Danfoss FC 202 Design guide [sv]

MAKING MODERN LIVING POSSIBLE

Design Guide

VLT® AQUA Drive FC 202

0,25–90 kW

www.danfoss.se/vlt

Innehåll Design Guide

Innehåll

1 Inledning

1.1 Syftet med Design Guide

1.2 Struktur

1.3 Ytterligare dokumentation

1.4 Förkortningar, symboler och praxis

1.5 Denitioner

1.6 Dokument- och programversion

1.7 Godkännanden och certikat

1.7.1 CE-märkning 11

1.7.1.1 Lågspänningsdirektivet 11

1.7.1.2 EMC-direktivet 11

1.7.1.3 Maskindirektivet 11

1.7.1.4 ErP-direktivet 12

1.7.2 Uppfyller C-tick 12

1.7.3 Uppfyller UL 12

1.7.4 Uppfyller Marine 12

1.8 Säkerhet

8 8 8 8

9 10 11 11

1.8.1 Allmänna säkerhetsprinciper 13

2 Produktöversikt

2.1 Inledning

2.2 Driftsbeskrivning

2.3 Driftsekvens

2.3.1 Likriktardelen 20

2.3.2 Mellanliggande del 20

2.3.3 Växelriktardel 20

2.3.4 Bromstillval 20

2.3.5 Lastdelning 21

2.4 Styrstrukturer

2.4.1 Styrstruktur utan återkoppling 21

2.4.2 Styrstrukturer med återkoppling 22

2.4.3 Lokalstyrning (Hand On) och Fjärrstyrning (Auto On) 22

2.4.4 Referenshantering 23

2.4.5 Återkopplingshantering 25

2.5 Automatiserade driftfunktioner

15 15 19 20

2.5.1 Kortslutningsskydd 26

2.5.2 Överspänningsskydd 26

2.5.3 Detektering av motorfas saknas 27

2.5.4 Detektering av nätfasobalans 27

MG20N607 Danfoss A/S © 09/2014 Med ensamrätt. 1

Innehåll

VLT® AQUA Drive FC 202

2.5.5 In- och urkoppling på utgången 27

2.5.6 Överbelastningsskydd 27

2.5.7 Automatisk nedstämpling 27

2.5.8 Automatisk energioptimering 27

2.5.9 Automatisk switchfrekvensmodulering 28

2.5.10 Automatisk nedstämpling för hög switchfrekvens 28

2.5.11 Automatisk nedstämpling för överhettning 28

2.5.12 Automatisk ramp 28

2.5.13 Strömgränskrets 28

2.5.14 Prestanda vid eektuktuationer 28

2.5.15 Mjukstart av motorn 28

2.5.16 Resonansdämpning 28

2.5.17 Temperaturstyrda äktar 28

2.5.18 EMC-överensstämmelse 29

2.5.19 Strömmätning på alla tre motorfaser 29

2.5.20 Galvanisk isolation av styrplintar 29

2.6 Anpassade tillämpningsfunktioner

2.6.1 Automatisk motoranpassning 29

2.6.2 Termiskt motorskydd 29

2.6.3 Nätavbrott 30

2.6.4 Inbyggda PID-regulator 30

2.6.5 Automatisk omstart 30

2.6.6 Flygande start 30

2.6.7 Fullt moment med reducerad hastighet 30

2.6.8 Förbikoppling av frekvens 30

2.6.9 Förvärmning av motor 30

2.6.10 Fyra programmerbara menyer 31

2.6.11 Dynamisk bromsning 31

2.6.12 Likströmsbroms 31

2.6.13 Energisparläge 31

2.6.14 Drift tillåten 31

2.6.15 Smart Logic Control (SLC) 31

2.6.16 STO-funktion 32

2.7 Fel-, varnings- och larmfunktioner

2.7.1 Drift vid överhettning 33

2.7.2 Varning för hög och låg referens 33

2.7.3 Varning om hög och låg återkoppling 33

2.7.4 Fasobalans eller fasbortfall 33

2.7.5 Varning för hög frekvens 33

2.7.6 Varning för låg frekvens 33

2 Danfoss A/S © 09/2014 Med ensamrätt. MG20N607

Innehåll Design Guide

2.7.7 Varning för hög ström 33

2.7.8 Varning för låg ström 34

2.7.9 Ingen last/trasigt band-varning 34

2.7.10 Förlorat seriegränssnitt 34

2.8 Användargränssnitt och programmering

2.8.1 Lokal manöverpanel 34

2.8.2 PC-program 35

2.8.2.1 MCT 10-kongurationsprogramvara 35

2.8.2.2 VLT® Harmonics Calculation Software MCT 31 36

2.8.2.3 Programvaran Harmonic Calculation Software (HCS) 36

2.9 Underhåll

2.9.1 Lagring 36

3 Systemintegrering

3.1 Omgivande miljöförhållanden

3.1.1 Fukt 37

3.1.2 Temperatur 37

3.1.3 Kylning 38

3.1.4 Motorgenererad överspänning 39

3.1.5 Ljudnivå 39

3.1.6 Vibrationer och stötar 39

3.1.7 Aggressiva miljöer 39

37 37

3.1.8 Denitioner av IP-klassicering 40

3.1.9 Radiofrekvensstörningar 41

3.1.10 Överensstämmelse för PELV och galvanisk Isolation 41

3.1.11 Lagring 42

3.2 EMC, övertoner och skydd mot läckström till jord

3.2.1 Allmänt om EMC-emissioner 42

3.2.2 EMC-testresultat 43

3.2.3 Emissionskrav 45

3.2.4 Immunitetskrav 45

3.2.5 Motorisolering 46

3.2.6 Lagerströmmar i motorn 46

3.2.7 Övertoner 47

3.2.8 Läckström till jord 49

3.3 Nätintegrering

3.3.1 Nätkongurationer och EMC-eekter 51

3.3.2 Lågfrekventa nätstörningar 51

3.3.3 Analysera nätstörningar 52

3.3.4 Alternativ för att minska nätstörningarna 52

MG20N607 Danfoss A/S © 09/2014 Med ensamrätt. 3

Innehåll

VLT® AQUA Drive FC 202

3.3.5 Radiofrekvensstörningar 52

3.3.6 Klassicering av driftplatsen 52

3.3.7 Använda med isolerad ingångskälla 53

3.3.8 Korrigering av eektfaktor 53

3.3.9 Fördröjning av inström 53

3.3.10 Nättransienter 53

3.3.11 Drift med en reservgenerator 54

3.4 Motorintegrering

3.4.1 Överväganden vid motorval 54

3.4.2 Sinus- och dU/dt-lter 54

3.4.3 Korrekt motorjordning 54

3.4.4 Motorkablar 55

3.4.5 Motorkabelskärmning 55

3.4.6 Ansluta era motorer 55

3.4.7 Isolering av styrledning 57

3.4.8 Termiskt motorskydd 57

3.4.9 Utgångskontaktor 58

3.4.10 Bromsfunktioner 58

3.4.11 Dynamisk bromsning 58

3.4.12 Bromsmotståndsberäkning 58

3.4.13 Kabeldragning för bromsmotstånd 59

3.4.14 Bromsmotstånd och broms-IGBT 59

3.4.15 Energiverkningsgrad 59

3.5 Extra ingångar och utgångar

3.5.1 Kopplingsschema 61

3.5.2 Reläanslutningar 62

3.5.3 EMC-korrekt elektrisk anslutning 63

3.6 Mekanisk ritning

3.6.1 Avstånd 64

3.6.2 Väggmontering 64

3.6.3 Åtkomst 65

3.7 Tillval och tillbehör

3.7.1 Kommunikationstillval 69

3.7.2 Tillval för ingångar/utgångar, återkoppling och säkerhet 69

3.7.3 Kaskadregleringstillval 69

3.7.4 Bromsmotstånd 70

3.7.5 Sinuslter 71

3.7.6 dU/dt-lter 71

3.7.7 Common mode-lter 71

3.7.8 Övertonslter 71

4 Danfoss A/S © 09/2014 Med ensamrätt. MG20N607

Innehåll Design Guide

3.7.9 IP21/NEMA typ 1-kapslingssats 71

3.7.10 Fjärrmonteringssats för LCP 74

3.7.11 Monteringsfäste för kapslingstyp A5, B1, B2, C1 och C2 75

3.8 Seriegränssnitt RS485

3.8.1 Översikt 75

3.8.2 Nätverksanslutning 76

3.8.3 RS485-bussavslutning 77

3.8.4 EMC-säkerhetsåtgärder 77

3.8.5 Översikt över FC-protokollet 77

3.8.6 Nätverkskonguration 78

3.8.7 Grundstruktur för meddelanden inom FC-protokollet 78

3.8.8 FC-protokollexempel 81

3.8.9 Modbus RTU-protokoll 82

3.8.10 Grundstruktur för Modbus RTU-meddelanden 83

3.8.11 Åtkomst till parametrar 86

3.8.12 FC-frekvensomformarstyrprol 87

3.9 Checklista för systemkonstruktion

4 Tillämpningsexempel

4.1 Översikt över tillämpningsfunktioner

4.2 Valda tillämpningsfunktioner

95 95 95

4.2.1 SmartStart 95

4.2.2 Snabbmeny för vatten och pumpar 96

4.2.3 29-1* Rensningsfunktion 96

4.2.4 Före/efter smörjning 97

4.2.5 29-5* Flödesbekräftelse 98

4.3 Exempel på tillämpningskonguration

4.3.1 Applikation med dränkbar pump 100

4.3.2 Kaskadregulatorn BASIC 102

4.3.3 Pumpinkoppling med växling av huvudpump 103

4.3.4 Systemets status och drift 103

4.3.5 Kopplingsschema för kaskadregulator 104

4.3.6 Kopplingsschema för pump med variabelt varvtal 104

4.3.7 Kopplingsschema för huvudpumpsväxling 104

5 Speciella förhållanden

5.1 Manuell nedstämpling

