Esta Guía de diseño para los convertidores de frecuencia
VLT® AQUA Drive de Danfoss está dirigida a:
Ingenieros de proyectos y sistemas
•
Asesores de diseño
•
Especialistas de productos y aplicaciones
•
La Guía de diseño proporciona información técnica para
entender la capacidad de integración del convertidor de
frecuencia en los sistemas de control y seguimiento del
motor.
La
nalidad de la Guía de diseño es facilitar consideraciones de diseño y datos de planicación para la
integración del convertidor de frecuencia en un sistema. La
Guía de diseño abarca una selección de convertidores de
frecuencia y opciones para toda una serie de aplicaciones
e instalaciones.
Revisar la información detallada del producto en la fase de
diseño permite el desarrollo de un sistema bien concebido,
con una funcionalidad y un rendimiento óptimos.
VLT® es una marca registrada.
1.2
Organización
Capétulo 7
en formato de tabla y grácos.
Capétulo 8 Apéndice: selección de dibujos: recopilación de
grácos en los que se ilustran las conexiones de red y del
motor, los terminales de relé y las entradas de cables.
Especicaciones: recopilación de datos técnicos
1.3 Recursos adicionales
Tiene a su disposición recursos para comprender el funcionamiento avanzado del convertidor de frecuencia, su
programación y su conformidad con las normativas
aplicables:
El Manual de funcionamiento del VLT® AQUA Drive
•
FC 202 (en adelante, el «Manual de funcionamiento») ofrece información detallada acerca de la
instalación y el arranque del convertidor de
frecuencia.
La Guía de diseño del VLT® AQUA Drive FC 202
•
proporciona la información necesaria para diseñar
y planicar la integración del convertidor de
frecuencia en un sistema.
La Guía de programación del VLT® AQUA Drive FC
•
202 (en adelante, la «Guía de programación»)
proporciona información detallada sobre cómo
trabajar con parámetros y muchos ejemplos de
aplicación.
Capétulo 1 Introducción: objetivo general de la Guía de
diseño y cumplimiento de las normativas internacionales.
Capétulo 2 Vista general del producto: estructura interna y
funcionalidades del convertidor de frecuencia y características operativas.
Capétulo 3 Integración del sistema: condiciones ambientales;
CEM, armónicos y fuga a tierra; entrada de red; motores y
conexiones de los motores; otras conexiones;
mecánica y descripciones de las opciones y accesorios
disponibles.
Capétulo 4 Ejemplos de aplicaciones: muestras de aplicaciones del producto e instrucciones de uso.
Capétulo 5 Condiciones especiales: detalles sobre entornos
de funcionamiento no convencionales.
Capétulo 6 Código descriptivo y selección: procedimientos de
pedido de equipos y opciones para realizar el uso previsto
del sistema.
planicación
El Manual de funcionamiento de VLT® Safe Torque
•
O describe cómo utilizar los convertidores de
frecuencia de Danfoss en aplicaciones de
seguridad funcional. Este manual se suministra
junto al convertidor de frecuencia cuando se
incluye la opción STO.
En la Guía de diseño de la resistencia de freno de
•
freno VLT® se explica la selección óptima de
resistencia de freno.
Existen publicaciones y manuales complementarios a su
disposición que se pueden descargar desde danfoss.com/Product/Literature/Technical+Documentation.htm.
AVISO!
El equipo opcional disponible podría cambiar alguna
información descrita en estas publicaciones. Asegúrese
de leer las instrucciones suministradas con las opciones
para los requisitos especícos.
Póngase en contacto con un proveedor de Danfoss o
acceda a www.danfoss.com para obtener información más
detallada.
60° AVMModulación asíncrona de vectores de 60°
AAmperio
CACorriente alterna
ADDescarga por el aire
AEOOptimización automática de energía
AIEntrada analógica
AMAAdaptación automática del motor
AWGCalibre de cables estadounidense
°C
Grados Celsius
CDDescarga constante
CMModo común
CTPar constante
CCCorriente continua
DIEntrada digital
DMModo diferencial
D-TYPEDependiente del convertidor de frecuencia
CEMCompatibilidad electromagnética
EMFFuerza contraelectromotriz
ETR Relé termoelectrónico
f
JOG
Frecuencia del motor cuando se activa la
función de velocidad ja.
f
f
M
MAX
Frecuencia del motor
La frecuencia de salida máxima que el
convertidor de frecuencia aplica a su salida.
f
MIN
La frecuencia mínima del motor del
convertidor de frecuencia.
f
M, N
Frecuencia nominal del motor
FCConvertidor de frecuencia
gGramos
Hiperface
®
Hiperface® es una marca registrada de
Stegmann
CVCaballos de vapor
HTLImpulsos del encoder HTL (10-30 V), (lógica de
transistor de tensión alta)
HzHercio
I
INV
I
LÍM.
I
M, N
I
VLT, MÁX.
I
VLT, N
Intensidad nominal de salida del convertidor
Límite de intensidad
Corriente nominal del motor
Intensidad máxima de salida
Corriente nominal de salida suministrada por
el convertidor de frecuencia
kHzKilohercio
LCPPanel de control local
lsbBit menos signicativo
mMetro
mAMiliamperio
MCMMille Circular Mil, unidad norteamericana de
sección de cables
MCTHerramienta de control de movimientos
mHInductancia en milihenrios
minMinuto
msMilisegundo
msbBit más signicativo
η
VLT
Eciencia del convertidor de frecuencia
denida como la relación entre la potencia de
salida y la potencia de entrada.
nFCapacitancia en nanofaradios
NLCPPanel de control local numérico
NmNewton metro
n
s
Parámetros en
línea / fuera de
línea
P
br, cont.
Velocidad del motor síncrono
Los cambios realizados en los parámetros en
línea se activan inmediatamente después de
cambiar el valor de dato.
Potencia nominal de la resistencia de freno
(potencia media durante el frenado continuo).
PCBPlaca de circuito impreso
PCDDatos de proceso
PELV Tensión de protección muy baja
P
m
Potencia nominal de salida del convertidor de
frecuencia como sobrecarga alta (HO).
P
M, N
Potencia nominal del motor
Motor PMMotor de magnetización permanente
PID de procesoEntre otras magnitudes, el controlador PID
mantiene la velocidad, presión y temperatura
deseadas.
R
br, nom
El valor de resistencia nominal que garantiza
una potencia de frenado en el eje del motor
de 150/160 % durante 1 minuto
RCD Dispositivo de corriente diferencial
RegenTerminales regenerativos
R
mín.
Valor de resistencia de freno mínima permitida
por el convertidor de frecuencia
RMSMedia cuadrática
r/minRevoluciones por minuto
R
rec
Resistencia recomendada de las resistencias de
freno de Danfoss
sSegundo
SFAVMModulación asíncrona de vectores orientada al
ujo del estátor
STWCódigo de estado
SMPSFuente de alimentación del modo de
conmutación
THDDistorsión armónica total
T
LÍM.
Límite de par
TTLPulsos del encoder TTL (5 V), (lógica transistor
transistor)
UM,
N
Tensión nominal del motor
VVoltios
VTPar variable
VVC+
Las listas numeradas indican procedimientos.
Las listas de viñetas indican otra información y descripción
de ilustraciones.
El texto en cursiva indica:
Referencia cruzada
•
Vínculo
•
Nota al pie
•
Nombre del parámetro, nombre del grupo de
•
parámetros, opción del parámetro
Todas las dimensiones indicadas en mm (in).
* indica un ajuste predeterminado de un parámetro.
En este documento se utilizan los siguientes símbolos:
ADVERTENCIA
Indica situaciones potencialmente peligrosas que pueden
producir lesiones graves o incluso la muerte.
PRECAUCIÓN
Indica una situación potencialmente peligrosa que puede
producir lesiones leves o moderadas. También puede
utilizarse para alertar contra prácticas no seguras.
AVISO!
Indica información importante, entre la que se incluyen
situaciones que pueden producir daños en el equipo u
otros bienes.
1.5 Deniciones
Resistencia de freno
La resistencia de freno es un módulo capaz de absorber la
potencia de frenado generada durante el frenado regenerativo. Esta potencia de frenado regenerativo aumenta la
tensión del circuito intermedio y un interruptor de freno
garantiza que la potencia se transmita a la resistencia de
freno.
Inercia
El eje del motor se encuentra en modo libre. Sin par en el
motor.
Características de par constante (CT)
Características de par constante utilizadas para todas las
aplicaciones, como cintas transportadoras, bombas de
desplazamiento y grúas.
Inicialización
Si se lleva a cabo una inicialización (14-22 Modo funcionamiento), el convertidor de frecuencia vuelve a los ajustes
predeterminados.
Ciclo de trabajo intermitente
Una clasicación de trabajo intermitente es una secuencia
de ciclos de trabajo. Cada ciclo está formado por un
periodo en carga y un periodo sin carga. El funcionamiento
puede ser de trabajo periódico o de trabajo no periódico.
Factor de potencia
El factor de potencia real (lambda) tiene en cuenta todos
los armónicos y siempre es inferior al factor de potencia
(cosphi), que solo tiene en cuenta el armónico
fundamental de corriente y de tensión.
P kW
cosϕ =
P kVA
Cosphi también se conoce como el factor de potencia de
desplazamiento.
Tanto lambda como cosphi se indican para los convertidores de frecuencia Danfoss VLT® en el
capétulo 7.2 Fuente de alimentación de red.
El factor de potencia indica hasta qué punto el convertidor
de frecuencia impone una carga a la alimentación de red.
Cuanto menor es el factor de potencia, mayor es I
el mismo rendimiento en kW.
Además, un factor de potencia elevado indica que las
corrientes armónicas son bajas.
Todos los convertidores de frecuencia de Danfoss tienen
bobinas de CC integradas en el enlace de CC para producir
un factor de potencia alto y reducir el THD en la alimentación de red.
Ajuste
Guardar ajustes de parámetros en cuatro
distintas. Cambiar entre estos cuatro ajustes de parámetros
y editar un ajuste mientras otro está activo.
Compensación de deslizamiento
El convertidor de frecuencia compensa el deslizamiento del
motor añadiendo un suplemento a la frecuencia que sigue
a la carga medida del motor, manteniendo la velocidad del
mismo casi constante.
Smart Logic Control (SLC)
SLC es una secuencia de acciones denidas por el usuario
que se ejecuta cuando el SLC evalúa como verdaderos los
eventos asociados denidos por el usuario. (Grupo de
parámetros 13-** Lógica inteligente).
Bus estándar FC
Incluye el bus RS485 bus con el protocolo FC o el
protocolo MC. Consulte el 8-30 Protocolo.
Termistor
Resistencia que depende de la temperatura y que se
coloca en el punto donde ha de controlarse la temperatura
(convertidor de frecuencia o motor).
Desconexión
Estado al que se pasa en situaciones de fallo; por ejemplo,
si el convertidor de frecuencia se sobrecalienta, o cuando
está protegiendo el motor, el proceso o el mecanismo. Se
impide el rearranque hasta que desaparece la causa del
fallo y se anula el estado de desconexión. Para cancelar el
estado de desconexión:
active el reset o
•
programe el convertidor de frecuencia para que
•
se reinicie automáticamente
La desconexión no debe utilizarse para la seguridad
personal.
Bloqueo por alarma
Estado al que se pasa en situaciones de fallo cuando el
convertidor de frecuencia está protegiéndose a sí mismo y
requiere una intervención física; por ejemplo, si el
convertidor de frecuencia se cortocircuita en la salida. Un
bloqueo por alarma solo puede cancelarse cortando la
alimentación de red, eliminando la causa del fallo y
volviendo a conectar el convertidor de frecuencia. Se
impide el rearranque hasta que se cancela el estado de
desconexión mediante la activación del reinicio o, en
algunos casos, mediante la programación del reinicio
automático. La desconexión no debe utilizarse para la
seguridad personal.
Características VT
Características de par variable utilizadas en bombas y
ventiladores.
Guía de diseño
La marca CE (Comunidad Europea) indica que el fabricante
del producto cumple todas las directivas aplicables de la
UE. Las directivas europeas aplicables al diseño y a la
fabricación de convertidores de frecuencia se enumeran en
la Tabla 1.3.
AVISO!
La marca CE no regula la calidad del producto. Las
especicaciones técnicas no pueden deducirse de la
marca CE.
AVISO!
Los convertidores de frecuencia que tengan una función
de seguridad integrada deben cumplir la directiva de
máquinas.
Directiva de la UEVersión
Directiva de tensión baja2006/95/EC
Directiva CEM2004/108/EC
Directiva de máquinas
Directiva ErP2009/125/EC
Directiva ATEX94/9/EC
Directiva RuSP2002/95/EC
1)
2006/42/EC
1
1
1.6
Versión de documento y software
Este manual se revisa y se actualiza de forma periódica. Le
agradecemos cualquier sugerencia de mejoras.
La Tabla 1.2 muestra las versiones de documento y
software.
EdiciónComentariosVersión de software
MG20N6xxSustituye a la MG20N5xx2.20 y posteriores
Tabla 1.2 Versión de documento y software
1.7
Homologaciones y certicados
Los convertidores de frecuencia están diseñados conforme
a las directivas descritas en este apartado.
Para más información sobre homologaciones y certicados,
diríjase a la zona de descargas en http://www.danfoss.com/BusinessAreas/DrivesSolutions/Documentations/.
1.7.1
Marca CE
Ilustración 1.1 CE
Tabla 1.3 Directivas de la UE aplicables a los convertidores de
frecuencia
1) La conformidad con la directiva de máquinas solo se exige en los
convertidores de frecuencia dotados de una función de seguridad
integrada.
Las declaraciones de conformidad están disponibles previa
solicitud.
1.7.1.1
La directiva de tensión baja se aplica a todos los equipos
eléctricos situados en los intervalos de tensión de
50-1000 V CA y 75-1600 V CC.
La nalidad de esta directiva es garantizar la seguridad
personal y evitar los daños materiales cuando se manejen,
para su aplicación prevista, equipos eléctricos correctamente instalados y mantenidos.
1.7.1.2
El propósito de la Directiva CEM (compatibilidad electromagnética) es reducir las interferencias electromagnéticas y
mejorar la inmunidad de los equipos e instalaciones
eléctricos. Los requisitos de protección básicos de la
directiva CEM 2004/108/CE indican que los dispositivos que
generan interferencias electromagnéticas (EMI) o los
dispositivos cuyo funcionamiento se pueda ver afectado
por las EMI deben diseñarse para limitar la generación de
interferencias electromagnéticas y deben tener un grado
adecuado de inmunidad a las EMI cuando se instalan
correctamente, se mantienen y se usan conforme a lo
previsto.
Los dispositivos eléctricos que se utilizan independientemente o como parte de un sistema deben disponer de la
marca CE. Los sistemas no necesitan la marca CE pero
deben cumplir con los requisitos básicos de protección de
la directiva CEM.
1.7.1.3 Directiva de máquinas
La nalidad de la directiva de máquinas es garantizar la
seguridad personal y evitar daños materiales con los
equipos mecánicos utilizados para su aplicación prevista.
La directiva de máquinas es aplicable a una máquina que
conste de un conjunto de componentes o dispositivos
interconectados de los cuales al menos uno sea capaz de
realizar un movimiento mecánico.
Los convertidores de frecuencia que tengan una función
de seguridad integrada deben cumplir la directiva de
máquinas. Los convertidores de frecuencia sin función de
seguridad no se incluyen en la directiva de máquinas. Si
un convertidor de frecuencia está integrado en un sistema
de maquinaria, Danfoss proporciona información sobre los
aspectos de seguridad relativos al convertidor.
Cuando los convertidores de frecuencia se utilizan en
máquinas con al menos una parte móvil, el fabricante de la
máquina debe proporcionar una declaración de cumplimiento de todas las normas y medidas de seguridad
pertinentes.
(CEM). El cumplimiento C-tick es necesario para la distribución de dispositivos eléctricos y electrónicos en el
mercado australiano y en el neozelandés.
La normativa C-tick se reere a las emisiones por
conducción y radiación. En el caso de los convertidores de
frecuencia, aplique los límites de emisiones especicados
en EN/CEI 61800-3.
Podrá emitirse una declaración de conformidad si así se
solicita.
1.7.3 Conformidad con UL
Listado como UL
Ilustración 1.3 UL
AVISO!
Los convertidores de frecuencia de 525-690 V no
disponen de certicado para UL.
El convertidor de frecuencia cumple los requisitos de la
norma UL508C de retención de memoria térmica. Para
obtener más información, consulte el
capétulo 2.6.2 Protección térmica del motor.
1.7.1.4
La directiva ErP es la directiva europea de diseño ecológico
de productos relacionados con la energía. Esta directiva
establece requisitos de diseño ecológico para los
productos relacionados con la energía, incluidos los
convertidores de frecuencia. El objetivo de la directiva es
incrementar el rendimiento energético y el nivel de
protección del medio ambiente, mientras se aumenta la
seguridad del suministro energético. El impacto medioambiental de los productos relacionados con la energía
incluye el consumo de energía en todo el ciclo de vida útil
del producto.
1.7.2
El sello C-tick indica el cumplimiento de los estándares
técnicos aplicables de compatibilidad electromagnética
Directiva ErP
Conformidad con C-Tick
Ilustración 1.2 C-Tick
Conformidad marítima
1.7.4
Las unidades con protección Ingress de clasicación IP55
(NEMA 12) o superior evitan la formación de chispas y se
clasican como aparatos eléctricos con riesgo de explosión
limitado según el acuerdo europeo relativo al transporte
internacional de mercancías peligrosas por vías navegables
(ADN).
Vaya a www.danfoss.com para obtener más información
sobre requisitos marítimos.
En las unidades con protección Ingress de clasicación
IP20/chasis, IP21 / NEMA 1 o IP54, el riesgo de formación
de chispas se evita de la siguiente forma:
No instale un interruptor de red
•
Asegúrese de que 14-50 Filtro RFI está ajustado en
•
[1] Sí.
Retire todos los conectores de relé marcados
•
como RELAY. Consulte la Ilustración 1.4.
Compruebe qué opciones de relé están
•
instaladas, si es que las hay. La única opción de
relé permitida es la VLT® Extended Relay Card
problemas. Este equipo únicamente puede ser manejado o
instalado por personal cualicado.
El personal cualicado es aquel personal formado que está
autorizado para instalar, poner en marcha y efectuar el
mantenimiento de equipos, sistemas y circuitos conforme a
la legislación y la regulación vigentes. Asimismo, el
personal cualicado debe estar familiarizado con las
instrucciones y medidas de seguridad descritas en este
manual de funcionamiento.
ADVERTENCIA
TENSIÓN ALTA
Los convertidores de frecuencia contienen tensión alta
cuando están conectados a una entrada de red de CA, a
una fuente de alimentación de CC o a una carga
compartida. Si la instalación, el arranque y el mantenimiento no son efectuados por personal cualicado,
pueden causarse lesiones graves o incluso la muerte.
La instalación, puesta en marcha y manteni-
•
miento solo deben realizarlos personal
cualicado.
1
1
1, 2Conectores de relé
Ilustración 1.4 Ubicación de los conectores de relé
La declaración del fabricante está disponible bajo pedido.
1.8
Seguridad
1.8.1 Principios generales de seguridad
Si se utilizan incorrectamente, los convertidores de
frecuencia contienen componentes de tensión alta que
pueden resultar mortales. El equipo solo debería ser
instalado y manejado por personal cualicado. No intente
realizar trabajos de reparación sin desconectar primero la
alimentación del convertidor de frecuencia y esperar el
tiempo necesario para que la energía eléctrica almacenada
se disipe.
Es obligatorio seguir estrictamente las precauciones y
avisos para que el convertidor de frecuencia tenga un
funcionamiento seguro.
ADVERTENCIA
ARRANQUE ACCIDENTAL
Cuando el convertidor de frecuencia se conecta a una
red de CA, a una fuente de alimentación CC o a una
carga compartida, el motor puede arrancar en cualquier
momento. Un arranque accidental durante la programación, el mantenimiento o los trabajos de reparación
puede causar la muerte, lesiones graves o daños
materiales. El motor puede arrancarse mediante un
interruptor externo, un comando de bus serie, una señal
de referencia de entrada desde el LCP o por la
eliminación de una condición de fallo.
Para evitar un arranque accidental del motor:
Desconecte el convertidor de frecuencia de la
•
red.
Pulse [O/Reset] en el LCP antes de programar
•
cualquier parámetro.
El convertidor de frecuencia, el motor y
•
cualquier equipo accionado deben estar
totalmente cableados y montados cuando se
conecte el convertidor de frecuencia a la red de
CA, a la fuente de alimentación CC o a la carga
compartida.
1.8.2
Personal cualicado
Se precisan un transporte, un almacenamiento, una
instalación, un funcionamiento y un mantenimiento
correctos y ables para que el convertidor de frecuencia
funcione de un modo seguro y sin ningún tipo de
El convertidor de frecuencia contiene condensadores de
enlace de CC que pueden seguir cargados incluso si el
convertidor de frecuencia está apagado. Si, después de
desconectar la alimentación, no espera el tiempo especicado antes de realizar cualquier trabajo de reparación o
tarea de mantenimiento, pueden producirse lesiones
graves o incluso la muerte.
Pare el motor.
•
Desconecte la red de CA y las fuentes de
•
alimentación de enlace de CC remotas, entre las
que se incluyen las baterías de emergencia, los
SAI y las conexiones de enlace de CC a otros
convertidores de frecuencia.
Desconecte o bloquee cualquier motor PM.
•
Espere a que los condensadores se descarguen
•
por completo antes de efectuar actividades de
mantenimiento o trabajos de reparación. La
duración del tiempo de espera se especica en
la Tabla 1.4.
Tensión
[V]
200-2400,25-3,7 kW-5,5-45 kW
380-4800,37-7,5 kW-11-90 kW
525-6000,75-7,5 kW-11-90 kW
525-690-1,1-7,5 kW11-90 kW
Puede haber tensión alta presente aunque las luces del indicador
LED de advertencia estén apagadas.
Tabla 1.4 Tiempo de descarga
Tiempo de espera mínimo
(minutos)
4715
ADVERTENCIA
PELIGRO DE CORRIENTE DE FUGA
Las corrientes de fuga superan los 3,5 mA. No efectuar la
toma de tierra correcta del convertidor de frecuencia
puede ser causa de lesiones graves e incluso muerte.
La correcta toma a tierra del equipo debe estar
•
garantizada por un instalador eléctrico
certicado.
ADVERTENCIA
PELIGRO DEL EQUIPO
El contacto con ejes de rotación y equipos eléctricos
puede provocar lesiones graves o la muerte.
Asegúrese de que la instalación, el arranque y
•
el mantenimiento lo lleve a cabo únicamente
personal formado y cualicado.
Asegúrese de que los trabajos eléctricos
•
cumplan con los códigos eléctricos nacionales y
locales.
Siga los procedimientos indicados en este
•
documento.
ADVERTENCIA
GIRO ACCIDENTAL DEL MOTOR
AUTORROTACIÓN
El giro accidental de los motores de magnetización
permanente puede crear tensión y cargar la unidad,
dando lugar a lesiones graves, daños materiales o
incluso la muerte.
Asegúrese de que los motores de magneti-
•
zación permanente estén bloqueados para
evitar un giro accidental.
PRECAUCIÓN
PELIGRO DE FALLO INTERNO
Si el convertidor de frecuencia no está correctamente
cerrado, un fallo interno en el convertidor de frecuencia
puede causar lesiones graves.
Asegúrese de que todas las cubiertas de
•
seguridad estén colocadas y jadas de forma
segura antes de suministrar electricidad.
Este capítulo ofrece una visión general de los principales
conjuntos y circuitos del convertidor de frecuencia. En él se
describen las funciones eléctricas internas y de procesamiento de señal. También se incluye una descripción de la
estructura de control interna.
Además, se describen las funciones opcionales y automatizadas del convertidor de frecuencia disponibles para
diseñar sistemas operativos sólidos con un control
sosticado y un rendimiento de información de estado.
Producto diseñado para aplicaciones
2.1.1
de agua y aguas residuales
El VLT® AQUA Drive FC 202 está diseñado para aplicaciones
de agua y aguas residuales. El asistente integrado
SmartStart y el menú rápido Water and Pumps guían al
usuario a través del proceso de puesta en servicio. La
gama de funciones de serie y opcionales incluye:
Control en cascada
•
Detección de funcionamiento en seco
•
Detección de
•
Alternancia del motor
•
Barrido
•
Rampa inicial y nal
•
Rampa de válvula de retención
•
STO
•
Detección de caudal bajo
•
Pre Lube (prelubricante)
•
Conrmación del caudal
•
Modo llenado de tuberías
•
Modo reposo
•
Reloj en tiempo real
•
Protección por contraseña
•
Protección de sobrecarga
•
Smart Logic Control
•
Control de velocidad mínima
•
Programación libre de textos para información,
•
advertencias y alertas
n de curva
2.1.2
Ahorro energético
Si se compara con sistemas de control y tecnologías
alternativos, un convertidor de frecuencia es el sistema de
control de energía óptimo para controlar sistemas de
ventiladores y bombas.
Utilizando un convertidor de frecuencia para controlar el
caudal, una reducción de velocidad de la bomba del 20 %
genera un ahorro de energía de aproximadamente el 50 %
en las aplicaciones típicas. En la
Ilustración 2.1 se muestra un ejemplo de la reducción
potencial de energía.
Control de válvula frente al control de
velocidad de las bombas centrífugas
Tal y como se muestra en la Ilustración 2.2, el caudal se
22
controla cambiando la velocidad de la bomba, medida en
r/min. Al reducir la velocidad solo un 20 % respecto a la
velocidad nominal, el caudal también se reduce en un
20 %. Esto se debe a que el caudal es directamente
proporcional a la velocidad. El consumo eléctrico, sin
embargo, se reduce hasta en casi un 50 %.
Si el sistema solo tiene que suministrar un caudal correspondiente al 100 % durante unos días al año, mientras que
el promedio es inferior al 80 % del caudal nominal durante
el resto del año, el ahorro energético es incluso superior al
50 %.
La Ilustración 2.2 describe la dependencia del caudal, la
presión y el consumo de energía en la velocidad de
bomba en r/min para bombas centrífugas.
Control de válvula
Como la demanda de requisitos de proceso en los sistemas
de agua es variable, el caudal tiene que ajustarse en
consonancia. Los métodos utilizados frecuentemente para
la adaptación del caudal son el estrangulamiento o el
reciclaje de válvulas usadas.
Una válvula reciclada que se abre demasiado puede hacer
que la bomba funcione en el extremo de la curva de la
bomba, con una alta tasa de caudal y un cabezal de la
bomba bajo. Estas condiciones no solo causan una pérdida
de energía debida a la alta velocidad de la bomba, sino
que también pueden provocar la cavitación de la bomba y,
por consiguiente, producir daños en la misma.
Estrangular el caudal con una válvula añade una caída de
presión constante en la válvula (CV-HS). Esto es
comparable a acelerar y frenar simultáneamente para
reducir la velocidad de un coche. La Ilustración 2.3 muestra
cómo el estrangulamiento hace que la curva del sistema se
desplace del punto (2) de la curva de la bomba a un punto
con un rendimiento notablemente inferior (1).
Ilustración 2.2 Leyes de anidad para bombas centrífugas
Q
n
1
Caudal:
Presión:
Potencia:
1
=
Q
n
2
2
2
H
n
1
1
=
H
n
2
2
3
P
n
1
1
=
P
n
2
2
Asumiendo un igual rendimiento en el rango de velocidad.
1Punto de funcionamiento con válvula reguladora
2Punto de funcionamiento natural
3Punto de funcionamiento con control de velocidad
Ilustración 2.3 Reducción del caudal por control de válvula
(estrangulamiento)
Control de velocidad
Puede ajustarse el mismo caudal reduciendo la velocidad
de la bomba, como se muestra en la Ilustración 2.4. La
reducción de la velocidad hace que descienda la curva de
la bomba. El punto de funcionamiento es la nueva
intersección de la curva de la bomba y la curva del sistema
(3). El ahorro energético puede calcularse aplicando las
leyes de anidad como se describe en el
capétulo 2.1.3 Ejemplo de ahorro de energía.
Punto de funcionamiento con válvula reguladora
2Punto de funcionamiento natural
3Punto de funcionamiento con control de velocidad
Ilustración 2.4 Reducción del caudal por control de velocidad
Ilustración 2.5 Comparación de las curvas de control del
caudal
Ejemplo con caudal variable durante
2.1.5
1 año
Este ejemplo está calculado en función de las características de una bomba según su hoja de datos, como se
muestra en la Ilustración 2.7.
El resultado obtenido muestra un ahorro de energía
superior al 50 % para la correspondiente distribución del
caudal durante un año.
Consulte la Ilustración 2.6. El periodo de amortización
depende del precio de la electricidad y del precio del
convertidor de frecuencia. En este ejemplo, será inferior a
500
[h]
t
1000
1500
2000
200100300
[m
3
/h]
400
Q
175HA210.11
Vista general del producto
VLT® AQUA Drive FC 202
un año, si se compara con las válvulas y la velocidad
constante.
22
t [h]Duración del caudal. Consulte también la
Tabla 2.2.
Q [m3/h]
Ilustración 2.6 Distribución del caudal durante un año
(duración frente a caudal)
Si se utiliza un convertidor de frecuencia para controlar el
caudal o la presión de un sistema, se mejora el control.
Un convertidor de frecuencia puede variar la velocidad de
un ventilador o una bomba, lo que permite obtener un
control variable del caudal y la presión.
Además, adapta rápidamente la velocidad de un ventilador
o de una bomba a las nuevas condiciones de caudal o
presión del sistema.
Obtenga un sencillo control del proceso (caudal, nivel o
presión) utilizando el control de PI integrado.
Arrancador en estrella/triángulo o
2.1.7
arrancador suave
A la hora de arrancar motores grandes, en muchos países
es necesario usar equipos que limitan la tensión de
arranque. En sistemas más tradicionales, se suele utilizar un
arrancador en estrella/triángulo o un arrancador suave.
Estos arrancadores del motor no se necesitan si se usa un
convertidor de frecuencia.
Como se muestra en la Ilustración 2.8, un convertidor de
frecuencia no consume más intensidad que la nominal.
Ilustración 2.7 Consumo energético a diferentes velocidades
VLT® AQUA Drive FC 202
2 Arrancador en estrella/triángulo
3 Arrancador suave
4 Arranque directamente con la alimentación de red
Ilustración 2.8 Intensidad de arranque
2.2
Descripción del funcionamiento
El convertidor de frecuencia suministra una cantidad
regulada de alimentación de CA al motor con el n de
controlar su velocidad. El convertidor de frecuencia
suministra frecuencia y tensión variables al motor.
El convertidor de frecuencia se divide en cuatro módulos
principales:
Recticador
•
Circuito de bus de CC intermedio
•
Inversor
•
Control y regulación
•
La Ilustración 2.9 es un diagrama de bloques de los
componentes internos del convertidor de frecuencia.
Consulte sus funciones en la Tabla 2.3.
Guía de diseño
ÁreaDenominaciónFunciones
Fuente de alimentación de la red
•
1Entrada de red
2Recticador
3Bus de CC
4Bobinas de CC
Banco de
5
condensadores
6Inversor
7Salida al motor
Circuitos de
8
control
de CA trifásica al convertidor de
frecuencia.
El puente del recticador convierte
•
la entrada de CA en corriente CC
para suministrar electricidad al
inversor.
El circuito de bus de CC
•
intermedio gestiona la intensidad
de CC.
Filtran la tensión de circuito de CC
•
intermedio.
Prueban la protección transitoria
•
de red.
Reducen la corriente RMS.
•
Elevan el factor de potencia
•
reejado de vuelta a la línea.
Reducen los armónicos en la
•
entrada de CA.
Almacena la potencia de CC.
•
Proporciona protección ininte-
•
rrumpida para pérdidas de
potencia cortas.
Convierte la CC en una forma de
•
onda de CA PWM controlada para
una salida variable controlada al
motor.
Regula la potencia de salida
•
trifásica al motor.
La potencia de entrada, el
•
procesamiento interno, la salida y
la intensidad del motor se
monitorizan para proporcionar un
funcionamiento y un control
ecientes.
Se monitorizan y ejecutan los
•
comandos externos y la interfaz
de usuario.
Puede suministrarse salida de
•
estado y control.
