Convertidor de frecuencia descentralizado VLT®FCD 302
Índice
Índice
Guía de diseño del convertidor de frecuencia descentralizado VLT®FCD 302
1 Introducción
1.1 Cómo leer la Guía de diseño
1.1.1 Definiciones 5
1.1.2 Símbolo8
1.2 Medidas de seguridad
1.3 Versión de software
1.4 Marca CE
1.4.1 Conformidad 9
1.4.2 ¿Qué situaciones están cubiertas?9
1.4.3 Marca CE10
1.4.4 Conformidad con la Directiva sobre compatibilidad electromagnética
2004/108/CE10
1.4.5 Conformidad10
1.5 Eliminación
2 Vista general del producto
2.1 Control
2.1.1 Principio de control12
2.1.2 Control de corriente interna en modo VVC
plus
5
5
8
9
9
10
11
11
12
2.2 CEM
2.2.1 Aspectos generales de las emisiones CEM14
2.2.2 Resultados de las pruebas de CEM15
2.2.3 Requisitos en materia de emisiones16
2.2.4 Requisitos de inmunidad16
2.3 Manejo de referencias
2.3.1 Límites referencia19
2.3.2 Escalado de referencias preestablecidas y referencias de bus20
2.3.3 Escalado de referencias de pulsos y analógicas y realimentación20
2.3.4 Banda muerta alrededor de cero21
2.5 Aislamiento galvánico (PELV)
2.5.1 PELV: tensión protectora extrabaja25
2.6 Freno mecánico
2.6.1 Freno mecánico para elevador26
2.6.2 Cableado de la resistencia de freno26
2.7 Funciones de freno
2.7.1 Freno de retención mecánico27
14
18
25
26
26
2.7.2 Frenado dinámico27
2.7.3 Selección de resistencia de freno27
2.7.4 Control con función de freno29
VLT® MG04H105 es una marca registrada de Danfoss.1
Índice
Guía de diseño del convertidor de frecuencia descentralizado VLT®FCD 302
3 Integración del sistema
3.1 Introducción
3.1.1 Montaje30
3.1.1.1 Instalación higiénica30
3.2 Entrada: dinámica de red
3.2.1 Conexiones31
3.2.1.1 Información general sobre el cableado31
3.2.1.2 Conexión a la tensión de alimentación y conexión a tierra31
3.2.1.3 Conexión de relés32
3.2.2 Fusibles y disyuntores32
3.2.2.1 Fusibles32
3.2.2.2 Recomendaciones32
3.2.2.3 Cumplimiento de la normativa CE33
3.2.2.4 Conformidad con UL33
3.3 Salida: dinámica de motor
3.3.1 Conexión del motor33
3.3.2 Dispositivos de desconexión de corriente34
30
30
31
33
3.3.3 Información adicional del motor35
3.3.3.1 Cable de motor35
3.3.3.2 Protección térmica del motor35
3.3.3.3 Conexión de motores en paralelo35
3.3.3.4 Aislamiento del motor36
3.3.3.5 Corrientes en los rodamientos del motor36
3.3.4 Condiciones de funcionamiento extremas36
3.3.4.1 Protección térmica del motor37
3.4 Selección de las opciones / del convertidor de frecuencia
3.4.1 Cables de control y terminales38
3.4.1.1 Recorrido de los cables de control38
3.4.1.2 Interruptores DIP38
3.4.1.3 Ejemplo de cableado básico39
3.4.1.4 Instalación eléctrica, Cables de control40
3.4.1.5 Salida de relé41
3.4.2 Resistencia de freno42
3.4.2.1 resistencias de frenos 10%42
38
3.4.2.2 Resistencia de freno del 40%42
3.4.3 Condiciones especiales42
3.4.3.1 Reducción de potencia manual42
3.4.3.2 Reducción de potencia automática42
3.4.3.3 Reducción de potencia debido a funcionamiento a velocidad lenta43
3.4.4 CEM43
2VLT® MG04H105 es una marca registrada de Danfoss.
Índice
Guía de diseño del convertidor de frecuencia descentralizado VLT®FCD 302
3.4.4.1 Conexión a tierra de cables de control apantallados45
3.4.4.2 Interruptor RFI46
3.4.5 Interferencia de la red de alimentación/Armónicos46
3.4.5.1 Interferencia de la red de alimentación/Armónicos46
3.4.5.2 Efecto de los armónicos en un sistema de distribución de potencia46
3.4.5.3 Normas y requisitos de limitación armónica47
3.4.5.4 Mitigación de armónicos47
3.4.5.5 Cálculo de armónicos47
3.4.6 Prueba y ajuste final48
3.4.6.1 Prueba de alta tensión48
3.4.6.2 Toma de tierra48
3.4.6.3 Conexión segura a tierra48
3.4.6.4 Comprobación del ajuste final48
3.5 Condiciones ambientales
3.5.1 Humedad atmosférica 49
3.5.2 Entornos agresivos49
3.5.3 Vibración y golpe 50
3.5.4 Ruido acústico50
4 Ejemplos de aplicaciones
4.1 Conexión del encoder
4.2 Dirección de encoder
4.3 Sistema de convertidor de lazo cerrado
4.4 Control de PID
4.4.1 Contr. PID veloc.57
4.4.2 Los siguientes parámetros están relacionados con el control de velocidad57
4.4.3 Ajuste fino del control de PID de velocidad59
4.4.4 Control PID proceso60
4.4.6 Ejemplo de un control PID de proceso62
4.4.8 Método de ajuste de Ziegler Nichols64
4.4.9 Ejemplo de un control PID de proceso65
49
51
56
56
56
57
4.5 Estructuras de control
4.5.1 Estructura de control en controles vectoriales avanzadosVVC
4.5.2 Estructura de control en Flux Sensorless67
4.5.3 Estructura de control en Flux con Realimentación del motor67
plus
66
4.6 Control Local (Hand On) y Remoto (Auto)
4.7 Programación de límite de par y parada
4.8 Freno mecánico
4.9 Parada segura
4.9.1.1 Función de parada segura del terminal 3772
4.9.1.2 Prueba de puesta en marcha de la parada segura76
VLT® MG04H105 es una marca registrada de Danfoss.3
66
68
69
70
71
Índice
Guía de diseño del convertidor de frecuencia descentralizado VLT®FCD 302
5 Código y guía de selección
5.1 Descripción del código
5.1.1 Configurador de convertidores de frecuencia79
5.2 Números de pedido
5.2.1 Números de pedido: Accesorios80
5.2.2 Números de pedido: Repuestos80
5.3 Opciones y accesorios
5.3.1 Opciones de bus de campo80
5.3.2 Opción del encoder MCB 10281
5.3.3 Opción de resolvedor MCB 10382
6 Especificaciones
6.1 Dimensiones mecánicas
6.2 Datos eléctricos y dimensiones de los cables
6.3 Especificaciones generales
6.4 Rendimiento
6.5.1 Ruido acústico92
6.6.1 condiciones dU/dt92
78
78
80
80
85
85
86
88
92
Índice
93
4VLT® MG04H105 es una marca registrada de Danfoss.
Introducción
Guía de diseño del convertidor de frecuencia descentralizado VLT®FCD 302
1 Introducción
1.1 Cómo leer la Guía de diseño
La Guía de diseño proporciona la información necesaria
para integrar el convertidor de frecuencia en diversas
aplicaciones.
Recursos adicionales disponibles
-
El Manual de funcionamiento, MG04F, facilita la
información necesaria para instalar y poner en
marcha el convertidor de frecuencia.
-
La Guía de programación, MG04G, proporciona
información acerca de cómo programar la unidad
e incluye las descripciones completas de los
parámetros.
-
El Manual de funcionamiento RTU de Modbus,MG92B, proporciona la información necesaria para
controlar, supervisar y programar el convertidor
de frecuencia mediante un bus de campo
integrado.
-
El Manual de funcionamiento de ProfibusMG34N,el Manual de funcionamientode Ethernet, MG90J, y
el Manual de funcionamientodeProfiNet,MG90U,
proporcionan la información necesaria para
controlar, supervisar y programar el convertidor
de frecuencia mediante un bus de campo.
-
MCB 102 manual.
-
Opción de resolvedor MCB 103, MI33I de VLT
Automation Drive FC 300.
-Instrucción de opción de interfaz PLC de
seguridad de MCB 108, MI33J.
-
Guía de Diseño de la resistencia de freno, MG90O
-Homologaciones.
La documentación técnica y las homologaciones se
encuentran disponibles en www.danfoss.com/BusinessAreas/DrivesSolutions/Documentations/Technical+Documentation.
Definiciones
1.1.1
Convertidor de frecuencia:
Inercia
El eje del motor se encuentra en modo libre. Sin par en el
motor.
IMÁX.
La intensidad de salida máxima.
I
N
Corriente de salida nominal suministrada por el convertidor
de frecuencia.
U
MÁX
La tensión de salida máxima.
Entrada:
Comando de control
Inicie y detenga el funcionamiento del motor conectado
mediante el LCP y las entradas digitales.
