Danfoss FC 202 Design guide [pt]

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MAKING MODERN LIVING POSSIBLE

Guia de Design

VLT® AQUA Drive FC 202

0,25-90 kW

vlt-drives.danfoss.com

Índice Guia de Design

Índice

1 Introdução

1.1 Objetivo do Guia de Design

1.2 Organização

1.3 Recursos adicionais

1.4 Abreviações, Símbolos e Convenções

1.5 Denições

1.6 Versão do Software e do Documento

1.7 Aprovações e certicações

1.7.1 Marcação CE 11

1.7.1.1 Diretiva de Baixa Tensão 11

1.7.1.2 Diretiva EMC 12

1.7.1.3 Diretiva da Máquina 12

1.7.1.4 Diretiva ErP 12

1.7.2 Em conformidade com C-tick 12

1.7.3 Em conformidade com o UL 12

1.7.4 Em conformidade marítima 12

1.8 Segurança

8 8 8 8

9 10 11 11

1.8.1 Princípios gerais de segurança 13

2 Visão Geral do Produto

2.1 Introdução

2.2 Descrição da Operação

2.3 Sequência de Operação

2.3.1 Seção do Reticador 20

2.3.2 Seção Intermediária 20

2.3.3 Seção do Inversor 20

2.3.4 Opcional do Freio 20

2.3.5 Load Sharing 21

2.4 Estruturas de Controle

2.4.1 Estrutura de Controle Malha Aberta 21

2.4.2 Estrutura de Controle, Malha Fechada 22

2.4.3 Controles Local (Hand On - Manual Ligado) e Remoto (Auto On - Automático Ligado) 22

2.4.4 Tratamento da Referência 23

2.4.5 Tratamento do Feedback 25

15 15 19 20

2.5 Funções operacionais automatizadas

2.5.1 Proteção Contra Curto Circuito 26

2.5.2 Proteção de sobretensão 26

2.5.3 Detecção de fase ausente de motor 27

Índice

VLT® AQUA Drive FC 202

2.5.4 Detecção de desbalanceamento das fases de rede elétrica 27

2.5.5 Chaveamento na Saída 27

2.5.6 Proteção de Sobrecarga 27

2.5.7 Derating Automático 27

2.5.8 Otimização Automática de Energia 28

2.5.9 Modulação da frequência de chaveamento automática 28

2.5.10 Derating automático para Frequência de chaveamento alta 28

2.5.11 Derating automático para superaquecimento 28

2.5.12 Rampa automática 28

2.5.13 Circuito de limite de corrente 28

2.5.14 Desempenho de utuação de potência 28

2.5.15 Motor de partida suave 29

2.5.16 Amortecimento da ressonância 29

2.5.17 Ventiladores controlados por temperatura 29

2.5.18 Conformidade com o EMC 29

2.5.19 Medição de corrente em todas as três fases do motor 29

2.5.20 Isolação galvânica dos terminais de controle 29

2.6 Funções de aplicação personalizada

2.6.1 Adaptação Automática do Motor 29

2.6.2 Proteção Térmica do Motor 30

2.6.3 Queda da Rede Elétrica 30

2.6.4 Controladores PID incorporados 30

2.6.5 Nova Partida Automática 31

2.6.6 Flying Start 31

2.6.7 Torque total em velocidade reduzida 31

2.6.8 Bypass de frequência 31

2.6.9 Pré-aquecimento do Motor 31

2.6.10 Quatro setups programáveis 31

2.6.11 Frenagem Dinâmica 31

2.6.12 Frenagem CC 31

2.6.13 Sleep Mode 32

2.6.14 Funcionamento permissivo 32

2.6.15 Smart Logic Control (SLC) 32

2.6.16 Função STO 33

2.7 Funções de falha, advertência e alarme

2.7.1 Operação no superaquecimento 34

2.7.2 Advertência de referência alta e baixa 34

2.7.3 Advertência de feedback alto e baixo 34

2.7.4 Desbalanceamento de fase ou perda de fase 34

2.7.5 Advertência de alta frequência 34

Índice Guia de Design

2.7.6 Advertência de baixa frequência 34

2.7.7 Advertência de alta corrente 35

2.7.8 Advertência de corrente baixa 35

2.7.9 Advertência de correia partida/sem carga 35

2.7.10 Interface serial perdida 35

2.8 Interfaces do usuário e programação

2.8.1 Painel de Controle Local 35

2.8.2 Software de PC 36

2.8.2.1 Software de Setup do MCT 10 36

2.8.2.2 MCT 31 Software de Cálculo de Harmônicas VLT

2.8.2.3 Software de Cálculo de Harmônicas (HCS) 37

2.9 Manutenção

2.9.1 Armazenagem 37

3 Integração de Sistemas

3.1 Condições Operacionais Ambiente

3.1.1 Umidade 38

3.1.2 Temperatura 38

3.1.3 Resfriamento 39

3.1.4 Sobretensão Gerada pelo Motor 40

3.1.5 Ruído Acústico 40

3.1.6 Vibração e Choque 40

3.1.7 Atmosferas agressivas 40

38 38

3.1.8 Denições de características nominais de IP 42

3.1.9 Interferência de radiofrequência 42

3.1.10 Conformidade de isolação galvânica e PELV 43

3.1.11 Armazenagem 43

3.2 Proteção de EMC, harmônicas e de fuga para o terra

3.2.1 Aspectos Gerais das Emissões EMC 44

3.2.2 Resultados de teste de EMC 45

3.2.3 Requisitos de Emissão 47

3.2.4 Requisitos de Imunidade 47

3.2.5 Isolação do Motor 48

3.2.6 Correntes de Mancal do Motor 48

3.2.7 Harmônicas 49

3.2.8 Corrente de fuga para o terra 51

3.3 Integração com a rede elétrica

3.3.1 Congurações de rede elétrica e efeitos de EMC 53

3.3.2 Interferência de rede elétrica de baixa frequência 53

3.3.3 Análise de interferência de rede elétrica 54

Índice

VLT® AQUA Drive FC 202

3.3.4 Opções para redução da interferência de rede elétrica 54

3.3.5 Interferência de Radiofrequência 55

3.3.6 Classicação do local de operação 55

3.3.7 Uso com fonte de entrada isolada 55

3.3.8 Correção do Fator de Potência 55

3.3.9 Atraso da potência de entrada 56

3.3.10 Transientes da rede 56

3.3.11 Operação com um gerador de espera 56

3.4 Integração do motor

3.4.1 Considerações na seleção do motor 57

3.4.2 Filtros dU/dt e de onda senoidal 57

3.4.3 Aterramento correto do motor 57

3.4.4 Cabos de Motor 57

3.4.5 Blindagem do cabo de motor 57

3.4.6 Conexão de Vários Motores 58

3.4.7 Isolação do o de controle 60

3.4.8 Proteção Térmica do Motor 60

3.4.9 Contator de saída 60

3.4.10 Funções de Frenagem 60

3.4.11 Frenagem Dinâmica 60

3.4.12 Cálculo do resistor do freio 61

3.4.13 Cabeamento do Resistor do Freio 62

3.4.14 Resistor do freio e IGBT do freio 62

3.4.15 Eciência no uso da energia 62

3.5 Entradas e saídas adicionais

3.5.1 Esquemático de ação 64

3.5.2 Ligações do Relé 65

3.5.3 Conexão elétrica compatível com EMC 66

3.6 Planejamento mecânico

3.6.1 Espaço livre 67

3.6.2 Montagem em Parede 67

3.6.3 Acesso 68

3.7 Opcionais e Acessórios

3.7.1 Opcionais de Comunicação 72

3.7.2 Opcionais de Entrada/Saída, Feedback e Segurança 72

3.7.3 Opcionais de Controle em Cascata 72

3.7.4 Resistores do Freio 74

3.7.5 Filtros de Onda-senoidal 74

3.7.6 Filtros dU/dt 74

3.7.7 Filtros de modo comum 74

Índice Guia de Design

3.7.8 Filtros de Harmônicas 75

3.7.9 Kit de gabinete metálico IP21/NEMA Tipo 1 75

3.7.10 Kit para Montagem Remota do LCP 77

3.7.11 Quadro de Montagem para Gabinetes Metálicos Tamanhos A5, B1, B2, C1 e C2 78

3.8 Interface Serial RS485

3.8.1 Visão Geral 79

3.8.2 Conexão de Rede 80

3.8.3 Terminação do Bus Serial da RS485 80

3.8.4 Cuidados com EMC 80

3.8.5 Visão Geral do Protocolo Danfoss FC 81

3.8.6 Conguração de Rede 81

3.8.7 Estrutura do Enquadramento de Mensagem do Protocolo Danfoss FC 81

3.8.8 Exemplos de Protocolo Danfoss FC 85

3.8.9 Protocolo do Modbus RTU 86

3.8.10 Estrutura do Enquadramento de Mensagem do Modbus RTU 87

3.8.11 Acesso a Parâmetros 91

3.8.12 Perl de Controle do Drive do CF 91

3.9 Lista de vericação de design do sistema

4 Exemplos de Aplicações

4.1 Visão geral do recurso de aplicação

4.2 Recursos de aplicação selecionada

100 100 101

4.2.1 SmartStart 101

4.2.2 Quick menu de água e bombas 101

4.2.3 29-1* Função de Deragging 101

4.2.4 Pré/pós lubricação 102

4.2.5 29-5* Conrmação de uxo 103

4.3 Exemplos de Setup de Aplicações

4.3.1 Aplicação de Bomba Submersível 106

4.3.2 Controlador BÁSICO em Cascata 108

4.3.3 Escalonamento de Bomba com Alternação da Bomba de Comando 109

4.3.4 Status do Sistema e Operação 109

4.3.5 Diagrama da Fiação do Controlador em Cascata 110

4.3.6 Diagrama da Fiação da Bomba de Velocidade Fixa/Variável 111

4.3.7 Diagrama de Fiação para Alternação da Bomba de Comando 111

5 Condições Especiais

5.1 Derating Manual

5.2 Derating de cabos do motor longos ou cabos com seção transversal maior

5.3 Derating para a Temperatura Ambiente

104

115 115 116 116

Índice

VLT® AQUA Drive FC 202

6 Código do tipo e seleção

6.1 Pedido de Compra

6.1.1 Código do Tipo 121

6.1.2 Idioma do Software 123

6.2 Opcionais, Acessórios e Peças de Reposição

6.2.1 Opcionais e Acessórios 123

6.2.2 Peças de Reposição 125

6.2.3 Sacolas de Acessórios 125

6.2.4 Seleção do Resistor do Freio 126

6.2.5 Resistores do Freio Recomendados 127

6.2.6 Resistores do Freio Alternativos, T2 e T4 134

6.2.7 Filtros de Harmônicas 135

6.2.8 Filtros de Onda Senoidal 138

6.2.9 Filtros dU/dt 140

6.2.10 Filtros de Modo Comum 141

7 Especicações

7.1 Dados Elétricos

121 121

123

142 142

7.1.1 Alimentação de Rede Elétrica 1x200-240 V CA 142

7.1.2 Alimentação de Rede Elétrica 3x200–240 V CA 143

7.1.3 Alimentação de Rede Elétrica 1x380–480 V CA 147

7.1.4 Alimentação de Rede Elétrica 3x380–480 V CA 148

7.1.5 Alimentação de Rede Elétrica 3x525–600 V CA 152

7.1.6 Alimentação de Rede Elétrica 3x525–690 V CA 156

7.2 Alimentação de Rede Elétrica

7.3 Saída do Motor e dados do motor

7.4 Condições ambiente

7.5 Especicações de Cabo

7.6 Entrada/Saída de controle e dados de controle

7.7 Fusíveis e Disjuntores

7.8 Valor nominal da potência, peso e dimensões

7.9 Teste dU/dt

7.10 Características nominais de ruído acústico

7.11 Opcionais Selecionados

7.11.1 Módulo de E/S de Uso Geral MCB 101 do VLT® 178

7.11.2 Placa de relé MCB 105 do VLT

159 159 160 160 161 164 173 175 177 178

178

7.11.3 Cartão do Termistor do PTC VLT®MCB 112 180

7.11.4 Cartão de Relé Estendido MCB 113 do VLT

7.11.5 VLT® Opcional de Entrada de Sensor MCB 114 183

7.11.6 Controlador em Cascata Estendido MCO 101 do VLT

182

184

Índice Guia de Design

7.11.7 Controlador em Cascata Avançado MCO 102 do VLT

8 Apêndice - Desenhos Selecionados

8.1 Desenhos de Conexão de Rede Elétrica (trifásica)

8.2 Desenhos de Conexão do Motor

8.3 Desenhos de Terminal de Relé

8.4 Orifícios para Entrada de Cabos

Índice

185

188 188 191 193 194

198

Introdução

VLT® AQUA Drive FC 202

1 Introdução

1.1 Objetivo do Guia de Design

Este guia de design dos conversores de frequência Danfoss VLT® AQUA Drive é destinado para:

Engenheiros de projetos e sistemas

•

Consultores de design

•

Especialistas em aplicação e produto

•

O guia de design fornece informações técnicas para entender as capacidades do conversor de frequência para a integração no controle de motor e sistemas monitoramento.

O objetivo do guia de design é fornecer considerações de design e dados de planejamento para a integração do conversor de frequência em um sistema. O guia de design fornece uma seleção de conversores de frequência e o opcionais de uma diversidade de aplicações e instalações.

A revisão das informações detalhadas do produto no estágio de design permite o desenvolvimento de um sistema bem concebido com funcionalidade e eciência ótimas.

VLT® é marca registrada.

1.2

Organização

Capétulo 1 Introdução: O uso geral do guia de design e conformidade com as diretivas internacionais.

Capétulo 2 Visão Geral do Produto: A funcionalidade e a estrutura interna do conversor de frequência e dos recursos operacionais.

Capétulo 3 Integração de Sistemas: Condições ambientais; EMC, harmônicas e fuga do terra; entrada da rede elétrica; motores e conexões do motor; outras conexões; planejamento mecânico; e descrições de opcionais e acessórios disponíveis.

Capétulo 4 Exemplos de Aplicações: Amostras de aplicações de produto e diretrizes para uso.

Capétulo 7

técnicos em formatos grácos e de tabela.

Capétulo 8 Apêndice - Desenhos Selecionados: Uma compilação de grácos ilustrando as conexões de rede elétrica e do motor, terminais do relé e entradas de cabos.

Especicações: Uma compilação dos dados

1.3 Recursos adicionais

Estão disponíveis recursos para entender a operação, a programação e a conformidade com as diretivas avançadas do conversor de frequência.

As Instruções de utilização VLT® AQUA Drive FC 202

•

(chamadas de Instruções de utilização neste manual) fornece informações detalhadas para a instalação e partida do conversor de frequência.

O Guia de Design VLT® AQUA Drive FC 202 fornece

•

as informações necessárias para planejar e projetar a integração do conversor de frequência em um sistema.

O Guia de Programação VLT

•

(chamado de Guia de Programação neste manual) fornece mais detalhes sobre como trabalhar com parâmetros e muitos exemplos de aplicação.

As Instruções de Utilização de Safe Torque

•

Publicações e manuais complementares estão disponíveis para download em danfoss.com/Product/Literature/Technical +Documentation.htm.

VLT

descrevem como usar Danfoss conversores de frequência em aplicações de segurança funcional. Este manual é fornecido com o conversor de frequência quando o opcional STO estiver presente.

O Guia de Design do Resistor de frenagem VLT explica a seleção ideal do resistor de frenagem.

AQUA Drive FC 202

O do

AVISO!

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

Capétulo 5 Condições Especiais: Detalhes em ambientes operacionais anormais.

Capétulo 6 Código do tipo e seleção: Procedimentos para pedido de equipamento e opcionais para atender o uso pretendido do sistema.

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

Introdução

Guia de Design

1.4 Abreviações, Símbolos e Convenções

60AVM 60AVM modulação vetorial assíncrona A Ampère/AMP CA Corrente alternada AD Descarga aérea AEO Otimização automática de energia AI Entrada analógica AMA Adaptação automática do motor AWG American wire gauge °C

Graus Celsius CD Descarga constante CM Modo comum TC Torque constante CC Corrente contínua DI Entrada digital DM Modo diferencial TIPO D Depende do drive EMC Compatibilidade eletromagnética FEM Força Eletro

Força eletromotriz Motriz ETR Relé térmico eletrônico f

JOG

Frequência do motor quando a função de jog

estiver ativada. f f

MAX

Frequência do motor

A frequência de saída máxima do conversor de

frequência aplica-se à sua saída. f

MIN

A frequência do motor mínima do conversor

de frequência f

M,N

Frequência nominal do motor FC Conversor de frequência g Gramme Hiperface

Hiperface® é marca registrada da Stegmann hp Cavalos de força HTL Encoder HTL (10-30 V) pulsos - Transistor

lógico de alta tensão Hz Hertz I

INV

LIM

M,N

VLT,MAX

VLT,N

Corrente nominal de saída do inversor

Limite de Corrente

Corrente nominal do motor

A máxima corrente de saída

A corrente de saída nominal fornecida pelo

conversor de frequência kHz kiloHertz LCP Painel de controle local lsb O bit menos signicativo m Metro mA Miliampère MCM Mille circular mil MCT Motion Control Tool mH Indutância em milli Henry min Minuto ms Milissegundo msb O bit mais signicativo

VLT

Eciência do conversor de frequência denida como a relação entre a potência de saída e a

potência de entrada. nF Capacitância em nano Farad NLCP Painel de controle local numérico Nm Newton metro n

Parâmetros

online/oine

Velocidade do motor síncrono

As alterações nos parâmetros online são

ativadas imediatamente após a mudança no

valor dos dados. P

br,cont.

Potência nominal do resistor de frenagem

(potência média durante frenagem contínua). PCB Placa de circuito Impresso PCD Dados do processo PELV Tensão extra baixa protetiva P

Potência de saída nominal do conversor de

frequência como sobrecarga alta (HO). P

M,N

Potência do motor nominal Motor PM Motor de ímã permanente PID de processo O regulador do PID mantém os valores

desejados de velocidade, pressão, temperatura,

etc. R

br,nom

O valor nominal do resistor que garante

potência de frenagem do eixo do motor de

150/160% durante 1 minuto RCD Dispositivo de corrente residual Regen Terminais regenerativos R

min

Valor do resistor de frenagem mínimo

permissível por conversor de frequência RMS Raiz quadrada média rpm Rotações por minuto R

rec

Resistência recomendada do resistor do freio

de Danfoss resistores do freio s Segundo SFAVM Modulação vetorial assíncrona orientada a

uxo do estator STW Status Word SMPS Fonte de alimentação com modo de

comutação THD Distorção harmônica total T

LIM

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

transistor U

M,N

Tensão do motor nominal V Volts VT Torque variável VVC+

Controle vetorial de tensão

Tabela 1.1 Abreviações

Introdução

VLT® AQUA Drive FC 202

Convenções

Listas numeradas indicam os procedimentos. Listas de itens indicam outras informações e a descrição das ilustrações. O texto em itálico indica:

Referência cruzada

•

Link

•

Rodapé

•

Nome do parâmetro, nome do grupo do

•

parâmetro, opcional de parâmetro

Todas as dimensões estão em mm (pol). * indica uma conguração padrão de um parâmetro.

Os símbolos a seguir são usados neste documento.

ADVERTÊNCIA

Indica uma situação potencialmente perigosa que pode resultar em morte ou ferimentos graves.

CUIDADO

Indica uma situação potencialmente perigosa que pode resultar em ferimentos leves ou moderados. Também podem ser usados para alertar contra práticas inseguras.

AVISO!

Indica informações importantes, inclusive situações que podem resultar em danos no equipamento ou na propriedade.

1.5 Denições

Resistor de frenagem

O resistor do freio é um módulo capaz de absorver a potência de frenagem gerada na frenagem regenerativa. Essa potência de frenagem regenerativa aumenta a tensão no circuito intermediário e um circuito de frenagem garante que a potência seja transmitida para o resistor do freio.

Parada por inércia

O eixo do motor está em modo livre. Nenhum torque no motor.

Características de TC

Características do torque constante usadas por todas as aplicações, como correias transportadoras, bombas de deslocamento e guindastes.

Inicialização

Se a inicialização for executada (14-22 Modo Operação), o conversor de frequência retorna à conguração padrão.

Ciclo útil intermitente

Uma característica nominal de trabalho intermitente refere-

-se a uma sequência de ciclos úteis. Cada ciclo consiste em um período com carga e outro sem carga. A operação pode ser de ciclo periódico ou de ciclo não periódico.

Fator de potência

O fator de potência real (lambda) leva todas as harmônicas em consideração e é sempre menor que o fator de potência (cosphi) que considera somente as primeiras harmônicas de corrente e tensão.

P kW

cosϕ = 

P kVA

Cosphi é conhecido também como fator de potência de deslocamento.

Tanto lambda quanto cosphi são determinados para conversores de frequência Danfoss VLT® em

capétulo 7.2 Alimentação de Rede Elétrica. O fator de potência indica em que intensidade o conversor

de frequência oferece uma carga na alimentação de rede elétrica. Quanto menor o fator de potência, maior será a I mesmo desempenho em kW.

Além disso, um fator de potência alto indica que as correntes harmônicas são baixas. Todos os conversores de frequência Danfoss têm bobinas CC integradas no barramento CC, para ter um fator de potência alto e reduzir o THD na alimentação de rede elétrica.

Setup

Salve a programação do parâmetro em 4 setups. Alterne entre os quatro setups de parâmetro e edite um setup, enquanto outro setup estiver ativo.

Compensação de escorregamento

O conversor de frequência compensa o deslizamento que ocorre no motor, acrescentando um suplemento à frequência que acompanha a carga do motor medida, mantendo a velocidade do motor praticamente constante.

Smart Logic Control (SLC)

O SLC é uma sequência de ações denidas pelo usuário que é executada quando os eventos associados denidos pelo usuário são avaliados como verdadeiros pelo SLC. (Grupo do parâmetro 13-** Smart Logic).

Barramento padrão do conversor de frequência

Inclui o barramento RS485 protocolo Danfoss FC ou protocolo MC. Consulte 8-30 Protocolo.

Termistor

Um resistor que varia com a temperatura, instalado onde a temperatura deve ser monitorada (conversor de frequência ou motor).

UλxIλxcosϕ

 = 

UλxIλ

RMS

para o

Introdução

Desarme

É um estado que ocorre em situações de falha, por exemplo, se houver superaquecimento no conversor de frequência ou quando ele estiver protegendo o motor, o processo ou o mecanismo. Uma nova partida é impedida até a causa da falha ser eliminada e o estado de desarme ser cancelado. Cancelar o estado de desarme por:

acionamento do reset ou

•

programar o conversor de frequência para reset

•

automático

Não use o desarme para segurança pessoal.

Bloqueado por desarme

É um estado que ocorre em situações de falha, quando o conversor de frequência está se protegendo e requer intervenção manual, por exemplo, em caso de curto circuito na saída do conversor de frequência. Um bloqueio por desarme somente pode ser cancelado desligando-se a rede elétrica, eliminando-se a causa da falha e energizando o conversor de frequência novamente. A reinicialização é suspensa até que o desarme seja cancelado, pelo acionamento do reset ou, em certas situações, programando um reset automático. Não use o desarme para a segurança pessoal.

Características do TV

Características de torque variável das bombas e dos ventiladores.

1.6

Versão do Software e do Documento

Este manual é revisado e atualizado regularmente. Todas as sugestões para melhorias são bem-vindas.

Tabela 1.2 mostra a versão do documento e a respectiva versão de software.

Edição Observações Versão do software

MG20N6xx Substitui MG20N5xx 2.20 e posterior

Tabela 1.2 Versão do Software e do Documento

Guia de Design

1.7.1

Marcação CE

Ilustração 1.1 CE

A Marcação CE (Communauté Européenne) indica que fabricante do produto atende todas as diretivas da UE aplicáveis. As diretivas da UE aplicáveis ao projeto e à fabricação de conversores de frequência estão listados em Tabela 1.3.

AVISO!

A marcação CE não regula a qualidade do produto. Especicações técnicas não pode ser deduzidas da marcação CE.

AVISO!

Conversores de frequência com uma função de segurança integrada devem estar em conformidade com a diretiva da máquina.

Diretiva da UE Versão

Diretiva de baixa tensão 2006/95/EC Diretiva EMC 2004/108/EC Diretiva da máquina Diretiva ErP 2009/125/EC Diretiva ATEX 94/9/EC Diretiva RoHS 2002/95/EC

Tabela 1.3 Diretivas da UE aplicáveis aos conversores de frequência

1) A conformidade da diretiva da máquina é exigida somente para conversores de frequência com uma função de segurança integrada.

Declarações de conformidade estão disponíveis por solicitação.

2006/42/EC

1.7

Aprovações e certicações

1.7.1.1

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

Para obter mais informações sobre aprovações e

certicados, acesse a área de download em http:// www.danfoss.com/BusinessAreas/DrivesSolutions/Documentations/.

A diretiva de baixa tensão é aplicável a todos os equipamentos elétricos nas faixas de tensão de 50-1.000 V CA e 75-1.600 V CC.

O objetivo da diretiva é garantir a segurança pessoal e evitar danos à propriedade ao operar equipamentos elétricos que estejam instalados e mantidos corretamente, nesta aplicação pretendida.

Diretiva de Baixa Tensão

Introdução

VLT® AQUA Drive FC 202

1.7.1.2 Diretiva EMC

O objetivo da diretiva EMC (compatibilidade eletromagnética) é reduzir a interferência eletromagnética e melhorar a imunidade do equipamento elétrico e das instalações. Os requisitos básicos de proteção da Diretiva EMC 2004/108/EC determinam que dispositivos que geram interferência eletromagnética (EMI) ou cuja operação pode ser afetada pela EMI devem ser projetados para limitar a geração de interferência eletromagnética e deverão ter grau adequado de imunidade a EMI quando instalados e mantidos corretamente e usados como previsto.