22
Tabla 2.3 Leyenda de la Ilustración 2.9
1.El convertidor de frecuencia transforma la tensión
de CA de la red en tensión de CC.
2.Esta tensión de CC se convierte en corriente
alterna con amplitud y frecuencia variables.
Ilustración 2.9 Diagrama de bloques de convertidor de
frecuencia
El convertidor de frecuencia suministra al motor tensión/
intensidad y frecuencia variables, lo que permite un control
Vista general del producto
VLT® AQUA Drive FC 202
de velocidad variable en motores asíncronos trifásicos
estándar y en motores PM no salientes.
22
El convertidor de frecuencia gestiona diversos principios de
control de motor, tales como el modo de motor especial
Ilustración 2.10 Estructura del convertidor de frecuencia
2.3 Secuencia de funcionamiento
U/f y el VVC+. El comportamiento en cortocircuito del
convertidor de frecuencia depende de los tres
transductores de corriente de las fases del motor.
Opción de freno
2.3.4
2.3.1 Sección del recticador
Cuando se conecta la alimentación al convertidor de
frecuencia, esta entra a través de los terminales de red (L1,
L2 y L3) y en la opción de desconexión y/o ltro RFI, en
función de la conguración de la unidad.
2.3.2 Sección intermedia
A continuación de la sección del recticador, la tensión
pasa a la sección intermedia. Un circuito de ltro senoidal,
que se compone del inductor de bus de CC y del banco de
condensadores del bus de CC, suaviza esta tensión
recticada.
El inductor del bus de CC proporciona impedancia en serie
a la intensidad cambiante. Esto ayuda al proceso de
ltrado reduciendo la distorsión armónica a la forma de
onda de la corriente CA de entrada, normalmente
inherente en los circuitos recticadores.
Sección del inversor
2.3.3
En la sección del inversor, una vez estén presentes un
comando de ejecución y una referencia de velocidad, los
IGBT comienzan a conmutar para crear la onda de salida.
Esta forma de onda, generada por el principio PWM VVC
de Danfoss en la tarjeta de control, proporciona un
rendimiento óptimo y pérdidas mínimas en el motor.
+
En los convertidores de frecuencia equipados con la
opción de freno dinámico se incluye un IGBT del freno
junto con los terminales 81(R-) y 82(R+) para la conexión
de una resistencia de freno externa.
La función del IGBT del freno consiste en limitar la tensión
del circuito intermedio cuando se exceda el límite de
tensión máxima. Esto lo realiza conmutando la resistencia
montada externamente a través del bus de CC para
eliminar el exceso de tensión de CC presente en los
condensadores del bus.
Colocar externamente la resistencia de freno tiene las
ventajas de seleccionar la resistencia en base a las
necesidades de la aplicación, disipar la energía fuera del
panel de control y proteger al convertidor de frecuencia
del sobrecalentamiento si la resistencia de freno está
sobrecargada.
La señal de puerta del IGBT del freno se origina en la
tarjeta de control y se envía al IGBT de freno mediante la
tarjeta de potencia y la tarjeta de accionamiento de
puerta. Adicionalmente, las tarjetas de alimentación y
control vigilan el IGBT y la resistencia de freno por si se
producen cortocircuitos y sobrecargas. Para conocer las
especicaciones del fusible previo, consulte el
capétulo 7.1 Datos eléctricos. Consulte también el
capétulo 7.7 Fusibles y magnetotérmicos.
Las unidades con la opción de carga compartida integrada
contienen terminales (+) 89 CC y (–) 88 CC. Dentro del
convertidor de frecuencia, estos terminales se conectan al
bus de CC enfrente del reactor del enlace de CC y los
condensadores del bus.
Para obtener más información, póngase en contacto con
Danfoss.
Los terminales de carga compartida pueden conectarse en
dos
conguraciones diferentes.
1.En el primer método, los terminales enlazan los
circuitos de bus de CC de múltiples convertidores
de frecuencia. Esto permite que una unidad en
modo regenerativo comparta su exceso de
tensión de bus con otra unidad que está
haciendo funcionar un motor. La carga
compartida de esta forma puede reducir la
necesidad de resistencias de freno dinámicas
externas, al tiempo que se ahorra energía. El
número de unidades que se pueden conectar de
este modo es innito, siempre que todas las
unidades tengan la misma clasicación de
tensión. Adicionalmente, y en función del tamaño
y del número de unidades, puede ser necesario
instalar bobinas y fusibles de CC en las
conexiones del enlace de CC y reactores de CA en
la red. Una conguración de este tipo requerirá
que se tengan en cuenta consideraciones
especícas. Póngase en contacto con Danfoss
para obtener ayuda.
2.En el segundo método, el convertidor de
frecuencia es alimentado exclusivamente desde
una fuente de CC. Esto requiere:
2aUna fuente de CC.
2bUn medio para realizar una carga suave
del bus de CC en el encendido.
Nuevamente, intentar dicha conguración
requiere un estudio especíco. Póngase en
contacto con Danfoss para obtener ayuda.
2.4 Estructuras de control
2.4.1 Estructura de control de lazo abierto
Al funcionar en modo de lazo abierto, el convertidor de
frecuencia responderá a los comandos de entrada
manualmente, a través de las teclas del LCP, o de forma
remota, mediante las entradas analógicas/digitales o el bus
serie.
En la conguración que se muestra en la Ilustración 2.11, el
convertidor de frecuencia funciona en modo de lazo
abierto. Recibe datos de entrada desde el LCP (modo
manual) o mediante una señal remota (modo automático).
La señal (referencia de velocidad) se recibe y condiciona
conforme a los límites mínimo y máximo programados de
velocidad del motor (en r/min y Hz), los tiempos de rampa
de aceleración y deceleración y el sentido de giro del
motor. A continuación, se transmite la referencia para
controlar el motor.
22
Ilustración 2.11 Diagrama de bloques del modo de lazo abierto
En el modo de lazo cerrado, un controlador PID interno
22
permite que el convertidor de frecuencia procese señales
de realimentación y de referencia del sistema para
funcionar como una unidad de control independiente. El
convertidor puede indicar el estado y transmitir mensajes
Ilustración 2.12 Diagrama de bloques del controlador de lazo cerrado
Por ejemplo, consideremos una aplicación de bombas en la
que la velocidad de una bomba debe ser controlada de
forma que la presión en una tubería sea constante
(consulte la Ilustración 2.12). El convertidor de frecuencia
recibe una señal de realimentación desde un sensor en el
sistema. Compara esta señal con un valor de referencia de
consigna y determina el error, si lo hay, entre las dos
señales. A continuación, ajusta la velocidad del motor para
corregir el error.
de alarma, así como muchas otras opciones programables,
para el control externo del sistema cuando funciona en
lazo cerrado de forma independiente.
Regulación inversa: la velocidad del motor se
•
incrementa cuando existe una señal de realimentación alta.
Frecuencia de arranque: permite que el sistema
•
alcance rápidamente el estado de funcionamiento
antes de que el controlador PID tome el control.
Filtro de paso bajo integrado: reduce el ruido de
•
la señal de realimentación.
El valor de consigna de presión estática deseado es la
señal de referencia al convertidor de frecuencia. Un sensor
de presión estática mide la presión estática real en la
tubería y suministra esta información al convertidor de
frecuencia en forma de señal de realimentación. Si la señal
de realimentación es mayor que el valor de consigna, el
convertidor de frecuencia disminuye la velocidad para
reducir la presión. De forma similar, si la presión en la
tubería es inferior al valor de consigna, el convertidor de
frecuencia acelera para aumentar la presión suministrada
por la bomba.
Aunque los valores predeterminados del convertidor de
frecuencia de lazo cerrado normalmente proporcionan un
rendimiento satisfactorio, a menudo puede optimizarse el
control del sistema ajustando los parámetros de PID. Para
dicha optimización, se facilita el ajuste automático.
También se incluyen otras funciones programables, como:
2.4.3 Control Local (Hand On) y Remoto
(Auto On)
El convertidor de frecuencia puede accionarse
manualmente a través del LCP o de forma remota
mediante entradas analógicas y digitales y bus serie.
Referencia activa y modo de
La referencia activa puede ser tanto una referencia local
como remota. El ajuste predeterminado es referencia
remota.
Para utilizar la referencia local, haga la congu-
•
ración en modo manual. Para activar el modo
manual, adapte los ajustes de parámetros en el
grupo de parámetros 0-4* Teclado LCP. Si desea
más información, consulte la guía de progra-mación.
Para utilizar la referencia remota, haga la
•
ración en modo automático, que es el modo
predeterminado. En el modo automático, es
posible controlar el convertidor de frecuencia a
través de las entradas digitales y de diferentes
interfaces serie (RS485, USB o un bus de campo
opcional).
ración resultante de la selección de referencia
activa, ya sea local o remota.
La Ilustración 2.14 muestra el modo de congu-
•
Congure
referencia, como se muestra en la Tabla 2.4.
Si desea más información, consulte la Guía de progra-
mación.
el origen de referencia en 3-13 Lugar de
ración manual para la referencia local.
Ilustración 2.13 Referencia activa
[Hand On]
[Auto On]
Teclas del LCP
HandConex. a manual / autoLocal
Hand⇒OConex. a manual / autoLocal
AutoConex. a manual / autoRemoto
Auto⇒OConex. a manual / autoRemoto
Todas las teclas LocalLocal
Todas las teclas RemotoRemoto
Tabla 2.4 Conguraciones de referencia remota y referencia
local
Manejo de referencias
2.4.4
El manejo de referencias se aplica tanto al funcionamiento
Origen de referencia
3-13 Lugar de referencia
Referencia activa
en lazo abierto como en lazo cerrado.
Referencias internas y externas
Es posible programar hasta ocho referencias internas
distintas en el convertidor de frecuencia. La referencia
interna activa puede seleccionarse de forma externa
utilizando entradas de control digitales o el bus de
comunicación serie.
También pueden suministrarse referencias externas al
convertidor, generalmente a través de una entrada de
control analógico. Todas las fuentes de referencias y la
referencia de bus se suman para producir la referencia
externa total. Como referencia activa puede seleccionarse
la referencia externa, la referencia interna, el valor de
consigna o la suma de los tres. Esta referencia puede
escalarse.
La referencia escalada se calcula de la siguiente forma:
Y
100
Ilustración 2.14 Modo Conguración
Principio de control de la aplicación
Referencia = X + X ×
Si X es la referencia externa, la referencia interna o la suma
de ambas e Y es 3-14 Referencia interna relativa en [%].
Si Y, 3-14 Referencia interna relativa, se ajusta a 0 %, el
escalado no afectará a la referencia.
En cualquier momento dado estará activada la referencia
remota o la referencia local. No pueden estar activadas
ambas a la vez.
Congure el principio de control de la
aplicación (es decir, lazo abierto o lazo cerrado) en
1-00 Modo
Conguración, como se muestra en la Tabla 2.4.
Cuando la referencia local esté activada, congure el
principio de control de la aplicación en 1-05 Conguraciónmodo local.
El manejo de la realimentación puede congurarse para
funcionar con aplicaciones que requieran un control
avanzado, como múltiples valores de consigna y realimentaciones (consulte la Ilustración 2.16). Son habituales tres
tipos de control:
Zona única, valor de consigna único
Este tipo de control es una conguración de realimentación básica. El valor de consigna 1 se añade a cualquier
otra referencia (si la hubiese) y se selecciona la señal de
realimentación.
Multizona, valor de consigna único
Este tipo de control utiliza dos o tres sensores de realimentación pero solo un valor de consigna. La realimentación
puede sumarse, restarse o puede hallarse su promedio.
Adicionalmente, puede usarse el valor máximo o el
mínimo. El valor de consigna 1 se utiliza exclusivamente en
esta conguración.
Multizona, realimentación / valor de consigna
El par valor de consigna / realimentación con mayor
diferencia controlará la velocidad del convertidor de
frecuencia. El valor máximo intenta mantener todas las
zonas en sus respectivos valores de consigna o por debajo,
mientras que el valor mínimo intenta mantener todas las
zonas en sus respectivos valores de consigna o por encima
de estos.
Ejemplo
Una aplicación de dos zonas y dos valores de consigna. El
valor de consigna de la zona 1 es 15 bar y su realimentación es de 5,5 bar. El valor de consigna de la zona 2 es
4,4 bar y la realimentación es 4,6 bar. Si se selecciona el
máximo, el valor de consigna y la realimentación de la
zona 1 se envían al controlador PID, puesto que este tiene
la diferencia más pequeña (la realimentación es más alta
que el valor de consigna, de manera que se obtiene una
diferencia negativa). Si se selecciona el mínimo, el valor de
consigna y la realimentación de la zona 2 se envían al
controlador PID, puesto que este tiene la mayor diferencia
(la realimentación es más baja que el valor de consigna, de
manera que se obtiene una diferencia positiva).
22
Ilustración 2.16 Diagrama de bloques de procesamiento de señal de realimentación
Conversión de realimentación
En algunas aplicaciones, resulta útil convertir la señal de
realimentación. Un ejemplo de ello es el uso de una señal
de presión para proporcionar realimentación de caudal.
Puesto que la raíz cuadrada de la presión es proporcional
al caudal, la raíz cuadrada de la señal de presión suministra
un valor proporcional al caudal. Consulte la Ilustración 2.17.
Vista general del producto
22
VLT® AQUA Drive FC 202
Resistencia de freno
El convertidor de frecuencia está protegido contra cortocircuitos en la resistencia de freno.
Carga compartida
Para proteger el bus de CC contra cortocircuitos y el
convertidor de frecuencia contra sobrecargas, instale los
fusibles de CC en serie con los terminales de carga
compartida para todas las unidades conectadas. Consulte
el capétulo 2.3.5 Carga compartida para obtener más
información.
Ilustración 2.17 Conversión de realimentación
2.5 Funciones operativas automatizadas
Las funciones operativas automatizadas se activarán en
cuanto el convertidor de frecuencia comience a funcionar.
La mayoría no necesitan programación ni conguración.
Entender que estas funciones están presentes puede
optimizar un diseño de sistema y, posiblemente, evitar
añadirle componentes o funciones duplicados.
Para obtener más detalles sobre cualquier conguración
requerida y, en especial, sobre los parámetros del motor,
consulte la Guía de programación.
El convertidor de frecuencia tiene todo un abanico de
funciones de protección integradas para protegerse a sí
mismo y al motor que pone en funcionamiento.
Protección ante cortocircuitos
2.5.1
Motor (fase-fase)
El convertidor de frecuencia está protegido contra cortocircuitos en el lado del motor con la medición de la
intensidad en cada una de las tres fases del motor o en el
enlace de CC. Un cortocircuito entre dos fases de salida
provoca una sobreintensidad en el inversor. El inversor se
apaga cuando la intensidad de cortocircuito excede el
valor permitido (Alarma 16, Bloqueo por alarma).
Red
Un convertidor de frecuencia que funciona correctamente
limita la intensidad que puede tomar de la fuente de
alimentación. Sin embargo, se recomienda utilizar fusibles
y/o magnetotérmicos en el lado de la fuente de alimentación a modo de protección en caso de avería de
componentes internos del convertidor de frecuencia
(primer fallo). Consulte más información en
capétulo 7.7 Fusibles y magnetotérmicos.
AVISO!
Para garantizar la conformidad con las normas CEI 60364
(CE) o NEC 2009 (UL), es obligatorio utilizar fusibles y/o
magnetotérmicos.
2.5.2 Protección contra sobretensión
Sobretensión generada por el motor
La tensión en el circuito intermedio aumenta cuando el
motor actúa como generador. Esto ocurre en los siguientes
casos:
Cuando la carga arrastra al motor (a una
•
frecuencia de salida constante del convertidor de
frecuencia), por ejemplo, cuando la carga genera
energía.
Durante la desaceleración («rampa de decele-
•
ración»), si el momento de inercia es alto, la
fricción es baja y el tiempo de deceleración es
demasiado corto para que la energía sea disipada
como una pérdida en el convertidor de
frecuencia, el motor y la instalación.
Un ajuste de compensación de deslizamiento
•
incorrecto puede provocar una tensión de enlace
de CC más elevada.
Fuerza contraelectromotriz desde el funciona-
•
miento del motor PM. Si queda en inercia a unas
r/min altas, la fuerza contraelectromotriz del
motor PM puede superar, potencialmente, la
tolerancia de tensión máxima del convertidor de
frecuencia y provocar daños. Para evitarlo, el valor
de 4-19 Frecuencia salida máx. se limita automáti-
camente de acuerdo con un cálculo interno
basado en el valor de 1-40 fcem a 1000 RPM,
1-25 Veloc. nominal motor y 1-39 Polos motor.
AVISO!
Para evitar que el motor supere la velocidad (p. ej.,
debido a efectos excesivos de autorrotación o a un
caudal de agua descontrolado), equipe el convertidor de
frecuencia con una resistencia de freno.
La sobretensión se puede controlar o bien con una función
de freno (2-10 Función de freno) o bien con un control de
sobretensión (2-17 Control de sobretensión).
El OVC reduce el riesgo de que el convertidor de
frecuencia se desconecte debido a una sobretensión en el
enlace de CC. Esto se soluciona ampliando automáticamente el tiempo de deceleración.
AVISO!
El OVC se puede activar para los motores PM (PM VVC+).
Funciones de freno
Conecte una resistencia de freno para disipar el exceso de
energía de freno. La conexión de una resistencia de freno
evita una tensión de enlace de CC demasiado elevada
durante el frenado.
Un freno de CA es una alternativa para mejorar el frenado
sin usar una resistencia de freno. Esta función controla una
sobremagnetización del motor cuando funciona como
generador creando energía adicional. Esta función puede
mejorar el OVC. El aumento de las pérdidas eléctricas en el
motor permite que la función OVC aumente el par de
frenado sin superar el límite de sobretensión.
AVISO!
El frenado de CA no es tan efectivo como el freno
dinámico con resistencia.
2.5.3 Detección de que falta una fase del
motor
La función Falta una fase del motor (4-58 Función Fallo FaseMotor) está activada de manera predeterminada para evitar
daños en el motor en caso de que falte una fase del
motor. El ajuste predeterminado es 1000 ms, pero se
puede ajustar para una detección más rápida.
Detección de desequilibrio de fase de
2.5.4
red
El funcionamiento en situación de grave desequilibrio de
red reduce la vida útil del motor. Las condiciones se
consideran graves si el motor se está utilizando
continuamente cerca del valor nominal de carga. El ajuste
predeterminado desconecta el convertidor de frecuencia
en caso de desequilibrio de red (14-12 Función desequil.alimentación).
2.5.6
Protección de sobrecarga
Límite de par
La función de límite de par protege el motor ante
sobrecargas, independientemente de la velocidad. El límite
de par se controla en 4-16 Modo motor límite de par o
4-17 Modo generador límite de par y el intervalo anterior a
la desconexión de la advertencia de límite de par se
controla en 14-25 Retardo descon. con lím. de par.
Límite de intensidad
El límite de intensidad se controla en 4-18 Límite
intensidad.
Límite de velocidad
Dena los límites inferior y superior del intervalo operativo
de velocidad mediante los siguientes parámetros:
4-11 Límite bajo veloc. motor [RPM] o
•
4-12 Límite bajo veloc. motor [Hz] y 4-13 Límite alto
•
veloc. motor [RPM], o
4-14 Motor Speed High Limit [Hz]
•
Por ejemplo, el intervalo operativo de velocidad puede
denirse entre 30 y 50/60 Hz.
4-19 Frecuencia salida máx. limita la velocidad de salida
máxima que puede proporcionar el convertidor de
frecuencia.
ETR
El ETR es un dispositivo electrónico que simula un relé
bimetal basado en mediciones internas. Las características
se muestran en la Ilustración 2.18.
Límite tensión
El convertidor de frecuencia se apaga para proteger los
transistores y los condensadores del enlace de CC cuando
se alcanza un determinado nivel de tensión de
ja.
Sobretemperatura
El convertidor de frecuencia tiene sensores de temperatura
integrados y reacciona inmediatamente a valores críticos
mediante los límites de
Reducción de potencia automática
2.5.7
El convertidor de frecuencia comprueba constantemente
los niveles críticos:
codicación ja.
codicación
22
Alta temperatura en la tarjeta de control o el
2.5.5
Conmutación en la salida
Se permite añadir un interruptor a la salida entre el motor
y el convertidor de frecuencia. Es posible que aparezcan
mensajes de fallo. Para capturar un motor en giro, active la
función de motor en giro.
Como respuesta a un nivel crítico, el convertidor de
frecuencia ajusta la frecuencia de conmutación. En caso de
temperaturas internas elevadas y velocidades de motor
Vista general del producto
VLT® AQUA Drive FC 202
bajas, los convertidores de frecuencia también pueden
forzar el patrón de PWM a SFAVM.
22
AVISO!
La reducción de potencia automática es diferente cuando
14-55 Filtro de salida está ajustado en [2] Filtro senoidal
jo.
2.5.8 Optimización automática de energía
La optimización automática de energía (AEO) dirige el
convertidor de frecuencia para que controle
continuamente la carga del motor y ajuste la tensión de
salida para aumentar al máximo la ecacia. Con carga
ligera, la tensión disminuye y la intensidad del motor se
reduce al mínimo. El motor saca provecho porque aumenta
la ecacia, se reduce el calor y el funcionamiento es más
silencioso. No es necesario seleccionar una curva de V/Hz
porque el convertidor de frecuencia ajusta automáticamente la tensión del motor.
Modulación automática de frecuencia
2.5.9
de conmutación
Una característica automática del convertidor de frecuencia
es que el control de la frecuencia de conmutación
depende de la carga. Esta característica permite al motor
beneciarse de la máxima frecuencia de conmutación que
la carga permita.
2.5.11 Reducción de potencia automática
por sobretemperatura
Se aplica una reducción de potencia automática por
sobretemperatura para evitar la desconexión del
convertidor de frecuencia en caso de temperatura elevada.
Los sensores de temperatura interna miden las condiciones
existentes para evitar que se sobrecalienten los
componentes de alimentación. El convertidor puede
reducir automáticamente su frecuencia de conmutación
para mantener la temperatura de funcionamiento dentro
de límites seguros. Tras reducir la frecuencia de
conmutación, el convertidor también puede reducir la
intensidad y la frecuencia de salida hasta en un 30 % para
evitar una desconexión por sobretemperatura.
2.5.12
Rampa automática
El convertidor de frecuencia genera impulsos eléctricos
cortos para formar un patrón de onda de CA. La frecuencia
de conmutación es el ritmo de estos impulsos. Una
frecuencia de conmutación baja (ritmo de impulsos lento)
causa ruido audible en el motor, de modo que es
preferible una frecuencia de conmutación más elevada.
Una frecuencia de conmutación alta, sin embargo, genera
calor en el convertidor de frecuencia, lo que puede limitar
la cantidad de corriente disponible en el motor.
La modulación automática de frecuencia de conmutación
regula estas condiciones automáticamente para ofrecer la
frecuencia de conmutación más elevada sin sobrecalentar
el convertidor de frecuencia. Al ofrecer una frecuencia de
conmutación alta regulada, se silencia el ruido de funcionamiento del motor a velocidades bajas, cuando el control
del ruido audible es crítico, y se produce una plena
potencia de salida al motor cuando la demanda lo
requiere.
2.5.10
Reducción automática de potencia
por alta frecuencia de conmutación
Un motor que intenta acelerar una carga demasiado
rápidamente para la intensidad disponible puede provocar
la desconexión del convertidor. Lo mismo sucede en caso
de una desaceleración demasiado rápida. La rampa
automática protege de estas situaciones aumentando la
tasa de rampa del motor (aceleración o desaceleración)
para adaptarla a la intensidad disponible.
2.5.13
Cuando una carga excede la capacidad de intensidad del
convertidor de frecuencia en funcionamiento normal (de
un convertidor o un motor demasiado pequeños), el límite
de intensidad reduce la frecuencia de salida para efectuar
una rampa de desaceleración del motor y reducir la carga.
Un temporizador ajustable está disponible para limitar el
funcionamiento en estas condiciones a 60 s o menos. El
límite predeterminado de fábrica es el 110 % de la
corriente nominal del motor, para reducir al mínimo el
estrés por sobreintensidad.
2.5.14
Circuito del límite de intensidad
Rendimiento de uctuación de
potencia
El convertidor de frecuencia está diseñado para un funcionamiento continuo a plena carga a frecuencias de
conmutación de entre 3,0 y 4,5 kHz (este rango de
frecuencia depende del nivel de potencia). Una frecuencia
de conmutación que excede el rango máximo permisible
genera un aumento del calor en el convertidor de
frecuencia y requiere que se reduzca la potencia de la
intensidad de salida.
El convertidor de frecuencia soporta uctuaciones de red
como:
Transitorios
•
Cortes momentáneos
•
Caídas cortas de tensión
•
Sobretensiones
•
Vista general del producto
Guía de diseño
El convertidor de frecuencia compensa automáticamente
las tensiones de entrada de un ±10 % del valor nominal
para ofrecer un par y una tensión nominal del motor
completos. Con el rearranque automático seleccionado, el
convertidor de frecuencia se enciende automáticamente
tras una desconexión de tensión. Con la función de motor
en giro, el convertidor de frecuencia sincroniza el giro del
motor antes del arranque.
2.5.15 Arranque suave del motor
El convertidor de frecuencia suministra al motor la
cantidad correcta de intensidad para superar la inercia de
la carga y poner el motor a la velocidad correcta. Esto
evita que toda la tensión de red se aplique a un motor
parado o que gira lentamente, lo cual genera una alta
intensidad y calor. Esta función inherente de arranque
suave reduce la carga térmica y el estrés mecánico, alarga
la vida del motor y genera un funcionamiento más
silencioso del sistema.
2.5.16
Los ruidos de resonancias del motor a alta frecuencia se
pueden eliminar mediante la amortiguación de resonancia.
Está disponible la amortiguación de frecuencia automática
o seleccionada manualmente.
2.5.17
Amortiguación de resonancia
Ventiladores controlados por
temperatura
Los ventiladores de refrigeración interna se controlan por
temperatura mediante sensores que están dentro del
convertidor de frecuencia. El ventilador de refrigeración a
menudo no funciona durante el funcionamiento a baja
carga, cuando está en el modo reposo o en espera. Esto
reduce el ruido, aumenta el rendimiento y alarga la vida
útil del ventilador.
2.5.18
Las interferencias electromagnéticas (EMI) o las interferencias de radiofrecuencia (RFI, en caso de radiofrecuencia)
son perturbaciones que pueden afectar al circuito eléctrico
a causa de la inducción o radiación electromagnética de
una fuente externa. El convertidor de frecuencia está
diseñado para cumplir con la norma de productos CEM
para convertidores de frecuencia CEI 61800-3 y la norma
europea EN 55011. Para cumplir con los niveles de emisión
de la norma EN 55011, el cable de motor debe estar
apantallado y correctamente terminado. Para obtener más
información sobre el rendimiento de CEM, consulte el
capétulo 3.2.2 Resultados de las pruebas de CEM.
Conformidad con CEM
2.5.19
Medición de la intensidad en las tres
fases del motor
La intensidad de salida del motor se mide continuamente
en las tres fases para proteger el convertidor de frecuencia
y el motor ante cortocircuitos, fallos a tierra y pérdidas de
fase. Los fallos a tierra de salida se detectan al instante. Si
se pierde una fase del motor, el convertidor de frecuencia
se detiene inmediatamente e indica cuál es la fase que
falta.
2.5.20 Aislamiento galvánico de los
terminales de control
Todos los terminales de control y los terminales de relé de
salida están galvánicamente aislados de la potencia de red.
Esto signica que los circuitos del controlador están
totalmente protegidos de la intensidad de entrada. Los
terminales de relé de salida necesitan su propia toma de
tierra. Estos aislamientos cumplen con los estrictos
requisitos de protección de tensión muy baja (PELV) para
el aislamiento.
Los componentes que conforman el aislamiento galvánico
son:
Fuente de alimentación, incluido el aislamiento
•
de la señal.
Accionamiento de puerta para el IGBT, los
•
transformadores de disparo y los optoacopladores.
Los transductores de efecto Hall de intensidad de
•
salida.
2.6
Funciones de aplicación personalizadas
Las funciones de aplicación personalizadas son las
funciones más comunes programadas en el convertidor de
frecuencia para un rendimiento mejorado del sistema.
Requieren una programación o conguración mínimas.
Entender que estas funciones están disponibles puede
optimizar un diseño de sistema y, posiblemente, evitar
añadirle componentes o funciones duplicados. Consulte la
Guía de programación para obtener instrucciones sobre la
activación de estas funciones.
2.6.1
Adaptación automática del motor
La adaptación automática del motor (AMA) es un procedimiento de prueba automatizado utilizado para medir las
características eléctricas del motor. El AMA proporciona un
modelo electrónico preciso del motor. Permite que el
convertidor de frecuencia calcule el rendimiento y la
ecacia óptimos con el motor. Llevar a cabo el procedimiento AMA también aumenta al máximo la función de
optimización automática de energía del convertidor de
frecuencia. El AMA se realiza sin que el motor esté girando
y sin desacoplar la carga del motor.
El eje X de la Ilustración 2.18 muestra la relación entre los
valores I
motor
e I
nominal. El eje Y muestra el intervalo
motor
en segundos que transcurre antes de que el ETR se corte y
22
2.6.2 Protección térmica del motor
desconecte el convertidor de frecuencia. Las curvas
muestran la velocidad nominal característica, al doble de la
La protección térmica del motor se puede proporcionar de
tres maneras:
Mediante la detección directa de la temperatura a
•
través una de las formas siguientes:
Sensor PTC en los bobinados del motor
-
y conectados a una entrada analógica o
digital estándar
PT100 o PT1000 en los bobinados y
-
cojinetes del motor, conectado a VLT
®
velocidad nominal y al 0,2x de la velocidad nominal.
A una velocidad inferior, el ETR se desconecta con un
calentamiento inferior debido a una menor refrigeración
del motor. De ese modo, el motor queda protegido frente
a un posible sobrecalentamiento, incluso a baja velocidad.
La función ETR calcula la temperatura del motor en
función de la intensidad y la velocidad reales. La
temperatura calculada es visible como un parámetro de
lectura en 16-18 Térmico motor.
Corte de red
2.6.3
Sensor Input Card MCB 114.
-
Entrada de termistor PTC en VLT® PTC
Tthermistor Card MCB 112 (homologada
por ATEX).
Mediante un interruptor termomecánico (tipo
•
Klixon) en una entrada digital.
Mediante el relé termoelectrónico (ETR) integrado
•
para motores asíncronos.
El ETR calcula la temperatura del motor midiendo la
intensidad, la frecuencia y el tiempo de funcionamiento. El
convertidor de frecuencia muestra la carga térmica del
motor en forma de porcentaje y puede emitir una
advertencia cuando llega a un valor de consigna de
sobrecarga programable.
Las opciones programables en la sobrecarga permiten que
el convertidor de frecuencia detenga el motor, reduzca la
salida o ignore la condición. Incluso a velocidades bajas, el
convertidor de frecuencia cumple con las normas de
sobrecarga electrónica del motor I2t Clase 20.
Durante un corte de red, el convertidor de frecuencia sigue
funcionando hasta que la tensión del circuito intermedio
desciende por debajo del nivel mínimo de parada.
Generalmente, dicho nivel se sitúa en un 15 % por debajo
de la tensión de alimentación nominal más baja. La
tensión de red antes del corte y la carga del motor
determinan el tiempo necesario para la parada de inercia
del convertidor de frecuencia.
El convertidor de frecuencia se puede
congurar
(14-10 Fallo aliment.) para diferentes tipos de comporta-
mientos durante el corte de red,
Bloqueo por alarma cuando el enlace de CC se
•
agote.
Inercia con función de motor en giro cuando
•
vuelva la red (1-73 Motor en giro).
Energía regenerativa.
•
Desaceleración controlada.
•
Función de motor en giro
Esta selección hace posible «atrapar» un motor que, por un
corte de red, gira sin control. Esta opción es importante
para centrífugas y ventiladores.
Energía regenerativa
Esta selección garantiza que el convertidor de frecuencia
funciona mientras haya energía en el sistema. Para cortes
de red breves, el funcionamiento se restablece cuando
vuelve la red, sin detener la aplicación o perder el control
en ningún momento. Se pueden seleccionar diferentes
variantes de energía regenerativa.
Congure el comportamiento del convertidor de frecuencia
en caso de corte de red en 14-10 Fallo aliment. y1-73 Motor en giro.
