC 103

Códigos de compra:

•

- 130B1100 sem camada de verniz.

- 130B1200 revestido (Classe G3/ISA

S71.04-1985).

VLT® LonWorks para ADAP-KOOL® MCA 107

Troca contínua de mensagens entre vários proces-

•

sadores.

Permite a comunicação direta entre dispositivos

•

de rede individuais.

VLT® PROFINET MCA 120

O opcional de PROFINET oferece conectividade a redes baseadas em PROFINET através do protocolo PROFINET. O opcional é capaz de tratar uma única conexão com um intervalo de pacotes real de até 1 ms em ambas as direções.

Servidor da web integrado para diagnóstico

•

remoto e leitura de parâmetros básicos do conversor de frequência.

Se determinadas advertências ou alarmes

•

ocorrerem ou forem eliminadas novamente, é possível para ser enviada para um ou mais destinatários.

TCP/IP para fácil acesso a dados de conguração

•

do conversor de frequência da Software de Setup MCT 10.

Upload e download de arquivo por FTP

•

(Protocolo de Transferência de Arquivos).

Suporte de DCP (protocolo de descoberta e

•

conguração).

Mais opcionais

VLT® General Purpose I/O MCB 101

O opcional de E/S oferece um número estendido de entradas e saídas de controle.

3 entradas digitais 0-24 V: Lógica 0<5 V; Lógica

•

1>10 V

2 entradas analógicas 0-10 V: Resolução de 10

•

bits sinal de mais.

2 saídas digitais NPN/PNP push-pull.

•

1 saída analógica 0/4–20 mA.

•

Conexão xada por mola.

•

Programações do parâmetro separadas.

•

Códigos de compra:

•

congurar uma noticação por e-mail

- 130B1125 sem camada de verniz.

- 130B1212 revestido (Classe G3/ISA

S71.04-1985).

Opcional de Relé MCB 105

VLT

Permite estender as funções do relé com três saídas de relé adicionais.

Carga do terminal máxima: Carga resistiva CA 1:

•

240 V CA, 2 A, CA-15 .

Carga indutiva cos ф 0,4: 240 V CA, 0,2 A, CC-1.

•

Carga resistiva: 24 V CC, 1 A, CC-13 .

•

Carga indutiva: @cos ф 0,4: 24 V CC, 0,1 A.

•

Carga do terminal mínima: CC 5 V: 10 mA.

•

Velocidade de chaveamento máxima com carga

•

nominal/mínima: 6 min-1/20 s-1.

Códigos de compra:

•

- 130B1110 sem camada de verniz.

- 130B1210 revestido (Classe G3/ISA

S71.04-1985).

VLT® Opcional de E/S Analógica MCB 109

Este opcional de entrada/saída analógica é facilmente encaixada no conversor de frequência para atualização para desempenho e controle avançados usando as entradas/saídas adicionais. Este opcional também atualiza o conversor de frequência com uma alimentação de bateria de reserva para o relógio instalado no conversor de frequência. Isso fornece uso estável de todas as funções do relógio do conversor de frequência como ações temporizadas.

Três entradas analógicas, cada uma

•

tanto como entrada de tensão quanto de temperatura.

Conexão de sinais analógicos de 0–10 V , bem

•

como entradas de temperatura PT1000 e NI1000.

Três saídas analógicas, cada uma congurável

•

como saídas de 0–10 V.

Incluído alimentação de reserva para a função

•

relógio padrão no conversor de frequência. Geralmente, a bateria de reserva dura 10 anos, dependendo ambiente.

Códigos de compra:

•

- 130B1143 sem camada de verniz.

- 130B1243 revestido (Classe G3/ISA

S71.04-1985).

VLT® Extended Relay Card MCB 113

O Cartão de relé estendido MCB 113 adiciona entradas/ saídas ao conversor de frequência para maior exibilidade.

7 entradas digitais.

•

2 saídas analógicas.

•

4 relés SPDT.

•

Atende às recomendações NAMUR.

•

congurável

Integração de Sistemas Guia de Design

Recurso de isolação galvânica.

•

Códigos de compra:

•

- 130B1164 sem camada de verniz.

- 130B1264 revestido.

VLT® Opcional de alimentação de 24 V CC MCB 107

Esse opcional é utilizado para conectar uma alimentação CC externa para manter a seção de controle e qualquer opção instalada ativa durante uma falha de alimentação.

Faixa da tensão de entrada: 24 V CC ±15%

•

(máximo 37 V em 10 s).

Corrente de entrada máxima: 2,2 A.

•

Comprimento de cabo máximo: 75 m.

•

Carga de capacitância de entrada: <10 uF.

•

Atraso na energização: <0,6 s.

•

Fácil de instalar em conversores de frequência em

•

máquinas existentes.

Mantém a placa de controle e os opcionais ativos

•

durante quedas de energia.

Mantém

•

energia.

Códigos de compra:

•

eldbuses ativos durante quedas de

- 130B1108 sem camada de verniz.

- 130B1208 revestido (Classe G3/ISA

S71.04-1985).

3.8.1 Opcionais de Comunicação

3.8.3 Filtros de onda senoidal

Quando um conversor de frequência controla um motor, é possível ouvir ruído de ressonância do motor. Esse ruído, resultante do projeto do motor, ocorre cada vez que uma chave do inversor é ativada no conversor de frequência. Dessa forma a frequência do ruído de ressonância corresponde à frequência de chaveamento do conversor de frequência.

Danfoss fornece um o ruído do motor.

O ltro reduz o tempo de aceleração da tensão, da tensão da carga de pico U motor, o que signica que a corrente e a tensão tornam-se quase senoidais. Desse modo, o ruído do motor é reduzido ao mínimo.

O ripple de corrente nas bobinas do ltro de onda senoidal também causa ruído. Resolva o problema integrando o ltro a um gabinete ou similar.

ltro de onda senoidal para amortecer

e do ripple de corrente ΔI no

PEAK

3.8.4 Filtros dU/dt

Danfoss alimenta os ltros dU/dt que são ltros passa-

-baixa de módulo diferencial que reduzem a tensão de pico de fase para fase no terminal do motor e reduzem o tempo de subida até um nível que reduz a tensão mecânica no isolamento dos enrolamentos do motor. Isso é um problema especialmente com cabos de motor curtos.

3 3

VLT® PROFIBUS DP-V1 MCA 101

•

VLT® AK-LonWorks MCA 107

•

VLT® PROFINET MCA 120

•

Para obter mais informações, consulte capétulo 7 Especi- cações.

3.8.2 Opcionais de Entrada/Saída, Feedback e Segurança

VLT® General Purpose I/O Module MCB 101

•

VLT® Placa de relé MCB 105

•

VLT® Extended Relay Card MCB 113

•

Para obter mais informações, consulte capétulo 7 Especi- cações.

Em comparação com capétulo 3.8.3 Filtros de onda senoidal), ltros dU/dt têm uma frequência de desativação acima da frequência de chaveamento.

ltros de onda senoidal (consulte

3.8.5 Filtros de Harmônicas

O VLT® Advanced Harmonic Filter AHF 005 e AHF 010 são ltros de harmônicas avançados que não devem ser comparados com os ltros de harmônicas tradicionais. Os ltros de harmônicas Danfoss foram especialmente projetados para se ajustar aos conversores de frequência Danfoss.

Conectando os ltros de harmônicas Danfoss AHF 005 ou AHF 010 na frente de um conversor de frequência Danfoss, a distorção total de correntes harmônicas gerada de volta para a rede elétrica é reduzida para 5% e 10%.

130BT323.10

130BT324.10

Integração de Sistemas

VLT® Refrigeration Drive FC 103

3.8.6 Kit de gabinete metálico IP21/NEMA Tipo 1

IP20/IP4X superior/NEMA TIPO 1 é um elemento opcional do gabinete metálico para unidades compactas IP20.

Se for usado o kit de gabinete metálico, uma unidade IP20 é atualizada para estar em conformidade com o gabinete metálico IP21/4x superior/TIPO 1.

O IP4X superior pode ser aplicado a todas as variações FC 103 do IP20 padrão.

Ilustração 3.31 Gabinete metálico tamanho A2

A Tampa superior B Borda C Parte da base D Tampa da base E Parafuso(s)

Ilustração 3.32 Gabinete metálico tamanho A3

1. Coloque a tampa superior, como mostrado. Se for utilizado um opcional A ou B, a borda deve ser instalada para cobrir a entrada superior.

2. Coloque a parte C da base na parte inferior do conversor de frequência.

3. Use as braçadeiras da sacola de acessórios para apertar os cabos corretamente.

Furos para as buchas do cabo:

Tamanho A2: 2x M25 e 3xM32.

•

Tamanho A3: 3xM25 e 3xM32.

•

130BT620.12

130BT621.12

Integração de Sistemas Guia de Design

Tipo de gabinete metálico

Altura A

[mm]

Largura B

[mm]

Profundidade C

A2 372 90 205 A3 372 130 205 B3 475 165 249 B4 670 255 246 C3 755 329 337 C4 950 391 337

Tabela 3.17 Dimensões

1) Se for usado o opcional A/B, a profundidade aumenta (ver capétulo 7.9 Valor Nominal da Potência, Peso e Dimensões para obter detalhes)

[mm]

3 3

Ilustração 3.34 Gabinete metálico tamanhos B4, C3 e C4

A Tampa superior B Borda

Ilustração 3.33 Tamanho do Gabinete Metálico B3

C Parte da base D Tampa da base E Parafuso(s) F Tampa do ventilador G Presilha superior

Tabela 3.18 Legenda para Ilustração 3.33 e Ilustração 3.34

PE U V W

130BD839.10

130BA138.11

Integração de Sistemas

VLT® Refrigeration Drive FC 103

Quando o módulo opcional A e/ou módulo opcional B for(em) utilizado(s), instale a borda (B) na cobertura superior (A).

AVISO!

A instalação lado a lado não é possível quando for usado o Kit de Gabinete Metálico IP21/ IP4X/TIPO 1

3.8.7 Filtros de modo comum

Núcleos de modo comum de alta frequência (Núcleos HF-

-CM) reduzem a interferência eletromagnética e eliminam danos no mancal por descarga elétrica. São núcleos magnéticos nanocristalinos especiais que apresentam desempenho de ltragem superior em comparação com os núcleos de ferrita comuns. O núcleo HF-CM age como um indutor de modo comum entre fases e aterramento.

Ilustração 3.35 Núcleo HF-CM com Fases do Motor

Instalados em torno das três fases do motor (U, V, W), os ltros de modo comum reduzem as correntes de modo comum de alta frequência. Como resultado, a interferência eletromagnética de alta frequência do cabo de motor é reduzida.

O número de núcleos necessários depende do comprimento de cabo de motor e da tensão do conversor de frequência. Cada kit consiste em dois núcleos. Para determinar o número de núcleos necessário, consulte Tabela 3.19.

Comprimento de cabo [m] A e B C D

50 2 4 2 2 4 100 4 4 2 4 4 150 4 6 4 4 4 300 4 6 4 4 6

Tabela 3.19 Número de Núcleos

1) Onde cabos mais longos forem necessários, empilhe núcleos HF-

-CM adicionais.

Tamanho do gabinete metálico

T2/T4 T7 T2/T4 T7 T7

Instale os núcleos HF-CM passando os 3 cabos de fases do motor (U, V, W) através cada núcleo, como mostrado em Ilustração 3.35.