Os dispositivos de equipamentos elétricos usados de maneira independente ou como parte de um sistema devem portar a marca CE. Os sistemas não precisam ter a marcação CE, mas devem atender os requisitos básicos de proteção da diretiva EMC.

1.7.1.3

O objetivo principal da diretiva da máquina é garantir a segurança pessoal e evitar danos à propriedade, para equipamentos mecânicos usados em sua aplicação pretendida. A diretiva da máquina é aplicada a máquinas que consistem em um agregado de componentes ou dispositivos interconectados em que pelo menos um é capaz de movimento mecânico.

Conversores de frequência com uma função de segurança integrada devem estar em conformidade com a diretiva da máquina. Os conversores de frequência sem função de segurança não são classicados na diretiva da máquina. Se um conversor de frequência for integrado no sistema da máquina, a Danfoss pode fornecer informações sobre aspectos de segurança com relação ao conversor de frequência.

Quando conversores de frequência são usados em máquinas com pelo menos uma parte móvel, o fabricante da máquina deve fornecer uma declaração em conformidade com todos os estatutos e medidas de segurança relevantes.

Diretiva da Máquina

1.7.2

Em conformidade com C-tick

Ilustração 1.2 C-Tick

A etiqueta C-tick indica conformidade com as normas técnicas aplicáveis para Compatibilidade eletromagnética (EMC). A conformidade C-tick é necessária para a colocação dos dispositivos elétricos e eletrônicos no mercado na Austrália e Nova Zelândia.

O C-tick regulamentar é relacionado a emissão conduzida e irradiada. Para conversores de frequência, aplique os limites de emissão

Uma declaração de conformidade pode ser fornecida mediante solicitação.

1.7.3

UL listados

Ilustração 1.3 UL

especicados no EN/IEC 61800-3.

Em conformidade com o UL

AVISO!

Os conversores de frequência de 525-690 V não são certicados para UL.

O conversor de frequência atende os requisitos de retenção de memória térmica UL508C. Para obter mais informações, consulte capétulo 2.6.2 Proteção Térmica do Motor.

Em conformidade marítima

1.7.4

1.7.1.4

A diretiva ErP é a European Ecodesign Directive para produtos relacionados à energia. A diretiva programa os requisitos de ecodesign para produtos relacionados a energia, incluindo conversores de frequência. O objetivo da diretiva é aumentar a eciência energética e o nível de proteção do ambiente, enquanto aumenta a segurança da fonte de energia. O impacto ambiental de produtos relacionados a energia inclui o consumo de energia através de todo o ciclo útil do produto.

Diretiva ErP

As unidades com características nominais de proteção de entrada IP55 (NEMA 12) ou maior evitam a formação de faíscas e são classicadas como aparelhos elétricos com risco de explosão limitado de acordo com o Contrato Europeu com relação ao Transporte Internacional de Produtos Perigosos por Cursos d'Água Terrestres (ADN).

Acesse www.danfoss.com para obter mais informações sobre aprovações marítimas.

130BD832.10

Introdução Guia de Design

Para unidades com características nominais de proteção de entrada IP20/Chassi, IP21/NEMA 1 ou IP54, evitar risco de formação de faíscas da seguinte maneira:

Não instale um interruptor da rede elétrica

•

Garanta que 14-50 Filtro de RFI está programado

•

para [1] Ligado. Remova todos os plugues de relé marcados RELÉ.

•

Consulte Ilustração 1.4. Verique quais opcionais de relé estão instalados,

•

se houver. O único opcional de relé permitido é o MCB 113 Cartão de Relé Estendido VLT®.

Seguir estritamente os avisos e as precauções de segurança é obrigatório para a operação segura do conversor de frequência.

1.8.2 Pessoal qualicado

Transporte correto e conável, armazenagem, instalação, operação e manutenção são necessários para a operação segura e sem problemas do conversor de frequência. Somente pessoal qualicado tem permissão de instalar ou operar este equipamento.

Pessoal autorizado a instalar, comissionar e manter o equipamento, sistemas e circuitos em conformidade com as leis e normas pertinentes. Além disso, o pessoal deve estar familiarizado com as instruções e as medidas de segurança descritas nestas instruções de utilização.

qualicado é denido como pessoal treinado,

ADVERTÊNCIA

ALTA TENSÃO

Os conversores de frequência contêm alta tensão quando conectados à entrada da rede elétrica CA, fonte de alimentação CC ou Load Sharing. Instalação, partida e manutenção realizadas por pessoal não qualicado pode resultar em morte ou lesões graves.

A instalação, partida e manutenção deverão ser

•

executadas somente por pessoal qualicado.

1, 2 Plugues do relé

Ilustração 1.4 Localização dos plugues do relé

A declaração do fabricante está disponível por solicitação.

1.8

Segurança

1.8.1 Princípios gerais de segurança

Se manipulados incorretamente, os conversores de frequência contêm componentes de alta tensão e têm o potencial de lesão fatal. Somente pessoal qualicado deve instalar e operar o equipamento. Não tente realizar o serviço de manutenção sem antes remover a energia do conversor de frequência e aguardar o intervalo de tempo designado para a energia elétrica armazenada dissipar.

ADVERTÊNCIA

PARTIDA ACIDENTAL

Quando o conversor de frequência estiver conectado à rede elétrica CA, fonte de alimentação CC ou load sharing, o motor poderá dar partida a qualquer momento. Partida acidental durante a programação, serviço ou serviço de manutenção pode resultar em morte, ferimentos graves ou danos à propriedade. O motor pode dar partida por meio de interruptor externo, comando de barramento serial, sinal de referência de entrada do LCP ou após uma condição de falha resolvida. Para impedir a partida do motor:

Desconecte o conversor de frequência da rede

•

elétrica. Pressione [O/Reinicializar] no LCP, antes de

•

programar parâmetros. O conversor de frequência, o motor e qualquer

•

equipamento acionado deverão ser totalmente conectados e montados quando o conversor de frequência estiver conectado à rede elétrica CA, fonte de alimentação CC ou load sharing.

Introdução

VLT® AQUA Drive FC 202

ADVERTÊNCIA

TEMPO DE DESCARGA

O conversor de frequência contém capacitores de barramento CC que podem permanecer carregados mesmo quando o conversor de frequência não estiver conectado. Se não for aguardado o tempo especicado após a energia ter sido removida para executar serviço de manutenção, o resultado poderá ser ferimentos graves ou morte.

Pare o motor.

•

Desconecte a rede elétrica CA e fontes de

•

alimentação do barramento CC remoto, incluindo fontes de alimentação UPS, bateria de backup e conexões do barramento CC para outros conversores de frequência.

Desconecte ou trave qualquer motor PM.

•

Aguarde os capacitores fazerem descarga

•

completa antes de realizar qualquer serviço de manutenção. O intervalo de tempo de espera está especicado em Tabela 1.4.

Tensão [V]

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 até 7,5 kW - 11-90 kW 525-690 - 1,1-7,5 kW 11-90 kW Pode haver alta tensão presente mesmo quando os indicadores luminosos de LED estiverem apagados!

Tabela 1.4 Tempo de Descarga

Tempo de espera mínimo

(minutos)

4 7 15

ADVERTÊNCIA

EQUIPAMENTO PERIGOSO

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

Assegure que somente pessoal qualicado

•

realize a instalação, partida e manutenção. Garanta que os serviços elétricos estejam em

•

conformidade com os códigos elétricos locais e nacionais.

Siga os procedimentos neste documento.

•

ADVERTÊNCIA

ROTAÇÃO DO MOTOR ACIDENTAL ROTAÇÃO LIVRE

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

Certique-se que os motores de ímã

•

permanente estão bloqueados para impedir rotação acidental.

CUIDADO

RISCO DE FALHA INTERNA

Uma falha interna no conversor de frequência pode resultar em lesões graves quando o conversor de frequência não estiver fechado corretamente.

Assegure que todas as tampas de segurança

•

estão no lugar e bem presas antes de aplicar energia.

ADVERTÊNCIA

RISCO DE CORRENTE DE FUGA

As correntes de fuga excedem 3,5 mA. Se o conversor de frequência não for aterrado corretamente poderá resultar em morte ou lesões graves.

Assegure o aterramento correto do

•

equipamento por um eletricista certicado.

130BD889.10

0 100 200 300 400

(mwg)

1350rpm

1650rpm

(kW)

200100 300

(

m3 /h

)

(

m3 /h

)

400

1350rpm

1650rpm

shaft

Visão Geral do Produto Guia de Design

2 Visão Geral do Produto

2.1 Introdução

Este capítulo fornece uma visão geral dos principais conjuntos e circuitos do conversor de frequência. Ela descreve a eletricidade interna e as funções de processamento de sinais. Uma descrição da estrutura de controle interno também é incluída.

Também estão descritas as funções automatizadas e opcionais do conversor de frequência disponíveis para projetar sistemas operacionais robustos com controle sosticado e desempenho de relatório de status.

Produto dedicado a aplicações de

2.1.1 Água e Saneamento

O VLT® AQUA Drive FC 202 foi projetado para aplicações de água e de euentes. O assistente SmartStart integrado e o quick menu Água e bombas guia o usuário através do processo de start-up. A faixa de recursos padrão e opcionais inclui:

Controle em cascata

•

Detecção de funcionamento a seco

•

Detecção de

•

Alternação do motor

•

Deragging

•

Rampa nal e inicial

•

Rampa de válvula de retenção

•

STO

•

Detecção de uxo reduzido

•

Pré-lubricação

•

Conrmação de uxo

•

Modo Pipe ll

•

Sleep mode

•

Relógio de tempo real

•

Proteção por senha

•

Proteção de sobrecarga

•

Smart logic control

•

Monitor de velocidade mínima

•

Textos programáveis livres para informações,

•

advertências e alertas

nal de curva

2.1.2

Economia de Energia

Quando se compara com sistemas e tecnologias de controle alternativos, o conversor de frequência é o sistema ideal de controle de energia para controlar sistemas de ventiladores e bombas.

Utilizando um conversor de frequência para controlar o uxo, uma redução de velocidade de bomba de 20% leva a economia de energia de aproximadamente 50% em aplicações típicas. Ilustração 2.1 mostra um exemplo da redução de energia alcançável.

1 Economia de energia

Ilustração 2.1 Exemplo: Economia de Energia

2 2

Visão Geral do Produto

VLT® AQUA Drive FC 202

2.1.3 Exemplo de economia de energia

2.1.4

Controle da válvula versus controle da velocidade das bombas centrífugas

Como mostrado no Ilustração 2.2, o uxo é controlado

variando a velocidade da bomba, medida em RPM. Ao reduzir a velocidade apenas 20% da velocidade nominal, verica-se igualmente uma redução de 20% na vazão. Isso porque o uxo é diretamente proporcional à velocidade. No entanto, verica-se uma redução de até quase 50% no consumo de energia. Se o sistema precisar fornecer um uxo que corresponde a 100% apenas alguns dias por ano, enquanto a média for inferior a 80% do uxo nominal durante o resto do ano, a quantidade de energia economizada é ainda mais que 50%.

Ilustração 2.2 descreve a dependência do

uxo, da pressão e do consumo de energia na velocidade da bomba em RPM para bombas centrífugas.

Controle da válvula

À medida que os requisitos de processo em sistemas de água variam, o uxo deve ser ajustado de acordo. Métodos frequentemente usados para adaptação de uxo são limitação ou reciclagem usando válvulas.

Uma válvula de reciclagem que é aberta demais pode fazer a bomba funcionar no nal da curva da bomba, com uma taxa de uxo alta no cabeçote da bomba baixa. Essas condições não apenas causam um desperdício de energia devido à alta velocidade da bomba, mas também pode causar cavitação da bomba resultando em danos na bomba.

Limitar o uxo com uma válvula adiciona uma queda de pressão na válvula (HP-HS). Isso pode ser comparado com acelerar e puxar o freio ao mesmo tempo, na tentativa de reduzir a velocidade do carro. Ilustração 2.3 mostra que a limitação faz a curva do sistema ir do ponto (2) na curva da bomba para um ponto uma eciência signicati- vamente reduzida (1).

Ilustração 2.2 Leis de anidade para bombas centrífugas

Fluxo: 

Pressão: 

Potência: 

 = 

Assumindo uma eciência igual na faixa de velocidade.

Q=Fluxo Q1=Fluxo 1 P1=Potência 1 Q2=Vazão reduzida P2=Potência reduzida H=Pressão n=Regulação de velocidade H1=Pressão 1 n1=Velocidade 1 H2=Pressão reduzida n2=Velocidade reduzida

Tabela 2.1 Leis de anidade

P=Potência

100% speed

Flow

Pump curve

Head or pressure Head or pressure

Natural

operating point

Operating

point

Throttled

Unthrottled

Throttled system

Unthrottled system

130BD890.10

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

Visão Geral do Produto

Guia de Design

2 2

1 Ponto de operação usando uma válvula de limitação 2 Ponto de operação natural 3 Ponto de operação usando controle da velocidade

Ilustração 2.3 Redução de uxo pelo controle da válvula (limitação)

Controle da velocidade

O mesmo da bomba como mostrado em Ilustração 2.4. Reduzir a

uxo pode ser ajustado reduzindo a velocidade

velocidade move a curva da bomba para baixo. O ponto de operação é o novo ponto de intersecção da curva da bomba e a curva do sistema (3). A economia de energia pode ser calculada aplicando as leis de descrito em capétulo 2.1.3 Exemplo de economia de energia.

anidade como

Ponto de operação usando uma válvula de limitação 2 Ponto de operação natural 3 Ponto de operação usando controle da velocidade

Ilustração 2.4 Redução de uxo por controle da velocidade

Ilustração 2.5 Curvas de controle de uxo comparativo

Exemplo com uxo variante ao longo

2.1.5 de 1 ano

Esse exemplo é calculado com base nas características da bomba obtidas de uma folha de dados da bomba, mostrada em Ilustração 2.7.

O resultado obtido mostra uma economia de energia superior a 50% do consumo determinado para o uxo durante um ano, consulte Ilustração 2.6. O período de retorno do investimento depende do preço da eletricidade e do preço do conversor de frequência. Neste exemplo, o retorno do investimento é inferior a um ano, quando comparado com válvulas e velocidades constantes.

500

[h]

1000

1500

2000

200100 300

/h]

400

175HA210.11

Visão Geral do Produto

t [h] Q [m3/h]

Duração de uxo. Consulte também a Tabela 2.2. Taxa de uxo

VLT® AQUA Drive FC 202

[m3/h]

Taxa

Distribuição Regulação por

uxo

% Duração PotênciaConsu-moPotênciaConsu-

[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

42,5

23,0

válvulas

18.615

40.296

Controle do

conversor

de frequência

42,5

3,5

18.615

6.132

Ilustração 2.6 Distribuição de uxo durante 1 ano (duração versus taxa de uxo)

Tabela 2.2 Resultado

1) Leitura de potência no ponto A1

2) Leitura de potência no ponto B1

3) Leitura de potência no ponto C1

Controle melhorado

2.1.6

Usando um conversor de frequência para controlar o uxo ou a pressão de um sistema melhora o controle. Um conversor de frequência pode variar a velocidade do ventilador ou da bomba, obtendo controle variável do uxo e da pressão. Além disso, um conversor de frequência pode adaptar rapidamente a velocidade do ventilador ou da bomba às novas condições de vazão ou pressão no sistema. Obter controle simples do processo (uxo, nível ou pressão) utilizando o controle PI integrado.

Partida Estrela/Triangulo ou Soft

2.1.7 Starter

Em muitos países, ao dar partida em motores grandes é necessário usar equipamento que limita a corrente de partida. Em sistemas mais tradicionais, partida em estrela/ triângulo ou soft starter é amplamente usado. Essas partidas do motor não são necessários quando for utilizado um conversor de frequência.

Como ilustrado em Ilustração 2.8, um conversor de

Ilustração 2.7 Consumo de energia em velocidades diferentes

frequência não consome mais corrente do que a nominal.

Full load

% Full load current

& speed

500

100

0 12,5 25 37,5 50Hz

200

300

400

600

700

800

175HA227.10

Visão Geral do Produto

VLT® AQUA Drive FC 202 2 Partida estrela/triângulo 3 Soft starter 4 Partida diretamente na rede elétrica

Ilustração 2.8 Corrente de partida

2.2

Descrição da Operação

O conversor de frequência fornece uma quantidade regulada de energia CA da rede elétrica a um motor para controlar sua velocidade do motor. O conversor de frequência fornece frequência e tensão variáveis ao motor.

O conversor de frequência é dividido em quatro módulos principais:

Reticador

•

Circuito do barramento CC intermediário

•

Inversor

•

Controle e regulagem

•

Ilustração 2.9 é um diagrama de blocos dos componentes internos do conversor de frequência. Consulte Tabela 2.3 para saber suas funções.

Ilustração 2.9 Diagrama de Blocos do Conversor de Frequência

Guia de Design

Área Título Funções

Alimentação da rede elétrica CA

Entrada da rede

elétrica

2 Reticador

3 Barramento CC

4 Reatores CC

Banco de

capacitores

6 Inversor

Saída para o

motor

Circuito de

controle

Tabela 2.3 Legenda para Ilustração 2.9

1. O conversor de frequência

•

trifásica para o conversor de frequência.

A ponte reticadora converte a

•

entrada CA para corrente CC para alimentação do inversor.

O circuito do barramento CC

•

intermediário manipula a corrente CC.

Filtrar a tensão do circuito CC

•

intermediário.

Testar a proteção do transiente da

•

rede elétrica.

Reduzir a corrente RMS.

•

Aumentar o fator de potência

•

reetido de volta para a linha.

Reduzir harmônicas na entrada CA.

•

Armazena a alimentação CC.

•

Fornece proteção ride-through

•

para perdas de energia curtas.

Converte a CC em uma forma de

•

onda CA PWM para uma saída variável controlada para o motor.

Potência de saída trifásica

•

regulada para o motor.

Potência de entrada, proces-

•

samento interno, saída e corrente do motor são monitorados para fornecer operação e controle ecientes.

A interface do usuário e os

•

comandos externos são monitorados e executados.

A saída e o controle do status

•

podem ser fornecidos.

retica a tensão CA da

rede elétrica para tensão CC.

2. A tensão CC é convertida na corrente CA com amplitude e frequência variáveis.

O conversor de frequência é fornecido com tensão/ corrente e frequência variáveis, o que permite controle de velocidade variável de motores trifásicos assíncronos padrão e de motores PM não salientes.

2 2

Visão Geral do Produto

VLT® AQUA Drive FC 202

O conversor de frequência gerencia diversos princípios de controle do motor, como o modo especial do motor U/f e VVC+. O comportamento de curto circuito do conversor de

frequência depende de 3 transdutores de corrente nas fases do motor.

Ilustração 2.10 Estrutura do conversor de frequência

Opcional do Freio

2.3 Sequência de Operação

2.3.1 Seção do Reticador

Quando a potência de entrada é aplicada ao conversor de frequência, passa através dos terminais de rede elétrica (L1, L2 e L3) e segue para a desconexão ou/e opcional do ltro de RFI, dependendo da conguração da unidade.

2.3.2 Seção Intermediária

Após a seção do reticador, a tensão passa para a seção intermediária. Um circuito do ltro de onda senoidal que consiste no indutor do barramento CC e no banco de capacitores do barramento CC suaviza a tensão reticada.

O indutor do bus CC fornece impedância em série para alterar o valor da corrente. Isto ajuda no processo da ltragem, ao mesmo tempo que reduz a distorção devido as harmônicas da forma de onda de corrente CA de entrada, normalmente inerente em circuitos reticadores.

Seção do Inversor

2.3.3

Na seção do inversor, quando houver um comando de execução e uma referência de velocidade presentes, os IGBTs começam o chaveamento para criar a forma de onda de saída. Essa forma de onda, conforme gerada pelo princípio Danfoss VVC+ PWM no cartão de controle, fornece desempenho ideal e perdas mínimas no motor.

2.3.4

Nos conversores de frequência equipados com opcional de freio dinâmico, há um IGBT do freio junto com os terminais 81 (R-) e 82(R+) para conexão de um resistor do freio externo.

A função do IGBT do freio é limitar a tensão no circuito intermediário toda vez que o limite máximo de tensão for excedido. Esta ação é executada chaveando o resistor montado externamente através do bus CC, para remover a tensão CC excedente presente nos capacitores do bus.

A colocação externa do resistor do freio apresenta as vantagens de selecionar o resistor com base na necessidade da aplicação, dissipando a energia fora do painel de controle e protegendo o conversor de superaquecimento se o resistor do freio

O sinal do gate do IGBT do freio tem origem no cartão de controle e é enviado ao IGBT do freio através do cartão de potência e do cartão do drive do gate. Adicionalmente, o cartão de potência e o cartão de controle monitoram a conexão do resistor de frenagem e o IGBT do freio por curtos-circuitos e sobrecargas. Para obter especicações de pré-fusíveis, consulte capétulo 7.1 Dados Elétricos. Consulte também a capétulo 7.7 Fusíveis e Disjuntores.

car sobrecarregado.

130BB153.10

100%

-100%

100%

P 3-13 Reference site

Local reference scaled to RPM or Hz

Auto mode

Hand mode

LCP Hand on, o and auto on keys

Linked to hand/auto

Local

Remote

Reference

Ramp

P 4-10 Motor speed direction

To motor control

Reference handling Remote reference

P 4-13 Motor speed high limit [RPM]

P 4-14 Motor speed high limit [Hz]

P 4-11 Motor speed low limit [RPM]

P 4-12 Motor speed low limit [Hz]

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

Visão Geral do Produto Guia de Design

2.3.5 Load Sharing

As unidades com o opcional de Load Sharing integrado contêm os terminais (+) 89 CC e (-) 88 CC. No interior do conversor de frequência, estes terminais se conectam ao barramento CC, na frente do reator do barramento CC e capacitores do barramento.

Para obter mais informações, entre em contato com a Danfoss.

Os terminais de load sharing podem conectar em 2 congurações diferentes.

1. No primeiro método, os terminais amarram os circuitos de vários conversores de frequência juntos. Isso permite que uma unidade em modo regenerativo compartilhe sua tensão de barramento em excesso com outra unidade que esteja funcionando um motor. Load sharing dessa maneira pode reduzir a necessidade de resistor do freio dinâmico externo, enquanto também economiza energia. O número de unidades que podem ser conectadas dessa maneira é innito, contanto que cada unidade tenha as mesmas características nominais de tensão. Além disso, dependendo da capacidade e do número de unidades é possível que seja necessário instalar reatores CC e fusíveis CC nas conexões do barramento CC e nos reatores CA na rede elétrica.Tentar essas congurações exige considerações especícas. Entre em contato com Danfoss para obter assistência.

2. No segundo método, o conversor de frequência é energizado exclusivamente a partir de uma fonte CC. Isso exige:

2a Uma fonte CC. 2b Um meio para carga regulada do

barramento CC na energização.

Novamente, tentar essa conguração exige considerações especícas. Entre em contato com Danfoss para obter assistência.

2.4 Estruturas de Controle

2.4.1 Estrutura de Controle Malha Aberta

Ao operar no modo malha aberta, o conversor de frequência responde aos comandos manualmente por meio das teclas do LCP ou remotamente por meio das entradas digitais/analógicas ou do barramento serial.

Na conguração mostrada em Ilustração 2.11, o conversor de frequência funciona no modo malha aberta. Ele recebe entrada do LCP (modo Manual) ou por meio de um sinal remoto (modo Automático). O sinal (referência de velocidade) é recebido e condicionado com os limites de velocidade do motor mínimos e máximos programados (em RPM e Hz), tempos de desaceleração e aceleração e o sentido de rotação do motor. A referência é passada para controlar o motor.

2 2

Ilustração 2.11 Diagrama do bloco do modo de malha aberta

Visão Geral do Produto

VLT® AQUA Drive FC 202

2.4.2 Estrutura de Controle, Malha Fechada

No modo de malha fechada, um controlador PID interno

permite ao conversor de frequência processar a referência do sistema e os sinais de feedback para atuar como uma unidade de controle independente. O conversor pode fornecer mensagens de alarme e de status, junto com

Ilustração 2.12 Diagrama do bloco do controlador de malha fechada

Por exemplo, considere uma aplicação de bomba em que a velocidade de uma bomba é controlada de modo que a pressão estática em um cano é constante (consulte Ilustração 2.12). O conversor de frequência recebe um sinal de feedback de um sensor do sistema. Ele compara esse sinal de feedback com um valor de referência de setpoint e determina o erro, se houver, entre esses dois sinais. Para corrigir este erro, o PID ajusta a velocidade do motor.

O setpoint de pressão estática desejado é o sinal de referência para o conversor de frequência. Um sensor de pressão mede a pressão real estática no tubo e envia informação ao conversor de frequência como sinal de feedback. O conversor de frequência reduz a velocidade para reduzir a pressão se o sinal de feedback for maior que a referência de setpoint. De maneira semelhante, se a pressão no tubo for menor do que a referência de setpoint, o conversor de frequência acelera para aumentar a pressão da bomba.

Embora os valores padrão do conversor de frequência em malha fechada frequentemente fornecem desempenho satisfatório, o controle do sistema pode ser otimizado com frequência ajustando os parâmetros do PID. A Sintonização automática é fornecida para esta otimização.

Outros recursos programáveis incluem:

Regulagem de inversão - a velocidade do motor

•

aumenta quando um sinal de feedback estiver alto.

Frequência de partida - permite ao sistema

•

alcançar rapidamente um status operacional antes do controlador PID assumir.

muitas outras opções programáveis, para o monitoramento externo enquanto opera de maneira independente em malha fechada.

Filtro passa-baixa integrado - reduz o ruído do

•

sinal de feedback.

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

O conversor de frequência pode ser operado manualmente por meio do LCP ou de maneira remota por intermédio de entradas analógicas ou digitais e do barramento serial.