Los cuatro controladores proporcionales, integrales y
derivativos (PID) integrados eliminan la necesidad de
dispositivos de control auxiliares.
Uno de los controladores PID mantiene un control
constante de los sistemas de lazo cerrado en los que se
deben mantener regulados la presión, el caudal, la
temperatura u otros requisitos del sistema. El convertidor
de frecuencia puede ofrecer un control autosuciente de la
velocidad del motor en respuesta a las señales de
realimentación de los sensores remotos. El convertidor de
frecuencia acomoda dos señales de realimentación de dos
dispositivos diferentes. Esta función permite regular un
sistema con diferentes requisitos de realimentación. El
convertidor de frecuencia toma decisiones de control
comparando las dos señales para optimizar el rendimiento
del sistema.
Utilice los 3 controladores adicionales e independientes
para controlar otros equipos, como bombas de alimentación química, control de válvulas o ventilación con
diferentes niveles.
proporcionan exceso de tensión, calor y ruido del motor a
una velocidad inferior a la plena.
2.6.8 Bypass de frecuencia
En algunas aplicaciones, el sistema puede tener
velocidades de funcionamiento que crean una resonancia
mecánica. Esto puede generar un ruido excesivo y puede
dañar los componentes mecánicos del sistema. El
convertidor de frecuencia dispone de cuatro anchos de
banda de frecuencia de bypass programables. Esto permite
que el motor evite las velocidades que provocan
resonancia en el sistema.
Precalentador del motor
2.6.9
Para precalentar un motor en un entorno húmedo o frío,
puede suministrarse continuamente una pequeña cantidad
de corriente de CC en el motor para protegerlo de la
condensación y de un arranque en frío. Esto puede
eliminar la necesidad de resistencia calefactora.
2.6.10
Cuatro ajustes programables
22
Rearranque automático
2.6.5
El convertidor de frecuencia puede programarse para
reiniciar el motor automáticamente tras una pequeña
desconexión, como una uctuación o pérdida de potencia
momentáneas. Esta característica elimina la necesidad de
reiniciar manualmente y mejorar el funcionamiento
automatizado para sistemas controlados remotamente. La
cantidad de intentos de rearranque y la duración entre
intentos se puede limitar.
Función de motor en giro
2.6.6
La función de motor en giro permite que el convertidor de
frecuencia se sincronice con un motor en funcionamiento
girando hasta a máxima velocidad en cualquier dirección.
Esto evita desconexiones causadas por sobreintensidad.
Además, reduce al mínimo la tensión mecánica del sistema,
ya que el motor no sufre ningún cambio abrupto de la
velocidad cuando se inicia el convertidor de frecuencia.
2.6.7
Par completo a velocidad reducida
El convertidor de frecuencia sigue una curva V/Hz variable
para ofrecer un par del motor completo incluso a
velocidades reducidas. El par de salida completo puede
coincidir con la velocidad de funcionamiento máxima
diseñada del motor. Esto se diferencia de los convertidores
de par variable que ofrecen un par del motor reducido a
velocidad baja o de los convertidores de par constante que
El convertidor de frecuencia tiene cuatro ajustes que se
pueden programar independientemente. Utilizando un
ajuste múltiple, es posible alternar entre funciones
programadas independientemente activadas por entradas
digitales o un comando de serie. Los ajustes independientes se utilizan, por ejemplo, para cambiar las
referencias, para el funcionamiento día/noche o verano/
invierno o para controlar varios motores. El ajuste activo se
muestra en el LCP.
Los datos de ajuste se pueden copiar de un convertidor de
frecuencia a otro descargando la información desde el LCP
extraíble.
2.6.11
El freno dinámico se establece por:
Frenado dinámico
Freno con resistencia
•
Un IGBT del freno mantiene una sobretensión
bajo un umbral determinado dirigiendo la energía
del freno desde el motor a la resistencia de freno
conectado (2-10 Función de freno = [1])
Freno de CA
•
La energía del freno se distribuye en el motor
mediante la
pérdida del motor. La función de freno de CA no
puede utilizarse en aplicaciones con alta
frecuencia de reseteo, ya que esto sobrecalienta
el motor (2-10 Función de freno = [2]).
Coast
Start timer
Set Do X low
Select set-up 2
. . .
Running
Warning
Torque limit
Digital input X 30/2
. . .
=
TRUE longer than..
. . .
. . .
Vista general del producto
VLT® AQUA Drive FC 202
2.6.12 Frenado de CC
Algunas aplicaciones pueden requerir el frenado de un
22
motor hasta una velocidad baja o su parada. La aplicación
de intensidad de CC frena el motor y puede eliminar la
necesidad de disponer de un freno de motor independiente. El frenado de CC puede congurarse para su
activación a una frecuencia predeterminada o al recibir una
señal. La tasa de frenado también se puede programar.
2.6.13 Modo reposo
El modo reposo detiene automáticamente el motor cuando
la demanda es baja durante un periodo determinado.
Cuando la demanda del sistema aumenta, el convertidor
vuelve a arrancar el motor. El modo reposo genera ahorro
energético y reduce el desgaste del motor. A diferencia de
lo que sucede con un temporizador de retardo, el
convertidor de frecuencia siempre está listo para funcionar
cuando se alcanza una demanda de activación predeterminada.
Ilustración 2.19 Evento y acción SCL
2.6.14
Permiso de arranque
El convertidor puede esperar por una señal remota que
indique que el sistema está preparado para arrancar.
Cuando esta función está activada, el convertidor
permanece parado hasta recibir el permiso para arrancar. El
permiso de arranque garantiza que el sistema o los
equipos auxiliares estén en un estado adecuado antes de
que el convertidor pueda arrancar el motor.
2.6.15
Smart Logic Control (SLC)
Smart Logic Control (SLC) es una secuencia de acciones
denidas por el usuario (consulte 13-52 Acción Controlador
SL [x]) ejecutadas por el SLC cuando el evento asociadodenido por el usuario (consulte 13-51 Evento Controlador
SL [x]) es evaluado como VERDADERO por el SLC.
La condición para que se produzca un evento puede ser
un estado determinado o que la salida de una regla lógica
o un operando comparador pase a ser VERDADERO. Esto
da lugar a una acción asociada, como se muestra en la
Ilustración 2.19.
Los eventos y las acciones están numerados y vinculados
en parejas (estados). Esto
signica que cuando se completa
el evento [0] (cuando alcanza el valor VERDADERO), se
ejecuta la acción [0]. Después de esto, se evalúan las
condiciones del evento [1], y si el resultado es VERDADERO,
se ejecuta la acción [1], y así sucesivamente. En cada
momento solo se evalúa un evento. Si un evento se evalúa
como FALSO, no sucede nada (en el SLC) durante el
intervalo de exploración actual y no se evalúan otros
eventos. Esto
signica que cuando el SLC se inicia, este
evalúa el evento [0] (y solo el evento [0]) en cada intervalo
de exploración. El SLC ejecuta una acción [0] e inicia la
evaluación de otro evento [1] solo si el evento [0] se
considera VERDADERO. Se pueden programar entre 1 y 20
eventos y acciones.
Cuando se haya ejecutado el último evento / la última
acción, la secuencia vuelve a comenzar desde el evento
[0] / la acción [0]. La Ilustración 2.20 muestra un ejemplo
con 4 eventos/acciones:
El convertidor de frecuencia está disponible con una
función STO a través del terminal de control 37. La función
STO desactiva la tensión de control de los semiconductores
de potencia de la etapa de salida del convertidor de
frecuencia. Esto a su vez impide la generación de la
tensión necesaria para girar el motor. Cuando se activa la
STO (terminal 37), el convertidor de frecuencia emite una
alarma, desconecta la unidad y hace que el motor entre en
modo de inercia hasta detenerse. Será necesario un
rearranque manual. La función STO puede usarse como
una parada de emergencia para el convertidor de
Ilustración 2.20 Orden de ejecución cuando están
programados 4 eventos/acciones
Comparadores
Los comparadores se usan para comparar variables
continuas (frecuencia o intensidad de salida, entrada
analógica, etc.) con valores
Ilustración 2.21 Comparadores
Reglas lógicas
Se pueden combinar hasta tres entradas booleanas
(entradas VERDADERO/FALSO) de temporizadores,
comparadores, entradas digitales, bits de estado y eventos
utilizando los operadores lógicos Y, O y NO.
Ilustración 2.22 Reglas lógicas
Las reglas lógicas, los temporizadores y los comparadores
también están disponibles para su uso fuera de la
secuencia SLC.
Para obtener un ejemplo de SLC, consulte el
capétulo 4.3 Ejemplos de conguración de la aplicación.3
frecuencia. En el modo de funcionamiento normal, cuando
no se necesite la STO, utilice la función de parada normal.
Al usar el rearranque automático, asegúrese de que se
respeten los requisitos de la norma ISO 12100-2, apartado
5.3.2.5.
Responsabilidad
Es responsabilidad del usuario garantizar que el personal
que se ocupe de la instalación y el manejo de la función
STO:
Se considerará usuarios a:
Normas
El uso de la STO en el terminal 37 conlleva el cumplimiento por parte del usuario de todas las disposiciones de
seguridad, incluidas las normas, los reglamentos y las
directrices pertinentes. La función STO opcional cumple las
siguientes normas:
La información y las instrucciones aquí contenidas no son
sucientes para utilizar la función STO de forma correcta y
Función STO
Lea y comprenda las normas de seguridad
•
relativas a la salud, la seguridad y la prevención
de accidentes.
Conozca a la perfección las normas generales y
•
de seguridad correspondientes a la aplicación
especíca.
Integradores
•
Operadores
•
Técnicos de servicio
•
Técnicos de mantenimiento
•
EN 954-1: 1996 categoría 3
•
CEI 60204-1: 2005 categoría 0, parada no
•
controlada
CEI 61508: 1998 SIL2
•
CEI 61800-5-2: 2007, función STO
•
CEI 62061: 2005 SIL CL2
•
ISO 13849-1: 2006 categoría 3 PL d
•
ISO 14118: 2000 (EN 1037), prevención de
•
arranque inesperado
22
Vista general del producto
VLT® AQUA Drive FC 202
segura. Para obtener toda la información necesaria sobre la
STO, consulte el Manual de funcionamiento de Safe Torque
O de VLT®.
22
Medidas de protección
La instalación y puesta en marcha de sistemas de
•
ingeniería de seguridad solo pueden ser llevadas
a cabo por personal competente y cualicado.
La unidad debe instalarse en un armario IP54 o
•
en un entorno equivalente. En aplicaciones
especiales se requiere un grado de protección IP
mayor.
El cable situado entre el terminal 37 y el
•
dispositivo externo de seguridad debe estar
protegido contra cortocircuitos, de conformidad
con la tabla D.4 de la norma ISO 13849-2.
Cuando haya fuerzas externas que inuyan sobre
•
el eje del motor (por ejemplo, cargas
suspendidas), deben tomarse medidas adicionales
para evitar peligros potenciales (por ejemplo, un
freno de retención de seguridad).
2.7 Funciones de fallo, advertencia y alarma
El convertidor de frecuencia monitoriza muchos aspectos
del funcionamiento del sistema, incluidas las condiciones
de la red, la carga del motory el rendimiento, así como el
estado del convertidor. Una alarma o advertencia no indica
necesariamente que haya un problema en el propio
convertidor de frecuencia. Puede tratarse de una situación
externa al convertidor, que está siendo monitorizadas para
estudiar los límites de rendimiento. El convertidor posee
una serie preprogramada de fallos, advertencias y
respuestas a alarmas. Seleccione funciones de alarma y
advertencia adicionales para mejorar o modicar el
rendimiento del sistema.
En este apartado se describen funciones comunes de
alarma y advertencia. Entender que estas funciones están
disponibles puede optimizar un diseño de sistema y,
posiblemente, evitar añadirle componentes o funciones
duplicados.
Funcionamiento con temperatura
2.7.1
excesiva
Por defecto, el convertidor de frecuencia emite una alarma
y se desconecta en caso de temperatura excesiva. Si se
selecciona Reducción automática y advertencia, el
convertidor de frecuencia emitirá un aviso de la situación
pero continuará funcionando e intentará enfriarse por sí
mismo reduciendo su frecuencia de conmutación. Después,
si es necesario, reducirá la frecuencia de salida.
capétulo 5.3 Reducción de potencia en función de la
temperatura ambiente).
2.7.2 Advertencias de referencia alta o baja
En el modo de funcionamiento de lazo abierto, la señal de
referencia determina directamente la velocidad del
convertidor. La pantalla muestra una advertencia
parpadeante de referencia alta o baja cuando se alcanza el
máximo o el mínimo programado.
2.7.3 Advertencia de realimentación alta o
baja
En el modo de funcionamiento de lazo cerrado, los valores
de realimentación alta o baja seleccionados están
controlados por el convertidor. La pantalla mostrará una
advertencia parpadeante de valor alto o bajo cuando
corresponda. El convertidor también puede monitorizar las
señales de realimentación en el modo de funcionamiento
de lazo abierto. Mientras las señales no afecten al funcionamiento del convertidor en lazo abierto, pueden resultar
útiles para indicar el estado del sistema localmente o a
través de comunicación serie. El convertidor de frecuencia
puede trabajar con 39 unidades de medida diferentes.
Desequilibrio de fase o pérdida de
2.7.4
fase
Una corriente de rizado excesiva en el bus de CC indica un
desequilibrio de fase de la red o una pérdida de fase.
Cuando se pierde una fase de alimentación al convertidor,
la acción predeterminada es emitir una alarma y
desconectar la unidad para proteger los condensadores del
bus de CC. Otras opciones son emitir una advertencia y
reducir la intensidad de salida al 30 % de la intensidad
total o emitir una advertencia y continuar con el funcionamiento normal. Hacer funcionar una unidad conectada a
una línea desequilibrada puede ser deseable hasta que se
corrija el desequilibrio.
Advertencia de frecuencia alta
2.7.5
Útil en la conexión por etapas de equipos adicionales,
como bombas o ventiladores, el convertidor puede
calentarse cuando la velocidad del motor es elevada.
Puede introducirse un ajuste especíco de alta frecuencia
en el convertidor. Si la frecuencia de salida sobrepasa el
límite ajustado, la unidad emite una advertencia de alta
frecuencia. Una salida digital del convertidor puede indicar
la conexión de dispositivos externos.
La reducción automática de la potencia no sustituye los
ajustes del usuario para reducción de potencia en función
de la temperatura ambiente (consulte el
Útil para la desconexión de equipos, el convertidor puede
emitir una advertencia cuando la velocidad del motor sea
baja. Puede seleccionarse un ajuste de frecuencia baja
especíca para la advertencia y para la desconexión de
dispositivos externos. La unidad no emitirá una advertencia
de baja frecuencia cuando esté parada ni en el arranque
mientras no se haya alcanzado la frecuencia de funcionamiento.
2.8
Interfaces de usuario y programación
El convertidor de frecuencia utiliza parámetros para la
programación de sus funciones de aplicación. Los
parámetros incluyen la descripción de una función y un
menú de opciones seleccionables o para la introducción de
valores numéricos. Un ejemplo de menú de programación
está disponible en la Ilustración 2.23.
2.7.7 Advertencia de intensidad alta
Esta función es similar a la advertencia de alta frecuencia,
con la excepción de que se utiliza un ajuste de intensidad
alta para emitir una advertencia y conectar equipos
adicionales. La función no está activa cuando la unidad
está parada ni en el arranque mientras no se alcanza la
intensidad de funcionamiento congurada.
Advertencia de intensidad baja
2.7.8
Esta función es similar a la advertencia de baja frecuencia
(consulte el capétulo 2.7.6 Advertencia de baja frecuencia),
con la excepción de que se utiliza un ajuste de intensidad
baja para emitir una advertencia y desconectar los equipos.
La función no está activa cuando la unidad está parada ni
en el arranque mientras no se alcanza la intensidad de
funcionamiento
Advertencia de ausencia de
2.7.9
congurada.
carga / correa rota
Esta función puede usarse para monitorizar una situación
de ausencia de carga, por ejemplo una correa trapezoidal.
Una vez que se ha guardado en el convertidor un límite de
intensidad baja, si se detecta una pérdida de carga, el
convertidor puede programarse para emitir una alarma y
realizar una desconexión o para continuar en funcionamiento y emitir una advertencia.
2.7.10
El convertidor de frecuencia puede detectar una pérdida
de comunicación serie. Se puede seleccionar un retardo de
tiempo de hasta 99 s para evitar una respuesta por
interrupciones en el bus de comunicación serie. Cuando se
exceda el retardo, las opciones disponibles serán que la
unidad:
Para la programación local, se puede acceder a los
parámetros pulsando [Quick Menu] o [Main Menu] en el
LCP.
El menú rápido está destinado al arranque inicial y a las
características del motor. El menú principal accede a todos
los parámetros y permite la programación de aplicaciones
avanzadas.
Interfaz de usuario remoto
Para la programación remota, Danfoss cuenta con un
programa de software para el desarrollo, el almacenamiento y la transferencia de información. El Software de
conguración MCT 10 permite al usuario conectar un PC al
convertidor de frecuencia y realizar una programación en
vivo en lugar de utilizar el teclado del LCP. Igualmente, la
programación puede hacerse sin conexión y descargarse
sencillamente a la unidad. Todo el perl del convertidor
puede descargarse al PC como copia de seguridad o para
su análisis. Un conector USB y un terminal RS485 están
disponibles para la conexión al convertidor de frecuencia.
Software de conguración MCT 10 puede descargarse
gratuitamente en www.VLT-software.com. También puede
solicitar el CD con el número de referencia 130B1000. Un
manual del usuario suministra instrucciones de funcionamiento detalladas. Consulte también el
capétulo 2.8.2 Software para PC.
Programación de los terminales de control
Cada terminal de control posee funciones
•
especícas que puede realizar.
Los parámetros asociados con el terminal activan
•
las selecciones de la función.
Para un funcionamiento adecuado del convertidor
•
mediante los terminales de control, estos deben
estar:
22
Auto
on
Reset
Hand
on
Off
Status
Quick
Menu
Main
Menu
Alarm
Log
Back
Cancel
Info
OK
Status
1(1)
1234rpm10,4A43,5Hz
Run OK
43,5Hz
On
Alarm
Warn.
130BB465.10
a
b
c
d
130BT308.10
Vista general del producto
VLT® AQUA Drive FC 202
Correctamente conectados.
-
Programados para la función pretendida.
-
22
2.8.1 Panel de control local
convertidor de frecuencia a través del cable USB, existe el
riesgo potencial de dañar el controlador del host del USB
del PC. Todos los PC estándar se fabrican sin aislamiento
galvánico en el puerto USB.
Cualquier diferencia de potencial de toma de tierra,
causada por no seguir las recomendaciones descritas en el
El panel de control local (LCP) es una pantalla gráca
situada en la parte delantera de la unidad, que facilita la
interfaz de usuario mediante botones y mensajes de
estado, advertencias y alarmas, programación de
parámetros y más. También está disponible una pantalla
numérica con opciones de visualización limitadas. En la
Ilustración 2.24 se muestra el LCP.
Manual de funcionamiento, puede dañar el controlador del
host del USB con el apantallamiento del cable USB.
Se recomienda emplear un aislamiento USB con
aislamiento galvánico para proteger el controlador del host
del USB del PC de las diferencias de potencial de toma de
tierra, cuando se conecta el PC a un convertidor de
frecuencia a través de un cable USB.
No utilice un cable de alimentación de PC con un conector
de tierra si el PC está conectado a un convertidor de
frecuencia a través de un cable USB. Reduce la diferencia
de potencial de la toma de tierra, pero no elimina todas las
diferencias de potencial debidas a la toma de tierra y al
apantallamiento conectado al puerto USB del PC.
Ilustración 2.25 Conexión USB
2.8.2.1
Software de conguración MCT 10
El Software de conguración MCT 10 ha sido concebido
para la puesta en marcha y el mantenimiento del
convertidor de frecuencia, incluida la programación guiada
del controlador de cascada, el reloj en tiempo real, el
controlador Smart Logic y el mantenimiento preventivo.
Ilustración 2.24 Panel de control local
Este software permite controlar fácilmente los detalles y
facilita una visión general de los sistemas, ya sean grandes
o pequeños. La herramienta maneja todas las series de
Software para PC
2.8.2
El PC se conecta mediante un cable USB estándar (host/
dispositivo) o mediante la interfaz RS485.
El USB es un bus serie que emplea 4 cables apantallados
con 4 clavijas de toma a tierra conectadas al apantallamiento en el puerto USB del PC. Si se conecta el PC a un
convertidores de frecuencia, los VLT® advanced active
lters y los datos relacionados con el VLT® soft starter.
Ejemplo 1: almacenamiento de datos en el PC a través
del Software de conguración MCT 10
1.Conecte un PC a la unidad mediante USB o a
través de la interfaz RS485.
En este momento, se almacenarán todos los parámetros.
Ejemplo 2: transferencia de datos del PC al convertidor
de frecuencia a través del Software de
MCT 10
1.Conecte un PC a la unidad mediante el puerto
USB o través de la interfaz RS485.
2.Abra el Software de
3.
Seleccione Open (se muestran los archivos
guardados).
4.Abra el archivo apropiado.
5.
Seleccione Write to drive.
En este momento, todos los parámetros se transeren al
convertidor de frecuencia.
Tiene a su disposición un manual independiente del
Software de conguración MCT 10. Descargue el software
y el manual de www.danfoss.com/BusinessAreas/DrivesSo-lutions/Softwaredownload/.
conguración MCT 10
conguración
operador debe limpiar periódicamente, en función de la
exposición al polvo y los contaminantes. Los intervalos de
mantenimiento para los ventiladores de refrigeración
(aproximadamente 3 años) y para los condensadores
(aproximadamente 5 años) se recomiendan en la mayoría
de entornos.
2.9.1 Almacenamiento
Al igual que el resto de equipos electrónicos, los convertidores de frecuencia se deben almacenar en un lugar seco.
El conformado periódico (carga del condensador) no es
necesario durante el almacenamiento.
Se recomienda mantener el equipo sellado en su embalaje
hasta la instalación.
22
2.8.2.2
Software de cálculo de armónicos
VLT® MCT 31
La herramienta para PC de cálculo de armónicos, MCT 31,
permite realizar con facilidad una estimación de la
distorsión armónica en una aplicación cualquiera. Puede
calcularse la distorsión armónica tanto de los convertidores
de frecuencia de Danfoss como la de los que no sean de
Danfoss, mediante otros aparatos de medición por
reducción armónica, como los ltros AHF de Danfoss y los
recticadores de 12-18 impulsos.
El HCS es una versión avanzada de la herramienta de
cálculo de armónicos. Los resultados calculados se
comparan con las normas pertinentes y se pueden
imprimir.
Para obtener más información, consulte www.danfoss-
-hcs.com/Default.asp?LEVEL=START
2.9
Mantenimiento
Los modelos de convertidores de frecuencia de Danfoss de
hasta 90 kW no requieren mantenimiento. Los convertidores de frecuencia de alta potencia (110 kW nominal o
superior) tienen esteras de ltro incorporadas que el
Este capítulo describe las consideraciones que se deben
tener en cuenta para integrar el convertidor de frecuencia
33
en el diseño de un sistema. El capítulo está dividido en los
siguientes apartados:
Capétulo 3.1 Condiciones ambientales de funciona-
•
miento
Las condiciones ambientales de funcionamiento
del convertidor de frecuencia, incluido el entorno,
las protecciones, la temperatura, la reducción de
potencia y otras consideraciones.
Capétulo 3.3 Integración de la red
•
Entrada al convertidor de frecuencia desde el
lado de la red, incluida la potencia, los armónicos,
la monitorización, el cableado, las fusibles y otras
consideraciones.
Capétulo 3.2 CEM, armónicos y protección de fuga a
•
tierra
Entrada (de regeneración) desde el convertidor de
frecuencia a la red eléctrica, incluida la potencia,
los armónicos, la monitorización y otras consideraciones.
Capétulo 3.4 Integración del motor
•
Salida del convertidor de frecuencia al motor,
incluidos los tipos de motor, la carga, la monitorización, el cableado y otras consideraciones.
Capétulo 3.5 Entradas y salidas adicionales,
•
Capétulo 3.6
Integración de la entrada y la salida del
convertidor de frecuencia para un diseño óptimo
del sistema, incluido el acoplamiento del
convertidor de frecuencia y el motor, las características del sistema y otras consideraciones.
Un diseño integral del sistema toma en consideración las
áreas potencialmente problemáticas mientras que aplica la
combinación más ecaz de las funciones del convertidor.
La siguiente información proporciona pautas para la
planicación y la especicación de un sistema de control
de motor con convertidores de frecuencia.
Planicación mecánica
Consulte el capétulo 3.9 Lista de vericación del diseño del
sistema, donde encontrará una guía práctica para la
selección y el diseño.
Entender las funciones y las opciones estratégicas puede
optimizar un diseño de sistema y, posiblemente, evitar
añadirle componentes o funciones duplicados.
3.1 Condiciones ambientales de
3.1.1 Humedad
Aunque el convertidor de frecuencia pueda funcionar
correctamente a humedades elevadas (hasta el 95 % de
humedad relativa), evite la condensación. Hay un riesgo
especíco de condensación cuando el convertidor de
frecuencia está más frío que el aire ambiente húmedo. La
humedad del aire también puede condensarse en los
componentes electrónicos y provocar cortocircuitos. La
condensación se produce en unidades sin potencia. Es
aconsejable instalar un calefactor de armario cuando es
posible que se forme condensación debido a las
condiciones ambientales. Evite la instalación en áreas con
escarcha.
Tipos de convertidores de frecuencia
•
Motores
•
Requisitos de red
•
Estructura de control y programación
•
Comunicación serie
•
Tamaño, forma y peso del equipo
•
Requisitos de potencia y de cableado de control;
•
tipo y longitud
Fusibles
•
Equipo auxiliar
•
Transporte y almacenamiento
•
funcionamiento
Las características operativas proporcionan una serie de
conceptos de diseño, desde el simple control de velocidad
del motor hasta un sistema de automatización completamente integrado con gestión de la realimentación,
generación de informes del estado operativo, respuestas a
fallos automatizadas, programación remota y más.
Un concepto de diseño completo incluye la especicación
detallada de las necesidades y el uso.
Alternativamente, operar el convertidor de frecuencia en
modo de espera (con la unidad conectada a la red) reduce
el riesgo de condensación. Asegúrese de que la disipación
de potencia es suciente para mantener los circuitos del
convertidor de frecuencia sin humedad.
3.1.2
Temperatura
Se especican límites de temperatura ambiente mínimos y
máximos para todos los convertidores de frecuencia. Si se
evitan temperaturas ambiente extremas, se prolonga la
vida del equipo y se aumenta al máximo la abilidad
Integración del sistema
Guía de diseño
general del sistema. Siga las recomendaciones enumeradas
para disfrutar del rendimiento y la vida útil máximos del
equipo.
Aunque el convertidor de frecuencia puede
•
funcionar a temperaturas de hasta –10 °C, solo se
garantiza un funcionamiento correcto con la
carga nominal con temperaturas de 0 °C o
superiores.
No sobrepase el límite máximo de temperatura.
•
La vida útil de los componentes electrónicos
•
disminuye un 50 % cada 10 °C cuando funciona
por encima de la temperatura prevista.
Incluso los dispositivos con
•
protección IP54, IP55 o IP66 deben seguir los
rangos de temperatura ambiente especicados.
Puede ser necesaria una climatización adicional
•
del armario o del lugar de instalación.
Refrigeración
3.1.3
Los convertidores de frecuencia disipan la potencia en
forma de calor. Las siguientes recomendaciones son
necesarias para la ecaz refrigeración de las unidades.
La temperatura máxima del aire que penetre en
•
la protección nunca debe exceder los 40 °C
(104 °F).
La temperatura media diurna/nocturna no debe
•
superar los 35 °C (95 °F).
Monte la unidad de manera que permita que el
•
aire de refrigeración
las aletas de refrigeración. Consulte el
capétulo 3.6.1 Separación para un montaje con los
espacios de separación correctos.
Cumpla con los requisitos mínimos de espacio
•
libre delante y detrás de la unidad para proporcionar el
Consulte los requisitos para una instalación
adecuada en el manual de funcionamiento.
3.1.3.1
El convertidor de frecuencia tiene ventiladores integrados
para garantizar una refrigeración óptima. El ventilador
principal fuerza el caudal de aire a lo largo de las aletas de
refrigeración del disipador, lo que garantiza que el aire
interno se refrigere. Algunos tamaños de potencia tienen
un pequeño ventilador secundario cerca de la tarjeta de
control, lo que garantiza que el aire interno circule para
evitar puntos calientes.
El ventilador principal está controlado por la temperatura
interna del convertidor de frecuencia y la velocidad
aumenta gradualmente junto con la temperatura, lo que
Ventiladores
ujo de aire de refrigeración adecuado.
clasicaciones de
uya libremente a través de
reduce el ruido y el consumo energético cuando no es
necesario y garantiza la refrigeración máxima cuando es
necesaria. El control de ventilador se puede adaptar
mediante 14-52 Control del ventilador para que se ajuste a
cualquier aplicación, además de proteger contra los efectos
negativos de la refrigeración en climas fríos. Si se produce
un exceso de temperatura dentro del convertidor de
frecuencia, este reduce el patrón y la frecuencia de
conmutación. Consulte el capétulo 5.1 Reducción depotencia para más información.
3.1.3.2 Cálculo del ujo de aire necesario
para la refrigeración del convertidor
de frecuencia
ujo de aire necesario para refrigerar un convertidor de
El
frecuencia, o varios convertidores de frecuencia en un
mismo alojamiento, puede calcularse de la siguiente
manera:
1.Determine la pérdida de potencia a salida
máxima para todos los convertidores de
frecuencia a partir de las tablas de datos del
capétulo 7
2.Añada los valores de pérdida de potencia de
todos los convertidores de frecuencia que pueden
funcionar simultáneamente. La suma resultante
será el calor Q que se debe transferir. Multiplique
el resultado con el factor f, tomado de la
Tabla 3.1. Por ejemplo, f = 3,1 m3 × K/Wh al nivel
del mar.
3.Determine la temperatura más alta del aire que
entre en el alojamiento. Sustraiga esta
temperatura a la temperatura requerida en el
interior del alojamiento, por ejemplo 45 °C
(113 °F).
4.Divida el total del paso 2 por el total del paso 3.
El cálculo se expresa mediante la siguiente fórmula:
f xQ
V =
Ti − TA
donde
V = ujo de aire en m3/h
f = factor en m3 × K/Wh
Q = calor que se debe transferir en W
Ti = temperatura en el interior del alojamiento en °C
TA = temperatura ambiente en °C
f = cp × ρ (calor especíco del aire x densidad del aire)
Especicaciones.
AVISO!
El calor especíco del aire (cp) y la densidad del aire (ρ)
no son constantes, pero dependen de la temperatura, de
la humedad y de la presión atmosférica. Por lo tanto,
dependen de la altitud sobre el nivel del mar.
La Tabla 3.1 muestra los valores típicos del factor f,
calculados para diferentes altitudes.
¿Qué ujo de aire se necesita para refrigerar dos convertidores de frecuencia (con pérdidas de calor de 295 W y
1430 W) que funcionan simultáneamente y montados en
un alojamiento con un pico de temperatura ambiente de
37 °C?
Calor especíco del airecpDensidad del aireρFactor
Tabla 3.1 Factor f, calculado para diferentes altitudes
1.La suma de las pérdidas de calor de ambos
convertidores de frecuencia es 1725 W.
2.
Si multiplicamos 1725 W por 3,3 m3 × K/Wh se
obtiene un resultado de 5693 m × K/h.
3.
Si restamos 37 °C a 45 °C, el resultado es 8 °C
(=8 K).
4.Si dividimos 5693 m × K/h por 8 K, el resultado
es: 711,6 m3h.
[kg/m3][m3⋅K/Wh]
f
convertidor se apaga y muestra un mensaje de fallo
cuando se alcanza un nivel de tensión de bus de CC
crítico.
3.1.5 Ruido acústico
El ruido acústico del convertidor de frecuencia procede de
tres fuentes:
Bobinas del enlace de CC (circuito intermedio)
•
Bobina de choque del ltro RFI
•
Ventiladores internos
•
Consulte la Tabla 7.60 para obtener información sobre lasclasicaciones de ruido acústico.