5.2 Nedstämpling för långa motorkablar eller kablar med stor ledarareax

5.3 Nedstämpling för omgivningstemperaturer

109 109 110 110

6 Typkod och val

MG20N607 Danfoss A/S © 09/2014 Med ensamrätt. 5

114

Innehåll

VLT® AQUA Drive FC 202

6.1 Beställa

6.1.1 Typkod 114

6.1.2 Programvaruspråk 116

6.2 Tillval, tillbehör och reservdelar

6.2.1 Tillval och tillbehör 116

6.2.2 Reservdelar 118

6.2.3 Tillbehörspåsar 118

6.2.4 Val av bromsmotstånd 119

6.2.5 Rekommenderade bromsmotstånd 120

6.2.6 Alternativa bromsmotstånd, T2 och T4 127

6.2.7 Övertonslter 128

6.2.8 Sinuslter 131

6.2.9 dU/dt-lter 133

6.2.10 Common Mode-lter 134

7 Specikationer

7.1 Elektriska data

7.1.1 Nätförsörjning 1 x 200–240 V AC 135

114

116

135 135

7.1.2 Nätförsörjning 3 x 200–240 V AC 136

7.1.3 Nätförsörjning 1 x 380–480 V AC 139

7.1.4 Nätförsörjning 3 x 380–480 V AC 140

7.1.5 Nätförsörjning 3 x 525–600 V AC 144

7.1.6 Nätförsörjning 3 x 525–690 V AC 148

7.2 Nätförsörjning

7.3 Motoreekt och motordata

7.4 Omgivande miljöförhållanden

7.5 Kabelspecikationer

7.6 Styringång/-utgång och styrdata

7.7 Säkringar och maximalbrytare

7.8 Märkeekter, vikt och mått

7.9 dU/dt-testning

7.10 Klassicering av ljudnivå

7.11 Valda tillval

7.11.1 VLT® Generellt I/O-kort, modul MCB 101 168

7.11.2 VLT® Reläkort MCB 105 168

151 151 152 152 153 156 164 165 167 168

7.11.3 VLT® PTC-termistorkort MCB 112 170

7.11.4 VLT® Utökat reläkort MCB 113 172

7.11.5 VLT® Givaringångstillval MCB 114 173

7.11.6 VLT® Utökad kaskadregulator MCO 101 174

7.11.7 VLT® Avancerad kaskadregulator MCO 102 176

6 Danfoss A/S © 09/2014 Med ensamrätt. MG20N607

Innehåll Design Guide

8 Bilaga – Valda ritningar

8.1 Ritningar över nätanslutning (3-faser)

8.2 Ritningar för motoranslutning

8.3 Ritningar över reläplint

8.4 Kabelingångshål

Index

178 178 181 183 184

188

MG20N607 Danfoss A/S © 09/2014 Med ensamrätt. 7

Inledning

VLT® AQUA Drive FC 202

1 Inledning

1.1 Syftet med Design Guide

Denna Design Guide för DanfossVLT® AQUA Drive-frekvensomformare är avsedd för:

Projekt- och systemtekniker

•

Konstruktionskonsulter

•

Tillämpnings- och produktspecialister

•

Design Guide innehåller teknisk information om frekvensomformarens kapacitet för integrering i motorstyrningsoch övervakningssystem.

Syftet med denna Design Guide är att tillhandahålla konstruktionsfaktorer och planeringsdata för integrering av frekvensomformaren i ett system. Design Guide tillhandahåller ett urval av frekvensomformare och tillval för en mängd olika tillämpningar och installationer.

Genom att läsa den detaljerade produktinformation i utformningsstadiet är det möjligt att utveckla ett väl uttänkt system med optimal funktionalitet och verkningsgrad.

VLT® är ett registrerat varumärke.

1.2

Struktur

Kapitel 1 Inledning: Det generella syftet med Design Guide och överensstämmelse med internationella direktiv.

Kapitel 2 Produktöversikt: Den interna strukturen och funktionaliteten hos frekvensomformaren och driftfunktionerna.

Kapitel 3 Systemintegrering: Omgivningsförhållanden; EMC, övertoner, och jordläckage; nätingång; motorer och motoranslutningar; övriga anslutningar; mekaniska planering; samt beskrivningar av tillgängliga tillval och tillbehör.

Kapitel 4 Tillämpningsexempel: Exempel på produkttillämpningar och användarriktlinjer.

Kapitel 5 Speciella förhållanden: Information om ovanliga driftmiljöer.

Kapitel 6 Typkod och val: Procedurer för beställning av utrustning och tillval för att uppnå avsedd användning av systemet.

Kapitel 7

data i tabeller och diagram.

Kapitel 8 Bilaga – Valda ritningar: En sammanställning av diagram som illustrerar nät- och motoranslutningar, reläplintar och kabelgenomföringar.

Specikationer: En sammanställning av tekniska

1.3 Ytterligare dokumentation

Dokumentation som hjälper dig att förstå avancerad frekvensomformardrift, programmering och överensstämmelse med direktiv:

Handboken för VLT® AQUA DriveFC 202 (nedan

•

kallad handboken) innehåller detaljerade anvisningar för hur du installerar och startar frekvensomformaren.

Design Guide för VLT® AQUA DriveFC 202

•

innehåller den information som krävs för att utforma och planera integreringen av frekvensomformaren i ett system.

Programmeringshandboken för VLT

•

202 (nedan kallad programmeringshandboken) innehåller mer detaljerad information om hur du arbetar med parametrar och ger tillämpningar.

Handboken för VLT

•

information om hur du använder frekvensomformare från Danfoss i funktionssäkerhetstillämpningar. Denna handbok levereras med frekvensomformaren när STO-tillval föreligger.

I Design Guide för VLT® Bromsmotstånd förklaras

•

val av optimalt bromsmotstånd.

Ytterligare dokumentation och handböcker kan hämtas på

danfoss.com/Product/Literature/Technical+Documentation.htm.

Safe Torque O innehåller

AQUA DriveFC

era exempel på

OBS!

De beskrivna procedurerna gäller inte alltid helt och fullt om du använder viss tillvalsutrustning. Glöm inte att kontrollera de specika krav som beskrivs i instruktionerna som medföljer tillvalsutrustningen.

Kontakta en Danfoss-återförsäljare eller besök www.danfoss.com om du vill ha ytterligare information.

8 Danfoss A/S © 09/2014 Med ensamrätt. MG20N607

Inledning

Design Guide

1.4 Förkortningar, symboler och praxis

60° AVM 60° asynkron vektor modulering A Ampere/AMP AC Växelström AD Frånluft AEO Automatisk energioptimering AI Analog ingång AMA Automatisk motoranpassning AWG American Wire Gauge °C

Grader Celsius CD Konstant urladdning CM Common mode CT Konstant moment DC Likström DI Digital ingång DM Dierential mode D-TYP Beror på frekvensomformaren EMC Elektromagnetisk kompatibilitet EMF Elektromotorisk kraft ETR Elektronisk-termiskt relä f f f

JOG

MAX

Motorfrekvensen när joggfunktion är aktiverad

Motorfrekvens

Den maximala utfrekvens som frekvensom-

formaren använder på denna utgång. f

MIN

Den minimala motorfrekvensen från frekven-

somformaren. f

M,N

Nominell motorfrekvens FC Frekvensomformare g Gram Hiperface

Hiperface® är ett registrerat varumärke som

tillhör Stegmann hk Hästkraft HTL HTL-pulsgivarpulser (10–30 V) – högspännings-

transistorlogik Hz Hertz I

INV

LIM

M,N

VLT,MAX

VLT,N

Nominell växelriktarutström

Strömgräns

Nominell motorström

Den maximala utströmmen

Den nominella utströmmen från frekvensom-

formaren kHz Kilohertz LCP Lokal manöverpanel lsb Den minst signikanta biten (least signicant

bit) m Meter mA Milliampere MCM Mille circular mil MCT Rörelsekontrollverktyg mH Induktans i millihenry min Minut ms Millisekund

msb Den mest signikanta biten (most signicant

bit)

VLT

Frekvensomformarens verkningsgrad denierad som förhållandet mellan utgående och

ingående eekt. nF Kapacitans i nanofarad NLCP Numerisk lokal manöverpanel Nm Newtonmeter n

Online/oineparametrar

br,cont.