Referência ativa e modo

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

Para usar a referência local, congure no modo

•

Manual. Para ativar o modo Manual, adapte a programação do parâmetro no grupo do parâmetro Teclado 0-4* LCP. Para obter mais informações, consulte o guia de programação.

Para usar a referência remota, congure no modo

•

Automático, que é o modo padrão. No modo Automático é possível controlar o conversor de

frequência através das entradas digitais e das diversas interfaces seriais (RS485, USB ou um opcional de

O Ilustração 2.13 ilustra o modo de conguração

•

resultante da seleção de referência ativa, local ou remota.

Ilustração 2.14 ilustra o modo de

•

manual da referência local.

conguração

eldbus).

conguração

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

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Guia de Design

Ilustração 2.13 Referência Ativa

Ilustração 2.14 Modo Conguração

Princípio de controle da aplicação

A referência remota ou a referência local está ativa a qualquer momento. Ambas não podem estar ativas simultaneamente. Programe o princípio de controle de aplicação (isso é, malha aberta ou malha fechada) no 1-00 Modo Conguração, como mostrado no Tabela 2.4. Quando a referência local estiver ativa, ajuste o princípio de controle de aplicação em 1-05 Cong. Modo Local. Ajuste a fonte da referência em 3-13 Tipo de Referência, como mostrado em Tabela 2.4.

Para obter mais informações, consulte o Guia de programação.

[Hand on] [Auto On] (Automático Ligado) Teclas do LCP

Hand (Manual) Conectado Manual/

Manual⇒DesligadoConectado Manual/

Automática Conectado Manual/

Automático ⇒Desligado Todas as teclas Local Local Todas as teclas Remota Remota

Tabela 2.4 Congurações de referência remota e local

Tratamento da Referência

2.4.4

Fonte da referência

3-13 Tipo de Referência

Automático

Automático Conectado Manual/ Automático

Referência Ativa

Local

Remota

O tratamento da referência é aplicável na operação de malha fechada e aberta.

Referências externas e internas

Até 8 referências

predenidas podem ser programadas no conversor de frequência. A referência predenida interna ativa pode ser selecionada externamente usando as entradas digitais ou o barramento de comunicação serial.

As referências externas também podem ser fornecidas ao conversor, mais comumente através de uma entrada de controle analógico. Todas as fontes de referência e a referência de barramento são adicionadas para produzir a referência externa total. A referência externa, a referência predenida, o setpoint ou a soma de todos os 3 podem ser selecionados como uma referência ativa. Esta referência pode ser graduada.

A referência graduada é calculada da seguinte forma:

Referência = X  + X  × 

100

Onde C é a referência externa, a referência predenida ou a soma delas e Y é 3-14 Referência Relativa Pré-denida em [%].

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

2 2

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Referência Remota

Uma referência remota é composta pelo seguinte (consulte Ilustração 2.15).

Referências predenidas

•

Referências externas:

•

Entradas analógicas

Entradas de frequência de pulso

Entradas do potenciômetro digital

Referências de barramento de

comunicação serial

Uma referência relativa predenida

•

Um setpoint de feedback controlado

•

Ilustração 2.15 Diagrama em bloco mostrando o tratamento da referência remota

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2.4.5 Tratamento do Feedback

O tratamento de feedback pode ser congurado para trabalhar com aplicações que requerem controle avançado, como no caso de setpoints múltiplos e feedbacks de tipos múltiplos (consulte Ilustração 2.16. Há três tipos de controles comuns:

Zona única, setpoint único

Este tipo do controle é uma conguração de feedback básico. O setpoint 1 é adicionado a qualquer outra referência (se houver) e o sinal de feedback é selecionado.

Multizonas, setpoint único

Este tipo de controle usa 2 ou 3 sensores de feedback, mas somente um setpoint. O feedback pode ser adicionado, subtraído ou ter o valor médio calculado. Além disso, é possível utilizar o valor máximo ou mínimo. O setpoint 1 é utilizado exclusivamente nesta conguração.

Multizonas, setpoint/feedback

O par setpoint/feedback com a maior diferença controlará a velocidade do conversor de frequência. As tentativas máximas em manter todas as zonas nos/ou abaixo de seus

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

Exemplo

Uma aplicação de 2 zonas e 2 setpoints. O setpoint da zona 1 é 15 bar e o feedback é 5,5 bar. O setpoint da Zona 2 está em 4,4 bar e o feedback em 4,6 bar. Se o máximo estiver selecionado, o setpoint e o feedback da Zona 1 são enviados para o controlador PID, pois tem a menor diferença (o feedback é maior que o setpoint, resultando em uma diferença negativa). Se mínimo estiver selecionado, o setpoint e o feedback da zona 2 são enviados para o controlador PID, pois tem a maior diferença (o feedback é menor que o setpoint, resultando em uma diferença positiva).

2 2

Ilustração 2.16 Diagrama de Blocos de Processamento de Sinal de Feedback

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Conversão de feedback

Em algumas aplicações, é útil converter o sinal de feedback. Um exemplo é usar um sinal de pressão para

fornecer feedback do uxo. Uma vez que a raiz quadrada da pressão é proporcional à vazão, essa raiz quadrada produz um valor que é proporcional à vazão, consulte Ilustração 2.17.

Ilustração 2.17 Conversão de Feedback

2.5 Funções operacionais automatizadas

Os recursos operacionais automatizados cam ativos assim que o conversor de frequência estiver operando. A maioria deles não requerem programação ou setup. Entender que esses recursos estão presentes pode otimizar um projeto de sistema e, possivelmente, evitar introduzir componentes ou funcionalidade redundante.

Para obter mais de de qualquer setup necessário, particularmente parâmetros do motor, consulte o Guia de

Programação.

O conversor de frequência tem uma faixa de funções de proteção integradas para proteger si próprio e o o motor se estiver funcionando.

Proteção Contra Curto Circuito

2.5.1

Motor (fase-fase)

O conversor de frequência é protegido contra curtos circuitos no lado do motor por meio da medição de corrente em cada uma das três fases do motor ou no barramento CC. Um curto circuito entre duas fases de saída causa uma sobrecarga de corrente no inversor. O inversor é desligado quando a corrente de curto circuito ultrapassa o valor permitido (Alarme 16 Bloqueio por Desarme).

Lado da rede elétrica

Um conversor de frequência que funciona corretamente limita a corrente que pode retirar da alimentação. Ainda assim é recomendável usar fusíveis e/ou disjuntores no lado da alimentação como proteção no caso de defeito em componente do conversor de frequência (primeira falha). Consulte capétulo 7.7 Fusíveis e Disjuntores para obter mais informações.

AVISO!

Para assegurar a conformidade com o IEC 60364 para CE ou NEC 2009 para UL, é obrigatório o uso de fusíveis e/ou disjuntores.

Resistor de frenagem

O conversor de frequência é protegido de curto circuito no resistor do freio.

Load Sharing

Para proteger o barramento CC contra curtos circuitos e os conversores de frequência de sobrecargas, instale fusíveis CC em série com os terminais de load sharing de todas as unidades conectadas. Consulte capétulo 2.3.5 Load Sharing para obter mais informações.

Proteção de sobretensão

2.5.2

Sobretensão gerada pelo motor

A tensão no circuito intermediário aumenta quando o motor atua como um gerador. Isso ocorre nas seguintes situações:

A carga aciona o motor (em frequência de saída

•

constante do conversor de frequência), por exemplo, a carga gera energia.

Durante a desaceleração (rampa descendente), se

•

o momento de inércia estiver alto, o atrito é baixo e o tempo de desaceleração é muito curto para a energia ser dissipada como perda no conversor de frequência, no motor e na instalação.

•

conguração incorreta da compensação de escorregamento pode causar maior tensão no barramento CC.

Força Contra Eletro Motriz da operação do motor PM. Se houver parada por inércia em alta rotação, a Força Contra Eletro Motriz do motor PM pode exceder potencialmente a tolerância de tensão máxima do conversor de frequência e causar danos. Para ajudar a evitar isso, o valor de 4-19 Freqüência Máx. de Saída é limitado automaticamente com base em um cálculo externo baseado no valor de 1-40 Força Contra Eletro-

motriz em 1000RPM, 1-25 Velocidade nominal do motor e 1-39 Pólos do Motor.

AVISO!

Para evitar que o motor desenvolva velocidades excessivas (por exemplo, devido a efeitos excessivo de rotação livre ou uxo de água descontrolado), equipe o conversor de frequência com um resistor do freio.

A sobretensão pode ser manipulada usando uma função de frenagem (2-10 Função de Frenagem) ou usando controle de sobretensão (2-17 Controle de Sobretensão).

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Controle de sobretensão (OVC)

O OVC reduz o risco de desarme do conversor de frequência devido a sobretensão no barramento CC. Isto é conseguido por estender automaticamente o tempo de desaceleração.

AVISO!

O OVC pode ser ativado por motores PM (PM VVC+).

Funções de frenagem

Conecte um resistor do freio para dissipação de energia de frenagem excedente. A conexão de um resistor do freio evita tensão do barramento CC alta excessiva durante a frenagem.

Um freio CA é uma alternativa para melhorar o freio sem usar um resistor de frenagem. Esta função controla um excesso de magnetização do motor quando o motor funciona como um gerador criando energia extra. Esta função pode melhorar a OVC. Aumentar as perdas elétricas no motor permite que a função OVC aumente o torque de frenagem sem exceder o limite de sobretensão.

AVISO!

A frenagem CA não é tão ecaz quanto a frenagem dinâmica com um resistor.

2.5.3 Detecção de fase ausente de motor

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

Detecção de desbalanceamento das

2.5.4 fases de rede elétrica

A operação em condições de desbalanceamento de rede crítico reduz a vida útil do motor. As condições são consideradas graves se o motor funcionar continuamente próximo da carga nominal. A conguração padrão desarma o conversor de frequência no caso de desbalanceamento de rede (14-12 Função no Desbalanceamento da Rede).

2.5.5

Chaveamento na Saída

2.5.6

Proteção de Sobrecarga

Limite de torque

O recurso de limite de torque protege o motor contra sobrecarga, independentemente da velocidade. O limite de torque é controlado em 4-16 Limite de Torque do Modo Motor ou 4-17 Limite de Torque do Modo Gerador e o tempo antes do desarme da advertência de limite de torque é controlado em 14-25 Atraso do Desarme no Limite de Torque.

Limite de Corrente

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

Limite de velocidade

Denir limites inferior e superior da faixa de velocidade operacional com o uso dos seguintes parâmetros:

4-11 Lim. Inferior da Veloc. do Motor [RPM] ou

•

4-12 Lim. Inferior da Veloc. do Motor [Hz] e

•

4-13 Lim. Superior da Veloc. do Motor [RPM] ou 4-14 Motor Speed High Limit [Hz]

•

Por exemplo, a faixa de velocidade operacional pode ser denida como entre 30 e 50/60 Hz. 4-19 Freqüência Máx. de Saída limita a velocidade de saída máxima que o conversor de frequência pode fornecer.

ETR

O ETR é um recurso eletrônico que simula um relé bimetálico com base em medições internas. A característica está mostrada em Ilustração 2.18.

Limite de tensão

Quando um determinado nível de tensão hardware é atingido, o conversor de frequência desliga para proteger os transistores e os capacitores do barramento CC.

Sobretemperatura

O conversor de frequência possui sensores de temperatura integrados e reage imediatamente a valores críticos por meio dos limites codicados no hardware.

Derating Automático

2.5.7

O conversor de frequência verica constantemente os níveis críticos:

codicado no

2 2

Alta temperatura no cartão de controle ou no

É permitido adicionar uma chave à saída entre o motor e o conversor de frequência. É possível que apareçam mensagens de falha. Para capturar um motor em rotação, ative o ying start.

•

dissipador de calor Carga do motor alta

•

Alta tensão do barramento CC

•

Velocidade do motor baixa

•

Como resposta a um nível crítico, o conversor de frequência ajusta a frequência de chaveamento. Para temperaturas internas altas e velocidade do motor baixa,

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os conversores de frequência também podem forçar o padrão PWM para SFAVM.

AVISO!

O derating automático é diferente quando 14-55 Filtro Saída estiver programado para [2] Filtro de Onda Senoidal Fixado.

2.5.8 Otimização Automática de Energia

A otimização automática de energia (AEO) orienta o conversor de frequência para monitorar a carga do motor continuamente e ajustar a tensão de saída para maximizar a eciência. Sob carga leve, a tensão é reduzida e a corrente do motor é minimizada. O motor é beneciado pela maior eciência, aquecimento reduzido e operação mais silenciosa. Não há necessidade de selecionar uma curva V/Hz porque o conversor de frequência ajusta automaticamente a tensão do motor.

Modulação da frequência de

2.5.9 chaveamento automática

O conversor de frequência gera pulsos elétricos curtos para formar um padrão de onda CA. A frequência de chaveamento é a taxa desses pulsos. Uma frequência de chaveamento baixa (taxa de pulso baixa) causa ruído audível no motor, tornando preferível uma frequência de chaveamento mais alta. Uma frequência de chaveamento alta, no entanto, gera calor no conversor de frequência, o que pode limitar a quantidade de corrente disponível ao motor.

A modulação de frequência de chaveamento automática regula essas condições automaticamente para fornecer a frequência de chaveamento mais alta sem causar sobreaquecimento ao conversor de frequência. Fornecendo uma frequência de chaveamento alta regulada, isso silencia o ruído de operação do motor em velocidades baixas quando o controle de ruído for crítico e produz potência de saída total para o motor quando for necessário.

Um recurso automático do conversor de frequência é o controle da frequência de chaveamento dependente da carga. Este recurso permite o motor ser beneciado com a frequência de chaveamento mais alta que a carga permite.

2.5.11 Derating automático para superaquecimento

O derating de superaquecimento automático funciona para evitar o desarme do conversor de frequência em alta temperatura. Os sensores de temperatura interna medem as condições para proteger os componentes de potência de superaquecimento. O conversor pode reduzir automaticamente a frequência de chaveamento para manter sua temperatura operacional dentro dos limite de segurança. Após a redução da frequência de chaveamento, o conversor também pode reduzir a frequência de saída e a corrente em até 30% para evitar um desarme por superaquecimento.

2.5.12

Um motor tentando acelerar uma carga muito rapidamente para a corrente disponível pode causar o desarme do conversor. O mesmo é verdadeiro para uma desaceleração muito rápida. A rampa automática protege contra essas situações estendendo a taxa de rampa do motor (aceleração ou desaceleração) para corresponder com a corrente disponível.

2.5.13

Quando a carga exceder a capacidade da corrente de operação normal do conversor de frequência (de um conversor ou motor subdimensionado), o limite de corrente reduz a frequência de saída para desaceleração do motor e reduzir a carga. Um temporizador ajustável está disponível para limitar a operação nessa condição durante 60 s ou menos. O limite padrão da fábrica é 110% da corrente nominal do motor para minimizar a tensão da sobrecarga de corrente.

Rampa automática

Circuito de limite de corrente

2.5.10

Derating automático para

2.5.14

Frequência de chaveamento alta

O conversor de frequência foi projetado para a operação de carga total contínua em frequências de chaveamento entre 3,0 e 4,5 kHz (essa faixa de frequência depende do tamanho da potência. A frequência de chaveamento superior à faixa permissível máxima gera calor aumentado no conversor de frequência e requer que a corrente de saída seja reduzida.

O conversor de frequência resiste às utuações da rede elétrica, como:

O conversor de frequência compensa automaticamente para tensões de entrada de ± 10% da nominal para fornecer torque e tensão nominal do motor total. Com a

Desempenho de utuação de potência

Transiente

•

Quedas momentâneas

•

Quedas de tensão curtas

•

Descargas

•

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nova partida automática selecionada, o conversor de frequência é ativado automaticamente após um desarme da tensão. Com o ying start, o conversor de frequência sincroniza a rotação do motor antes da partida.

2.5.15 Motor de partida suave

O conversor de frequência fornece a quantidade correta de corrente para o motor para superar a inércia da carga e fazer o motor adquirir velocidade. Isso evita que a tensão de rede total seja aplicada a um motor parado ou em funcionamento lento, o que gera uma corrente alta e calor. Este recurso de partida suave herdado reduz a carga térmica e o estresse mecânico, prolonga a vida útil do motor e fornece uma operação do sistema mais silenciosa.

2.5.16

O ruído de ressonância do motor de alta frequência pode ser eliminado através de amortecimento de ressonância. Está disponível o amortecimento de frequência selecionado manualmente ou automaticamente.

2.5.17

Amortecimento da ressonância

Ventiladores controlados por temperatura

Os ventiladores de resfriamento internos são controlados por temperatura por sensores no conversor de frequência. O ventilador de resfriamento com frequência não está em funcionamento durante a operação de carga baixa ou quando estiver no sleep mode ou em espera. Isso reduz o ruído, aumenta eciência e prolonga a vida operacional do ventilador.

2.5.18

A Interferência eletromagnética (EMI) ou a interferência de radiofrequência (RFI, no caso de frequência de rádio) é um distúrbio que pode afetar um circuito elétrico devido a indução eletromagnética ou radiação ou de uma fonte externa. O conversor de frequência foi projetado para atender a norma para produtos de EMC para drives IEC 61800-3 e também com a norma europeia EN 55011. Para estar em conformidade com os níveis de emissões no EN 55011, o cabo de motor deve ser adequadamente terminado e blindado. Para obter mais informações sobre o desempenho de EMC, consulte capétulo 3.2.2 Resultados de teste de EMC.

Conformidade com o EMC

2.5.19

Medição de corrente em todas as três fases do motor

A corrente de saída para o motor é continuamente medida em todas as 3 fazes para proteger o conversor de frequência contra curtos circuitos, falhas de aterramento e perda de fase. As falhas de aterramento de saída são detectada instantaneamente. Se uma fase do motor for perdida, o conversor de frequência para imediatamente e reporta qual fase está ausente.

2.5.20 Isolação galvânica dos terminais de controle

Todos os terminais de controle e terminais de relé de saída são isolados galvanicamente da energia da rede elétrica. Isso signica que os circuitos do controlador são completamente protegidos da corrente de entrada. Os terminais do relé de saída requerem seus próprios aterramentos. Esse isolamento atende aos requisitos de proteção rígidos de tensão extra baixa (PELV) de isolamento.

Os componentes que formam a isolação galvânica são:

Fonte de alimentação, incluindo isolação de sinal.

•

Drive do gate para os IGBTs, acionador, transfor-

•

madores e acopladores opto. Os transdutores de efeito Hall de corrente de

•

saída.

2.6

Funções de aplicação personalizada

Os recursos de aplicação personalizada são os recursos mais comuns programados no conversor de frequência para o desempenho do sistema melhorado. Eles exigem o mínimo de programação ou conguração. A compreensão que esses recursos estão disponíveis pode otimizar um projeto de sistema e possivelmente evitar a introdução de componentes ou de funcionalidades redundantes. Consulte o guia de programação para obter instruções sobre a ativação dessas funções.

Adaptação Automática do Motor

2.6.1

A Adaptação Automática do Motor (AMA) é um procedimento de teste automatizado usado para medir as características do motor. A AMA fornece um modelo eletrônico preciso do motor. Isso permite que o conversor de frequência calcule o desempenho ideal e a eciência do motor. Realizar o procedimento AMA também maximiza o recurso de otimização de energia automática do conversor de frequência. A AMA é realizada sem o motor em rotação e sem desacoplar a carga do motor.

2 2

1,21,0 1,4

100

1,81,6 2,0

2000

500

200

400 300

1000

600

t [s]

175ZA052.11

fOUT = 0,2 x f M,N

fOUT = 2 x f M,N

fOUT = 1 x f M,N

IMN

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2.6.2 Proteção Térmica do Motor

dobro da velocidade nominal e em 0,2 x a velocidade nominal.

A proteção térmica do motor pode ser fornecida de três

maneiras:

Em velocidade menor, o ETR desativa em um valor de aquecimento menor devido ao resfriamento menor do motor. Desse modo, o motor é protegido de car supera-

Via sensor de temperatura direto por meio de um

•

dos seguintes:

O sensor PTC na

ação do motor e

conectado a um AI ou DI padrão. PT100 ou PT1000 na ação do motor e

nos rolamentos do motor, conectado no

quecido, mesmo em velocidade baixa. O recurso do ETR calcula a temperatura do motor com base na corrente e velocidade reais. A temperatura calculada ca visível como um parâmetro de leitura em 16-18 Térmico Calculado do Motor.

2.6.3 Queda da Rede Elétrica

Cartão de entrada do sensor MCB 114 VLT®.

A entrada do termistor PTC no Cartão

do Termistor do PTC MCB 112 (aprovado ATEX) VLT® .

Interruptor térmico mecânico (tipo Klixon) em um

•

DI. Via o relé térmico eletrônico (ETR) integrado para

•

motores assíncronos.

O ETR calcula a temperatura do motor medindo a corrente, a frequência e o tempo de operação. O conversor de frequência exibe a carga térmica no motor em porcentagem e pode emitir uma advertência em um setpoint de sobrecarga programável. As opções programáveis na sobrecarga permitem ao conversor de frequência parar o motor, reduzir a saída ou ignorar a condição. Mesmo em velocidades baixas, o conversor de frequência atende os padrões de sobrecarga do motor eletrônica I2t Classe 20.

Durante uma queda da rede elétrica, o conversor de frequência continua funcionando até a tensão no circuito intermediário cair abaixo do nível de parada mínimo, que é normalmente 15% abaixo da tensão de alimentação nominal mais baixa. A tensão de rede, antes da queda e da carga do motor determina quanto tempo o conversor de frequência levará para fazer parada por inércia.

O conversor de frequência pode ser

congurado

(14-10 Falh red elétr) para diferentes tipos de compor- tamento durante a queda da rede elétrica,

Bloqueado por desarme quando o barramento CC

•

for eliminado Parada por inércia com ying start quando a rede

•

elétrica retornar (1-73 Flying Start). Backup cinético.

•

Desaceleração controlada.

•

Flying start

Essa seleção permite assumir o controle de um motor que esteja girando livremente devido a uma queda da rede elétrica. Essa opção é relevante para centrífugas e ventiladores.

Backup cinético

Essa seleção assegura que o conversor de frequência funciona enquanto houver energia no sistema. Em queda da rede elétrica curta, a operação é restaurada ao retornar a rede elétrica, sem fazer a aplicação parar ou perder controle em nenhum momento. Diversas variantes de backup cinético podem ser selecionadas.

O comportamento do conversor de frequência na queda da rede elétrica pode ser congurado em 14-10 Falh red elétr e 1-73 Flying Start.

Ilustração 2.18 Características ETR

2.6.4

Controladores PID incorporados

Os quatro controladores proporcionais, integrais,

O eixo X no Ilustração 2.18 mostra a relação entre I I

nominal. O eixo Y exibe o tempo em segundos antes

motor

de o ETR desativar e desarmar o conversor de frequência. As curvas mostram a velocidade nominal característica, no

motor

derivativos (PID) integrados eliminam a necessidade de dispositivos de controle auxiliares.

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Um dos controladores PID mantém controle constante dos sistemas de malha fechada em que pressão, temperatura e uxo regulados ou outros requisitos do sistema devem ser mantidos. O conversor de frequência pode fornecer controle autoconante da velocidade do motor em resposta aos sinais de feedback de sensores remotos. O conversor de frequência acomoda dois sinais de feedback de dois dispositivos diferentes. Esse recurso permite regular um sistema com diferentes requisitos de feedback. O conversor de frequência toma decisões de controle comparando os 2 sinais para otimizar o desempenho do sistema.

Use os 3 controladores adicionais e independentes para controlar outros equipamentos de processo, como bombas de alimentação química, válvula de controle ou para aeração com diferentes níveis.

Nova Partida Automática

2.6.5

O conversor de frequência pode ser programado para reiniciar o motor automaticamente após um desarme de pouca gravidade, como momentânea. Esse recurso elimina a necessidade de reset manual e melhora a operação automatizada de sistemas controlados remotamente. O número de tentativas de novas partidas, bem como a duração entre as tentativas pode ser limitada.

utuação ou perda de energia

componentes mecânicos do sistema. O conversor de frequência tem 4 larguras de banda de frequência de bypass programáveis. Isso permite que o motor desenvolva velocidades que induzem ressonância do sistema.

2.6.9 Pré-aquecimento do Motor

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

2.6.10

O conversor de frequência tem 4 setups que podem ser programados de forma independente. Usando setup múltiplo é possível alternar entre funções programadas de forma independente ativadas por entradas digitais ou comando serial. Setups independentes são usados, por exemplo, para alterar referências ou para operação dia/ noite ou verão/inverno ou para controlar vários motores. A conguração ativa é exibida no LCP.

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

Quatro setups programáveis

2 2

Flying Start

2.6.6

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

Torque total em velocidade reduzida

2.6.7

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

2.6.8

Bypass de frequência

Em algumas aplicações, o sistema pode ter velocidades operacionais que criam uma ressonância mecânica. Isso pode gerar ruído excessivo e possivelmente danicar os

2.6.11

A Frenagem Dinâmica é estabelecida por:

2.6.12

Algumas aplicações podem requerer a frenagem de um motor até retardar ou parar. Aplicar corrente CC ao motor freia o motor e pode eliminar a necessidade de um freio de motor separado. A Frenagem CC pode ser programada para ativar a uma frequência predeterminada ou ao receber um sinal. A taxa de frenagem também pode ser programada.

Frenagem Dinâmica

resistor do freio

•

Um IGBT do freio mantém a sobretensão em um determinado limite ao direcionar a energia de frenagem do motor para o resistor do freio conectado (2-10 Função de Frenagem=[1]).

Freio CA

•

A energia de frenagem é distribuída no motor ao alterar as condições de perda no motor. A função de freio CA não pode ser usada em aplicações com alta frequência de ciclo, pois isso superaquece o motor (2-10 Função de Frenagem = [2]).

Frenagem CC

. . . . . .

