MAKING MODERN LIVING POSSIBLE
Manuel de con€guration VLT® AQUA Drive FC 202
0,25-90 kW
vlt-drives.danfoss.com
Table des matières |
Manuel de con€guration |
|
|
Table des matières |
|
1 Introduction |
8 |
1.1 Objet du Manuel de con€guration |
8 |
1.2 Organisation |
8 |
1.3 Ressources supplémentaires |
8 |
1.4 Abréviations, symboles et conventions |
9 |
1.5 Dé€nitions |
10 |
1.6 Version de document et de logiciel |
11 |
1.7 Homologations et certi€cations |
11 |
1.7.1 Marquage CE |
11 |
1.7.1.1 Directive basse tension |
11 |
1.7.1.2 Directive CEM |
11 |
1.7.1.3 Directive machine |
12 |
1.7.1.4 Directive ErP |
12 |
1.7.2 Conformité C-Tick |
12 |
1.7.3 Conformité UL |
12 |
1.7.4 Conformité marine |
12 |
1.8 Sécurité |
13 |
1.8.1 Principes de sécurité générale |
13 |
2 Vue d'ensemble des produits |
15 |
2.1 Introduction |
15 |
2.2 Description du fonctionnement |
19 |
2.3 Séquence de fonctionnement |
20 |
2.3.1 Section redresseur |
20 |
2.3.2 Section intermédiaire |
20 |
2.3.3 Section d'onduleur |
20 |
2.3.4 Option de freinage |
20 |
2.3.5 Répartition de la charge |
21 |
2.4 Structures de contrôle |
21 |
2.4.1 Structure de contrôle en boucle ouverte |
21 |
2.4.2 Structure de commande en boucle fermée |
22 |
2.4.3 Contrôle local (Hand On) et distant (Auto On) |
22 |
2.4.4 Utilisation des références |
23 |
2.4.5 Traitement du retour |
25 |
2.5 Fonctions opérationnelles automatisées |
26 |
2.5.1 Protection contre les courts-circuits |
26 |
2.5.2 Protection contre les surcharges |
26 |
2.5.3 Détection de phase moteur manquante |
27 |
2.5.4 Détection de défaut de phase secteur |
27 |
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1 |
Table des matières |
VLT® AQUA Drive FC 202 |
2.5.5 Commutation sur la sortie |
27 |
2.5.6 Protection surcharge |
27 |
2.5.7 Déclassement automatique |
27 |
2.5.8 Optimisation automatique de l'énergie (AEO) |
28 |
2.5.9 Modulation automatique de la fréquence de commutation |
28 |
2.5.10 Déclassement automatique pour fréquence de commutation élevée |
28 |
2.5.11 Déclassement automatique en cas de surchauffe |
28 |
2.5.12 Rampe automatique |
28 |
2.5.13 Circuit de limite de courant |
28 |
2.5.14 Performance de fluctuation de la puissance |
28 |
2.5.15 Démarrage progressif du moteur |
29 |
2.5.16 Atténuation des résonances |
29 |
2.5.17 Ventilateurs à température contrôlée |
29 |
2.5.18 Conformité CEM |
29 |
2.5.19 Mesure du courant sur les trois phases moteur |
29 |
2.5.20 Isolation galvanique des bornes de commande |
29 |
2.6 Fonctions personnalisées des applications |
29 |
2.6.1 Adaptation automatique au moteur |
29 |
2.6.2 Protection thermique du moteur |
30 |
2.6.3 Panne de secteur |
30 |
2.6.4 Régulateurs PID intégrés |
31 |
2.6.5 Redémarrage automatique |
31 |
2.6.6 Démarrage à la volée |
31 |
2.6.7 Couple complet à vitesse réduite |
31 |
2.6.8 Bipasse de fréquence |
31 |
2.6.9 Préchauffage du moteur |
31 |
2.6.10 Quatre process programmables |
31 |
2.6.11 Freinage dynamique |
31 |