3.8.8 Kit para Montagem Remota do LCP

O LCP pode ser movido para frente de um gabinete metálico usando o kit integrado remoto. Aperte os parafusos de xação com torque máximo de 1 Nm.

O gabinete metálico do LCP é classicado IP66.

Gabinete metálico IP66 front

Comprimento de cabo máxima entre o LCP e a unidade 3 m Comunicação padrão RS485

Tabela 3.20 Dados Técnicos

Ilustração 3.36 Kit de LCP com LCP Gráco, Presilhas, Cabo de 3 m e Guarnição Código de Compra 130B1113

130BA200.10

130BA844.10

130BA845.10

Integração de Sistemas Guia de Design

Ilustração 3.37 Kit de LCP com LCP numérico, presilhas e gaxeta Código de Compra 130B1114

3.8.9 Quadro de montagem para gabinetes metálicos tamanhos A5, B1, B2, C1 e C2

3 3

Ilustração 3.39 Suporte Inferior

Ilustração 3.38 Dimensões do Kit do LCP

Ilustração 3.40 Suporte Superior

Consulte as dimensões em Tabela 3.21.

Integração de Sistemas

VLT® Refrigeration Drive FC 103

Tamanho do Gabinete Metálico

A5 55/66 480 495 130B1080 B1 21/55/66 535 550 130B1081 B2 21/55/66 705 720 130B1082

B3 21/55/66 730 745 130B1083 B4 21/55/66 820 835 130B1084

Tabela 3.21 Detalhes dos Quadros de Montagem

3.9 Interface Serial RS485

3.9.1 Visão Geral

RS485 é uma interface de barramento de par de os, compatível com topologia de rede de perdas múltiplas. Nós podem ser conectados como bus ou através de uma queda de cabos de uma linha tronco comum. Um total de 32 nós podem ser conectados a um segmento de rede. Repetidores dividem segmentos de rede, consulte Ilustração 3.41.

AVISO!

Cada repetidor funciona como um nó dentro do segmento em que está instalado. Cada nó conectado em uma rede especíca deve ter um endereço do nó exclusivo em todos os segmentos.

IP A [mm] B [mm] Código de

compra

Cada segmento deve estar com terminação em ambas as extremidades; para isso use o interruptor de terminação (S801) dos conversores de frequência ou um banco de resistores de terminação polarizado. Use sempre par trançado blindado (STP) para cabeamento de barramento e siga boas práticas de instalação comuns.

A conexão do terra de baixa impedância da malha de blindagem em cada nó é muito importante, inclusive em altas frequências. Assim, conecte uma superfície grande da blindagem ao aterramento, por exemplo, com uma braçadeira de cabo ou uma bucha de cabo condutiva. É possível que seja necessário aplicar cabos equalizadores de potencial para manter o mesmo potencial de aterramento ao longo da rede de comunicação, particularmente em instalações com cabos longos. Para prevenir descasamento de impedância, use sempre o mesmo tipo de cabo ao longo da rede inteira. Ao conectar um motor a um conversor de frequência, use sempre um cabo de motor que seja blindado.

Comprimento Par trançado blindado (STP)

Impedância [Ω] Comprimento de cabo [m]

Tabela 3.22 Especicações de Cabo

120 Máximo 1200 (incluindo drop lines) Máximo 500 de estação a estação

Ilustração 3.41 Interface do Barramento da RS485

+24 V

D IN

COM

D IN

+10

A IN

COM

A OUT

COM

R1R2

61 68 69

RS-485

130BB685.10

130BA060.11

68 69 68 69 68 69

RS 485

RS 232 USB

130BB021.11

12 13 18 19 27 29 32

Remove jumper to enable Safe Stop

69 39 42 50 53 54 55

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Parâmetros

Conguraçã

Função

Parâmetro 8-30 Protocolo FC* Parâmetro 8-31

Endereço Parâmetro 8-32

9600*

Baud Rate

* = Valor padrão

Notas/comentários:

Selecione protocolo, endereço e baud rate nos parâmetros mencionados acima. D na 37 é opcional.

Para evitar correntes de equalização potencial na tela, o de acordo com Ilustração 3.24.

3 3

Ilustração 3.43 Terminais do cartão de controle

3.9.3 Terminação do Bus Serial da RS485

Faça a terminação do barramento da RS485 usando uma rede de resistor nas duas extremidades. Para essa nalidade, ajuste o interruptor S801 no cartão de controle

Tabela 3.23 Conexão de Rede da RS-485

3.9.2 Conexão de Rede

Um ou mais conversores de frequência podem ser conectados a um controle (ou mestre) usando a interface padronizada RS485. O terminal 68 é conectado ao sinal P (TX+, RX+), enquanto que o terminal 69 é conectado ao sinal N (TX-,RX-). Ver desenhos em capétulo 3.6.1 Esquemático de ação.

Se houver mais de um conversor de frequência conectado a um determinado mestre, use conexões paralelas.

Ilustração 3.42 Conexões Paralelas

para Ligado.

Programe o protocolo de comunicação para parâmetro 8-30 Protocolo.

3.9.4 Cuidados com EMC

As seguintes precauções com EMC são recomendadas para obter operação da rede RS485 isenta de interferências.

Observe os regulamentos locais e nacionais relevantes, por exemplo, com relação à conexão do ponto de aterramento de proteção. Mantenha o cabo de comunicação da RS485 distante dos cabos de motor e do resistor do freio para evitar acoplamento do ruído de alta frequência de um cabo para outro. Normalmente uma distância de 200 mm (8 polegadas) é maior distância possível entre os cabos, principalmente se forem instalados em paralelo ao longo de grandes distâncias. Se o cruzamento for inevitável, o cabo da RS485 deve cruzar com os cabos de motor em um ângulo de 90°.

suciente, mas é recomendável manter a

Fieldbus cable

90° crossing

130BE039.11

Minimum 200 mm (8 in)

STX LGE ADR D ATA BCC

195NA099.10

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3.9.6 Conguração de Rede

Para ativar o Protocolo Danfoss FC do conversor de frequência, programe os seguintes parâmetros:

Número do parâmetro Conguração

Parâmetro 8-30 Protocolo FC Parâmetro 8-31 Endereço 1–126 Parâmetro 8-32 Baud Rate 2400–115200 Parâmetro 8-33 Bits de Paridade / Parada

Tabela 3.24 Parâmetros do Protocolo Danfoss FC

Paridade par, 1 bit de parada (padrão)

3.9.7 Estrutura do Enquadramento de Mensagem do Protocolo Danfoss FC

3.9.7.1 Conteúdo de um Caractere (byte)

Ilustração 3.44 Estendendo Cabos

3.9.5 Visão Geral do Protocolo Danfoss FC

O Protocolo Danfoss FC, também conhecido como Bus do FC ou Bus padrão, é o Danfoss eldbus padrão. Ele dene uma técnica de acesso, de acordo com o princípio mestre/ escravo para comunicações via eldbus. Um mestre e o máximo de 126 escravos podem ser conectados ao barramento. O mestre seleciona os escravos individuais por meio de um caractere de endereço no telegrama. Um escravo por si só nunca pode transmitir sem que primeiramente seja solicitado a fazê-lo e não é permitido que um escravo transra a mensagem para outro escravo. A comunicação ocorre no modo Half duplex. A função do mestre não pode ser transferida para outro nó (sistema de mestre único).

Cada caractere transferido começa com um bit de início. Em seguida, são transmitidos 8 bits de dados, que correspondem a um byte. Cada caractere é protegido por um bit de paridade. Esse bit é paridade. Paridade é quando houver um número igual de 1s nos 8 bits de dados e no bit de paridade no total. Um bit de parada completa um caractere, assim é composto por 11 bits no total.

Ilustração 3.45 Conteúdo de um Caractere

denido para 1 ao atingir a

3.9.7.2 Estrutura do Telegrama

A camada física é a RS485, usando, assim a porta da RS485 integrada ao conversor de frequência. O Protocolo Danfoss FC suporta diferentes formatos de telegrama:

Um formato curto de 8 bytes para dados de

•

processo.

Um formato longo de 16 bytes que também

•

inclui um canal de parâmetro.

Um formato usado para textos.

•

Cada telegrama tem a seguinte estrutura:

Caractere de partida (STX)=02 hex.

•

Um byte representando o comprimento do

•

telegrama (LGE).

Um byte representando o endereço do conversor

•

de frequência (ADR).

Seguem inúmeros bytes de dados (variável, dependendo do tipo de telegrama).

Um byte de controle dos dados (BCC) completa o telegrama.

Ilustração 3.46 Estrutura do Telegrama

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3.9.7.3 Comprimento do Telegrama (LGE)

O comprimento do telegrama é o número de bytes de dados, mais o byte de endereço ADR e o byte de controle dos dados BCC.

4 bytes de dados LGE=4+1+1=6 bytes 12 bytes de dados LGE=12+1+1=14 bytes Telegramas contendo textos

Tabela 3.25 Comprimento dos telegramas

1) 10 representa os caracteres do comprimento do texto).

101)+n bytes

xos, enquanto n é variável (depende

3.9.7.4 Endereço (ADR) do conversor de frequência.

São usados dois formatos de endereço diferentes. A faixa de endereços do conversor de frequência é 1-31 ou 1-126.

Formato de endereço 1-31

•

- Bit 7=0 (formato de endereço 1-31

ativo).

- Bit 6 não é usado.

- Bit 5=1: Broadcast, bits de endereço

(0-4) não são usados.

- Bit 5=0: Sem Broadcast.

- Bit 0-4=endereço do conversor de

frequência 1-31.

Formato de endereço 1-126

•

- Bit 7=1 (formato de endereço 1–126

ativo).

- Bit 0-6=endereço do conversor de

frequência 1-126.

- Bit 0–6 =0 Broadcast.

O escravo envia o byte de endereço de volta, sem alteração, no telegrama de resposta ao mestre.

3 3

3.9.7.5 Byte de Controle dos Dados (BCC)

O checksum é calculado como uma função lógica XOR (OU exclusivo). Antes de o primeiro byte do telegrama ser recebido, o CheckSum calculado é 0.

ADRLGESTX PCD1 PCD2 BCC

130BA269.10

PKE IND

130BA270.10

ADRLGESTX PCD1 PCD2 BCCCh1 Ch2 Chn

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3.9.7.6 O Campo de Dados

A estrutura dos blocos de dados depende do tipo de telegrama. Há três tipos de telegramas e o tipo aplica-se tanto aos telegramas de controle (mestre⇒escravo) quanto aos telegramas de resposta (escravo⇒mestre).

Os 3 tipos de telegrama são:

Bloco de processo (PCD)

O PCD é composto por um bloco de dados de 4 bytes (2 palavras) e contém:

Control word e valor de referência (do mestre para o escravo).

•

Status word e a frequência de saída atual (do escravo para o mestre).

•

Ilustração 3.47 Bloco de Processo

Bloco de parâmetro

Bloco de parâmetros, usado para transmitir parâmetros entre mestre e escravo. O bloco de dados é composto de 12 bytes (6 words) e também contém o bloco de processo.

Ilustração 3.48 Bloco de parâmetro

Bloco de texto

O bloco de texto é usado para ler ou gravar textos, via bloco de dados.