Synkront motorvarvtal

Ändringar av onlineparametrar aktiveras

omedelbart efter det att datavärdet ändrats.

Bromsmotståndets märkeekt (genomsnittlig

eekt vid kontinuerlig bromsning). PCB Ytbehandlat kretskort PCD Processdata PELV Protective Extra Low Voltage P

Frekvensomformarens nominella uteekt som

hög överbelastning (HO). P

M,N

Nominell motoreekt PM-motor Permanentmagnetmotor Process-PID PID-regulatorn upprätthåller önskat varvtal,

tryck och temperatur osv. R

br,nom

Det nominella motståndsvärdet som

säkerställer en bromseekt på motoraxeln på

150/160 % under 1 minut. RCD Jordfelsbrytare Regen Regenerativa plintar R

min

Minsta tillåtna bromsmotståndsvärde enligt

frekvensomformaren RMS Eektivvärde varv/minut Varv per minut R

rec

Rekommenderat bromsmotstånd för

bromsmotstånd från Danfoss s Sekund SFAVM Stator Flux-orienterad asynkron vektor

modulering STW Statusord SMPS Strömförsörjning i switchläge THD Total övertonsdistorsion T

LIM

Momentgräns TTL TTL-pulsgivarpulser (5 V) – transistor-transis-

torlogik U

M,N

Nominell motorspänning V Volt VT Variabelt moment VVC+

Voltage Vector Control

Tabell 1.1 Förkortningar

MG20N607 Danfoss A/S © 09/2014 Med ensamrätt. 9

Inledning

VLT® AQUA Drive FC 202

Konventioner

Numrerade listor används för procedurer. Punktlistor används för annan information och för beskrivning av illustrationer. Kursiv text används för:

hänvisningar

•

länkar

•

fotnoter

•

parameternamn, parametergruppens namn,

•

parameteralternativ.

Alla mått anges i mm (tum). * indikerar fabriksinställningen för en parameter.

Följande symboler används i det här dokumentet:

VARNING

Indikerar en potentiellt farlig situation som kan leda till dödsfall eller allvarliga personskador.

FÖRSIKTIGT

Indikerar en potentiellt farlig situation som kan leda till mindre eller måttliga personskador. Symbolen kan även användas för att uppmärksamma farligt handhavande.

OBS!

Indikerar viktig information, inklusive situationer som kan leda till skador på utrustning eller egendom.

1.5 Denitioner

Bromsmotstånd

Bromsmotståndet är en modul som kan absorbera bromseekten som genereras vid regenerativ bromsning. Denna regenerativa bromseekt höjer mellankretsspänningen. En bromschopper ser till att eekten avsätts i bromsmotståndet.

Utrullning

Motoraxeln är i fritt läge. Inget moment på motorn.

CT-kurva

Konstanta momentegenskaper används för alla tillämpningar med t.ex. transportband, förträngningspumpar och kranar.

Initiering

Om initiering utförs (parameter 14-22 Driftläge) återställs frekvensomformaren till fabriksinställningarna.

Intermittent driftcykel

Ett intermittent driftcykel avser en serie driftcykler. Varje cykel består av en period med belastning och en period utan belastning. Driften kan vara endera periodisk eller icke-periodisk.

Eektfaktor

Den sanna eektfaktorn (lambda) tar med alla övertoner i beräkningen och är alltid mindre än eektfaktorn (cos ), som endast tar de första övertonerna för ström och spänning i beaktning.

P kW

cos? = 

P kVA

Cos  kallas även förskjuten eektfaktor. Både lambda och cos  för Danfoss VLT®-frekvensom-

formare anges i kapitel 7.2 Nätförsörjning. Eektfaktorn indikerar i vilken grad frekvensomformaren

belastar nätförsörjningen. Ju lägre eektfaktor, desto högre I

Dessutom visar en hög eektfaktor att övertonsströmmarna är låga. Alla Danfoss-frekvensomformare har inbyggda likströmsspolar i DC-bussen för att ge en hög eektfaktor och minska THD på nätet.

Meny

Spara parameterinställningarna i fyra menyer. Byt mellan de fyra parameterinställningarna, och redigera en inställning medan en annan är aktiv.

Eftersläpningskompensation

Frekvensomformaren kompenserar motorns eftersläpning med ett frekvenstillskott som följer den uppmätta motorbelastningen, vilket håller motorvarvtalet närmast konstant.

Smart logic Control (SLC)

SLC är en serie användardenierade åtgärder som utförs när tillhörande användardenierade händelser utvärderas som sanna av SLC. (Parametergrupp 13-** Smart Logic).

FC-standardbuss

Inkluderar RS485-buss med FC-protokoll eller MC-protokoll. Se parameter 8-30 Protokoll.

Termistor

Ett temperaturberoende motstånd som placeras där temperaturen ska övervakas (frekvensomformare eller motor).

Tripp

Ett tillstånd som uppstår vid felsituationer, exempelvis när frekvensomformaren utsätts för överhettning eller när den skyddar motorn, processen eller mekanismen. Omstart förhindras tills orsaken till felet har försvunnit och trippläget annulleras. Annullera trippläget genom att:

aktivera återställning eller

•

programmera frekvensomformarens så att den

•

återställs automatiskt.

Trippfunktionen får inte användas för personsäkerhet.

Tripp låst

Ett läge som uppstår vid felsituationer när frekvensomformaren skyddar sig själv och som kräver fysiska ingrepp, exempelvis om frekvensomformaren utsatts för kortslutning vid utgången. En låst tripp kan annulleras

U?xI?xcos?

 = 

U?xI?

vid samma kW-eekt.

RMS

10 Danfoss A/S © 09/2014 Med ensamrätt. MG20N607

Inledning

genom att slå av nätspänningen, eliminera felorsaken och ansluta frekvensomformaren på nytt. Omstart förhindras tills trippläget annulleras genom återställning eller, i vissa fall, genom programmerad automatisk återställning. Trippfunktionen får inte användas för personsäkerhet.

VT-kurva

Variabel momentkurva för pumpar och äktar.

Design Guide

EU-direktiv Version

Lågspänningsdirektivet 2006/95/EC EMC-direktivet 2004/108/EC Maskindirektivet ErP-direktivet 2009/125/EC ATEX-direktivet 94/9/EC RoHS-direktivet 2002/95/EC

2006/42/EC

1.6 Dokument- och programversion

Denna handbok granskas och uppdateras regelbundet. Alla förslag på förbättringar är välkomna.

Tabell 1.2 visar dokumentversionen och motsvarande programversion.

Utgåva Anmärkningar Programversion

MG20N6xx Ersätter MG20N5xx 2.20 och senare

Tabell 1.2 Dokument- och programversion

1.7 Godkännanden och certikat

Frekvensomformare är konstruerade i överensstämmelse med de direktiv som beskrivs i detta avsnitt.

Mer information om godkännanden och certikat kan hämtas på http://www.danfoss.com/BusinessAreas/DrivesSo- lutions/Documentations/.

CE-märkning

1.7.1

Bild 1.1 CE

CE-märket (Conformité Européenne) anger att produkttillverkaren följer alla gällande EU-direktiv. De EU-direktiv som gäller för utformning och tillverkning av frekvensomformare nns i Tabell 1.3.

OBS!

CE-märkningen avser inte produktens kvalitet. Märkningen ger inte heller någon information om produktens tekniska specikationer.

OBS!

Frekvensomformare som har en inbyggd säkerhetsfunktion måste uppfylla kraven i maskindirektivet.

Tabell 1.3 EU-direktiv som gäller frekvensomformare

1) Överensstämmelse med maskindirektivet krävs endast för frekvensomformare som har en inbyggd säkerhetsfunktion.

Försäkran om överensstämmelse begäran.

1.7.1.1

Lågspänningsdirektivet omfattar all elektrisk utrustning avsedd för 50–1000 V AC och 75–1600 V DC.

Målet med direktivet är att säkerställa personlig säkerhet och undvika skador på egendom vid drift av elektrisk utrustning som installeras korrekt, underhålls och används som avsett.

1.7.1.2

Syftet med EMC-direktivet (elektromagnetisk kompatibilitet) är att reducera elektromagnetisk störning och förbättra immuniteten hos elektrisk utrustning och installationer. Det grundläggande skyddskravet i EMC-direktivet 2004/108/EG anger att enheter som genererar elektromagnetiska störningar (EMI), eller vars drift kan påverkas av EMI, måste vara konstruerade för att begränsa generering av elektromagnetiska störningar och ska ha en lämplig immunitetsklass för EMI när de installeras korrekt, underhålls och används som avsett.

Elektrisk utrustning som används fristående eller som en del av ett system måste vara CE-märkta. System måste inte vara CE-märkta, men måste uppfylla EMC-direktivets grundläggande skyddskrav.

1.7.1.3

Målet med maskindirektivet är att säkerställa personlig säkerhet och undvika skador på egendom för mekanisk utrustning som används som avsett. Maskindirektivet gäller maskiner som består av ett antal sammankopplade komponenter eller enheter varav minst en kan utföra mekanisk rörelse.