Par. 13-11 Comparator Operator

Par. 13-43 Logic Rule Operator 2

Par. 13-51 SL Controller Event

Par. 13-52 SL Controller Action

130BB671.13

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

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

= TRUE longer than..

. . . . . .

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2.6.13 Sleep Mode

O Sleep mode para o motor automaticamente quando a

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

2.6.14 Funcionamento permissivo

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

2.6.15

Smart Logic Control (SLC)

O Smart logic control (SLC) é uma sequência de ações denidas pelo usuário (consulte o 13-52 Ação do SLC [x]) executada pelo SLC quando o evento associado denido pelo usuário (consulte o 13-51 Evento do SLC [x]) for avaliado como TRUE (Verdadeiro) pelo SLC. A condição para um evento pode ser um status em particular ou que a saída de uma regra lógica ou operando um comparador se torne TRUE (Verdadeira). Isso leva a uma ação associada, como mostrado em Ilustração 2.19.

Ilustração 2.19 Evento e ação do SCL

Eventos e ações são numerados e conectados em pares (estados). Isto

signica que, quando o evento [0] estiver completo (atinge o valor TRUE (Verdadeiro)), a ação [0] é executada. Após isso, as condições do evento [1] são avaliadas e, se resultarem TRUE (Verdadeiro), a ação [1] será executada e assim sucessivamente. Apenas um evento é avaliado a qualquer momento. Se um evento for avaliado como FALSE (Falso), nada acontece (no SLC) durante o intervalo de varredura atual e nenhum outro evento é avaliado. Isto

signica que, quando o SLC é iniciado, ele

avalia o evento [0] (e unicamente o evento [0]) a cada intervalo de varredura. Somente quando o evento [0] for avaliado como TRUE, o SLC executa a ação [0] e começa a avaliar o evento [1]. É possível programar de 1 a 20 eventos e ações. Quando o último evento/ação tiver sido executado, a sequência recomeça desde evento [0]/ação [0]. Ilustração 2.20 mostra um exemplo com quatro eventos/ ações:

Par. 13-11 Comparator Operator

TRUE longer than.

. . .

Par. 13-10 Comparator Operand

Par. 13-12 Comparator Value

130BB672.10

. . . . . .

Par. 13-43 Logic Rule Operator 2

Par. 13-41 Logic Rule Operator 1

Par. 13-40 Logic Rule Boolean 1

Par. 13-42 Logic Rule Boolean 2

Par. 13-44 Logic Rule Boolean 3

130BB673.10

Visão Geral do Produto

Guia de Design

2.6.16

O conversor de frequência está disponível com a funcionalidade STO via terminal de controle 37. A STO desativa a tensão de controle dos semicondutores de potência do estágio de saída do conversor de frequência. Isso, consequentemente, impede a geração da tensão necessária para girar o motor. Quando a função de STO (terminal 37) for ativada, o conversor de frequência emite um alarme, desarma a unidade e realiza a parada por inércia do motor. É necessário nova partida manual. A função STO pode ser usada como uma parada de emergência do conversor de frequência. No modo de operação normal, quando o STO

Ilustração 2.20 Ordem de execução quando 4 eventos/ações são programados

Comparadores

Os comparadores são utilizados para comparar variáveis contínuas (frequência de saída, corrente de saída, entrada analógica etc.) com um valor

Ilustração 2.21 Comparadores

Regras Lógicas

Combinar até três entradas booleanas (entradas TRUE/ FALSE) de temporizadores, comparadores, entradas digitais, bits de status e eventos usando os operadores lógicos E, OU e NÃO.

Ilustração 2.22 Regras Lógicas

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

Para um exemplo de SLC, consulte capétulo 4.3 Exemplos de Setup de Aplicações.3

predenido xo.

não for necessário, use a função de parada normal. Ao usar nova partida automática, assegure que os requisitos da ISO 12100-2 parágrafo 5.3.2.5 sejam atendidos.

Condições de disponibilidade

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

Um usuário denido como:

Normas

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

As informações e instruções fornecidas aqui não são sucientes para o uso correto e seguro da funcionalidade STO. Para obter informações completas sobre o STO,

consulte as Instruções de Utilização do VLT® Torque de segurança desligado.

Função STO

Leram e entenderam as normas de segurança

•

com relação à saúde, segurança e prevenção de acidentes.

Têm bom conhecimento das normas genéricas e

•

de segurança aplicáveis à aplicação especíca.

Integrador

•

Operador

•

Técnico de serviço

•

Técnico de manutenção

•

EN 954-1: 1996 Categoria 3

•

IEC 60204-1: 2005 categoria 0 – parada não

•

controlada IEC 61508: 1998 SIL2

•

IEC 61800-5-2: Função 2007 – STO

•

IEC 62061: 2005 SIL CL2

•

ISO 13849-1: 2006 Categoria 3 PL d

•

ISO 14118: 2000 (EN 1037) – prevenção de

•

partida inesperada

2 2

Visão Geral do Produto

VLT® AQUA Drive FC 202

Medidas de proteção

Técnicos qualicados e competentes são

•

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

A unidade deve ser instalada em um gabinete

•

metálico IP54 ou em um ambiente equivalente. Em aplicações especiais, é necessário um grau de IP mais alto.

O cabo entre o terminal 37 e o dispositivo de

•

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

Quando forças externas inuenciam o eixo do

•

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

2.7.2

Advertência de referência alta e baixa

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

2.7.3 Advertência de feedback alto e baixo

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

2.7 Funções de falha, advertência e alarme Desbalanceamento de fase ou perda

2.7.4

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

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

Operação no superaquecimento

2.7.1

Por padrão, o conversor de frequência emite um alarme e desarma no superaquecimento. Se Derate automático e Advertência estiver selecionado, o conversor de frequência irá alertar da condição, mas continuar funcionando e se resfriar primeiro reduzindo sua frequência de chaveamento. Em seguida, se necessário, ele reduz a frequência de saída.

O derate automático não substitui as usuário para o derating para a temperatura ambiente (consulte capétulo 5.3 Derating para a Temperatura Ambiente).

congurações do

de fase

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

Advertência de alta frequência

2.7.5

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

2.7.6

Advertência de baixa frequência

Útil na desativação do equipamento, o conversor pode alertar quando a velocidade do motor estiver baixa. Uma conguração de baixa frequência especíca pode ser selecionada para alertar e desativar dispositivos externos. A unidade não irá emitir uma advertência de baixa frequência quando estiver parada ou na partida até após a frequência de operação tiver sido atingida.

130BP066.10

1107 RPM

0 - ** Operação/Display

1 - ** Carga/Motor

2 - ** Freios

3 - ** Referência / Rampas

3,84 A 1 (1)

Menu principal

Visão Geral do Produto

Guia de Design

2.7.7 Advertência de alta corrente

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

Ilustração 2.23 Menu de programação de amostra

2.7.8 Advertência de corrente baixa

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

Advertência de correia partida/sem

2.7.9

carga

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

2.7.10

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

2.8

O conversor de frequência usa parâmetros para programar suas funções de aplicação. Os parâmetros fornecem uma descrição de uma função e um menu de opcionais para serem selecionados ou para inserir valores numéricos. Um menu de programação de amostra é mostrado em Ilustração 2.23.

Interface serial perdida

Manter sua última velocidade.

•

Acessar a velocidade máxima.

•

Acessar a velocidade predenida.

•

Parar e emitir uma advertência.

•

Interfaces do usuário e programação

Interface do usuário local

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

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

Interface do usuário remoto

Para a programação remota, Danfoss oferece um programa de software para desenvolver, armazenar e transferir informações de programação. O Software de Setup do MCT 10 permite ao usuário conectar um PC ao conversor de frequência e realizar programação ativa em vez de usar o teclado do LCP. Ou a programação pode ser feita oine e simplesmente ser baixada na unidade. O perl inteiro do conversor pode ser carregado no PC para armazenagem de backup ou análise. Um conector USB ou o terminal RS485 está disponível para conexão ao conversor de frequência.

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

Programação de terminais de controle

Cada terminal de controle tem funções

•

especícas que é capaz de executar. Os parâmetros associados ao terminal habilitam

•

as seleções da função. Para o funcionamento correto do conversor

•

usando os terminais de controle, os terminais devem estar:

Com a ação correta.

Programados para a função pretendida.

2.8.1

Painel de Controle Local

O painel de controle local (LCP) é uma tela gráca na frente da unidade, que fornece a interface do usuário através dos controles de botão e exibe mensagens de status, advertências e alarmes, parâmetros de programação e mais. Um display numérico também está disponível com opcionais de display limitados. Ilustração 2.24 mostra o LCP.

2 2

Auto

Reset

Hand

Oﬀ

Status

Quick Menu

Main

Alarm

Log

Back

Cancel

Info

Status

1(1)

1234rpm 10,4A 43,5Hz

Run OK

43,5Hz

Alarm

Warn.

130BB465.10

130BT308.10

Visão Geral do Produto

VLT® AQUA Drive FC 202

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

blindagem conectados na porta USB do PC.

Ilustração 2.25 Conexão USB

2.8.2.1

Software de Setup do MCT 10

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

Ilustração 2.24 Painel de Controle Local

ferramenta trata todas as séries de conversores de frequência, Advanced active lters VLT® e dados

Software de PC

2.8.2

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

USB é um barramento serial que utiliza 4 os blindados com o pino de aterramento 4 conectado na blindagem da porta USB do PC. Ao conectar o PC a um conversor de frequência por meio do cabo USB existe um risco potencial de danicar o controlador do host USB do PC. Todos os

USB.

PCs padrão são fabricados sem isolação galvânica na porta

Qualquer diferença de potencial de aterramento causada pela não observação das recomendações descritas nas instruções de utilização pode host USB através da blindagem do cabo USB. É recomendável usar um isolador USB com isolação galvânica para proteger o controlador do host USB do PC de diferenças potenciais de aterramento ao conectar o PC

danicar o controlador do

a um conversor de frequência por meio de um cabo USB. Não use um cabo de energia do PC com plugue de

relacionados do Soft starter VLT®.

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

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

2. Abra o Software de Setup do MCT 10.

3. Selecione a porta USB ou a interface RS485.

Selecione copy.

Selecione a seção project.

Selecione paste.

Selecione save as.

Todos os parâmetros são armazenados nesse instante.

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

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

2. Abra o Software de Setup do MCT 10.

aterramento quando o PC estiver conectado ao conversor

Visão Geral do Produto

Selecione Open – os arquivos armazenados são exibidos.

4. Abra o arquivo apropriado.

Selecione Write to drive.

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

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

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

Guia de Design

2 2

2.8.2.2 MCT 31 Software de Cálculo de Harmônicas VLT

A ferramenta de PC para cálculo de harmônicas do MCT 31 permite estimar facilmente a distorção de harmônicas, em uma determinada aplicação. Tanto a distorção de harmônicas dos conversores de frequência da Danfoss quanto a dos conversores de não frequência Danfoss com dispositivos de redução adicional de harmônicas como, por exemplo, os ltros AHF da Danfoss e os reticadores de pulso 12-18 podem ser calculadas.

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

2.8.2.3

Software de Cálculo de Harmônicas

(HCS)

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

Para obter mais informações, consulte www.danfoss-

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

2.9

Manutenção

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

2.9.1

Armazenagem

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

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

Integração de Sistemas

3 Integração de Sistemas

VLT® AQUA Drive FC 202

Este capítulo descreve as considerações necessárias integrar o conversor de frequência em um projeto de

sistema. O capítulo está dividido em três seções:

Capétulo 3.1 Condições Operacionais Ambiente

•

Condições operacionais ambiente para o conversor de frequência, incluindo ambiente, gabinetes metálicos, temperatura, derating e outros considerações.

Capétulo 3.3 Integração com a rede elétrica

•

Entrada no conversor de frequência do lado da rede elétrica incluindo potência, harmônicas, monitoramento, cabeamento, fusíveis e outras considerações.

Capétulo 3.2 Proteção de EMC, harmônicas e de

•

fuga para o terra

Entrada (regeneração) do conversor de frequência para a grade de potência incluindo potência, harmônicas, monitoramento e outras considerações.

Capétulo 3.4 Integração do motor

•

Saída do conversor de frequência para o motor incluindo tipos de motor, carga, monitoramento, cabeamento e outras considerações.

Capétulo 3.5 Entradas e saídas adicionais,

•

Capétulo 3.6 Planejamento mecânico

Integração da entrada e saída do conversor de frequência para o projeto ideal do sistema incluindo o conversor de frequência/correspondência do motor e outras considerações.

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

Consulte capétulo 3.9 Lista de vericação de design do sistema para um guia prático para seleção e projeto.

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

3.1 Condições Operacionais Ambiente

3.1.1 Umidade

Embora o conversor de frequência possa operar adequadamente em umidade alta (umidade relativa de até 95%), a condensação deve ser evitada. Existe o risco especíco de condensação quando o conversor de frequência estiver mais frio que o ar ambiente úmido. A umidade do ar também podem condensar nos componentes eletrônicos e provocar curtos circuitos. A condensação ocorre em unidades sem energia. É aconselhável instalar um aquecedor de gabinete quando condensação for possível devido à condições ambiente. Evite instalação em áreas sujeitas a geada.

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

Comunicação serial

•

Tamanho, forma e peso do equipamento

•

Requisitos de cabos de controle e de energia;

•

tipo e comprimento Fusíveis

•

Equipamento auxiliar

•

Transporte e armazenagem

•

suciente para manter o

Temperatura

Os recursos operacionais fornecem uma faixa de conceitos de projetos, de um controle da velocidade do motor simples a um sistema de automação totalmente integrado com tratamento do feedback, relatório do status operacional, respostas de falhas automatizadas, programação remota e mais.

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

Tipos de conversores de frequência

•

Motores

•

Requisitos de rede elétrica

•

Programação e estrutura de controle

•

3.1.2

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

Embora os conversores de frequência possam

•

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

Não exceda o limite de temperatura máxima.

•

Integração de Sistemas

Guia de Design

A vida útil dos componentes eletrônicos diminui

•

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

Até mesmo os dispositivos com características

•

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

cadas.

Poderá ser necessário ar condicionado adicional

•

do gabinete ou do local de instalação.

3.1.3 Resfriamento

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

A temperatura do ar máxima para inserir o

•

gabinete nunca deve exceder 40 °C (104 °F). A temperatura média diurna/noturna não deve

•

exceder 35 °C (95 °F). Monte a unidade para permitir a passagem livre

•

do uxo de ar de resfriamento pelas aletas de resfriamento. Consulte capétulo 3.6.1 Espaço livre para a montagem correta dos espaços livres.

Forneça os requisitos de espaçamento livre

•

mínimo frontal e traseiro para o resfriamento. Consulte as instruções de utilização para saber os requisitos de instalação apropriados.

3.1.3.1

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

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

Ventiladores

uxo de ar de

3.1.3.2

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

O uxo de ar requerido para resfriar um conversor de frequência ou conversores de frequência múltiplos em um gabinete, podem ser calculados da seguinte maneira:

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

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

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

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

O cálculo é expresso pela fórmula:

f xQ

V =

Ti − TA

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

AVISO!

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

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

Altitude

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

Tabela 3.1 Fator f, calculado para diferentes altitudes

Calor especíco do arcpDensidade do arρFator

[m] [kJ/kgK]

0 0,9480 1,225 3,1

500 0,9348 1,167 3,3

[kg/m3] [m3⋅K/Wh]

3 3

Integração de Sistemas

VLT® AQUA Drive FC 202

Exemplo

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

1. A soma das perdas de calor de ambos os conversores de frequência é 1.725 W.

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

5.693 m x K/h.

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

4. Dividindo 5693 m x K/h por 8 K fornece: 711,6 m3h.

Se o uxo de ar for necessário no CFM, use a conversão 1 m3/h = 0,589 CFM.

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

Sobretensão Gerada pelo Motor

3.1.4

A tensão CC no circuito intermediário (barramento CC) aumenta quando o motor funciona como um gerador. Isso pode ocorrer de 2 maneiras:

A carga aciona o motor quando o conversor de

•

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

Durante a desaceleração, se a inércia da carga for

•

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

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

3.1.6

Vibração e Choque

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

3.1.7 Atmosferas agressivas

3.1.7.1 Gases

Gases corrosivos como sulfeto de hidrogênio, cloro ou amônia podem danicar os componentes elétricos e mecânicos do conversor de frequência. Contaminação do ar de refrigeração também pode causar decomposição gradual de faixas e vedações da porta do PCB. Contaminantes agressivos estão frequentemente presentes em usinas de tratamento de esgoto ou piscinas. Um sinal claro de atmosfera agressiva é cobre corroído.

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

AVISO!

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

Ruído Acústico

3.1.5

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

Bobinas do barramento CC (circuito intermediário)

•

Obstrução do ltro de RFI

•

Ventiladores Internos

•

Consulte Tabela 7.60 para saber as características nominais de ruído acústico.

Integração de Sistemas

Guia de Design

Classe

Tipo de gás

Sal marinho Óxidos de enxofre Sulfeto de hidrogênio Cloro

Cloreto de hidrogênio Fluoreto de hidrogênio Amônia

Ozônio Nitrogênio

Tabela 3.2 Características nominais da classe de revestimento conforme

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

3.1.7.2

Unidade

n/a Nenhum Névoa de sal Névoa de sal

mg/m

mg/m mg/m

mg/m

mg/m mg/m mg/m

Exposição à poeira

3C1 3C2 3C3

Valor

médio

máximo

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

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

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

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

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

0,3 1,0 3,0 10 35

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

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

Valor médio

Valor máximo

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

Resfriamento reduzido

A poeira forma depósitos na superfície do dispositivo e dentro de placas de circuito e componentes eletrônicos. Esses depósitos atuam como camadas de isolação e prejudicam a transferência térmica ao ar ambiente, reduzindo a capacidade de resfriamento. Os componentes cam mais quentes. Isso causa envelhecimento prematuro dos componentes eletrônicos e a vida útil da unidade diminui. Depósitos de poeira no dissipador de calor na parte de trás da unidade diminuem a vida útil da unidade.

Ventiladores de resfriamento

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

Filtros

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

Manutenção periódica

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

3.1.7.3

Atmosferas Potencialmente Explosivas

Sistemas operado em atmosferas potencialmente explosivas devem atender condições especiais. A diretiva UE 94/9/EC descreve a operação de dispositivos eletrônicos em atmosferas potencialmente explosivas.

Motores controlados por conversores de frequência em atmosferas potencialmente explosivas devem ser monitorados quanto à temperatura usando um sensor de temperatura PTC. Motores com classe de proteção de ignição d ou e são aprovados para esse ambiente.

A classicação d consiste em garantir que se

•

ocorrer uma faísca, ela é contida em uma área protegida. Embora não exija aprovação, ação e restrição especiais são necessárias.

A combinação d/e é usada com mais frequência

•

em atmosferas potencialmente explosivas. O motor tem uma classe de proteção de ignição, enquanto que o cabo de motor e o ambiente de conexão estão em conformidade com a classicação e. A restrição no espaço da conexão e consiste na tensão máxima permitida nesse espaço. A tensão de saída de um conversor de frequência é limitada geralmente à tensão de rede. A modulação da tensão de saída pode gerar alta tensão de pico inadmissível para a classicação e. Na prática, usar um ltro de onda senoidal na saída do conversor de frequência mostrou ser um meio ecaz de atenuar a alta tensão de pico.

AVISO!

Não instale conversor de frequência em uma atmosfera potencialmente explosiva. Instale o conversor de frequência em um gabinete fora dessa área. Usando um ltro de onda senoidal na saída do conversor de frequência também é recomendável para atenuar a elevação da tensão dU/dt e a tensão de pico. Mantenha o cabo de motor o mais curto possível.

3 3

Integração de Sistemas

VLT® AQUA Drive FC 202

AVISO!

Conversores de frequência com o opcional MCB 112

3.1.8.1

Opcionais e características nominais do gabinete

possuem a capacidade de monitoramento do sensor do termistor do motor certicado pela PTB para atmosferas potencialmente explosivas. Cabos de motor blindados

não são necessários quando os conversores de frequência são operados com ltros de saída de onda senoidal.

3.1.8 Denições de características nominais de IP

Primeiro dígito

Segundo dígito

Primeira letra

Letras adicionais

Contra penetração por objetos estranhos sólidos

0 (não protegido) (não protegido) 1

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

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

Contra penetração de

água com efeito nocivo

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

Informações comple-

mentares

especicamente para

A Parte de trás da mão B Dedos C Controle em Cascata D Fio

Informações comple-

mentares

especicamente para

H Dispositivo de alta

tensão M Dispositivo em

movimento durante o

teste de água S Dispositivo parado

durante o teste de água W Condições climáticas

Contra o acesso a peças perigosas por

Parte de trás da mão

Fio

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

IP00 ou IP20 para instalação em gabinete.

•

IP54 ou IP55 para montagem local.

•

IP66 para condições ambiente críticas, como

•

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

3.1.9 Interferência de radiofrequência

O objetivo principal na prática é obter sistemas que operem de maneira estável sem interferência de radiofrequência entre os componentes. Para atingir um nível alto de imunidade, é recomendável usar os conversores de frequência com ltros de RFI de alta qualidade.

Use os ltros de Categoria C1 especicados na EN 61800-3 que estão em conformidade com os limites da Classe B do padrão geral EN 55011.

Coloque noticações de advertência no conversor de frequência se os ltros de RFI não corresponderem à Categoria C1 (Categoria C2 ou menor). A responsabilidade para a etiquetagem adequada é do operador.

Na prática, há 2 abordagens para

Integrado no equipamento

•

Filtros integrados ocupam espaço no

gabinete, mas eliminam custos adicionais para instalação, conexão e material. Entretanto, a vantagem mais importante é a conformidade perfeita ao EMC e cabeamento dos ltros integrados.

Opcionais externos

•

Os ltros de RFI opcionais externos que

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

ltros de RFI:

são causados por material cabeamento

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

e montagem. O desempenho do EMC não é testado.

130BA056.10

25 4

Integração de Sistemas

Guia de Design

AVISO!

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

AVISO!

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

3.1.10 Conformidade de isolação galvânica e PELV

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

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

A isolação galvânica (garantida) é obtida atendendo os requisitos de isolação mais alta e fornecendo as distâncias de espaço livre/perda gradativa de corrente relevantes. Estes requisitos encontram-se descritos na norma EN 61800-5-1.

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

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

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

RS485

Ilustração 3.1 Isolação Galvânica

Instalação em altitudes elevadas

Instalações que excedem os limites de altitudes elevadas podem não estar em conformidade com os requisitos PELV. A isolação entre os componentes e as peças críticas pode não ser risco de sobretensão tensão usando dispositivos de proteção externa ou isolação galvânica.

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

3.1.11

suciente. Há um risco de sobretensão. Reduzir o

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

•

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

•

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

•

Armazenagem

3 3

Recomenda-se manter o equipamento selado em sua

embalagem até a instalação.

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3.2 Proteção de EMC, harmônicas e de fuga para o terra

3.2.1 Aspectos Gerais das Emissões EMC

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

A falta de controle de interação entre os dispositivos elétricos em um sistema pode prejudicar a compatibilidade e danicar a operação conável. A interferência pode assumir forma de distorção de harmônicas de rede elétrica, descargas eletrostáticas, utuações de tensão rápida ou interferência de alta frequência. Dispositivos elétricos geram interferência junto com a interferência recebida gerada por outras fontes.

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

A malha reduz a interferência irradiada mas aumenta a interferência de baixa frequência na rede elétrica. Conecte a blindagem do cabo de motor ao gabinete metálico do conversor de frequência, bem como ao gabinete do motor. A melhor maneira de fazer isso é usando braçadeiras de malha de blindagem integradas de modo a evitar extremidades de malha torcidas (rabichos). Rabichos aumenta a impedância da blindagem em frequências mais altas, o que reduz o efeito de blindagem e aumenta a corrente de fuga (I4). Se for usado cabo blindado para relé, cabos de controle, interface de sinal ou freio, monte a blindagem no gabinete em ambas as extremidades. No entanto, em algumas situações é necessário romper a blindagem para evitar loops de corrente.

Nos casos em que a blindagem deve ser colocada em uma placa de suporte do conversor de frequência, esta placa deve ser de metal porque as correntes da blindagem deverão ser conduzidas de volta à unidade. Além disso, garanta que haja um bom contacto elétrico da placa de suporte, por meio dos parafusos de montagem com o chassi do conversor de frequência.

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

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

175ZA062.12

Integração de Sistemas Guia de Design

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

Ilustração 3.2 Geração de correntes de fuga

3 3

Resultados de teste de EMC

3.2.2

Os resultados de testes a seguir foram obtidos utilizando um sistema com um conversor de frequência, cabos de controle blindados, uma caixa de controle com potenciômetro e um cabo de motor blindado e de motor único (Ölex Classic 100 CY) na frequência de chaveamento nominal. Tabela 3.4 indica o comprimento de cabo de motor máximo para conformidade.

AVISO!

As condições podem mudar de maneira signicativa para outros setups.

AVISO!

Consulte Tabela 3.17 para cabos de motor paralelos.