Ilustração 3.49 Bloco de texto

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3.9.7.7 O Campo PKE

O campo PKE contém dois subcampos:

Comando de parâmetro e resposta AK.

•

Número do parâmetro PNU.

•

Ilustração 3.50 Campo PKE

- e emite um relatório de falha (ver Tabela 3.28) no valor do parâmetro (PWE):

PWE baixo

(Hex)

11 A alteração de dados no parâmetro denido não é

82 Não há acesso ao bus para o parâmetro denido. 83 A alteração de dados não é possível porque a

Tabela 3.28 Relatório de falha do valor do parâmetro

Relatório de falha

0 O número do parâmetro usado não existe. 1 Não há nenhum acesso de gravação para o

parâmetro denido.

2 O valor dos dados ultrapassa os limites do

parâmetro. 3 O sub-índice usado não existe. 4 O parâmetro não é do tipo matriz 5 O tipo de dados não corresponde ao parâmetro

denido

possível no modo atual do conversor de

frequência. Determinados parâmetros podem ser

alterados somente quando o motor estiver

desligado.

programação de fábrica está selecionada

3 3

Os números de bits 12-15 transferem comandos de parâmetro do mestre para o escravo e retornam respostas do escravo processadas para o mestre.

Número de bits Comando de parâmetro

15 14 13 12 0 0 0 0 Sem comando. 0 0 0 1 Ler valor do parâmetro. 0 0 1 0 Gravar valor do parâmetro na RAM

(word).

0 0 1 1 Gravar valor do parâmetro na RAM (word

dupla).

1 1 0 1 Gravar valor do parâmetro na RAM e na

EEPROM (word dupla).

1 1 1 0 Gravar valor do parâmetro na RAM e na

EEPROM (word).

1 1 1 1 Ler/gravar texto.

Tabela 3.26 Comandos de Parâmetro Mestre⇒Escravo

Número de bits Resposta

15 14 13 12 0 0 0 0 Nenhuma resposta. 0 0 0 1 Valor de parâmetro transferido (word). 0 0 1 0 Valor do parâmetro transferido (word

dupla). 0 1 1 1 O comando não pode ser executado. 1 1 1 1 texto transferido.

Tabela 3.27 Resposta do Escravo⇒Mestre

Se o comando não puder ser executado, o escravo envia esta resposta:

0111 O comando não pode ser executado

3.9.7.8 Número do Parâmetro (PNU)

Os bits 0-11 transferem números de parâmetro. A função do parâmetro importante é denida na descrição do parâmetro no guia de programação.

3.9.7.9 Índice (IND)

O índice é usado em conjunto com o número do parâmetro, para parâmetros de acesso de leitura/gravação com um índice, por exemplo, parâmetro 15-30 Log Alarme: Cód Falha. O índice é formado por 2 bytes, um byte baixo e um alto.

Somente o byte baixo é usado como índice.

3.9.7.10 Valor do Parâmetro (PWE)

O bloco de valor de parâmetro consiste em 2 words (4 bytes) e o seu valor depende do comando denido (AK). Se o mestre solicita um valor de parâmetro quando o bloco PWE não contiver nenhum valor. Para alterar um valor de parâmetro (gravar), grave o novo valor no bloco PWE e envie-o do mestre para o escravo.

Se um escravo responder a uma solicitação de parâmetro (comando de leitura), o valor do parâmetro atual no bloco PWE é transferido e devolvido ao mestre. Se um parâmetro não contiver um valor numérico, mas várias opções de dados, por exemplo, parâmetro 0-01 Idioma em que [0] é Inglês e [4] é Dinamarquês, selecione o valor de dados digitando o valor no bloco PWE. Através da comunicação serial somente é possível ler parâmetros com tipo de dados 9 (sequência de texto).

E19E H

PKE IND PWE

high

PWE

low

0000 H 0000 H 03E8 H

130BA092.10

119E H

PKE

IND

PWE

high

PWE

low

0000 H 0000 H 03E8 H

130BA093.10

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Parâmetro 15-40 Tipo do FC a parâmetro 15-53 Nº. Série Cartão de Potência contêm o tipo de dados 9.

Por exemplo, pode-se ler a potência da unidade e a faixa de tensão de rede elétrica no par. parâmetro 15-40 Tipo do FC. Quando uma sequência de texto é transferida (lida), o

Exemplos: 0 s⇒índice de conversão 0 0,00 s⇒índice de conversão -2 0 ms⇒índice de conversão -3 0,00 ms⇒índice de conversão -5

comprimento do telegrama é variável, porque os textos

têm comprimentos diferentes. O comprimento do

3.9.7.13 Words do Processo (PCD)

telegrama é denido no segundo byte do telegrama, LGE. Ao usar a transferência de texto, o caractere do índice indica se o comando é de leitura ou gravação. Para ler um texto via bloco PWE, programe o comando do parâmetro (AK) para F hex. O byte alto do caractere do índice deve ser 4. Alguns parâmetros contêm textos que podem ser gravados por meio do eldbus. Para gravar um texto via bloco PWE, dena o comando do parâmetro (AK) para hex F. O byte alto dos caracteres do índice deve ser 5.

O bloco de words de processo está dividido em dois blocos de 16 bits, que sempre ocorrem na sequência denida.

PCD 1 PCD 2

Telegrama de controle (mestre⇒control word do escravo) Status word do telegrama de controle (escravo⇒mestre)

Tabela 3.30 Words do Processo (PCD)

Valor de referência Frequência de saída atual

3.9.8 Exemplos de Protocolo Danfoss FC

Ilustração 3.51 Texto via bloco PWE

3.9.8.1 Gravando um Valor de Parâmetro

3.9.7.11 Tipos de Dados Suportados

Sem designação signica que não há sinal de operação no telegrama.

Tipos de dados Descrição

3 № inteiro 16 4 № inteiro 32 5 8 sem designação 6 16 sem designação 7 32 sem designação 9 String de texto 10 String de byte 13 Diferença de tempo 33 Reservado 35 Sequência de bits

Tabela 3.29 Tipos de Dados Suportados

3.9.7.12 Conversão

Os diversos atributos de cada parâmetro são exibidos em conguração de fábrica. Os valores de parâmetro são transferidos somente como números inteiros. Os fatores de conversão são, portanto, usados para transferir decimais.

Parâmetro 4-12 Lim. Inferior da Veloc. do Motor [Hz] tem um fator de conversão de 0,1. Para predenir a frequência mínima em 10 Hz, deve-se transferir o valor 100. Um fator de conversão 0,1 signica que o valor transferido é multiplicado por 0,1. Portanto, o valor 100 será lido como 10,0.

Mude o par. parâmetro 4-14 Lim. Superior da Veloc do Motor [Hz] para 100 Hz. Grave os dados na EEPROM.

PKE = E19E hex - Gravar word única em parâmetro 4-14 Lim. Superior da Veloc do Motor [Hz]: IND=0000 hex PWEHIGH=0000 hex PWELOW=03E8 hex - Valor de dados 1000, correspondendo a 100 Hz, ver capétulo 3.9.7.12 Conversão.

O telegrama terá a seguinte aparência:

Ilustração 3.52 Grave Dados na EEPROM

AVISO!

Parâmetro 4-14 Lim. Superior da Veloc do Motor [Hz] é

uma palavra única e o comando do parâmetro para gravar na EEPROM é E. O número de parâmetro 4-14 é 19E em hexadecimal.

A resposta do escravo para o mestre será:

Ilustração 3.53 Resposta do Escravo

1155 H

PKE IND PWE

high

PWE

low

0000 H 0000 H 0000 H

130BA094.10

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3.9.8.2 Lendo um Valor de Parâmetro

Ler o valor em parâmetro 3-41 Tempo de Aceleração da Rampa 1.

PKE = 1155 Hex - Ler o valor do parâmetro em parâmetro 3-41 Tempo de Aceleração da Rampa 1. IND=0000 hex PWEHIGH=0000 hex PWELOW=0000 hex

Ilustração 3.54 Parameter Value (Valor do parâmetro)

Se o valor em parâmetro 3-41 Tempo de Aceleração da Rampa 1 for 10 s, a resposta do escravo para o mestre é

Ilustração 3.55 Resposta do Escravo

Hex 3E8 corresponde ao decimal 1000. O índice de conversão de yparâmetro 3-41 Tempo de Aceleração da

Rampa 1 é -2, ou seja, 0,01. Parâmetro 3-41 Tempo de Aceleração da Rampa 1 é do tipo 32 sem designação.

3.9.9 Protocolo do Modbus RTU

3.9.9.1 Premissas

Danfoss supõe que o controlador instalado suporta as interfaces neste manual e observa rigidamente todos os requisitos e limitações estipulados no controlador e no conversor de frequência.

O Modbus RTU (Unidade de Terminal Remoto) integrado foi projetado para comunicar com qualquer controlador que suportar as interfaces denidas neste manual. É suposto que o usuário tem conhecimento pleno das capacidades bem como das limitações do controlador.

3.9.9.2 Visão Geral do Modbus RTU

Independentemente do tipo de rede física de comunicação, a visão geral do Modbus RTU descreve o processo usado por um controlador para solicitar acesso a outro dispositivo. Esse processo inclui como o Modbus RTU responde às solicitações de outro dispositivo e como erros são detectados e relatados. O documento também

estabelece um formato comum para o leiaute e para o conteúdo dos campos de mensagem. Durante a comunicação por uma rede Modbus RTU, o protocolo:

Determina como cada controlador aprende seu

•

endereço de dispositivo.

Reconhece uma mensagem endereçada a ele.

•

Determina quais ações tomar.

•

Extrai quaisquer dados ou outras informações

•

contidas na mensagem.

Se uma resposta for solicitada, o controlador constrói a mensagem de resposta e a envia. Os controladores comunicam-se usando uma técnica mestre/escravo em que somente o mestre pode iniciar transações (denominadas consultas). Os escravos respondem fornecendo os dados solicitados ao mestre ou executando a ação solicitada na consulta. O mestre pode endereçar escravos individuais ou pode iniciar uma mensagem de broadcast a todos os escravos. Os escravos devolvem uma resposta às consultas endereçadas a eles individualmente. Nenhuma resposta é devolvida às solicitações de broadcast do mestre. O protocolo do Modbus RTU estabelece o formato para a consulta do mestre fornecendo:

O endereço do dispositivo (ou broadcast).

•

Um código da função denindo a ação solicitada.

•

Quaisquer dados a serem enviados.

•

Um campo de vericação de erro.

•

A mensagem de resposta do escravo também é elaborada usando o protocolo do Modbus. Ela contém campos que conrmam a ação tomada, quaisquer tipos de dados a serem devolvidos e um campo de vericação de erro. Se ocorrer um erro na recepção da mensagem ou se o escravo for incapaz de executar a ação solicitada, o escravo retorna uma mensagem de erro. Alternativamente, ocorre um timeout.

3.9.9.3 Conversor de Frequência com Modbus RTU

O conversor de frequência comunica-se no formado do Modbus RTU através da interface RS485 integrada. O Modbus RTU fornece o acesso à control word e à referência de bus do conversor de frequência.