Las funciones se dividen en dos grupos.
Las funciones del grupo 1 tienen mayor prioridad que las
funciones del grupo 2.
Grupo 1 Reinicio, Paro por inercia, Reinicio y paro por inercia,
Parada rápida, Frenado de CC, Parada y tecla [Off].
Grupo 2 Arranque, Arranque de pulsos, Cambio de sentido,
Iniciar cambio de sentido, Velocidad fija y Mantener
salida
Tabla 1.1 Funciones de comando de control
Motor:
fVELOCIDAD FIJA
La frecuencia del motor cuando se activa la función de
velocidad fija (mediante terminales digitales).
f
M
Frecuencia del motor Salida del convertidor de frecuencia.
La salida del convertidor de frecuencia está relacionada
con la velocidad del eje del motor, dependiendo del
numero de polos y de la frecuencia de deslizamiento.
fMÁX.
La frecuencia de salida máxima que el convertidor de
frecuencia aplica a su salida. La máxima frecuencia de
salida se ajusta en el par. límite 4-12, 4-13 y 4-19.
fMÍN.
La frecuencia mínima del motor del convertidor de
frecuencia. 0 Hz. (predeterminado)
fM,N
La frecuencia nominal del motor (datos de la placa de
características).
I
M
La intensidad del motor.
IM,N
La intensidad nominal del motor (datos de la placa de
características).
n
M,N
La velocidad nominal del motor (datos de la placa de
características).
n
s
Velocidad motor síncrono
2 ×
par.
n
=
s
. 1 − 23 × 60
par.
. 1 − 39
s
11
VLT® MG04H105 es una marca registrada de Danfoss.5
Introducción
Guía de diseño del convertidor de frecuencia descentralizado VLT®FCD 302
11
PM,N
La potencia nominal del motor (datos de la placa de
características).
T
M,N
Par nominal (motor).
U
M
La tensión instantánea del motor.
UM,N
la tensión nominal del motor (datos de la placa de características).
Par de arranque
Ilustración 1.1 Par de arranque
η
El rendimiento del convertidor de frecuencia se define
como la relación entre la potencia de salida y la potencia
de entrada.
Comando de desactivación de arranque
Un comando de parada que pertenece al grupo 1 de los
comandos de control (consulte este grupo).
Comando de parada
Consulte los comandos de control.
Referencias:
Referencia analógica
Una señal analógica aplicada a la entrada 53 ó 54. La señal
puede ser tensión 0-10 V ó –10 - +10 V. Señal de
intensidad 0-20 mA ó 4-20 mA.
Referencia binaria
Una señal aplicada al puerto de comunicación serie
(RS-485 terminales 68-69).
Referencia interna
Una referencia interna definida, ajustada a un valor
comprendido entre el –100% y el +100 % del intervalo de
referencia. Seleccione ocho referencias internas a través de
los terminales digitales.
Referencia de pulsos
Una referencia de pulsos aplicada a los terminales 29 o 33,
seleccionada en los par. 5-13 ó 5-15 [32]. Escalado en el
grupo de par. 5-5*.
RefMÁX.
Muestra la relación entre la entrada de referencia a un
100% de escala completa (normalmente, 10 V y 20 mA) y
la referencia resultante. Ajuste el valor de la referencia
máxima en 3-03 Referencia máxima.
RefMÍN.
Determina la relación entre la entrada de referencia a un
valor del 0% (normalmente, 0 V, 0 mA y 4 mA) y la
referencia resultante. Ajuste el valor de la referencia
mínima en 3-02 Referencia mínima.
Varios:
Entradas analógicas
Las entradas analógicas se utilizan para controlar varias
funciones del convertidor de frecuencia.
Hay dos tipos de entradas analógicas:
Entrada de intensidad, 0-20 mA y 4-20 mA
Entrada de tensión, 0-10 V CC
Entrada de tensión, –10 - +10 V CC.
Salidas analógicas
Las salidas analógicas pueden proporcionar una señal de
0-20 mA o 4-20 mA.
Adaptación automática del motor, AMA
El algoritmo AMA determina los parámetros eléctricos para
el motor conectado cuando se encuentra parado.
Resistencia de freno
La resistencia de freno es un módulo capaz de absorber la
potencia de frenado generada durante el frenado regenerativo. Esta potencia de frenado regenerativo aumenta la
tensión del circuito intermedio y un interruptor de freno
garantiza que la potencia se transmita a la resistencia de
freno.
Características de par constante (CT)
Características de par constante utilizadas para todas las
aplicaciones, como cintas transportadoras, bombas de
desplazamiento y grúas.
Entradas digitales
Las entradas digitales pueden utilizarse para controlar
distintas funciones del convertidor de frecuencia.
Salidas digitales
El convertidor de frecuencia dispone de dos salidas de
estado sólido que pueden proporcionar una señal de 24 V
CC (máx. 40 mA).
DSP
Procesador digital de señal.
ETR
El relé termoelectrónico es un cálculo de la carga térmica
basado en la carga actual y el tiempo que transcurre con
esa carga. Su finalidad es calcular la temperatura del
motor.
6VLT® MG04H105 es una marca registrada de Danfoss.
Introducción
Guía de diseño del convertidor de frecuencia descentralizado VLT®FCD 302
Hiperface
Hiperface® es una marca registrada de Stegmann.
Inicialización
Si se lleva a cabo una inicialización (14-22 Modo funciona-miento), el convertidor de frecuencia vuelve a los ajustes
predeterminados.
Ciclo de trabajo intermitente
Una clasificación de trabajo intermitente es una secuencia
de ciclos de trabajo. Cada ciclo está formado por un
periodo en carga y un periodo sin carga. El funcionamiento puede ser de trabajo periódico o de trabajo no
periódico.
LCP
El panel de control local (LCP) constituye una completa
interfaz para el control y la programación del convertidor
de frecuencia. El LCP es desmontable y puede instalarse
hasta a 3 metros de distancia del convertidor de
frecuencia, es decir, en un panel frontal, mediante la
opción del kit de instalación.
lsb
Bit menos significativo.
msb
Bit más significativo.
MCM
Sigla en inglés de Mille Circular Mil, una unidad norteamericana para medir la sección de los cables.
1 MCM=0,5067 mm2.
Parámetros en línea / fuera de línea
Los cambios realizados en los parámetros en línea se
activan inmediatamente después de cambiar el valor de
dato. Los cambios realizados en los parámetros fuera de
línea se activan hasta que se pulsa [OK] en el LCP.
PID de proceso
El controlador PID mantiene la velocidad, presión,
temperatura, etc., deseados ajustando la frecuencia de
salida para que coincida con la carga variable.
PCD
Datos de proceso
Entrada de pulsos / Codificador incremental
Un sensor digital externo utilizado para proporcionar
información sobre la velocidad y la dirección del motor.
Los encoders se utilizan para realimentación de precisión
para alta velocidad en aplicaciones altamente dinámicas.
La conexión del encoder se realiza mediante los terminales
32 y 32, o mediante la opción de encoder MCB 102.
RCD
Dispositivo de corriente residual
Ajuste
Los ajustes de parámetros pueden guardarse en cuatro
configuraciones distintas. Cambie entre estas cuatro
configuraciones de parámetros y edite una mientras otra
está activa.
®
SFAVM
Patrón de conmutación denominado Modulación asíncrona
de vectores orientada al flujo del estátor (14-00 Patrónconmutación).
Compensación de deslizamiento
El convertidor de frecuencia compensa el deslizamiento del
motor añadiendo un suplemento a la frecuencia que sigue
a la carga medida del motor, manteniendo la velocidad del
mismo casi constante.
Smart Logic Control (SLC)
El SLC es una secuencia de acciones definidas por el
usuario que se ejecuta cuando el controlador Smart Logic
evalúa como verdaderos los eventos asociados definidos
por el usuario. (Grupo de parámetros 13-** Smart Logic
Control (SLC).
STW
Código de estado
Bus estándar FC
Incluye el bus RS-485 bus con el protocolo FC o el
protocolo MC. Consulte 8-30 Protocolo.
Termistor:
Resistencia que depende de la temperatura y que se
coloca en el punto donde ha de controlarse la temperatura
(convertidor de frecuencia o motor).
THD
Distorsión total de armónicos, que indica la contribución
total de armónicos.
Desconexión
Estado al que se pasa en situaciones de fallo; por ejemplo,
si el convertidor de frecuencia se sobrecalienta, o cuando
está protegiendo al motor, al proceso o al mecanismo. Se
impide el rearranque hasta que desaparece la causa del
fallo y se anula el estado de desconexión mediante la
activación del reinicio o, en algunos casos, mediante la
programación de un reinicio automático. No debe utilizarse
la desconexión para la seguridad personal.
Bloqueo por alarma
Estado al que se pasa en situaciones de fallo cuando el
convertidor de frecuencia está protegiéndose a sí mismo y
requiere una intervención física; por ejemplo, si el
convertidor de frecuencia se cortocircuita en la salida. Un
bloqueo por alarma solo puede cancelarse cortando la
alimentación, eliminando la causa del fallo y volviendo a
conectar el convertidor de frecuencia. Se impide el
rearranque hasta que se cancela el estado de desconexión
mediante la activación del reinicio o, en algunos casos,
mediante la programación del reinicio automático. No
debe utilizarse la desconexión para la seguridad personal.