Frekvensomformare som har en inbyggd säkerhetsfunktion måste uppfylla kraven i maskindirektivet. Frekvensomformare som saknar säkerhetsfunktion omfattas inte av maskindirektivet. Om en frekvensomformare integreras i ett maskinsystem, kan Danfoss ge information om vilka säkerhetsbestämmelser som gäller för frekvensomformaren.

Lågspänningsdirektivet

EMC-direktivet

Maskindirektivet

nns tillgänglig på

MG20N607 Danfoss A/S © 09/2014 Med ensamrätt. 11

1 2

130BD832.10

Inledning

VLT® AQUA Drive FC 202

När frekvensomformare används i maskiner med minst en rörlig del, måste maskintillverkaren tillhandahålla en deklaration som informerar om att maskinen uppfyller alla relevanta lagar och säkerhetsföreskrifter.

1.7.1.4 ErP-direktivet

ErP-direktivet är det europeiska ekodesigndirektivet för energi-relaterade produkter. Direktivet anger ekodesignkraven för energirelaterade produkter, inklusive frekvensomformare. Målet med direktivet är att öka energieektiviteten och miljöskyddet, och samtidigt öka säkerheten kring av strömförsörjning. Miljöpåverkan av energirelaterade produkter inkluderar energiförbrukningen genom hela produktens livscykel.

Uppfyller C-tick

1.7.2

Bild 1.2 C-Tick

1.7.4

Uppfyller Marine

Enheter med IP-klassiceringen IP55 (NEMA 12) eller högre förhindrar gnistbildning och klassiceras som elektrisk apparat med begränsad explosionsrisk enligt den europeiska överenskommelsen om transport av farligt gods på inre vattenväg (ADN).

Gå till www.danfoss.com om du vill ha ytterligare information om Marine-godkännande.

För enheter med eller IP54 förhindrar du gnistbildning på följande sätt:

Installera ingen huvudströmbrytare.

•

Kontrollera att parameter 14-50 RFI-lter är inställd

•

på [1] På. Ta bort alla reläkontakter som är märkta med

•

RELÄ. Se Bild 1.4. Kontrollera vilka reläalternativ som eventuellt är

•

installerade. Det enda tillåtna relätillvalet är VLT utökat reläkort MCB 113.

klassiceringen IP20/chassi, IP21/NEMA 1

Märket C-tick indikerar överensstämmelse med gällande tekniska standarder för elektromagnetisk kompatibilitet (EMC). C-tick-överensstämmelse krävs för elektriska och elektroniska enheter på marknaden i Australien och på Nya Zeeland.

C-tick-regelverket berör ledningsburen och luftburen emission. För frekvensomformare kan de emissionsgränser som anges i SS-EN/IEC 61800-3 tillämpas.

En försäkran om överensstämmelse kan tillhandahållas på begäran.

Uppfyller UL

1.7.3

UL-klassad

Bild 1.3 UL

OBS!

525–690 V-frekvensomformare är inte UL-certierade.

1, 2

Reläkontakter

Frekvensomformaren uppfyller kraven i UL508C. Mer information nns i kapitel 2.6.2 Termiskt motorskydd.

12 Danfoss A/S © 09/2014 Med ensamrätt. MG20N607

Bild 1.4 Placering av reläkontakter

Intyg från tillverkaren nns tillgängligt på begäran.

Inledning

Design Guide

1.8 Säkerhet

1.8.1 Allmänna säkerhetsprinciper

Frekvensomformare innehåller högspänningskomponenter och kan ge livshotande skador om de hanteras felaktigt. Endast behörig personal får installera och använda denna utrustning. Inget reparationsarbete får utföras utan att frekvensomformaren har gjorts strömlös och att den föreskrivna tidsperioden som krävs för att lagrad energi ska avges har förutit.

Alla säkerhetsföreskrifter och säkerhetsmeddelanden måste följas för säker drift av frekvensomformaren.

Behörig personal

1.8.2

Korrekt och säker transport, lagring, installation, drift och underhåll krävs för problemfri och säker drift av frekvensomformaren. Endast utbildad personal får installera och använda denna utrustning.

Utbildad personal denieras som utbildade medarbetare med behörighet att installera, driftsätta och underhålla utrustning, system och kretsar i enlighet med gällande lagar och bestämmelser. Dessutom måste utbildad personal vara införstådd med de instruktioner och säkerhetsåtgärder som beskrivs i denna handbok.

VARNING

HÖG SPÄNNING

Frekvensomformare innehåller hög spänning när de är anslutna till växelströmsnätet, likströmsförsörjning eller lastdelning. Om installation, driftsättning och underhåll inte utförs av utbildad personal kan det leda till dödsfall eller allvarliga personskador.

Installation, driftsättning och underhåll får

•

endast utföras av utbildad personal.

VARNING

OAVSIKTLIG START

När frekvensomformaren är ansluten till växelströmsnät, likströmsförsörjning eller lastdelning kan motorn starta när som helst. Oavsiktlig start vid programmering, underhåll eller reparationsarbete kan leda till dödsfall, allvarliga personskador eller materiella skador. Motorn kan starta med hjälp av en extern brytare, ett seriellt buss-kommando, en ingångsreferenssignal från LCP eller efter ett uppklarat feltillstånd. Så här förhindrar du oavsiktlig motorstart:

Koppla bort frekvensomformaren från nätet.

•

Tryck på [O/Reset] på LCP innan du

•

programmerar parametrar. Frekvensomformaren, motorn och all annan

•

elektrisk utrustning måste vara driftklara när frekvensomformaren ansluts till växelströmsnät, likströmsförsörjning eller lastdelning.

VARNING

URLADDNINGSTID

Frekvensomformaren har DC-busskondensatorer som kan behålla sin spänning även när nätspänningen kopplats från. Om du inte väntar den angivna tiden efter att strömmen bryts innan underhålls- eller reparationsarbete utförs kan det leda till dödsfall eller livshotande skador.

Stoppa motorn.

•

Koppla från växelströmsnät och externa DC-

•

bussförsörjningar, inklusive reservbatterier, UPS och DC-bussanslutningar till andra frekvensomformare.

Koppla från eller lås PM-motorn om en sådan

•

nns.

Vänta tills kondensatorerna är helt urladdade

•

innan underhålls- eller reparationsarbete utförs. Information om väntetiderna nns i Tabell 1.4.

Spänning [V]

4 7 15

200-240 0,25–3,7 kW - 5,5–45 kW 380-480 0,37-7,5 kW - 11–90 kW 525-600 0,75–7,5 kW - 11–90 kW 525-690 - 1,1–7,5 kW 11–90 kW Hög spänning kan nnas kvar även om varningslysdioderna är släckta.

Tabell 1.4 Urladdningstid

MG20N607 Danfoss A/S © 09/2014 Med ensamrätt. 13

Minsta väntetid

(minuter)

Inledning

VLT® AQUA Drive FC 202

VARNING

VARNING FÖR LÄCKSTRÖM

Läckström överstiger 3,5 mA. Om frekvensomformaren inte jordas korrekt kan det leda till dödsfall eller allvarliga personskador.

En certierad elinstallatör ska säkerställa att

•

utrustningen har korrekt jordning.

VARNING

FARLIG UTRUSTNING

Kontakt med roterande axlar och elektrisk utrustning kan leda till dödsfall eller allvarliga personskador.

Säkerställ att endast utbildad och behörig

•

personal utför installation, driftsättning och underhåll.

Kontrollera att elektriskt arbete följer gällande

•

nationella och lokala elsäkerhetsföreskrifter. Följ procedurerna i detta dokument.

•

VARNING

OAVSIKTLIG MOTORROTATION ROTERANDE DELAR

Oavsiktlig rotation av permanentmagnetmotorer skapar spänning och kan ladda enheten, vilket kan orsaka dödsfall, allvarliga personskador eller materiella skador.

Säkerställ att permanentmagnetmotorer

•

blockeras för att förhindra oavsiktlig rotation.

FÖRSIKTIGT

RISK FÖR INTERNT FEL

Om frekvensomformaren inte stängs på rätt sätt, kan ett internt fel leda till dödsfall eller allvarliga personskador.

Innan du kopplar på strömmen ska du

•

säkerställa att alla skyddskåpor sitter på plats och är säkrade.

14 Danfoss A/S © 09/2014 Med ensamrätt. MG20N607

130BD889.10

0 100 200 300 400

(mwg)

1350rpm

1650rpm

(kW)

200100 300

(

m3 /h

)

(

m3 /h

)

400

1350rpm

1650rpm

shaft

Produktöversikt Design Guide

2 Produktöversikt

2.1 Inledning

2.1.2

Minskad energiåtgång

Detta avsnitt innehåller en översikt över frekvensomformarens viktigaste delar och kretssystem. Det beskriver interna elektriska funktioner och signalbehandling. Det beskriver också den interna styrstrukturen.

Dessutom beskrivs automatiserade funktioner och tillvalsfunktioner för frekvensomformaren, som kan användas för att utforma kraftfulla driftsystem med reglerings- och statusrapporteringsfunktioner.