A control word permite ao Modbus mestre controlar diversas funções importantes do conversor de frequência:

Partida

•

É possível parar o conversor de frequência por

•

diversos meios:

- Parada por inércia

- Parada rápida

3 3

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- Parada por freio CC

- Parada (de rampa) normal

Reset após um desarme por falha

•

Operação em diversas velocidades predenidas

•

Funcionamento em reversão

•

Alterar a conguração ativa

•

Controlar o relé integrado do conversor de

•

frequência

A referência de bus é comumente usada para controle da velocidade. Também é possível acessar os parâmetros, ler seus valores e quando possível, inserir valores. Isto permite uma variedade de opções de controle, inclusive controlar o setpoint do conversor de frequência quando o seu controlador PI interno for utilizado.

3.9.9.4 Conguração de Rede

Para ativar o Modbus RTU no conversor de frequência, programe os seguintes parâmetros:

Parâmetro Conguração

Parâmetro 8-30 Protocolo Modbus RTU Parâmetro 8-31 Endereço 1–247 Parâmetro 8-32 Baud Rate 2400–115200 Parâmetro 8-33 Bits de Paridade / Parada

Tabela 3.31 Parâmetros do Modbus RTU

Paridade par, 1 bit de parada (padrão)

3.9.10 Estrutura do Enquadramento de Mensagem do Modbus RTU

3.9.10.1 Conversor de Frequência com

Modbus RTU

Os controladores são congurados para se comunicar na rede do Modbus usando o modo RTU com cada byte em uma mensagem que contém dois caracteres hexadecimais de 4 bits. O formato de cada byte é mostrado em Tabela 3.32.

Sistema de

codicação

Bits por byte 1 bit de partida.

Campo de vericação de erro

3.9.10.2 Estrutura do telegrama do Modbus

O dispositivo de transmissão coloca uma mensagem do Modbus RTU em um quadro, com um ponto de início e outro de término conhecidos. Isto permite aos dispositivos de recepção começar no inicio da mensagem, ler a porção do endereço, determinar qual dispositivo está sendo endereçado (ou todos os dispositivos, se a mensagem for do tipo broadcast) e a reconhecer quando a mensagem for completada. As mensagens parciais são detectadas e os erros programados, em consequência. Os caracteres para transmissão devem estar no formato hexadecimal de 00 a FF, em cada campo. O conversor de frequência monitora continuamente o barramento da rede, inclusive durante os intervalos silenciosos. Quando o primeiro campo (o campo de endereço) é recebido, cada conversor de frequência ou dispositivo decodica esse campo, para determinar qual dispositivo está sendo endereçado. As mensagens do Modbus RTU, endereçadas como zero, são mensagens de broadcast. Não é permitida nenhuma resposta para mensagens de broadcast. Um quadro de mensagem típico é mostrado em Tabela 3.33.

Partida Endereço Função Dados Vericaçã

T1-T2-T3-

-T4

Tabela 3.33 Estrutura do Telegrama Típica do Modbus RTU

Binário de 8 bits, hexadecimal 0–9, A–F. Dois caracteres hexadecimais contidos em cada campo de 8 bits da mensagem.

8 bits de dados, o bit menos signicativo é enviado primeiro; 1 bit para paridade par/ímpar; nenhum bit para sem paridade. 1 bit de parada se for usada a paridade; 2 bits se for sem paridade. Vericação de redundância cíclica (CRC).

RTU

Final da

o de CRC

8 bits 8 bits N x 8 bits 16 bits T1-T2-T3-

Acel.

-T4

Start bit

Tabela 3.32 O formato de cada byte

Byte de dados Parada

parida

Parad

3.9.10.3 Campo Partida/Parada

As mensagens iniciam com um período de silêncio com intervalos de no mínimo 3,5 caracteres. Isso é implementado como um múltiplo de intervalos de caractere, na baud rate da rede selecionada (mostrado como Início T1-T2-T3-T4). O primeiro campo a ser transmitido é o endereço do dispositivo. Após a transmissão do último caractere, um período semelhante de intervalos de no mínimo 3,5 caracteres marca o m da mensagem. Após este período, pode-se começar uma mensagem nova. O quadro completo da mensagem deve ser transmitido como um uxo contínuo. Se ocorrer um período de silêncio com intervalos maiores que 1,5

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caracteres antes de completar o quadro, o dispositivo receptor livra-se da mensagem incompleta e assume que o byte seguinte é um campo de endereço de uma nova mensagem. De forma semelhante, se uma nova mensagem começar antes de intervalos de 3,5 caracteres após uma mensagem anterior, o dispositivo receptor o considera uma continuação da mensagem anterior. Isso causa timeout (nenhuma resposta do escravo), uma vez que o valor no m do campo de CRC não é válido para as mensagens combinadas.

3.9.10.4 Campo de Endereço

O campo de endereço de um quadro de mensagem contém 8 bits. Os endereços de dispositivos escravo válidos estão na faixa de 0–247 decimal. Aos dispositivos escravos individuais são designados endereços na faixa de 1-247. (0 é reservado para o modo broadcast, que todos os escravos reconhecem.) Um mestre endereça um escravo colocando o endereço do escravo no campo de endereço da mensagem. Quando o escravo envia a sua resposta, ele insere o seu próprio endereço neste campo de endereço para que o mestre identique qual escravo está respondendo.

3.9.10.5 Campo da Função

ou endereços de registradores, a quantidade de itens a ser manuseada e a contagem dos bytes de dados reais no campo.

3.9.10.7 Campo de Vericação de CRC

As mensagens incluem um campo de vericação de erro que opera com base em um método de vericação de redundância cíclica (CRC). O campo de CRC verica o conteúdo da mensagem inteira. Ele é aplicado independentemente de qualquer método de vericação de paridade usado pelos caracteres individuais da mensagem. O dispositivo de transmissão calcula o valor do CRC e insere o CRC como o último campo na mensagem. O dispositivo receptor recalcula um CRC, durante a recepção da mensagem, e compara o valor calculado com o valor real recebido no campo da CRC. Se os dois valores forem diferentes, ocorrerá timeout do bus. O campo de vericação de erro contém um valor binário de 16 bits implementado como dois bytes de 8 bits. Quando isso é feito, o byte de ordem baixa do campo é inserido primeiro, seguido pelo byte de ordem alta. O byte de ordem alta da CRC é o último byte enviado na mensagem.

3.9.10.8 Endereçamento do Registrador da Bobina

3 3

O campo da função de um quadro de mensagem contém 8 bits. Os códigos válidos estão na faixa de 1-FF. Os campos de função são usados para enviar mensagens entre o mestre e o escravo. Quando uma mensagem é enviada de um mestre para um dispositivo escravo, o campo do código da função informa ao escravo a ação a ser executada. Quando o escravo responde ao mestre, usa o campo do código da função para indicar uma resposta normal (sem erros) ou informar que ocorreu um erro (chamados de resposta de exceção). Para uma resposta normal, o escravo simplesmente retorna o código de função original. Para uma resposta de exceção, o escravo retorna um código que é equivalente ao código da função original com o bit mais signicativo programado para 1 lógico. Além disso, o escravo insere um código único no campo dos dados da mensagem- reposta. Esse código informa ao mestre qual erro ocorreu ou o motivo da exceção. Consulte também capétulo 3.9.10.10 Códigos de

Função Suportados pelo Modbus RTU e capétulo 3.9.10.11 Códigos de Exceção do Modbus.

3.9.10.6 Campo dos Dados

O campo dos dados é construído usando conjuntos de dois dígitos hexadecimais, na faixa de 00-FF hexadecimal. Estes são constituídos de um caractere RTU. O campo de dados das mensagens enviadas de um mestre para um dispositivo escravo contém informações complementares que o escravo deve usar para realizar a ação denida pelo código da função. Isto pode incluir itens como uma bobina

No Modbus, todos os dados estão organizados em bobinas e registradores de retenção. As bobinas retêm um único bit, enquanto que os registradores de retenção retêm uma palavra de 2 bytes (16 bits). Todos os endereços de dados, em mensagens do Modbus, são referenciadas em zero. A primeira ocorrência de um item de dados é endereçada como item número 0. Por exemplo: A bobina conhecida como bobina 1 em um controlador programável é endereçada como o campo de endereço de dados de uma mensagem do Modbus. A bobina decimal 127 é endereçada como bobina 007EHEX (126 decimal). O registrador de retenção 40001 é endereçado como registrador 0000 no campo de endereço de dados da mensagem. O campo do código da função já especica uma operação de registrador de retenção. Portanto, a referência 4XXXX ca implícita. O registrador de retenção 40108 é endereçado como registrador 006BHEX (decimal

107).

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Número da bobina

1–16 Control word do conversor de

17–32 Velocidade do conversor de

33–48 Status word do conversor de

49–64 Modo malha aberta: Frequência de

65 Controle de gravação de parâmetro

66– 65536

Tabela 3.34 Descrições da bobina

Bobina 0 1

01 Referência predenida lsb 02 Referência predenida msb 03 Freio CC S/ freio CC 04 Parada por inércia S/ parada por inércia 05 Parada rápida S/ parada rápida 06 Congelar frequência S/ congelar frequência 07 Parada de rampa Partida 08 Sem reset Reinicializar 09 Sem jog Jog 10 Rampa 1 Rampa 2 11 Dados inválidos Dados válidos 12 Relé 1 desligado Relé 1 ligado 13 Relé 2 desligado Relé 2 ligado 14 LSB do Setup 15 MSB do Setup 16 Sem reversão Reversão

Tabela 3.35 Control word do conversor de frequência (Perl do FC)

Descrição Direção do

sinal

Mestre para

frequência.

frequência ou faixa de referência do setpoint de 0x0–0xFFFF (-200% ... ~200%).

frequência (consulte Tabela 3.36).

saída do conversor de frequência. Modo malha fechada: Sinal de feedback do conversor de frequência.

(mestre para escravo). 0=As alterações de parâmetros são

gravadas na RAM do conversor de frequência.

1=As alterações de parâmetros são

gravadas na RAM e EEPROM do conversor de frequência.

Reservado.

escravo Mestre para escravo

Escravo para mestre Escravo para mestre

Mestre para escravo

Bobina 0 1

33 Controle não pronto Controle pronto 34 O conversor de frequência

não está pronto para

funcionar. 35 Parada por inércia Segurança fechada 36 Sem alarme Alarme 37 Não usado Não usado 38 Não usado Não usado 39 Não usado Não usado 40 Sem advertência Advertência 41 Não na referência Na referência 42 Modo manual Modo Automático 43 Fora da faixa de

frequência 44 Parado Em funcionamento 45 Não usado Não usado 46 Sem advertência de

tensão 47 Não no limite de corrente Limite de Corrente 48 Sem advertência térmica Advertência térmica

Tabela 3.36 Status word do conversor de frequência (Perl do FC)

№ do Registrador

00001–00006 Reservado 00007 Código do último erro de uma interface do

00008 Reservado 00009

00010–00990 Grupo do parâmetro 000 (parâmetros 0-01 a 0-99) 01000–01990 Grupo do parâmetro 100 (parâmetros 1-00 a 1-99) 02000–02990 Grupo do parâmetro 200 (parâmetros 2-00 a 2-99) 03000–03990 Grupo do parâmetro 300 (parâmetros 3-00 a 3-99) 04000–04990 Grupo do parâmetro 400 (parâmetros 4-00 a 4-99)

... ...

49000–49990 Grupo do parâmetro 4900 (parâmetros 49-00 a

50000 Dados de entrada: Registrador da control word do

50010 Dados de entrada: Registrador da referência do

... ...

