Danfoss FC 300, FC 200, FC 100 Design guide [fr]
MAKING MODERN LIVING POSSIBLE
Manuel de configuration des filtres de sortie
VLT® AutomationDrive FC 300
Variateur VLT® AQUA FC 200
Variateur VLT® HVAC FC 100
Table des matières Manuel de configuration des filtres de sortie
Table des matières
1 Guide de lecture du présent Manuel de configuration
1.1.2 Abréviations 3
2 Sécurité et conformité
2.1 Précautions de sécurité
2.1.1 Conformité et marquage CE 4
3 Présentation des filtres de sortie
3.1 Pourquoi utiliser des filtres de sortie
3.2 Protection de l'isolation du moteur
3.2.1 Tension de sortie 5
3.3 Réduction du bruit acoustique du moteur
3.4 Réduction du bruit électromagnétique haute fréquence dans le câble du moteur
3.5 Qu'est-ce que les courants de paliers et les tensions de l'arbre ?
3.5.1 Atténuation de l'usure prématurée des paliers 9
3.5.2 Mesure des décharges électriques dans les paliers du moteur 10
3.6 Quel filtre pour quelle utilité
3.6.1 Filtres dU/dt 12
3
4
4
5
5
5
7
8
9
12
3.6.2 Filtres sinus 14
3.6.3 Kits de noyaux en mode commun haute fréquence 16
4 Sélection des filtres de sortie
4.1 Comment sélectionner le bon filtre de sortie
4.1.1 Vue générale du produit 17
4.1.2 Sélection HF-CM 19
4.2 Données électriques – Filtres dU/dt
4.3 Données électriques - Filtres sinus
4.3.1 Pièces de rechange/accessoires 27
4.3.2 Presse-étoupes pour filtres à montage au sol 27
4.3.3 Kits de bornes 28
4.4 Filtres sinus
4.4.1 Filtres dU/dt 30
4.4.2 Filtre sinus à montage à pattes 31
5 Installation
5.1 Montage mécanique
17
17
20
22
29
32
32
5.1.1 Exigences de sécurité relatives à l'installation mécanique 32
5.1.2 Installation 32
5.1.3 Installation mécanique du HF-CM 32
5.1.4 Mise à la terre des filtres sinus et dU/dt 33
MG.90.N5.04 - VLT® est une marque déposée de Danfoss 1
Table des matières Manuel de configuration des filtres de sortie
5.1.5 Blindage 33
5.2 Encombrement
5.2.1 Croquis 34
6 Comment programmer le Variateur de fréquence
6.1.1 Réglage des paramètres pour l'exploitation avec un filtre sinus 43
Indice
34
43
44
2 MG.90.N5.04 - VLT® est une marque déposée de Danfoss
Guide de lecture du présent... Manuel de configuration des filtres de sortie
1 Guide de lecture du présent Manuel de configuration
Ce Manuel de configuration présente tous les aspects des
filtres de sortie pour le variateur de fréquence, depuis la
sélection du filtre adapté à l'application aux instructions
d'installation et de programmation du variateur de
fréquence.
Des documents techniques Danfoss sont aussi disponibles
en ligne sur www.danfoss.com/BusinessAreas/DrivesSolutions/Documentations/Technical+Documentation.
1.1.1 Symboles
Symboles utilisés dans ce manuel
REMARQUE!
L'attention du lecteur est particulièrement attirée sur le point
concerné.
ATTENTION
Indique un avertissement d'ordre général.
AVERTISSEMENT
Indique un avertissement de haute tension.
Indique la configuration par défaut.
✮
1.1.2 Abréviations
Courant alternatif CA
Calibre américain des fils AWG
Ampère/AMP A
Adaptation automatique au
moteur
Limite de courant I
Degré Celsius °C
Courant continu CC
Dépend du variateur D-TYPE
Compatibilité électromagnétique CEM
Electronic Thermal Relay (relais
thermique électronique)
Variateur FC
Gramme g
Hertz Hz
Kilohertz kHz
Panneau de commande local LCP
Mètre m
Inductance en millihenry mH
Milliampère mA
Milliseconde ms
Minute min
Motion Control Tool (outil de
contrôle du mouvement)
Nanofarad nF
Newton-mètres Nm
Courant moteur nominal I
Fréquence moteur nominale f
Puissance moteur nominale P
Tension moteur nominale U
Paramètre par.