Características de VT
Características de par variable utilizadas en bombas y
ventiladores.
11
VLT® MG04H105 es una marca registrada de Danfoss.7
Introducción
Guía de diseño del convertidor de frecuencia descentralizado VLT®FCD 302
11
VVCplus
Comparado con el control de relación tensión / frecuencia
estándar, el control vectorial de la tensión (VVC
plus
) mejora
la dinámica y la estabilidad, tanto cuando se cambia la
¡NOTA!
Indica información destacada que debe tenerse en cuenta
para evitar errores o utilizar el equipo con un rendimiento
inferior al óptimo.
referencia de velocidad como en relación con el par de
carga.
* Indica ajustes predeterminados.
60° AVM
Patrón de conmutación denominado Modulación vectorial
1.2 Medidas de seguridad
asíncrona de 60° (14-00 Patrón conmutación).
ADVERTENCIA
Factor de potencia
El factor de potencia es la relación entre I1 e I
3 x U x
I
cos
ϕ
Potencia potencia
=
3 x U x
1
I
RMS
RMS
.
El factor de potencia para el control trifásico es:
=
I1 x cos
I
RMS
ϕ1
=
I
1
puesto que cos
I
RMS
ϕ1 = 1
El factor de potencia indica hasta qué punto el convertidor
de frecuencia impone una carga a la alimentación de red.
Cuanto menor es el factor de potencia, mayor es I
RMS
para
el mismo rendimiento en kW.
I
RMS
=
I
+
1
2
I
+
I
+ .. +
5
7
2
I
n
2
2
Además, un factor de potencia elevado indica que las
distintas corrientes armónicas son bajas.
Las bobinas integradas en el enlace de CC garantizan un
factor de potencia alto y reducen el THD en la alimentación de red.
Símbolo
1.1.2
En este manual, se utilizan los siguientes símbolos.
ADVERTENCIA
Indica situaciones potencialmente peligrosas que, si no se
evitan, pueden producir lesiones graves e incluso la
muerte.
PRECAUCIÓN
Indica una situación potencialmente peligrosa que, si no se
evita, puede producir lesiones leves o moderadas. También
puede utilizarse para alertar contra prácticas inseguras.
PRECAUCIÓN
Indica una situación que puede producir accidentes que
dañen únicamente al equipo o a otros bienes.
La tensión del convertidor de frecuencia es peligrosa
cuando el equipo está conectado a la red. Se requiere una
planificación correcta de la instalación del motor, del
convertidor de frecuencia y del bus de campo. Siga las
instrucciones de este manual, así como los reglamentos de
seguridad locales y nacionales. Una vez en funcionamiento,
si no se siguen las recomendaciones de diseño se puede
producir la muerte o graves daños personales o materiales.
ADVERTENCIA
Alta tensión
El contacto con los componentes eléctricos puede llegar a
provocar la muerte, incluso una vez desconectado el
equipo de la red de alimentación.
Durante la planificación, asegúrese de poder desconectar
el resto de entradas de tensión, como el suministro
externo de 24 V CC, la carga compartida (enlace del
circuito intermedio de CC) y la conexión del motor para
energía regenerativa.
Los sistemas en los que hay convertidores de frecuencia
instalados deben equiparse con dispositivos adicionales de
control, si fuera necesario, y protegerse de acuerdo con las
normas de seguridad vigentes, por ejemplo, la ley sobre
herramientas mecánicas, normativas para la prevención de
accidentes, etc. Se permiten modificaciones en los convertidores de frecuencia a través del software de
funcionamiento.
Una vez en funcionamiento, si no se siguen estas recomendaciones se puede producir la muerte o lesiones graves.
¡NOTA!
El fabricante / instalador de la máquina deberá identificar
las situaciones peligrosas y será responsable de tomar las
medidas preventivas necesarias. Deberán incluirse
dispositivos adicionales de control y protección, de
acuerdo con las normas de seguridad vigentes, como la ley
sobre herramientas mecánicas, las normativas para la
prevención de accidentes, etc.
8VLT® MG04H105 es una marca registrada de Danfoss.
Introducción
Guía de diseño del convertidor de frecuencia descentralizado VLT®FCD 302
¡NOTA!
Grúas, montacargas y elevadores:
El control de los frenos externos siempre debe estar
diseñado con un sistema redundante. El convertidor de
frecuencia no debe considerarse, bajo ninguna circunstancia, el circuito de seguridad principal. Deben cumplirse
las normas vigentes, por ejemplo:
Grúas y elevadores: CEI 60204-32
Montacargas: EN 81
Modo de protección
Una vez que se exceda un límite de hardware en la
intensidad del motor o en la tensión de bus CC, el
convertidor de frecuencia entra en el «Modo de
protección». El «Modo de protección» conlleva un cambio
en la estrategia de modulación por impulsos (PWM) y una
baja frecuencia de conmutación para minimizar pérdidas.
Esto continúa durante 10 s después del último fallo, lo que
incrementa la fiabilidad y la solidez del convertidor de
frecuencia, a la vez que vuelve a establecer el pleno
control del motor.
En aplicaciones de elevación, el «Modo de protección» no
puede utilizarse, ya que el convertidor de frecuencia
normalmente no será capaz de abandonar de nuevo este
modo y, por tanto, alargará el tiempo antes de activar el
freno, lo que no es recomendable.
El «Modo de protección» puede inhibirse poniendo a cero
el 14-26 Ret. de desc. en fallo del convert., lo que significa
que el convertidor de frecuencia se desconectará inmediatamente si se excede uno de los límites de hardware.
¡NOTA!
Se recomienda desactivar el modo de protección en aplicaciones de elevación (14-26 Ret. de desc. en fallo delconvert.= 0).
correspondientes de la UE. La marca CE no es indicativa de
la calidad o las especificaciones de un producto. Los
convertidores de frecuencia se tratan en dos directivas de
la UE, que son las siguientes:
Directiva sobre baja tensión (2006/95/CE).
Los convertidores de frecuencia deben tener la marca CE
certificando el cumplimiento de la directiva sobre baja
tensión, vigente desde el 1 de enero de 1997. Esta
directiva se aplica a todos los equipos y aparatos eléctricos
utilizados en el rango de tensión de 50-1000 V CA y
75-1500 V CC. Danfoss otorga la marca CE de acuerdo con
esta directiva y emite una declaración de conformidad si
así se solicita.
Directiva CEM (2004/108/CE)
CEM son las siglas de «compatibilidad electromagnética».
La presencia de compatibilidad electromagnética significa
que las interferencias mutuas entre los diferentes
componentes/aparatos no afectan al funcionamiento de
los mismos.
La directiva CEM entró en vigor el 1 de enero de 1996.
Danfoss otorga la marca CE de acuerdo con esta directiva
y emite una declaración de conformidad si así se solicita.
Para realizar una instalación correcta en cuanto a CEM,
véanse las instrucciones en esta Guía de Diseño.
Además,Danfoss especifica las normas que cumplen
nuestros distintos productos. Danfoss ofrece filtros que
pueden encontrarse en las especificaciones y proporciona
otros tipos de asistencia para asegurar un resultado
óptimo de CEM.
En la mayoría de los casos, los profesionales del sector
utilizan el convertidor de frecuencia como un componente
complejo que forma parte de un equipo, sistema o
instalación más grandes.
11
1.3 Versión de software
Compruebe la versión de software en 15-43 Versión desoftware.
1.4
Marca CE
1.4.1 Conformidad
Directiva relativa a las máquinas (2006/42/CE)
Los convertidores de frecuencia no se incluyen en la
directiva de máquinas. Sin embargo, si se suministra un
convertidor de frecuencia para utilizarlo con una máquina,
Danfoss proporciona información sobre los aspectos de
seguridad relativos a dicho convertidor.
¿Qué es la marca y conformidad CE?
El propósito de la marca CE es evitar los obstáculos
técnicos para la comercialización en la EFTA (AELC) y la UE.
La UE ha introducido la marca CE como un modo sencillo
de demostrar si un producto cumple con las directivas
¿Qué situaciones están cubiertas?
1.4.2
La directriz de la UE «Guidelines on the Application of
Council Directive 2004/108/EC» (directrices para la
aplicación de la Directiva del Consejo 2004/108/CE)
describe tres situaciones típicas de utilización de variadores
de frecuencia. Consultar más adelante para cobertura CEM
y marca CE.
1.El convertidor de frecuencia se vende
directamente al usuario final. Por ejemplo, el
convertidor de frecuencia se vende en el
mercado nacional. El consumidor final es un
ciudadano sin una formación especial que instala
el convertidor de frecuencia para uso personal,
por ejemplo, en una máquina que usa como ocio
o en un electrodoméstico, etc. Para tales usos, el
VLT® MG04H105 es una marca registrada de Danfoss.9
Introducción
Guía de diseño del convertidor de frecuencia descentralizado VLT®FCD 302
11
convertidor de frecuencia debe contar con la
marca CE según la directiva sobre CEM.