2.1.1 Produkt avsedd för vatten- och avloppstillämpningar

VLT® AQUA Drive FC 202 är avsedd för vatten- och avloppstillämpningar. Den integrerade SmartStart-guiden och snabbmenyn Vatten och pumpar leder användaren genom idrifttagningsprocessen. Utbudet av standardfunktioner och tillvalsfunktioner omfattar:

Kaskadreglering

•

Torrkörningsdetektering

•

Kurvslutsdetektering

•

Motorväxling

•

Rensning

•

Inledande och avslutande ramp

•

Backventilsramp

•

STO

•

Lågödesdetektering

•

Försmörjning

•

Flödesbekräftelse

•

Rörfyllningsläge

•

Energisparläge

•

Realtidsklocka

•

Lösenordsskydd

•

Överbelastningsskydd

•

Smart logic control

•

Övervakning av lägsta varvtal

•

Fritt programmerbar text för information och

•

varningar

sostikerade

I jämförelse med andra tillgängliga tekniker och system för varvtalsreglering av äktar och pumpar är metoden med frekvensomformare den optimala ur energisynpunkt.

Genom att styra ödet med en frekvensomformare kan en varvtalsminskning på 20 % för en pump leda till att energiåtgång minskas med ca 50 % vid vanlig användning. Bild 2.1 visar ett exempel på den energiminskning som kan uppnås.

1 Minskad energiåtgång

Bild 2.1 Exempel: Minskad energiåtgång

MG20N607 Danfoss A/S © 09/2014 Med ensamrätt. 15

100% speed

Flow

Pump curve

Head or pressure Head or pressure

Natural

operating point

Operating

point

Throttled

Unthrottled

Throttled system

Unthrottled system

130BD890.10

Produktöversikt

VLT® AQUA Drive FC 202

2.1.3 Exempel på minskad energiåtgång

Flödet kan ändras genom reglering av pumpens varvtal, mätt i varv/minut, så som visas i Bild 2.2. Genom att reducera varvtalet med 20 % av det nominella varvtalet reduceras även ödet med 20 %. Detta visar att ödet är linjärt i förhållande till varvtalet. Den elektriska energiförbrukningen minskar däremot med nästan 50 %. Om ett system endast behöver ge ett öde som motsvarar 100 % några få dagar om året, och där snittet ligger under ett öde på 80 % under resten av året, är minskningen av energiåtgången mer än 50 %.

Bild 2.2 beskriver påverkan av brukningen på pumpens varvtal i varv/minut för centrifugalpumpar.

öde, tryck och eektför-

2.1.4

Ventilreglering kontra varvtalsreglering för centrifugalpumpar

Ventilreglering

Eftersom processkraven i vattensystem varierar måste

ödet justeras därefter. Metoder som ofta används för ödesanpassning är strypning eller återcirkulation med

hjälp av ventiler. En ventil för återcirkulation som öppnas för mycket kan få

pumpen att köra vid slutet på pumpkurvan – med ett högt öde då pumpens tryckhöjd är låg. Dessa omständigheter leder inte bara till slöseri med energi på grund av pumpens höga varvtal, utan kan även leda till pumpkavitation, vilket skadar pumpen.

Om ödet stryps med en ventil uppstår ett tryckfall över ventilen (HP-HS) Detta kan jämföras med att försöka minska en bils varvtal genom att gasa och bromsa samtidigt. Bild 2.3 visar att strypning får systemkurvan att vända från punkt (2) på pumpkurvan till en punkt med betydligt lägre verkningsgrad (1).

Bild 2.2 Anitetslagar för centrifugalpumpar

Flöde: 

Tryck: 

Effekt: 

Förutsatt en jämn verkningsgrad i varvtalsområdet.

 = 

Q = Flöde Q1= Flöde 1 P1= Eekt 1

P = Eekt

Q2 = Reducerat öde P2 = Reducerad eekt H = Tryck n = Varvtalsreglering H1= Tryck 1 n1= Varvtal 1 H2 = Reducerat tryck n2 = Reducerat varvtal

Tabell 2.1 Anitetslagar

1 Driftpunkt med en strypventil 2 Naturlig driftpunkt 3 Driftpunkt med varvtalsreglering

Bild 2.3 Flödesreducering med ventilreglering (strypning)

16 Danfoss A/S © 09/2014 Med ensamrätt. MG20N607

Flow

Head or Pressure

Pump curve

Operating

point

Natural

Operating point

system

Unthrottled

Speed reduction

130BD894.10

140

130

120

110

100

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Recirculation

Throttle

control

Cycle

control

VSD

control

Ideal pump

control

Q(%)

P(%)

130BD892.10

500

[h]

1000

1500

2000

200100 300

/h]

400

175HA210.11

Produktöversikt Design Guide

Varvtalsreglering

Samma öde kan justeras genom att reducera varvtalet på pumpen, så som visas i Bild 2.4. Genom varvtalsminskning yttas pumpkurvan ned. Driftpunkten är den nya skärningspunkten på pump- och systemkurvan (3) Energibesparingarna kan beräknas med hjälp av anitetslagarna som beskrivs i kapitel 2.1.3 Exempel på minskad energi- åtgång.

1 Driftpunkt med en strypventil 2 Naturlig driftpunkt 3 Driftpunkt med varvtalsreglering

Exempel med varierande öde under

2.1.5 1 år

Exemplet är beräknat på pumpegenskaper hämtade från ett pumpdatablad som visas i Bild 2.7.

Resultatet visar energibesparingar på mer än 50 % vid den angivna ödesfördelningen över ett år, se Bild 2.6. Återbetalningstiden beror på elpriser samt inköpspriset på frekvensomformaren. I detta exempel är återbetalningstiden kortare än ett år jämfört med ventiler och drift med fast varvtal.

Bild 2.4 Flödesreducering med varvtalsreglering

Bild 2.5 Jämförbara kurvor för ödeskontroll

MG20N607 Danfoss A/S © 09/2014 Med ensamrätt. 17

t [h] Q [m3/h]

Varaktighet av öde Se även Tabell 2.2. Flöde

Bild 2.6 Flödesfördelning över 1 år (varaktighet kontra öde)

Full load

% Full load current

& speed

500

100

0 12,5 25 37,5 50Hz

200

300

400

600

700

800

175HA227.10

Produktöversikt

VLT® AQUA Drive FC 202

2.1.6

Genom att reglerna ett systems öde och tryck med en frekvensomformare förbättras regleringen. En frekvensomformare kan ändra äktens eller pumpens varvtal, vilket ger en steglös reglering av öde och tryck. Dessutom kan du med frekvensomformaren snabbt anpassa äktens eller pumpens varvtal till förändrade ödes- eller tryckbehov i systemet. Uppnå enkel styrning av processer (öde, nivå eller tryck) med hjälp av den inbyggda PI-styrningen.

2.1.7 Stjärn-/deltastart eller mjukstartare

För start av stora motorer är det i många länder nödvändigt att använda startutrustning som begränsar startströmmen. I traditionella system används normalt stjärn-/deltastartare eller mjukstartare. Denna typ av motorstartare behövs inte när frekvensomformare används.

Förbättrad kontroll

Bild 2.7 Energiförbrukning vid olika varvtal

Flöde Fördelning Ventilreglering Frekvens-

omformar-

reglering

% VaraktighetEekt Förbruk-

ning

[m3/h]

1) Eekt vid punkt A1

2) Eekt vid punkt B1

3) Eekt vid punkt C1

[h] [kW] [kWh] [kW] [kWh] 350 5 438 300 15 1314 38,5 50,589 29,0 38,106 250 20 1752 35,0 61,320 18,5 32,412 200 20 1752 31,5 55,188 11,5 20,148 150 20 1752 28,0 49,056 6,5 11,388 100 20 1752

1008760 – 275,064 – 26,801

Tabell 2.2 Resultat

42,5

23,0

18,615

40,296

Eekt Förbruk-

42,5

3,5

ning

18,615

6,132

Som Bild 2.8 visar förbrukar frekvensomformaren inte högre ström än den nominella strömmen.

VLT® AQUA Drive FC 202 2 Stjärn-/deltastart 3 Mjukstartare 4 Direktstart vid nätspänning

Bild 2.8 Startström

18 Danfoss A/S © 09/2014 Med ensamrätt. MG20N607

Produktöversikt

Design Guide

2.2 Driftsbeskrivning

Frekvensomformaren ger en reglerad mängd växelström från elnätet till motorn för att styra motorvarvtalet. Frekvensomformaren försörjer motorn med variabel frekvens och spänning.

Frekvensomformaren består av fyra huvudmoduler:

Likriktare

•

Mellanliggande DC-busskrets

•

Växelriktare

•

Styrning och reglering

•

Bild 2.9 är ett blockschema över frekvensomformarens interna komponenter. Information om deras funktioner hittar du i Tabell 2.3.

Bild 2.9 Blockschema för frekvensomformaren

OmrådeBenämning Funktioner

3-fas växelströmsförsörjning till

1 Nätingång

2 Likriktare

3 Likströmsbuss

•

frekvensomformaren.