Tension extrêmement basse de
protection
Courant de sortie nominal
onduleur
Tours par minute tr/min
Seconde s
Vitesse du moteur synchrone n
Limite couple T
Volts V
I
VLT,MAX
I
VLT,N
AMA
LIM
ETR
MCT
M,N
M,N
M,N
M,N
PELV
I
INV
s
LIM
Courant maximal de sortie.
Courant nominal de sortie
fourni par le variateur de
fréquence
1 1
MG.90.N5.04 - VLT® est une marque déposée de Danfoss 3
Sécurité et conformité Manuel de configuration des filtres de sortie
2 Sécurité et conformité
22
AVERTISSEMENT
2.1 Précautions de sécurité
Cet équipement contient des composants
électriques et ne peut pas être jeté avec les
ordures ménagères.
Il doit être collecté séparément avec les déchets
électriques et électroniques conformément à la
législation locale en vigueur.
Avant d'effectuer l'entretien du filtre, attendre au moins le
temps de décharge de la tension indiqué dans le Manuel de
configuration du variateur de fréquence correspondant pour
éviter tout risque de choc électrique.
REMARQUE!
Ne jamais tenter de réparer un filtre défectueux.
MCC 101/102
Manuel de configuration
2.1.1 Conformité et marquage CE
Qu'est-ce que la conformité et le marquage CE ?
Le marquage CE a pour but de réduire les barrières commerciales et techniques au sein de l'AELE et de l'UE. L'UE a
instauré la marque CE pour indiquer de manière simple que
le produit satisfait aux directives spécifiques de l'UE. La
marque CE n'est pas un label de qualité ni une homologation
des caractéristiques du produit.
Directive basse tension (73/23/CEE)
Dans le cadre de cette directive du 1er janvier 1997, le
marquage CE doit être apposé sur les variateurs de
fréquence. Il s'applique à tous les matériels et appareils
électriques utilisés dans les plages de tension allant de 50 à
1000 V CA et de 75 à 1500 V CC. Danfoss appose le
marquage CE selon cette directive et délivre un certificat de
conformité à la demande.
REMARQUE!
Les filtres présentés dans ce manuel ont été conçus spécialement et testés pour les variateurs de fréquence Danfoss
(FC 102/202/301 et 302). Danfoss n'est en aucun cas
responsable de l'utilisation de filtres de sortie de tiers.
REMARQUE!
Les filtres LC obsolètes, qui ont été développés pour la série
VLT5000, ne sont pas compatibles avec les VLT
FC 100/200/300.
Les nouveaux filtres sont toutefois compatibles avec les
séries FC et VLT 5000.
REMARQUE!
Applications 690 V :
Pour les moteurs qui n'ont pas été spécialement conçus pour
être utilisés avec un variateur de fréquence ou qui sont sans
isolation double, Danfoss recommande vivement d'utiliser
des filtres dU/dt ou sinus.
REMARQUE!
Des filtres sinus peuvent être utilisés à des fréquences de
commutation plus élevées que la fréquence nominale, mais
ils ne doivent jamais être utilisés à des fréquences de
commutation inférieures de moins de 20 % à la fréquence de
commutation nominale.
Avertissements
ATTENTION
En cours d'utilisation, la température de surface du filtre
augmente. NE PAS toucher le filtre en cours de fonctionnement.
REMARQUE!
À l'inverse des filtres sinus, les filtres dU/dt peuvent être
utilisés à une fréquence de commutation inférieure à la
fréquence de commutation nominale, mais une fréquence
de commutation plus élevée entraîne une surchauffe du
filtre et doit donc être évitée.
AVERTISSEMENT
Ne jamais intervenir sur un filtre en fonctionnement. Tout
contact avec les parties électriques, même après la
déconnexion de l'appareil du variateur de fréquence ou du
moteur, peut causer des blessures graves ou mortelles.