2.El convertidor de frecuencia se vende para
instalarlo en una planta, construida por
profesionales del sector correspondiente. Por
ejemplo, puede tratarse de una instalación de
producción o de calefacción / ventilación,
diseñada e instalada por profesionales. En este
caso, ni el convertidor de frecuencia ni la
instalación terminada necesitan contar con la
marca CE según la directiva sobre CEM. Sin
embargo, la unidad debe cumplir con los
requisitos básicos de compatibilidad electromagnética establecidos en la directiva. Esto puede
asegurarse utilizando componentes, aparatos y
sistemas con la marca CE, según la directiva sobre
CEM.
3.El convertidor de frecuencia se vende como parte
de un sistema completo. El sistema está
comercializado como un conjunto, por ejemplo,
un sistema de aire acondicionado. El sistema
completo debe contar con la marca CE según la
directiva sobre CEM. El fabricante puede
garantizar la marca CE según la directiva sobre
CEM, ya sea utilizando componentes con la marca
CE o bien realizando pruebas de CEM del sistema.
Si utiliza solo componentes con la marca CE, no
está obligado a probar todo el sistema.
base, se emite una declaración de conformidad con la
directiva sobre CEM.
La Guía de Diseño ofrece instrucciones detalladas para la
instalación que aseguran su conformidad respecto a CEM.
1.4.4 Conformidad con la Directiva sobre
compatibilidad electromagnética
2004/108/CE
Los profesionales del sector utilizan el convertidor de
frecuencia como un componente complejo que forma
parte de un equipo, sistema o instalación más grande.
¡NOTA!
La responsabilidad sobre las propiedades finales en cuanto
a CEM del aparato, sistema o instalación corresponde al
instalador.
Como ayuda al instalador, Danfoss ha preparado unas
directrices de instalación en cuanto a compatibilidad
electromagnética, para el sistema Power Drive. Las normas
y niveles de prueba establecidos para sistemas Power
Drive se cumplirán siempre que se hayan seguido las
instrucciones para la instalación correcta en cuanto a CEM.
Consulte 3.4.4 CEM.
Marca CE
1.4.3
La marca CE es una característica positiva cuando se
emplea para su propósito original, es decir, facilitar la
comercialización en la UE y la AELC.
Sin embargo, la marca CE puede abarcar muchas especificaciones diferentes. Deberá comprobar qué cubre una
marca CE concreta.
Las especificaciones pueden variar enormemente. La marca
CE puede dar a los instaladores un falso sentido de
seguridad cuando utilizan un convertidor de frecuencia
como componente de un sistema o un aparato.
Danfoss etiqueta con la marca CE sus convertidores de
frecuencia VLT según la directiva sobre baja tensión. Esto
significa que siempre que el convertidor de frecuencia se
instale correctamente, se cumple con ambas directivas.
Danfoss emite una declaración de conformidad para hacer
constar que la marca CE cumple la directiva sobre baja
tensión.
Conformidad
1.4.5
Tabla 1.2 Homologaciones FCD 302
1.5
Eliminación
Los equipos que contienen componentes
eléctricos no pueden desecharse junto
con los desperdicios domésticos.
Deben recogerse de forma independiente
con los residuos electrónicos y eléctricos
de acuerdo con la legislación local
actualmente vigente.
Tabla 1.3 Instrucciones de eliminación
La marca CE es aplicable a la directiva sobre CEM, con la
condición de que se sigan las instrucciones para la
instalación y filtrado correctos en cuanto a CEM. Sobre esta
10VLT® MG04H105 es una marca registrada de Danfoss.
130BC963.10
Vista general del producto
Guía de diseño del convertidor de frecuencia descentralizado VLT®FCD 302
2 Vista general del producto
Ilustración 2.1 Unidad pequeña
manipulación de equipajes de los aeropuertos, puede
haber docenas, quizás cientos de convertidores que
trabajan conjuntamente pero distribuidos a lo largo de un
gran espacio físico. En estos casos, los costes del cableado
por sí solos superan el coste de los convertidores de
frecuencia individuales, por lo que es conveniente acercar
el control a los motores.
El convertidor de frecuencia puede controlar tanto la
velocidad como el par en el eje del motor.
Control de velocidad
Hay dos tipos de control de velocidad:
El control de lazo abierto de velocidad, que no
•
requiere realimentación del motor (sin sensor).
El control de PID de lazo cerrado de velocidad
•
requiere una realimentación de velocidad hacia
una entrada. Un control de lazo cerrado de
velocidad es más preciso que un control de lazo
abierto.
Control de par
22
Ilustración 2.2 Unidad grande
2.1 Control
Un convertidor de frecuencia transforma la tensión de CA
de la red en tensión de CC. Esta tensión continua se
convierte en corriente alterna con amplitud y frecuencia
variables.
De este modo, el motor recibe una tensión y frecuencia
variables, lo que permite una regulación infinitamente
variable de la velocidad en motores CA trifásicos estándar
y en motores síncronos de magnetización permanente.
El convertidor de frecuencia FCD 302 está diseñado para
instalaciones con varios convertidores de frecuencia
pequeños, especialmente en las aplicaciones de cintas
transportadoras de, por ejemplo, la industria de la alimentación y de bebidas, o el sector de manipulación de
materiales. En instalaciones con varios motores en una
fábrica, como las plantas de embotellado, preparación de
alimentos o envasado, así como en las instalaciones de
La función de control de par se utiliza en aplicaciones en
las que el par del eje de salida del motor controla la
aplicación como control de tensión.
El modo Flux de lazo cerrado con realimentación
•
de encoder incluye un control del motor basado
en señales de realimentación del sistema. Mejora
el rendimiento en los cuatro cuadrantes y a todas
las velocidades del motor.
Modo lazo abierto en VVC
•
en aplicaciones mecánicas robustas, pero la
precisión es limitada. La función de par de lazo
abierto funciona solo en una dirección de
velocidad. El par se calcula sobre la base de la
medición interna de intensidad del convertidor
de frecuencia. Consulte el ejemplo de
aplicación4.5.1 Estructura de control en controles
vectoriales avanzadosVVC
Referencia de velocidad / par
La referencia a estos controles puede ser una referencia
única o la suma de varias, incluyendo referencias de
escalado relativo. El manejo de referencias se explica con
mayor detalle en 2.3 Manejo de referencias.
plus
. La función se utiliza
plus
.
VLT® MG04H105 es una marca registrada de Danfoss.11
R+
82
R81
Brake
Resistor
U 96
V 97
W 98
InrushR inr
P 14-50
L1 91
L2 92
L3 93
M
130BC965.10
. . .
. . .
Par. 13-43
Comparator Operator
Par. 13-43
Logic Rule Operator 2
Par. 13-51
SL Controller Event
Par. 13-51
SL Controller Action
130BB671.10
Coast
Start timer
Set Do X low
Select set-up 2
. . .
Running
Warning
Torque limit
Digital inpute X 30/2
. . .
=
TRUE longer than..
. . .
. . .
Vista general del producto
2.1.1 Principio de control
Guía de diseño del convertidor de frecuencia descentralizado VLT®FCD 302
El convertidor de frecuencia es compatible con diversos principios de control de motor, tales como modo de motor especial
22
U/f, VVC
plus
o control de motor del vector de flujo.
El convertidor de frecuencia puede utilizarse con motores síncronos de magnetización permanente (servomotores sin
escobillas), así como motores de jaula de ardilla.
El comportamiento en cortocircuito depende de los 3 transductores de corriente de las fases del motor y de la protección
de desaturación con realimentación desde el freno.
Ilustración 2.3 Principio de control
Control de corriente interna en modo
2.1.2
VVC
plus
El convertidor de frecuencia incorpora un control integral
de límite de intensidad que se activa cuando la intensidad
del motor y, en consecuencia, el par, es superior a los
límites de par ajustados en 4-16 Modo motor límite de par,
4-17 Modo generador límite de par y 4-18 Límite intensidad.
Cuando el convertidor de frecuencia esté en el límite de
intensidad durante el funcionamiento del motor o el
funcionamiento regenerativo, reducirá el par lo más
rápidamente posible por debajo de los límites de par
predeterminados sin perder el control del motor.
Smart Logic Control (SLC) es esencialmente una secuencia
de acciones definidas por el usuario (consulte 13-52 AcciónControlador SL [x]) ejecutadas por el SLC cuando el evento
asociado definido por el usuario (consulte 13-51 EventoControlador SL [x]) es evaluado como «TRUE»
(«VERDADERO») por el SLC.
La condición de que un evento pueda estar en un estado
determinado o de que la salida de una regla lógica o un
operando comparador pase a ser VERDADERO. Esto da
lugar a una acción asociada, como se indica en
Ilustración 2.4
Ilustración 2.4 Estado del control de la intensidad / Evento y
acción
12VLT® MG04H105 es una marca registrada de Danfoss.