50200 Dados de saída: Registrador da status word do

50210 Dados de saída: Registrador do valor real

Descrição

objeto de dados do Conversor de Frequência

Índice de parâmetro

49-99)

conversor de frequência (CTW).

bus (REF).

conversor de frequência (STW).

principal do conversor de frequência (MAV).

O conversor de frequência está pronto

Na faixa de frequência

Advertência de tensão

Tabela 3.37 Registradores de Retenção

1) usado para especicar o número de índice a ser usado ao acessar um parâmetro indexado.

Integração de Sistemas Guia de Design

3.9.10.9 Como controlar o Conversor de Frequência

Os códigos disponível para uso nos campos de função e de dados de uma mensagem do Modbus RTU estão listados em capétulo 3.9.10.10 Códigos de Função

Suportados pelo Modbus RTU e capétulo 3.9.10.11 Códigos de Exceção do Modbus.

3.9.10.10 Códigos de Função Suportados

pelo Modbus RTU

O Modbus RTU suporta o uso dos códigos de função (ver Tabela 3.38) no campo de função de uma mensagem.

Função Código da função (hex)

Ler bobinas 1 Ler registradores de retenção 3 Gravar bobina única 5 Gravar registrador único 6 Gravar bobinas múltiplas F Gravar registradores múltiplos 10 Obter comunicação do contador de eventos Relatar ID do escravo 11

Tabela 3.38 Códigos de Função

Função Código

da Função

Diagnósticos8 1 Reiniciar a comunicação

Tabela 3.39 Códigos de função e subfunção

Código de subfunção

2 Retornar registrador de

10 Limpar contadores e

11 Retornar contador de

12 Retornar contador de

13 Retornar contador de

14 Retornar contador de

Subfunção

diagnósticos

registrador de diagnósticos

mensagem do bus

erros de comunicação do bus

erros do escravo

mensagem do escravo

3.9.10.11 Códigos de Exceção do Modbus

Para obter uma explicação completa da estrutura de uma resposta do código de exceção, consulte capétulo 3.9.10.5 Campo da Função.

CódigoNome Signicado

1 Função

inválida

2 Endereço de

dados inválido

3 Valor de

dados inválido

4 Falha do

dispositivo escravo

Tabela 3.40 Códigos de Exceção do Modbus

O código de função recebido na consulta não é uma ação permitida para o servidor (ou escravo). Isso pode ser porque o código de função é aplicável somente em dispositivos mais recentes e ainda não foi implementado na unidade selecionada. Isso também pode indicar que o servidor (ou escravo) está no estado incorreto para processar um pedido desse tipo, por exemplo, em virtude de não estar congurado e por estar sendo requisitado a retornar valores de registro. O endereço dos dados recebido na consulta não é um endereço permitido para o servidor (ou escravo). Mais especi- camente, a combinação do número de referência e o comprimento de transferência não é válido. Para um controlador com 100 registradores, um pedido com oset 96 e comprimento 4 teria êxito, um pedido com oset 96 e comprimento 5 gera exceção 02. Um valor contido no campo de dados da consulta não é um valor permitido para o servidor (ou escravo). Isso indica uma falha na estrutura do restante de um pedido complexo, como o do comprimento implícito estar incorreto. NÃO signica especicamente que um item de dados submetido para armazenagem em um registrador apresenta um valor fora da expectativa do programa de aplicação, uma vez que o protocolo do Modbus não está ciente do signicado de qualquer valor particular de qualquer registrador particular. Ocorreu um erro irrecuperável enquanto o servidor (ou escravo) tentava executar a ação requisitada.

3.9.11 Acesso a Parâmetros

3.9.11.1 Tratamento de Parâmetros

O PNU (número de parâmetro) é traduzido do endereço de registrador contido na mensagem de leitura ou gravação do Modbus. O número de parâmetro é convertido para o Modbus como (10 x número do parâmetro) decimal. Exemplo: Leitura parâmetro 3-12 Catch up/slow Down Value (16 bits): O registrador de retenção 3120 mantém o valor dos parâmetros. Um valor de 1352 (Decimal) signica que o parâmetro está programado para 12,52%

3 3

Speed ref.CTW

Master-follower

130BA274.11

15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

Bit no.:

Integração de Sistemas

VLT® Refrigeration Drive FC 103

Leitura parâmetro 3-14 Referência Relativa Pré-denida (32 bits): Os registradores de retenção 3410 e 3411 mantêm o valor do parâmetro. Um valor de 11300 (decimal) signica que o parâmetro está programado para 1113.00.

Para obter informações sobre os parâmetros, tamanho e

índice de conversão, consulte o guia de programação.

3.9.11.2 Armazenagem de Dados

A bobina 65 decimal determina se os dados gravados no

Tipos de dados não padrão

Os tipos de dados não padrão são sequências de textos e são armazenados como registradores 4x (40001 – 4FFFF). Os parâmetros são lidos usando a função 03 hex Ler Registradores de Retenção e gravados usando a função 10 hex Predenir Múltiplos Registradores. Os tamanhos legíveis variam de 1 registrador (2 caracteres) a 10 registradores (20 caracteres).

3.9.12 Perl de Controle do Drive do CF

conversor de frequência são armazenados na EEPROM e RAM (bobina 65=1) ou somente na RAM (bobina 65=0).

3.9.12.1 Control Word de Acordo com o Perl do FC (parâmetro 8-10 Perl

3.9.11.3 IND (Índice)

Alguns parâmetros do conversor de frequência são parâmetros de matriz, por exemplo parâmetro 3-10 Referência Predenida. Como o Modbus não suporta matrizes nos registradores de retenção, o conversor de frequência reservou o registrador de retenção 9 como apontador da matriz. Antes de ler ou gravar um parâmetro de matriz, programe o registrador de retenção

9. Congurar o registrador de retenção para o valor de 2 faz com que todos os parâmetros de matriz de leitura/ gravação seguintes sejam para o índice 2.

3.9.11.4 Blocos de Texto

Os parâmetros armazenados como sequências de texto são acessados do mesmo modo que os demais parâmetros. O tamanho máximo do bloco de texto é 20 caracteres. Se uma solicitação de leitura de um parâmetro for maior que o número de caracteres que este comporta, a resposta será truncada. Se uma solicitação de leitura de um parâmetro for menor que o número de caracteres que este comporta, a resposta será preenchida com brancos.

3.9.11.5 Fator de conversão

Uma vez que um valor de parâmetro só pode ser transferido como um número inteiro, um fator de conversão deve ser usado para a transferência de números decimais.

Ilustração 3.56 Control Word

Bit Valor do bit = 0 Valor do bit = 1

00 Valor de referência Seleção externa lsb 01 Valor de referência Seleção externa msb 02 Freio CC Rampa 03 Parada por inércia Sem parada por inércia 04 Parada rápida Rampa 05 Manter a frequência de

06 Parada de rampa Partida 07 Sem função Reinicializar 08 Sem função Jog 09 Rampa 1 Rampa 2 10 Dados inválidos Dados válidos 11 Sem função Relé 01 ativo 12 Sem função Relé 02 ativo 13 Conguração de

14 Conguração de

15 Sem função Reversão

de Controle=perl do FC)

Utilizar a rampa de

saída

parâmetros

velocidade

Seleção do lsb

Seleção do msb

3.9.11.6 Valores de Parâmetros

Tipos de dados padrão

Os tipos de dados padrão são int 16, int 32, uint 8, uint 16 e uint 32. Eles são armazenados como registradores 4x (40001–4FFFF). Os parâmetros são lidos usando a função 03 hex Ler Registradores de Retenção. Os parâmetros são gravados usando a função 6 hex Predenir Registrador Único para 1 registrador (16 bits) e a função 10 hex Predenir Múltiplos Registradores para 2 registradores (32 bits). Os tamanhos legíveis variam desde 1 registrador (16 bits) a 10 registradores (20 caracteres).

Tabela 3.41 Bits da Control Word

Integração de Sistemas Guia de Design

Explicação dos Bits de Controle

Bits 00/01

Os bits 00 e 01 são usados para fazer a seleção entre os quatro valores de referência, que são pré-programados em

parâmetro 3-10 Referência Predenida de acordo com Tabela 3.42.

Valor de referência programado

1 Parâmetro 3-10

2 Parâmetro 3-10

3 Parâmetro 3-10

4 Parâmetro 3-10

Tabela 3.42 Valores de Referência

Parâmetro Bit 01 Bit 00

0 0

Referência

Predenida [0]

0 1

Referência

Predenida [1]

1 0

Referência

Predenida [2]

1 1

Referência

Predenida [3]

AVISO!

Faça uma seleção em parâmetro 8-56 Seleção da Referência Pré-denida para denir como o bit 00/01

sincroniza com a função correspondente nas entradas digitais.

Bit 02, Freio CC:

Bit 02=0 conduz à frenagem CC e parada. A corrente e a duração de frenagem foram denidas nos par.

parâmetro 2-01 Corrente de Freio CC e parâmetro 2-02 Tempo de Frenagem CC.

Bit 02=1 conduz à rampa.

Bit 03, Parada por inércia

Bit 03=0: O conversor de frequência libera o motor imediatamente (os transistores de saída são desligados) e faz parada por inércia. Bit 03=1: Se as outras condições de partida forem atendidas, o conversor de frequência dá partida no motor.

Escolha em parâmetro 8-50 Seleção de Parada por Inércia para denir como o bit 03 sincroniza com a função correspondente em uma entrada digital.

Bit 04, Parada rápida

Bit 04=0: Faz a velocidade do motor desacelerar até parar (programado em parâmetro 3-81 Tempo de Rampa da Parada Rápida).

Bit 05, Reter a frequência de saída

Bit 05=0: A frequência de saída atual (em Hz) congela. Altere a frequência de saída congelada somente por meio das entradas digitais (parâmetro 5-10 Terminal 18 Entrada Digital a parâmetro 5-15 Terminal 33 Entrada Digital) programadas para Aceleração e Redução de velocidade.

AVISO!

Se congelar frequência de saída estiver ativo, pare o conversor de frequência usando:

Bit 03 Parada por inércia .

•

Bit 02 frenagem CC.

•

Entrada digital (parâmetro 5-10 Terminal 18

•

Entrada Digital a parâmetro 5-15 Terminal 33 Entrada Digital) programada para Frenagem CC, Parada por inércia ou Reset e parada por inércia.

Bit 06, Parada/partida de rampa

Bit 06=0: Provoca uma parada e faz a velocidade do motor desacelerar até parar por meio do parâmetro de desaceleração selecionado. Bit 06=1: Se as outras condições de partida forem atendidas, permite ao conversor de frequência dar partida no motor.

Faça uma seleção em parâmetro 8-53 Seleção da Partida para denir como o bit 06 Parada/partida de rampa sincroniza com a função correspondente em uma entrada digital.

Bit 07, Reset

Bit 07=0: Sem reset. Bit 07=1: Reinicializa um desarme. A reinicialização é ativada na borda dianteira do sinal, por exemplo, na transição de 0 lógico para 1 lógico.

Bit 08, Jog

Bit 08=1: Parâmetro 3-19 Velocidade de Jog [RPM] determina a frequência de saída.

Bit 09, Seleção de rampa 1/2

Bit 09=0: Rampa 1 está ativa (parâmetro 3-41 Tempo de Aceleração da Rampa 1 para parâmetro 3-42 Tempo de Desaceleração da Rampa 1). Bit 09=1: Rampa 2 (parâmetro 3-51 Tempo de Aceleração da Rampa 2 para parâmetro 3-52 Tempo de Desaceleração da Rampa 2) está ativa.