4 MG.90.N5.04 - VLT® est une marque déposée de Danfoss
Présentation des filtres de... Manuel de configuration des filtres de sortie
3 Présentation des filtres de sortie
3.1 Pourquoi utiliser des filtres de sortie
Ce chapitre décrit pourquoi et quand utiliser des filtres de
sortie avec les variateurs de fréquence Danfoss. Il comprend
4 parties :
Protection de l'isolation du moteur
•
Réduction du bruit acoustique du moteur
•
Réduction du bruit électromagnétique haute
•
fréquence dans le câble moteur
Courants de paliers et tension de l'arbre
•
3.2 Protection de l'isolation du moteur
3.2.1 Tension de sortie
La tension de sortie du variateur de fréquence est une série
d'impulsions trapézoïdales avec une largeur variable
(modulation d'impulsions en durée) caractérisée par un
temps de montée de l'impulsion tr.
Quand un transistor commute dans l'onduleur, la tension
appliquée à la borne du moteur augmente selon un rapport
dU/dt dépendant :
du câble moteur (type, section, longueur, blindage
•
ou non, inductance et capacitance),
de l'impédance caractéristique de la plage de haute
•
fréquence du moteur.
En raison du décalage d'impédance entre l'impédance
caractéristique du câble et l'impédance caractéristique du
moteur, une réflexion de l'onde se produit et entraîne un
dépassement des oscillations de la tension aux bornes du
moteur – voir Illustration 3.1. L'impédance caractéristique du
moteur diminue avec l'augmentation de la taille du moteur,
entraînant un décalage moindre avec l'impédance du câble.
Le facteur de réflexion inférieur (Γ) réduit la réflexion de
l'onde et par conséquent le dépassement de la tension. Des
valeurs typiques sont indiquées dans le Tableau 3.1.
Dans le cas de câbles parallèles, l'impédance caractéristique
du câble est réduite, d'où un dépassement du facteur de
réflexion plus élevé. Pour plus d'informations, consulter la
norme CEI 61800-8.
3
3
MG.90.N5.04 - VLT® est une marque déposée de Danfoss 5
onduleur
moteur
3
Présentation des filtres de... Manuel de configuration des filtres de sortie
Illustration 3.1 Exemple de tension de sortie du convertisseur (ligne en pointillé) et tension aux bornes du moteur après 200 m de câble (ligne
pleine)
0.8 ×
0.8 ×
t
(
NEMA
r
U
POINTE
t
r
U
CC
)
(CEI)
(NEMA)
Zm [Ω]
pointe
Γ
avec
Les valeurs typiques du temps de montée et du pic de
tension U
sont mesurées aux bornes du moteur entre
POINTE
deux phases.
Deux définitions différentes pour le temps de montée tr sont
utilisées en pratique. Les normes internationales de la CEI
définissent le temps de montée comme le temps de 10 % à
90 % de la tension de pointe U
. La National Electrical
pointe
Manufacturers Association (NEMA) définit le temps de
montée comme le temps de 10 % à 90 % de la tension
constante finale, qui est égale à la tension du circuit intermédiaire UCC. Voir Illustration 3.2 et Illustration 3.3.
Pour obtenir les valeurs approximatives des longueurs de
3.
dU/dt =
dU/dt =
(Pour les valeurs dU/dt, du temps de montée, d'U
différentes longueurs de câble, consulter le Manuel de
configuration du variateur.)
Puissance moteur [kW]
<3,7 2000 - 5000 0,95
90 800 0,82
355 400 0,6
Tableau 3.1 Valeurs typiques pour les facteurs de réflexion (CEI 61800-8)
câble et des tensions qui ne sont pas mentionnées ci-après,
utiliser les règles empiriques suivantes :
1. Le temps de montée augmente avec la longueur
des câbles.
2. U
= tension continue circuit intermédiaire x
POINTE
(1+Γ) ; Γ représente le facteur de réflexion et les
valeurs typiques sont indiquées dans le tableau cidessous
(tension du circuit intermédiaire = tension secteur
x 1,35).
6 MG.90.N5.04 - VLT® est une marque déposée de Danfoss
Présentation des filtres de... Manuel de configuration des filtres de sortie
Définitions CEI et NEMA du temps de montée t
Illustration 3.2 CEI
Illustration 3.3 NEMA
Les différentes normes et spécifications techniques
présentent des limites pour les U
les différents types de moteur. Certaines des limites les plus
utilisées sont présentées sur l'Illustration 3.4.