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Tipo do ltro de RFI Emissão conduzida Emissão irradiada Comprimento de cabo [m] Comprimento de cabo [m] Normas e requisitos

EN 55011 Classe B Classe A

Grupo 1 Residências, comércio e

Ambiente

industrial indústrias leves

Classe A Grupo 2 Ambiente industrial

Classe B Classe A

Grupo 1 Residências, comércio e

Ambiente

industrial indústrias leves

Classe A Grupo 2 Ambiente industrial

EN/IEC 61800-3 Categoria C1 Categoria C2 Categoria C3 Categoria C1 Categoria C2 Categoria C3

Ambiente inicial Residencial e escritório

Segundo ambiente Industrial

Ambiente inicial Residencial e escritório

Ambiente

inicial

Residencial e

escritório

Second environment Industrial

0,25-45 kW 200-240 V T2 50 150 150 Não Sim Sim

FC 202

1,1-7,5 kW 200-240 V S2 50

100/150

0,37-90 kW 380-480 V T4 50 150 150 Não Sim Sim 7,5 kW 380-480 V S4

50 100/150

100/150

Não Sim Sim

FC 202 0,25-3,7 kW 200-240 V T2 Não Não 5 Não Não Não

5,5-45 kW 200-240 V T2 Não Não 25 Não Não Não 1,1-7,5 kW 200-240 V S2 Não Não 25 Não Não Não 0,37-7,5 kW 380-480 V T4 Não Não 5 Não Não Não

11-90 kW 380-380 V

T4 Não Não 25 Não Não Não

7,5 kW 380-480 V S4 Não Não 25 Não Não Não

1, 4)

11-30 kW 525-690 V 37-90 kW 525-690 V

T7 Não Não 25 Não Não Não

2), 4)

T7 Não Não 25 Não Não Não

FC 202

0,25-45 kW 200-240 V T2 10 50 50 Não Sim Sim 0,37-90 kW 380-480 V T4 10 50 50 Não Sim Sim

FC 202

1,1-30 kW 525-690 V 37-90 kW 525-690 V

T7 Não 100 100 Não Sim Sim

T7 Não 150 150 Não Sim Sim

1,1-90 kW 525-600 V T6 Não Não Não Não Não Não

FC 202

15-22 kW 200-240 V S2 Não Não Não Não Não Não 11-37 kW 380-480 V S4 Não Não Não Não Não Não

Tabela 3.4 Resultados de teste de EMC (emissão) Comprimento de cabo de motor máximo

1) Gabinete tamanho B2.

2) Gabinete tamanho C2.

3) As versões Hx podem ser usadas de acordo com o EN/IEC 61800-3 categoria C4.

4) T7, 37–90 kW atende a classe A grupo 1 com cabo de motor de 25 m. Alguns restrições para a instalação se aplicam (entre em contato com a DanfossDanfoss para saber detalhes).

5) 100 m para fase-neutro, 150 m para fase-fase (mas não da TT ou T T). Os conversores de frequência monofásicos não são destinados para alimentação bifásica de uma rede TT ou TN. Hx, H1, H2, H3, H4 ou H5 é denido no código do tipo pos. 16–17 para ltros de EMC. HX - Sem ltros de EMC instalados no conversor de frequência. H1 – Filtro de EMC integrado. Satisfaz a EN 55011 Classe A1/B e a EN/IEC 61800-3 Categoria 1/2. H2 – Um ltro de RFI contendo somente capacitores e sem uma bobina de modo comum. Satisfaz a EN 55011 Classe A2 e a EN/IEC 61800-3 Categoria 3. H3 – Filtro de EMC integrado. Atende a EN 55011 Classe A1/B e a EN/IEC 61800-3 Categoria 1/2. H4 – Filtro de EMC integrado. Satisfaz a EN 55011 classe A1 e a EN/IEC 61800-3 Categoria 2. H5 – Versões marítimas. A versão reforçada atende os mesmos níveis de emissões que as versões H2.

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3.2.3 Requisitos de Emissão

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

Classe de

Categoria Denição

C1 Conversores de frequência

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

1.000 V.

C2 Conversores de frequência

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

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

C3 Conversores de frequência

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

C4 Conversores de frequência

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

Tabela 3.5 Correlação entre IEC 61800-3 e EN 55011

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

emissão equivalente em EN 55011

Classe B

Classe A Grupo 1

Classe B Grupo 2

Sem linha limite. Faça um plano de EMC.

Classe de

Ambiente

Ambiente inicial (residência e escritório)

Segundo ambiente (ambiente industrial)

Tabela 3.6 Correlação entre normas de emissão genéricas e EN 55011

Requisitos de Imunidade

3.2.4

Norma de emissão genérica

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

emissão equivalente em EN 55011

Classe B

Classe A Grupo 1

Os requisitos de imunidade para conversores de frequência dependem do ambiente onde são instalados. Os requisitos para ambiente industrial são mais rigorosos que os requisitos para ambientes residencial e de escritório. Todos os conversores de frequência da Danfoss estão em conformidade com os requisitos do ambiente industrial e, consequentemente, atendem também a conformidade com os requisitos mais brandos para os ambientes residencial e de escritório com uma boa margem de segurança.

Para documentar a imunidade contra interferência, os testes de imunidade a seguir foram realizados de acordo com as seguintes normas:

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

•

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

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

•

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

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

•

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

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

•

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

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

•

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

Consulte Tabela 3.7.

3 3

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Padrão básico

IEC 61000-4-4

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

Linha

Motor Freio 4 kV CM Load Sharing 4 kV CM Fios de controle Barramento padrão 2 kV CM Fios de relé 2 kV CM Aplicação e opcionais de

Fieldbus Cabo do LCP 24 V CC externa

Gabinete metálico

Tabela 3.7 Formulário de Imunidade EMC

1) Injeção na blindagem do cabo

2) Valores normalmente obtidos por meio de teste

Ruptura

4 kV CM

2 kV CM

2 V CM

— —

Sobretensão IEC 61000-4-5

2 kV/2 Ω DM

4 kV/12 Ω CM

4 kV/2 Ω 4 kV/2 Ω 4 kV/2 Ω 2 kV/2 Ω 2 kV/2 Ω 2 kV/2 Ω

2 kV/2 Ω

0,5 kV/2 Ω DM

1 kV/12 Ω CM

ESD

IEC

61000-4-2

— —

— — — — — — — — — — — —

— —

8 kV AD 6 kV CD

Campo eletromagnético

Tensão do modo

irradiado

IEC 61000-4-3

10 V/m —

comum de RF IEC 61000-4-6

10 V

RMS

10 V

RMS

10 V

RMS

10 V

RMS

10 V

RMS

10 V

RMS

10 V

RMS

10 V

RMS

10 V

RMS

10 V

RMS

Isolação do Motor

3.2.5

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

Para comprimentos de cabo de motor ≤ que o comprimento de cabo máximo indicado no capétulo 7.5 Especicações de Cabo, as características nominais de isolação do motor indicadas em Tabela 3.8 são recomendáveis. Se um motor tiver características nominais de isolamento menores, é recomendável usar um ltro dU/dt ou de onda senoidal.

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

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

Tabela 3.8 Isolação do Motor

Padrão U

=1300

Correntes de Mancal do Motor

3.2.6

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

Conversor de frequência

•

Motor

•

Máquina acionada

•

Estratégias atenuantes padrão

1. Utilize um mancal isolado.

2. Aplique procedimentos de instalação rigorosos: Certique-se de que o motor e o motor

de carga estão alinhados.

2b Siga estritamente a orientação de

instalação de EMC.

2c Reforce o PE de modo que a

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

2d Forneça uma boa conexão de alta

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

2e Assegure-se de que a impedância do

conversor de frequência para o terra do

175HA034.10

Integração de Sistemas

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prédio é menor que a impedância de aterramento da máquina. Isso pode ser difícil para bombas.

2f Faça uma conexão do terra direta entre

o motor e a carga do motor.

3. Diminua a frequência de chaveamento do IGBT.

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

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

6. Aplique graxa lubricante que seja condutiva.

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

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

9. Use um ltro dU/dt ou senoidal.

Harmônicas

3.2.7

Dispositivos elétricos com reticadores de diodo, como luzes uorescentes, computadores, copiadoras, máquinas de fax, diversos equipamentos de laboratório e sistemas de telecomunicações, podem adicionar distorção de harmônicas a uma fonte de alimentação da rede elétrica. Conversores de frequência usam uma entrada de ponte de diodo, que também pode contribuir com a distorção de harmônicas.

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

entrada I

. Uma corrente não senoidal é transformada

RMS

por meio de uma análise de série Fourier e dividida em correntes de ondas senoidais com diversas frequências, isto é, diversas correntes harmônicas IN com 50 ou 60 Hz como a frequência fundamental:

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

Abreviações Descrição

Entrada correntes harmônicas U

n ordem de harmônicas

Tabela 3.9 Abreviações relacionadas a harmônicas

Corrente

fundamental

Corrente I Frequência [Hz]

Tabela 3.10 Corrente não senoidal transformada

Corrente Correntes harmônicas

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

Tabela 3.11 Correntes Harmônicas Comparadas com a Entrada RMS Corrente

frequência fundamental corrente fundamental tensão fundamental

tensão harmônica

Correntes harmônicas (In)

(I1)

50 250 350 550

RMSI1I5I7I11-49

3 3

3.2.7.1

Análise de harmônicas

Ilustração 3.3 Bobinas de Circuito Intermediário

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

AVISO!

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

realize uma análise das harmônicas do sistema para determinar efeitos no equipamento.

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

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

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VLT® AQUA Drive FC 202

A distorção de tensão de alimentação de rede elétrica depende da amplitude das correntes harmônicas, multiplicada pela impedância de rede elétrica, para a frequência em questão. A distorção de tensão total (THD) é calculada com base na tensão das harmônicas individuais, usando a seguinte fórmula:

THD =

 + U

 + ... + U

está conectado somente a uma alimentação com potência de curto circuito Ssc igual ou maior que a especicada na equação. Consulte o operador da rede de distribuição para conectar outros tamanhos de potência à rede de alimentação pública.

Em conformidade com diversas orientações no nível de sistema: Os dados de correntes harmônicas em Tabela 3.13 são

3.2.7.2 Requisitos de Emissão de Harmônicas

Equipamento conectado à rede de alimentação pública

Opcional Denição

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

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

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

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

Tabela 3.12 Normas de Emissão de Harmônicas

3.2.7.3

Resultados de teste de Harmônicas (Emissão)

fornecidos de acordo com a norma IEC/EN61000-3-12 com referência à norma de produto sistemas de drive de potência. Podem ser usados como base de cálculo da inuência das correntes harmônicas sobre o sistema de fonte de alimentação e da documentação em conformidade com diretrizes regionais relevantes: IEEE 519 -1992; G5/4.

3.2.7.4

O efeito de harmônicas em um sistema de distribuição de energia

No Ilustração 3.4 um transformador está conectado no lado primário a um ponto de acoplamento comum PCC1, na alimentação de tensão média. O transformador tem uma impedância Z acoplamento comum em que todas as cargas são conectadas juntas é o PCC2. Cada carga é conectada

e alimenta diversas cargas. O ponto de

xfr

através de cabos que têm uma impedância Z1, Z2, Z3.

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

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

= 3 × R

 × U

SCE

rede elétrica

 × I

 =  3 × 120 × 400 × I

equ

) é igual ou maior que:

sce

equ

Real (típica) Limite para R

≥120

sce

Real (típica) Limite para R

≥120

sce

Correntes harmônicas individuais In/I1 (%)

40 20 10 8

40 25 15 10

Fator de distorção de correntes harmônicas

THD PWHD

46 45

48 46

(%)

Ilustração 3.4 Sistema de Distribuição Pequeno

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

A distorção de corrente está relacionada ao desempenho

Tabela 3.13 Resultados de teste de Harmônicas (Emissão)

do dispositivo e à carga individual. A distorção de tensão está relacionada ao desempenho do sistema. Não é

É responsabilidade do instalador ou usuário do equipamento garantir, mediante consulta ao operador da

possível determinar a distorção de tensão no PCC sabendo conhecendo o desempenho harmônico da carga. Para

rede de distribuição, se necessário, que o equipamento

Non-linear

Current Voltage

System

Impedance

Disturbance to

other users

Contribution to

system losses

130BB541.10

Integração de Sistemas

Guia de Design

prever a distorção no PCC, a conguração do sistema de distribuição e as impedâncias relevantes devem ser conhecidas.

Um termo usado comumente para descrever a impedância de uma grade é a relação de curto circuito R como a relação entre a energia aparente de curto circuito da alimentação no PCC (Ssc) e a energia aparente nominal da carga (S

sce

em que

O efeito negativo das harmônicas é duplo

•

Ilustração 3.5 Efeitos Negativos das Harmônicas

equ

Ssc=

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

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

alimentação

e S

equ

= U × I

3.2.7.5 Normas e Requisitos de Limitação de Harmônicas

Os requisitos para a limitação de harmônicas podem ser:

Requisitos especícos da aplicação.

•

Normas de que devem ser observadas

•

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

Exemplo

Um transformador de 250 kVA com dois motores de 110 kW conectados é suciente se um dos motores estiver conectado diretamente na linha e o outro for alimentado por meio de um conversor de frequência. No entanto, o transformador estará subdimensionado se os dois motores forem alimentados pelo conversor de frequência. Usando meios adicionais de redução de harmônicas dentro da instalação ou escolhendo variantes de drive de harmônicas baixas é possível os dois motores funcionarem com conversores de frequência.

equ

, denida

sce

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

IEC61000-3-2

•

IEC61000-3-12

•

IEC61000-3-4

•

IEEE 519

•

G5/4

•

Consulte o Guia de Design AHF 005/010 para obter detalhes especícos de cada padrão.

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

seu próprio transformador, o limite é 10% THVD. O VLT AQUA Drive foi projetado para suportar 10% THVD.

3.2.7.6

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

A escolha da solução certa depende de diversos fatores:

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

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

3.2.8

Siga os códigos locais e nacionais com relação ao aterramento de proteção de equipamento com corrente de fuga acima de 3,5 mA. A tecnologia do conversor de frequência implica no chaveamento de alta frequência em alta potência. Isso gera uma corrente de fuga na conexão do terra.

Atenuação de Harmônicas

drives de 12 pulsos

•

Filtros AHF

•

Drive de Harmônicas Baixas

•

Filtros Ativos

•

A grade (distorção de segundo plano, desbalance-

•

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

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

•

tamanho da carga). Requisitos/regulamentações locais/nacionais

•

(IEEE519, IEC, G5/4 etc.). Custo total de propriedade (custo inicial,

•

eciência, manutenção etc.).

Corrente de fuga para o terra

3 3

130BB955.12

Leakage current

Motor cable length

130BB956.12

THVD=0%

THVD=5%

Leakage current

130BB958.12

Cable

150 Hz

3rd harmonics

50 Hz

Mains

RCD with low f

cut-

RCD with high f

cut-

Leakage current

Frequency

Integração de Sistemas

VLT® AQUA Drive FC 202

A corrente de fuga para o terra é composta de várias contribuições e depende de diversas congurações do sistema, incluindo:

Filtragem de RFI

•

Comprimento de Cabo de Motor

•

Blindagem do cabo de motor

•

Potência do conversor de frequência

•

Conformidade com a EN/IEC61800-5-1 (Norma de produto de sistema de drive de potência) exige cuidado especial se a corrente de fuga exceder 3,5 mA. Reforce o aterramento com os seguintes requisitos de conexão do terra de proteção:

Fio de aterramento (terminal 95) com seção

•

transversal de pelo menos 10 mm2. Dois os de aterramento separados, em confor-

•

midade com as regras de dimensionamento.

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

Usando RCDs

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

Use somente RCDs de tipo B capazes de detectar

•

correntes CA e CC. Use RCDs com atraso para impedir falhas

•

decorrentes de correntes transientes do terra. Dimensione os RCDs de acordo com a

Ilustração 3.6 A Inuência do Comprimento de Cabo de Motor e do Tamanho da Potência na Corrente de Fuga. Intensidade da potência a > Intensidade da potência b

•

conguração do sistema e considerações ambientais.

A corrente de fuga inclui vários frequências originárias tanto da frequência da rede elétrica quanto da frequência

A corrente de fuga também depende da distorção da linha.

de chaveamento. Se a frequência de chaveamento é detectada depende do tipo de RCD usado.

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

Ilustração 3.8 Principais Contribuições para a Corrente de Fuga

130BB957.11

Leakage current [mA]

100 Hz

2 kHz

100 kHz

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Guia de Design

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

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

Tipo de sistema

Sistemas de rede elétrica TT

Sistema de rede elétrica de TI

Tabela 3.14 Tipos de sistema de rede elétrica CA

Descrição

Um sistema de quatro os com um condutor neutro aterrado e aterramento individual das unidades do conversor. Apresenta boas características de EMC quando aterrado corretamente. Um sistema isolado de quatro os com condutor neutro aterrado ou não através de uma impedância.

3.3.2 Interferência de rede elétrica de baixa frequência

3.3.2.1 Alimentação de rede elétrica não

senoidal

A tensão de rede raramente é uma tensão senoidal uniforme com amplitude e frequência constantes. Isso ocorre parcialmente devido a cargas que puxam correntes não senoidais da rede elétrica ou que apresentam características não lineares, como computadores, televisores, fontes de alimentação de comutação, lâmpadas econômicas e conversores de frequência. Desvios são inevitáveis e permissíveis dentro de determinados limites.

3 3

3.3

3.3.1 Congurações de rede elétrica e

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

Integração com a rede elétrica

efeitos de EMC

Tipo de sistema

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

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

Descrição

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

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

comum para neutro e ponto de aterramento de proteção (PE) por todo o sistema. O condutor combinado de neutro e terra de proteção resulta em características de EMC inadequadas.

3.3.2.2

Conformidade com diretivas EMC

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

Padrão Denição

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

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

Tabela 3.15 Normas de design EN de qualidade da rede elétrica

3.3.2.3

Conversores de frequência livres de

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

uso em instalações elétricas.

interferência

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

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sendo estudados. Conversores de frequência não alternam interferência de rede elétrica.

3.3.2.4 Como ocorre a interferência de rede elétrica

A distorção de interferência de rede elétrica da forma de onda senoidal causada pelas correntes de entrada pulsante é chamada geralmente de harmônicas. Derivada da análise Fourier, é avaliada até 2,5 kHz, correspondente à 50ª harmônica da frequência da rede elétrica.

Os reticadores de entrada ou conversores de frequência geram essa típica forma de interferência harmônica na rede elétrica. Quando conversores de frequência estão conectados a sistemas de rede elétrica de 50 Hz, a 3ª harmônica (150 Hz), a 5ª harmônica (250 Hz) ou a 7ª harmônica (350 Hz) mostram os efeitos mais fortes. O conteúdo geral de harmônicas é chamado de distorção de harmônica total (THD).

3.3.2.5

Efeitos da interferência de rede elétrica

Flutuações de tensão e harmônicas são duas formas de interferência de rede elétrica de baixa frequência. Possuem aparência diferente na origem do que em qualquer outro ponto no sistema da rede elétrica quando houver uma carga conectada. Consequentemente, diversas inuências devem ser determinadas coletivamente ao avaliar os efeitos da interferência de rede elétrica. Isso inclui a alimentação, a estrutura e as cargas da rede elétrica.

Advertências de sub tensão e maiores perdas funcionais podem ocorrer como resultado da interferência de rede elétrica.

Advertências de sub tensão

Medições de tensão incorretas devido a distorção

•

da tensão de rede elétrica senoidal. Causa medições de energia incorretas uma vez

•

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

Maiores perdas

Harmônicas reduzem a potência ativa, a potência

•

aparente e a potência reativa. Distorce cargas elétricas resultando em interfe-

•

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

Reduz a vida útil de dispositivos como resultado

•

do aquecimento.

AVISO!

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

3.3.3 Análise de interferência de rede elétrica

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

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

AVISO!

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

3.3.4 Opções para redução da interferência de rede elétrica

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

Vários métodos são recomendados para evitar harmônicas de rede elétrica:

Afogadores de entrada ou afogadores de

•

barramento CC nos conversores de frequência. Filtros passivos.

•

Filtros ativos.

•

Barramentos CC slim.

•

Drives de extremidade frontal ativa e harmônicas

•

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

•

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3.3.5 Interferência de Radiofrequência

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

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

AVISO!

Todos os conversores de frequência da VLT® AQUA Drive são equipados com afogadores de interferência de rede elétrica como padrão.

3.3.6 Classicação do local de operação

Ocorrência de fortes campos magnéticos (por

•

exemplo, devido a altas correntes).

3.3.6.3 Ambientes especiais

Em áreas com transformadores de média tensão claramente demarcados de outras áreas, o usuário decide qual tipo de ambiente classicar sua instalação. O usuário é responsável por garantir a compatibilidade eletromagnética necessária para permitir a operação livre de problemas de todos os dispositivos dentro das condições especicadas. Alguns exemplos de ambientes especiais são shopping centers, supermercados, postos de combustível, prédios de escritório e armazéns.

3.3.6.4

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

Rótulos de advertência

3 3

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

3.3.6.1

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

3.3.6.2

Ambientes industriais não conectados à grade da rede pública. Ao invés, possuem seus próprios transformadores de distribuição de alta tensão ou média tensão. As classi- cações do ambiente são aplicáveis a interiores e exteriores de prédios.

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

Ambiente 1/Classe B: Residenciais

Ambiente 2/Classe A: Industrial

Presença de dispositivos cientícos, médicos ou

•

industriais. Comutação de grandes cargas indutivas e

•

capacitivas.

Uso com fonte de entrada isolada

3.3.7

A maioria da potência de serviços públicos têm como referência ao terra do ponto de aterramento. Apesar de não ser uso comum nos Estados Unidos, a potência de entrada pode ser uma fonte isolada. Todos os conversores de frequência da Danfoss podem ser usados com fonte de entrada isolada, bem como com linhas de potência com referência no aterramento do terra.

Correção do Fator de Potência

3.3.8

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

Por esse motivo, motores controlados por velocidade não precisam ser considerados ao dimensionar equipamento de correção de fator de potência. No entanto, a corrente puxada pelo equipamento de correção de fase é elevada porque o conversor de frequência gera harmônicas. O fator de carga e de calor nos capacitores aumenta conforme o número de geradores de harmônicas aumentar. Como

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resultado, conecte afogadores no equipamento de correção de fator de potência. Os afogadores também evitam ressonância entre indutâncias de carga e a capacitância. Conversores com cos φ <1 também exigem afogadores no equipamento de correção de fator de potência. Também considere o nível de potência reativa maior, para

dimensões do cabo.

3.3.9 Atraso da potência de entrada

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

Tabela 3.16 mostra o tempo mínimo que deve ser permitido entre aplicações de potência de entrada.

Tensão de entrada [V] Tempo de espera [s]

Tabela 3.16 Atraso da potência de entrada

3.3.10

Transientes são curtos picos de tensão na faixa de alguns milhares de volts. Podem ocorrem em todos os tipos de sistemas de distribuição, incluindo ambientes industriais e residenciais.

Raios são uma causa comum de transiente. No entanto, também são causados ao comutar grandes cargas ligadas e desligadas ou ao comutar outro equipamento de transientes da rede, como equipamento de correção de fator de potência. Transientes também podem ser causados por curto-circuitos, por desarme de disjuntores em sistemas de distribuição de energia e por acoplamento indutivo entre cabos paralelos.

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

Transientes da rede

380 415 460 600

48 65 83 133

3.3.11

Operação com um gerador de espera

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

É recomendável considerar um design de sistema com um gerador de reserva.

Quando o sistema é alternado entre a operação

•

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

Os designers devem calcular ou medir o aumento

•

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

Evite o carregamento assimétrico do gerador pois

•

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

Um escalonador de 5/6 do enrolamento do

•

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

Quando possível, o operador deve desconectar o

•

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

Afogadores ou ltros de absorção ativa podem

•

atenuar harmônicas e cargas resistivas operadas em paralelo.

Cargas capacitivas operadas em paralelo criam

•

uma carga adicional devido a efeitos de ressonância imprevisíveis.

Uma análise mais precisa é possível usando software de análise de rede elétrica, como o HCS. Para sistemas de análise de rede elétrica, acesse http://www.danfoss-hcs.com/ Default.asp?LEVEL=START para download de software.

Ao operar dispositivos indutores de harmônicas, as cargas máximas com base na operação de instalação livre de problemas são mostradas na tabela de limites de harmônicas.

175HA036.11

96 97 98

Motor

96 97 98

Motor

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Limites de harmônicas

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

•

nominal do gerador. Reticador B6 com afogador⇒máximo 20–35% da

•

carga nominal do gerador, dependendo da composição.

Reticador B6 controlado⇒máximo de 10% da

•

carga nominal do gerador.

3.4 Integração do motor

3.4.1 Considerações na seleção do motor

O conversor de frequência pode induzir tensão elétrica em um motor. Considere, portanto, os seguintes efeitos sobre o motor ao corresponder o motor ao conversor de frequência:

Tensão de isolação

•

Tensão do mancal

•

Tensão térmica

•

Filtros dU/dt e de onda senoidal

3.4.2

3.4.4

Cabos de Motor

Recomendações de cabo de motor e especicações são fornecidas em capétulo 7.5 Especicações de Cabo.

Todos os tipos de motores trifásicos assíncronos padrão podem ser usados com uma unidade de conversor de frequência. A conguração de fábrica é para a rotação no sentido horário, com a saída do conversor de frequência conectado da seguinte maneira:

3 3

Filtros de saída fornecem benefícios a alguns motores para reduzir a tensão elétrica e permitir maior comprimento de cabo. Opções de saída incluem ltros de onda senoidal (também chamados de ltros LC) e ltros dU/dt. Os ltros dU/dt reduzem a taxa de elevação rápida do pulso. Filtros de onda senoidal suavizam os pulsos da tensão para convertê-los em uma tensão de saída praticamente senoidal. Com alguns conversores de frequência, ltros de onda senoidal estão em conformidade com a EN 61800-3 RFI categoria C2 para cabos de motor não blindados, consulte capétulo 3.7.5 Filtros de Onda-senoidal.

Para obter mais informações sobre opções de onda senoidal e dU/dt, consulte capétulo 3.7.5 Filtros de Onda-senoidal e capétulo 3.7.6 Filtros dU/dt.

Para obter mais informações sobre códigos de compra de ltros de onda senoidal e dU/dt, consulte e capétulo 6.2.9 Filtros dU/dt.

3.4.3

O aterramento correto do motor é imperativo para a segurança pessoal e para atender aos requisitos elétricos de EMC para equipamento de baixa tensão. O aterramento correto é necessário para o uso ecaz de blindagens e ltros. Os detalhes de design devem ser vericados para a implementação correta de EMC.