Vibración y golpe
3.1.6
El convertidor de frecuencia ha sido probado según un
procedimiento basado en la norma CEI 68-2-6/34/35 y 36.
Estas pruebas someten la unidad a fuerzas de 0,7 g en el
rango de 18 a 1000 Hz aleatoriamente, en 3 direcciones y
durante 2 horas. Todos los convertidores de frecuencia de
Danfoss cumplen con los requisitos que corresponden a
estas condiciones cuando la unidad está montada en la
pared o el suelo, así como cuando está montada en
paneles o atornillada a paredes o suelos.
Entornos agresivos
3.1.7
Si se necesita el
conversión 1 m3/h = 0,589 CFM.
En el ejemplo anterior, 711,6 m3/h = 418,85 CFM.
Sobretensión generada por el motor
3.1.4
La tensión de CC del circuito intermedio (bus de CC)
aumenta cuando el motor actúa como generador. Esto
puede ocurrir de dos maneras:
•
•
El convertidor de frecuencia no puede regenerar energía
que vuelva a la entrada. Por lo tanto, limita la energía
aceptada desde el motor cuando está congurado para
activar la rampa automática. El convertidor de frecuencia
intenta hacer esto incrementando automáticamente el
tiempo de deceleración, si la sobretensión ocurre durante
la desaceleración. Si esto no resulta, o si la carga arrastra al
motor cuando funciona a frecuencia constante, el
ujo de aire en CFM, utilice el factor de
La carga arrastra al motor cuando el convertidor
de frecuencia funciona con una frecuencia de
salida constante. Esto se conoce generalmente
como carga de arrastre.
Durante la desaceleración, si la inercia de la carga
es alta y el tiempo de desaceleración del
convertidor está
congurado en un valor corto.
3.1.7.1 Gases
Los gases agresivos, como el sulfuro de hidrógeno, cloro o
amoníaco, pueden dañar los componentes mecánicos y
eléctricos del convertidor de frecuencia. La contaminación
del aire de refrigeración también puede causar la descomposición gradual de las juntas de las puertas y las pistas de
PCB. Los contaminantes agresivos están a menudo
presentes en instalaciones de tratamiento de aguas
residuales o piscinas. La corrosión del cobre es una señal
clara de un entorno agresivo.
En entornos agresivos, se recomiendan las protecciones IP
restringidas, junto con placas de circuito con revestimiento
barnizado. Consulte la Tabla 3.2 para conocer los valores
del revestimiento barnizado.
AVISO!
El convertidor de frecuencia se entrega de serie con un
barnizado de las placas de circuito de clase 3C2. Si se
solicita, el barnizado clase 3C3 está disponible.
Sal marinan.d.Ninguna Neblina salina Neblina salina
Óxidos de
azufre
Sulfuro de
hidrógeno
Cloro
Cloruro de
hidrógeno
Fluoruro de
hidrógeno
Amoníaco
Ozono
Nitrógeno
Tabla 3.2 Clasicaciones de las clases del revestimiento
barnizado
1) Los valores máximos son valores pico transitorios que no deben
ocurrir durante más de 30 minutos al día.
3.1.7.2
Exposición al polvo
mg/m
mg/m
mg/m
mg/m
mg/m
mg/m
mg/m
mg/m
3
0,10,31,05,010
3
0,010,10,53,010
3
0,010,10,030,31,0
3
0,010,10,51,05,0
3
0,0030,010,030,13,0
3
0,31,03,01035
3
0,010,050,10,10,3
3
0,10,51,03,09,0
Valor
medio
Valor
máx.
1)
Valor
medio
Valor
máx.
1)
La instalación de convertidores de frecuencia en entornos
con una alta exposición al polvo es, a menudo, inevitable.
El polvo afecta a las unidades montadas en pared o
bastidor con clasicación de protección IP55 o IP66, y
también a dispositivos montados en armario con clasi-cación de protección IP21 o IP20. Considere los tres
aspectos descritos en este apartado cuando se instalen
convertidores de frecuencia en estos entornos.
Refrigeración reducida
El polvo forma depósitos en la supercie del dispositivo y
dentro de él, en las placas de circuitos y los componentes
electrónicos. Estos depósitos funcionan como capas de
aislamiento y obstaculizan la transferencia de calor al aire
ambiente, lo que reduce la capacidad de refrigeración. Los
componentes se calientan aún más. Esto produce un
envejecimiento acelerado de los componentes electrónicos
y disminuye la vida útil de la unidad. Los depósitos de
polvo en el disipador de la parte posterior de la unidad
también disminuyen la vida útil de la unidad.
Ventiladores de refrigeración
El ujo de aire para refrigerar la unidad se produce
mediante los ventiladores de refrigeración, normalmente
ubicados en la parte posterior del dispositivo. Los rotores
del ventilador poseen pequeños cojinetes en los que el
polvo puede penetrar y actuar como un abrasivo. Esto
provoca daños en los cojinetes y fallos en el ventilador.
Filtros
Los convertidores de frecuencia de alta potencia están
equipados con ventiladores de refrigeración que expelen
aire caliente desde el interior del dispositivo. A partir de un
determinado tamaño, estos ventiladores se equipan con
esteras de ltro. Estos ltros se puede obstruir rápidamente
cuando se utilizan en ambientes polvorientos. En estas
condiciones, es necesario tomar medidas preventivas.
Mantenimiento periódico
En las condiciones descritas anteriormente, es aconsejable
limpiar el convertidor de frecuencia durante el mantenimiento periódico. Elimine el polvo del disipador y los
ventiladores y limpie las esteras de ltro.
3.1.7.3
Entornos potencialmente explosivos
Los sistemas que funcionan en entornos potencialmente
explosivos deben cumplir condiciones especiales. La
directiva 94/9/CE de la UE describe el funcionamiento de
los dispositivos electrónicos en entornos potencialmente
explosivos.
Se debe controlar la temperatura de los motores
controlados por convertidores de frecuencia en entornos
potencialmente explosivos utilizando un sensor de
temperatura PTC. Pueden utilizarse motores con protección
de ignición clase «d» o «e», homologados para este
entorno.
La clasicación «d» se encarga de garantizar que
•
si se produce una chispa, se contiene en una
zona protegida. Aunque no requiere homologación, se necesitan un cableado y una
contención especiales.
La combinación «d»/«e» es la más utilizada en
•
entornos potencialmente explosivos. El motor
mismo tiene una clase de protección de ignición
«e», mientras que el cable de motor y el entorno
de conexión cumplen con la clasicación «e». La
restricción del espacio de conexión «e» se
compone de la tensión máxima permitida en este
espacio. La tensión de salida de un convertidor
de frecuencia normalmente está limitada a la
tensión de red. La modulación de la tensión de
salida puede generar una tensión pico que no se
puede permitir para la clasicación «e». En la
práctica, se ha demostrado que utilizar un ltro
senoidal en la salida del convertidor de frecuencia
es un medio efectivo de atenuar la tensión pico
alta.
No instale un convertidor de frecuencia en un entorno
potencialmente explosivo. Instale el convertidor de
frecuencia en un armario fuera de esta área. También se
recomienda utilizar un ltro senoidal en la salida del
33
convertidor de frecuencia para atenuar el aumento de
tensión dU/dt y la tensión pico. Los cables del motor
deben ser lo más cortos que sea posible.
AVISO!
Los convertidores de frecuencia con la opción MCB 112
tienen capacidad certicada PTB de controlar el sensor
del termistor del motor en entornos potencialmente
explosivos. Los cables de motor apantallados no son
Letra
adicional
Contra la penetración
de objetos sólidos
extraños
Información más
detallada especí-camente para
H Dispositivo de tensión
alta
M Dispositivo que se
desplaza durante la
prueba de agua
S Dispositivo jo durante
la prueba de agua
W Condiciones
atmosféricas
Contra el acceso a
piezas peligrosas por
necesarios cuando los convertidores de frecuencia
funcionan con ltros de salida senoidales.
3.1.8 Deniciones de clasicación IP
Tabla 3.3 Deniciones CEI 60529 de las clasicaciones IP
3.1.8.1
Opciones de armario y
clasicaciones
Primer
dígito
Segundo
dígito
Primera
letra
Contra la penetración
de objetos sólidos
extraños
0 (no protegido)(no protegido)
1
≥50 mm de diámetro
2 12,5 mm de diámetroDedo
3 2,5 mm de diámetroHerramienta
4
≥1,0 mm de diámetro
5 Protección contra el
polvo
6 Hermetismo al polvoCable
Contra la penetración
de agua con efecto
nocivo
0 (no protegido)
1 Gotas que caen
verticalmente
2 Caídas con un ángulo
de 15º
3 Agua pulverizada
4 Salpicaduras de agua
5 Chorros de agua
6 Potentes chorros de
agua
7 Inmersión temporal
8 Inmersión a largo plazo
Información más
detallada especí-
camente para
A Dorso de la mano
B Dedo
C Herramienta
D Cable
Contra el acceso a
piezas peligrosas por
Dorso de la mano
Cable
Cable
Los convertidores de frecuencia de Danfoss están
disponibles con tres clasicaciones de protección
diferentes:
IP00 o IP20 para instalación en armario.
•
IP54 o IP55 para montaje local.
•
IP66 para condiciones ambientales extremas,
•
como una humedad (del aire) extremadamente
alta o altas concentraciones de polvo o de gases
agresivos.
Interferencias de radiofrecuencia
3.1.9
El objetivo principal en la práctica es obtener sistemas que
funcionen establemente sin interferencias de radiofrecuencia entre sus componentes. Para conseguir un alto
nivel de inmunidad, se recomienda usar convertidores de
frecuencia con ltros RFI de alta calidad.
Utilice ltros de categoría C1, especicados en la norma EN
61800-3, que respetan los límites de la Clase B de la norma
general EN 55011.
Coloque avisos en el convertidor de frecuencia si los ltros
RFI no corresponden a la categoría C1 (Categoría C2 o
inferior). La responsabilidad del etiquetado correcto recae
en el operador.
En la práctica, existen dos enfoques sobre los ltros RFI:
Integrados en el equipo
•
Los ltros integrados requieren espacio
-
en el armario pero eliminan los costes
suplementarios de instalación, cableado
y materiales. Sin embargo, la ventaja
más importante es la conformidad
perfecta con CEM y el cableado de
ltros integrados.
Opciones externas
•
Los ltros RFI externos opcionales
-
instalados en la entrada del convertidor
de frecuencia generan una caída de
tensión. En la práctica, esto quiere decir
que la tensión máxima de red no está
presente en la entrada del convertidor
de frecuencia y puede ser necesario un
convertidor de una mayor clasicación.
La longitud máxima del cable de motor
para que respete los límites de CEM está
comprendida entre 1 y 50 m. Se
generan costes por materiales, cableado
y ensamblaje. La conformidad CEM no
ha sido probada.
AVISO!
Para garantizar un funcionamiento sin interferencias del
convertidor de frecuencia, utilice siempre un ltro RFI de
categoría C1.
AVISO!
Las unidades VLT® AQUA Drive se suministran de serie
con ltros RFI incorporados conformes a la categoría C1
(EN 61800-3) para su uso en sistemas de red de 400 V y
potencias de salida de hasta 90 kW, o a la categoría C2
para potencias de salida comprendidas entre 110 y
630 kW. Las unidades VLT® AQUA Drive son conformes
con C1, con cables de motor apantallados de hasta 50 m
o C2 con cables de motor apantallados de hasta 150 m.
Consulte la Tabla 3.4 para obtener más detalles.
3.1.10 Conformidad PELV y de aislamiento
galvánico
Garantice la protección contra descargas eléctricas cuando
la fuente de alimentación eléctrica es de tipo de tensión
de protección muy baja (PELV) y la instalación se realiza de
acuerdo con las normativas locales y nacionales sobre
equipos PELV.
Para mantener el estado PELV en los terminales de control,
todas las conexiones deben ser PELV, por ejemplo, los
termistores deben disponer de un aislamiento reforzado/
doble. Todos los terminales de control y de relé de los
convertidores de frecuencia de Danfoss cumplen con los
requisitos de PELV (salvo la conexión a tierra en triángulo
por encima de 400 V).
El aislamiento galvánico (garantizado) se consigue
cumpliendo los requisitos relativos a un mayor aislamiento
y proporcionando las distancias necesarias en los circuitos.
Estos requisitos se describen en la norma EN 61800-5-1.
Se proporciona aislamiento eléctrico como se muestra en
la Ilustración 3.1. Los componentes descritos cumplen con
los requisitos de aislamiento galvánico y PELV.
1 Fuente de alimentación (SMPS) con aislamiento de V CC e
indicación de la tensión de corriente intermedia.
2 Accionamiento de puerta para los IGBT
3 Transductores de corriente
4 Optoacoplador, módulo de freno.
5 Circuitos de aujo de corriente interna, RFI y medición de
temperatura.
6 Relés congurables
a Aislamiento galvánico para la opción de seguridad de 24 V
b Aislamiento galvánico para la interfaz del bus estándar
RS485.
Ilustración 3.1 Aislamiento galvánico
Instalación en altitudes elevadas
Las instalaciones que exceden los límites de altitud pueden
no respetar los requisitos de PELV. El aislamiento entre los
componentes y las piezas esenciales puede resultar
ciente. Existe un riesgo de sobretensión. Reduzca el riesgo
de sobretensión usando dispositivos de protección externa
o aislamiento galvánico.
Para instalaciones en altitudes elevadas, consulte a Danfoss
sobre el cumplimiento de los requisitos de PELV.
380-500 V (protecciones A, B y C): más de 2000 m
•
(6500 ft)
380-500 V (protecciones D, E y F): más de 3000 m
Al igual que el resto de equipos electrónicos, los convertidores de frecuencia se deben almacenar en un lugar seco.
El conformado periódico (carga del condensador) no es
necesario durante el almacenamiento.
33
Se recomienda mantener el equipo sellado en su embalaje
hasta la instalación.
3.2 CEM, armónicos y protección de fuga a
tierra
3.2.1 Aspectos generales de las emisiones
CEM
Los convertidores de frecuencia (y otros dispositivos
eléctricos) generan campos magnéticos o electrónicos que
pueden interferir con su entorno. La compatibilidad
electromagnética (CEM) de estos efectos depende de la
potencia y de las características armónicas de los
dispositivos.
La interacción incontrolada entre dispositivos eléctricos en
un sistema puede degradar la compatibilidad y perjudicar
su funcionamiento
adoptar la forma de distorsión de armónicos del suministro
de red, descargas electrostáticas, uctuaciones de tensión
rápidas o interferencia de alta frecuencia. Los dispositivos
eléctricos generan interferencias y además se ven
afectados por las interferencias de otras fuentes.
Normalmente, aparecen interferencias eléctricas a
frecuencias situadas en el intervalo de 150 kHz a 30 MHz.
Las interferencias generadas por el convertidor de
frecuencia y transmitidas por el aire, con frecuencias en el
rango de 30 MHz a 1 GHz, tienen su origen en el inversor,
el cable de motor y el motor.
Las intensidades capacitivas en el cable de motor, junto
con una alta dU/dt de la tensión del motor, generan
corrientes de fuga, como se muestra en la Ilustración 3.2.
La utilización de un cable de motor apantallado aumenta
la corriente de fuga (consulte la Ilustración 3.2), porque los
cables apantallados tienen una mayor capacitancia a tierra
que los cables no apantallados. Si la corriente de fuga no
able. Las interferencias pueden
se ltra, provoca una mayor interferencia en la alimentación de red, en el rango de radiofrecuencia inferior a
5 MHz. Puesto que la corriente de fuga (I1) se reconduce a
la unidad a través del apantallamiento (I3), en principio
solo habrá un pequeño campo electromagnético (I4) desde
el cable apantallado del motor, tal y como se indica en la
Ilustración 3.2.
El apantallamiento reduce la interferencia radiada, aunque
incrementa la interferencia de baja frecuencia en la red
eléctrica. Conecte el apantallamiento del cable de motor a
la protección del convertidor de frecuencia, así como a la
protección del motor. El mejor procedimiento consiste en
utilizar abrazaderas de apantallamiento integradas para
evitar extremos de apantallamiento en espiral (cables de
pantalla retorcidos y embornados). Estos cables de pantalla
retorcidos y embornados aumentan la impedancia del
apantallamiento a frecuencias superiores, lo que reduce el
efecto de pantalla y aumenta la corriente de fuga (I4).
Si se emplea un cable apantallado para el relé, el cable de
control, la interfaz de señales y el freno, monte el apantallamiento en ambos extremos de la protección. En algunas
situaciones, sin embargo, es necesario romper el apantallamiento para evitar lazos de intensidad.
Si el apantallamiento debe colocarse en una placa de
montaje para el convertidor de frecuencia, dicha placa
deberá estar fabricada en metal para conducir las
intensidades del apantallamiento de vuelta a la unidad.
Asegúrese, además, de que la placa de montaje y el chasis
del convertidor de frecuencia hacen buen contacto
eléctrico a través de los tornillos de montaje.
Si se utilizan cables no apantallados, no se cumplirán
algunos de los requisitos de emisiones, aunque sí se
respetarán la mayoría de los requisitos de inmunidad.
Para reducir el nivel de interferencia del sistema completo
(unidad + instalación), haga que los cables de motor y de
freno sean lo más cortos posibles. Los cables con un nivel
de señal sensible no deben colocarse junto a los cables de
motor y de freno. La radiointerferencia superior a 50 MHz
(transmitida por el aire) es generada especialmente por los
elementos electrónicos de control.
1Cable de conexión a tierra3Fuente de alimentación de red de CA5 Cable de motor apantallado
2Apantallamiento4Convertidor de frecuencia6 Motor
Ilustración 3.2 Generación de corrientes de fuga
33
Resultados de las pruebas de CEM
3.2.2
Los siguientes resultados de las pruebas se obtuvieron utilizando un sistema con un convertidor de frecuencia, un cable de
control apantallado y un cuadro de control con potenciómetro, así como un motor individual y un cable de motor
apantallado (Ölex Classic 100 CY) a frecuencia de conmutación nominal. En la Tabla 3.4 se establecen las longitudes
máximas de cable de motor.
AVISO!
Las condiciones pueden variar signicativamente para otras conguraciones.
AVISO!
Consulte la Tabla 3.17 para cables de motor paralelos.
Tabla 3.4 Resultados de las pruebas de CEM (emisión), máxima longitud del cable de motor
1) Tamaño de protección B2.
2) Tamaño de protección C2.
3) Las versiones Hx pueden utilizarse según la categoría C4 de la norma EN/CEI 61800-3.
4) T7, 37-90 kW cumple con el grupo 1 de la clase A, con 25 m de cable de motor. Existen algunas limitaciones para la instalación (póngase en
contacto con Danfoss para obtener más información).
5) 100 m para fase-neutra, 150 m para fase-fase (pero no de TT o TT). Los convertidores de frecuencia monofásicos no están concebidos para una
fuente de alimentación bifásica de una red TT o TN.
Hx, H1, H2, H3, H4 o H5 se denen en las posiciones 16-17 del código descriptivo para ltros de CEM.
Hx: no hay ltros de CEM integrados en el convertidor de frecuencia.
H1: ltro de CEM integrado. Cumple con las normas EN 55011, clase A1/B y EN/CEI 61800-3, Categoría 1/2.
H2: ltro RFI limitado solo con condensadores y sin bobina de modo común. Cumple con las normas EN 55011, Clase A2 y EN/CEI 61800-3,
Categoría 3.
H3: ltro de CEM integrado. Cumple con las normas EN 55011, clase A1/B y EN/CEI 61800-3, Categoría 1/2.
H4: ltro de CEM integrado. Cumple con las normas EN 55011, Clase A1 y EN/CEI 61800-3, Categoría 2.
H5: versiones marítimas. Versión amortiguada; cumple con los mismos niveles de emisiones que las versiones H2.
Guía de diseño
3.2.3 Requisitos en materia de emisiones
La norma de productos CEM para convertidores de
frecuencia dene 4 categorías (C1, C2, C3 y C4) con
requisitos especicados para la emisión e inmunidad. La
Tabla 3.5 indica la denición de las 4 categorías y la clasi-
cación equivalente de la norma EN 55011.
Clase de
Categoría Denición
C1Convertidores de frecuencia
instalados en el primer ambiente
(hogar y ocina) con una tensión
de alimentación inferior a 1000 V.
C2Convertidores de frecuencia
instalados en el primer ambiente
(hogar y ocina), con una tensión
de alimentación inferior a 1000 V,
que no son ni enchufables ni
desplazables y están previstos para
su instalación y puesta en marcha
por profesionales.
C3Convertidores de frecuencia
instalados en el segundo ambiente
(industrial) con una tensión de
alimentación inferior a 1000 V.
C4Convertidores de frecuencia
instalados en el segundo ambiente
con una tensión de alimentación
igual o superior a 1000 V y una
intensidad nominal igual o superior
a 400 A o prevista para el uso en
sistemas complejos.
Tabla 3.5 Correlación entre CEI 61800-3 y EN 55011
Cuando se utilizan normas de emisiones generales
(conducidas), los convertidores de frecuencia deben
cumplir los límites de la Tabla 3.6.
Entorno
Primer ambiente
(hogar y ocina)
Norma de emisiones
generales
Norma de emisiones para
entornos residenciales,
comerciales e industria
ligera EN/CEI 61000-6-3.
emisiones
equivalente en
EN 55011
Clase B
Clase A, grupo
1
Clase A, grupo
2
Sin límite.
Realice un plan
de CEM.
Clase de
emisiones
equivalente en
EN 55011
Clase B
Clase de
Entorno
Segundo
ambiente
(entorno
industrial)
Tabla 3.6 Correlación entre Normas de emisiones generales y
EN 55011
Norma de emisiones
generales
Norma de emisiones para
entornos industriales EN/CEI
61000-6-4.
emisiones
equivalente en
EN 55011
Clase A, grupo 1
3.2.4 Requisitos de inmunidad
Los requisitos de inmunidad para convertidores de
frecuencia dependen del entorno en el que estén
instalados. Los requisitos para el entorno industrial son
más exigentes que los del entorno doméstico y de ocina.
Todos los convertidores de frecuencia de Danfoss cumplen
con los requisitos para el entorno industrial y, por lo tanto,
cumplen también con los requisitos mínimos del entorno
doméstico y de ocina con un amplio margen de
seguridad.
Para documentar la inmunidad contra interferencias
eléctricas, se han realizado las siguientes pruebas de
inmunidad según las siguientes normas básicas:
EN 61000-4-2 (CEI 61000-4-2): descargas electro-
•
státicas (ESD): simulación de descargas
electrostáticas de seres humanos.
EN 61000-4-3 (CEI 61000-4-3): radiación del
•
campo electromagnético entrante, simulación
modulada en amplitud de los efectos de equipos
de radar y de comunicación por radio, así como
las comunicaciones móviles.
EN 61000-4-4 (CEI 61000-4-4): Transitorios de
•
conexión/desconexión: simulación de la interferencia introducida por el acoplamiento de un
contactor, relés o dispositivos similares.
EN 61000-4-5 (CEI 61000-4-5): Transitorios de
•
sobretensión: simulación de transitorios
introducidos, por ejemplo, al caer rayos cerca de
las instalaciones.
EN 61000-4-6 (CEI 61000-4-6): RF modo común:
•
simulación del efecto del equipo transmisor de
radio conectado a cables de conexión.
Los motores modernos para uso con convertidores de
frecuencia presentan un elevado grado de aislamiento para
responder a la nueva generación de IGBT de gran ecacia
con una dU/dt elevada. Para actualizar motores antiguos,
conrme el aislamiento del motor o mitíguelo con un ltro
dU/dt o incluso un ltro senoidal, si fuera necesario.
Para longitudes del cable de motor ≤ que la longitud del
cable máxima que se indica en el capétulo 7.5 Especica-ciones del cable, se recomiendan las clasicaciones de
aislamiento del motor disponibles en la Tabla 3.8. Si un
motor tiene una clasicación de aislamiento inferior, se
recomienda utilizar un ltro senoidal o dU/dt.
Tensión de red nominal [V]Aislamiento del motor [V]
Para reducir al mínimo las corrientes en el eje y los
cojinetes, conecte a tierra lo siguiente respecto a la
máquina accionada:
Convertidor de frecuencia
•
Motor
•
Máquina accionada
•
Estrategias estándar de mitigación
1.Utilizar un cojinete aislado.
2.Aplicar rigurosos procedimientos de instalación:
2aComprobar que el motor y el motor de
carga estén alineados.
2bSeguir estrictamente las directrices de
instalación CEM.
2cReforzar la PE de modo que la
impedancia de alta frecuencia sea
inferior en la PE que los cables de
alimentación de entrada
2dProporcionar una buena conexión de
alta frecuencia entre el motor y el
convertidor de frecuencia, por ejemplo,
mediante un cable apantallado que
tenga una conexión de 360° en el motor
y en el convertidor de frecuencia.
2eAsegurarse de que la impedancia desde
el convertidor de frecuencia hasta la
tierra sea inferior que la impedancia de
tierra de la máquina, lo que puede
resultar difícil para las bombas.
4.Modicar la forma de onda del inversor, AVM de
60° frente a SFAVM.
5.Instalar un sistema de conexión a tierra del eje o
usar un acoplador aislante.
6.Aplicar un lubricante conductor.
7.Usar el ajuste mínimo de velocidad, si es posible.
8.Tratar de asegurar que la tensión de línea está
equilibrada con la tierra. Esto puede resultar difícil
para sistemas IT, TT, TN-CS o sistemas de patilla
conectados a tierra.
9.Use un ltro senoidal o dU/dt.
Armónicos
3.2.7
Los dispositivos eléctricos con recticadores de diodo,
como luces uorescentes, ordenadores, fotocopiadoras,
faxes, diversos equipos de laboratorio y sistemas de telecomunicaciones, pueden añadir distorsión armónica a una
fuente de alimentación de red. Los convertidores de
frecuencia utilizan una entrada con puente de diodos, que
también puede contribuir a la distorsión armónica.
El convertidor de frecuencia no consume corriente de
forma uniforme de la línea de suministro. Esta corriente no
senoidal tiene componentes que son múltiplos de la
frecuencia de corriente fundamental. Estos componentes se
conocen como armónicos. Es importante controlar la
distorsión armónica total en la fuente de alimentación de
red. Aunque las corriente armónicas no afectan
directamente al consumo de energía eléctrica, generan
calor en el cableado y los transformadores y pueden
afectar a otros dispositivos de la misma línea de
suministro.
3.2.7.1
Análisis de armónicos
Los armónicos no afectan directamente al consumo de
energía, aunque aumentan las pérdidas de calor en la
instalación (transformador, inductores, cables). Por ello, en
instalaciones eléctricas con un porcentaje alto de carga del
recticador, deben mantenerse las corrientes armónicas en
un nivel bajo para evitar sobrecargar el transformador, los
inductores y los cables.
AbreviaturasDescripción
f
1
I
1
U
1
I
n
U
n
norden armónico
Tabla 3.9 Abreviaturas relativas a armónicos
Corriente
fundamental
IntensidadI
Frecuencia
[Hz]
Tabla 3.10 Corriente no senoidal transformada
IntensidadCorriente armónica
I
Intensidad de entrada1,00,90,40,2<0,1
Tabla 3.11 Corrientes armónicas en comparación con la
corriente de entrada RMS
Intensidad
Ilustración 3.3 Bobinas del circuito intermedio
frecuencia fundamental
corriente fundamental
tensión fundamental
corrientes armónicas
tensión armónica
Corriente armónica (In)
(I1)
1
50250350550
I
5
RMSI1I5I7I11-49
I
7
I
11
33
Diversas características del sistema eléctrico de un edicio
determinan la contribución exacta de armónicos del
convertidor al THD de una instalación y a su capacidad de
cumplir las normas IEEE. Es difícil hacer generalizaciones
sobre la contribución de armónicos de los convertidores de
AVISO!
Algunas corrientes armónicas pueden perturbar el
equipo de comunicación conectado al mismo
transformador o causar resonancias, si se utilizan
condensadores de corrección del factor de potencia.
frecuencia en una instalación especíca. Cuando sea
necesario, realice un análisis de los armónicos del sistema
para determinar los efectos sobre el equipo.
El convertidor de frecuencia acepta una intensidad no
senoidal de la red, lo que aumenta la intensidad de
entrada I
. Se transforma una intensidad no senoidal por
RMS
medio de un análisis de series Fourier y se separa en
intensidades de onda senoidal con diferentes frecuencias,
es decir, con diferentes corrientes armónicas IN con 50 Hz o
60 Hz como frecuencia fundamental.
Para asegurar corrientes armónicas bajas, el convertidor de
frecuencia cuenta con ltros pasivos. Las bobinas de CC
reducen la distorsión armónica total (THD) al 40 %.
La distorsión de tensión de la alimentación de red
depende de la magnitud de las corrientes armónicas
multiplicada por la impedancia interna de la red para la
frecuencia dada. La distorsión de tensión total (THD) se
calcula según los distintos armónicos de tensión individual,
usando esta fórmula:
Integración del sistema
2
2
+ U
THD =
U
+ ... + U
5
7
U1
2
N
VLT® AQUA Drive FC 202
Consulte al operador de la red de distribución para
conectar otros tamaños de potencia a la red pública de
suministro eléctrico.
3.2.7.2 Requisitos en materia de emisión de
armónicos
Conformidad con varias directrices de nivel de sistema:
Los datos de corriente armónica de la Tabla 3.13 se propor-
cionan de acuerdo con la norma CEI/EN61000-3-12, con
33
Equipos conectados a la red pública de suministro
eléctrico
referencia al estándar de producto de sistemas Power
Drive. Pueden utilizarse como base para el cálculo de la
inuencia de las corrientes armónicas en la fuente de
OpciónDenición
1CEI/EN 61000-3-2 Clase A para equipo trifásico
equilibrado (solo para equipos profesionales de
hasta 1 kW de potencia total).
2CEI/EN 61000-3-12 Equipo 16 A-75 A y equipo
profesional desde 1 kW hasta una intensidad de fase
de 16 A.
Tabla 3.12 Normas de emisión de armónicos
alimentación del sistema y para la documentación del
cumplimiento de las directrices regionales aplicables: IEEE
519-1992; G5/4.
3.2.7.4
Efecto de los armónicos en un
sistema de distribución de potencia
En la Ilustración 3.4 un transformador está conectado al
lado primario hacia un punto de acoplamiento común
PCC1, en la fuente de alimentación de tensión media. El
3.2.7.3
Resultados de la prueba de
armónicos (emisión)
transformador tiene una impedancia Z
y alimenta un
xfr
número de cargas. El punto de acoplamiento común
donde están conectadas todas las cargas es PCC2. Cada
Los tamaños de potencia de hasta PK75 en T2 y T4
cumplen las disposiciones CEI/EN 61000-3-2 Clase A. Los
carga está conectada a través de cables con una
impedancia Z1, Z2 y Z3.
tamaños de potencia desde P1K1 hasta P18K en el T2 y
hasta P90K en el T4 cumplen las disposiciones CEI/
EN 61000-3-12, tabla 4. Los tamaños de potencia de P110 a
P450 en T4 también cumplen las disposiciones CEI/EN
61000-3-12 aunque no sea necesario porque las
intensidades están por encima de los 75 A.
La Tabla 3.13 describe cómo la potencia de cortocircuito de
la fuente de alimentación SSC en el punto de conexión
entre el suministro del usuario y el sistema público (R
sce
) es
mayor o igual a:
S
= 3 × R
SC
× U
× I
SCE
= 3 × 120 × 400 × I
red
equ
equ
Real (típico)
Límite para
R
≥120
sce
Real (típico)
Límite para
R
≥120
sce
Tabla 3.13 Resultados de la prueba de armónicos (emisión)
Corriente armónica individual In/I1 (%)
I
5
4020108
40251510
Factor de distorsión de corriente armónica
I
7
THDPWHD
4645
4846
(%)
I
11
I
13
Ilustración 3.4 Sistema de distribución pequeño
Las corrientes armónicas consumidas por cargas no lineales
causan distorsión de la tensión debido a la caída de
tensión en las impedancias del sistema de distribución.
Impedancias más elevadas se traducen en mayores niveles
de distorsión de tensión.