CEI 60034-17 – limite pour les moteurs à usage
•
général lorsqu'ils sont alimentés par des variateurs
de fréquence, moteurs de 500 V.
CEI 60034-25 – limite pour les moteurs alimentés
•
par variateur : la courbe A est pour les moteurs 500
V et la courbe B concerne les moteurs 690 V.
NEMA MG1 – Moteurs à usage déterminé alimentés
•
par variateurs.
Si dans l'application concernée, l'U
dépassent les limites qui s'appliquent pour le moteur utilisé,
un filtre de sortie doit être utilisé pour protéger l'isolation du
moteur.
et tr admissibles pour
pointe
et le tr résultants
pointe
r
Illustration 3.4 Limites pour U
et le temps de montée t
pointe
r
3.3 Réduction du bruit acoustique du
moteur
Le bruit acoustique généré par les moteurs provient de trois
sources principales.
1. Le bruit magnétique produit par le noyau du
moteur, via la magnétostriction
2. Le bruit produit par les paliers du moteur
3. Le bruit produit par la ventilation du moteur
Lorsqu'un moteur est alimenté par un variateur de
fréquence, la tension modulée en durée d'impulsion (PWM)
appliquée au moteur génère un bruit acoustique supplémentaire au niveau de la fréquence de commutation et des
harmoniques de la fréquence de commutation (généralement le double de la fréquence de commutation). Ceci
n'est pas acceptable dans certaines applications. Afin
d'éliminer ce bruit de commutation supplémentaire, on peut
utiliser un filtre sinus. Celui-ci filtre la tension en forme
d'impulsions du variateur de fréquence et fournit une
tension phase à phase sinusoïdale aux bornes du moteur.
3
3
MG.90.N5.04 - VLT® est une marque déposée de Danfoss 7
3
Présentation des filtres de... Manuel de configuration des filtres de sortie
3.4 Réduction du bruit électromagnétique haute fréquence dans le câble du moteur
Lorsqu'aucun filtre n'est installé, le dépassement des oscillations de tension qui se produit aux bornes du moteur est la
principale source de bruit haute fréquence. L'Illustration 3.5 montre la corrélation entre la fréquence des oscillations de tension
aux bornes du moteur et le spectre d'interférences par conduction à haute fréquence dans le câble moteur.
Outre cette composante de bruit, il en existe d'autres telles que :
La tension en mode commun entre les phases et la terre (à la fréquence de commutation et à ses harmoniques) -
•
amplitude élevée mais fréquence basse.
Le bruit haute fréquence (au-dessus de 10 MHz) généré par la commutation des semi-conducteurs - haute fréquence
•
mais faible amplitude.
Illustration 3.5 Corrélation entre la fréquence du dépassement des oscillations de tension et le spectre des émissions de bruit
Lorsqu'un filtre de sortie est installé, l'effet suivant est obtenu :
Dans le cas de filtres dU/dt, la fréquence des oscillations de tension est réduite à moins de 150 kHz.
•
Dans le cas de filtres sinus, les oscillations de tension sont complètement éliminées et le moteur est alimenté par une
•
tension phase à phase sinusoïdale.
Garder à l'esprit que les deux autres composantes de bruit sont toujours présentes. Ceci est représenté par les mesures
d'émission par conduction indiquées sur les Illustration 3.7 et Illustration 3.8. L'utilisation de câbles moteur non blindés est
possible, mais la disposition de l'installation doit empêcher le couplage du bruit entre le câble moteur non blindé et la ligne
secteur ou les autres câbles sensibles (capteurs, communication, etc.). Cela peut être obtenu en séparent les câbles et en plaçant
le câble moteur dans un chemin de câbles distinct, continu et mis à la terre.
8 MG.90.N5.04 - VLT® est une marque déposée de Danfoss
Présentation des filtres de... Manuel de configuration des filtres de sortie
3.5 Qu'est-ce que les courants de paliers et
les tensions de l'arbre ?