Aterramento correto do motor

ltro de

Ilustração 3.10 Conexão de terminal para rotação em sentido horário e anti-horário

Mude o sentido da rotação alternando duas fases no cabo de motor ou mudando o ajuste de 4-10 Sentido de Rotação do Motor.

3.4.5

Blindagem do cabo de motor

Conversores de frequência geram pulsos quadrados nas saídas. Esses pulsos contém componentes de alta frequência (estendendo para a faixa de gigahertz), que causa irradiação indesejada do cabo de motor. Cabos de motor blindados reduzem essa irradiação.

130BD774.10

130BD775.10

130BD776.10

Integração de Sistemas

Os objetivos da blindagem são:

Reduzir a magnitude da interferência irradiada.

•

Melhorar a imunidade de interferência em

•

dispositivos individuais.

A blindagem captura os componentes de alta frequência e

os conduz de volta à origem da interferência, nesse caso, o conversor de frequência. Cabos de motor blindados também fornecem imunidade a interferência de fontes externas próximas.

VLT® AQUA Drive FC 202

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

Conexão de Vários Motores

3.4.6

AVISO!

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

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

O modo V CC+ pode ser utilizado em algumas

•

aplicações. O consumo total de corrente dos motores não

•

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

Não use conexão de junta comum para longo

•

comprimento de cabo, consulte Ilustração 3.12. O comprimento de cabo de motor total especi-

•

cado em Tabela 3.4 é válido desde que os cabos paralelos sejam mantidos curtos (menos que 10 m cada), consulte Ilustração 3.14 e Ilustração 3.15.

Considere a queda de tensão no cabo de motor,

•

consulte Ilustração 3.15. Para cabos paralelos longos, use um ltro LC,

•

consulte Ilustração 3.15. Para cabos longos sem conexão em paralelo,

•

consulte Ilustração 3.16.

INV

Ilustração 3.11 Conexão de Junta Comum para Comprimento de Cabo Curto

Ilustração 3.12 Conexão de Junta Comum para Comprimento de Cabo Longo

Ilustração 3.13 Cabos Paralelos sem Carga

AVISO!

Quando motores estiverem conectados em paralelo, programe 1-01 Principio de Controle do Motor para [0] U/f.

130BD777.10

130BD778.10

130BD779.10

Integração de Sistemas Guia de Design

Ilustração 3.14 Cabos Paralelos com Carga

3 3

Ilustração 3.16 Cabos longos em conexão em série

Ilustração 3.15 Filtro LC para cabos paralelos longos

Tamanhos de gabinete metálico

A1, A2, A4, A5 0,37–0,75

A2, A4, A5 1,1–1,5

A2, A4, A5 2,2–4

A3, A4, A5 5,5–7,5

B1, B2, B3, B4, C1, C2, C3, C4

A3 1,1–7,5 525–690 100 50 33 25 B4 11–30 525–690 150 75 50 37 C3 37–45 525–690 150 75 50 37

Tabela 3.17 Comprimento de cabo máximo de cada cabo paralelo

Tamanho da Potência [kW]

11–90

Tensão [V] 1 cabo [m] 2 cabos [m] 3 cabos [m] 4 cabos [m]

400 150 45 8 6 500 150 7 4 3

400 150 45 20 8

500 150 45 5 4 400 150 45 20 11 500 150 45 20 6 400 150 45 20 11 500 150 45 20 11 400 150 75 50 37 500 150 75 50 37

1,21,0 1,4

100

1,81,6 2,0

2000

500

200

400 300

1000

600

t [s]

175ZA052.11

fOUT = 0,2 x f M,N

fOUT = 2 x f M,N

fOUT = 1 x f M,N

IMN

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3.4.7 Isolação do o de controle

A interferência de harmônicas gerada pelo cabeamento de motor pode degradar sinais de controle na ação de controle do conversor e resultar em falhas de controle. Cabos de motor e ação de controle devem permanecer

separados. Os efeitos da interferência são reduzidos signicativamente com a separação.

A distância entre a ação de controle e cabos de

•

motor deve ser superior a 200 mm. Faixas divisoras são essenciais com separações

•

menores ou a interferência poderá ser acoplada ou transferida.

As blindagens de cabos de controle devem estar

•

conectadas nas duas extremidades da mesma maneira que as blindagens de cabos de motor.

Cabos blindados com condutores trançados

•

fornecem maior atenuação. A atenuação do campo magnético aumenta de cerca de 30 dB com uma única blindagem para 60 dB com uma blindagem dupla e para aproximadamente 75 dB se os condutores também estiverem trançados.

Proteção Térmica do Motor

3.4.8

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

Ilustração 3.17 Características do relé térmico eletrônico

O eixo X mostra a relação entre I eixo Y mostra o tempo em segundos antes do corte e desarme do ETR. As curvas mostram a velocidade nominal característica, no dobro da velocidade nominal e em 0,2 x a velocidade nominal. Em velocidade menor, o ETR desativa em um valor de aquecimento menor devido ao resfriamento menor do motor. Desse modo o motor é protegido de superaquecimento, mesmo em velocidade baixa. O recurso do ETR calcula a temperatura do motor com base na corrente e velocidade reais.

motor

e I

nominal. O

motor

O limite de torque protege o motor contra

•

sobrecarga independentemente da velocidade. A velocidade mínima limita a faixa de velocidade

•

máxima operacional, por exemplo, entre 30 e 50/60 Hz.

A velocidade máxima limita a velocidade de saída

•

máxima. Há entrada disponível para um termistor externo.

•

O relé térmico eletrônico (ETR) para motores

•

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

cortando a energia do motor. As características do ETR são mostradas em Ilustração 3.17.

Contator de saída

3.4.9

Apesar de não ser uma prática geralmente recomendada, operar um contator de saída entre o motor e o conversor de frequência não causa danos ao conversor de frequência. Fechar um contator de saída aberto anteriormente pode conectar um conversor de frequência em funcionamento a um motor parado. Isso pode causar com que o conversor de frequência desarme e exiba uma falha.

3.4.10

Para frear a carga no eixo do motor, use um freio estático (mecânico) ou dinâmico.

3.4.11

O freio dinâmico é estabelecido pelo seguinte:

Funções de Frenagem

Frenagem Dinâmica

Resistor do freio: Um IGBT do freio mantém a

•

sobretensão abaixo de um limite predeterminado direcionando a energia de frenagem do motor para o resistor do freio.

Freio CA: A energia de frenagem é distribuída no

•

motor ao alterar as condições de perda no motor. A função de frenagem CA não pode ser usada em

Integração de Sistemas

Guia de Design

aplicações com alta frequência de ciclos, uma vez que isso superaquece o motor.

Freio CC: Uma corrente CC sobremodulada

•

adicionada à corrente CA funciona como um freio de corrente parasita.

3.4.12 Cálculo do resistor do freio

Um resistor de frenagem é necessário para gerenciar a dissipação de calor e o aumento da tensão do barramento CC durante frenagem gerada eletricamente. Ao utilizar um resistor do freio assegura-se que a energia será absorvida neste resistor e não no conversor de frequência. Para obter mais informações consulte o Guia de Design do Resistor do Freio.

Cálculo de ciclo útil

Quando a quantidade de energia cinética transferida ao resistor em cada período de frenagem não for conhecida, calcule a potência média com base no tempo de ciclo e no tempo de frenagem (conhecido como ciclo útil intermitente). O ciclo útil intermitente do resistor é uma indicação do ciclo útil quando o resistor está ativo (consulte Ilustração 3.18). Os fabricantes de motores frequentemente utilizam S5 quando divulgam a carga permissível, que é uma expressão do ciclo útil intermitente.

Certique-se de que o resistor do freio foi dimensionado para o tempo de frenagem necessário.

Cálculo da resistência do freio

Para impedir que o conversor de frequência corte para proteção durante a frenagem do motor, selecione valores de resistor com base na potência de frenagem de pico e na tensão no circuito intermediário. Calcule a resistência do resistor do freio da seguinte maneira:

Rbr = 

 Ω



pico

Udc

O desempenho do resistor do freio depende da tensão do barramento CC (Udc).

Udc é a tensão na qual o freio é ativado. A função de frenagem da série FC é estabelecida dependendo da alimentação da rede elétrica.

Advertência Entrada de alimentação da rede elétrica [V CA]

FC 202 3x200-240 390 405 410 FC 202 3x380-480 778 810 820 FC 202 3x525-600 FC 202 3x525-600 FC 202 3x525-690 1099 1109 1130

Freio ativo

[V CC]

943 965 975

1099 1109 1130

alta

tensão

[V CC]

Alarme de

sobre

tensão

[V CC]

3 3

Ilustração 3.18 Ciclo útil do resistor do freio

Calcule o ciclo útil intermitente do resistor da seguinte maneira:

Ciclo útil=tb/T

T =tempo do ciclo em segundos tb é o tempo de frenagem em segundos (do tempo de ciclo)

Danfoss oferece resistores do freio com ciclos úteis de 5%, 10% e 40%. Quando for aplicado um ciclo útil de 10%, os resistores do freio absorvem a potência de frenagem durante 10% do tempo de ciclo. Os 90% restantes do tempo de ciclo são utilizados para dissipar o excesso de calor.

Tabela 3.18 Tensão do barramento CC (Udc)

1) Gabinetes metálicos tamanhos A, B, C

2) Gabinete metálicos tamanhos D, E, F

Utilize a resistência de frenagem R

, para garantir que o

rec

conversor de frequência é capaz de frear com torque de frenagem máximo (M

) de 160%. A fórmula pode ser

br(%)

escrita como:

x100



Ω = 

rec

O η η

VLT

motor

está tipicamente em 0,90

motor

é tipicamente 0,98.

xM

br( % )

xη

VLT

xη

motor



Quando uma resistência maior de resistor do freio for selecionada, 160%/150%/110% torque de frenagem não podem ser obtidos e há um risco de que o conversor de frequência corte a sobretensão do barramento CC para proteção.

Para frenagem em torque inferior, por exemplo, 80% do torque, é possível instalar um resistor do freio com valor nominal da potência mais baixo. Calcule o tamanho usando a fórmula para calcular R

rec

1.0

0.99

0.98

0.97

0.96

0.95

0.93

0.92 0% 50% 100% 200%

0.94

Relative Eciency

130BB252.11

1.01

150%

% Speed

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

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Os tamanhos de gabinete metálico D e F do conversor de frequência contém mais de um circuito de frenagem. Use um resistor do freio para cada chopper nesses tamanhos de gabinete metálico.

O Guia de Design do resistor do freio MCE 101 do VLT

contém os dados de seleção mais atualizados e descreve as etapas de cálculo com mais detalhes, incluindo:

Cálculo da potência de frenagem

•

Cálculo da potência de pico do resistor do freio

•

Cálculo da potência média do resistor do freio

•

Frenagem de inércia

•

3.4.13

EMC (cabos trançados/blindagem)

Para atender ao desempenho de EMC especicado do conversor de frequência, use cabos/os blindados. Se os não blindados forem usados, é recomendável torcer os os para reduzir o ruído elétrico entre o resistor do freio e o conversor de frequência.

Para um desempenho de EMC melhorado, utilize uma malha metálica.

Cabeamento do Resistor do Freio

barramento CC. Essa é uma função bastante útil, por exemplo, se o tempo de desaceleração for muito curto, pois o desarme do conversor de frequência é evitado. Nesta situação o tempo de desaceleração é estendido.

3.4.15 Eciência no uso da energia

Eciência do conversor de frequência

A carga do conversor de frequência não eciência.

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

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

Cálculo da eciência

Calcule a eciência do conversor de frequência com cargas diferentes com base em Ilustração 3.19. Multiplique o fator neste gráco pelo fator de eciência especíco indicado em capétulo 7.1 Dados Elétricos.

inui muito na sua

3.4.14

Monitor de potência do resistor do freio

Além disso, a função do monitor de potência de frenagem torna possível ler a potência momentânea e a potência média durante um período de tempo selecionado. O freio pode também monitorar a energização da potência e assegurar que não exceda um limite selecionado em

2-12 Limite da Potência de Frenagem (kW). No 2-13 Monitoramento da Potência d Frenagem, selecione a função a ser

executada quando a potência transmitida ao resistor do freio ultrapassar o limite programado no 2-12 Limite da Potência de Frenagem (kW ).

Resistor do freio e IGBT do freio

AVISO!

O monitoramento da potência de frenagem não é uma função de segurança. O circuito do resistor do freio é protegido contra fuga para o terra.

O freio é protegido contra curtos circuitos do resistor do freio, e o transistor do freio é monitorado para garantir que curtos circuitos no transistor serão detectados. Use um relé ou saída digital para proteger o resistor do freio contra sobrecargas em caso de falha no conversor de frequência.

Controle de sobretensão (OVC) pode ser selecionado como função de frenagem alternativa em 2-17 Controle de Sobretensão. Se a tensão do barramento CC aumentar, essa função estará ativa para todas as unidades. A função garante que um desarme possa ser evitado. Isso é feito aumentando a frequência de saída para limitar a tensão do

Ilustração 3.19 Curvas de Eciência Típicas

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

Eciência do motor

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

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

•

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

A inuência da característica U/f em motores

•

pequenos é marginal. Entretanto, nos motores

Integração de Sistemas Guia de Design

acima de 11 kW as vantagens de eciência são signicativas.

A frequência de chaveamento não afeta a

•

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

Eciência do sistema

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

motor.

3 3

130BD552.12

3-phase power

input

DC bus

Switch Mode Power Supply

Motor

Analog Output

Interface

relay1

relay2

ON=Terminated OFF=Open

Brake resistor

91 (L1) 92 (L2) 93 (L3)

88 (-) 89 (+)

50 (+10 V OUT)

53 (A IN)

54 (A IN)

55 (COM A IN)

0/4-20 mA

12 (+24 V OUT)

13 (+24 V OUT)

37 (D IN)

18 (D IN)

20 (COM D IN)

10 V DC

15 mA 200 mA

+ - + -

(U) 96 (V) 97 (W) 98 (PE) 99

(COM A OUT) 39

(A OUT) 42

(P RS-485) 68

(N RS-485) 69

(COM RS-485) 61

0 V

S801

0/4-20 mA

RS-485

+10 V DC

0/-10 V DC -

+10 V DC

+10 V DC 0/4-20 mA

0/-10 V DC-

240 V AC, 2 A

24 V DC

24 V (NPN)

0 V (PNP)

24 V (NPN)

19 (D IN)

24 V (NPN)

0 V (PNP)

24 V

0 V

(D IN/OUT)

0 V (PNP)

24 V (NPN)

(D IN/OUT)

0 V

24 V

24 V (NPN)

0 V (PNP)

24 V (NPN)

33 (D IN)

32 (D IN)

1 2

A53

A54

ON=0/4-20 mA OFF=0/-10 V DC +10 V DC

P 5-00

S801

(R+) 82

(R-) 81

: Chassis

: PE

240 V AC, 2 A

400 V AC, 2 A

: Ground 1

: Ground 2

: Ground

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3.5 Entradas e saídas adicionais

3.5.1 Esquemático de ação

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

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

•

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

•

Relés para operar equipamento auxiliar.

•

Uma interface de comunicação serial.

•

24 V comum.

•

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

Ilustração 3.20 Esquemático de ação básica

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

Safe Torque O do VLT®.

**Não conectar a blindagem do cabo.

Integração de Sistemas Guia de Design

3.5.2 Ligações do Relé

Relé

1 1 comum

2 4 comum

1 01-02 freio desabilitado

2 04-05 freio desabilitado

Terminal

Descrição

2 normalmente aberto

máximo 240 V

3 normalmente fechado

máximo 240 V

5 normalmente fechado

máximo 240 V

6 normalmente fechado

máximo 240 V

(normalmente aberto)

01-03 freio ativado (normalmente

fechado)

(normalmente aberto)

04-06 freio ativado (normalmente

fechado)

Para obter mais informações sobre opcionais de relé, consulte capétulo 3.7 Opcionais e Acessórios.

3 3

Ilustração 3.21 Saídas de relé 1 e 2, tensões máximas

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

Para obter mais informações sobre relés, consulte

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

130BD529.12

L1 L2 L3

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3.5.3 Conexão elétrica compatível com EMC

1 PLC 7 Motor, trifásico e PE (blindado) 2 Conversor de frequência 8 Rede elétrica, trifásica e PE reforçado (não blindado) 3 Contator de saída 9 Fiação de controle (blindado) 4 Braçadeira de cabo 10 5 Isolamento do cabo (descascado) 6 Bucha de cabo

Ilustração 3.22 Compatível-com EMC Conexão Elétrica

Equalização potencial mín. 16 mm2 (0,025 in) Espaço livre entre cabos de controle, cabo de motor e cabo de rede elétrica: Mínimo 200 mm

130BD389.11

B3 B3

130BA419.10

Integração de Sistemas

Guia de Design

Para obter mais informações sobre EMC, consulte

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

AVISO!

INTERFERÊNCIA DE EMC

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

3.6 Planejamento mecânico

3.6.1 Espaço livre

A instalação lado a lado é adequada para todos os tamanhos de gabinete metálico, exceto ao usar um kit de gabinete IP21/IP4X/TIPO 1 (ver capétulo 3.7 Opcionais e Acessórios).

Espaço livre vertical

Para obter condições de resfriamento ideais, garanta espaço livre para circulação de ar acima e abaixo do conversor de frequência. Consulte Ilustração 3.24.

3 3

Espaço livre horizontal, IP20

Os tamanhos de gabinete metálico IP20 A e B podem ser dispostos lado a lado sem espaço livre. No entanto, a ordem de montagem correta é importante. Ilustração 3.23 mostra como montar corretamente.

Tamanho do

gabinete metálico

a [mm] 100 200 225 b [mm] 100 200 225

Ilustração 3.24 Espaço livre vertical

Montagem em Parede

3.6.2

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

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

A1*/A2/A3/A4/

A5/B1

B2/B3/B4/

C1/C3

C2/C4

Ilustração 3.23 Montagem lado a lado correta sem espaço livre

Espaço livre horizontal, kit de gabinete metálico IP21

Ao usar o kit de gabinete metálico IP21 em tamanhos de gabinete metálico A1, A2 ou A3, garanta um espaço livre de no mínimo 50 mm entre os conversor de frequência.

130BA219.11

130BA392.11

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1 Placa traseira

Ilustração 3.25 Montagem com placa traseira

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

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

Ilustração 3.26 Montagem com placa traseira para características nominais de proteção IP66

VLT® AQUA Drive FC 202

bra ou

Acesso

3.6.3

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

de Conexão de Rede Elétrica (trifásica) e capétulo 8.2 Desenhos de Conexão do Motor.

3.7 Opcionais e Acessórios

Opcionais

Para obter números de pedido, consulte capétulo 6 Código do tipo e seleção

Blindagem da rede elétrica

Blindagem Lexan® montada em frente a terminais

•

de entrada de energia e placa de entrada para proteger contra contato acidental quando a porta do gabinete estiver aberta.

Aquecedores de espaço e termostato: Montados

•

no interior do gabinete de chassis F, aquecedores de espaço controlados através de termostatos automáticos impedem a condensação dentro do gabinete metálico. As congurações padrão do termostato ligam os aquecedores a 10 °C (50 °F) e os desligam a 15,6 °C (60 °F).

Filtros de RFI

O conversor de frequência possui ltro de RFI

•

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

Dispositivo de corrente residual (RCD)

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

Integrado no circuito de Safe Torque O do

•

conversor de frequência. O dispositivo IEC 60755 Tipo B monitora correntes

•

de falha de aterramento CC com pulsos e CC pura.

Indicador gráco de barras de LED do nível de

•

corrente da falha de aterramento de 10-100% do setpoint

Memória falha

•

Tecla TEST/RESET

•

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Monitor de resistência de isolação (IRM)

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

-advertência ôhmica e um setpoint de alarme principal do nível de isolação. Associado a cada setpoint há um relé de alarme SPDT para uso externo. Observação: Somente um monitor de resistência de isolamento pode ser conectado a cada sistema sem aterramento (IT).

Integrado no circuito de parada segura do

•

conversor de frequência Display de LCD de resistência de isolamento

•

Memória falha

•

Teclas INFO, TEST e RESET

•

Circuito de frenagem (IGBTs)

Terminais do freio com um circuito de frenagem

•

de IGBT para conexão de resistores do freio externos. Para obter mais informações sobre os resistores do freio, consulte capétulo 3.4.12 Cálculo do resistor do freio e .

Terminais de regeneração

Esses terminais permitem conexão de unidades

•

de regeneração ao barramento CC no lado do banco de capacitores dos reatores do barramento CC para frenagem regenerativa. Os terminais de regeneração do chassi F são dimensionadas para aproximadamente ½ do valor nominal da potência do conversor de frequência. Consulte a fábrica para saber os limites de potência de regeneração com base no tamanho e na tensão do conversor de frequência especíco.

Terminais de Load Sharing

Estes terminais conectam ao barramento CC no

•

lado do reticador do reator do barramento CC e permitem o compartilhamento de energia do barramento CC entre múltiplos drives. Os terminais de Load Sharing do chassi F são dimensionados para aproximadamente 1/3 do valor nominal da potência do conversor de frequência. Consulte a fábrica para saber os limites de Load Sharing com base no tamanho e na tensão do conversor de frequência especíco.

Fusíveis

Fusíveis de ação rápida são recomendados para

•

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

Desconexão

Uma alavanca montada na porta permite a

•

operação manual de uma chave de desconexão de energia para ativar e desabilitar energia para o

conversor de frequência, aumentando a segurança durante a manutenção. A desconexão é bloqueada com as portas do gabinete metálico para evitar que sejam abertas enquanto ainda houver energia aplicada.

Disjuntores

Um disjuntor pode ser desarmado remotamente,

•

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

Contatores

Um interruptor do contator controlado eletri-

•

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

Starters de motor manuais

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

Os recursos da unidade incluem:

Chave de operação (liga/desliga).

•

Proteção de sobrecarga e curto-circuito com

•

função de teste. Função reset manual.

•

Terminais protegidos com fusíveis, 30 A

Energia trifásica correspondente à tensão de rede

•

de entrada para energizar equipamento auxiliar de cliente.

Não disponível se forem selecionados dois

•

starters de motor manuais. Os terminais estão desligados quando a energia

•

de entrada para o conversor de frequência estiver desligada.

A energia para os terminais protegidos por fusível

•

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

3 3

Integração de Sistemas

VLT® AQUA Drive FC 202

Fonte de Alimentação de 24 V CC

5 Amp, 120 W, 24 V CC.

•

Protegido contra sobrecorrente de saída,

•

sobrecarga, curtos-circuitos e superaquecimento. Para energizar dispositivos acessórios fornecidos

•

Monitoramento da temperatura externa

Comunicação serial

PROFIBUS DP V1 MCA 101

DeviceNet MCA 104

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

Os diagnósticos incluem um contato CC-ok seco,

•

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

Projetado para monitorar temperaturas de

•

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

O PROFIBUS DP V1 fornece ampla compatibi-

•

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

Comunicação rápida e eciente, instalação

•

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

Uma denição de parâmetros cíclica usando

•

PROFIBUS DP V1, PROFIdrive ou Danfoss máquinas de estado do perl do FC, PROFIBUS DP V1, Classe Mestre 1 e 2 Código de compra 130B1100 não revestido – 130B1200 revestido (Classe G3/ISA S71.04-1985).

Esse modelo de comunicações moderno oferece

•

capacidades essenciais que permitem aos operadores determinar com eciência quais informações são necessárias e quando.

Ele se benecie das fortes políticas de teste de

•

conformidade da ODVA, que garantem que os produtos sejam interoperáveis Código de compra 130B1102 não revestido 130B1202 revestido (Classe G3/ISA S71.04-1985).

PROFINET RT MCA 120

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

Servidor da web integrado para diagnóstico

•

remoto e leitura de parâmetros básicos do conversor de frequência.

Um noticador de e-mail pode ser congurado

•

para enviar uma mensagem de e-mail para um ou vários destinatários se determinados avisos ou alarmes ocorrerem ou tiverem sido limpos novamente.

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

•

do conversor de frequência da Software de Setup do MCT 10.

Upload e download de arquivo FTP (Protocolo de

•

Transferência de Arquivos). Suporte de DCP (protocolo de descoberta e

•

conguração).

EtherNet IP MCA 121

Ethernet é o padrão futuro para comunicação no chão de fábrica. O opcional de EtherNet é baseado na mais nova tecnologia disponível para uso industrial e trata até mesmo das exigências mais rígidas. O EtherNet/IP estende a Ethernet disponível comercialmente para o Common Industrial Protocol (CIP™) – o mesmo modelo de objeto e protocolo de camada superior encontrado no DeviceNet. O MCA 121 oferece recursos avançados como:

Interruptor de alto desempenho integrado

•

permitindo topologia de linha e eliminando a necessidade de interruptores externos.

Funções avançadas de interruptor e diagnóstico.

•

Um servidor da web integrado.

•

Um cliente de e-mail para noticação de serviço.

•

Modbus TCP MCA 122

O opcional de Modbus oferece conectividade para redes baseadas em Modbus TCP, como sistema de PLC Groupe Schneider via protocolo do Modbus TCP. O opcional é capaz de tratar uma única conexão com um intervalo de pacotes real de até 5 ms em ambas as direções.

Servidor da web integrado para diagnóstico

•

remoto e leitura de parâmetros básicos do conversor de frequência.

Um noticador de e-mail pode ser congurado

•

para enviar uma mensagem de e-mail para um ou vários destinatários se determinados avisos ou alarmes ocorrerem ou tiverem sido limpos novamente.

2 portas ethernet com interruptor integrado.

•

Integração de Sistemas

Guia de Design

Upload e download de arquivo FTP (Protocolo de

•

Transferência de Arquivos). Conguração automática do endereço IP do

•

protocolo.