Bit 10, Dados inválidos/Dados válidos

Informa o conversor de frequência se a control word deve ser utilizada ou ignorada. Bit 10=0: A control word é ignorada. Bit 10=1: A control word é usada. Esta função é importante porque o telegrama sempre contém a control word, qualquer que seja o telegrama. Desligue a control word se não for utilizá-la ao atualizar ou ler parâmetros.

Bit 11, Relé 01

Bit 11=0: O relé não está ativo. Bit 11=1: Relé 01 ativado desde que o [36] Bit 11 da control

word tenha sido selecionado no parâmetro 5-40 Função do Relé.

Bit 12, Relé 04

Bit 12=0: O relé 04 não está ativado. Bit 12=1: O relé 04 é ativado se [37] Bit 12 da control word estiver selecionado em parâmetro 5-40 Função do Relé.

3 3

Output freq.STW

Bit no.:

Follower-master

15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

130BA273.11

Integração de Sistemas

VLT® Refrigeration Drive FC 103

Bit 13/14, Seleção de setup

Utilize os bits 13 e 14 para selecionar entre os quatro setups de menu de acordo com Tabela 3.43.

Setup Bit 14 Bit 13

1 0 0

Tabela 3.43 Especicação de Setups de Menu

2 0 1 3 1 0 4 1 1

A função só é possível somente quando [9] Setups Múltiplos estiver selecionado em parâmetro 0-10 Setup Ativo. Faça uma seleção em parâmetro 8-55 Seleção do Set-up para denir como os bits 13/14 sincronizam com a função correspondente nas entradas digitais.

Bit 15 Reversão

Bit 15=0: Sem reversão. Bit 15=1: Reversão. Na conguração padrão, a reversão é programada como digital em parâmetro 8-54 Seleção da

Reversão. Bit 15 causa reversão somente quando [1] Bus, [2] Lógica E ou [3] Lógica OU for selecionada.

Bit Bit=0 Bit=1

13 Tensão OK Tensão excedida 14 Torque OK Torque excedido 15 Temporizador OK Temporizador expirado

Tabela 3.44 Bits da Status Word

Explicação dos bits de status

Bit 00, Controle não pronto/pronto

Bit 00=0: O conversor de frequência desarma. Bit 00=1: Os controles do conversor de frequência estão prontos, mas o componente de energia não recebe necessariamente qualquer energia da fonte de alimentação (no caso de alimentação de 24 V externa para os controles).

Bit 01, Drive pronto

Bit 01=1: O conversor de frequência está pronto para operação, mas existe um comando de parada por inércia ativo, nas entradas digitais ou na comunicação serial.

Bit 02, Parada por inércia

Bit 02=0: O conversor de frequência libera o motor. Bit 02=1: O conversor de frequência dá partida no motor com um comando de partida.

3.9.12.2 Status Word de acordo com Perl do FC (STW) (parâmetro 8-10 Perl de Controle=perl do FC)

Bit 03, Sem erro/desarme

Bit 03=0: O conversor de frequência não está no modo de defeito. Bit 03=1: O conversor de frequência desarma. Para restabelecer a operação, pressione [Reset].

Bit 04, Sem erro/com erro (sem desarme)

Bit 04=0: O conversor de frequência não está no modo de defeito. Bit 04=1: O conversor de frequência exibe um erro mas não desarma.

Ilustração 3.57 Status Word

Bit 05, Sem uso

Bit 05 não é usado na status word.

Bit Bit=0 Bit=1

00 Controle não pronto Controle pronto 01 Drive não pronto Drive pronto 02 Parada por inércia Ativado 03 Sem erro Desarme 04 Sem erro Erro (sem desarme) 05 Reservado 06 Sem erro Bloqueio por desarme 07 Sem advertência Advertência 08 Velocidade ≠ referência Velocidade = referência 09 Operação local Controle do bus 10 Fora do limite de

frequência 11 Sem operação Em operação 12 Drive OK Parado, partida automática

Limite de frequência OK

Bit 06, Sem erro/bloqueio por desarme

Bit 06=0: O conversor de frequência não está no modo de defeito. Bit 06=1: O conversor de frequência está desarmado e bloqueado.

Bit 07, Sem advertência/com advertência

Bit 07=0: Não há advertências. Bit 07=1: Signica que ocorreu uma advertência.

Bit 08, Velocidade≠referência/velocidade=referência

Bit 08=0: O motor está funcionando, mas a velocidade atual é diferente da referência de velocidade predenida. Pode ser o caso, por exemplo, quando a velocidade subir/ descer durante a partida/parada. Bit 08=1: A velocidade do motor corresponde à referência de velocidade predenida.

Actual output frequency

STW

Follower-slave

Speed referenceCTW

Master-slave

16bit

130BA276.11

Reverse Forward

Par.3-00 set to

(1) -max- +max

Max reference Max reference

Par.3-00 set to

(0) min-max

Max reference

Forward

Min reference

100%

(4000hex)

-100%

(C000hex)

(0hex)

Par.3-03 0 Par.3-03

Par.3-03

(4000hex)(0hex)

0% 100%

Par.3-02

130BA277.10

Integração de Sistemas Guia de Design

Bit 09, Operação local/controle do bus

Bit 09=0: [Parada/Reset] está ativo na unidade de controle ou [2] Controle local em parâmetro 3-13 Tipo de Referência está selecionado. O controle via comunicação serial não é possível. Bit 09=1 É possível controlar o conversor de frequência por meio do eldbus/comunicação serial.

Bit 10, Fora do limite de frequência

Ilustração 3.58 Frequência de saída real (MAV)

Bit 10=0: A frequência de saída alcançou o valor programado noparâmetro 4-11 Lim. Inferior da Veloc. do

Motor [RPM] ou parâmetro 4-13 Lim. Superior da Veloc. do Motor [RPM].

A referência e a MAV são escalonadas como a seguir:

Bit 10=1: A frequência de saída está dentro dos limites

denidos.

Bit 11, Fora de funcionamento/em operação

Bit 11=0: O motor não está funcionando. Bit 11=1: O conversor de frequência tem um sinal de partida ou a frequência de saída é maior que 0 Hz.

Bit 12, Drive OK/parado, partida automática

Bit 12=0: Não há superaquecimento temporário no inversor. Bit 12=1: O inversor parou devido ao superaquecimento, mas a unidade não desarma e retomará a operação, assim

Ilustração 3.59 Referência e MAV

que o superaquecimento cessar.

Bit 13, Tensão OK/limite excedido

Bit 13=0: Não há advertências de tensão. Bit 13=1: A tensão CC no barramento CC do conversor de

3.9.12.4 Control Word de acordo com o Perl do PROFIdrive (CTW)

frequência está muito baixa ou muito alta.

Bit 14, Torque OK/limite excedido

Bit 14=0: A corrente do motor está abaixo do limite de torque selecionado em parâmetro 4-18 Limite de Corrente. Bit 14=1: O limite de torque no parâmetro 4-18 Limite de Corrente foi ultrapassado.

Bit 15, Temporizador OK/limite excedido

Bit 15=0: Os temporizadores para proteção térmica do motor e a proteção térmica não ultrapassaram 100%. Bit 15=1: Um dos temporizadores ultrapassou 100%.

Se a conexão entre o opcional de InterBus e o conversor de frequência for perdida ou ocorrer um problema de comunicação interna, todos os bits no STW são programados para 0.

3.9.12.3 Valor de Referência de Velocidade Via Bus Serial

O valor de referência de velocidade é transmitido ao conversor de frequência como valor relativo, em %. O valor é transmitido no formato de uma word de 16 bits; em números inteiros (0-32767) o valor 16384 (4000 hex) corresponde a 100%. Os valores negativos são formatados com complementos de 2. A frequência de Saída real (MAV) é escalonada do mesmo modo que a referência de bus.

A control word é usada para enviar comandos de um mestre (por exemplo, um PC) para um escravo.

Bit Bit=0 Bit=1

00 Desligado 1 Ligado 1 01 Desligado 2 Ligado 2 02 Desligado 3 Ligado 3 03 Parada por inércia Sem parada por inércia 04 Parada rápida Rampa 05 Mantenha a saída de

frequência 06 Parada de rampa Partida 07 Sem função Reinicializar 08 Jog 1 Desligado Jog 1 Ligado 09 Jog 2 Desligado Jog 2 Ligado 10 Dados inválidos Dados válidos 11 Sem função Redução de velocidade 12 Sem função Catch-up 13 Conguração de parâmetros Seleção do lsb 14 Conguração de parâmetros Seleção do msb 15 Sem função Reversão

Tabela 3.45 Bits da Control Word

Utilizar a rampa de velocidade

3 3

Integração de Sistemas

VLT® Refrigeration Drive FC 103

Explicação dos bits de controle

Bit 00,OFF 1/ON 1

A rampa normal para de usar os tempos de rampa da rampa real selecionada. Bit 00=0 leva a parada e ativação do relé de saída 1 ou 2 se a frequência de saída for 0 Hz e

se [31] Relé 123 estiver selecionado em parâmetro 5-40 Função do Relé.

Quando bit 0=1, o conversor de frequência está no Estado 1: Chaveamento inibido.

Bit 01, Desligado 2/Ligado 2

Parada por inércia Se a frequência de saída for 0 Hz e se [31] Relé 123 tiver sido selecionado em parâmetro 5-40 Função do Relé, quando bit 01=0, ocorrem parada por inércia e ativação do relé de saída 1 ou 2.

Bit 02, Desligado 3/Ligado 3

Parada rápida utilizando o tempo de rampa do par. parâmetro 3-81 Tempo de Rampa da Parada Rápida. Se a frequência de saída for 0 Hz e se [31] Relé 123 tiver sido selecionado em parâmetro 5-40 Função do Relé, quando bit 02=0, ocorrem parada rápida e ativação do relé de saída 1 ou 2. Quando bit 02=1, o conversor de frequência está no Estado 1: Chaveamento inibido.

Bit 03, Parada por inércia/Sem parada por inércia

Parada por inércia bit 03=0 leva a uma parada. Se as condições para início forem atendidas, quando bit 03=1, o conversor de frequência pode iniciar.

AVISO!

A seleção no parâmetro 8-50 Seleção de Parada por Inércia determina como o bit 03 está conectado com a

função correspondente das entradas digitais.

Bit 04, Parada rápida/Rampa

Parada rápida utilizando o tempo de rampa do par. parâmetro 3-81 Tempo de Rampa da Parada Rápida. Quando bit 04=0, ocorre uma parada rápida. Se as demais condições para início forem atendidas quando bit 04=1, o conversor de frequência pode iniciar.

AVISO!

A seleção no par. parâmetro 8-51 Quick Stop Select determina como o bit 04 se conecta com a função correspondente das entradas digitais.

Bit 05, Manter a saída de frequência/Utilizar rampa

Quando bit 05=0, a frequência de saída atual é mantida, mesmo se o valor de referência for modicado. Quando o bit 05=1, o conversor de frequência pode executar a sua função reguladora novamente; a operação ocorre de acordo com o respectivo valor de referência.