Les transistors à commutation rapide dans le variateur de
fréquence associés à une tension en mode commun
inhérente (tension entre les phases et la terre) génèrent des
courants de paliers haute fréquence et des tensions dans
l'arbre. Alors que les courants de paliers et les tensions dans
l'arbre peuvent également survenir dans des moteurs à
démarrage direct, ces phénomènes sont accentués lorsque
le moteur est alimenté par un variateur de fréquence. La
majorité des dommages sur les paliers des moteurs
alimentés par des variateurs de fréquence sont dus à des
vibrations, à un mauvais alignement, à une charge axiale ou
radiale excessive, à une mauvaise lubrification, à la présence
d'impuretés dans la graisse. Dans certains cas, les dommages
sur les paliers sont provoqués par des courants de paliers et
des tensions dans l'arbre. Le mécanisme à l'origine des
courants de paliers et des tensions dans l'arbre est assez
compliqué et sort du cadre de ce manuel de configuration.
Deux mécanismes principaux peuvent être identifiés :
Couplage capacitif : la tension dans le palier est
•
générée par des capacitances parasites dans le
moteur.
Couplage inductif : provoqué par des courants de
•
circulation dans le moteur.
La pellicule de graisse d'un palier en marche fait office
d'isolant. La tension dans le palier peut provoquer une
dégradation de la pellicule de graisse et une petite décharge
électrique (étincelle) entre les billes et la voie de roulement.
Cette décharge produit une fusion microscopique du métal
de la bille et de la voie de roulement et à terme l'usure
prématurée du palier. Ce mécanisme est appelé usinage par
électro-érosion ou EDM.
Atténuation de l'usure prématurée des
3.5.1
paliers
Mesures permettant de fournir un chemin de retour basse
impédance
Respecter strictement les règles d'installation CEM.
•
Un bon chemin de retour haute fréquence doit être
fourni entre le moteur et le variateur de fréquence,
en utilisant des câbles blindés par exemple.
Vérifier que le moteur est correctement mis à la
•
terre et que la mise à la terre présente une faible
impédance pour les courants haute fréquence.
Veiller à une bonne mise à la terre haute fréquence
•
entre le châssis du moteur et la charge.
Utiliser des brosses de mise à la terre de l'arbre.
•
Mesures permettant d'isoler l'arbre du moteur de la charge
Utiliser des paliers isolés (ou au moins un palier
•
isolé à l'extrémité non conductrice NDE).
Éviter le courant de terre de l'arbre en utilisant des
•
raccords isolés.
Mesures mécaniques
Vérifier que le moteur et la charge sont correc-
•
tement alignés.
Vérifier que la charge du palier (axial et radial) est
•
conforme aux spécifications.
Vérifier le niveau de vibrations dans le palier.
•
Vérifier la graisse dans le palier et que ce dernier
•
est correctement lubrifié pour les conditions de
fonctionnement données.
L'une des mesures d'atténuation consiste à utiliser des filtres.
Elle peut être utilisée en association avec d'autres mesures
telles que celles présentées ci-dessus. Les filtres en mode
commun (HF-CM) haute fréquence (kits de noyaux) ont été
conçus spécialement pour réduire les contraintes sur les
paliers. Les filtres sinus ont également un bon effet. Les
filtres dU/dt ont moins d'effet et il est recommandé de les
utiliser en association avec des noyaux HF-CM.
3
3
Un certain nombre de mesures peuvent être prises pour
empêcher l'usure prématurée et les dommages sur les
paliers (elles ne s'appliquent pas toutes dans tous les cas ;
des combinaisons peuvent être utilisées). Ces mesures visent
à fournir un chemin de retour basse impédance vers les
courants haute fréquence ou à isoler électriquement l'arbre
moteur pour empêcher les courants dans les paliers. Il existe
par ailleurs des mesures mécaniques.