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
Vista general del producto
Guía de diseño del convertidor de frecuencia descentralizado VLT®FCD 302
Los eventos y las acciones están numerados y vinculados
entre sí en parejas (estados). Esto significa que cuando se
complete el [0] evento (cuando alcance el valor «TRUE»
(«VERDADERO»), se ejecutará la [0] acción. Después de esto,
las condiciones del [1] evento serán evaluadas y si se
evalúan como "TRUE" ("VERDADERO"), la [1] acción se
ejecutará, y así sucesivamente. Se evaluará solamente un
evento en cada momento. Si un evento se evalúa como
«FALSE» («FALSO»), no sucede nada (en el SLC) durante el
actual intervalo de exploración y no se evalúan otros
eventos. Esto significa que cuando el SLC se inicia, evalúa
el evento [0] (y solo el evento [0]) en cada intervalo de
exploración. Solamente cuando el [0] evento es evaluado
como «TRUE» («VERDADERO»), el SLC ejecuta la [0]acción y
comienza a evaluar el evento. Se pueden programar entre
1 y 20 eventos y acciones [1].
Cuando se haya ejecutado el último evento / acción, la
secuencia vuelve a comenzar desde el evento [0] / acción[0]. Ilustración 2.5 La imagen muestra un ejemplo con tres
eventos / acciones.
Reglas lógicas
Se pueden combinar hasta tres entradas booleanas
(entradas VERDADERAS / FALSAS) de temporizadores,
comparadores, entradas digitales, bits de estado y eventos
utilizando los operadores lógicos Y, O y NO.
Ilustración 2.7 Reglas lógicas
22
Ilustración 2.5 Ejemplo: controlador de intensidad interno
Comparadores
Los comparadores se usan para comparar variables
continuas (es decir, frecuencia o intensidad de salida,
entrada analógica, etc.) con valores fijos predeterminados.
Ilustración 2.6 Comparadores
VLT® MG04H105 es una marca registrada de Danfoss.13
FC
+24 V
+24 V
D IN
D IN
D IN
COM
D IN
D IN
D IN
D IN
+10 V
A IN
A IN
COM
A OUT
COM
R1R2
12
13
18
19
20
27
29
32
33
37
50
53
54
55
42
39
01
02
03
04
05
06
130BB839.10
Vista general del producto
Guía de diseño del convertidor de frecuencia descentralizado VLT®FCD 302
Ejemplo de aplicación
Parámetros
FunciónAjuste
22
Tabla 2.1 Uso de SLC para configurar un relé
4-30 Función de
pérdida de
realim. del
motor
4-31 Error de
velocidad en
realim. del
motor
4-32 Tiempo lím.
pérdida realim.
del motor
7-00 Fuente de
realim. PID de
veloc.
17-11 Resolución
(PPR)
13-00 Modo
Controlador SL
13-01 Evento
arranque
13-02 Evento
parada
13-10 Operando
comparador
13-11 Operador
comparador
13-12 Valor
comparador
13-51 Evento
Controlador SL
13-52 Acción
Controlador SL
5-40 Relé de
función
*= Valor predeterminado
Notas / comentarios:
si se supera el límite en el
monitor de realimentación, se
emite la advertencia 90. El SLC
supervisa la advertencia 90 y,
en caso de que esta se evalúe
como VERDADERO, se activará
el relé 1.
A continuación, los equipos
externos pueden indicar que es
necesario realizar una
reparación. Si el valor del error
de realimentación vuelve a ser
inferior al límite en un intervalo
de 5 s, el convertidor de
frecuencia continúa
funcionando y la advertencia
desaparece. Sin embargo, el
relé 1 se mantiene activado
hasta que se pulse [Reset] en el
LCP.
[1]
Advertencia
100 rpm
5 s
[2] MCB 102
1024*
[1] Sí
[19]
Advertencia
[44] Botón
Reset
[21] Número
advert.
[1] ≈*
90
[22]
Comparador
0
[32] Aj. sal.
dig. A baja
[80] Salida
digital SL A
2.2
CEM
2.2.1 Aspectos generales de las emisiones
CEM
Normalmente aparecen interferencias eléctricas a
frecuencias en el intervalo de 150 kHz a 30 MHz. Las
interferencias generadas por el convertidor de frecuencia y
transmitidas por el aire, con frecuencias en el rango de
30 MHz a 1 GHz, tienen su origen en el inversor, el cable
del motor y el motor.
Como se muestra en Ilustración 2.8, las intensidades
capacitivas en el cable del motor, junto con una alta dU /
dt de la tensión del motor, generan corrientes de fuga.
La utilización de un cable de motor apantallado aumenta
la corriente de fuga (consulte Ilustración 2.8) porque los
cables apantallados tienen una mayor capacitancia a tierra
que los cables no apantallados. Si la corriente de fuga no
se filtra, provocará una mayor interferencia en la alimentación de red, en el intervalo de radiofrecuencia inferior a
5 MHz. Puesto que la corriente de fuga (I1) es reconducida
a la unidad a través de la pantalla (I3), en principio solo
habrá un pequeño campo electromagnético (I4) desde el
cable de motor apantallado, tal como se indica en la
ilustración siguiente.
El apantallamiento reduce la interferencia radiada, aunque
incrementa la interferencia de baja frecuencia en la red
eléctrica. Conecte el cable de motor al convertidor de
frecuencia y protecciones del motor. Utilice abrazaderas de
pantalla integradas para evitar extremos de pantalla
retorcidas en espiral (cables de conexión flexibles). Los
extremos de pantalla retorcidas en espiral aumentan la
impedancia de la pantalla a las frecuencias superiores, lo
que reduce el efecto de pantalla y aumenta la corriente de
fuga (I4).
Cuando se emplea un cable apantallado para el bus de
campo, el relé, el cable de control, la interfaz de señal o el
freno, garantizan que el apantallamiento esté conectado al
alojamiento en ambos extremos. En algunas situaciones,
sin embargo, será necesario romper el apantallamiento
para evitar bucles de intensidad.
14VLT® MG04H105 es una marca registrada de Danfoss.
1
2
z
z
z
L1
L2
L3
PE
U
V
W
C
S
I
2
I
1
I
3
I
4
C
S
C
S
C
S
C
S
I
4
C
S
z
PE
3
4
5
6
175ZA062.12
Vista general del producto
Guía de diseño del convertidor de frecuencia descentralizado VLT®FCD 302
Ilustración 2.8 Ejemplo: corriente de fuga
Si se usan placas de montaje, estas deberán estar fabricadas en metal para garantizar que las intensidades del apantallamiento vuelven a la unidad. Asegúrese de que la placa de montaje y el chasis del convertidor de frecuencia hacen buen
contacto eléctrico a través de los tornillos de montaje.
22
Al utilizar cables no apantallados no se cumplirán algunos requisitos sobre emisión. Pero sí se cumplirán los requisitos de
inmunidad.
Para reducir el nivel de interferencia del sistema completo (convertidor de frecuencia + instalación), haga que los cables de
motor y de freno sean lo más cortos posibles. Los cables con un nivel de señal sensible no deben colocarse junto a los
cables de motor y de freno. La interferencia de frecuencias de radio superior a 50 MHz (transmitida por el aire) es generada
especialmente por los elementos electrónicos de control.
Resultados de las pruebas de CEM
2.2.2
apantallado y un cuadro de control con potenciómetro, así
como un motor y un cable de motor apantallado.
Los siguientes resultados de las pruebas se obtuvieron
utilizando un sistema con un convertidor de frecuencia
(con opciones, si era el caso), un cable de control
Tipo de filtro RFIEmisión conducidaEmisión irradiada
Estándares y
requisitos
H1
FCD3020,37-3 kWNo10 m10 mNoSí
Tabla 2.2 Resultados de las pruebas de CEM (emisión, inmunidad)
EN 55011Clase BClase A, grupo 1Clase A, grupo 2Clase BClase A, grupo 1
VLT® MG04H105 es una marca registrada de Danfoss.15
Vista general del producto
Guía de diseño del convertidor de frecuencia descentralizado VLT®FCD 302
2.2.3 Requisitos en materia de emisiones
22
De acuerdo con la norma de productos CEM para convertidores de frecuencia de velocidad ajustable EN/CEI 61800-3:2004,
los requisitos CEM dependen del uso previsto del convertidor de frecuencia. Hay cuatro categorías definidas en la norma de
productos CEM. Las definiciones de las cuatro categorías, junto con los requerimientos en materia de emisiones de la
alimentación de red, se proporcionan en Tabla 2.3.
Requisito en materia de emisiones
Categoría Definición
C1Convertidores de frecuencia instalados en el primer ambiente (hogar y oficina) con
una tensión de alimentación inferior a 1000 V.
C2Convertidores de frecuencia instalados en el primer ambiente (hogar y oficina), con
una tensión de alimentación inferior a 1000 V, que no son ni enchufables ni desplazables y están previstos para su instalación y puesta a punto por profesionales.