Mais Opcionais

E/S de Uso Geral MCB 101

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

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

•

1>10 V 2 entradas analógicas 0-10 V: Resolução de 10

•

bits sinal de mais 2 saídas digitais NPN/PNP empurrar puxar

•

1 saída analógica 0/4–20 mA

•

Conexão carregada com mola

•

Programações do parâmetro separadas Código de

•

compra 130B1125 não revestido – 130B1212 revestido (Classe G3/ISA S71.04-1985)

Opcional de relé MCB 105

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

Carga do terminal máxima: Carga resistiva CA 1:

•

240 V CA 2 A CA-15 Carga indutiva cos ф 0,4: 240 V CA 0,2 A CC-1

•

Carga resistiva: 24 V CC 1 A CC-13

•

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

•

Carga do terminal mínima: CC 5 V: 10 mA

•

Velocidade de chaveamento máxima com carga

•

nominal/mínima 6 min-1/20 s-1 Código de compra 130B1110 não revestido–

•

130B1210 revestido (Classe G3/ISA S71.04-1985)

Opcional de E/S analógica MCB 109

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

Três entradas analógicas, cada uma congurável

•

tanto como entrada de tensão quanto de temperatura.

Conexão de sinais analógicos de 0–10 V , bem

•

como entradas de temperatura PT1000 e NI1000. Três saídas analógicas, cada uma congurável

•

como saídas de 0–10 V.

Incluída alimentação de reserva para a função

•

relógio padrão no conversor de frequência. A bateria de reserva dura para tipicamente 10 anos, dependendo ambiente. Código de compra 130B1143 não revestido – 130B1243 revestido (Classe G3/ISA S71.04-1985).

Cartão do Termistor do PTC MCB 112

Com o cartão do termistor do PTCMCB 112, todos os conversores de frequência Danfoss com STO podem ser usados para supervisionar motores em atmosferas potencialmente explosivas. MCB 112 oferece desempenho superior em comparação com a função ETR integrada e o terminal de termistor.

Protege o motor contra superaquecimento.

•

Aprovado pela ATEX para uso com motores EX d

•

e Ex e. Usa a função Safe Torque O dos conversores de

•

frequência Danfoss para parar o motor em caso de superaquecimento.

Certicado para uso para proteger motores em

•

zonas 1, 2, 21 e 22. Certicado até SIL2.

•

Cartão de entrada do sensor MCB 114

O opcional protege o motor contra superaquecimento monitorando a temperatura dos rolamentos e enrolamentos no motor. Tanto os limites quanto a ação são ajustáveis e a temperatura do sensor individual é visível como leitura no display ou pelo eldbus.

Protege o motor contra superaquecimento.

•

Três entradas de sensor de autodetecção para

•

sensores de 2 ou 3 Uma entrada analógica adicional 4-20 mA.

•

Controlador em cascata estendido MCO 101

Facilmente instalado e atualiza o controlador em cascata integrado para operar mais bombas e controle de bomba mais avançado no modo mestre/escravo.

Até 6 bombas no setup em cascata padrão

•

Até 6 bombas no setup mestre/escravo

•

Especicação técnica: Ver opcional de relé MCB

•

105

Cartão de relé estendido MCB 113

O Cartão de relé estendido MCB 113 adiciona entradas/ saídas ao VLT® AQUA Drive para maior exibilidade.

7 entradas digitais: 0–24 V

•

2 saídas analógicas: 0/4–20 mA

•

4 relés SPDT

•

Características nominais dos relés de carga: 240 V

•

CA/2 A (Ohm) Cumpre as recomendações NAMUR

•

os PT100/PT1000.

3 3

Integração de Sistemas

VLT® AQUA Drive FC 202

Recurso de isolação galvânica Código de compra

•

130B1164 não revestido – 130B1264 revestido (Classe G3/ISA S71.04-1985)

Controlador em cascata avançado do MCO 102

Estende as capacidades do controlador em cascata padrão

integrado no conversor de frequência.

Fornece 8 relés adicionais para escalonamento de

•

motores adicionais. Fornece uxo, pressão e controle de nível

•

precisos para otimizar a eciência dos sistemas que usam diversas bombas ou ventiladores.

O modo mestre/escravo opera todos os

•

ventiladores/bombas na mesma velocidade, reduzindo potencialmente o consumo de energia para menos que a metade que da válvula reguladora ou tradicional, no ciclo liga/desliga através de linha.

A alternação da bomba de comando garante que

•

várias bombas ou ventiladores sejam usados igualmente.

Opcional de alimentaçãoMCB 107 de 24 V CC

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

Faixa da tensão de entrada: 24 V DC +/- 15%

•

(máxima 37 V em 10 s). Corrente de entrada máxima: 2,2 A.

•

Comprimento de cabo máximo: 75 m.

•

Carga de capacitância de entrada: <10 uF.

•

Atraso na energização: <0,6 s.

•

Fácil de instalar em conversores de frequência em

•

máquinas existentes. Mantém a placa de controle e os opcionais ativos

•

durante quedas de energia. Mantém os eldbuses ativos durante quedas de

•

energia Código de compra 130B1108 não revestido – 130B1208 revestido (Classe G3/ISA S71.04-1985).

Opcionais de Comunicação

3.7.1

VLT® PROFIBUS DP V1 MCA 101

•

VLT® DeviceNet MCA 104

•

VLT® PROFINET MCA 120

•

VLT® EtherNet/IP MCA 121

•

VLT® Modbus TCP MCA 122

•

Para obter mais informações, consulte capétulo 7

cações

Especi-

3.7.2

Opcionais de Entrada/Saída, Feedback e Segurança

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

•

Placa de relé MCB 105 do VLT®

•

Cartão do Termistor MCB 112 do PTC VLT®

•

Cartão de Relé Estendido MCB 113 do VLT®

•

VLT® Opcional de Entrada de Sensor MCB 114

•

Para obter mais informações, consulte capétulo 7

cações

Opcionais de Controle em Cascata

3.7.3

Os opcionais de controlador em cascata estendem o número de relés disponíveis. Uma vez instalados os opcionais, os parâmetros necessários para suportar as funções do controlador em cascata serão disponibilizados por meio do painel de controle.

O MCO 101 e o MCO 102 são opcionais anexáveis que aumentam o número de bombas suportadas e as funciona-

lidades do controlador em cascata integrado do VLT AQUA Drive.

Os seguintes opcionais de controle em cascata estão disponíveis no VLT® AQUA Drive:

Controlador em cascata básico integrado

•

(controlador em cascata padrão) MCO 101 (controlador em cascata estendido)

•

MCO 102 (controlador em cascata avançado)

•

Para obter mais informações, consulte capétulo 7

cações

O controlador em cascata estendido pode ser usado de dois modos diferentes:

Com os recursos estendidos controlados pelo

•

grupo do parâmetro 27-** Opcional de CTL em cascata.

Para estender o número de relés disponíveis para

•

a cascata básica controlado pelo grupo do parâmetro 25-**. Controlador em Cascata .

MCO 101 permite usar um total de 5 relés para controle em cascata. MCO 102 permite controlar um total de 8 bombas. Os opcionais são capaz de alternar a bomba de comando com 2 relés por bomba.

Especi-

Integração de Sistemas Guia de Design

AVISO!

Se o MCO 102 estiver instalado, o opcional de relé MCB 105 pode estender o número de relés para 13.

Aplicação

O controle em cascata é um sistema de controle comum usado para controlar bombas ou ventiladores em paralelo, com

eciência energética.

O opcional de controlador em cascata permite controlar diversas bombas conguradas em paralelo por:

Ligando/desligando bombas individuais automati-

•

camente. Controlando a velocidade das bombas.

•

Ao usar controladores em cascata, as bombas individuais são ligadas (escalonadas) e desligadas (desescalonadas) automaticamente conforme necessário para atender a saída de vazão ou pressão requerida pelo sistema. A

velocidade das bombas conectadas ao VLT® AQUA Drive também é controlada para fornecer uma faixa contínua de saída do sistema.

Integrado

MCO 101

MCO 102

Ilustração 3.27 Visão Geral da Aplicação

1 VSP + 2 FSP grupo do parâmetro 25-** Controlador em Cascata 1 VSP + 5 FSP grupo do parâmetro 25-** Controlador em Cascata 1 VSP + 8 FSP grupo do parâmetro 25-** Controlador em Cascata

3 3

Uso designado

Os opcionais de controlador em cascata são projetados para aplicações de bomba, no entanto também é possível usar controladores em cascata em qualquer aplicação que precisar de vários motores

Princípio de operação

O software do controlador em cascata opera em um único conversor de frequência com o opcional de controlador em cascata. Ele controla um conjunto de bombas, cada uma controlada por um conversor de frequência ou conectada a um contator ou soft starter.

Os conversores de frequência adicionais do sistema (conversores de frequência escravos) não precisam de placa opcional no controlador em cascata. Eles são operados no modo malha aberta e recebem sua referência de velocidade do conversor de frequência mestre. As bombas conectadas a conversores de frequência escravos são chamadas de bombas de velocidade variável.

As bombas conectadas à rede elétrica por meio de um contator ou soft starter são chamadas de bombas de velocidade xa.

Cada bomba, de velocidade variável ou velocidade constante, é controlada por um relé no conversor de frequência mestre.

Os opcionais de controlador em cascata conseguem controlar uma combinação de bombas de velocidade variável e velocidade xa.

congurados em paralelo.

Integrado

1 a 6 VSP + 1 a 5 FSP

MCO 101

MCO 102

Ilustração 3.28 Visão Geral da Aplicação

(máximo 6 bombas) grupo do parâmetro 27-** Opcional de CTL em Cascata 1 a 8 VSP + 1 a 7 FSP (máximo 8 bombas) grupo do parâmetro 27-** Opcional de CTL em Cascata

Integração de Sistemas

Integrado -

MCO 101

MCO 102

Ilustração 3.29 Visão Geral da Aplicação

VSP = Bomba de velocidade variável (conectada diretamente ao conversor de frequência) FSP = Bomba de velocidade xa (o motor poderá ser conectado via contator, soft starter ou partida estrela/ triângulo)

3.7.4

6 VSP grupo do parâmetro 27-** Opcional de CTL em Cascata 8 VSP grupo do parâmetro 27-** Opcional de CTL em Cascata

Resistores do Freio

VLT® AQUA Drive FC 202

3.7.5

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

Danfoss fornece um ltro de onda senoidal para amortecer o ruído do motor.

O da carga de pico U motor, o que quase senoidais. Em consequência, o ruído do motor é reduzido ao mínimo.

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

3.7.6

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

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

Filtros de Onda-senoidal

ltro reduz o tempo de aceleração da tensão, da tensão

e do ripple de corrente ΔI no

PEAK

signica que a corrente e a tensão tornam-se

ltro de onda

Filtros dU/dt

Em aplicações onde o motor é utilizado como freio, a energia é gerada no motor e devolvida ao conversor de frequência. Se a energia não puder ser retornada ao motor, ela aumenta a tensão na linha CC do conversor de frequência. Em aplicações com frenagem frequente e/ou altas cargas de inércia, esse aumento pode resultar em um desarme por sobretensão no conversor de frequência e, nalmente, em desligamento. Os Resistores do Freio são utilizados para dissipar o excesso de energia resultante da frenagem regenerativa. O resistor é selecionado com base em seu valor ôhmico, sua taxa de dissipação de energia e seu tamanho físico. A Danfoss oferece uma ampla variedade de resistores diferentes que são projetados especicamente para os conversores de frequência Danfoss. Consulte capétulo 3.4.12 Cálculo do resistor do freio para dimensionar os resistores do freio. Para saber os códigos de compra, consulte capétulo 6.2 Opcionais, Acessórios e Peças de Reposição.

Em comparação com ltros senoidais (ver capétulo 3.7.5 Filtros de Onda-senoidal), ltros dU/dt têm uma frequência de desativação acima da frequência de chaveamento.

Filtros de modo comum

3.7.7

Núcleos de modo comum de alta frequência (Núcleos HF-

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

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

PE U V W

130BD839.10

130BT323.10

Integração de Sistemas Guia de Design

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

Comprimento de cabo [m] A e B C D

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

Tabela 3.19 Número de Núcleos

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

-CM adicionais.

Tamanho do gabinete metálico

T2/T4 T7 T2/T4 T7 T7

Instale os núcleos HF-CM passando os 3 cabos de fase do motor (U, V, W) através cada núcleo, como mostrado em Ilustração 3.30.

3.7.9

Kit de gabinete metálico IP21/NEMA Tipo 1

IP20/IP4X superior/NEMA TIPO 1 é um elemento opcional do gabinete metálico para unidades compactas IP20. Se for usado o kit de gabinete metálico, uma unidade IP20 é atualizada para estar em conformidade com o gabinete metálico IP21/4x superior/TIPO 1.

O IP4X superior pode ser aplicado a todas as variações FC 202 do IP20 padrão.

3 3

Ilustração 3.30 Núcleo HF-CM com Fases do Motor

Filtros de Harmônicas

3.7.8

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

Conectando os AHF 010 na frente de um conversor de frequência Danfoss,

ltros de harmônicas Danfoss AHF 005 e

a distorção total de correntes harmônicas gerada de volta para a rede elétrica é reduzida para 5% e 10%.

Ilustração 3.31 Gabinete metálico tamanho A2

130BT324.10

130BT620.12

Integração de Sistemas

VLT® AQUA Drive FC 202

Tipo de gabinete metálico

A2 372 90 205 A3 372 130 205 B3 475 165 249

B4 670 255 246 C3 755 329 337 C4 950 391 337

Tabela 3.20 Dimensões

1) Se for usado o opcional A/B, a profundidade aumenta (ver capétulo 7.8 Valor nominal da potência, peso e dimensões para obter detalhes)

Altura A

[mm]

Largura B

[mm]

Profundidade C

[mm]

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

Ilustração 3.32 Gabinete metálico tamanho A3

Coloque a tampa superior, como mostrado. Se for utilizado um opcional A ou B, a borda deve ser instalada para cobrir a entrada superior. Coloque a parte C da base na parte inferior do conversor de frequência e use as braçadeiras da sacola de acessórios para apertar os cabos corretamente.

Furos para as buchas do cabo:

Tamanho A2: 2x M25 e 3xM32

•

Tamanho A3: 3xM25 e 3xM32

•

Ilustração 3.33 Tamanho do Gabinete Metálico B3

130BT621.12

130BA138.10

Integração de Sistemas Guia de Design

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

AVISO!

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

3.7.10 Kit para Montagem Remota do LCP

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

O gabinete metálico do LCP é classicado IP66.

Gabinete metálico IP66 front

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

Tabela 3.22 Dados Técnicos

3 3

Ilustração 3.35 Kit de LCP com LCP Gráco, Presilhas, Cabo de

Ilustração 3.34 Gabinete metálico tamanhos B4, C3 e C4

Tampa superior

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

Tabela 3.21 Legenda para Ilustração 3.33 e Ilustração 3.34

3 m e Guarnição Código de Compra 130B1113

130BA200.10

130BA844.10

130BA845.10

Integração de Sistemas

VLT® AQUA Drive FC 202

3.7.11

Quadro de Montagem para Gabinetes Metálicos Tamanhos A5, B1, B2, C1 e C2

Ilustração 3.36 Kit de LCP com LCP numérico, presilhas e guarnição Código de Compra 130B1114

Ilustração 3.38 Suporte Inferior

Ilustração 3.37 Dimensões do Kit do LCP

Ilustração 3.39 Suporte Superior

Integração de Sistemas Guia de Design

Consulte as dimensões em Tabela 3.23.

Tamanho do Gabinete Metálico

A5 55/66 480 495 130B1080 B1 21/55/66 535 550 130B1081 B2 21/55/66 705 720 130B1082 B3 21/55/66 730 745 130B1083 B4 21/55/66 820 835 130B1084

Tabela 3.23 Detalhes dos Quadros de Montagem

IP A [mm] B [mm] Código de

pedido

3.8 Interface Serial RS485

3.8.1 Visão Geral

RS485 é uma interface de barramento de par de os compatível com topologia de rede multi-drop, ou seja, os nós podem ser conectados como um barramento ou por meio de cabos de queda de uma linha tronco comum. Um total de 32 nós podem ser conectados a um segmento de rede. Repetidores dividem segmentos de rede, consulte Ilustração 3.40.

AVISO!

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

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

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

Comprimento Par trançado blindado (STP)

Impedância [Ω] Comprimento de cabo [m]

Tabela 3.24 Especicações de Cabo

120 Máximo 1200 (incluindo drop lines)

Máximo 500 de estação a estação

3 3

Ilustração 3.40 Interface do Barramento da RS485

+24 V

D IN

COM

D IN

+10

A IN

COM

A OUT

COM

R1R2

61 68 69

RS-485

130BB685.10

130BA060.11

68 69 68 69 68 69

RS 485

RS 232 USB

130BB021.10

12 13 18 19 27 29 32

33 20 37

Remove jumper to enable Safe Stop

61 68 69 39 42 50 53 54 55

Integração de Sistemas

VLT® AQUA Drive FC 202

8-30 Protocolo FC* 8-31 Endereço 1* 8-32 Baud Rate 9600*

* = Valor padrão

Notas/comentários:

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

Parâmetros

Função Conguração

Para evitar correntes de equalização potencial na tela, o de acordo com Ilustração 3.20.

Ilustração 3.42 Terminais do cartão de controle

Tabela 3.25 Conexão de Rede da RS-485

Conexão de Rede

3.8.2

Um ou mais conversores de frequência podem ser conectados a um controle (ou mestre) usando a interface padronizada RS485. O terminal 68 é conectado ao sinal P (TX+, RX+), enquanto o terminal 69 é conectado ao sinal N (TX-,RX-). Ver desenhos em capétulo 3.5.1 Esquemático de ação.

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

Ilustração 3.41 Conexões Paralelas

Terminação do Bus Serial da RS485

3.8.3

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

Programe o protocolo de comunicação para 8-30 Protocolo.

Cuidados com EMC

3.8.4

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

Observe os regulamentos locais e nacionais relevantes, por exemplo, com relação à conexão do terra de proteção. Mantenha o cabo de comunicação da RS485 distante dos cabos de motor e do resistor do freio para evitar acoplamento do ruído de alta frequência de um cabo para outro. Normalmente uma distância de 200 mm (8 polegadas) é

suciente, mas é recomendável manter a maior distância possível entre os cabos, principalmente se forem instalados em paralelo ao longo de grandes distâncias. Se o cruzamento for inevitável, o cabo da RS485 deve cruzar com os cabos de motor e do resistor do freio em um ângulo de 90°.

Fieldbus cable

Min. 200 mm

90° crossing

Brake resistor

130BD507.11

STX LGE ADR DATA BCC

195NA099.10

Integração de Sistemas Guia de Design

3.8.6

Conguração de Rede

Programe os parâmetros a seguir para ativar o Protocolo Danfoss FC do conversor de frequência:

Ilustração 3.43 Estendendo Cabos

Visão Geral do Protocolo Danfoss FC

3.8.5

O Protocolo Danfoss FC, também conhecido como Bus do FC ou Bus padrão, é o Danfoss eldbus padrão. Ele dene uma técnica de acesso, de acordo com o princípio mestre-

-escravo para comunicações através de um barramento serial. Um mestre e o máximo de 126 escravos podem ser conectados ao barramento. O mestre seleciona os escravos individuais por meio de um caractere de endereço no telegrama. Um escravo por si só nunca pode transmitir sem que primeiramente seja solicitado a fazê-lo e não é permitido que um escravo transra a mensagem para outro escravo. A comunicação ocorre no modo Half duplex. A função do mestre não pode ser transferida para outro nó (sistema de mestre único).

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

Um formato curto de 8 bytes para dados de

•

processo. Um formato longo de 16 bytes que também

•

inclui um canal de parâmetro. Um formato usado para textos.

•

Número do parâmetro Conguração

8-30 Protocolo FC 8-31 Endereço 1–126 8-32 Baud Rate da Porta doFC2400–115200

8-33 Parity / Stop Bits Paridade par, 1 bit de parada

(padrão)

Tabela 3.26 Parâmetros do Protocolo Danfoss FC

Estrutura do Enquadramento de

3.8.7

Mensagem do Protocolo Danfoss FC

3.8.7.1 Conteúdo de um Caractere (byte)

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

Ilustração 3.44 Conteúdo de um Caractere

3.8.7.2 Estrutura do Telegrama

Cada telegrama tem a seguinte estrutura:

Caractere de partida (STX)=02 hex.

•

Um byte representando o comprimento do

•

telegrama (LGE). Um byte representando o endereço do conversor

•

de frequência (ADR).

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

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

3 3

Ilustração 3.45 Estrutura do Telegrama

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3.8.7.3 Comprimento do Telegrama (LGE)

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

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

Tabela 3.27 Comprimento dos telegramas

1) 10 representa os caracteres xos, enquanto n é variável (depende do comprimento do texto).

3.8.7.4

Endereço (ADR) do conversor de

101)+n bytes

frequência.

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

Formato de endereço 1-31

•

Bit 7 = 0 (formato de endereço 1-31

ativo). Bit 6 não é usado.

Bit 5=1: Broadcast, os bits de endereço

(0-4) não são usados. Bit 5=0: Sem Broadcast.

Bit 0-4=endereço do conversor de

frequência 1-31.

Formato de endereço 1-126

•

Bit 7=1 (formato de endereço 1-126

ativo). Bit 0-6=endereço do conversor de

frequência 1-126. Bit 0-6 =0 Broadcast.

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

3.8.7.5

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

Byte de Controle dos Dados (BCC)

ADRLGESTX PCD1 PCD2 BCC

130BA269.10

PKE IND

130BA270.10

ADRLGESTX PCD1 PCD2 BCCCh1 Ch2 Chn

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3.8.7.6 O Campo de Dados

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

Os 3 tipos de telegrama são:

Bloco de processo (PCD)

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

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

•

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

•

Ilustração 3.46 Bloco de Processo

Bloco de parâmetro

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

3 3

Ilustração 3.47 Bloco de parâmetro

Bloco de texto

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

Ilustração 3.48 Bloco de texto

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3.8.7.7 O Campo PKE

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

O campo PKE contém dois subcampos:

Comando de parâmetro e resposta AK.

•

Número do parâmetro PNU.

•

Ilustração 3.49 Campo PKE

0111 O comando não pode ser executado

- e emite um relatório de falha (ver Tabela 3.30) no valor do parâmetro (PWE):

PWE baixo

(Hex)

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

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

Relatório de falha

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

parâmetro denido.

2 O valor dos dados ultrapassa os limites do

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

denido

possível no modo atual do conversor de

frequência. Determinados parâmetros podem ser

alterados somente quando o motor estiver

desligado.

programação de fábrica está selecionada

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

Tabela 3.30 Relatório de falha do valor do parâmetro

processadas para o mestre.

Número de bits Comando de parâmetro

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

(word)

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

dupla)

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

EEprom (word dupla)

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

EEprom (word)

1 1 1 1 Ler/gravar texto

3.8.7.8

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

3.8.7.9

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

Número do Parâmetro (PNU)

Índice (IND)

Somente o byte baixo é usado como índice.

Tabela 3.28 Comandos de Parâmetro Mestre⇒Escravo

Número de bits Resposta

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

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

Tabela 3.29 Resposta do Escravo⇒Mestre

3.8.7.10

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

Se um escravo responder a uma solicitação de parâmetro (comando de leitura), o valor do parâmetro atual no bloco

Valor do Parâmetro (PWE)

PWE é transferido e devolvido ao mestre. Se um parâmetro não contiver um valor numérico, mas várias opções de dados, por exemplo, 0-01 Idioma em que [0] é Inglês e [4] é Dinamarquês, selecione o valor de dados digitando o

E19E H

PKE IND PWE

high

PWE

low

0000 H 0000 H 03E8 H

130BA092.10

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valor no bloco PWE. Através da comunicação serial somente é possível ler parâmetros com tipo de dados 9 (sequência de texto).

15-40 Tipo do FC a 15-53 Nº. Série Cartão de Potência contêm o tipo de dados 9. Por exemplo, pode-se ler a potência da unidade e a faixa de tensão de rede elétrica no par. 15-40 Tipo do FC. Quando uma sequência de texto é transferida (lida), o comprimento do telegrama é variável, porque os textos têm comprimentos diferentes. O comprimento do telegrama é denido no segundo byte do telegrama, LGE. Ao usar a transferência de texto, o caractere do índice indica se o comando é de leitura ou gravação.

Para ler um texto via bloco PWE, programe o comando do parâmetro (AK) para F hex. O byte alto do caractere do índice deve ser 4.

Alguns parâmetros contêm textos que podem ser gravados por intermédio do barramento serial. Para gravar um texto via bloco PWE, dena o comando do parâmetro (AK) para hex F. O byte alto dos caracteres do índice deve ser 5.

4-12 Lim. Inferior da Veloc. do Motor [Hz]

tem um fator de conversão de 0,1. Para predenir a frequência mínima em 10 Hz, deve-se transferir o valor 100. Um fator de conversão 0,1 signica que o valor transferido é multiplicado por 0,1. Portanto, o valor 100 será lido como 10,0.

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

3.8.7.13 Words do Processo (PCD)

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

PCD 1 PCD 2

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

Valor de referência

Frequência de saída atual

3 3

Ilustração 3.50 Texto via bloco PWE

3.8.7.11 Tipos de Dados Suportados

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

Tipos de dados Descrição

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

Tabela 3.31 Tipos de Dados Suportados

3.8.7.12

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

Conversão

Tabela 3.32 Words do Processo (PCD)

Exemplos de Protocolo Danfoss FC

3.8.8

3.8.8.1 Gravando um Valor de Parâmetro

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

PKE = E19E hex - Gravar word única em 4-14 Lim. Superior da Veloc do Motor [Hz]: IND=0000 hex PWEHIGH=0000 hex PWELOW=03E8 hex - Valor de dados 1000, correspondendo a 100 Hz, ver capétulo 3.8.7.12 Conversão.

O telegrama terá a seguinte aparência:

Ilustração 3.51 Grave Dados na EEPROM

AVISO!