Bit 06, Parada/partida de rampa

Parada de rampa normal utilizando os tempos de rampa selecionados da rampa real. Além disso, a ativação do relé de saída 01 ou 04 ocorre se a frequência de saída for 0 Hz

e se [31] Relé 123 for selecionado em parâmetro 5-40 Função do Relé. Bit 06=0 acarreta uma parada. Se as demais condições para início forem atendidas quando bit 06=1, o conversor de frequência pode iniciar.

AVISO!

A seleção no par. parâmetro 8-53 Seleção da Partida determina como o bit 06 se conecta com a função correspondente das entradas digitais.

Bit 07, Sem função/Reset

Reset após desligar. Reconhece o evento no buer de defeito. Quando o bit 07=0, não ocorre nenhum reset. Quando houver uma mudança de inclinação do bit 07 para 1, ocorrerá um reset, após o desligamento.

Bit 08, Jog 1 O/On

Ativação da velocidade pré-programada em parâmetro 8-90 Velocidade de Jog 1 via Bus. JOG 1 é possível somente se bit 04=0 e bit 00–03=1.

Bit 09, Jog 2 O/On

Ativação da velocidade pré-programada em parâmetro 8-91 Velocidade de Jog 2 via Bus. Jog 2 é possível somente se bit 04=0 e bit 00–03=1.

Bit 10, Dados não válidos/válidos

É usado para informar o conversor de frequência se deve usar ou ignorar a control word. Bit 10=0 faz com que a control word seja ignorada. Bit 10=1 faz com que a control word seja usada. Esta função é relevante porque a control word está sempre contida no telegrama, independentemente do tipo de telegrama que for usado. Não ser usada para atualizar ou ler parâmetros, é possível desligar a control word.

Bit 11, Sem função/Redução de velocidade

É utilizada para reduzir o valor de referência da velocidade pela quantidade denida em parâmetro 3-12 Catch up/slow Down Value . Quando o bit 11=0, não ocorre nenhuma alteração no valor de referência. Quando o bit 11=1, o valor de referência é reduzido.

Bit 12, Sem função/catch-up

É utilizado para aumentar o valor de referência da velocidade pela quantidade fornecida em parâmetro 3-12 Catch up/slow Down Value. Quando o bit 12=0, não ocorre nenhuma alteração no valor de referência. Quando o bit 12= 1, o valor de referência é aumentado. Se tanto a redução de velocidade quanto a aceleração estiverem ativadas (bit 11 e 12 = 1) a redução de velocidade tem prioridade, ou seja, o valor de referência de velocidade é reduzido.

Bits 13/14, Seleção de setup

Os bits 13 e 14 são usados para selecionar entre as 4 congurações de parâmetros de acordo com Tabela 3.46.

Integração de Sistemas Guia de Design

A função é possível somente quando [9] Setup Múltiplo estiver selecionado em parâmetro 0-10 Setup Ativo. A seleção no par. parâmetro 8-55 Seleção do Set-up determina como os bits 13 e 14 se conectam com a função correspondente das entradas digitais. Alterar setup, enquanto em funcionamento, somente é possível se os setups foram conectados no par. parâmetro 0-12 Este Set-up é dependente de.

Setup Bit 13 Bit 14

1 0 0 2 1 0 3 0 1 4 1 1

Tabela 3.46 Seleção de Setup

Bit 15, Sem função/reversão

Bit 15=0 não causa reversão. Bit 15=1 causa reversão.

AVISO!

Na conguração de fábrica, a reversão é programada para [0] Entrada digital em parâmetro 8-54 Seleção da

Reversão.

AVISO!

Bit 15 causa reversão somente quando [1] Bus, [2] Lógica E ou [3] Lógica OU for selecionada em parâmetro 8-54 Seleção da Reversão.

3.9.12.5 Status Word de acordo com o Perl do PROFIdrive (STW)

A status word é usada para informar um mestre (por exemplo, um PC) sobre o status de um escravo.

Bit Bit=0 Bit=1

00 Controle não pronto Controle pronto 01 Drive não pronto Drive pronto 02 Parada por inércia Ativado 03 Sem erro Desarme 04 Desligado 2 Ligado 2 05 Desligado 3 Ligado 3 06 Partida possível Partida impossível 07 Sem advertência Advertência 08 09 Operação local Controle do bus 10 Fora do limite de

11 Sem operação Em operação 12 Drive OK Parado, partida automática 13 Tensão OK Tensão excedida 14 Torque OK Torque excedido 15 Temporizador OK Temporizador expirado

Velocidade≠referência

frequência

Velocidade=referência

Limite de frequência OK

Explicação dos bits de status Bit 00, Controle não pronto/pronto

Quando bit 00=0, bit 00, 01 ou 02 da control word é 0 (OFF 1,OFF 2 ou OFF 3) – ou o conversor de frequência é desligado (desarme). Quando bit 00=1, o controle do conversor de frequência está pronto, mas não há necessariamente fonte de alimentação na unidade atual (no caso de alimentação de 24 V externa do sistema de controle).

Bit 01, Drive não pronto/pronto

Mesmo signicado que o do bit 00, no entanto, com a unidade sendo alimentada de energia. O conversor de frequência está pronto quando recebe os sinais de partida necessários.

Bit 02, Parada por inércia/Ativar

Quando bit 02=0, bit 00, 01 ou 02 da control word é 0 (O 1,O 2 ou O 3 ou parada por inércia) – ou o conversor de

frequência é desligado (desarme). Quando bit 02=1, bit 00, 01 ou 02 da control word é 1; o conversor de frequência não desarmou.

Bit 03, Sem erro/Desarme:

Quando o bit 03=0, não há nenhuma condição de erro no conversor de frequência. Quando o bit 03=1, o conversor de frequência desarmou e requer um sinal de reset, antes de restabelecer o seu funcionamento.

Bit 04, On 2/O 2

Quando o bit 01 da Control word é 0, bit 04=0. Quando o bit 01 da control word é 1, o bit 04=1.

Bit 05, On 3/O 3

Quando o bit 02 da control word é 0, bit 05=0. Quando o bit 02 da control word é 1, o bit 05=1.

Bit 06, Partida possível/partida impossível

Se [1] PROFIdrive foi selecionado em parâmetro 8-10 Perl de Controle, o bit 06 é 1 após um reconhecimento de

desligamento, após a ativação de O2 ou O3 e após ligar a tensão de rede, Partida não é possível é reinicializada, com bit 00 da control word está programado para 0 e bits 01, 02 e 10 são programados para 1.

Bit 07, Sem advertência/Com advertência:

Bit 07=0 signica que não há advertências. Bit 07=1 signica que ocorreu uma advertência.

Bit 08, Velocidade≠referência/Velocidade=referência

Quando o bit 08=0, a velocidade atual do motor apresenta desvio em relação ao valor de referência de velocidade programado. Isto pode ocorrer, por exemplo, quando a velocidade é alterada durante a partida/parada por meio da aceleração/desaceleração de rampa. Quando o bit 08=1, a velocidade atual do motor é igual ao valor de referência da velocidade programado.

3 3

Tabela 3.47 Bits da Status Word

Integração de Sistemas

Bit 09, Operação local/Controle do bus

Bit 09=0 indica que o conversor de frequência foi parado com a tecla [Stop] no LCP ou que [0] Vinculado a manual/

automático ou [2] Local foi selecionado em parâmetro 3-13 Tipo de Referência.

Quando o bit 09=1, o conversor de frequência pode ser

controlado através da interface serial.

Bit 10, Fora do limite de frequência/Limite de frequência OK

Quando o bit 10=0, a frequência de saída está fora dos limites programados nos parâmetro 4-52 Advertência de

Velocidade Baixa e parâmetro 4-53 Advertência de Velocidade Alta.

Quando o bit 10=1, a frequência de saída está dentro dos limites denidos.

Bit 11, Fora de operação/Em operação

Quando o bit 11=0, o motor não gira. Quando o bit 11=1, o conversor de frequência tem um sinal de partida ou que a frequência de saída é maior que 0 Hz.

Bit 12, Drive OK/parado, partida automática

Quando o bit 12=0, não há sobrecarga temporária no inversor. Quando o bit 12=1, o inversor parou devido à sobrecarga. No entanto, o conversor de frequência não é desligado (desarme) e dá partida novamente assim que a sobrecarga terminar.

Bit 13, Tensão OK/Tensão excedida

Quando o bit 13=0, os limites de tensão do conversor de frequência não foram excedidos. Quando bit 13=1, a tensão CC no barramento CC do conversor de frequência está muito baixa ou muito alta.

Bit 14, Torque OK/Torque excedido

Quando o bit 14=0, o torque do motor está abaixo do limite selecionado nos parâmetro 4-16 Limite de Torque do

Modo Motor e parâmetro 4-17 Limite de Torque do Modo Gerador.

Bit 14=1: O limite de torque selecionado no

parâmetro 4-16 Limite de Torque do Modo Motor ou parâmetro 4-17 Limite de Torque do Modo Gerador foi

excedido.

Bit 15, Temporizador OK/Temporizador excedido

Quando o bit 15=0, os temporizadores para a proteção térmica do motor e proteção térmica do conversor de frequência não excederam 100%. Quando bit 15=1, um dos temporizadores excedeu 100%.

VLT® Refrigeration Drive FC 103

Integração de Sistemas Guia de Design

3.10 Lista de vericação de design do sistema

Tabela 3.48 fornece uma lista de vericação para integrar um conversor de frequência em um sistema de controle de motor. A lista tem a intenção de ser lembrete das categorias gerais e opcionais necessários para especicar os requisitos do sistema.

Categoria Detalhes Notas Modelo FC Potência

Volts Corrente Física Dimensões Peso Condições operacionais ambiente Temperatura Altitude Umidade Qualidade do ar/poeira Requisitos de derating

Tamanho do gabinete metálico Entrada Cabos

Tipo Comprimento Fusíveis Tipo Tamanho Características nominais Opcionais Conectores Contatos Filtros

Saída Cabos

Tipo Comprimento Fusíveis Tipo Tamanho Características nominais Opcionais Filtros

Controle Fiação

Tipo Comprimento Ligações do terminal Comunicação Protocolo Conexão Fiação Opcionais

☑

3 3

Integração de Sistemas

VLT® Refrigeration Drive FC 103

Categoria Detalhes Notas

Conectores Contatos

Filtros

Motor

Tipo Características nominais Tensão Opcionais Ferramentas e equipamentos especiais Transporte e armazenagem Montagem Conexão de rede elétrica

Tabela 3.48 Lista de vericação de design do sistema

☑

Exemplos de Aplicações Guia de Design

4 Exemplos de Aplicações

4.1 Exemplos de Aplicações

O VLT® Refrigeration DriveFC 103 foi projetado para aplicações de refrigeração. A ampla faixa de recursos padrão e opcionais inclui SmartStart otimizado:

Alternação do motor

•

A funcionalidade de alternação do motor é adequada para aplicações (por exemplo, aplicações de bomba ou ventilador) com dois motores compartilhando um conversor de frequência.

AVISO!

Não use a alternação do motor com compressores.

Controle de pacotes

•

O controle de pacotes básico é integrado por padrão, com capacidade de até três compressores. Controle de pacotes fornece controle da velocidade de um compressor único em um conjunto de compressores. Para controlar até 6 compressores, use o VLT® Extended Relay CardMCB 113.