MG.90.N5.04 - VLT® est une marque déposée de Danfoss 9
129
50 - 200
MHz
130BB729.10
130B8000
3
Présentation des filtres de... Manuel de configuration des filtres de sortie
3.5.2 Mesure des décharges électriques
dans les paliers du moteur
La production de décharges électriques dans les paliers du
moteur peut être mesurée avec un oscilloscope et une
brosse pour relever la tension de l'arbre. Cette méthode est
difficile et l'interprétation des formes d'ondes mesurées
requiert une compréhension précise des phénomènes
relatifs aux courants de paliers. Une solution de remplacement simple consiste à utiliser un détecteur de décharges
électriques (130B8000), comme l'indique l'Illustration 3.6. Ce
dispositif est composé d'une antenne cadre qui reçoit les
signaux dans la plage de fréquences de 50-200 MHz et d'un
compteur. Chaque décharge électrique produit une onde
électromagnétique détectée par l'instrument et le compteur
est augmenté. Si le compteur affiche un nombre de
décharges élevé, cela signifie que les décharges dans le
palier sont nombreuses et que des mesures d'atténuation
doivent être prises pour empêcher l'usure prématurée du
palier. Cet instrument peut être utilisé pour déterminer de
façon expérimentale le nombre exact de noyaux nécessaire
pour réduire les courants de palier. Commencer avec un
ensemble de 2 noyaux. Si les décharges ne sont ni éliminées
ni fortement réduites, il convient d'ajouter d'autres noyaux.
Le nombre de noyaux présentés dans le tableau ci-dessus est
une valeur indicative susceptible de couvrir la plupart des
applications avec une marge de sécurité généreuse. Si les
noyaux sont installés sur les bornes du variateur et qu'un
problème de saturation du noyau survient à cause des câbles
moteur trop longs (les noyaux n'ont aucun effet sur les
courants de palier), vérifier l'exactitude de l'installation. Si la
saturation des noyaux se poursuit après l'installation conformément aux meilleures pratiques CEM, envisager de
déplacer les noyaux vers les bornes du moteur.
Illustration 3.6 Détecteur de décharges électriques
10 MG.90.N5.04 - VLT® est une marque déposée de Danfoss
Présentation des filtres de... Manuel de configuration des filtres de sortie
Illustration 3.7 Bruit par conduction sur ligne secteur, pas de filtre
3
3
Illustration 3.8 Bruit par conduction sur ligne secteur, filtre sinus
MG.90.N5.04 - VLT® est une marque déposée de Danfoss 11
Présentation des filtres de... Manuel de configuration des filtres de sortie
3.6 Quel filtre pour quelle utilité
Le Tableau 3.2 montre une comparaison des performances des filtres dU/dt, sinus et HF-CM. Il peut être utilisé pour déterminer
quel filtre convient à une application donnée.
3
Critères de
performance
Contrainte sur
l'isolation du moteur
Contrainte sur les
paliers du moteur
Performances CEM Élimine le bruit du câble du moteur.
Longueur du câble
moteur max. :
Bruit acoustique de
commutation du
moteur
Taille relative 15-50 % (en fonction de la
Chute de tension
Filtres dU/dt Filtres sinus
Un câble d'une longueur max. de
150 m (blindé ou non) est conforme
aux exigences de la norme
CEI 60034-171 (moteurs à usage
général). Au-dessus de cette
longueur, le risque d' "impulsion
double" (deux fois la tension du
secteur) augmente.
Légèrement réduite, uniquement
dans les moteurs de forte
puissance.
Ne change pas la classe d'émission.
Ne permet pas d'utiliser des câbles
moteur plus longs que la longueur
spécifiée pour le filtre RFI intégré
du variateur de fréquence.
100 m ... 150 m
Avec performance CEM garantie :
150 m blindé.
Sans performance CEM garantie :
150 m non blindé.
N'élimine pas le bruit acoustique de
commutation du moteur.
puissance)
0,5 % 4-10% aucune
Filtres en mode commun haute
fréquence
Fournit une tension sinusoïdale entre
phases aux bornes du moteur.
Conforme aux exigences des normes
CEI 60034-171 et NEMA-MG1 pour les
moteurs à usage général avec câbles
jusqu'à 500 m (1000 m pour VLT avec
châssis de taille D et plus).
Réduit les courants de paliers liés aux
courants de circulation. Ne réduit pas
les courants en mode commun
(courants de l'arbre).
Élimine le bruit du câble du moteur. Ne
change pas la classe d'émission. Ne
permet pas d'utiliser des câbles moteur
plus longs que la longueur spécifiée
pour le filtre RFI intégré du variateur de
fréquence.
Avec performance CEM garantie : 150 m
blindé et 300 m non blindé.