C3Convertidores de frecuencia instalados en el segundo ambiente (industrial) con una
tensión de alimentación inferior a 1000 V.
C4Convertidores de frecuencia instalados en el segundo ambiente con una tensión de
alimentación igual o superior a 1000 V y una intensidad nominal igual o superior a
400 A o prevista para el uso en sistemas complejos.
Tabla 2.3 Requisitos en materia de emisiones
Cuando se utilizan normas de emisiones generales, los convertidores de frecuencia deben cumplir los límites de la Tabla 2.4
AmbienteEstándar general
Primer ambiente
(hogar y oficina)
Segundo ambiente
(entorno industrial)
Norma de emisiones para entornos residenciales, comerciales e
industria ligera EN/CEI 61000-6-3.
Norma de emisiones para entornos industriales EN/CEI 61000-6-4.Clase A, grupo 1
realizado conforme a los límites
indicados en la EN55011.
Clase B
Clase A, grupo 1
Clase A, grupo 2
Sin límite
Debe elaborarse un plan CEM.
Requisito en materia de emisiones
realizado conforme a los límites
indicados en la EN55011.
Clase B
Tabla 2.4 Clases de límite de emisión
Requisitos de inmunidad
2.2.4
Los requisitos de inmunidad para convertidores de
frecuencia dependen del entorno en el que estén
instalados. Los requisitos para el entorno industrial son
más exigentes que los del entorno doméstico y de oficina.
Todos los convertidores de frecuencia Danfoss cumplen
con los requisitos para el entorno industrial y, por lo tanto,
cumplen también con los requisitos mínimos del entorno
doméstico y de oficina con un amplio margen de
seguridad.
Para documentar la inmunidad a interferencias eléctricas
provocadas por fenómenos eléctricos, se han realizado las
siguientes pruebas de inmunidad con un sistema formado
por un convertidor de frecuencia (con opciones, en su
caso), un cable de control apantallado y un panel de
control, con potenciómetro, cable de motor y motor.
Las pruebas se realizaron de acuerdo con las siguientes
normas básicas:
EN 61000-4-2 (CEI 61000-4-2): Descargas electro-
•
státicas (ESD): Simulación de descargas
electrostáticas de seres humanos.
EN 61000-4-3 (CEI 61000-4-3): Radiación del
•
campo electromagnético entrante, simulación
modulada en amplitud de los efectos de equipos
de radar y de comunicación por radio, así como
las comunicaciones móviles.
EN 61000-4-4 (CEI 61000-4-4): Transitorios de
•
conexión / desconexión: Simulación de la interferencia introducida por el acoplamiento de un
contactor, relés o dispositivos similares.
EN 61000-4-5 (CEI 61000-4-5): Transitorios de
•
sobretensión: Simulación de transitorios
introducidos, por ejemplo, al caer rayos cerca de
las instalaciones.
EN 61000-4-6 (CEI 61000-4-6): RF modo común:
•
Simulación del efecto del equipo transmisor de
radio conectado a cables de conexión.
Consulte Tabla 2.5.
16VLT® MG04H105 es una marca registrada de Danfoss.
Vista general del producto
Guía de diseño del convertidor de frecuencia descentralizado VLT®FCD 302
Rango de tensión 200-240 V, 380-480 V
Norma básicaRáfaga
CEI 61000-4-4
Sobretensión
CEI 61000-4-5
ESD
CEI
61000-4-2
Campo electromagnético
radiado
CEI 61000-4-3
Tensión de RF
modo común
CEI 61000-4-6
Criterios de aceptaciónBBBAA
Línea
Motor
4 kV CM
4 kV CM
Freno4 kV CM
Carga compartida4 kV CM
Cables de control
2 kV CM
Bus estándar2 kV CM
Cables de relé2 kV CM
Opciones de bus de campo
1) Inyección en la protección del cable
AD: Descarga por el aire
CD: Descarga de contacto
CM: Modo común
DM: Modo diferencial
VLT® MG04H105 es una marca registrada de Danfoss.17
Vista general del producto
Guía de diseño del convertidor de frecuencia descentralizado VLT®FCD 302
2.3 Manejo de referencias
Referencia local
22
La referencia local está activa cuando el convertidor de frecuencia se acciona con el botón [Hand On] activo. Ajuste la
referencia hacia [▲]/[▼] y [◄]/[►] con las flechas respectivamente.
Referencia remota
El sistema de manejo de referencias para el cálculo de la referencia remota se muestra en la Ilustración 2.9.
Ilustración 2.9 Referencia remota
18VLT® MG04H105 es una marca registrada de Danfoss.
Vista general del producto
La referencia remota se calcula una vez en cada intervalo
de exploración y consta, inicialmente, de dos tipos de
entradas de referencia:
1.X (la referencia externa): una suma (consulte
3-04 Función de referencia) de hasta cuatro
referencias seleccionadas de forma externa, que
comprenden cualquier combinación (determinada
por el ajuste de 3-15 Recurso de referencia 1,
3-16 Recurso de referencia 2 y 3-17 Recurso de
referencia 3) de una referencia interna fija
(3-10 Referencia interna), referencias analógicas
variables, referencias digitales variables de pulsos
y varias referencias de bus serie, sea cual sea la
unidad en que se controla el convertidor de
frecuencia ([Hz], [RPM], [Nm], etc.).
2.Y- (la referencia relativa): una suma de una
referencia interna fija (3-14 Referencia internarelativa) y una referencia analógica variable
(3-18 Recurso refer. escalado relativo) en [%].
Los dos tipos de entradas de referencia se combinan en la
siguiente fórmula: Referencia remota = X+X*Y/100%. Si no
se utiliza la referencia relativa, el 3-18 Recurso refer.escalado relativodebe ajustarse como Sin función y el al 0%.
Las funciones enganchearriba / abajo y mantener referencia
pueden activarse mediante entradas digitales en el
convertidor de frecuencia. Las funciones y parámetros se
describen en la Guía de programación.
El escalado de las referencias analógicas se describe en los
grupos de parámetros 6-1* y 6-2*, mientras que el
escalado de referencias de pulsos digitales se describe en
el grupo de parámetros 5-5*.
Los límites e intervalos de referencias se ajustan en el
grupo de parámetros 3-0*.
Límites referencia
2.3.1
3-00 Rango de referencia, 3-02 Referencia mínima y
3-03 Referencia máxima definen conjuntamente el rango
permitido para la suma de todas las referencias. Cuando es
necesario, la suma de todas las referencias se bloquea. La
relación entre la referencia resultante (tras bloquear) se
muestra en Ilustración 2.10 / Ilustración 2.11y la suma de
todas las referencias se indica en Ilustración 2.12.
Guía de diseño del convertidor de frecuencia descentralizado VLT®FCD 302
22
Ilustración 2.10 Intervalo de referencia = [0] Mín - Máx.
Ilustración 2.11 Intervalo de referencia = [1] –Máx - Máx.
El valor de 3-02 Referencia mínima no puede ajustarse por
debajo de 0, 1-00 Modo Configuración a menos que esté
ajustado a [3] Proceso. En ese caso, las relaciones siguientes
entre la referencia resultante (tras bloquear) y la suma de
todas las referencias son las indicadas en la Ilustración 2.12.
Ilustración 2.12 Suma de todas las referencias
VLT® MG04H105 es una marca registrada de Danfoss.19
Vista general del producto
2.3.2 Escalado de referencias
preestablecidas y referencias de bus
Guía de diseño del convertidor de frecuencia descentralizado VLT®FCD 302
22
Las referencias preestablecidas se escalan según estas
reglas:
Cuando 3-00 Rango de referencia: [0] Mín - Máx, el
•
0% de la referencia es igual a 0 [unidad], donde
la unidad puede ser cualquiera, por ejemplo rpm,
m/s, bar, etc., el 100 % de la referencia es igual al
máx (abs (3-03 Referencia máxima), abs
(3-02 Referencia mínima)).
Cuando 3-00 Rango de referencia: [1] –Máx - +Máx,
•
el 0% de la referencia es igual a 0 [unidad], el –
100% de la referencia es igual a –Máx, y el 100%
de la referencia es igual a la referencia máxima.
Las referencias de bus se escalan según estas reglas:
Cuando 3-00 Rango de referencia: [0] Min - Máx.
•
Para obtener la resolución máxima en la
referencia del bus, el escalado del bus es: la
referencia 0 % es igual a la referencia mínima y la
referencia 100% es igual a la referencia máxima.
Cuando 3-00 Rango de referencia: [1] –Máx - +Máx,
•
la referencia –100% es igual a la referencia –Máx,
y la referencia 100% es igual a la referencia
máxima.
Ilustración 2.13 Escalado de referencias de pulsos y analógicas y
realimentación
Escalado de referencias de pulsos y
2.3.3
analógicas y realimentación
Las referencias y la realimentación se escalan de la misma
manera a partir de entradas analógicas y por pulsos. La
única diferencia es que una referencia superior o inferior a
los «puntos finales» mínimo y máximo especificados (P1 y
P2 en Ilustración 2.13) se bloquea, mientras que una
realimentación superior o inferior a dichos puntos no se
bloquea.