Likriktarbryggan konverterar den

•

ingående växelströmmen till likström, vilket växelriktaren matas med.

Mellankretsen hanterar

•

likströmmen.

OmrådeBenämning Funktioner

Filtrerar mellankretsspänningen

•

(likström).

Ger skydd mot nättransienter.

•

Reducerar RMS-ström.

Likströms-

reaktorer

Kondensa-

torbank

6 Växelriktare

Utström till

motorn

8 Styrströmkrets

Tabell 2.3 Teckenförklaring till Bild 2.9

1. Frekvensomformaren omvandlar växelspänning från nätet till likspänning.

2. Likspänningen konverteras till växelström med reglerbar amplitud och frekvens.

Frekvensomformaren försörjer motorn med variabel spänning/ström och frekvens. Det möjliggör variabel varvtalsreglering av asynkrona 3-fasmotorer och ej

•

Höjer den eektfaktor som skickas

•

tillbaka till nätet.

Reducerar övertoner på

•

växelströmsingången.

Lagrar likströmmen.

•

Tillhandahåller genomström-

•

ningsskydd vid kortvariga

eektförluster.

Konverterar likströmmen till en

•

reglerad PWM-växelströmsform för en reglerad, variabel utgång till motorn.

Reglerad utgående 3-fasström till

•

motorn.

Inströmmen, den interna bearbet-

•

ningen, uteekten och motorströmmen övervakas för att driften och styrningen ska bli eektiv.

Användargränssnittet och de

•

externa kommandona övervakas och utförs.

Statusutgång och statusstyrning

•

kan tillhandahållas.

Produktöversikt

VLT® AQUA Drive FC 202

utpräglade PM-motorer. Frekvensomformaren hanterar olika motorstyrningsprinciper, som t.ex. U/f -specialmotordrift, VVC+. Vad som händer vid kortslutning i

Bild 2.10 Frekvensomformarens struktur

2.3 Driftsekvens

2.3.1 Likriktardelen

När strömmen ansluts till frekvensomformaren går den in via nätplintarna (L1, L2 och L3) och vidare till nätbrytaren och/eller RFI-ltervalet, beroende på hur enheten är kongurerad.

2.3.2 Mellanliggande del

Efter likriktardelen passerar spänningen till den mellanliggande delen. Ett sinuslterkrets, som består av DCbussinduktorn och DC-kondensatorbanken, jämnar ut den likriktade spänningen.

DC-bussinduktorn ger serieimpedans till varierande ström. Detta underlättar ltreringen och minskar övertonsstörningarna på ingångsväxelströmmens vågform som normalt nns i likriktarkretsar.

Växelriktardel

2.3.3

I växelriktardelen börjar IGBT-modulerna att växla för att skapa utgångsvågformen när ett körkommando och en varvtalsreferens nns tillgängliga. Vågformen som genereras av Danfoss VVC+ PWM-principen på styrkortet ger optimal prestanda och minimala förluster i motorn.

frekvensomformaren beror på de tre strömomvandlarna i motorfaserna.

Bromstillval

2.3.4

För frekvensomformare som är utrustade med tillvalet dynamisk broms, inkluderas en broms-IGBT tillsammans med plint 81(R-) och 82(R+) för att ansluta ett externt bromsmotstånd.

Ändamålet med broms-IGBT är att minska spänningen i mellankretsen när den maximala spänningsgränsen överskrids. Detta görs genom att växla det externt monterade motståndet över DC-bussen för att ta bort överskottslikspänning på busskondensatorerna.

Fördelarna med att placera bromsmotståndet externt är att det går att välja motstånd baserat på tillämpningens behov, att avsätta energin utanför manöverpanelen samt att skydda frekvensomformaren mot överhettning ifall bromsmotståndet skulle överbelastas.

Växelsignalen från broms-IGBT kommer från styrkortet och levereras till broms-IGBT via kortet. Dessutom övervakar eekt- och styrkorten bromsIGBT och bromsmotståndsanslutningen avseende kortslutning och överbelastning. Mer information om nätsäkringar nns i kapitel 7.1 Elektriska data. Se även kapitel 7.7 Säkringar och maximalbrytare.

eektkortet och växelriktar-

130BB153.10

100%

-100%

100%

P 3-13 Reference site

Local reference scaled to RPM or Hz

Auto mode

Hand mode

LCP Hand on, o and auto on keys

Linked to hand/auto

Local

Remote

Reference

Ramp

P 4-10 Motor speed direction

To motor control

Reference handling Remote reference

P 4-13 Motor speed high limit [RPM]

P 4-14 Motor speed high limit [Hz]

P 4-11 Motor speed low limit [RPM]

P 4-12 Motor speed low limit [Hz]

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

Produktöversikt Design Guide

2.3.5 Lastdelning

Enheter med inbyggt lastdelningstillval innehåller plintarna (+) 89 DC och (–) 88 DC. I frekvensomformaren ansluter dessa plintar till DC-bussen framför DC-bussreaktorn och busskondensatorerna.

Kontakta Danfoss om du vill ha mer information.

Lastdelningsplintarna kan anslutas med två olika

tioner.

1. Med den ena metoden kopplar plintarna samman era frekvensomformares DC-busskretsar. På så sätt kan en enhet som är i regenerativt läge dela sin överskottsbusspänning med en annan enhet som kör en motor. Lastdelning på detta sätt kan minska behovet av externa dynamiska bromsmotstånd och samtidigt spara energi. Antalet enheter som kan anslutas på detta sätt obegränsat, men alla enheter måste ha samma märkspänning. Beroende på storlek och antal enheter kan det dessutom vara nödvändigt att installera likströmsreaktorer och likströmssäkringar i DC-bussens anslutningar samt växelströmsreaktorer på nätet. En sådan konguration kräver specika överväganden. Kontakta Danfoss för att få hjälp.

2. Med den andra metoden får frekvensomformaren ström enbart från en likströmskälla. Det kräver:

kongura-

2a En likströmskälla. 2b Ett sätt att mjukladda DC-bussen vid

start.

Som sagt kräver en sådan konguration specika överväganden. Kontakta Danfoss för att få hjälp.

2.4 Styrstrukturer

2.4.1 Styrstruktur utan återkoppling

När frekvensomformaren drivs i läge utan återkoppling svarar den på manuella ingångskommandon via LCP eller så kan den ärrstyras via de analoga /digitala ingångarna eller en seriell buss.

I kongurationen som visas i Bild 2.11 körs frekvensomformaren i läge utan återkoppling. Den får indata antingen från LCP (Hand-läge) eller en Signalen (varvtalsreferensen) tas emot och konditioneras med programmerade minimala och maximala motorvarvtalsgränser (i varv/minut och Hz), upp- och nedramptider och riktningen för motorrotation. Referensen skickas sedan vidare för att styra motorn.

ärrsignal (läget Auto).

Bild 2.11 Blockdiagram över läge utan återkoppling

Produktöversikt

VLT® AQUA Drive FC 202

2.4.2 Styrstrukturer med återkoppling

I läge med återkoppling gör en intern PID-regulator det möjligt för frekvensomformaren att agera som en självständig styrenhet och behandla systemreferenser och återkopplingssignaler. Omformaren kan ge status- och larmmeddelanden, och med era andra programmerbara alternativ, för extern systemövervakning under självständig drift med återkoppling.

Bild 2.12 Blockdiagram över regulator med återkoppling

Ta till exempel ett pumpsystem där pumpens varvtal regleras så att det statiska trycket i röret hålls konstant (se Bild 2.12). Frekvensomformaren får en återkopplingssignal från en givare i systemet. Den jämför denna återkoppling med ett referensbörvärde och avgör avvikelsen, om en sådan föreligger, mellan de två signalerna. Därefter justeras motorvarvtalet för att korrigera felet.

Det önskade börvärdet för statiskt tryck är referenssignalen till frekvensomformaren. En givare som mäter det faktiska statiska trycket i röret skickar värdet till frekvensomformaren som en återkopplingssignal. Om återkopplingssignalen överstiger börvärdesreferensen rampar frekvensomformaren ned för att minska trycket. På samma sätt rampar frekvensomformaren upp för att öka pumptrycket om rörtrycket är lägre än börvärdesreferensen.

Även om standardvärdena för frekvensomformaren vid drift med återkoppling för det mesta ger nöjaktig prestanda, går det ofta att optimera systemstyrningen genom att justera vissa PID-parametrar. Autojustering typ av anpassning.

Andra programmerbara funktioner är:

Inverterad reglering – motorvarvtalet ökar när en

•

återkopplingssignal är hög. Startfrekvens – låter snabbt systemet nå

•

driftstatus innan PID-regulatorn tar vid. Inbyggt

•

återkopplingssignal.

lågpasslter – minskar störningar i

nns för denna

Lokalstyrning (Hand On) och

2.4.3 Fjärrstyrning (Auto On)

Frekvensomformaren kan drivas manuellt via LCP eller ärrstyras med analoga eller digitala ingångar eller en seriell buss.

Läge för aktiv referens och konguration

Den aktiva referensen är antingen en lokal referens eller en extern referens. Den externa referensen är fabriksinställningen.