La distorsión de corriente está relacionada con el
Es responsabilidad del instalador o del usuario del equipo
asegurar, mediante consulta con la compañía de distribución si fuera necesario, que el equipo está conectado
únicamente a una fuente de alimentación con una
potencia de cortocircuito Ssc superior o igual a la especicada en la ecuación.
rendimiento del aparato, el cual está relacionado con la
carga individual. La distorsión de tensión está relacionada
con el rendimiento del sistema. No es posible determinar
la distorsión de tensión en el PCC sabiendo únicamente el
rendimiento armónico de la carga. Para predecir la
distorsión en el PCC, deben conocerse tanto la congu-
Non-linear
Current Voltage
System
Impedance
Disturbance to
other users
Contribution to
system losses
130BB541.10
Integración del sistema
Guía de diseño
ración del sistema de distribución como las impedancias
relevantes.
Un término empleado comúnmente para describir la
impedancia de una red es la relación de cortocircuito R
denida como la relación entre la potencia aparente de
cortocircuito de la fuente de alimentación en el PCC (Ssc) y
la potencia aparente nominal de la carga (S
S
ce
R
=
sce
S
equ
donde S
sc
El efecto negativo de los armónicos es doble.
•
•
Ilustración 3.5 Efecto negativo de los armónicos
2
U
S
=
Z
suministro
Las corrientes armónicas contribuyen a las
pérdidas del sistema (en el cableado,
transformador).
La distorsión de tensión armónica provoca
interferencias en otras cargas e incrementa las
perdidas en otras cargas.
y
equ
= U × I
3.2.7.5 Normas y requisitos de limitación
armónica
Los requisitos para la limitación armónica pueden ser:
Requisitos especícos de la aplicación.
•
Normas que deben respetarse.
•
Los requisitos especícos de la aplicación están
relacionados con una instalación especíca en la que hay
razones técnicas para limitar los armónicos.
Ejemplo
Un transformador de 250 kVA con dos motores de 110 kW
conectados es suciente si uno de los motores está
conectado directamente en línea y el otro recibe alimentación a través de un convertidor de frecuencia. Sin
embargo, el transformador tiene un tamaño menor si
ambos motores reciben alimentación de un convertidor de
frecuencia. Empleando medios adicionales para la
reducción de armónicos dentro de la instalación o
seleccionando variantes de convertidores de frecuencia de
bajos armónicos es posible que ambos motores funcionen
con convertidores de frecuencia.
Hay varias normas, reglamentos y recomendaciones de
mitigación de armónicos. Hay que tener en cuenta que la
equ
).
equ
sce
aplicación de las diferentes normas depende de las
diferentes regiones geográcas y sectores industriales. Las
normas siguientes son las más comunes:
,
Consulte la Guía de diseño de AHF 005/010 para averiguar
detalles especícos sobre cada norma.
En Europa, la THVD máxima es del 8 % si la planta está
conectada a través de la red pública. Si la planta cuenta
con su propio transformador, el límite es del 10 % de
THVD. El VLT® AQUA Drive está concebido para soportar el
10 % de THVD.
3.2.7.6
En casos en los que la supresión adicional de armónicos es
necesaria, Danfoss ofrece una amplia gama de equipos de
mitigación. Son:
La elección de la solución correcta depende de varios
factores:
Considere siempre la mitigación de armónicos si la carga
del transformador presenta una contribución no lineal del
40 % o superior.
Danfoss ofrece herramientas para el cálculo de armónicos
(consulte el capétulo 2.8.2 Software para PC).
3.2.8
Siga las normas locales y nacionales sobre la conexión
protectora a tierra del equipo con una corriente de fuga
superior a 3,5 mA.
La tecnología del convertidor de frecuencia implica una
conmutación de alta frecuencia con alta potencia. Esto
genera una corriente de fuga en la conexión a tierra.
IEC61000-3-2
•
IEC61000-3-12
•
IEC61000-3-4
•
IEEE 519
•
G5/4
•
Mitigación de armónicos
Convertidores de frecuencia de 12 impulsos
•
Filtros AHF
•
Convertidores de frecuencia de bajos armónicos
•
Filtros activos
•
La red (distorsión de fondo, desequilibrio de red,
•
resonancia y tipo de fuente de alimentación
[transformador/generador]).
Aplicación (perl de carga, número de cargas y
•
tamaño de la carga).
Requisitos/reglamentos locales/nacionales
•
(IEEE519, CEI, G5/4, etc.).
Coste total de propiedad (coste inicial, eciencia,
La corriente de fuga a tierra está compuesta por varias
contribuciones y depende de las diversas conguraciones
del sistema, incluidos:
Filtro RFI
•
Longitud del cable de motor
•
33
Apantallamiento de cables de motor
•
Potencia del convertidor de frecuencia
•
El cumplimiento de la norma EN/CEI 61800-5-1 (estándar
de producto de sistemas Power Drive) requiere una
atención especial si la corriente de fuga supera los 3,5 mA.
Refuerce la conexión a tierra con los siguientes requisitos
de conexión a tierra de protección:
Cable de puesta a tierra (terminal 95) con sección
•
transversal de al menos 10 mm2.
Dos cables de conexión a tierra independientes
•
que cumplan con las normas de dimensionamiento.
Consulte las normas EN/CEI 61800-5-1 y EN 50178 para
obtener más información.
Uso de RCD
En caso de que se usen dispositivos de corriente
diferencial (RCD), llamados también disyuntores de fuga a
tierra (ELCB), habrá que cumplir las siguientes indicaciones:
Solo deben utilizarse RCD de tipo B, ya que son
•
capaces de detectar intensidades de CA y de CC.
Utilice RCD con retardo para evitar fallos
•
provocados por las intensidades a tierra de los
Ilustración 3.6 La longitud del cable de motor y el tamaño de
potencia inuyen en la corriente de fuga. Potencia a >
potencia b
transitorios.
La dimensión de los RCD debe ser conforme a la
•
conguración del sistema y las consideraciones
medioambientales.
La corriente de fuga también depende de la distorsión de
la línea.
La corriente de fuga incluye varias frecuencias que
proceden tanto de la frecuencia de red como de la
frecuencia de conmutación. Que la frecuencia de
conmutación se detecte depende del tipo de RCD
utilizado.
Ilustración 3.8 Contribuciones principales a la corriente de
Ilustración 3.7 La distorsión de la línea inuye en la corriente
de fuga
La cantidad de corriente de fuga detectada por el RCD
depende de la frecuencia de corte del RCD.
Ilustración 3.9 Inuencia de la frecuencia de corte del RCD
sobre la corriente de fuga
3.3
Integración de la red
3.3.1 Conguraciones de red y efectos CEM
Tipo de
sistema
Sistemas de
red de TN
TN-SSe trata de un sistema de cinco cables con
TN-CSe trata de un sistema de cuatro cables con un
Sistemas de
red TT
Sistema de
red de IT
Tabla 3.14 Tipos de sistemas de red de CA
3.3.2
Descripción
Existen dos tipos de sistemas de distribución de
red de TN: TN-S y TN-C.
conductor neutro (N) y conexión a tierra de
protección (PE) separados. Ofrece las mejores
propiedades CEM y evita la transmisión de interferencias.
conductor común neutro y conexión a tierra de
protección (PE) en todo el sistema. La suma de un
conductor neutro y una conexión a tierra de
protección genera malas características de CEM.
Se trata de un sistema de cuatro cables con un
conductor neutro conectado a tierra y una
conexión a tierra individual de los convertidores
de frecuencia. Este sistema presenta buenas
características de CEM si se realiza bien la
conexión a tierra.
Se trata de un sistema de cuatro cables aislado
con el conductor neutro no conectado a tierra o
conectado a tierra a través de una impedancia.
Interferencia de la red de baja
frecuencia
3.3.2.1 Fuente de alimentación de red no
senoidal
33
Se utilizan diversos tipos de sistemas de red de CA para
suministrar alimentación a los convertidores de frecuencia.
Todos ellos afectan a las características de CEM del sistema.
El sistema TN-S de cinco cables se considera el mejor en
cuanto a la CEM, siendo el sistema aislado IT el menos
recomendable.
La tensión de red no suele ser una tensión senoidal
uniforme con amplitud y frecuencia constantes. Esto se
debe en parte a las cargas que consumen corrientes no
senoidales desde la red o que tienen características no
lineales, como ordenadores, televisores, fuentes de alimentación conmutadas, lámparas ecientes y convertidores de
frecuencia. Las desviaciones son inevitables y admisibles
dentro de ciertos límites.
3.3.2.2
Conformidad con la Directiva CEM
En la mayor parte de Europa, la base para la evaluación
objetiva de la calidad de la potencia de red es la Ley sobre
compatibilidad electromagnética de dispositivos (EMVG). La
conformidad con esta normativa garantiza que todos los
dispositivos y redes conectados a los sistemas de distribución eléctrica cumplan su objetivo sin causar problemas.
EN 61000-2-2,
EN 61000-2-4,
EN 50160
EN 61000-3-2,
61000-3-12
33
EN 50178Controla los equipos electrónicos que se
Tabla 3.15 Estándares de diseño EN para la calidad de la
potencia de red
Dene los límites de la tensión de red que
se deben respetar en las redes eléctricas
públicas e industriales.
Regula la interferencia de la red producida
por los dispositivos conectados.
usan en las instalaciones de potencia.
3.3.2.3 Convertidores de frecuencia sin
interferencias
Todos los convertidores de frecuencia generan interferencias de red. Las normas actuales solo denen rangos de
frecuencia de hasta 2 kHz. Algunos convertidores
desplazan la interferencia de la red a la zona situada por
encima de los 2 kHz, que no está contemplada por la
norma, y se anuncian como dispositivos «sin interferencias». Actualmente se están estudiando los límites para
esta región. Los convertidores de frecuencia no alteran la
interferencia de la red.
3.3.2.4
Descripción de la interferencia de la
Pueden producirse advertencias de baja tensión y pérdidas
funcionales más elevadas como resultado de la interferencia de la red.
Advertencias de baja tensión
Mediciones de tensión incorrectas debido a la
•
distorsión de la tensión de red senoidal.
Causan mediciones de potencia incorrectas
•
porque solo los sistemas de medición capaces de
medir RMS reales tienen los armónicos en cuenta.
Pérdidas más elevadas
Los armónicos reducen la potencia activa, la
•
potencia aparente y la potencia reactiva.
Distorsionan las cargas eléctricas produciendo
•
interferencias audibles en otros dispositivos o, en
el peor de los caso, incluso su destrucción.
Reducen la vida útil de los dispositivos como
•
resultado de su calentamiento.
AVISO!
Un contenido excesivo de armónicos supone una carga
para el equipo de corrección del factor de potencia y
puede incluso causar su destrucción. Por este motivo,
instale bobinas de choque para la corrección del factor
de potencia del equipo cuando el contenido de
armónicos sea excesivo.
red
La distorsión por la interferencia de la red de la forma de
onda senoidal causada por las intensidades de entrada
pulsatorias se conoce comúnmente como «armónicos». Se
deriva del análisis de Fourier y se calcula hasta los 2,5 kHz,
que corresponden al 50.º armónico de la frecuencia de red.
Los recticadores de entrada de convertidores de
frecuencia generan esta forma típica de interferencia
armónica en la red. Cuando los convertidores de frecuencia
están conectados a sistemas de red de 50 Hz, el tercer
armónico (150 Hz), el quinto armónico (250 Hz) o el
séptimo armónico (350 Hz) muestran los efectos más
fuertes. El contenido total de armónicos se denomina
distorsión armónica total (THD).
3.3.2.5
Las uctuaciones de armónicos y las de tensión son dos
formas de interferencias de la red de baja frecuencia.
Tienen un aspecto diferente en su origen del que tienen
en cualquier otro punto del sistema de red cuando se ha
conectado una carga. Por consiguiente, se deben tener en
cuenta colectivamente toda una serie de inuencias a la
hora de evaluar los efectos de la interferencia de la red.
Entre estas se incluyen la alimentación de la red, la
estructura y las cargas.
Efectos de la interferencia de la red
3.3.3 Análisis de la interferencia de la red
Para evitar deciencias en la calidad de la potencia de red,
pueden utilizarse diversos métodos para analizar los
sistemas o dispositivos que producen corrientes armónicas.
Los programas de análisis de la red, como el software de
cálculo de armónicos (HCS), analizan los diseños de los
sistemas en lo que respecta a los armónicos. Pueden
probarse de antemano medidas especícas, de modo que
se garantice la consiguiente compatibilidad del sistema.
Para el análisis de los sistemas de red, diríjase ahttp://www.danfoss-hcs.com/Default.asp?LEVEL=START para
descargar el software.
AVISO!
Danfoss tiene un nivel muy alto de experiencia de CEM y
suministra a sus clientes cálculos de red o análisis de
CEM con una evaluación detallada, además de cursos,
seminarios y talleres de formación.
3.3.4 Opciones para la reducción de la
interferencia de la red
En términos generales, la interferencia de la red generada
por convertidores puede reducirse limitando la amplitud
de las corrientes pulsadas. Esto mejora el factor de
potencia λ (lambda).
Se recomiendan diferentes métodos para evitar los
armónicos del suministro de red:
Bobinas de choque de entrada o bobinas de
•
choque de enlace de CC en los convertidores de
frecuencia.
Filtros pasivos.
•
Filtros activos.
•
Enlaces de CC reducidos.
•
Convertidores de frecuencia de entrada activa y
•
bajos armónicos.
Recticadores con 12, 18 o 24 impulsos por ciclo.
•
Interferencias de radiofrecuencia
3.3.5
Los convertidores de frecuencia generan interferencias de
radiofrecuencia (RFI) debido a sus impulsos de corriente de
anchura variable. Los convertidores y los cables de motor
irradian estos componentes y los dirigen al sistema de red.
Los ltros RFI se utilizan para reducir esta interferencia en
la red. Proporcionan inmunidad al ruido para proteger los
dispositivos de la interferencia conducida de alta
frecuencia. También reducen la interferencia emitida al
cable de red y la radiación procedente del cable de red.
Los ltros están diseñados para limitar la interferencia a un
nivel especíco. A menudo, se suministran ltros
integrados de serie previstos para un nivel especíco de
inmunidad.
AVISO!
Todos los convertidores de frecuencia VLT® AQUA Drive
están equipados de serie con bobinas de choque para
interferencias de red.
3.3.6 Clasicación del lugar de
funcionamiento
Conocer los requisitos del entorno en que el convertidor
de frecuencia está diseñado para funcionar es el factor más
importante en lo que respecta a la conformidad con CEM.
3.3.6.1
Los lugares de funcionamiento conectados a la red
eléctrica pública de tensión baja, incluidas las áreas de
industria ligera, se clasican como Entorno 1/Clase B. No
tienen transformadores de distribución propios de tensión
alta o tensión media para un sistema de red separado. Las
clasicaciones de entornos se aplican tanto dentro como
fuera de los edicios. Algunos ejemplos generales son
áreas empresariales, edicios residenciales, restaurantes,
aparcamientos e instalaciones de ocio.
Entorno 1/clase B: residencial
3.3.6.2
Los entornos industriales no están conectados a la red
eléctrica pública. En su lugar, disponen de sus propios
transformadores de distribución de tensión alta o media.
Las clasicaciones de los entornos se aplican tanto dentro
como fuera de los edicios.
Se denen como industriales y se caracterizan por
condiciones electromagnéticas especícas:
3.3.6.3
En áreas con transformadores de tensión media claramente
demarcadas de otras áreas, el usuario decidirá la
cación de entorno de su instalación. El usuario es
responsable de garantizar la compatibilidad electromagnética necesaria para permitir el funcionamiento sin
problemas de todos los dispositivos en determinadas
condiciones. Algunos ejemplos de entornos especiales son
los centros comerciales, los supermercados, las estaciones
de servicio, los edicios de ocinas y los almacenes.
3.3.6.4
Cuando un convertidor de frecuencia no sea conforme a la
Categoría C1, se debe suministrar una nota de advertencia.
Esto será responsabilidad del usuario. La eliminación de
interferencias se basa en las clases A1, A2 y B de la norma
EN 55011. El usuario es el último responsable de la
adecuada clasicación de los dispositivos y del coste de
solucionar problemas de CEM.
3.3.7
Entorno 2/clase A: industrial
La presencia de dispositivos cientícos, médicos o
•
industriales.
La conmutación de grandes cargas inductivas o
•
capacitivas.
La incidencia de fuertes campos magnéticos (por
•
ejemplo, debido a corrientes elevadas).
Entornos especiales
Etiquetas de advertencia
Utilización con una fuente de entrada
clasi-
aislada
La mayoría de los sistemas de alimentación de los Estados
Unidos deben conectarse a tierra. Aunque no es lo más
habitual en los Estados Unidos, la potencia de entrada
puede proceder de una fuente aislada. Todos los convertidores de frecuencia de Danfoss pueden utilizarse con una
fuente de entrada aislada, así como con líneas de alimentación con toma de tierra.
3.3.8
Corrección del factor de potencia
El equipamiento de corrección del factor de potencia sirve
para reducir el cambio de fase (φ) entre la tensión y la
corriente y para desplazar el factor de potencia más cerca
de la unidad (coseno φ). Esto es necesario cuando en un
sistema de distribución eléctrica se utiliza un gran número
de cargas inductivas, como motores o lastres de lámparas.
Los convertidores de frecuencia con un enlace de CC
aislado no consumen ninguna potencia reactiva del
sistema de red ni generan cambios de fase con corrección
33
del factor de potencia. Tienen un coseno φ de aproximadamente 1.
Por esta razón, los motores con control de velocidad no
tienen que tenerlos en cuenta a la hora de dimensionar
equipos de corrección del factor de potencia. Sin embargo,
la corriente consumida por el equipo de corrección de fase
aumenta porque los convertidores de frecuencia generan
armónicos. La carga y el calor de los condensadores
aumenta a medida que el número de generadores de
armónicos aumenta. Por este motivo, instale bobinas de
choque en el equipo de corrección del factor de potencia.
Estas bobinas de choque también evitan la resonancia
entre las inductancias de carga y la capacitancia. Los
convertidores con coseno φ <1 también requieren bobinas
de choque en el equipo de corrección del factor de
potencia. Asimismo, para las dimensiones de los cables
tenga en cuenta el nivel de potencia reactiva más elevado.
Retardo de la potencia de entrada
3.3.9
Para asegurarse de que los circuitos de supresión de la
sobretensión de entrada funcionen correctamente, aplique
un retardo de tiempo entre las sucesivas aplicaciones de
potencia de entrada.
La Tabla 3.16 muestra el tiempo mínimo que se debe
permitir entre las aplicaciones de potencia de entrada.
Tensión de entrada [V]
Tiempo de espera [s]
Tabla 3.16 Retardo de la potencia de entrada
3.3.10
Los transitorios son breves picos de tensión en el rango de
unos pocos miles de voltios. Pueden ocurrir en todo tipo
de sistemas de distribución de potencia, tanto en entornos
industriales como residenciales.
Los rayos son una causa frecuente de transitorios. Sin
embargo, también son causados por cargas grandes de
conmutación en línea o fuera de línea o cuando se
conmuta otro equipo de transitorios de red, como, por
ejemplo, un equipo de corrección del factor de potencia.
También pueden producir transitorios los cortocircuitos, las
desconexiones de magnetotérmicos en sistemas de distribución de potencia y los acoplamientos inductivos entre
cables paralelos.
Transitorios de red
380415460600
486583133
La norma EN 61000-4-1 describe las formas de estos transitorios y la cantidad de energía que contienen. Sus efectos
nocivos pueden limitarse usando diversos métodos. Los
descargadores de gas contra sobretensiones y los
explosores ofrecen una protección de primer nivel contra
los transitorios de alta energía. Para una protección de
segundo nivel, la mayoría de los dispositivos electrónicos
(incluidos los convertidores de frecuencia) utilizan
resistencias (varistores) que dependen de la tensión para
atenuar los transitorios.
3.3.11 Funcionamiento con un generador
de reserva
Utilice sistemas de potencia de seguridad cuando se
necesite mantener el funcionamiento en caso de fallo de
red. También se utilizan en paralelo con la red eléctrica
pública para conseguir una mayor potencia de red. Esta es
una práctica común en las unidades combinadas de
potencia eléctrica y térmica, en la que se aprovecha el alto
rendimiento que se alcanza con esta forma de conversión
de energía. Cuando la potencia de seguridad la suministra
un generador, la impedancia de la red suele ser mayor que
si la potencia se toma de la red pública. Esto hace que la
distorsión armónica total aumente. Con un diseño
adecuado, los generadores pueden operar en un sistema
con dispositivos inductores de armónicos.
Se recomienda considerar el diseño del sistema con un
generador de reserva.
Cuando el sistema conmuta de funcionamiento
•
en red a alimentación desde el generador, es
habitual que la carga de armónicos aumente.
Los diseñadores deben calcular el aumento de
•
carga armónica para garantizar que la calidad de
la potencia cumpla las normativas de prevención
de problemas con armónicos y fallos en los
equipos.
Evite la carga asimétrica del generador, puesto
•
que produce mayores pérdidas y puede hacer
que la distorsión armónica total aumente.
Un escalonamiento 5/6 del bobinado del
•
generador atenúa el quinto y el séptimo
armónico, pero permite el aumento del tercer
armónico. Un escalonamiento 2/3 reduce el tercer
armónico.
Cuando sea posible, el operador deberá
•
desconectar el equipo de corrección del factor de
potencia porque este genera resonancia en el
sistema.
Las bobinas de choque o los ltros de absorción
•
activos pueden atenuar los armónicos, así como
las cargas resistivas en paralelo.
Las cargas capacitivas en paralelo crean una carga
•
adicional debido a los imprevisibles efectos de
resonancia.
Puede realizarse un análisis más exacto usando un
software de análisis de red, como el HCS. Para el análisis
de los sistemas de red, diríjase a http://www.danfoss-
-hcs.com/Default.asp?LEVEL=START para descargar el
software.
Al operar con dispositivos inductores de armónicos, las
cargas máximas basadas en un funcionamiento sin
problemas de la instalación se muestran en la tabla de
límites de armónicos.
Límites de armónicos
Recticadores B2 y B6⇒máximo 20 % de la carga
•
nominal del generador.
Recticador B6 con bobina de choque⇒máximo
•
20-35 % de la carga nominal del generador,
según la composición.
Recticador B6 controlado⇒máximo 10 % de la
•
carga nominal del generador.
3.4
Integración del motor
Para más información sobre los números de pedido de
ltros senoidales y dU/dt, consulte el y el
capétulo 6.2.9 Filtros dU/dt.
3.4.3 Conexión a tierra correcta del motor
La correcta conexión a tierra del motor es imperativa para
la seguridad personal y para cumplir los requisitos
eléctricos de CEM en equipos de tensión baja. Una correcta
conexión a tierra es necesaria para un uso efectivo del
apantallamiento y los ltros. Deben comprobarse los
detalles del diseño para ejecutar correctamente la CEM.
Cables de motor
3.4.4
En el capétulo 7.5 Especicaciones del cable se facilitan
recomendaciones y especicaciones de cable de motor.
Es posible utilizar cualquier tipo de motor asíncrono
trifásico estándar con una unidad de convertidor de
frecuencia. Según el ajuste de fábrica, el motor gira en
sentido horario con la salida del convertidor de frecuencia
conectada del modo siguiente:
33
3.4.1 Consideraciones sobre la selección
El convertidor de frecuencia puede inducir estrés eléctrico
en un motor. Por lo tanto, tenga en cuenta los siguientes
efectos sobre el motor al acoplarlo con el convertidor de
frecuencia:
•
•
•
3.4.2
Los ltros de salida facilitan que algunos motores reduzcan
el estrés eléctrico y permiten una mayor longitud del
cable. Las opciones de salida incluyen los ltros senoidales
(también llamados ltros LC) y los ltros DU/dt. Los ltros
dU/dt reducen la subida brusca de la tasa de impulsos. Los
ltros senoidales reducen los impulsos de tensión para
convertirlos en una tensión de salida casi senoidal. Con
algunos convertidores de frecuencia, los ltros senoidales
cumplen la norma EN 61800-3 RFI, categoría C2 para
cables de motor no apantallados. Consulte el
capétulo 3.7.5 Filtros senoidales.
Para más información sobre opciones de
y dU/dt, consulte el capétulo 3.7.5 Filtros senoidales y el
capétulo 3.7.6 Filtros dU/dt.
del motor
Tensión de aislamiento
Tensión de apoyo
Tensión térmica
Filtros senoidales y ltros dU/dt
ltros senoidales
Ilustración 3.10 Conexión de terminal para giros en sentido
horario y en sentido antihorario
Cambie el sentido de giro invirtiendo dos fases en el cable
de motor o modicando el ajuste de 4-10 Dirección veloc.motor.
3.4.5 Apantallamiento del cable de motor
33
Los convertidores de frecuencia generan impulsos de
ancos inclinados en sus salidas. Estos impulsos contienen
componentes de alta frecuencia (llegando hasta el rango
de los gigahercios), que causan una radiación indeseable
desde el cable del motor. Los cables de motor apantallados
reducen esta radiación.
La nalidad del apantallamiento es:
Reducir la magnitud de la interferencia radiada.
•
Mejorar la inmunidad a las interferencias de los
•
dispositivos individuales.
El apantallamiento captura los componentes de alta
frecuencia y los devuelve a la fuente de la interferencia, en
este caso el convertidor de frecuencia. Los cables de motor
apantallados también aportan inmunidad a la interferencia
de fuentes externas próximas.
AVISO!
Cuando los motores se encuentran conectados en
paralelo, ajuste 1-01 Principio control motor en [0] U/f.
10 m cada uno), consulte la
Ilustración 3.15.
Tenga en cuenta la caída de tensión en todos los
•
cables de motor, consulte la Ilustración 3.15.
Para cables paralelos largos, utilice un
•
Consulte la Ilustración 3.15.
Para cables largos sin conexión paralela, consulte
•
la Ilustración 3.16.
Ilustración 3.14 y la
ltro LC.
Ni siquiera un buen apantallamiento elimina completamente la radiación. Los componentes del sistema
ubicados en entornos de radiación deben funcionar sin
degradación.
Conexión de motores múltiples
3.4.6
AVISO!
Al arrancar y con valores bajos de r/min, pueden surgir
problemas si los tamaños de los motores son muy
diferentes, ya que la resistencia óhmica del estátor, relativamente alta en los motores pequeños, necesita
tensiones más altas a pocas revoluciones.
El convertidor de frecuencia puede controlar varios
motores conectados en paralelo. Al utilizar la conexión del
motor en paralelo, tenga en cuenta lo siguiente:
El modo VCC+ se puede utilizar en algunas
•
aplicaciones.
El consumo total de corriente por parte de los
•
motores no debe sobrepasar la corriente nominal
de salida I
No utilice conexiones de punto común para
•
longitudes de cable largas, consulte la
Ilustración 3.12.
La longitud total del cable de motor detallada en
•
la Tabla 3.4 es válida siempre y cuando se
mantengan cortos los cables paralelos (menos de
del convertidor de frecuencia.
INV
Ilustración 3.11 Conexión de punto común para longitudes del
cable cortas
Ilustración 3.12 Conexión de punto común para longitudes del
cable largas
La interferencia armónica generada por el cableado del
motor puede degradar las señales de control del cableado
de control del convertidor y generar fallos de control. Los
cables del motor deben separarse del cableado de control.
Los efectos de interferencia decrecen signicativamente
con la separación.
La distancia entre el cableado de control y los
•
cables del motor debe ser superior a los 200 mm.
Las cintas divisoras son fundamentales para las
•
separaciones más pequeñas. De lo contrario, la
interferencia podría acoplarse o transferirse.
Los apantallamientos de los cables de control
•
deben estar bien conectados en ambos extremos
del mismo modo que los apantallamientos del
cable del motor.
Los cables apantallados con conductores
•
La velocidad mínima limita el rango de velocidad
•
mínima de funcionamiento, por ejemplo a entre
30 y 50/60 Hz.
La velocidad máxima limita la velocidad de salida
•
máxima.
Hay una entrada disponible para un termistor
•
externo.
El relé termoelectrónico (ETR) para motores
•
asíncronos simula un relé bimetálico basado en
mediciones internas. El ETR mide la tensión real,
la velocidad y el tiempo para calcular la
temperatura del motor y protegerlo de recalentamientos emitiendo una advertencia o cortando la
alimentación al motor. Las características del ETR
se muestran en la Ilustración 3.17.
trenzados proporcionan una mayor atenuación.
La atenuación del campo magnético aumenta
alrededor de 30 dB con un solo apantallamiento
y 60 dB con un doble apantallamiento y hasta
aproximadamente 75 dB si los conductores
también están trenzados.
Protección térmica del motor
3.4.8
El convertidor de frecuencia aporta protección térmica del
motor de varias maneras:
Ilustración 3.17 Características del relé termoelectrónico
Integración del sistema
Guía de diseño
el eje X muestra la relación entre los valores I
nominal. El eje Y muestra el intervalo en segundos antes
de que el ETR corte y desconecte el convertidor de
frecuencia. Las curvas muestran la velocidad nominal
característica, al doble de la velocidad nominal y al 0,2x de
la velocidad nominal.
A una velocidad inferior, el ETR se desconecta con un
calentamiento inferior debido a una menor refrigeración
del motor. De ese modo, el motor queda protegido frente
al sobrecalentamiento, incluso a baja velocidad. La función
ETR calcula la temperatura del motor en función de la
intensidad y la velocidad reales.
Contactor de salida
3.4.9
Aunque en general no es una práctica recomendada, hacer
funcionar un contactor de salida entre el motor y el
convertidor de frecuencia no produce daños en el
convertidor de frecuencia. Cerrando un contactor de salida
previamente abierto puede conectarse un convertidor de
frecuencia en funcionamiento a un motor detenido. Esto
puede hacer que el convertidor de frecuencia se
desconecte y emita una señal de error.
3.4.10
Funciones de freno
motor
e I
motor
Cálculo del ciclo de trabajo
Cuando no se conoce la cantidad de energía cinética
transferida a la resistencia en cada periodo de frenado,
calcule la potencia media a partir del tiempo de ciclo y del
tiempo de frenado (conocido como el ciclo de trabajo
intermitente). El ciclo de trabajo intermitente de la
resistencia es un indicador del ciclo con el que funciona la
misma (consulte la Ilustración 3.18). Los proveedores de
motores utilizan a menudo S5 al declarar la carga
admisible que es una expresión del ciclo de trabajo
intermitente.
Ilustración 3.18 Ciclo de trabajo de la resistencia de freno
33
Para frenar la carga en el eje del motor, utilice un freno
dinámico o estático (mecánico).
3.4.11
El freno dinámico se establece por:
3.4.12
Se necesita una resistencia de freno para gestionar la
disipación de calor y el aumento de tensión del enlace de
CC durante una frenada de origen eléctrico. El uso de una
resistencia de freno garantiza que la energía es absorbida
por esta y no por el convertidor de frecuencia. Para
obtener más información, consulte la Guía de diseño de laresistencia de freno.
Frenado dinámico
Resistencia de freno: un IGBT del freno mantiene
•
una sobretensión bajo un umbral determinado
dirigiendo la energía del freno desde el motor a
la resistencia de freno.
Freno de CA: La energía del freno se distribuye en
•
el motor mediante la modicación de las
condiciones de pérdida del motor. La función de
freno de CA no puede utilizarse en aplicaciones
con alta frecuencia de reseteo, ya que esto
sobrecalentaría el motor.
Freno de CC: una intensidad de CC sobremo-
•
dulada añadida a la intensidad de corriente CA
funciona como un freno de corriente parásita.
Cálculo de la resistencia de freno
Calcule el ciclo de trabajo intermitente de la resistencia
como se indica a continuación:
Ciclo de trabajo = tb/T
T = tiempo del ciclo en segundos
tb es el tiempo de frenado en segundos (del tiempo de
ciclo total)
Danfoss ofrece resistencias de freno con ciclos de trabajo
del 5 %, del 10 % y del 40 %. Cuando se aplica un ciclo de
trabajo del 10 %, las resistencias de freno absorben
potencia de frenado durante un 10 % del tiempo de ciclo.
El restante 90 % del tiempo de ciclo se utiliza para disipar
el exceso de calor.
Asegúrese de que la resistencia de freno esté concebida
para el tiempo de frenado requerido.
Cálculo de la resistencia de freno
Para evitar que el convertidor de frecuencia se desconecte
por motivos de seguridad cuando frene el motor,
seleccione los valores de resistencia basándose en la
potencia pico de frenado y en la tensión del circuito
intermedio. Calcule la resistencia de la resistencia de freno
de la siguiente manera:
2
Udc
R
=
br
El rendimiento de la resistencia de freno depende de la
tensión del enlace de CC (Ucc).