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

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

119E H

PKE

IND

PWE

high

PWE

low

0000 H 0000 H 03E8 H

130BA093.10

1155 H

PKE IND PWE

high

PWE

low

0000 H 0000 H 0000 H

130BA094.10

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A resposta do escravo para o mestre será:

Ilustração 3.52 Resposta do Escravo

3.8.8.2 Lendo um Valor de Parâmetro

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

de Aceleração da Rampa 1. IND=0000 hex PWEHIGH=0000 hex PWELOW=0000 hex

Ilustração 3.53 Parameter Value (Valor do parâmetro)

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

Ilustração 3.54 Resposta do Escravo

Hex 3E8 corresponde ao decimal 1000. O índice de conversão do par. 3-41 Tempo de Aceleração da Rampa 1 é

-2, ou seja, 0,01.

3-41 Tempo de Aceleração da Rampa 1 é do tipo 32 sem designação.

Protocolo do Modbus RTU

3.8.9

3.8.9.1 Premissas

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

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

3.8.9.2

Independentemente do tipo de rede física de comunicação, a visão geral do Modbus RTU descreve o processo usado por um controlador para solicitar acesso a outro dispositivo. Esse processo inclui como o Modbus RTU responde às solicitações de outro dispositivo e como erros são detectados e relatados. O documento também estabelece um formato comum para o leiaute e para o conteúdo dos campos de mensagem. Durante a comunicação por uma rede Modbus RTU, o protocolo:

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

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

3.8.9.3

Visão Geral do Modbus RTU

Determina como cada controlador aprende seu

•

endereço de dispositivo. Reconhece uma mensagem endereçada a ele.

•

Determina quais ações tomar.

•

Extrai quaisquer dados ou outras informações

•

contidas na mensagem.

O endereço do dispositivo (ou broadcast).

•

Um código da função

•

Quaisquer dados a serem enviados.

•

Um campo de vericação de erro.

•

denindo a ação solicitada.

Conversor de Frequência com Modbus RTU

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

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Guia de Design

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

Partida

•

É possível parar o conversor de frequência por

•

diversos meios:

Parada por inércia

Parada rápida

Parada por freio CC

Parada (de rampa) normal

Reset após um desarme por falha

•

Funcionamento em diversas velocidades

•

predenidas

Funcionamento em reversão

•

Alterar a

•

Controlar o relé integrado do conversor de

•

frequência

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

3.8.9.4

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

Parâmetro Conguração

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

Tabela 3.33 Parâmetros do Modbus RTU

3.8.10

Conguração de Rede

Estrutura do Enquadramento de

conguração ativa

Paridade par, 1 bit de parada (padrão)

Mensagem do Modbus RTU

Start bit

Tabela 3.34 O formato de cada byte

Sistema de

codicação

Bits por byte 1 bit de partida.

Campo de vericação de erro

Byte de dados Parada

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

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

parida

Parad

3.8.10.2 Estrutura da Mensagem do

Modbus RTU

O dispositivo de transmissão coloca uma mensagem do Modbus RTU em um quadro, com um ponto de início e outro de término conhecidos. Isto permite aos dispositivos de recepção começar no inicio da mensagem, ler a porção do endereço, determinar qual dispositivo está sendo endereçado (ou todos os dispositivos, se a mensagem for do tipo broadcast) e a reconhecer quando a mensagem for completada. As mensagens parciais são detectadas e os erros programados, em consequência. Os caracteres para transmissão devem estar no formato hexadecimal de 00 a FF, em cada campo. O conversor de frequência monitora continuamente o barramento da rede, inclusive durante os intervalos silenciosos. Quando o primeiro campo (o campo de endereço) é recebido, cada conversor de frequência ou dispositivo decodica esse campo, para determinar qual dispositivo está sendo endereçado. As mensagens do Modbus RTU, endereçadas como zero, são mensagens de broadcast. Não é permitida nenhuma resposta para mensagens de broadcast. Um quadro de mensagem típico é mostrado em Tabela 3.35.

3 3

3.8.10.1 Conversor de Frequência com Modbus RTU

Os controladores são congurados para se comunicar na rede do Modbus usando o modo RTU com cada byte em uma mensagem que contém dois caracteres hexadecimais de 4 bits. O formato de cada byte é mostrado em Tabela 3.34.

Partida Endereço Função Dados Vericaçã

o de CRC

T1-T2-T3-

-T4

Tabela 3.35 Estrutura de Mensagem Típica do Modbus RTU

3.8.10.3

As mensagens iniciam com um período de silêncio com intervalos de no mínimo 3,5 caracteres. Isso é implementado como um múltiplo de intervalos de caractere, na baud rate da rede selecionada (mostrado

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

Campo Partida/Parada

Final da

Aceler.

-T4

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como Início T1-T2-T3-T4). O primeiro campo a ser transmitido é o endereço do dispositivo. Após a transmissão do último caractere, um período semelhante de intervalos de no mínimo 3,5 caracteres marca o m da mensagem. Após este período, pode-se começar uma mensagem nova. O quadro completo da mensagem deve

ser transmitido como um uxo contínuo. Se ocorrer um período de silêncio com intervalos maiores que 1,5 caracteres antes de completar o quadro, o dispositivo receptor livra-se da mensagem incompleta e assume que o byte seguinte é um campo de endereço de uma nova mensagem. De forma semelhante, se uma nova mensagem começar antes de intervalos de 3,5 caracteres após uma mensagem anterior, o dispositivo receptor o considera uma continuação da mensagem anterior. Isso causa timeout (nenhuma resposta do escravo), uma vez que o valor no m do campo de CRC não é válido para as mensagens combinadas.

3.8.10.4

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

3.8.10.5

O campo da função de um quadro de mensagem contém 8 bits. Os códigos válidos estão na faixa de 1-FF. Os campos de função são usados para enviar mensagens entre o mestre e o escravo. Quando uma mensagem é enviada de um mestre para um dispositivo escravo, o campo do código da função informa o escravo a espécie de ação a ser executada. Quando o escravo responde ao mestre, ele usa o campo do código da função para sinalizar uma resposta (sem erros) ou informar que ocorreu algum tipo de erro (conhecida como resposta de exceção) Para uma resposta normal, o escravo simplesmente retorna o código de função original. Para uma resposta de exceção, o escravo retorna um código que é equivalente ao código da função original com o bit mais signicativo programado para 1 lógico. Alem disso, o escravo insere um código único no campo dos dados da mensagem- reposta. Isto informa o mestre que espécie de erro ocorreu ou o motivo da exceção. Consulte também capétulo 3.8.10.10 Códigos de

Função Suportados pelo Modbus RTU e capétulo 3.8.10.11 Códigos de Exceção do Modbus.

Campo de Endereço

Campo da Função

3.8.10.6

O campo dos dados é construído usando conjuntos de dois dígitos hexadecimais, na faixa de 00-FF hexadecimal. Estes são constituídos de um caractere RTU. O campo dos dados de mensagens, enviadas de um mestre para um dispositivo escravo, contém informações complementares que o escravo deve usar para tomar a ação denida pelo código da função. Isto pode incluir itens como uma bobina ou endereços de registradores, a quantidade de itens a ser manuseada e a contagem dos bytes de dados reais no campo.

3.8.10.7

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

3.8.10.8

Campo dos Dados

Campo de Vericação de CRC

vericação de erro contém um valor binário

Endereçamento do Registrador da Bobina

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

107).

especica

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Número da bobina

1–16 Control word do conversor de

17–32 Velocidade do conversor de

33–48 Status word do conversor de

49–64 Modo malha aberta: Frequência de

65 Controle de gravação de parâmetro

66-65536 Reservado

Tabela 3.36 Descrições da bobina

Bobina 0 1

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

Tabela 3.37 Control word do conversor de frequência (Perl do FC)

Descrição Direção do

sinal

Mestre para

frequência.

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

frequência (ver Tabela 3.38)

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

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

gravadas na RAM do conversor de frequência.

1=As alterações de parâmetros são

gravadas na RAM e EEPROM do conversor de frequência.

escravo Mestre para escravo

Escravo para mestre Escravo para mestre

Mestre para escravo

Bobina 0 1

33 Controle não pronto Controle pronto 34 O conversor de frequência

não está pronto para

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

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

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

Tabela 3.38 Status word do conversor de frequência (Perl do FC)

№ do Registrador

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

00008 Reservado 00009 00010-00990 Grupo do parâmetro 000 (parâmetros 0-01 a 0-99) 01000-01990 Grupo do parâmetro 100 (parâmetros 1-00 a 1-99) 02000-02990 Grupo do parâmetro 200 (parâmetros 2-00 a 2-99) 03000-03990 Grupo do parâmetro 300 (parâmetros 3-00 a 3-99) 04000-04990 Grupo do parâmetro 400 (parâmetros 4-00 a 4-99)

... ...

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

50000 Dados de entrada: Registrador da control word do

50010 Dados de entrada: Registrador da referência do

... ...

50200 Dados de saída: Registrador da status word do

50210 Dados de saída: Registrador do valor real

Descrição

objeto de dados do Conversor de Frequência

Índice de parâmetro

49-99)

conversor de frequência (CTW).

bus (REF).

conversor de frequência (STW).

principal do conversor de frequência (MAV).

O conversor de frequência está pronto

Na faixa de frequência

Advertência de tensão

3 3

Tabela 3.39 Registradores de Retenção

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

Integração de Sistemas

VLT® AQUA Drive FC 202

3.8.10.9 Como controlar o Conversor de

3.8.10.11

Códigos de Exceção do Modbus

Frequência

Para obter uma explicação completa da estrutura de uma Os códigos disponível para uso nos campos de função e de dados de uma mensagem do Modbus RTU estão listados em capétulo 3.8.10.10 Códigos de Função

Suportados pelo Modbus RTU e capétulo 3.8.10.11 Códigos de Exceção do Modbus.

3.8.10.10 Códigos de Função Suportados

pelo Modbus RTU

O Modbus RTU suporta o uso dos códigos de função (ver Tabela 3.40) no campo de função de uma mensagem.

Função Código da função (hex)

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

Tabela 3.40 Códigos de Função

Função Código

da Função

Diagnósticos8 1 Reiniciar a comunicação

Código da subfunção

2 Retornar registrador de

10 Limpar contadores e

11 Retornar contador de

12 Retornar contador de

13 Retornar contador de

14 Retornar contador de

Subfunção

diagnósticos

registrador de diagnósticos

mensagem do bus

erros de comunicação do bus

erros do escravo

mensagem do escravo

resposta do código de exceção, consulte

capétulo 3.8.10.5 Campo da Função.

CódigoNome Signicado

1 Função

inválida

2 Endereço de

dados inválido

3 Valor de

dados inválido

4 Falha do

dispositivo escravo

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

Tabela 3.41 Códigos de função e subfunção

Tabela 3.42 Códigos de Exceção do Modbus

Speed ref.CTW

Master-follower

130BA274.11

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

Bit no.:

Integração de Sistemas

Guia de Design

3.8.11 Acesso a Parâmetros

3.8.11.1 Tratamento de Parâmetros

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

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

Para obter informações sobre os parâmetros, tamanho e índice de conversão, consulte o guia de programação.

3.8.11.2

A bobina 65 decimal determina se os dados gravados no conversor de frequência são armazenados na EEPROM e RAM (bobina 65=1) ou somente na RAM (bobina 65=0).

3.8.11.3

Alguns parâmetros do conversor de frequência são parâmetros de matriz, por exemplo, 3-10 Referência Predenida. Como o Modbus não suporta matrizes nos registradores de retenção, o conversor de frequência reservou o registrador de retenção 9 como apontador da matriz. Antes de ler ou gravar um parâmetro de matriz, programe o registrador de retenção 9. Congurar o registrador de retenção para o valor de 2 faz com que todos os parâmetros de matriz de leitura/gravação seguintes sejam para o índice 2.

Armazenagem de Dados

IND (Índice)

3.8.11.5

Uma vez que um valor de parâmetro só pode ser

transferido como um número inteiro, um fator de

conversão deve ser usado para a transferência de números

decimais.

Fator de conversão

3.8.11.6 Valores de Parâmetros

Tipos de dados padrão

Os tipos de dados padrão são int 16, int 32, uint 8, uint 16

e uint 32. Eles são armazenados como registradores 4x

(40001–4FFFF). Os parâmetros são lidos usando a função

03 hex Ler Registradores de Retenção. Os parâmetros são

gravados usando a função 6 hex Predenir Registrador

Único para 1 registrador (16 bits) e a função 10 hex

Predenir Múltiplos Registradores para 2 registradores (32

bits). Os tamanhos legíveis variam desde 1 registrador (16

bits) a 10 registradores (20 caracteres).

Tipos de dados não padrão

Os tipos de dados não padrão são sequências de textos e

são armazenados como registradores 4x (40001 – 4FFFF).

Os parâmetros são lidos usando a função 03 hex Ler

Registradores de Retenção e gravados usando a função 10

hex Predenir Múltiplos Registradores. Os tamanhos legíveis

variam de 1 registrador (2 caracteres) a 10 registradores (20

caracteres).

3.8.12

Perl de Controle do Drive do CF

3.8.12.1 Control Word de Acordo com o

Perl do FC (8-10 Perl de Controle=perl do FC)

3 3

3.8.11.4

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

Blocos de Texto

Ilustração 3.55 Control Word

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Bit Valor do bit = 0 Valor do bit = 1

00 Valor de referência Seleção externa lsb 01 Valor de referência Seleção externa msb 02 Freio CC Rampa 03 Parada por inércia Sem parada por inércia

04 Parada rápida Rampa 05 Manter a frequência de

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

parâmetros 14 Conguração de

parâmetros 15 Sem função Reversão

Tabela 3.43 Bits da Control Word

Utilizar a rampa de velocidade

Seleção do lsb

Seleção do msb

Explicação dos Bits de Controle Bits 00/01

Bit 03=1: O conversor de frequência dá a partida no motor, se as demais condições de partida estiverem satisfeitas.

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

Bit 04, Parada rápida

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

Bit 05, Reter a frequência de saída

Bit 05=0: A frequência de saída atual (em Hz) congela. Altere a frequência de saída congelada somente por meio das entradas digitais (5-10 Terminal 18 Entrada Digital a

5-15 Terminal 33 Entrada Digital) programadas para Aceleração e Redução de velocidade.

AVISO!

Se congelar frequência de saída estiver ativo, o conversor de frequência somente pode ser parado pelo:

Bit 03 parada por inércia

•

Bit 02 Frenagem CC

•

Entrada digital (5-10 Terminal 18 Entrada Digital

•

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

parada por inércia.

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

3-10 Referência

Valor de ref. programado

Tabela 3.44 Valores de Referência

Predenida de acordo com Tabela 3.44.

Parâmetro Bit 01 Bit 00

3-10 Referência

Predenida [0]

3-10 Referência

Predenida [1]

3-10 Referência

Predenida [2]

3-10 Referência

Predenida [3]

0 0

0 1

1 0

1 1

Bit 06, Parada/partida de rampa

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

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

Bit 07, Reset

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

AVISO!

Faça uma seleção em 8-56 Seleção da Referência Pré-

-denida para denir como o bit 00/01 sincroniza com a função correspondente nas entradas digitais.

transição de 0 lógico para 1 lógico.

Bit 08, Jog

Bit 08=1: A frequência de saída é determinada pelo 3-19 Velocidade de Jog [RPM].

Bit 09, Seleção de rampa 1/2

Bit 02, Freio CC:

Bit 02=0 conduz à frenagem CC e parada. A corrente e a duração de frenagem foram denidas nos par. 2-01 Corrente de Freio CC e 2-02 Tempo de Frenagem CC. Bit 02=1 conduz à rampa.

Bit 03, Parada por inércia

Bit 03=0: O conversor de frequência libera o motor imediatamente (os transistores de saída são desligados) e faz

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

Bit 10, Dados inválidos/Dados válidos

Informa o conversor de frequência se a control word deve ser utilizada ou ignorada. Bit 10=0: A control word é ignorada.

parada por inércia.

Output freq.STW

Bit no.:

Follower-master

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

130BA273.11

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Guia de Design

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

Bit 11, Relé 01

Bit 11=0: O relé não está ativo. Bit 11=1: Relé 01 ativado desde que o Bit 11 da control word tenha sido escolhido no 5-40 Função do Relé.

Bit 12, Relé 04

Bit 12=0: O relé 04 não está ativado. Bit 12=1: O relé 04 é ativado desde que o Bit 12 da control word esteja escolhido no 5-40 Função do Relé.

Bit 13/14, Seleção de setup

Utilize os bits 13 e 14 para selecionar entre os quatro setups de menu de acordo com Tabela 3.45.

A função só é possível quando [9] Setups Múltiplos estiver selecionado em 0-10 Setup Ativo.

Faça uma seleção em 8-55 Seleção do Set-up para como os bits 13/14 sincronizam com a função correspondente nas entradas digitais.

Bit 15 Reversão

Bit 15=0: Sem reversão. Bit 15=1: Reversão. Na conguração padrão, a reversão é programada como digital em 8-54 Seleção da Reversão. O bit 15 causa reversão somente quando Comunicação serial, Lógica ou ou Lógica e estiver selecionada.

3.8.12.2

Setup Bit 14 Bit 13

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

Tabela 3.45 Especicação de Setups de Menu

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

Ilustração 3.56 Status Word

denir

Bit Bit=0 Bit=1

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

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

Tabela 3.46 Bits da Status Word

Limite de frequência OK

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

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

Bit 01, Drive pronto

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

Bit 02, Parada por inércia

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

Bit 03, Sem erro/desarme

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

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

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

Bit 05, Sem uso

Bit 05 não é usado na status word.

Bit 06, Sem erro/bloqueio por desarme

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

3 3

Actual output freq.

STW

Follower-master

Speed ref.CTW

Master-follower

16bit

130BA276.11

Reverse Forward

Par.3-00 set to

(1) -max- +max

Max reference Max reference

Par.3-00 set to

(0) min-max

Max reference

Forward

Min reference

100%

(4000hex)

-100%

(C000hex)

(0hex)

Par.3-03 0 Par.3-03

Par.3-03

(4000hex)(0hex)

0% 100%

Par.3-02

130BA277.10

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Bit 07, Sem advertência/com advertência

Bit 07=0: Não há advertências.

3.8.12.3

Valor de Referência de Velocidade Via Bus Serial

Bit 07=1: Signica que ocorreu uma advertência.

Bit 08, Velocidade≠referência/velocidade=referência

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

Bit 09, Operação local/controle do bus

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

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

eldbus/comunicação serial.

Bit 10, Fora do limite de frequência

Bit 10=0: A frequência de saída alcançou o valor

Ilustração 3.57 Frequência de saída real (MAV)

programado no4-11 Lim. Inferior da Veloc. do Motor [RPM] ou 4-13 Lim. Superior da Veloc. do Motor [RPM]. Bit 10=1: A frequência de saída está dentro dos limites

A referência e a MAV são escalonadas como a seguir:

denidos.

Bit 11, Fora de funcionamento/em operação

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

Bit 12, Drive OK/parado, partida automática

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

Bit 13, Tensão OK/limite excedido

Ilustração 3.58 Referência e MAV

Bit 13=0: Não há advertências de tensão. Bit 13=1: A tensão CC no circuito intermediário do conversor de frequência está muito baixa ou muito alta.

Bit 14, Torque OK/limite excedido

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

Bit 15, Temporizador OK/limite excedido

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

Todos os bits na STW são programados para 0 se a conexão entre o opcional de Interbus e o conversor de frequência for perdida ou se ocorrer um problema de comunicação interno.

Integração de Sistemas

Guia de Design

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

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

Bit Bit=0 Bit=1

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

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

Tabela 3.47 Bits da Control Word

Explicação dos bits de controle Bit 00,OFF 1/ON 1

A rampa normal para de usar os tempos de rampa da rampa real selecionada. Bit 00=0 lava a parada e ativação do relé de saída 1 ou 2, se a frequência de saída for 0 Hz e se [Relé 123] estiver selecionado em 5-40 Função do Relé. Quando bit 0=1, o conversor de frequência está no Estado 1: Chaveamento inibido.

Bit 01, Desligado 2/Ligado 2

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

Bit 02, Desligado 3/Ligado 3

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

Bit 03, Parada por inércia/Sem parada por inércia

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

Utilizar a rampa de velocidade

AVISO!

A seleção no 8-50 Seleção de Parada por Inércia determina como o bit 03 está conectado com a função correspondente das entradas digitais.

Bit 04, Parada rápida/Rampa

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

AVISO!

A seleção no par. 8-51 Seleção de Parada Rápida determina como o bit 04 se conecta com a função correspondente das entradas digitais.

Bit 05, Manter a saída de frequência/Utilizar rampa

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

Bit 06, Parada/partida de rampa

Parada de rampa normal utilizando os tempos de rampa selecionados da rampa real. Além disso, a ativação do relé de saída 01 ou 04 ocorre se a frequência de saída for 0 Hz e se o Relé 123 for selecionado no 5-40 Função do Relé. Bit 06=0 acarreta uma parada. Quando o bit 06=1, o conversor de frequência pode iniciar se as outras condições de partida forem atendidas.

AVISO!

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

Bit 07, Sem função/Reset

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

Bit 08, Jog 1

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

Bit 09, Jog 2

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

os bits 00-03=1.

Bit 10, Dados não válidos/válidos

É usado para informar ao conversor de frequência se a palavra de controle deve ser utilizada ou ignorada. Bit 10=0 faz com que a control word seja ignorada,

O/On

buer de defeito.

3 3

Integração de Sistemas

VLT® AQUA Drive FC 202

Bit 10=1 faz com que a control word seja usada. Esta função é relevante porque a control word está sempre

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

contida no telegrama, independentemente do tipo de telegrama que for usado. É possível desligar a control word se tiver que não ser usada para atualizar ou ler parâmetros.

Bit 11, Sem função/Redução de velocidade

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

Bit 12, Sem função/Catch-up

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

Bits 13/14, Seleção de setup

Os bits 13 e 14 são usados para selecionar entre as 4 congurações de parâmetros de acordo com Tabela 3.48.

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

Setup Bit 13 Bit 14

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

Tabela 3.48 Seleção de Setup

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

Bit Bit=0 Bit=1

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

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

Tabela 3.49 Bits da Status Word

Velocidade≠referência

frequência

Velocidade=referência

Limite de frequência OK

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

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

Bit 01, Drive não pronto/pronto

Mesmo

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

Bit 02, Parada por inércia/Ativar

Bit 15, Sem função/Inversão

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

AVISO!

Quando bit 02=0, bit 00, 01 ou 02 da control word é 0 (OFF 1,OFF 2 ou OFF 3 ou parada por inércia) – ou o conversor de frequência é desligado (desarme). Quando bit 02=1, bit 00, 01 ou 02 da control word é 1; o conversor de frequência não desarmou.

Na conguração de fábrica, a reversão é programada para digital no 8-54 Seleção da Reversão.

Bit 03, Sem erro/Desarme:

Quando o bit 03=0, não há nenhuma condição de erro no

AVISO!

O bit 15 causa reversão somente quando Comunicação serial, Lógica ou ou Lógica e estiver selecionada.

conversor de frequência. Quando o bit 03=1, o conversor de frequência desarmou e requer um sinal de reset, antes de restabelecer o seu funcionamento.

Bit 04, On 2/O 2

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

Integração de Sistemas Guia de Design

Bit 05, On 3/O 3

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

Bit 06, Partida possível/partida impossível

Se [1] PROFIdrive foi selecionado em 8-10 Perl da Control Word, o bit 06 for 1 após um reconhecimento de

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

Bit 07, Sem advertência/Com advertência:

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

Bit 08, Velocidade≠referência/Velocidade=referência

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

Bit 09, Operação local/Controle do bus

Bit 09=0 indica que o conversor de frequência foi parado com a tecla [Stop] no LCP ou que [Vinculado a manual] ou [Local] foi selecionado em 3-13 Tipo de Referência. Quando o bit 09=1, o conversor de frequência pode ser controlado através da interface serial.

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

Quando o bit 10=0, a frequência de saída está fora dos limites programados nos 4-52 Advertência de Velocidade Baixa e 4-53 Advertência de Velocidade Alta. Quando o bit 10=1, a frequência de saída está dentro dos

denidos.

limites

Bit 11, Fora de operação/Em operação

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

Bit 12, Drive OK/parado, partida automática

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

Bit 13, Tensão OK/Tensão excedida

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

Bit 14, Torque OK/Torque excedido

Quando o bit 14=0, o torque do motor está abaixo do limite selecionado nos 4-16 Limite de Torque do Modo Motor e 4-17 Limite de Torque do Modo Gerador. Bit 14=1: O limite de torque selecionado no 4-16 Limite de

Torque do Modo Motor ou 4-17 Limite de Torque do Modo Gerador foi excedido.

Bit 15, Temporizador OK/Temporizador excedido

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

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Integração de Sistemas

VLT® AQUA Drive FC 202

3.9 Lista de vericação de design do sistema

Tabela 3.50 fornece uma lista de vericação para integrar um conversor de frequência em um sistema de controle de motor. A lista tem a intenção de ser lembrete das categorias gerais e opcionais necessários para especicar os requisitos do sistema.

Categoria Detalhes Notas Modelo FC Potência

Volts Corrente

Física

Dimensões Peso

Condições operacionais ambiente

Temperatura Altitude Umidade Qualidade do ar/poeira Requisitos de derating

Tamanho do gabinete metálico Entrada Cabos

Tipo Comprimento

Fusíveis

Tipo Tamanho Características nominais

Opcionais

Conectores Contatos Filtros

Saída Cabos

Tipo Comprimento

Fusíveis

Tipo Tamanho Características nominais

Opcionais

Filtros

Controle Fiação

Tipo Comprimento Ligações do terminal

Comunicação

Protocolo Conexão Fiação

Opcionais

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Danfoss FC 202 Design guide [pt]

Specifications and Main Features

Frequently Asked Questions

User Manual