Kongurera i Hand-läge om du vill använda en

•

den lokala referensen. Aktivera Hand-läget genom att anpassa parameterinställningarna i parametergrupp 0–4* LCP-knappsats. Mer information

nns i Programmeringshandboken. Kongurera i läget Auto, som är standardläget,

•

om du vill använda den externa referensen I läget Auto är det möjligt att styra frekvensomformaren via de digitala ingångarna och olika seriegränssnitt (RS485, USB eller ett valbar fältbuss).

I Bild 2.13 visas kongurationsläget som är

•

resultatet av ett aktivt referensval, antingen en lokal eller extern referens.

I Bild 2.14 visas manuellt

•

lokal referens.

kongurationsläge för

130BD893.10

open loop

Scale to RPM or

Scale to

closed loop

unit

closed loop

Local ref.

Local

reference

Conguration

mode

P 1-00

Produktöversikt

Design Guide

Bild 2.13 Aktiv referens

Bild 2.14 Kongurationsläge

Styrprincip för tillämpning

Bara en av referenserna, antingen den externa eller lokala, är aktiv vid en viss tidpunkt. Båda kan inte vara aktiva samtidigt. Ställ in tillämpningens styrprincip (dvs. utan återkoppling eller med återkoppling) i Parameter 1-00 Kongurationsläge enligt Tabell 2.4. När den lokala referensen är aktiv anger du styrprincipen i

Parameter 1-05 Ange referensplatsen i parameter 3-13 Referensplats, enligt Tabell 2.4.

Mer information

Konguration i lokalt läge.

nns i Programmeringshandboken.

[Hand On] [Auto On] LCP-knappar

Hand Länkat till Hand/Auto Lokal Hand? Av Länkat till Hand/Auto Lokal Auto Länkat till Hand/Auto Extern Auto ? Av Länkat till Hand/Auto Extern Alla knappar Lokal Lokal Alla knappar Extern Extern

Tabell 2.4 Kongurationer för lokal eller extern referens

Referensplats

parameter 3-13 Referenspl ats

Aktiv referens

2.4.4 Referenshantering

Referenshantering är tillämpbar både i drift utan och med återkoppling.

Interna och externa referenser

Upp till 8 interna förinställda referenser kan programmeras i frekvensomformaren. Den aktiva interna förinställda referensen kan väljas externt via digitala styringångar eller den seriella kommunikationsbussen.

Externa referenserna kan också matas till omformaren, vanligen via en analog styringång. Referenskällorna och bussreferensen adderas för att skapa den totala externa referensen. Den externa referensen, den förinställda referensen, börvärdet eller summan av alla tre kan anges som den aktiva referensen. Denna referens kan skalas.

Den skalade referensen beräknas på följande sätt:

Referens = X + X  × 

När X den externa referensen, den förinställda referensen eller summan av dem, och Y är parameter 3-14 Förinställd relativ referens i [%].

Om Y, parameter 3-14 Förinställd relativ referens, är inställd på 0 % påverkar skalningen inte referensen.

Extern referens

En extern referens består av följande (se Bild 2.15).

Förinställda referenser

•

Externa referenser:

•

En förinställd relativ referens

•

Ett återkopplingsstyrt börvärde

•

100

Analoga ingångar Pulsfrekvensingångar Digital potentiometeringångar Bussreferenser för seriell kommunikation

Produktöversikt

VLT® AQUA Drive FC 202

Bild 2.15 Blockdiagram som visar extern referenshantering

Produktöversikt Design Guide

2.4.5 Återkopplingshantering

Återkopplingshanteringen kan kongureras så att den fungerar med tillämpningar där avancerad styrning krävs, t.ex. vid era börvärden och återkopplingar (se Bild 2.16). Tre typer av styrning är vanliga:

En zon, ett börvärde

Denna styrningstyp är en grundläggande återkopplingskonguration. Börvärde 1 adderas till en annan referens (om sådan nns) och återkopplingssignalen väljs.

Multizon, ett börvärde

Denna styrningstyp använder två eller tre återkopplingsgivare men endast ett börvärde. Återkopplingen kan adderas, subtraheras eller genomsnittsberäknas. Dessutom kan maximi- eller minimivärdet användas. Börvärde 1 används uteslutande i denna konguration.

Multizon, börvärde/återkoppling

Det börvärdes-/återkopplingspar med den största skillnaden styr frekvensomformarens varvtal. Maximi försöker hålla alla zoner vid eller under respektive

börvärden, medan minimi försöker hålla alla zoner vid eller över respektive börvärden.

Exempel

Tillämpning med 2 zoner och 2 börvärden. Börvärdet för zon 1 är 15 bar och återkopplingen är 5,5 bar. Börvärdet för zon 2 är 4,4 bar och återkopplingen är 4,6 bar. Om maximivärdet väljs kommer börvärdet och återkopplingen för zon 1 att skickas till PID-regulatorn, eftersom det uppvisar den lägre skillnaden (återkopplingen är högre än börvärdet, vilket ger en negativ dierens). Om minimivärdet väljs kommer börvärdet och återkopplingen för zon 2 att skickas till PID-regulatorn eftersom det uppvisar den större skillnaden (återkopplingen är lägre än börvärdet, vilket ger en positiv dierens).

Bild 2.16 Blockdiagram över behandlingen av återkopplingssignalen

Produktöversikt

VLT® AQUA Drive FC 202

Återkopplingskonvertering

I vissa tillämpningar är det praktiskt att konvertera återkopplingssignalen. Ett exempel på detta är när en trycksignal används för att ge ödesåterkoppling. Eftersom kvadratroten ur trycket är proportionellt mot ödet ger kvadratroten ur trycksignalen ett värde som är proportionellt mot ödet, se Bild 2.17.

Bild 2.17 Återkopplingskonvertering

2.5 Automatiserade driftfunktioner

Automatiserade driftfunktioner aktiveras så snart frekvensomformaren är igång. De esta av dem kräver ingen programmering eller inställning. Om du känner till funktionerna kan du optimera systemkonstruktionen och eventuellt undvika att införa överödiga komponenter och funktioner.

Information om eventuella inställningar som krävs, i synnerhet motorparametrar, nns i Programmering- shandboken.

Frekvensomformaren har ett antal inbyggda skyddsfunktioner som skyddar enheten och den motor som körs.

Kortslutningsskydd

2.5.1

Motor (fas – fas)

Frekvensomformaren skyddas mot kortslutning på motorsidan genom strömmätning i de tre motorfaserna eller i DC-bussen. Vid kortslutning mellan två utfaser uppstår överström i växelriktaren. Växelriktaren stängs av så snart kortslutningsströmmen överstiger det tillåtna värdet (Larm 16 Tripplås).

Nätsida

En frekvensomformare som fungerar korrekt begränsar strömmen som den drar från försörjningen. Säkringar och/ eller maximalbrytare rekommenderas trots det på försörjningssidan som skydd vid eventuella komponentfel inne i frekvensomformaren (första felställe). Mer information nns i kapitel 7.7 Säkringar och maximalbrytare.

OBS!

Säkringar och/eller maximalbrytare på försörjningssidan är obligatoriskt för uppfyllelse av kraven i IEC 60364 för CE eller NEC 2009 för UL.

Bromsmotstånd

Frekvensomformaren skyddas från kortslutning i bromsmotståndet.

Lastdelning

För att skydda DC-bussen mot kortslutning och frekvensomformarna från överbelastning kan du installera DCsäkringar i serie med lastdelningsplintarna för alla anslutna enheter. Mer information

Överspänningsskydd

2.5.2

Motorgenererad överspänning

Spänningen i mellankretsen ökar när motorn fungerar som generator. Detta sker vid följande tillfällen:

Belastningen driver motorn (vid konstant

•

utfrekvens från frekvensomformaren), t.ex. belastningen alstrar energi.

Vid deceleration (nedrampning) när tröghetsmo-

•

mentet är högt, är friktionen låg och nedramptiden för kort för att energin ska avsättas som en förlust i frekvensomformaren, motorn och installationen.

Felaktigt inställd eftersläpningskompensation kan

•

ge upphov till en högre DC-busspänning. Mot-Emk från PM-motordrift. PM-motorns mot-

•

Emk kan komma att överskrida frekvensomformarens maximala spänningstolerans och orsaka skador om den rullas ut på höga varvtal. För att förhindra detta är värdet för parameter 4-19 Max. utfrekvens automatiskt begränsat enligt en intern beräkning baserad på värdet för parameter 1-40 Mot-EMK vid 1000 RPM,

parameter 1-25 Nominellt motorvarvtal och parameter 1-39 Motorpoler.

nns i kapitel 2.3.5 Lastdelning.

OBS!

Frekvensomformaren kan utrustas med ett bromsmotstånd för att undvika rusningsvarvtal i motorn (t.ex. på grund av för kraftigt roterande delar eller oreglerat vattenöde).

Överspänningen kan hanteras antingen med en bromsfunktion (parameter 2-10 Bromsfunktion) eller med överspänningsstyrning (parameter 2-17 Överspännings- styrning).