Ucc es la tensión a la cual se activa el freno. La función de
freno de la serie FC se aplica en función de la fuente de
alimentación de red.
FC 202 3 × 200-240390405410
FC 202 3 × 380-480778810820
FC 202 3 × 525-600
FC 202 3 × 525-600
FC 202 3 × 525-690109911091130
Tabla 3.18 Tensión del enlace de CC (Ucc)
1) Tamaños de protección A, B y C
2) Tamaños de protección D, E y F
1)
2)
Freno
activo
[V CC]
943965975
109911091130
Advertencia
de tensión
alta
[V CC]
Alarma
de
sobretensi
ón
[V CC]
3.4.13
CEM (cables trenzados / apantallamiento)
Para cumplir el rendimiento de CEM especicado del
convertidor de frecuencia, utilice cables apantallados. Si se
utilizan cables no apantallados, se recomienda trenzar los
cables para reducir el ruido eléctrico de los cables entre la
resistencia de freno y el convertidor de frecuencia.
Para mejorar el rendimiento de CEM se puede utilizar un
apantallamiento metálico.
3.4.14 Resistencia de freno e IGBT del freno
Monitor de potencia de la resistencia de freno
Cableado de la resistencia de freno
Además, la función de monitor de la potencia de frenado
Utilice la resistencia de freno R
convertidor de frecuencia sea capaz de frenar con el
máximo par de frenado (M
puede expresarse como:
para garantizar que el
rec
) del 160 %. La fórmula
br(%)
hace posible la lectura de la potencia instantánea y de la
potencia media durante un periodo seleccionado. El freno
también puede controlar la potencia y asegurar que no se
supere el límite seleccionado en 2-12 Límite potencia de
freno (kW). En 2-13 Ctrol. Potencia freno, seleccione la
2
U
x100
R
Ω =
η
η
rec
motor
VLT
P
motor
se encuentra normalmente a 0,90
se encuentra normalmente a 0,98
xM
cc
br( % )
xη
VLT
xη
motor
función que se realizará cuando la potencia que se
transmite a la resistencia de freno sobrepase el límite
ajustado en 2-12 Límite potencia de freno (kW).
AVISO!
El control de la potencia de frenado no cumple un
Cuando se selecciona una resistencia de freno con un valor
más alto, no se conseguirá el par de frenado del 160 %/
función de seguridad. El circuito de resistencia de freno
no tiene protección de fuga a tierra.
150 %/110 % y existe el riesgo de que el convertidor de
frecuencia desconecte la sobretensión del enlace de CC
por motivos de seguridad.
El freno está protegido contra cortocircuitos en la
resistencia de freno y el transistor de freno está controlado
para garantizar la detección de cortocircuitos en el
Para frenar a un par menor, por ejemplo, al 80 % del par,
se puede instalar una resistencia de freno con una
potencia de salida más baja. Calcule el tamaño mediante la
fórmula para calcular la R
.
rec
transistor. Utilice un relé o una salida digital para proteger
la resistencia de freno de sobrecargas en caso de fallo del
convertidor de frecuencia.
Los tamaños de protección D y F del convertidor de
frecuencia contienen más de un chopper de frenado.
Utilice una resistencia de freno para cada chopper con
esos tamaños de protección.
función de freno alternativa en 2-17 Control de
sobretensión. Si aumenta la tensión del enlace de CC, esta
función se activará para todas las unidades. Esta función
garantiza que se pueda evitar una desconexión. Esto se
realiza incrementando la frecuencia de salida para limitar la
Puede seleccionarse el Control de sobretensión (OVC) como
La Guía de diseño de VLT® Brake Resistor MCE 101 incluye los
datos de selección más actualizados y describe en detalle
los pasos necesarios para realizar los cálculos, incluidos:
Cálculo de la potencia de frenado
•
Cálculo de la potencia pico de la resistencia de
•
freno
Cálculo de la potencia promedio de la resistencia
•
de freno
Frenado por inercia
•
tensión del enlace de CC. Es una función útil, por ejemplo,
si el tiempo de deceleración es demasiado corto, ya que se
evita la desconexión del convertidor de frecuencia. En esta
situación, se amplía el tiempo de deceleración.
3.4.15
Rendimiento energético
Rendimiento de los convertidores de frecuencia
La carga del convertidor de frecuencia apenas inuye en
su rendimiento.
Esto signica que el rendimiento del convertidor de
frecuencia no cambia cuando se seleccionan otras caracte-
rísticas U/f distintas. Sin embargo, las características U/f
El rendimiento disminuye un poco si la frecuencia de
conmutación se ajusta en un valor superior a 5 kHz. El
rendimiento también se reduce ligeramente si el cable de
motor tiene más de 30 m de longitud.
Cálculo del rendimiento
Calcule el rendimiento del convertidor de frecuencia a
diferentes cargas basándose en la Ilustración 3.19.
Multiplique el factor de este gráco por el factor de
rendimiento especíco indicado en el capétulo 7.1 Datoseléctricos.
33
Ilustración 3.19 Curvas de rendimiento típico
Ejemplo: supongamos un convertidor de frecuencia de
55 kW, 380-480 V CA con un 25 % de su carga al 50 % de
velocidad. El gráco muestra que un rendimiento nominal
de 0,97 para un convertidor de frecuencia de 55 kW es
0,98. El rendimiento real es: 0,97 × 0,98=0,95.
Rendimiento del motor
El rendimiento de un motor conectado al convertidor de
frecuencia depende del nivel de magnetización. El
rendimiento del motor depende del tipo de motor.
En un rango del 75-100 % del par nominal, el
•
rendimiento del motor es prácticamente
constante, tanto cuando lo controla el convertidor
de frecuencia como cuando funciona con tensión
de red.
La inuencia de la característica U/f en motores
•
pequeños es mínima. Sin embargo, en motores a
partir de 11 kW y superiores se obtienen ventajas
de rendimiento considerables.
La frecuencia de conmutación no afecta al
•
rendimiento de los motores pequeños. Pero los
motores de 11 kW y superiores obtienen un
rendimiento mejorado (1-2 %). Esto se debe a
que la forma senoidal de la intensidad del motor
es casi perfecta a una frecuencia de conmutación
alta.
Rendimiento del sistema
Para calcular el rendimiento del sistema, multiplique el
rendimiento del convertidor de frecuencia por el
rendimiento del motor.
Cuando están cableados y programados correctamente, los terminales de control proporcionan:
Realimentación, referencia y otras señales de entrada al convertidor de frecuencia.
33
•
El estado de salida y las condiciones de fallo del convertidor de frecuencia.
•
Relés para utilizar equipos auxiliares.
•
Una interfaz de comunicación serie.
•
24 V comunes.
•
Los terminales de control se pueden programar para varias funciones seleccionando opciones de parámetros mediante el
panel de control local (LCP) en la parte frontal de la unidad o las fuentes externas. La mayor parte del cableado de control
será suministrado por el cliente, a no ser que se solicite a la fábrica.
Ilustración 3.20 Esquema básico del cableado
A = analógico, D = digital
*El terminal 37 (opcional) se utiliza para la STO. Para conocer las instrucciones de instalación de la STO, consulte el Manual
1PLC7Motor, trifásico y PE (apantallada)
2Convertidor de frecuencia8Red, trifásica y PE reforzada (sin apantallar)
3Contactor de salida 9Cableado de control (apantallado)
4Abrazadera de cable10
5Aislamiento de cable (pelado)
6Prensacables
Ilustración 3.22 Conexión eléctrica conforme en CEM
11
Ecualización de potencial mín. 16 mm2 (0,025 in)
Espacio libre entre el cable de control, el cable de motor y el
cable de red:
mínimo 200 mm
Para obtener más información sobre CEM, consulte el
capétulo 2.5.18 Conformidad con CEM y el capétulo 3.2 CEM,
armónicos y protección de fuga a tierra.
AVISO!
INTERFERENCIA DE CEM
Utilice cables apantallados para el cableado de control y
del motor y cables independientes para la potencia de
entrada, el cableado del motor y el cableado de control.
No aislar los cables de control, del motor o de potencia
puede provocar un comportamiento inesperado o una
reducción del rendimiento. Se requiere un espacio libre
mínimo de 200 mm (7,9 in) entre los cables de control,
del motor y de potencia.
3.6 Planicación mecánica
3.6.1 Separación
El montaje lado a lado es adecuado para todos los
tamaños de protección, excepto cuando se utiliza un kit de
protección IP21/IP4X/TIPO 1 (consulte el
capétulo 3.7 Opciones y accesorios).
Espacio de separación horizontal, kit de protección IP21
Cuando se utilice el kit de protección IP21 con tamaños de
protección A1, A2 o A3, asegúrese de dejar un espacio de
separación de al menos 50 mm entre los convertidores de
frecuencia.
Espacio de separación vertical
Para conseguir unas condiciones de refrigeración óptimas,
asegúrese de dejar un espacio para que circule el aire
libremente por encima y por debajo del convertidor de
frecuencia. Consulte la Ilustración 3.24.
33
Espacio libre horizontal, IP20
Los tamaños de protección IP20 A y B pueden colocarse
lado a lado sin espacio libre en medio. Sin embargo, el
orden correcto de montaje sí es importante. La
Ilustración 3.23 muestra cómo realizar correctamente el
montaje.
Ilustración 3.23 Montaje lado a lado correcto sin espacio de
separación
Tamaño de la
protección
a [mm]100200225
b [mm]100200225
Ilustración 3.24 Espacio de separación vertical
Montaje en pared
3.6.2
Cuando se realice el montaje contra una pared lisa, no se
necesitará placa posterior.
Cuando se realice el montaje contra una pared irregular,
utilice una placa posterior para garantizar que corra el aire
de refrigeración necesario sobre el disipador. Utilice la
placa posterior únicamente con los modelos de protección
A4, A5, B1, B2, C1 y C2.
En el caso de convertidores de frecuencia con
de protección IP66, utilice una arandela de bra o de
nailon para proteger el barnizado epoxi.
1Placa posterior
2Convertidor de frecuencia con protección IP66
3Placa posterior
4Arandela de bra
Ilustración 3.26 Montaje con placa posterior para clasicación
de protección IP66
VLT® AQUA Drive FC 202
3.7
Opciones
Para conocer los números de pedido, consulte el
capétulo 6 Código descriptivo y selección
Apantallamiento de red
clasicación
Filtros RFI
Dispositivo de corriente diferencial (RCD)
Utiliza el método de equilibrado central para supervisar las
corrientes de fallo a tierra en sistemas conectados a tierra
y en sistemas conectados a tierra de alta resistencia
(sistemas TN y TT en la terminología CEI). Hay un valor de
consigna de preadvertencia (un 50 % del valor de consigna
de alarma principal) y uno de alarma principal. Cada valor
de consigna lleva asociado un relé de alarma SPDT para
uso externo, que requiere un transformador de corriente
externo de tipo «ventana» (suministrado e instalado por el
cliente).
Opciones y accesorios
Apantallamiento Lexan® montado frente a los
•
terminales de potencia de entrada y la placa de
entrada para protección contra contactos
accidentales cuando la puerta del alojamiento
esté abierta.
Radiadores espaciales y termostato: Montado
•
sobre el interior de armario de bastidores F,
radiadores espaciales controlados a través de un
termostato automático impiden la condensación
dentro de la protección. Con los ajustes predeterminados, el termostato enciende los calefactores
a 10 °C (50 °F) y los apaga a 15,6 °C (60 °F).
El convertidor de frecuencia incluye ltros RFI de
•
clase A2 integrados de serie. Si se requieren
niveles adicionales de protección RFI/CEM,
pueden obtenerse utilizando ltros RFI opcionales
de clase A1 para la supresión de interferencias de
radiofrecuencia y radiación electromagnética de
conformidad con la norma EN 55011.
Integrado en el circuito de Safe Torque O del
•
convertidor de frecuencia
El dispositivo CEI 60755 de tipo B supervisa las
•
intensidades de fallo a tierra CC con pulsos y CC
pura.
Indicador LED de gráco de barras para el nivel
•
de fallo a tierra del 10 al 100 % del valor de
consigna.
Memoria de fallos
•
Teclas [Test] y [Reset]
•
Acceso
3.6.3
Para planicar la accesibilidad del cableado antes de
realizar el montaje, consulte los dibujos disponibles en el
capétulo 8.1 Dibujos de la conexión de red (trifásica) y el
capétulo 8.2 Dibujos de la conexión del motor.
Supervisa la resistencia del aislamiento en sistemas sin
toma de tierra (sistemas IT en terminología CEI) entre los
conductores de fase del sistema y la toma de tierra. Hay
una preadvertencia mediante resistencia y un valor de
consigna de alarma principal para el nivel de aislamiento.
Para cada valor de consigna hay asociado un relé de
alarma SPDT para uso externo. Nota: solo puede
conectarse un sistema de control de resistencia del
aislamiento a cada sistema sin toma de tierra (IT).
Integrado en el circuito de parada segura del
•
convertidor de frecuencia
Pantalla LCD de la resistencia del aislamiento
•
Memoria de fallos
•
Teclas INFO, TEST y RESET
•
Chopper de frenado (IGBT)
Los terminales de freno con un circuito de
•
chopper de frenado de IGBT permiten la conexión
de resistencias de freno externas. Para más
información sobre las resistencias de freno,
consulte el capétulo 3.4.12 Cálculo de la resistenciade freno y .
Terminales de regeneración
Estos terminales permiten la conexión de las
•
unidades regenerativas al bus de CC en el lado
del banco de condensadores de las bobinas del
enlace de CC para frenado regenerativo. Los
terminales de regeneración de bastidor F están
dimensionados para aproximadamente la mitad
clasicación de potencia de salida del
de la
convertidor de frecuencia. Consulte a la fábrica
para averiguar los límites de potencia de regeneración basados en el tamaño y la tensión de
convertidores de frecuencia especícos.
Terminales de carga compartida
Estos terminales se conectan al bus de CC en el
•
lado del recticador del reactor de enlace de CC y
permiten compartir la potencia del bus de CC
entre varios convertidores de frecuencia. Los
terminales de carga compartida de bastidor F
están dimensionados para aproximadamente 1/3
de la potencia de salida del convertidor de
frecuencia. Consulte a la fábrica los límites de
carga compartida en función del tamaño y
tensión especícos del convertidor de frecuencia.
Fusibles
Se recomiendan fusibles para la protección de
•
sobrecarga de corriente de acción rápida en el
convertidor de frecuencia. La protección de los
fusibles limitará los daños al convertidor de
frecuencia y minimizará el tiempo de reparación
en caso de una avería. Los fusibles son necesarios
para cumplir con la certicación marítima.
Desconexión
Un mango montado en la puerta permite el
•
funcionamiento manual de un interruptor de
desconexión de potencia para activar y desactivar
la potencia al convertidor de frecuencia,
aumentando la seguridad durante el mantenimiento. La desconexión se bloquea con las
puertas del alojamiento para evitar que estas se
abran mientras se sigue aplicando potencia.
Magnetotérmicos
Un magnetotérmico puede desconectarse
•
remotamente pero debe reiniciarse manualmente.
Los magnetotérmicos se bloquean con las puertas
del alojamiento para impedir que se abran
mientras se aplica potencia. Cuando se pide un
magnetotérmico como opción, los fusibles
también se incluyen para una protección de
sobrecarga de corriente de acción rápida en el
convertidor de frecuencia.
Contactores
Un interruptor de contactor controlado eléctri-
•
camente permite la activación y desactivación
remotas de la potencia al convertidor de
frecuencia. Si se solicita la opción de parada de
emergencia CEI, el relé de seguridad Pilz
monitoriza un contacto auxiliar con el contactor.
Arrancadores manuales del motor
Proporcionan potencia trifásica para los ventiladores de
refrigeración eléctricos que suelen necesitar los motores de
mayor tamaño. Los guardamotores reciben el suministro
eléctrico desde el lado de carga de cualquier contactor,
magnetotérmico o interruptor de desconexión alimentado
y desde el lado de entrada del
(opcional). La alimentación se activa antes de cada
arrancador del motor y se desactiva cuando la alimentación de entrada al convertidor de frecuencia está
desconectada. Pueden usarse hasta dos arrancadores (uno
si se ha solicitado un circuito de 30 amperios protegido
por fusible). Integrado en el circuito de Safe Torque O del
convertidor de frecuencia.
La unidad presenta las siguientes funciones:
Interruptor de funcionamiento (activado/
•
desactivado).
Protección contra cortocircuitos y sobrecargas con
•
función de prueba.
Función de reinicio manual.
•
Terminales de 30 amperios protegidos por fusible
Potencia trifásica ajustada a la tensión de red
•
entrante para alimentar equipos auxiliares del
cliente.
alimentación de entrada al convertidor de
frecuencia esté desconectada.
La alimentación para los terminales protegidos
•
por fusible se suministrará desde el lado de carga
33
Fuente de alimentación de 24 V CC
Supervisión de temperatura externa
Comunicaciones serie
PROFIBUS DP V1 MCA 101
de cualquier contactor, magnetotérmico o
interruptor de desconexión y del lado de entrada
del ltro RFI clase 1 (opcional).
5 A, 120 W, 24 V CC.
•
Protegida frente a sobreintensidad de salida,
•
sobrecarga, cortocircuitos y sobretemperatura.
Para la alimentación de accesorios suministrados
•
por el cliente, como sensores, dispositivos PLC de
E/S, contactores, detectores de temperatura, luces
indicadoras y/u otros dispositivos electrónicos.
El diagnóstico incluye un contacto seco de estado
•
de CC, un LED verde de estado de CC y un LED
rojo de sobrecarga.
Diseñada para supervisar la temperatura de
•
componentes de sistema externos, como las
bobinas y/o los cojinetes del motor. Incluye ocho
módulos de entrada universal más dos módulos
exclusivos de entrada de termistor. Los diez
módulos están integrados en el circuito de Safe
Torque O del convertidor de frecuencia y
pueden supervisarse mediante una red de bus de
campo (se requiere la compra de un acoplador de
módulo/bus independiente). Encargue una opción
de freno de Safe Torque O para seleccionar la
supervisión de la temperatura externa.
Al utilizar el PROFIBUS DP V1, se garantiza un
•
producto con un gran nivel de compatibilidad y
disponibilidad, así como servicio técnico para los
principales proveedores de PLC y compatibilidad
con futuras versiones.
Comunicación rápida y ecaz, instalación clara,
•
diagnóstico avanzado y parametrización y
autoconguración de los datos de proceso a
través del archivo GSD.
Una parametrización cíclica utilizando PROFIBUS
•
DP V1, PROFIdrive o las máquinas de estado de
perles FC de Danfoss, PROFIBUS DP V1, con
maestros clase 1 y 2; número de pedido
130B1100 sin revestimiento barnizado - 130B1200
barnizado (Clase G3/ISA S71.04-1985).
DeviceNet MCA 104
Este moderno modelo de comunicación ofrece
•
capacidades clave que le permitirán determinar
de manera ecaz qué información se necesita y
cuándo.
Cuenta con las rígidas políticas de comprobación
•
de conformidad de ODVA, que garantizan la
interoperabilidad de los productos. Número de
pedido 130B1102 sin revestimiento barnizado –
130B1202 barnizado (Clase G3/ISA S71.04-1985)
PROFINET RT MCA 120
La opción PROFINET ofrece conectividad a redes basadas
en PROFINET a través del protocolo PROFINET. Esta opción
puede manejar una sola conexión con un intervalo real de
paquetes de hasta 1 ms en ambas direcciones.
Servidor web incorporado para diagnóstico
•
remoto y lectura de parámetros básicos del
convertidor de frecuencia.
Puede congurarse una noticación de correo
•
electrónico para enviar un mensaje de correo
electrónico a uno o varios receptores, si tienen
lugar determinadas advertencias o alarmas, o si
se han solucionado.
TCP/IP para acceso fácil a los datos de congu-
•
ración del convertidor de frecuencia de Software
de conguración MCT 10.
Subida y bajada de archivo a través de FTP (File
•
Transfer Protocol)
Soporte del DCP (protocolo de descubrimiento y
•
conguración).
EtherNet IP MCA 121
EtherNet se convertirá en el estándar futuro para la
comunicación en el suelo de fábricas. La opción EtherNet
se basa en la tecnología más avanzada disponible para uso
industrial y satisface incluso las necesidades más exigentes.
EtherNet/IP amplía la opción comercial EtherNet hasta el
Protocolo Industrial Común (CIP™), el mismo protocolo de
capa superior y modelo de objetos encontrado en
DeviceNet. El MCA 121 presenta funciones avanzadas,
como:
Conmutador de alto rendimiento integrado, que
•
permite la topología en línea y la eliminación de
la necesidad de interruptores externos.
La opción Modbus ofrece conectividad a las redes basadas
en Modbus TCP, como el sistema PLC del Grupo Schneider
a través del Protocolo Modbus TCP. Esta opción puede
manejar una sola conexión con un intervalo real de
paquetes de hasta 5 ms en ambas direcciones.
Servidor web incorporado para diagnóstico
•
remoto y lectura de parámetros básicos del
convertidor de frecuencia.
Puede congurarse una noticación de correo
•
electrónico para enviar un mensaje de correo
electrónico a uno o varios receptores, si tienen
lugar determinadas advertencias o alarmas, o si
se han solucionado.
Dos puertos Ethernet con interruptor
•
incorporado.
Subida y bajada de archivo a través de FTP (File
•
Transfer Protocol).
Protocolo automático de conguración de
•
direcciones IP.
Más opciones
General purpose I/O MCB 101
La opción de E/S ofrece un número ampliado de entradas
y salidas de control.
Tres entradas digitales de 0-24 V: lógica 0<5 V;
•
lógica 1>10 V;
Dos entradas analógicas de 0-10 V: resolución de
•
10 bits más signo
Dos salidas digitales NPN/PNP en contrafase
Esta opción analógica de entrada/salida se instala
fácilmente en el convertidor de frecuencia para actualizar a
un rendimiento y control avanzados utilizando entradas/
salidas adicionales. Esta opción también actualiza el
convertidor de frecuencia con un sistema de alimentación
auxiliar mediante batería para el reloj integrado en el
convertidor de frecuencia. De este modo, se ofrece un uso
estable de todas las funciones del reloj del convertidor de
frecuencia, como las acciones temporizadas.
Tres entradas analógicas, cada una de ellas
•
congurable como entrada de tensión y de
temperatura.
Conexión de señales analógicas de 0 a 10 V, así
•
como de entradas de temperatura PT1000 y
NI1000.
Tres salidas analógicas, cada una de ellas
•
congurable como salida de 0-10 V.
Fuente de alimentación de seguridad incluida
•
para la función estándar de reloj del convertidor
de frecuencia. Normalmente, la batería de
seguridad dura diez años, en función del entorno.
Número de pedido 130B1143 sin revestimiento
barnizado – 130B1243 barnizado (Clase G3/ISA
S71.04-1985).
PTC thermistor card MCB 112
Con la tarjeta del termistor PTC MCB 112, todos los convertidores de frecuencia de Danfoss con STO pueden utilizarse
para supervisar motores en atmósferas potencialmente
explosivas. MCB 112 ofrece un rendimiento superior en
comparación con la función ETR integrada y el terminal del
termistor.
Protege el motor contra el sobrecalentamiento.
•
Autorizado según la directiva ATEX para su uso
•
con motores EX d y EX e.
Utiliza la función de Safe Torque O de los
•
convertidores de frecuencia de Danfoss para
detener el motor en caso de exceso de
temperatura.
Certicado para su uso en la protección de
•
motores en las zonas 1, 2, 21 y 22.
Certicado hasta SIL2.
•
Tarjeta de entrada de sensor MCB 114
La opción controla la temperatura de los cojinetes y
bobinados en el motor para protegerlo contra el sobrecalentamiento. Es posible ajustar los límites y la acción. La
temperatura individual del sensor puede leerse en la
pantalla o con el bus de campo.
Instalación más sencilla y mejora el controlador de cascada
integrado para utilizar más bombas y para un control de
bomba maestro/esclavo más avanzado.
Hasta seis bombas en ajuste en cascada estándar
33
•
Hasta seis bombas en ajuste maestro/esclavo
•
Especicaciones técnicas: consulte la opción de
•
relé MCB 105
Extended relay card MCB 113
La extended relay card MCB 113 añade entradas/salidas al
VLT® AQUA Drive para conseguir una mayor exibilidad.
Si desea obtener información adicional, consulte el
capétulo 7
3.7.2
Retardo de arranque: <0,6 s.
•
Fácil de instalar en convertidores de frecuencia de
•
máquinas existentes.
Mantiene la actividad de la placa de control y de
•
las opciones durante los cortes de alimentación.
Mantiene los buses de campo activos durante los
•
cortes de alimentación. Número de pedido
130B1108 sin revestimiento barnizado – 130B1208
barnizado (Clase G3/ISA S71.04-1985)
VLT® PROFIBUS DP V1 MCA 101
•
VLT® DeviceNet MCA 104
•
VLT® PROFINET MCA 120
•
VLT® EtherNet/IP MCA 121
•
VLT® Modbus TCP MCA 122
•
Especicaciones.
Opciones de seguridad, entrada/
salida y realimentación
MCO 102 advanced cascade controller
Amplía las posibilidades del controlador de cascada
estándar incorporado en convertidores de frecuencia.
Suministra ocho relés adicionales para la
•
conexión por etapas de motores adicionales.
Proporciona un control preciso sobre el caudal, la
•
presión y el nivel, para optimizar el rendimiento
de los sistemas que utilizan bombas o
ventiladores múltiples.
El modo maestro/esclavo hace funcionar todos
•
los ventiladores y/o bombas a la misma
velocidad, reduciendo potencialmente el
consumo de energía a menos de la mitad del
estrangulamiento de válvula o tradicional, a lo
largo del ciclo conexión/desconexión.
La alternancia de bomba principal asegura que
•
diferentes bombas múltiples o ventiladores se
usen en igual medida.
Opción de suministro externo de 24 V CC MCB 107
Esta opción se utiliza para conectar un suministro de CC
externo para mantener activas la sección de control y
cualquier opción activa cuando la potencia de red está
desconectada.
Rango de tensión de entrada: 24 V CC +/-15 %
•
(máx. 37 V en 10 s).
Intensidad de entrada máxima: 2,2 A.
•
Longitud máxima del cable: 75 m.
•
Carga de capacitancia de entrada: <10 uF.
•
Si desea obtener información adicional, consulte el
capétulo 7
3.7.3
Las opciones del controlador de cascada amplían el
número de relés disponibles. Una vez instalada una de las
opciones, los parámetros necesarios para apoyar las
funciones del controlador de cascada estarán disponibles a
través del panel de control.
MCO 101 y 102 son opciones adicionales que amplían el
número admitido de bombas y las funcionalidades del
controlador de cascada integrado en el VLT® AQUA Drive.
Las siguientes opciones de control en cascada están
disponibles para el VLT® AQUA Drive:
Módulo VLT® General Purpose I/O MCB 101
•
VLT® Relay Card MCB 105
•
VLT® PTC Thermistor Card MCB 112
•
VLT® Extended Relay Card MCB 113
•
Opción VLT® Sensor Input MCB 114
•
Especicaciones.
Opciones de control en cascada
Controlador de cascada básico integrado
•
(controlador de cascada estándar)
MCO 101 (extended cascade controller)
Para obtener más información, consulte el
capétulo 7 Especicaciones.
El controlador de cascada ampliado puede utilizarse de dos
modos diferentes:
Con las funciones ampliadas controladas por
•
el grupo de parámetros 27-** Cascade CTL Option.
Para ampliar el número de relés disponibles para
•
la cascada básica controlada por el grupo
de parámetros 25-**. Controlador de cascada.
El MCO 101 permite utilizar un total de 5 relés de control
en cascada. Con el MCO 102 es posible controlar hasta 8
bombas. Las opciones pueden alternar la bomba principal
con dos relés por bomba.
AVISO!
Si el MCO 102 está instalado, la opción de relés MCB 105
puede ampliar el número de relés hasta 13.
Aplicación
El control en cascada es un sistema de control habitual
utilizado para controlar bombas o ventiladores dispuestos
en paralelo de un modo energéticamente
La opción de controlador de cascada permite controlar
varias bombas conguradas en paralelo mediante:
El encendido y apagado automático de cada
•
bomba.
El control de la velocidad de las bombas.
•
Mediante el uso de los controladores de cascada, las
bombas individuales se activan (conexión) y desactivan
(desconexión) automáticamente según sea necesario para
satisfacer la demanda de caudal o presión de la salida del
sistema. La velocidad de las bombas conectadas al VLT
AQUA Drive también se controla para ofrecer un intervalo
continuo de salida del sistema.
ecaz.
®
Los demás convertidores de frecuencia del sistema (convertidores de frecuencia esclavos) no necesitan una tarjeta de
opciones del controlador de cascada. Se accionan en modo
de lazo abierto y reciben su referencia de velocidad del
convertidor de frecuencia maestro. Las bombas conectadas
a convertidores de frecuencia esclavos se denominan
bombas de velocidad variable.
Las bombas conectadas a la red a través de un contactor o
de un arrancador suave se denominan bombas de
velocidad ja.
Cada bomba, sea de velocidad ja o variable, es controlada
por un relé del convertidor de frecuencia maestro.
El controlador de cascada es capaz de controlar una
combinación de bombas de velocidad variable y de
velocidad ja.
Integrado
MCO 101
MCO 102
Ilustración 3.27 Resumen de la aplicación
1 VSP + 2 FSP
grupo de parámetros 25-** Controlador de cascada
1 VSP + 5 FSP
grupo de parámetros 25-** Controlador de cascada
1 VSP + 8 FSP
grupo de parámetros 25-** Controlador de cascada
33
Uso indicado
Las opciones de controlador de cascada están diseñadas
para aplicaciones de bombeo, pero también es posible
usar controladores de cascada en cualquier aplicación que
requiera varios motores
Principio de funcionamiento
El software del controlador de cascada funciona desde un
único convertidor de frecuencia con la opción de
controlador de cascada. Controla un conjunto de bombas,
cada una de ellas controlada por un convertidor de
frecuencia o conectada a un contactor o un arrancador
suave.
(máximo seis bombas)
grupo de parámetros 27-** Cascade CTL Option
De 1 a 8 VSP + de 1 a 7 FSP
(máximo ocho bombas)
grupo de parámetros 27-** Cascade CTL Option
VLT® AQUA Drive FC 202
3.7.4
En aplicaciones en las que el motor se utiliza como freno,
se genera energía en el motor y se devuelve al convertidor
de frecuencia. Si la energía no puede ser transportada de
nuevo al motor, se incrementará la tensión en la línea de
CC del convertidor de frecuencia. En aplicaciones con
frenados frecuentes y/o cargas de inercia elevada, este
aumento puede producir una desconexión por
sobretensión en el convertidor de frecuencia y, nalmente,
una parada del sistema. Se utilizan resistencias de freno
para disipar el exceso de energía resultante del frenado
regenerativo. La resistencia se selecciona conforme a su
valor en ohmios, su velocidad de disipación de potencia y
su tamaño físico. Danfoss ofrece una amplia variedad de
resistencias diferentes especialmente diseñadas para los
convertidores de frecuencia de Danfoss. Consulte el
capétulo 3.4.12 Cálculo de la resistencia de freno para
seleccionar las dimensiones de las resistencias de freno.
Para obtener los números de pedido, consulte el
capétulo 6.2 Opciones, accesorios y repuestos.
3.7.5
Resistencias de freno
Filtros senoidales
Ilustración 3.28 Resumen de la aplicación
Integrado
MCO 101
MCO 102
Ilustración 3.29 Resumen de la aplicación
VSP = Bomba de velocidad variable (conectada directamente
al convertidor de frecuencia)
FSP = Bomba de velocidad ja (el motor se podría conectar
con contactor, arrancador suave o arrancador en estrella/
triángulo)
6 VSP
grupo de parámetros 27-** Cascade CTL Option
8 VSP
grupo de parámetros 27-** Cascade CTL Option
-
Cuando un convertidor de frecuencia controla un motor, se
oyen ruidos de resonancias procedentes del motor. Este
ruido, resultado del diseño del motor, aparece cada vez
que se activa uno de los interruptores del inversor en el
convertidor de frecuencia. En este aspecto, la frecuencia
del ruido de resonancia corresponde a la frecuencia de
conmutación del convertidor de frecuencia.