Sans performance CEM garantie :
jusqu'à 500 m (1000 m pour VLT avec
châssis de taille D et plus)
Élimine le bruit acoustique de
commutation du moteur causé par
magnétostriction.
100% 5 - 15%
Ne réduit pas les contraintes sur
l'isolation du moteur
Réduit les contraintes sur les paliers en
limitant les courants en mode commun
haute fréquence
Réduit les émissions haute fréquence
(supérieures à 1 MHz). Ne change pas la
classe d'émission du filtre RFI. Ne
permet pas d'utiliser des câbles moteur
plus longs que la longueur spécifiée
pour le variateur de fréquence.
150 m blindé (châssis de taille A, B, C),
300 m blindé (châssis de taille D, E, F),
300 m non blindé
N'élimine pas le bruit acoustique de
commutation du moteur.
Tableau 3.2 Comparaison des filtres dU/dt et sinus
1) Pas 690 V
2) Voir les spécifications générales pour la formule
Caractéristiques et avantages
Les filtres dU/dt réduisent les pics de tension et le rapport
dU/dt des impulsions aux bornes du moteur. Les filtres dU/dt
3.6.1 Filtres dU/dt
Les filtres dU/dt se composent de bobines d'induction et de
réduisent la valeur dU/dt d'environ 500 V/μs.
Avantages
condensateurs dans un montage de filtre passe-bas et leurs
fréquences de coupure sont supérieures à la fréquence de
commutation nominale du variateur de fréquence. Les
valeurs d'inductance (L) et de capacitance (C) sont indiquées
dans les tableaux de la section 4.2 Données électriques –
Filtres dU/dt. Ces filtres ont des valeurs L et C plus basses et
sont par conséquent moins chers et plus petits que les filtres
sinus. Avec un filtre dU/dt, l'onde de tension est toujours en
forme d'impulsions mais le courant est sinusoïdal : voir les
Protège le moteur contre des valeurs dU/dt hautes
•
et contre les pics de tension, assurant un
allongement de la durée de vie du moteur
Permet l'utilisation de moteurs qui ne sont pas
•
spécifiquement conçus pour une exploitation avec
variateur, par exemple dans les applications en
rattrapage
illustrations ci-dessous.
12 MG.90.N5.04 - VLT® est une marque déposée de Danfoss
Upointe [V]
Filtre du/dt 15 m
Temps de montée [us]
Filtre du/dt 150 m
Filtre du/dt 50 m
Présentation des filtres de... Manuel de configuration des filtres de sortie
Domaines d'application
Danfoss recommande d'utiliser des filtres dU/dt dans les
applications suivantes :
Les applications avec freinage par récupération
•
fréquent
Les moteurs non prévus pour une exploitation avec
•
variateur de fréquence et non conformes à la
norme CEI 600034-25
Les moteurs installés dans des environnements
•
agressifs ou fonctionnant à des températures
élevées
Les applications avec risque de contournement de
•
l'isolation du moteur
Les installations utilisant de vieux moteurs
•
(rattrapage) ou des moteurs à usage général non
conformes à la norme CEI 600034-17
Applications avec câbles moteur courts (moins de
•
15 m)
Applications 690 V
•
Illustration 3.10 Avec filtre dU/dt
3
3
Tension et courant avec et sans filtre dU/dt :
Illustration 3.9 Sans filtre
Illustration 3.11 Valeurs dU/dt mesurées (temps de montée et
tensions de pointe) avec et sans filtre dU/dt avec des longueurs de
câble de 15 m, 50 m et 150 m sur un moteur à induction de 400 V,
37 kW.