Controle da temperatura de condensação

•

utuante

Economiza dinheiro monitorando a temperatura externa e permitindo que a temperatura de condensação seja a mais baixa possível, o que reduz a velocidade do ventilador e o consumo de energia.

Gerenciamento de retorno de óleo

•

O gerenciamento do retorno de óleo melhora a conabilidade e a vida útil do compressor e garante lubricação apropriada, monitorando o compressor de velocidade variável. Se tiver funcionando durante um período determinado, ela toma velocidade para retornar óleo ao reservatório de óleo

Monitoramento de baixa e alta pressão

•

Economiza dinheiro ao reduzir a necessidade de reinicializações no local. O conversor de frequência monitora a pressão no sistema e se a pressão atingir um nível perto do nível que aciona a válvula de encerramento, o conversor de frequência faz um encerramento e reinicia logo após.

STO

•

STO ativa Safe Torque O (parada por inércia) quando ocorre uma situação crítica.

Sleep mode

•

O recurso sleep mode economiza energia parando a bomba quando não houver demanda.

Relógio de tempo real.

•

Smart logic control (SLC)

•

O SLC compreende a programação de uma sequência que consiste em eventos e ações. O SLC oferece uma ampla variedade de funções do PLC usando comparadores, regras lógica e temporizadores.

4.2 Recursos de aplicação selecionada

4.2.1 SmartStart

Para congurar o conversor de frequência da maneira mais eciente e lógica, a linguagem e o texto usados no conversor de frequência fazem completo sentido para os engenheiros e instaladores na área de refrigeração. Para tornar a instalação ainda mais eciente, o menu do assistente de setup integrado conduz o usuário pelo setup do conversor de frequência de maneira clara e estruturada.

As seguintes aplicações são suportadas:

Controle de múltiplos compressores.

•

Ventilador de múltiplos condensadores, torre de

•

resfriamento/ condensação evaporativa.

Bomba e ventilador único.

•

Sistema de bombas.

•

O recurso é ativado na primeira energização, após um reset de fábrica ou no quick menu. Ao ativar o assistente, o conversor de frequência pede as informações necessárias para funcionar a aplicação.

4 4

Exemplos de Aplicações

VLT® Refrigeration Drive FC 103

4.2.2 Partida/Parada

Terminal 18 = Partida/parada parâmetro 5-10 Terminal 18 Entrada Digital [8] Partida. Terminal 27 = Sem operação parâmetro 5-12 Terminal 27,

Entrada Digital [0] Sem operação (Padrão [2] parada por inércia inversa).

Parâmetro 5-10 Terminal 18 Entrada Digital = [8] Partida (padrão).

Parâmetro 5-12 Terminal 27, Entrada Digital = [2] Parada por inércia inversa (padrão).

4.2.3 Parada/Partida por Pulso

Terminal 18 = Partida/parada parâmetro 5-10 Terminal 18 Entrada Digital [9] Partida por pulso. Terminal 27= Parada parâmetro 5-12 Terminal 27, Entrada

Digital [6] Parada por inércia inversa.

Parâmetro 5-10 Terminal 18 Entrada Digital = [9] Partida por pulso.

Parâmetro 5-12 Terminal 27, Entrada Digital = [6] Parada por inércia inversa.

Ilustração 4.1 Terminal 37: Disponível somente com a função Safe Torque O (STO)

Ilustração 4.2 Terminal 37: Disponível somente com função STO

Exemplos de Aplicações Guia de Design

4.2.4 Referência do Potenciômetro

Referência de tensão por meio de um potenciômetro.

Parâmetro 3-15 Fonte da Referência 1 [1] = Entrada Analógica 53

Parâmetro 6-10 Terminal 53 Tensão Baixa = 0 V

Parâmetro 6-11 Terminal 53 Tensão Alta = 10 V

Parâmetro 6-14 Terminal 53 Ref./Feedb. Valor Baixo

= 0 RPM

Parâmetro 6-15 Terminal 53 Ref./Feedb. Valor Alto =

1.500 RPM

Interruptor S201 = OFF (U)

4.3 Exemplos de Setup de Aplicações

4 4

Ilustração 4.3 Tensão de referência via potenciômetro

Os exemplos nesta seção têm a nalidade de referência rápida para aplicações comuns.

A programação do parâmetro são os valores padrão regionais, a menos que indicado de outro modo (selecionados

•

em parâmetro 0-03

Os parâmetros associados aos terminais e suas congurações estão mostrados ao lado dos desenhos

•

Os ajustes de interruptor necessários para os terminais analógicos A53 ou A54 também são mostrados.

•

Denições Regionais).

AVISO!

Ao usar o recurso STO opcional, um o de jumper pode ser necessário entre o terminal 12 (ou 13) e o terminal 37 para o conversor de frequência operar com valores de programação padrão de fábrica.

Exemplo de aplicação do SLC

Uma sequência 1:

1. Partida

2. Aceleração.

3. Opere com referência de velocidade de 2 s.

4. Desaceleração.

5. Manter eixo até parar.

Exemplos de Aplicações

VLT® Refrigeration Drive FC 103

Ilustração 4.4 Aceleração/Desaceleração

Programe os tempos de rampa em parâmetro 3-41 Tempo de Aceleração da Rampa 1 e parâmetro 3-42 Tempo de Desace- leração da Rampa 1 com os tempos desejados.

 × n

acc

 = 

rampa

Programe o terminal 27 para [0] Sem operação (parâmetro 5-12 Terminal 27, Entrada Digital) Programe a referência predenida 0 para a primeira velocidade predenida (parâmetro 3-10 Referência Predenida [0]) em porcentagem da velocidade de referência máxima (parâmetro 3-03 Referência Máxima). Exemplo: 60% Programe a referência predenida 1 para a segunda velocidade predenida (parâmetro 3-10 Referência Predenida [1] Exemplo: 0% (zero). Programe o temporizador 0 para velocidade de funcionamento constante, no parâmetro 13-20 Temporizador do SLC [0]. Exemplo: 2 s

Programe o Evento 1 em parâmetro 13-51 Evento do SLC [1] para [1] Verdadeiro. Programe o Evento 2 em parâmetro 13-51 Evento do SLC [2] para [4] Na Referência. Programe o Evento 3 em parâmetro 13-51 Evento do SLC [3] apara [30] Timeout 0. Programe o Evento 4 em parâmetro 13-51 Evento do SLC [4] para [0] Falso.

Programe a Ação 1 em parâmetro 13-52 Ação do SLC [1] para [10] Selecionar predenido 0. Programe a Ação 2 em parâmetro 13-52 Ação do SLC [2] para [29] Iniciar Temporizador 0. Programe a Ação 3 em parâmetro 13-52 Ação do SLC [3] para [11] Selecionar predenido1. Programe a Ação 4 em parâmetro 13-52 Ação do SLC [4] para [1] Nenhuma ação.

Programe o em parâmetro 13-00 Modo do SLC para LIGADO.

O comando de partida/parada é aplicado no terminal 18. Se o sinal de parada for aplicado, o conversor de frequência desacelera e entra no modo livre.

 par . 1 − 25

norm

ref  RPM

4-20 mA

+24 V

D IN

COM

D IN

+10 V

A IN

COM

A OUT

COM

U - I

130BB675.10

+24 V

D IN

COM

D IN

+10

A IN

COM

A OUT

COM

A54

U - I

0 - 10V

130BB676.10

Exemplos de Aplicações Guia de Design

4 4

Ilustração 4.5 Exemplo de Aplicação do SLC

4.3.1 Feedback

Parâmetros

Congur

Parâmetros

Função Congura

ção

Parâmetro 6-22

4 mA*

Terminal 54 Corrente Baixa Parâmetro 6-23

20 mA*

Terminal 54 Corrente Alta Parâmetro 6-24

Terminal 54 Ref./

Tabela 4.1 Transdutor de Feedback de Corrente Analógica

Feedb. Valor Baixo Parâmetro 6-25 Terminal 54 Ref./ Feedb. Valor Alto

* = Valor padrão

Notas/comentários:

D na 37 é opcional.

50*

Tabela 4.2 Transdutor analógico de feedback de tensão (3 os)

Função

Parâmetro 6-20 Terminal 54 Tensão Baixa Parâmetro 6-21 Terminal 54 Tensão Alta Parâmetro 6-24 Terminal 54 Ref./Feedb. Valor Baixo Parâmetro 6-25 Terminal 54 Ref./Feedb. Valor Alto

* = Valor padrão

Notas/comentários:

D na 37 é opcional.

ação

0,07 V*

10 V*

50*

+24 V

D IN

COM

D IN

+10

A IN

COM

A OUT

COM

A54

U - I

0 - 10V

130BB677.10

+24 V

D IN

COM

D IN

+10

A IN

COM

A OUT

COM

A53

U - I

-10 - +10V

130BB926.10

130BB927.10

+24 V

D IN

COM

D IN

+10

A IN

COM

A OUT

COM

A53

U - I

4 - 20mA

+24 V

D IN

COM

D IN

+10

A IN

COM

A OUT

COM

A53

U - I

≈ 5kΩ

130BB683.10

Exemplos de Aplicações

VLT® Refrigeration Drive FC 103

Parâmetros

Congur

Função

Parâmetro 6-20

ação

0,07 V*

Terminal 54 Tensão Baixa Parâmetro 6-21

10 V*

Terminal 54 Tensão Alta

Parâmetro 6-24

Terminal 54 Ref./Feedb. Valor Baixo Parâmetro 6-25

50*

Terminal 54 Ref./Feedb. Valor Alto

* = Valor padrão

Notas/comentários:

D na 37 é opcional.

Tabela 4.3 Transdutor analógico de feedback de tensão (4 os)

Tabela 4.5 Referência de Velocidade Analógica (Corrente)

Parâmetros

Função

Parâmetro 6-12 Terminal 53 Corrente Baixa Parâmetro 6-13 Terminal 53 Corrente Alta Parâmetro 6-14 Terminal 53 Ref./Feedb. Valor Baixo Parâmetro 6-15 Terminal 53 Ref./Feedb. Valor Alto

* = Valor padrão

Notas/comentários:

D na 37 é opcional.

Congur

ação

4 mA*

20 mA*

0 Hz

50 Hz

4.3.2 Velocidade

Parâmetros

Congur

Parâmetros

Congur

Função

Parâmetro 6-10

ação

0,07 V*

Terminal 53 Tensão Baixa Parâmetro 6-11

10 V*

Terminal 53 Tensão Alta Parâmetro 6-14

0 Hz

Terminal 53 Ref./Feedb. Valor Baixo Parâmetro 6-15

50 Hz

Terminal 53 Ref./Feedb. Valor Alto

* = Valor padrão

Notas/comentários:

D na 37 é opcional.

Tabela 4.6 Referência de Velocidade (utilizando um Potenciômetro Manual)

Função

Parâmetro 6-10 Terminal 53 Tensão Baixa Parâmetro 6-11 Terminal 53 Tensão Alta Parâmetro 6-14 Terminal 53 Ref./Feedb. Valor Baixo Parâmetro 6-15 Terminal 53 Ref./Feedb. Valor Alto

* = Valor padrão

Notas/comentários:

D na 37 é opcional.

ação

0,07 V*

10 V*

0 Hz

50 Hz

Tabela 4.4 Referência de Velocidade Analógica (Tensão)

Danfoss FC 103 Design guide [pt]

Specifications and Main Features

Frequently Asked Questions

User Manual