Danfoss suministra un ltro senoidal para amortiguar el
ruido acústico del motor.
El ltro reduce el tiempo de aceleración de la tensión, la
tensión pico de carga U
motor, lo que signica que la corriente y la tensión se
vuelven casi senoidales. Por ello, el ruido acústico del
motor se reduce al mínimo.
La corriente de rizado en las bobinas del
también produce algo de ruido. Resuelva este problema
integrando el ltro en un alojamiento o similar.
3.7.6
Filtros dU/dt
Danfoss suministra ltros dU/dt, que son ltros de paso
bajo de modo diferencial que reducen las tensiones pico
entre fases en el terminal del motor y reducen el tiempo
de subida a un nivel que reduce el esfuerzo del
aislamiento de los bobinados del motor. Esto es un
problema, especialmente en cables de motor cortos.
En comparación con los ltros senoidales (consulte el
capétulo 3.7.5 Filtros senoidales), los
frecuencia de corte por encima de la frecuencia de
conmutación.
Guía de diseño
3.7.7 Filtros de modo común
Los núcleos de modo común de alta frecuencia (núcleos
HF-CM) reducen la interferencia electromagnética y
eliminan el daño generado a los cojinetes por las
descargas eléctricas. Son núcleos magnéticos nanocristalinos especiales que tienen un rendimiento de ltrado
superior en comparación con los núcleos de ferrita
habituales. El núcleo HF-CM actúa como un inductor de
modo común entre fases y tierra.
Instalados alrededor de las tres fases del motor (U, V y W),
los
ltros de modo común reducen las intensidades de
modo común de alta frecuencia. Como resultado, se
reduce la interferencia electromagnética de alta frecuencia
del cable de motor.
El número de núcleos necesarios depende de la longitud
del cable de motor y de la tensión del convertidor de
frecuencia. Cada kit consta de dos núcleos. Consulte la
Tabla 3.19 para determinar el número de núcleos
necesarios.
Longitud del cable
[m]A y BCD
5024224
10044244
15046444
30046446
1)
Tamaño de la protección
T2/T4T7T2/T4T7T7
Ilustración 3.30 Núcleo HF-CM con las fases del motor
Filtros armónicos
3.7.8
Los ltros AHF 005 y AHF 010 de Danfoss son ltros
armónicos avanzados que no pueden compararse con
ltros de trampa armónica tradicionales. Los ltros
armónicos de Danfoss han sido especialmente diseñados
para adaptarse a los convertidores de frecuencia de
Danfoss.
Conectando los ltros armónicos AHF 005 o AHF 010 de
Danfoss delante de un convertidor de frecuencia de
Danfoss, la distorsión de corriente armónica total devuelta
a la red eléctrica se reduce al 5 % y 10 %, respectivamente.
33
Tabla 3.19 Número de núcleos
1) Cuando se necesiten cables más largos, apile más núcleos HF-CM.
Instale los núcleos HF-CM pasando los cables de las tres
fases del motor (U, V y W) a través de cada núcleo, como
se indica en la Ilustración 3.30.
Kit de protección IP21 / NEMA tipo 1
3.7.9
IP20/IP4X superior / NEMA TIPO 1 es una protección
opcional disponible para las unidades IP20 compactas.
Si se utiliza el kit de protección, una unidad IP20 sube a la
categoría de protección IP21/4X parte superior / TIPO 1.
La IP4X superior puede aplicarse a todos los modelos
estándar del FC 202 IP20.
Coloque la tapa superior tal como indica la imagen. Si se
usa la opción A o B, el ala debe ajustarse de forma que
tape la entrada superior. Coloque la pieza base C en la
parte inferior del convertidor de frecuencia y use las
abrazaderas de la bolsa de accesorios para sujetar correctamente los cables.
1) Si se utiliza la opción A/B, aumenta la profundidad (consulte el
capétulo 7.8 Potencias de salida, peso y dimensiones para obtener
más información).
1)
[mm]
33
Ilustración 3.34 Tamaños de protección B4, C3 y C4
Tapa superior
A
B Ala
Ilustración 3.33 Tamaño de la protección B3
C Pieza base
D Tapa de la base
ETornillo/s
FTapa del ventilador
G Clip superior
Tabla 3.21 Leyenda para la Ilustración 3.33 y la Ilustración 3.34
Cuando se usan el módulo de opción A y/o el módulo de
opción B, el ala (B) debe ajustarse a la tapa superior (A).
130BA138.10
130BA200.10
Integración del sistema
VLT® AQUA Drive FC 202
AVISO!
La instalación lado a lado no es posible cuando se utiliza
el Kit de protección IP21/IP4X / TIPO 1
3.7.10 Kit de montaje remoto para LCP
33
El LCP se puede llevar hasta el frontal de un alojamiento
utilizando el kit de montaje remoto. Los tornillos deben
apretarse con un par máximo de 1 Nm.
La protección del LCP es IP66 nominal.
ProtecciónIP66 delantero
Longitud máxima del cable entre el LCP y la
unidad3 m
Comunicación serieRS485
Tabla 3.22 Datos técnicos
Ilustración 3.36 Kit LCP con LCP numérico, sujeciones y junta.
Número de pedido 130B1114
Ilustración 3.35 Kit LCP con LCP gráco, sujeciones, cable de 3
m y junta.
Número de pedido 130B1113
RS485 es una interfaz de bus de dos cables compatible
con la topología de red multipunto, es decir, en la que los
nodos se pueden conectar como un bus o mediante cables
conectados a una línea troncal común. Se pueden conectar
un total de 32 nodos a un único segmento de red.
Los repetidores dividen los segmentos de la red, consulte
la Ilustración 3.40.
AVISO!
Cada repetidor funciona como un nodo dentro del
segmento en el que está instalado. Cada nodo conectado
en una red determinada debe tener una dirección de
nodo única en todos los segmentos.
Cada segmento debe terminarse en ambos extremos,
utilizando bien el conmutador de terminación (S801) del
convertidor de frecuencia, o bien una red predispuesta de
resistencias de terminación. Utilice siempre cable de par
trenzado y apantallado (STP) para cablear el bus y siga
unas buenas prácticas de instalación.
Es importante disponer de una conexión a tierra de baja
impedancia para el apantallamiento de cada nodo, incluso
a frecuencias altas. De este modo, conecte una gran
supercie del apantallamiento a la toma de tierra, por
ejemplo, mediante una abrazadera o un prensacables
conductor. Puede ser necesario utilizar cables ecualizadores
de potencial para mantener el mismo potencial de tierra
en toda la red, especialmente en instalaciones con grandes
longitudes de cable.
Para evitar diferencias de impedancia, utilice siempre el
mismo tipo de cable en toda la red. Cuando conecte un
motor al convertidor de frecuencia, utilice siempre cable
de motor apantallado.
Puede haber uno o varios convertidores de frecuencia
conectados a un controlador (o maestro) mediante la
interfaz normalizada RS485. El terminal 68 está conectado
a la señal P (TX+, RX+), mientras que el terminal 69 esta
conectado a la señal N (TX–, RX–). Consulte las imágenes
en el capétulo 3.5.1 Esquema del cableado.
seleccione el protocolo, la
dirección y la velocidad en
baudios en los parámetros
mencionados anteriormente.
D IN 37 es una opción.
Si hay más de un convertidor de frecuencia conectado a
un maestro, utilice conexiones en paralelo.
Para evitar potenciales corrientes de ecualización en la
pantalla, realice el cableado conforme a la Ilustración 3.20.
130BB021.10
12 13 18 19 27 29 32
33 20 37
Remove jumper to enable Safe Stop
61 68 6939 42 50 53 54 55
Fieldbus cable
Min. 200 mm
90° crossing
Brake resistor
130BD507.11
Integración del sistema
Ilustración 3.42 Terminales de la tarjeta de control
Guía de diseño
33
Terminación de bus RS485
3.8.3
Termine el bus RS485 con una resistencia de red en ambos
extremos. Para este propósito, ajuste el interruptor S801 de
la tarjeta de control en ON.
Ajuste el protocolo de comunicación a 8-30 Protocolo.
Precauciones de compatibilidad
3.8.4
electromagnética (CEM)
Se recomienda adoptar las siguientes precauciones de CEM
para que la red RS485 funcione sin interferencias.
Cumpla las disposiciones nacionales y locales pertinentes,
por ejemplo, las relativas a la conexión a tierra de
protección. Mantenga alejado el cable de comunicación
RS485 de los cables del motor y de la resistencia de freno
para evitar el acoplamiento del ruido de alta frecuencia de
un cable con otro. Normalmente, es suciente con una
distancia de 200 mm (8 in), pero se recomienda guardar la
mayor distancia posible entre los cables, especialmente
cuando estos se instalen en paralelo y cubran distancias
largas. Si el cruce es inevitable, el cable RS485 debe cruzar
los cables de motor o de resistencia de freno en un ángulo
de 90°.
Ilustración 3.43 Enrutado de los cables
Aspectos generales del protocolo FC
3.8.5
El protocolo FC, también conocido como bus FC o bus
estándar, es el bus de campo estándar de Danfoss. Dene
una técnica de acceso conforme al principio maestro-
-esclavo para las comunicaciones mediante un bus serie.
Pueden conectarse al bus un maestro y un máximo de 126
esclavos. El maestro selecciona individualmente los
esclavos mediante un carácter de dirección incluido en el
telegrama. Un esclavo no puede transmitir por sí mismo
sin recibir previamente una petición para hacerlo, y
tampoco es posible la transmisión directa de mensajes
entre esclavos. Las comunicaciones se producen en modo
semidúplex.
La función de maestro no se puede transmitir a otro nodo
(sistema de maestro único).
La capa física es RS485, por lo que utiliza el puerto RS485
integrado en el convertidor de frecuencia. El protocolo FC
admite varios formatos de telegrama:
un formato breve de 8 bytes para datos de
•
proceso,
un formato largo de 16 bytes, que también
•
incluye un canal de parámetros,
un formato para textos.
Ajuste los siguientes parámetros para activar el protocolo
FC en el convertidor de frecuencia:
33
Número de parámetroAjuste
8-30 ProtocoloFC
8-31 Dirección1–126
8-32 Veloc. baudios port FC 2400–115200
8-33 Paridad de puerto FCParidad par, 1 bit de parada
(predeterminado)
Tabla 3.26 Parámetros de protocolo FC
Estructura de formato de mensaje del
3.8.7
protocolo FC
3.8.7.1 Contenido de un carácter (byte)
La transferencia de cada carácter comienza con un bit de
inicio. A continuación, se
corresponden a un byte. Cada carácter está asegurado
mediante un bit de paridad. Este bit se ajusta a 1 cuando
alcanza la paridad. La paridad se da cuando hay un
número equivalente de 1 s en los 8 bits de datos y en el
bit de paridad en total. Un bit de parada completa un
carácter, por lo que consta de 11 bits en total.
Ilustración 3.44 Contenido de un carácter
transeren 8 bits de datos, que
3.8.7.2 Estructura de telegramas
Cada telegrama tiene la siguiente estructura:
Carácter de inicio (STX) = 02 hex
•
Un byte que indica la longitud del telegrama
•
(LGE).
Un byte que indica la dirección del convertidor
•
de frecuencia (ADR).
A continuación, están los bytes de datos, en número
variable según el tipo de telegrama.
Un byte de control de datos (BCC) completa el telegrama.
Ilustración 3.45 Estructura de telegramas
3.8.7.3 Longitud del telegrama (LGE)
La longitud del telegrama es el número de bytes de datos,
más el byte de dirección ADR y el byte de control de datos
BCC.
4 bytes de datosLGE = 4 + 1 + 1 = 6 bytes
12 bytes de datosLGE = 12 + 1 + 1 = 14 bytes
Telegramas que contienen texto
Tabla 3.27 Longitud de los telegramas
1) 10 es el número de caracteres jos, y 'n' es variable (depende de la
longitud del texto).
3.8.7.4
Dirección del convertidor de
101)+n bytes
frecuencia (ADR)
Se utilizan dos formatos diferentes para la dirección.
El intervalo de direcciones del convertidor de frecuencia es
de 1 a 31 o de 1 a 126.
Formato de dirección 1-31
•
Bit 7=0 (formato de dirección 1-31
-
activado).
El bit 6 no se utiliza.
-
Bit 5 = 1: transmisión, los bits de
-
dirección (0-4) no se utilizan.
Bit 5 = 0: sin transmisión.
-
Bit 0-4=dirección del convertidor de
-
frecuencia 1-31.
Formato de dirección 1-126
•
Bit 7=1 (formato de dirección 1-126
-
activado).
Bit 0-6=dirección del convertidor de
-
frecuencia 1-126.
Bit 0-6=0 transmisión.
-
El esclavo devuelve el byte de la dirección sin cambios al
maestro en el telegrama de respuesta.
La suma de vericación (checksum) se calcula como una función XOR. Antes de que se reciba el primer byte del telegrama,
la suma de vericación calculada es 0.
3.8.7.6 El campo de datos
La estructura de los bloques de datos depende del tipo de telegrama. Hay tres tipos de telegrama, y cada uno de ellos se
aplica tanto a los telegramas de control (maestro⇒esclavo) como a los de respuesta (esclavo⇒maestro).
Los 3 tipos de telegrama son:
Bloque de proceso (PCD)
El PCD está formado por un bloque de datos de cuatro bytes (2 códigos) y contiene:
Código de control y valor de referencia (de maestro a esclavo).
•
Código de estado y frecuencia de salida actual (de esclavo a maestro).
•
Ilustración 3.46 Bloque de proceso
Bloque de parámetros
El bloque de parámetros se utiliza para transferir parámetros entre un maestro y un esclavo. El bloque de datos está
formado por 12 bytes (6 códigos) y también contiene el bloque de proceso.
33
Ilustración 3.47 Bloque de parámetros
Bloque de texto
El bloque de texto se utiliza para leer o escribir textos mediante el bloque de datos.
82No hay acceso de bus al parámetro denido.
83No es posible modicar datos por estar
Tabla 3.30 Informe de fallo en el valor del parámetro
3.8.7.8
Informe de fallo
0El número de parámetro utilizado no existe.
1No hay acceso de escritura para el parámetro
denido.
2El valor de dato supera los límites del parámetro.
3El subíndice utilizado no existe.
4El parámetro no es de tipo matriz.
5El tipo de datos no coincide con el parámetro
denido.
denido en el modo actual del convertidor de
frecuencia. Algunos parámetros solo se pueden
cambiar cuando el motor está parado.
seleccionado el ajuste de fábrica
Número de parámetro (PNU)
Los bits n.º 12-15 transeren comandos de parámetros del
maestro al esclavo y devuelven las respuestas procesadas
del esclavo al maestro.
Número de bitComando de parámetro
15141312
0000Sin comando
0001Leer valor de parámetro
0010Escribir valor de parámetro en RAM
(código)
0011Escribir valor de parámetro en RAM
(doble código)
1101Escribir valor de parámetro en RAM y
EEPROM (doble código)
1110Escribir valor de parámetro en RAM y
EEPROM (código)
1111Leer/escribir texto
Los bits 0-11 transeren los números de parámetros. La
función del parámetro correspondiente se explica en la
descripción del parámetro en la Guía de programación.
3.8.7.9
Índice (IND)
El índice se utiliza junto con el número de parámetro para
el acceso de lectura/escritura a los parámetros con un
índice, por ejemplo, 15-30 Reg. alarma: código de fallo. El
índice consta de 2 bytes, un byte bajo y un byte alto.
Solo el byte bajo se utiliza como índice.
3.8.7.10
Valor de parámetro (PWE)
El bloque de valor de parámetro consta de 2 códigos (4
bytes) y el valor depende del comando denido (AK). El
Tabla 3.28 Comandos de parámetro maestro⇒esclavo
Número de bitRespuesta
15141312
0000Sin respuesta
0001Valor de parámetro transferido (código)
0010Valor de parámetro transferido (doble
código)
0111El comando no se puede ejecutar.
1111texto transferido
Tabla 3.29 Respuesta esclavo⇒maestro
Si el comando no se puede realizar, el esclavo envía esta
respuesta:
0111 Comando no ejecutable
maestro solicita un valor de parámetro cuando el bloque
PWE no contiene ningún valor. Para cambiar el valor de un
parámetro (escritura), escriba el nuevo valor en el bloque
PWE y envíelo del maestro al esclavo.
Si el esclavo responde a una solicitud de parámetro
(comando de lectura), el valor de parámetro actual en el
bloque PWE se transere y devuelve al maestro. Si un
parámetro no contiene un valor numérico, sino varias
opciones de datos, p. ej., 0-01 Idioma donde [0] es Inglés y
[4] es Danés, seleccione el valor de dato introduciéndolo
en el bloque PWE. La comunicación serie solo es capaz de
leer parámetros que tienen el tipo de dato 9 (cadena de
texto).
De 15-40 Tipo FC a 15-53 Número serie tarjeta potencia
contienen el tipo de dato 9.
Por ejemplo, se puede leer el tamaño del convertidor de
frecuencia y el intervalo de tensión de red en 15-40 TipoFC. Cuando se transere una cadena de texto (lectura), la
longitud del telegrama varía, y los textos pueden tener
distinta longitud. La longitud del telegrama se dene en el
segundo byte, denominado LGE. Cuando se utiliza la
transferencia de texto, el carácter de índice indica si se
trata de un comando de lectura o de escritura.
Para leer un texto a través del bloque PWE, ajuste el
comando del parámetro (AK) a F hex. El carácter de índice
de byte alto debe ser 4.
Algunos parámetros contienen texto que se puede escribir
mediante el bus serie. Para escribir un texto mediante el
bloque PWE, ajuste el comando de parámetro (AK) a F hex.
El carácter de índice de byte alto debe ser 5.
Ilustración 3.50 Texto a través del bloque PWE
3.8.7.11 Tipos de datos admitidos
«Sin signo» signica que el telegrama no tiene ningún
signo de funcionamiento.
Tipos de datosDescripción
3Entero 16
4Entero 32
5Sin signo 8
6Sin signo 16
7Sin signo 32
9Cadena de texto
10Cadena de bytes
13Diferencia de tiempo
33Reservado
35Secuencia de bits
Tabla 3.31 Tipos de datos admitidos
3.8.7.12
Conversión
0 s⇒índice de conversión 0
0,00 s⇒índice de conversión –2
0 ms⇒índice de conversión –3
0,00 ms⇒índice de conversión –5
3.8.7.13 Códigos de proceso (PCD)
El bloque de códigos de proceso se divide en dos bloques
de 16 bits, que siempre se suceden en la secuencia
denida.
PCD 1PCD 2
Telegrama de control (código de control
maestro⇒esclavo)
Código de estado de telegrama de control
(esclavo⇒maestro)
Tabla 3.32 Códigos de proceso (PCD)
Ejemplos de protocolo FC
3.8.8
Valor de
referencia
Frecuencia de
salida actual
3.8.8.1 Escritura del valor de un parámetro.
Cambie 4-14 Límite alto veloc. motor [Hz] a 100 Hz.
Escriba los datos en EEPROM.
PKE=E19E hex - Escriba un único código en 4-14 Límite altoveloc. motor [Hz].
IND = 0000 hex
PWEALTO = 0000 Hex
PWEBAJO=03E8 hex - Valor de dato 1000, correspondiente
a 100 Hz, consulte el capétulo 3.8.7.12 Conversión.
El telegrama tendrá este aspecto:
Ilustración 3.51 Escriba los datos en EEPROM
AVISO!
4-14 Límite alto veloc. motor [Hz] es un único código, y el
comando de parámetro que se debe grabar en la
EEPROM es E. El número de parámetro 4-14 es 19E en
hexadecimal.
33
Los distintos atributos de cada parámetro se muestran en
los ajustes de fábrica. Los valores de parámetros que se
transeren son únicamente números enteros. Para transferir
decimales se utilizan factores de conversión.
4-12 Límite bajo veloc. motor [Hz] tiene un factor de
conversión de 0,1. Para preajustar la frecuencia mínima a
transera el valor 100. Un factor de conversión de
10 Hz,
0,1 signica que el valor transferido se multiplica por 0,1.
Por lo tanto, el valor 100 se lee como 10,0.
Si el valor de 3-41 Rampa 1 tiempo acel. rampa es 10 s, la
respuesta del esclavo al maestro será
Ilustración 3.54 Respuesta del esclavo
3E8 Hex corresponde a 1000 en decimal. El índice de
conversión para 3-41 Rampa 1 tiempo acel. rampa es –2, es
decir, 0,01.
3-41 Rampa 1 tiempo acel. rampa es del tipo Sin signo 32.
Protocolo Modbus RTU
3.8.9
3.8.9.1 Requisitos previos
Danfoss da por sentado que el controlador instalado es
compatible con las interfaces mencionadas en este
documento y que se siguen estrictamente todos los
requisitos y limitaciones estipulados tanto en el
controlador como en el convertidor de frecuencia.
El Modbus RTU (Remote Terminal Unit) integrado está
diseñado para comunicarse con cualquier controlador
compatible con las interfaces denidas en este documento.
Se da por supuesto que el usuario tiene pleno conocimiento de las capacidades y limitaciones del controlador.
3.8.9.2
Independientemente de los tipos de redes de comunicación física, en la visión general de Modbus RTU se
describe el proceso que un controlador utiliza para solicitar
acceso a otro dispositivo. Esto incluye cómo el Modbus
RTU responde a las solicitudes de otro dispositivo y cómo
se detectarán y se informará de los errores que se
produzcan. También se establece un formato común para
el diseño y los contenidos de los campos de mensajes.
Visión general de Modbus RTU
Durante las comunicaciones en una red Modbus RTU, el
protocolo:
Determina cómo aprende cada controlador su
•
dirección de dispositivo.
Reconoce un mensaje dirigido a él.
•
Determina qué acciones tomar.
•
Extrae cualquier dato o información incluidos en
•
el mensaje.
Si se requiere una respuesta, el controlador construirá el
mensaje de respuesta y lo enviará.
Los controladores se comunican utilizando una técnica
maestro-esclavo en la que solo el maestro puede iniciar
transacciones (llamadas peticiones). Los esclavos responden
proporcionando al maestro los datos pedidos o realizando
la acción solicitada en la petición.
El maestro puede dirigirse a un esclavo individualmente, o
puede iniciar la transmisión de un mensaje a todos los
esclavos. Los esclavos devuelven una respuesta a las
peticiones que se les dirigen individualmente. No se
responde a las peticiones transmitidas por el maestro. El
protocolo Modbus RTU establece el formato de la petición
del maestro suministrando:
La dirección (o transmisión) del dispositivo.
•
Un código de función en el que se dene la
•
acción solicitada.
Cualquier dato que se deba enviar.
•
Un campo de comprobación de errores.
•
El mensaje de respuesta del esclavo también se construye
utilizando el protocolo Modbus. Contiene campos que
conrman la acción realizada, los datos que se hayan de
devolver y un campo de comprobación de errores. Si se
produce un error en la recepción del mensaje, o si el
esclavo no puede realizar la acción solicitada, este genera
un mensaje de error y lo envía en respuesta, o se produce
un error de tiempo límite.
3.8.9.3
Convertidor de frecuencia con
Modbus RTU
El convertidor de frecuencia se comunica en formato
Modbus RTU a través de la interfaz RS485 integrada.
Modbus RTU proporciona acceso al código de control y a
la referencia de bus del convertidor de frecuencia.
El código de control permite al maestro del Modbus
controlar varias funciones importantes del convertidor de
frecuencia:
La referencia de bus se utiliza, normalmente, para el
control de velocidad. También es posible acceder a los
parámetros, leer sus valores y, en su caso, escribir valores
en ellos. Esto permite una amplia variedad de opciones de
control, incluido el control del valor de consigna del
convertidor de frecuencia cuando se utiliza el controlador
PI interno.
3.8.9.4
Para activar Modbus RTU en el convertidor de frecuencia,
ajuste los siguientes parámetros:
ParámetroAjuste
8-30 ProtocoloModbus RTU
8-31 Dirección1-247
8-32 Velocidad en baudios2400-115200
8-33 Paridad / Bits de parada Paridad par, 1 bit de parada
Tabla 3.33 Parámetros de Modbus RTU
3.8.10
Conguración de red
(predeterminado)
Estructura de formato de mensaje
de Modbus RTU
Sistema de
cación
Bits por byte1 bit de inicio.
Campo de
comprobación de
errores
codi-
binario de 8 bits, hexadecimal 0-9, A-F
Dos caracteres hexadecimales contenidos en
cada campo de 8 bits del mensaje.
8 bits de datos, el menos signicativo
enviado primero;
1 bit de paridad par/impar; sin bit de no
paridad.
1 bit de parada si se utiliza paridad; 2 bits si
no se usa paridad.
Comprobación de redundancia cíclica (CRC).
3.8.10.2 Estructura de mensaje Modbus
RTU
El dispositivo emisor coloca un mensaje Modbus RTU en
un formato con un comienzo conocido y un punto nal.
Esto permite a los dispositivos receptores comenzar al
principio del mensaje, leer la parte de la dirección,
determinar a qué dispositivo se dirige (o a todos, si el
mensaje es una transmisión) y reconocer cuándo el
mensaje se ha completado. Los mensaje parciales se
detectan y se determinan los errores resultantes. Los
caracteres que se van a transmitir deben estar en formato
hexadecimal 00 a FF en cada campo. El convertidor de
frecuencia monitoriza continuamente el bus de red,
también durante los intervalos silenciosos. Cuando el
primer campo (el campo de dirección) es recibido, cada
convertidor de frecuencia o dispositivo lo descodica para
determinar a qué dispositivo se dirige. Los mensajes
Modbus RTU dirigidos a cero son mensajes de transmisión.
No se permiten respuestas a los mensajes de transmisión.
En la Tabla 3.35 se muestra un formato típico de mensaje.
33
3.8.10.1 Convertidor de frecuencia con
Modbus RTU
Los controladores están congurados para comunicarse en
la red Modbus utilizando el modo RTU, con cada byte de
un mensaje que contenga dos caracteres hexadecimales de
4 bits. El formato de cada byte se muestra en la Tabla 3.34.
Tabla 3.35 Estructura típica de mensaje Modbus RTU
3.8.10.3
El mensaje comienza con un periodo de silencio de al
menos 3,5 intervalos de caracteres. Esto se implementa
como un múltiplo de intervalos de caracteres a la
velocidad en baudios seleccionada (mostrada como
Arranque T1-T2-T3-T4). El primer campo que se transmite
es la dirección del dispositivo. Tras el último carácter
transmitido, un periodo similar de al menos 3,5 intervalos
de carácter marca el n del mensaje. Después de este
periodo, puede comenzar otro mensaje. El formato
completo del mensaje debe transmitirse como un ujo
continuo. Si se produce un periodo de más de 1,5
intervalos de carácter antes de que se complete el formato,
8 bits8 bitsN × 8
bits
16 bitsT1-T2-T3-
Campo de arranque/parada
Final
-T4
Integración del sistema
VLT® AQUA Drive FC 202
el dispositivo receptor descarta el mensaje incompleto y
asume que el siguiente byte es el campo de dirección de
un nuevo mensaje. De forma similar, si un nuevo mensaje
comienza antes de 3,5 intervalos de carácter tras un
mensaje previo, el dispositivo receptor lo considerará una
continuación del mensaje anterior. Esto produce un error
33
de tiempo límite (falta de respuesta por parte del esclavo),
porque el valor del campo CRC nal no es válido para los
mensaje combinados.
3.8.10.4 Campo de dirección
El campo de dirección de un mensaje contiene 8 bits. Las
direcciones válidas de dispositivos esclavos están en el
rango de 0 a 247 decimal. Los dispositivos esclavos individuales tienen direcciones asignadas en un rango entre 1 y
247 (0 se reserva para el modo de transmisión, que
reconocen todos los esclavos). Un maestro se dirige a un
esclavo poniendo la dirección de este en el campo de
dirección del mensaje. Cuando el esclavo envía su
respuesta, pone su propia dirección en dicho campo de
dirección, para que el maestro sepa qué esclavo le está
contestando.
3.8.10.5
El campo de función de un mensaje contiene 8 bits. Los
códigos válidos están en el rango de 1 a FF. Los campos
de función se utilizan para enviar mensajes entre el
maestro y el esclavo. Cuando se envía un mensaje desde
un maestro a un dispositivo esclavo, el campo de código
de función le indica al esclavo la clase de acción que debe
realizar. Cuando el esclavo responde al maestro, utiliza el
campo de código de función para indicar una respuesta
normal (sin error), o que se ha producido un error de
alguna clase (esta respuesta se denomina «excepción»).
Para dar una respuesta normal, el esclavo simplemente
devuelve el código de función original. Para responder con
una excepción, el esclavo devuelve un código equivalente
al de la función original, pero con su bit más signicativo
cambiado a 1 lógico. Además, el esclavo pone un código
único en el campo de datos del mensaje de respuesta. Esto
le indica al maestro el tipo de error ocurrido o la razón de
la excepción. Consulte también el
capétulo 3.8.10.10 Códigos de función admitidos por Modbus
RTU y el capétulo 3.8.10.11 Códigos de excepción Modbus.
Campo de función
elementos que se manejarán y el contador de los bytes de
datos reales del campo.
3.8.10.7 Campo de comprobación CRC
Los mensajes incluyen un campo de comprobación de
errores, que opera en base al método de Comprobación de
redundancia cíclica (CRC). El campo CRC comprueba el
contenido de todo el mensaje. Se aplica independientemente del método de comprobación de paridad utilizado
para los caracteres individuales del mensaje. El valor CRC lo
calcula el dispositivo emisor, que añade el CRC como
último campo del mensaje. El dispositivo receptor vuelve a
calcular un CRC durante la recepción del mensaje y
compara el valor calculado con el valor recibido en el
campo CRC. Si los dos valores son distintos, el resultado es
un tiempo límite de bus. El campo de comprobación de
errores contiene un valor binario de 16 bits implementado
como dos bytes de 8 bits. Cuando esto se ha realizado, el
byte de orden bajo del campo se añade primero, seguido
del byte de orden alto. El byte de orden alto del CRC es el
último byte que se envía en el mensaje.
3.8.10.8
En Modbus, todos los datos están organizados en bobinas
y registros de retención. Las bobinas almacenan un solo
bit, mientras que los registros de retención alojan un
código de 2 bytes (16 bits). Todas las direcciones de datos
de los mensajes Modbus están referenciadas a cero. La
primera aparición de un elemento de datos se gestiona
como elemento número cero. Por ejemplo: la bobina
conocida como bobina 1 de un controlador programable se
trata como el campo de dirección de un mensaje Modbus.
La Bobina 127 decimal se trata como bobina 007EHEX (126decimal).
El registro de retención 40001 se trata como registro 0000 en
el campo de dirección del mensaje. El campo de código de
función ya
retención. Por lo tanto, la referencia 4XXXX es implícita. El
registro de retención 40108 se procesa como un registro
006BHEX (107 decimal).
Direccionamiento de bobinas
especica una operación de registro de
3.8.10.6
El campo de datos se construye utilizando grupos de dos
dígitos hexadecimales, en el intervalo de 00 a FF en
hexadecimal. Están hechos con un carácter RTU. El campo
de datos de los mensajes enviados desde un maestro a un
dispositivo esclavo contiene información más detallada que
el esclavo debe utilizar para realizar la acción denida por
el código de función. Este puede incluir elementos tales
como direcciones de registro o bobinas, la cantidad de
01Referencia interna, bit menos signicativo (lsb)
02Referencia interna, bit más signicativo (msb)
03Freno de CC Sin freno de CC
04Paro por inercia Sin paro por inercia
05Parada rápidaSin parada rápida
06Mantener frecuenciaNo mantener frecuencia
07Parada de rampaArranque
08Sin reinicioReinicio
09Sin velocidad jaVelocidad ja
10Rampa 1Rampa 2
11Datos no válidosDatos válidos
12Relé 1 desactivado Relé 1 activado
13Relé 2 desactivado Relé 2 activado
14Ajuste del bit menos signicativo (lsb)
15Ajuste del bit más signicativo (msb)
16Sin cambio de sentido Cambio de sentido
Tabla 3.37 Código de control del convertidor de frecuencia (perl FC)
DescripciónDirección de la
señal
De maestro a
frecuencia.
frecuencia o intervalo de referencias
de valor de consigna 0x0–0xFFFF (–
200 %-~200 %).
frecuencia (consulte la Tabla 3.38)
salida del convertidor de frecuencia.