Ilustración 2.14 Escalado de la salida de referencia
Los puntos finales P1 y P2 se definen mediante los
parámetros siguientes en función de qué entrada analógica
o de pulsos se utilice.
20VLT® MG04H105 es una marca registrada de Danfoss.
Vista general del producto
Guía de diseño del convertidor de frecuencia descentralizado VLT®FCD 302
Analógica 53
S201=NO
P1 = (mínimo valor de entrada, mínimo valor de referencia)
Mínimo valor de
referencia
Mínimo valor de entrada
P2 = (Máximo valor de entrada, máximo valor de referencia)
Máximo valor de
referencia
Máximo valor de entrada
Tabla 2.6 Valores finales de referencia y entrada
Banda muerta alrededor de cero
2.3.4
En algunos casos la referencia (y también la realimentación, en raras ocasiones) tiene que tener una banda
muerta alrededor de cero (esto es, para asegurarse de que
la máquina se detiene cuando la referencia es «casi cero»).
6-14 Term. 53
valor bajo
ref./realim
6-10 Terminal
53 escala
baja V [V]
6-15 Term. 53
valor alto
ref./realim
6-11 Terminal
53 escala alta
V [V]
Analógica 53
S201=SÍ
6-14 Term. 53
valor bajo ref./
realim
6-12 Terminal
53 escala baja
mA [mA]
6-15 Term. 53
valor alto ref./
realim
6-13 Terminal
53 escala alta
mA [mA]
Analógica 54
S202=NO
6-24 Term. 54
valor bajo
ref./realim
6-20 Terminal
54 escala
baja V [V]
6-25 Term. 54
valor alto
ref./realim
6-21 Terminal
54 escala alta
V[V]
Analógica 54
S202=SÍ
6-24 Term. 54
valor bajo ref./
realim
6-22 Terminal
54 escala baja
mA [mA]
6-25 Term. 54
valor alto ref./
realim
6-23 Terminal
54 escala alta
mA[mA]
Entrada de
pulsos 29
5-52 Term. 29
valor bajo ref./
realim
5-50 Term. 29
baja
frecuencia [Hz]
5-53 Term. 29
valor alto ref./
realim
5-51 Term. 29
alta frecuencia
[Hz]
Entrada de pulsos
33
5-57 Term. 33 valor
bajo ref./realim
5-55 Term. 33 baja
frecuencia [Hz]
5-58 Term. 33 valor
alto ref./realim
5-56 Term. 33 alta
frecuencia [Hz]
22
Para activar la banda muerta y ajustar su valor, deben
realizarse los ajustes siguientes:
El valor de referencia mínimo (consulte la
•
Tabla 2.6 para saber el parámetro apropiado) o
bien el valor de referencia máximo debe ser igual
a cero. En otras palabras; o bien P1 o bien P2
deben estar en el eje X en la gráfica que aparece
más abajo.
Los dos puntos que definen la gráfica de
•
escalado están en el mismo cuadrante.
El tamaño de la banda muerta se define mediante P1 o P2,
tal como se indica en Ilustración 2.15.
Ilustración 2.16 Banda muerta inversa
De esta forma, un punto final de referencia de
P1 = (0 V, 0 RPM) no producirá ninguna banda muerta,
pero un punto final de referencia de, por ejemplo,
P1 = (1 V, 0 RPM), producirá una banda muerta de –1 V a
+1 V en este caso, siempre que se ponga el punto final P2
o en el Cuadrante 1 o en el Cuadrante 4.
Ilustración 2.15 Banda muerta
VLT® MG04H105 es una marca registrada de Danfoss.21
Vista general del producto
Caso 1: referencia positiva con banda muerta, entrada digital para disparar inversión
Este caso muestra cómo se bloquea la entrada de referencia con límites en el rango Mín - Máx.
Guía de diseño del convertidor de frecuencia descentralizado VLT®FCD 302
22
Ilustración 2.17 Ejemplo 1: referencia positiva
22VLT® MG04H105 es una marca registrada de Danfoss.
Vista general del producto
Caso 2: referencia positiva con banda muerta, entrada digital para disparar inversión. Reglas de bloqueo.
Este caso muestra cómo se bloquea la entrada de referencia con límites fuera del rango –Máx - +Máx en los límites inferior
y superior de las entradas antes de añadirse a la referencia externa. Asimismo, muestra cómo se bloquea la referencia
externa a –Máx - +Máx mediante el algoritmo de referencia.
Guía de diseño del convertidor de frecuencia descentralizado VLT®FCD 302
22
Ilustración 2.18 Ejemplo 2: referencia positiva
VLT® MG04H105 es una marca registrada de Danfoss.23
Vista general del producto
Caso 3: referencia de negativa a positiva con banda muerta, dirección determinada por el signo, –Máx - +Máx
Guía de diseño del convertidor de frecuencia descentralizado VLT®FCD 302
22
Ilustración 2.19 Ejemplo 3: referencia positiva a negativa
24VLT® MG04H105 es una marca registrada de Danfoss.
130BB955.11
a
b
Cable length [m]
Leakage current [mA]
130BB956.11
Leakage current [mA]
THVD=0%
THVD=5%
130BB958.11
L
leakage
[mA]
f [Hz]
f
sw
Cable
f
s
150 Hz
3rd harmonics
50 Hz
Mains
RCD with low f
cut-o
RCD with high f
cut-o
130BB957.11
Leakage current [mA]
100 Hz
2 kHz
100 kHz
Vista general del producto
Guía de diseño del convertidor de frecuencia descentralizado VLT®FCD 302
2.4.1 Corriente de fuga a tierra
Siga las normas locales y nacionales sobre la toma de
tierra de protección del equipo con una corriente de fuga
> 3,5 mA.
La tecnología del convertidor de frecuencia implica una
conmutación de alta frecuencia con alta potencia. De este
modo, se genera una corriente de fuga en la toma de
tierra. Es posible que una intensidad a tierra en los
terminales de potencia de salida del convertidor de
frecuencia contenga un componente de CC que podría
cargar los condensadores de filtro y provocar una
intensidad a tierra transitoria.
La corriente de fuga a tierra está compuesta por varias
contribuciones y depende de las diversas configuraciones
del sistema, incluido el filtro RFI, los cables del motor
apantallados y la potencia del convertidor de frecuencia.
Cable de toma de tierra (terminal 95) de 10 mm
•
Dos cables de toma de tierra separados
•
conformes con las normas de dimensionamiento
Consulte las normas EN / CEI 61800-5-1 y EN 50178 para
obtener más información.
Uso de RCD
En caso de que se usen dispositivos de corriente residual
(RCD), llamados también disyuntores de fuga a tierra
(ELCB), habrá que cumplir las siguientes indicaciones:
Solo deben utilizarse RCD de tipo B capaces de
•
detectar intensidades de CA y CC.
Deben utilizarse RCD con un retardo de entrada
•
para evitar fallos provocados por las intensidades
a tierra de transitorios.
La dimensión de los RCD debe ser conforme a la
•
configuración del sistema y las consideraciones
medioambientales.
2
22
Ilustración 2.20 Influencia de la longitud del cable y la magnitud
de la potencia en la corriente de fuga para Pa>Pb.
La corriente de fuga también depende de la distorsión de
la línea.
Ilustración 2.21 Influencia de la distorsión de la línea en la
corriente de fuga
¡NOTA!
Si se utiliza un filtro, desconecte 14-50 Filtro RFI durante la
carga del filtro para evitar que una corriente de fuga alta
conecte el RCD.
La norma EN / CEI 61800-5-1 (estándar de producto de
Power Drive Systems) requiere una atención especial si la
corriente de fuga supera los 3,5 mA. La toma de tierra
debe reforzarse de una de las siguientes maneras:
Ilustración 2.22 Contribuciones principales a la corriente de fuga
Ilustración 2.23 Influencia de la frecuencia de corte del RCD
Consulte también la Nota sobre la aplicación RCD, MN90G.
2.5
Aislamiento galvánico (PELV)
2.5.1 PELV: tensión protectora extrabaja
PELV ofrece protección mediante una tensión muy baja. Se
considera garantizada la protección contra descargas
eléctricas cuando la fuente de alimentación eléctrica es de
tipo PELV y la instalación se realiza de acuerdo con las
reglamentaciones locales o nacionales sobre equipos PELV.
VLT® MG04H105 es una marca registrada de Danfoss.25
Vista general del producto
Guía de diseño del convertidor de frecuencia descentralizado VLT®FCD 302
Todos los terminales de control y de relé 01-03/04-06
cumplen con la tensión protectora extra baja (PELV), salvo
la conexión a tierra en triángulo por encima de 400 V.
22
El aislamiento galvánico (garantizado) se consigue
cumpliendo los requisitos relativos a un mayor aislamiento
y proporcionando las distancias necesarias en los circuitos.
Estos requisitos se describen en la norma EN 61800-5-1.
ADVERTENCIA
Instalación en altitudes elevadas:
380-500 V: En altitudes superiores a 2 km, póngase en
contacto con Danfoss en relación con PELV.