Överspänningsstyrning (OVC)

OVC minskar risken att frekvensomformaren trippar på grund av en överspänning på DC-bussen. Detta uppnås genom att automatiskt utöka nedramptiden.

Produktöversikt

Design Guide

OBS!

OVC kan aktiveras för PM-motorer (PM VVC+).

Bromsfunktioner

Anslut ett bromsmotstånd för avgivning av överskott av bromsenergi. Anslutning av ett bromsmotstånd förhindrar överdrivet hög DC-busspänning under bromsning.

En AC-broms kan användas för att få bättre bromsförmåga utan att bromsmotstånd behöver användas. Denna funktion styr en övermagnetisering av motorn när den körs som en generator som skapar extra energi. Denna funktion kan förbättra OVC. Genom att öka de elektriska förlusterna i motorn kan OVC-funktionen öka bromsmomentet utan att överskrida överspänningsgränsen.

OBS!

AC-broms inte är lika eektiv som dynamisk broms med motstånd.

2.5.3 Detektering av motorfas saknas

Funktionen motorfas saknas (parameter 4-58 Motorfas- funktion saknas) är aktiverad som standard för att undvika motorskador om en motorfas saknas. Fabriksinställningen är 1 000 ms, men kan justeras för en snabbare detektering.

Varvtalsgräns

Ange de nedre och övre gränserna för intervallet för driftsvarvtal med någon av följande parametrar:

parameter 4-11 Motorvarvtal, nedre gräns [rpm]

•

parameter 4-12 Motorvarvtal, nedre gräns [Hz] och

•

parameter 4-13 Motorvarvtal, övre gräns [rpm] parameter 4-14 Motor Speed High Limit [Hz]

•

Till exemplet kan intervallet för driftsvarvtal anges till mellan 30 och 50/60 Hz. parameter 4-19 Max. utfrekvens begränsar det maximala utvarvtalet som frekvensomformaren kan ge.

ETR

ETR är en elektronisk funktion som simulerar ett bimetallrelä baserat på interna mätningar. Kurvan visas iBild 2.18.

Spänningsgräns

Frekvensomformaren kopplas från så att transistorerna och DC-busskondensatorerna skyddas när en viss hårdkodad spänningsnivå överskrids.

Överhettning

Frekvensomformaren har inbyggda temperaturgivare och reagerar direkt vid kritiska värden via hårdkodade gränser.

Automatisk nedstämpling

2.5.7

Detektering av nätfasobalans

2.5.4

Om frekvensomformaren körs med ett allvarligt fasbortfall förkortas motorns livslängd. Förhållanden anses som allvarliga om motorn kontinuerligt körs nära nominell belastning. Fabriksinställningen trippar frekvensomformaren vid fasbortfall (parameter 14-12 Funktion vid nätfel).

In- och urkoppling på utgången

2.5.5

Det är tillåtet att lägga till en brytare på utgången mellan motorn och frekvensomformaren. Felmeddelanden kan visas. Fånga in en roterande motor genom att aktivera ygande start.

Överbelastningsskydd

2.5.6

Momentgräns

Med momentgränsfunktionen skyddas motorn från överbelastning oberoende av varvtal. Momentgränsen styrs i

parameter 4-16 Momentgräns, motordrift eller parameter 4-17 Momentgräns, generatordrift och den tid det

tar innan momentgränsvarningen trippar styrs i parameter 14-25 Trippfördr. vid mom.gräns.

Strömgräns

Strömgränsen styrs i parameter 4-18 Strömbegränsning.

Frekvensomformaren kontrollerar löpande om det föreligger kritiska nivåer:

Hög temperatur på styrkort eller kylplatta

•

Hög motorbelastning

•

Hög DC-busspänning

•

Lågt motorvarvtal

•

Som svar på en kritisk nivå justerar frekvensomformaren switchfrekvensen. Vid kritiskt höga interna temperaturer och lågt motorvarvtal kan frekvensomformare också tvinga PWM-mönstret till SFAVM.

OBS!

Den automatiska nedstämplingen ser annorlunda ut när parameter parameter 14-55 Utgångslter är inställd på [2] Fast Sinuslter.

2.5.8 Automatisk energioptimering

Automatisk energioptimering (AEO) styr frekvensomformaren att kontinuerligt övervaka belastningen på motorn och justera utspänningen för att maximera verkningsgraden. Under lätt belastning minskas spänningen och motorströmmen minimeras. Det ger motorn högre verkningsgrad, minskad uppvärmning och tystare drift. Det nns inget behov för att välja en V/Hz-

Produktöversikt

VLT® AQUA Drive FC 202

kurva eftersom frekvensomformaren automatiskt justerar motorspänningen.

2.5.9 Automatisk switchfrekvensmodulering

Frekvensomformaren genererar korta elektriska pulser som bildar ett växelströmsvågmönster. Switchfrekvensen är hastigheten på dessa pulser. En låg switchfrekvens (långsam pulshastighet) orsakar hörbart ljud i motorn, vilket gör att en högre switchfrekvens är att föredra. En hög switchfrekvens genererar dock värme i frekvensomformaren, vilket kan begränsa strömtillgången för motorn.

Automatisk switchfrekvensmodulering reglerar dessa förhållanden automatiskt och ger den högsta switchfrekvensen utan att frekvensomformaren överhettas. Genom att ge en reglerad hög switchfrekvens dämpas motorljudet vid långsamma varvtal, som när det är viktigt att kunna reglera hörbart ljud, och ger full uteekt till motorn när det krävs.

2.5.10

Automatisk nedstämpling för hög switchfrekvens

Frekvensomformaren är utformad för kontinuerlig drift med full belastning vid switchfrekvenser mellan 3,0 och 4,5 kHz (frekvensområdet beror på eektstorlek). En switchfrekvensen som överstiger högsta tillåtna värde genererar värmeökning i frekvensomformaren och kräver nedstämpling av utströmmen.

En av frekvensomformarens automatiska funktioner är belastningsberoende reglering av switchfrekvensen. Denna funktion gör att motorn kan dra nytta av den högsta switchfrekvens som belastningen tillåter.

2.5.11

Automatisk nedstämpling för överhettning

Automatisk nedstämpling för överhettning arbetar för att förhindra att frekvensomformaren trippar vid höga temperaturer. Interna temperaturgivare skyddar kraftkomponenterna från överhettning genom att mäta förhållanden. Omformaren kan automatiskt minska sin switchfrekvens för att behålla sin drifttemperatur inom säkerhetsgränserna. Efter att switchfrekvens har reducerats kan omformaren även reducera utfrekvensen och utströmmen med upp till 30 % för att undvika en tripp orsakad av överhettning.

(acceleration eller deceleration) efter den tillgängliga strömmen.

2.5.13 Strömgränskrets

Om en belastning överstiger strömkapacitet vid normal drift av frekvensomformaren (från en underdimensionerad omvandlare eller motor), reducerar strömgränsen utfrekvensen för att rampa ned motorn och minska belastningen. En justerbar timer är tillgänglig för att begränsa driften i detta tillstånd till 60 s eller mindre. Den fabriksinställda gränsen är 110 % av den nominella motorströmmen, vilket minimerar överströmspåfrestningar.

2.5.14

Frekvensomformaren tål nätuktuationer som t.ex.:

Frekvensomformaren kompenserar automatiskt för ingångsspänningar med en avvikelse på ±10 % från nominell spänning för att ge full nominell motorspänning och moment. Om automatisk omstart har valts, startar frekvensomformaren automatiskt efter en tripp. Med ygande start synkroniseras frekvensomformaren till motorns rotation före start.

2.5.15

Frekvensomformaren ger rätt mängd ström till motorn för att överbrygga belastningströgheten och få motorn upp till rätt varvtal. Detta förhindrar att en motor som är stationär eller som har långsam vridning utsätts för full nätspänning, vilket genererar hög spänning och värme. Denna inbyggda mjukstartsfunktion minskar termisk belastning och mekaniska påfrestningar. Den ökar även motorns livslängd och ger tystare driftsystem.

2.5.16

Högfrekventa motorresonansstörningar kan elimineras med hjälp av resonansdämpning. Automatisk eller manuellt vald frekvensdämpning är möjligt.

Prestanda vid eektuktuationer

Transienter

•

Tillfälliga avbrott

•

Kortare spänningsfall

•

Spänningstoppar

•

Mjukstart av motorn

Resonansdämpning

2.5.12

Om en motor försöker accelerera en belastning för snabbt för den tillgängliga strömmen, kan det leda till att frekvensomformaren trippar. Detsamma gäller för en för snabb deceleration. Automatisk ramp skyddar mot sådana situationer genom att anpassa motorns ramphastighet

Automatisk ramp

2.5.17

De interna kyläktarna temperaturregleras av givare i frekvensomformaren. Kyläkten körs vanligen inte vid låg belastning, i energisparläge eller i standbyläge. Det minskar bullret, ökar verkningsgraden och ökar äktens livslängd.

Temperaturstyrda äktar

+ 168 hidden pages

Danfoss FC 202 Design guide [sv]

Specifications and Main Features

Frequently Asked Questions

User Manual