Modo de lazo cerrado: señal de
realimentación del convertidor de
frecuencia.
(maestro a esclavo)
0=Los cambios en los parámetros
se escriben en la RAM del
convertidor de frecuencia.
1=Los cambios de los parámetros
se escriben en la RAM y en la
EEPROM del convertidor de
frecuencia.
esclavo
De maestro a
esclavo
De esclavo a
maestro
De esclavo a
maestro
De maestro a
esclavo
Bobina 01
33Control no preparadoControl listo
34Convertidor de frecuencia
no preparado
35Paro por inercia Cerrado seguro
36Sin alarmaAlarma
37Sin usoSin uso
38Sin usoSin uso
39Sin usoSin uso
40Sin advertenciaAdvertencia
41No en referenciaEn referencia
42Modo manualModo automático
43Fuera de rango de
frecuencia
44DetenidoFuncionamiento
45Sin usoSin uso
46Sin advertencia de tensión Advertencia de tensión
47No en límite de intensidad Límite de intensidad
48Sin advertencia térmicaAdvertencia térmica
Tabla 3.38 Código de estado del convertidor de frecuencia
(perl FC)
Número de
registro
00001-00006 Reservado
00007Último código de error desde una interfaz de
00008Reservado
00009
00010-00990 Grupo de parámetros 000 (parámetros del 0-01 al
01000-01990 Grupo de parámetros 100 (parámetros del 1-00 al
02000-02990 Grupo de parámetros 200 (parámetros del 2-00 al
03000-03990 Grupo de parámetros 300 (parámetros del 3-00 al
04000-04990 Grupo de parámetros 400 (parámetros del 4-00 al
......
49000-49990 Grupo de parámetros 4900 (parámetros del 49-00
50000Datos de entrada: registro de código de control
50010Datos de entrada: registro de referencia de bus
......
50200Datos de salida: registro de código de estado de
50210Datos de salida: registro del valor actual principal
Descripción
objeto de datos de convertidor de frecuencia
Índice de parámetro
0-99)
1-99)
2-99)
3-99)
4-99)
al 49-99)
de convertidor de frecuencia (CTW)
(REF)
convertidor de frecuencia (STW).
del convertidor de frecuencia (MAV).
Convertidor de frecuencia
listo
En rangos de frecuencia
1)
33
Tabla 3.39 Registros de retención
1) Utilizado para especicar el número de índice que se debe usar al
acceder a un parámetro indexado.
Los códigos disponibles para su uso en los campos de
incorrecta
datos y función de un mensaje Modbus RTU se enumeran
en el capétulo 3.8.10.10 Códigos de función admitidos por
33
Modbus RTU y el capétulo 3.8.10.11 Códigos de excepción
Modbus.
3.8.10.10 Códigos de función admitidos por
Modbus RTU
El Modbus RTU admite el uso de los códigos de función
(consulte la Tabla 3.40) en el campo de función de un
mensaje.
FunciónCódigo de función
(hex)
Leer bobinas1
Leer registros de retención3
Escribir una sola bobina5
Escribir un solo registro6
Escribir múltiples bobinasF
Escribir múltiples registros10
Obtener contador de eventos de
comunicación
Informar de ID de esclavo11
Tabla 3.40 Códigos de función
FunciónCódigo
de
función
Diagnóstico 81Reiniciar comunicación
Tabla 3.41 Códigos de función y códigos de subfunción
3.8.10.11
Códigos de excepción Modbus
Código de
subfunción
2Devolver registro de
10Borrar contadores y
11Devolver recuento de
12Devolver recuento de
13Muestra el recuento de
14Devolver recuento de
B
Subfunción
diagnóstico
registro de diagnóstico
mensajes de bus
errores de comunicación
de bus
errores de esclavo
mensajes de esclavo
Para obtener una explicación completa sobre la estructura
de una excepción, consulte el capétulo 3.8.10.5 Campo defunción.
2Dirección de
datos
incorrecta
3Valor de
datos
incorrecto
4Fallo del
dispositivo
esclavo
Tabla 3.42 Códigos de excepción Modbus
3.8.11
Acceso a los parámetros
3.8.11.1 Gestión de parámetros
El PNU (número de parámetro) se traduce de la dirección
del registro contenida en el mensaje de lectura o escritura
Modbus. El número de parámetro se traslada a Modbus
como (10 × número de parámetro) decimal. Ejemplo:
Lectura 3-12 Valor de enganche/arriba-abajo (16 bit): el
registro de retención 3120 almacena el valor de los
parámetros. Un valor de 1352 (decimal) signica que el
parámetro está ajustado en 12,52 %
El código de función recibido en la
petición no es una acción permitida para
el servidor (o esclavo). Esto puede ser
debido a que el código de la función solo
se aplica a dispositivos recientes y no se
implementó en la unidad seleccionada.
También puede indicar que el servidor (o
esclavo) se encuentra en un estado
incorrecto para procesar una petición de
este tipo, por ejemplo, porque no esté
congurado y se le pide devolver valores
registrados.
La dirección de datos recibida en la
petición no es una dirección admisible
para el servidor (o esclavo). Más concretamente, la combinación del número de
referencia y la longitud de transferencia
no es válida. Para un controlador con 100
registros, una petición con desviación 96 y
longitud 4 sería aceptada, mientras que
una petición con desviación 96 y longitud
5 genera una excepción 02.
Un valor contenido en el campo de datos
de solicitud no es un valor permitido para
el servidor (o esclavo). Esto indica un fallo
en la estructura de la parte restante de
una petición compleja como, por ejemplo,
la de que la longitud implicada es
incorrecta. NO signica,especícamente,
que un conjunto de datos enviado para
su almacenamiento en un registro tenga
un valor que se encuentra fuera de la
expectativa del programa de la aplicación,
ya que el protocolo Modbus no conoce el
signicado de cualquier valor
determinado de cualquier registro en
particular.
Un error irrecuperable se produjo
mientras el servidor (o esclavo) intentaba
ejecutar la acción solicitada.
Lectura 3-14 Referencia interna relativa (32 bit): los registros
de retención 3410 y 3411 almacenan el valor de los
parámetros. Un valor de 11 300 (decimal) signica que el
parámetro está ajustado en 1113,00.
Para obtener más información sobre los parámetros, el
tamaño y el índice de conversión, consulte la Guía de
programación.
3.8.11.2 Almacenamiento de datos
El decimal de la bobina 65 determina si los datos escritos
en el convertidor de frecuencia se almacenan en EEPROM y
RAM (bobina 65 = 1) o solo en RAM (bobina 65 = 0).
3.8.11.3
Algunos de los parámetros del convertidor de frecuencia
son parámetro de matrices, p. ej., 3-10 Referencia interna.
Dado que el Modbus no es compatible con matrices en los
registros de retención, el convertidor de frecuencia ha
reservado el registro de retención 9 como indicador para la
matriz. Antes de leer o escribir un parámetro de matrices,
congure el registro de retención 9. Si se congura el
registro de retención en el valor 2, las siguientes lecturas/
escrituras a los parámetros de matrices estarán en el índice
2.
IND (índice)
legibles van desde 1 registro (16 bits) hasta 10 registros (20
caracteres).
Tipos de datos no estándar
Los tipos de datos no estándar son cadenas de texto y se
almacenan como registros 4x (40001-4FFFF). Los
parámetros se leen utilizando la función 03 hex ReadHolding Registers (Lectura de registros de retención) y se
escriben utilizando la función 10 hex Preset MultipleRegisters (Preajustar múltiples registros). Los tamaños
legibles van desde 1 registro (2 caracteres) hasta 10
registros (20 caracteres).
3.8.12 Perl de control del convertidor de
frecuencia
3.8.12.1 Código de control de acuerdo con
el perl FC (8-10 Tramacontrol=perl FC)
Ilustración 3.55 Código de control
33
3.8.11.4
A los parámetros almacenados como cadenas de texto se
accede de la misma forma que a los restantes. El tamaño
máximo de un bloque de texto es 20 caracteres. Si se
realiza una petición de lectura de un parámetro por más
caracteres de los que el parámetro almacena, la respuesta
se trunca. Si la petición de lectura se realiza por menos
caracteres de los que el parámetro almacena, la respuesta
se rellena con espacios en blanco.
3.8.11.5
Debido a que un valor de parámetro solo puede
transferirse como un número entero, es necesario utilizar
un factor de conversión para transmitir las cifras decimales.
3.8.11.6
Tipos de datos estándar
Los tipos de datos estándar son int 16, int 32, uint 8, uint
16 y uint 32. Se guardan como registros 4x (40001-4FFFF).
Los parámetros se leen utilizando la función 03 hex ReadHolding Registers (Lectura de registros de retención). Los
parámetros se escriben utilizando la función 6 hex PresetSingle Register (Preajustar registro único) para 1 registro (16
bits) y la función 10 Hex Preset Multiple Registers (Preajustar
múltiples registros) para 2 registros (32 bits). Los tamaños
signicativo (msb)
02Freno de CC Rampa
03Funcionamiento por
inercia
04Parada rápidaRampa
05Mantener frecuencia de
salida
06Parada de rampaArranque
07Sin funciónReinicio
08Sin funciónVelocidad ja
09Rampa 1Rampa 2
10Datos no válidosDatos válidos
11Sin funciónRelé 01 activo
12Sin funciónRelé 02 activo
13Ajuste de parámetrosSelección del bit menos
14Ajuste de parámetrosSelección del bit más signi-
15Sin funciónCambio de sentido
Tabla 3.43 Bits del código de control
Sin funcionamiento por
inercia
Usar rampa
signicativo (lsb)
cativo (msb)
Integración del sistema
VLT® AQUA Drive FC 202
Explicación de los bits de control
Bits 00/01
Los bits 00 y 01 se utilizan para seleccionar entre los
cuatro valores de referencia, que están preprogramados en
3-10 Referencia interna, según la Tabla 3.44.
33
Valor de
referencia
programada
1
2
3
4
Tabla 3.44 Valores de referencia
ParámetroBit 01Bit 00
3-10 Referencia
interna [0]
3-10 Referencia
interna [1]
3-10 Referencia
interna [2]
3-10 Referencia
interna [3]
00
01
10
11
AVISO!
Haga una selección en 8-56 Selec. referencia interna para
denir cómo se direccionan los bits 00/01 con la función
correspondiente en las entradas digitales.
Bit 02: freno de CC
El bit 02 = 0 causa el frenado de CC y la parada. Ajuste la
intensidad y duración de frenado en 2-01 Intens. freno CC y
en 2-02 Tiempo de frenado CC.
El bit 02 = 1 provoca una rampa.
Bit 03: funcionamiento por inercia
Bit 03=0: el convertidor de frecuencia libera inmediatamente al motor, (los transistores de salida se desactivan)
y se produce inercia hasta la parada.
Bit 03=1: el convertidor de frecuencia arranca el motor si
se cumplen las demás condiciones de arranque.
Haga una selección en 8-50 Selección inercia para denir
cómo se direcciona el bit 03 con la correspondiente
función en una entrada digital.
Bit 04: parada rápida
Bit 04=0: hace decelerar el motor hasta pararse (se ajusta
en 3-81 Tiempo rampa parada rápida).
Bit 05: mantener la frecuencia de salida
Bit 05=0: la frecuencia de salida actual (en Hz) se
mantiene. Cambiar la frecuencia de salida mantenida
únicamente mediante las entradas digitales (de
5-10 Terminal 18 Entrada digital a 5-15 Terminal 33 entrada
digital) programadas en Aceleración y Enganc. abajo.
AVISO!
Si Mantener salida está activada, el convertidor de
frecuencia solo puede pararse mediante:
Bit 03: paro por inercia
•
Bit 02: frenado de CC
•
Entrada digital (de 5-10 Terminal 18 Entrada
•
digital a 5-15 Terminal 33 entrada digital)
programada en Frenado de CC, Paro por inercia
o Reinicio y Paro por inercia.
Bit 06: parada/arranque de rampa
Bit 06=0: provoca una parada y hace que la velocidad del
motor decelere hasta detenerse mediante el parámetro de
rampa de deceleración seleccionado.
Bit 06=1: permite que el convertidor de frecuencia
arranque el motor si se cumplen las demás condiciones de
arranque.
Haga una selección en 8-53 Selec. arranque para
cómo se direcciona el bit 06 Parada/arranque de rampa con
la función correspondiente en una entrada digital.
Bit 07: reinicio
Bit 07=0: sin reinicio.
Bit 07=1: reinicia una desconexión. El reinicio se activa en
el frente delantero de la señal, es decir, cuando cambia de
0 lógico a 1 lógico.
Bit 08: velocidad
Bit 08=1: la frecuencia de salida está determinada por
3-19 Velocidad ja [RPM].
Bit 09: selección de rampa 1/2
Bit 09=0: la rampa 1 está activa (de 3-41 Rampa 1 tiempo
acel. rampa a 3-42 Rampa 1 tiempo desacel. rampa).
Bit 09=1: la rampa 2 está activa (de 3-51 Rampa 2 tiempo
acel. rampa a 3-52 Rampa 2 tiempo desacel. rampa).
Bit 10: datos no válidos / datos válidos
Indica al convertidor de frecuencia si debe utilizar o
ignorar el código de control.
Bit 10=0: el código de control se ignora.
Bit 10=1: el código de control se utiliza. Esta función es
relevante porque el telegrama contiene siempre el código
de control, independientemente del tipo de telegrama.
Desactive el código de control si no se debe utilizar al
actualizar o leer parámetros.
Bit 11: relé 01
Bit 11=0: relé no activado.
Bit 11=1: relé 01 activado, siempre que se haya
seleccionado Bit código control 11 en 5-40 Relé de función.
Bit 12, relé 04
Bit 12=0: el relé 04 no está activado.
Bit 12=1: relé 04 activado, siempre que se haya
seleccionado Bit código control 12 en 5-40 Relé de función.
Bit 13/14: selección de ajuste
Utilice los bits 13 y 14 para elegir entre los cuatro ajustes
de menú, según la Tabla 3.45.
La función solamente es posible cuando se selecciona [9]
Ajuste activo en 0-10 Ajuste activo.
Haga una selección en 8-55 Selec. ajuste para denir cómo
se direccionan los bits 13/14 con la función correspondiente en las entradas digitales.
Bit 15: cambio del sentido
Bit 15=0: sin cambio de sentido.
Bit 15=1: cambio de sentido. En los ajustes predeterminados, el cambio de sentido se ajusta a digital en
8-54 Selec. sentido inverso. El bit 15 solo causa el cambio de
sentido cuando se selecciona Comunicación serie, Lógico O
o Lógico Y.
3.8.12.2
Código de estado conforme al
perl FC (STW) (8-10 Trama control
= perl FC)
Ilustración 3.56 Código de estado
BitBit = 0Bit = 1
00Control no preparadoControl listo
01Convertidor de frecuencia
no preparado
02Funcionamiento por inercia Activar
03Sin errorDesconexión
04Sin errorError (sin desconexión)
05Reservado06Sin errorBloqueo por alarma
07Sin advertenciaAdvertencia
08Velocidad ≠ ref.Velocidad = referencia
09Funcionamiento localControl de bus
10Fuera del límite de
frecuencia
11Sin funcionamientoEn funcionamiento
12Convertidor de frecuenciaOKDetenido, arranque
Explicación de los bits de estado
Bit 00: control no listo / listo
Bit 00=0: el convertidor de frecuencia se desconecta.
Bit 00=1: los controles del convertidor de frecuencia están
preparados, pero el componente de potencia podría no
estar recibiendo suministro eléctrico (en el caso de
suministro externo de 24 V a los controles).
Bit 01: convertidor de frecuencia preparado
Bit 01=1: el convertidor de frecuencia está listo para
funcionar, pero la orden de funcionamiento por inercia
esta activada mediante las entradas digitales o la comunicación serie.
Bit 02: paro por inercia
Bit 02=0: el convertidor de frecuencia libera el motor.
Bit 02=1: el convertidor de frecuencia arranca el motor con
una orden de arranque.
Bit 03: sin error / desconexión
Bit 03=0: el convertidor de frecuencia no está en modo de
fallo.
Bit 03=1: el convertidor de frecuencia se desconecta. Para
restablecer el funcionamiento, pulse [Reset].
Bit 04: sin error / error (sin desconexión)
Bit 04=0: el convertidor de frecuencia no está en modo de
fallo.
Bit 04=1: el convertidor de frecuencia muestra un error
pero no se desconecta.
Bit 06=0: el convertidor de frecuencia no está en modo de
fallo.
Bit 06=1: el convertidor de frecuencia se ha desconectado
y bloqueado.
Bit 15=1: uno de los temporizadores ha sobrepasado el
100 %.
Todos los bits del STW se ajustan a 0 si la conexión entre
la opción Interbus y el convertidor de frecuencia se pierde,
o si se produce un problema de comunicación interna.
Bit 07: sin advertencia / advertencia
Bit 07=0: no hay advertencias.
Bit 07=1: se ha producido una advertencia.
3.8.12.3 Valor de referencia de velocidad de
bus
Bit 08: velocidad ≠ referencia / velocidad = referencia
Bit 08=0: el motor está funcionando pero la velocidad
actual es distinta a la referencia interna de velocidad. Por
ejemplo, esto puede ocurrir cuando la velocidad sigue una
rampa hacia arriba o hacia abajo durante el arranque / la
parada.
Bit 08=1: la velocidad del motor es igual a la referencia
interna de velocidad.
El valor de referencia de la velocidad se transmite al
convertidor de frecuencia en forma de valor relativo en %.
El valor se transmite en forma de una palabra de 16 bits;
en enteros (0-32 767), el valor 16 384 (4000 Hex)
corresponde al 100 %. Las cifras negativas se codican en
complemento a 2. La frecuencia real de salida (MAV) se
escala de la misma forma que la referencia del bus.
Bit 09: funcionamiento local / control de bus
Bit 09=0: [Stop/Reset] está activo en la unidad de control o
si se selecciona Control local en 3-13 Lugar de referencia. No
es posible el control mediante la comunicación serie.
Bit 09=1 Es posible controlar el convertidor de frecuencia a
través de la comunicación serie / el bus de campo.
Bit 10: fuera de límite de frecuencia
Bit 10=0: la frecuencia de salida ha alcanzado el valor
Ilustración 3.57 Frecuencia real de salida (MAV)
ajustado en 4-11 Límite bajo veloc. motor [RPM] o
4-13 Límite alto veloc. motor [RPM].
Bit 10=1: la frecuencia de salida está dentro de los límites
La referencia y la MAV se escalan de la siguiente forma:
denidos.
Bit 11: sin función / en funcionamiento
Bit 11=0: el motor no está en marcha.
Bit 11=1: el convertidor de frecuencia tiene una señal de
arranque o la frecuencia de salida es superior a 0 Hz.
Bit 12: convertidor de frecuencia OK/parado,
autoarranque
Bit 12=0: no hay una sobretemperatura temporal en el
inversor.
Bit 12=1: el inversor se ha parado debido a una
temperatura excesiva, pero la unidad no se ha
desconectado y terminará su funcionamiento cuando la
Ilustración 3.58 Referencia y MAV
temperatura disminuya.
Bit 13: tensión OK / límite excedido
Bit 13=0: no hay advertencias de tensión.
Bit 13=1: la tensión de CC del circuito intermedio del
convertidor de frecuencia es demasiado baja o demasiado
alta.
Bit 14: par OK / límite excedido
Bit 14=0: la intensidad del motor es inferior al límite de par
seleccionado en 4-18 Límite intensidad.
Bit 14=1: se ha sobrepasado el límite de par en 4-18 Límiteintensidad.
Bit 15: temporizador OK / límite excedido
Bit 15=0: los temporizadores para la protección térmica del
motor y la protección térmica no han sobrepasado el
100 %.
3.8.12.4 Código de control de acuerdo con
el perl de PROFIdrive (CTW)
El código de control se utiliza para enviar comandos de un
maestro (p. ej., un PC) a un esclavo.
BitBit = 0Bit = 1
00O 1On 1
01O 2On 2
02O 3On 3
03Funcionamiento por inercia Sin funcionamiento por
inercia
04Parada rápidaRampa
05Mantener la salida de
frecuencia
06Parada de rampaArranque
07Sin funciónReinicio
08Velocidad ja 1 OVelocidad ja 1 On
09Velocidad ja 2 OVelocidad ja 2 On
10Datos no válidosDatos válidos
11Sin funciónRalentizar
12Sin funciónEnganche arriba
13Ajuste de parámetrosSelección del bit menos
14Ajuste de parámetrosSelección del bit más
15Sin funciónCambio de sentido
Tabla 3.47 Bits del código de control
Explicación de los bits de control
Bit 00: APAGADO 1 / ENCENDIDO 1
Las paradas de rampa normal utilizan los tiempos de
rampa de la rampa actualmente seleccionada.
Bit 00=0 provoca una parada y la activación del relé de
salida 1 o 2 si la frecuencia de salida es 0 Hz y si se ha
seleccionado [Relé 123] en 5-40 Relé de función.
Cuando bit 0=1, el convertidor de frecuencia está en el
estado 1: Encendido inhibido.
Bit 01: o 2 / on 2
Paro por inercia
Cuando el bit 01=0, se produce un paro por inercia y la
activación del relé de salida 1 o 2 si la frecuencia de salida
es 0 Hz y si se ha seleccionado [Relé 123] en 5-40 Relé defunción.
o 3 / on 3
Bit 02:
Parada rápida utilizando el tiempo de rampa de
3-81 Tiempo rampa parada rápida. Cuando el bit 02=0, se
produce una parada rápida y la activación del relé de
salida 1 o 2 si la frecuencia de salida es 0 Hz y si se ha
seleccionado [Relé 123] en 5-40 Relé de función.
Cuando bit 02=1, el convertidor de frecuencia está en
Estado 1: Encendido inhibido.
Bit 03: funcionamiento por inercia / sin inercia
Paro por inercia, bit 03=0 produce una parada.
Usar rampa
signicativo (lsb)
signicativo (msb)
Cuando el bit 03=1, el convertidor de frecuencia arranca si
se cumplen las demás condiciones de arranque.
AVISO!
La selección en 8-50 Selección inercia determina el enlace
del bit 03 con la correspondiente función de las entradas
digitales.
Bit 04: parada rápida / rampa
Parada rápida utilizando el tiempo de rampa de
3-81 Tiempo rampa parada rápida.
Cuando el bit 04=0, se produce una parada rápida.
Cuando el bit 04=1, el convertidor de frecuencia arranca si
se cumplen las demás condiciones de arranque.
AVISO!
La selección en 8-51 Selección parada rápida determina el
enlace del bit 04 con la correspondiente función de las
entradas digitales.
Bit 05: mantener la salida de frecuencia / utilizar rampa
Cuando el bit 05=0, se mantiene la frecuencia de salida
aunque se cambie el valor de referencia.
Cuando bit 05=1, el convertidor de frecuencia realiza su
función reguladora de nuevo; el funcionamiento se
produce de acuerdo con el respectivo valor de referencia.
Bit 06: parada / arranque de rampa
La parada de rampa normal utiliza los tiempos de rampa
de la rampa actualmente seleccionada. Además, se activa
el relé de salida 01 o 04 si la frecuencia de salida es 0 Hz y
si se ha seleccionado el relé 123 en 5-40 Relé de función.
Bit 06=0 da lugar a una parada.
Cuando el bit 06=1, el convertidor de frecuencia puede
arrancar si se cumplen las demás condiciones de arranque.
AVISO!
La selección en 8-53 Selec. arranque determina el enlace
del bit 06 con la correspondiente función de las entradas
digitales.
Bit 07: sin función / reinicio
Reinicio después de la desconexión.
Reconoce el evento en el
Cuando el bit 07=0, no se produce el reinicio.
Cuando hay un cambio de inclinación del bit 07 a 1, se
produce un reinicio después de la desconexión.
Bit 08: velocidad
Activación de la velocidad preprogramada en 8-90 Veloc
Bus Jog 1. VELOCIDAD FIJA 1 solo es posible si el bit 04=0
y el bit 00-03=1.
Bit 09: velocidad ja 2 o/on
Activación de la velocidad preprogramada en 8-91 Veloc
Bus Jog 2. La velocidad
Se utiliza para comunicar al convertidor de frecuencia si
3.8.12.5 Código de estado según el perl
de PROFIdrive (STW)
debe utilizar o ignorar el código de control.
El bit 10=0 hace que se ignore el código de control.
El bit 10=1 hace que se utilice el código de control. Esta
El código de estado se utiliza para comunicar al maestro
(por ejemplo, un PC) el estado de un esclavo.
función es importante, debido a que el código de control
33
siempre está contenido en el telegrama, independientemente del tipo de telegrama que se emplee. Es posible
desactivar el código de control si no desea utilizarlo al
actualizar o leer parámetros.
Bit 11: sin función / ralentizar
Se utiliza para reducir el valor de referencia de velocidad
en la cantidad señalada en 3-12 Valor de enganche/arriba-
-abajo.
Cuando el bit 11=0, no se producirá ninguna modicación
del valor de referencia.
Cuando el bit 11=1, el valor de referencia se reduce.
Bit 12: sin función / enganche arriba
Se utiliza para aumentar el valor de referencia de velocidad
en la cantidad señalada en 3-12 Valor de enganche/arriba-
-abajo.
Cuando el bit 12=0, no se producirá ninguna modicación
del valor de referencia.
Cuando el bit 12=1, el valor de referencia se incrementa.
Si tanto la deceleración como la aceleración están
activadas (bits 11 y 12=1), la deceleración tiene prioridad,
es decir, el valor de referencia de velocidad se reducirá.
Bits 13/14: selección de ajustes
Los bits 13 y 14 se utilizan para seleccionar entre los
cuatro ajustes de parámetros de acuerdo con la Tabla 3.48.
La función solo es posible cuando se selecciona [9] Ajuste
activo en 0-10 Ajuste activo. La selección en 8-55 Selec.
ajuste determina cómo los bits 13 y 14 enlazan con la
función correspondiente de las entradas digitales. Solo es
posible
modicar el ajuste durante el funcionamiento si los
ajustes se han enlazado en 0-12 Ajuste actual enlazado a.
AjusteBit 13Bit 14
100
210
301
411
BitBit = 0Bit = 1
00Control no preparado Control listo
01Convertidor de
frecuencia no
preparado
02Funcionamiento por
inercia
03Sin errorDesconexión
04O 2On 2
05O 3On 3
06Arranque posibleArranque imposible
07Sin advertenciaAdvertencia
08
09Funcionamiento local Control de bus
10Fuera del límite de
11Sin funcionamientoEn funcionamiento
12Convertidor de
Explicación de los bits de estado
Bit 00: control no listo / listo
Cuando el bit 00=0, los bits 00, 01 o 02 del código de
control son 0 (OFF 1, OFF 2 o OFF 3) o el convertidor de
frecuencia se apaga (desconexión).
Cuando el bit 00=1, el control del convertidor de
frecuencia está preparado, pero no hay necesariamente
una fuente de alimentación a la unidad (en el caso de
suministro externo de 24 V del sistema de control).
Bit 01: convertidor de frecuencia no
preparado / preparado
Misma importancia que el bit 00, no obstante, hay
Tabla 3.48 Selección de ajustes
suministro desde la unidad de alimentación. El convertidor
de frecuencia está preparado cuando recibe las señales de
Bit 15: sin función / cambio de sentido
El bit 15=0 hace que no haya cambio de sentido.
El bit 15=1 hace que haya un cambio de sentido.
AVISO!
En los ajustes de fábrica, el cambio de sentido se ajusta
a digital en 8-54 Selec. sentido inverso.
arranque necesarias.
Bit 02: funcionamiento por inercia / activar
Cuando el bit 02=0, los bits 00, 01 o 02 del código de
control son 0 (OFF 1, OFF 2 o OFF 3 o funcionamiento por
inercia) o el convertidor de frecuencia se apaga
(desconexión).
Cuando bit 02=1, los bits 00, 01 o 02 del código de control
son 1; el convertidor de frecuencia no se ha desconectado.
AVISO!
El bit 15 solo causa el cambio de sentido cuando se
selecciona Comunicación serie, Lógico O o Lógico Y.
Bit 03: sin error / desconexión
Cuando el bit 03=0, hay un estado sin error del
convertidor de frecuencia.
Cuando el bit 03=1, el convertidor de frecuencia se ha
desconectado y necesita una señal de reinicio para poder
arrancar.
Bit 04: on 2/o 2
Cuando el bit 01 del código de control es 0, el bit 04=0.
Cuando el bit 01 del código de control es 1, el bit 04=1.
Bit 05: on 3/o 3
Cuando el bit 02 del código de control es 0, el bit 05=0.
Cuando el bit 02 del código de control es 1, el bit 05=1.
Bit 06: arranque posible / arranque imposible
Si se ha seleccionado [1] PROFIdrive en 8-10 Trama Cód.
Control, el bit 06 es 1 tras el reconocimiento de la
desconexión, tras la activación de
conexión de la tensión de red, se reinicia Arranqueimposible, el bit 00 del código de control se ajusta a 0 y los
bits 01, 02 y 10 se ajustan a 1.
Bit 07: sin advertencia / advertencia
El bit 07=0 signica que no hay advertencias.
Bit 07=1 signica que se ha producido una advertencia.
Bit 08: velocidad ≠ referencia / velocidad = referencia
Cuando el bit 08=0, la velocidad actual del motor se desvía
del valor de referencia de velocidad ajustado. Esto podría
suceder, por ejemplo, cuando la velocidad cambia durante
el arranque / la parada mediante una rampa de
aceleración/deceleración.
Cuando el bit 08=1, la velocidad del motor se corresponde
con el valor de referencia de velocidad ajustado.
Bit 09: funcionamiento local / control de bus
Bit 09=0 indica que el convertidor de frecuencia se ha
detenido mediante el botón [Stop] del LCP o que se ha
seleccionado el valor [Linked to hand] o [Local] en
3-13 Lugar de referencia.
Cuando el bit 09=1, el convertidor de frecuencia se puede
controlar mediante la interfaz serie.
Bit 10: fuera del límite de frecuencia / límite de
frecuencia OK
Cuando el bit 10=0, la frecuencia de salida está fuera de
los límites ajustados en 4-52 Advert. Veloc. baja y en4-53 Advert. Veloc. alta.
Cuando el bit 10=1, la frecuencia de salida se encuentra
dentro de los límites indicados.
Bit 11: sin función / en funcionamiento
Cuando el bit 11=0, el motor no está en funcionamiento.
Cuando el bit 11=1, el convertidor de frecuencia tiene una
señal de arranque o la frecuencia de salida es mayor que
0 Hz.
Bit 12: convertidor de frecuencia OK/parado,
autoarranque
Cuando el bit 12=0, no hay sobrecarga temporal del
inversor.
Cuando el bit 12=1, el inversor se para debido a
sobrecarga. No obstante, el convertidor de frecuencia no
está apagado (desconectado) y arranca de nuevo cuando
naliza la sobrecarga.
O2 u O3 y tras la
Bit 13: tensión OK / tensión excedida
Cuando el bit 13=0, signica que no se han excedido los
límites de tensión del convertidor de frecuencia.
Cuando el bit 13=1, la tensión de CC en el circuito
intermedio del convertidor de frecuencia es demasiado
baja o demasiado alta.
Bit 14: par OK / par excedido
Cuando el bit 14=0, el par del motor es inferior al límite
seleccionado en 4-16 Modo motor límite de par y en4-17 Modo generador límite de par.
Cuando el bit 14=1, se ha sobrepasado el límite
seleccionado en 4-16 Modo motor límite de par o 4-17 Modogenerador límite de par.
Bit 15: temporizador OK / temporizador excedido
Cuando el bit 15=0, los temporizadores para la protección
térmica del motor y la protección térmica del convertidor
de frecuencia, respectivamente, no han sobrepasado el
100 %.
Cuando el bit 15=1, uno de los temporizadores ha
sobrepasado el 100 %.
Tabla 3.50 proporciona una lista de vericación para integrar un convertidor de frecuencia en un sistema de control de
motor. La función de la lista es servir de recordatorio de las categorías generales y las opciones necesarias para especicar
los requisitos del sistema.
33
CategoríaDetallesNotas
Modelo de
convertidor
Potencia
VoltiosIntensidad
Características físicas
Dimensiones Peso
Condiciones ambientales de funcionamiento
TemperaturaAltitudHumedad Calidad del aire/polvoRequisitos de reducción de