380-500 V: En altitudes superiores a 3 km, póngase en
contacto con Danfoss en relación con PELV.
ADVERTENCIA
Los componentes que forman el aislamiento eléctrico,
según se explica a continuación, también cumplen todos
los requisitos relativos al aislamiento y a la prueba correspondiente descrita en EN 61800-5-1.
El aislamiento galvánico PELV puede mostrarse en seis
ubicaciones (véase Ilustración 2.24):
Para mantener el estado PELV, todas las conexiones
realizadas con los terminales de control deben ser PELV,
por ejemplo, el termistor debe disponer de un aislamiento
reforzado/doble.
1.Fuente de alimentación (SMPS), incl. aislamiento
de señal de UCC, indicando la tensión del circuito
del enlace de CC intermedio.
2.Circuito para disparo de los IGBT (transformadores de disparo/optoacopladores).
3.Transductores de corriente.
4.Optoacoplador, módulo de freno.
5.Circuitos de aflujo de corriente interna, RFI y
medición de temperatura.
6.Relés configurables.
7.Freno mecánico.
El contacto con los componentes eléctricos podría llegar a
provocar la muerte, incluso una vez desconectado el
equipo de la red de alimentación.
Además, asegúrese de que se han desconectado las demás
entradas de tensión, como la carga compartida (enlace del
circuito intermedio de CC), así como la conexión del motor
para energía regenerativa.
Antes de tocar cualquier componente eléctrico, espere al
menos el tiempo indicado en Introducción, en FCD 302,
Manual de funcionamiento, MG04F.
Solo se permite un intervalo de tiempo inferior si así se
indica en la placa de características de un equipo
específico.
2.6 Freno mecánico
2.6.1 Freno mecánico para elevador
Para ver un ejemplo de control de freno mecánico
avanzado para aplicaciones de elevación, consulte
4 Ejemplos de aplicaciones.
Cableado de la resistencia de freno
2.6.2
CEM (cables trenzados/apantallamiento)
Para reducir el ruido eléctrico de los cables entre la
resistencia de freno y el convertidor de frecuencia, los
cables deben ser trenzados.
Para mejorar el rendimiento de CEM se puede utilizar una
pantalla metálica.
2.7
Funciones de freno
La función de freno se aplica para frenar la carga en el eje
Ilustración 2.24 Aislamiento galvánico
El aislamiento galvánico funcional (a y b en el dibujo)
funciona como opción auxiliar de 24 V y para la interfaz
del bus estándar RS-485.
26VLT® MG04H105 es una marca registrada de Danfoss.
del motor, ya sea mediante el frenado dinámico o estático.
Vista general del producto
Guía de diseño del convertidor de frecuencia descentralizado VLT®FCD 302
2.7.1 Freno de retención mecánico
Un freno de retención mecánico montado directamente en
el eje del motor realiza generalmente un frenado estático.
En algunas aplicaciones, el par de retención estática
funciona como retención estática del eje del motor
(generalmente en motores síncronos de imán permanente).
Un freno de retención está controlado por un PLC o
directamente a través de una salida digital desde el
convertidor de frecuencia (relé o estado sólido).
¡NOTA!
Cuando el freno de retención está incluido en una cadena
de seguridad:
Un convertidor de freno no puede controlar con seguridad
un freno mecánico. Un sistema de circuitos redundante
para el control de frenos debe incluirse en la instalación
general.
2.7.2 Frenado dinámico
Función de freno dinámico
Resistencia de freno: una puerta lógica IGBT del
•
freno mantiene una sobretensión bajo un umbral
determinado dirigiendo la energía del freno
desde el motor a la resistencia de freno
conectado (2-10 Función de freno = [1]).
Freno de CA: el frenado de CA consume la
•
energía sobrante por la creación de pérdida de
energía en el motor. La función de freno de CA
no puede utilizarse en aplicaciones con alta
frecuencia de encendido y apagado, ya que esto
sobrecalentaría el motor (par. 2-10 Función defreno = [2]).
Freno de CC: una intensidad de CC sobremo-
•
dulada añadida a la intensidad de corriente CA
funciona como un freno de corriente parásita (≠
0 s).
absorbida por ésta y no por el convertidor de frecuencia.
Para más información, consulte la Guía de Diseño de la
resistencia de freno, MG90O.
22
Si no se conoce la cantidad de energía cinética transferida
a la resistencia en cada periodo de frenado, la potencia
media puede ser calculada a partir del tiempo de ciclo y
del tiempo de frenado, también llamado ciclo de trabajo
intermitente. El ciclo de trabajo intermitente de la
resistencia es un indicador del ciclo de trabajo con el que
funciona la misma. Ilustración 2.25 muestra un ciclo de
frenado típico.
¡NOTA!
Los proveedores de motores utilizan a menudo S5 al
declarar la carga admisible que es una expresión del ciclo
de trabajo intermitente.
El ciclo de trabajo intermitente de la resistencia se calcula
como se indica a continuación:
Ciclo de trabajo = tb/T
T = tiempo del ciclo en s
tb es el tiempo de frenado en segundos (del tiempo de
ciclo total)
Selección de resistencia de freno
2.7.3
Para gestionar mayores demandas debidas a un frenado
generador, es necesaria una resistencia de freno. El uso de
una resistencia de freno garantiza que la energía es
Tabla 2.7 Frenado en nivel alto de par de sobrecarga
VLT® MG04H105 es una marca registrada de Danfoss.27
Ilustración 2.25 Tiempo del ciclo de frenado dinámico
Ciclo de trabajo de frenado al
100% del par
Ciclo de trabajo de frenado a par
de sobrecarga (150/160%)
Vista general del producto
Guía de diseño del convertidor de frecuencia descentralizado VLT®FCD 302
Resistencias de freno con ciclo de trabajo del 5, del 10 y
del 40%. Si se aplica un ciclo de trabajo del 10%, las
Para los convertidores de frecuencia de 200 V y 480 V, la
R
al 160% del par de freno se escribe como:
rec
resistencias de freno son capaces de absorber potencia de
22
frenado durante un 10% del tiempo de ciclo. El restante
200V :
90% del tiempo del ciclo se utilizará en disipar el exceso
de calor.
480V :
480V :
¡NOTA!
Asegúrese de que la resistencia está diseñada para manejar
el tiempo de frenado requerido.
La carga máxima admisible en la resistencia de freno se
establece como un pico de potencia en un determinado
1) Para convertidores de frecuencia con salida en el eje
≤7,5 kW
2) Para convertidores de frecuencia con salida en el eje de 11
a 75 kW
107780
R
=
rec
R
=
rec
R
=
rec
P
motor
375300
P
motor
428914
P
motor
Ω
Ω
Ω
1)
2)
ciclo de trabajo intermitente, y puede calcularse como:
¡NOTA!
2
U
Ω =
P
dc
pico
R
br
donde
P
pico=Pmotor
x Mbr [%]xη
motorxηVLT
[W]
La resistencia de freno depende de la tensión del circuito
intermedio (Udc).
La función de freno se apoya en cuatro áreas de la red.
TamañoFrenado
activo
Advertencia
antes de
Corte
(desconexión)
corte
FCD 302
3×380-480 V
778 V810 V820 V
La resistencia seleccionada del circuito de freno no debería
ser superior a la recomendada por Danfoss. Si se
selecciona una resistencia de freno con un valor en ohmios
más alto, tal vez no se consiga el par de frenado del 160%
porque existe el riesgo de que el convertidor de frecuencia
se desconecte por motivos de seguridad.
¡NOTA!
Si se produce un cortocircuito en el transistor de freno, la
disipación de potencia en la resistencia de freno solo se
puede impedir por medio de un contactor o un interruptor
de red que desconecte la alimentación eléctrica del
convertidor de frecuencia. (El convertidor de frecuencia
puede controlar el contactor).
¡NOTA!
Tabla 2.8 Valores límite de frenado
¡NOTA!
Compruebe que la resistencia de freno pueda admitir una
tensión de 410 V, 820 V, 850 V, 975 V o 1130 V, a menos
que utilice resistencias de freno.
Danfoss recomienda la resistencia de freno Rrec, es decir,
una que pueda garantizar que el convertidor de frecuencia
sea capaz de frenar con el par máximo de frenado
(Mbr(%)) del 160%. La fórmula puede expresarse como:
No tocar nunca la resistencia de freno, porque puede estar
muy caliente durante o después del frenado La resistencia
de freno debe colocarse en un entorno seguro, para evitar
el riesgo de incendio
Los convertidores de frecuencia de tamaño D-F contienen
más que un chopper de frenado. Por ello, deberá utilizar
solo una resistencia de freno para cada chopper de
frenado en esos tamaños de bastidor.
2
U
x 100
R
Ω =
rec
η
motor
η
VLT
28VLT® MG04H105 es una marca registrada de Danfoss.
P
motor
se encuentra normalmente a 0,90
se encuentra normalmente a 0,98
x
dc
M
xη
VLT
x η
br
(%)
motor
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