La valeur dU/dt diminue avec la longueur du câble moteur
alors que la tension de pointe augmente (voir
Illustration 3.11). La valeur U
de fréquence et lorsque l'Ucc augmente pendant le freinage
du moteur (générateur), l'U
dépassant les limites de la norme CEI 60034-17 et exercer par
conséquent une contrainte sur l'isolation du moteur. Danfoss
recommande donc des filtres dU/dt dans les applications
avec freinage fréquent. De plus, l'illustration ci-dessus
montre comment Upointe augmente en fonction de la
longueur des câbles. Lorsque la longueur du câble s'allonge,
la capacitance du câble augmente et le câble se comporte
comme un filtre passe-bas. Cela correspond à un temps de
montée tr supérieur pour les câbles plus longs. Il est donc
conseillé d'utiliser des filtres dU/dt uniquement dans des
dépend de l'Ucc du variateur
pointe
peut atteindre des valeurs
pointe
MG.90.N5.04 - VLT® est une marque déposée de Danfoss 13
Présentation des filtres de... Manuel de configuration des filtres de sortie
3
applications avec des câbles de 150 m au maximum. Au-delà
de 150 m, les filtres dU/dt n'ont aucun effet. Si une réduction
supérieure est nécessaire, utiliser un filtre sinus.
Caractéristiques du filtre
Protection IP00 et IP20/23/54 dans la plage de
•
puissance entière
Montage côte à côte avec le variateur
•
Taille, poids et prix réduits par rapport à ceux des
•
filtres sinus
Possibilité de raccordement de câbles blindés avec
•
la plaque de connexion à la terre incluse
Compatibles avec tous les principes de fonction-
•
nement dont flux et VVC
Filtres à montage mural jusqu'à 177 A et à montage
•
au sol au-delà
PLUS
Illustration 3.12 et Illustration 3.13 indiquent comment
Les
U
et le temps de montée se comportent en fonction de
pointe
la longueur du câble moteur. Dans les installations avec des
câbles moteur courts (moins de 5-10 m), le temps de montée
est court, d'où des valeurs dU/dt élevées. Le dU/dt élevé
peut entraîner une forte différence de potentiel dangereuse
entre les enroulements du moteur, ce qui peut provoquer
une panne de l'isolation et un contournement. Danfoss
recommande donc les filtres dU/dt dans les applications
avec des longueurs de câble moteur inférieures à 15 m.
3.6.2 Filtres sinus
Les filtres sinus sont conçus pour laisser passer uniquement
les basses fréquences. Les hautes fréquences sont donc
dérivées, ce qui résulte en une forme d'ondes de tension
entre phases sinusoïdale et d'ondes de courant sinusoïdales.
Avec des formes d'ondes sinusoïdales, l'utilisation de
moteurs de variateur de fréquence spéciaux avec isolation
renforcée n'est plus nécessaire. Le bruit acoustique du
moteur est également atténué en raison de la forme d'ondes
sinusoïdale. Le filtre sinus réduit également la contrainte
d'isolation et les courants du palier, entraînant ainsi une
durée de vie du moteur prolongée et un allongement des
intervalles entre les entretiens. Les filtres sinus permettent
l'utilisation de câbles moteur plus longs dans des
applications où le moteur est installé loin du variateur de
fréquence. Comme le filtre n'agit pas entre les phases du
moteur et la terre, il ne réduit pas les courants de fuite dans
les câbles. Par conséquent, la longueur du câble du moteur
est limitée – voir Tableau 3.2.
Illustration 3.12 525 V – avec et sans filtre dU/dt
Illustration 3.13 690 V – avec et sans filtre dU/dt
Source : Test du VLT FC 302 690 V 30 kW avec filtre dU/dt
MCC 102
Les filtres sinus Danfoss sont conçus pour fonctionner avec
les variateurs VLT® FC 100/200/300. Ils remplacent la gamme
de filtres LC et sont rétrocompatibles avec les variateurs
séries 5000-8000. Ces filtres sont composés de bobines
d'induction et de condensateurs dans un montage de filtre
passe-bas. Les valeurs d'inductance (L) et de capacitance (C)
sont indiquées dans les tableaux dans la section 4.3 Données
électriques - Filtres sinus.
Caractéristiques et avantages
Comme indiqué ci-dessus, les filtres sinus réduisent les
contraintes imposées à l'isolation du moteur et éliminent le
bruit acoustique de commutation du moteur. Les pertes du
moteur sont moindres car le moteur est alimenté par une
tension sinusoïdale comme l'indique l'Illustration 3.12. De
plus, le filtre élimine les réflexions des impulsions dans le
câble du moteur, diminuant ainsi les pertes dans le variateur
de fréquence.
Avantages
Protège le moteur contre les pics de tension et
•
prolonge ainsi la durée de vie
Réduit les pertes dans le moteur
•
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