2.6.12 Freinage par injection de courant continu |
32 |
2.6.13 Mode veille |
32 |
2.6.14 Autorisation de marche |
32 |
2.6.15 Contrôleur logique avancé (SLC) |
32 |
2.6.16 Fonction STO |
33 |
2.7 Fonctions de défaut, d'avertissement et d'alarme |
34 |
2.7.1 Fonctionnement en surchauffe |
34 |
2.7.2 Avertissement Référence élevée et basse |
34 |
2.7.3 Avertissement de signal de retour bas et haut |
34 |
2.7.4 Déséquilibre de phases ou Perte de phases |
34 |
2.7.5 Avertissement haute fréquence |
34 |
2.7.6 Avertissement basse fréquence |
34 |
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Table des matières |
Manuel de con€guration |
|
|
2.7.7 Avertissement courant élevé |
35 |
2.7.8 Avertissement courant bas |
35 |
2.7.9 Avertissement Charge nulle/Courroie cassée |
35 |
2.7.10 Interface série perdue |
35 |
2.8 Interfaces utilisateur et programmation |
35 |
2.8.1 Panneau de commande local |
35 |
2.8.2 Logiciel PC |
36 |
2.8.2.1 Logiciel de programmation MCT 10 |
36 |
2.8.2.2 Logiciel de calcul des harmoniques VLT® MCT 31 |
37 |
2.8.2.3 Logiciel de calcul des harmoniques (HCS) |
37 |
2.9 Maintenance |
37 |
2.9.1 Stockage |
37 |
3 Intégration du système |
38 |
3.1 Conditions ambiantes de fonctionnement |
38 |
3.1.1 Humidité |
38 |
3.1.2 température |
38 |
3.1.3 Refroidissement |
39 |
3.1.4 Surtension générée par le moteur |
40 |
3.1.5 Bruit acoustique |
40 |
3.1.6 Vibrations et chocs |
40 |
3.1.7 Atmosphères agressives |
40 |
3.1.8 Dé€nitions du niveau IP |
42 |
3.1.9 Perturbations radioélectriques |
42 |
3.1.10 Conformité en matière d'isolation galvanique et de PELV |
43 |
3.1.11 Stockage |
43 |
3.2 Protection CEM, contre les harmoniques et contre les fuites à la terre |
44 |
3.2.1 Généralités concernant les émissions CEM |
44 |
3.2.2 Résultats des essais CEM |
45 |
3.2.3 Conditions d'émission |
46 |
3.2.4 Conditions d'immunité |
47 |
3.2.5 Isolation du moteur |
48 |
3.2.6 Courants des paliers de moteur |
48 |
3.2.7 Harmoniques |
49 |
3.2.8 Courant de fuite à la terre |
52 |
3.3 Intégration secteur |
53 |
3.3.1 Con€gurations du secteur et effets de la CEM |
53 |
3.3.2 Perturbation secteur basse fréquence |
54 |
3.3.3 Analyse des perturbations secteur |
55 |
3.3.4 Options pour réduire les perturbations secteur |
55 |
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3 |
Table des matières |
VLT® AQUA Drive FC 202 |
3.3.5 Perturbations radioélectriques |
55 |
3.3.6 Classement du site d'exploitation |
55 |
3.3.7 Utilisation avec une source d'entrée isolée |
56 |
3.3.8 Correction du facteur de puissance |
56 |
3.3.9 Retard de puissance d'entrée |
56 |
3.3.10 Transitoires du réseau |
56 |
3.3.11 Exploitation avec un générateur en veille |
57 |
3.4 Intégration du moteur |
57 |
3.4.1 Considérations relatives au choix du moteur |
57 |
3.4.2 Filtres sinusoïdaux et dU/dt |
57 |
3.4.3 Mise à la terre correcte du moteur |
58 |
3.4.4 Câbles moteur |
58 |
3.4.5 Blindage des câbles du moteur |
58 |
3.4.6 Raccordement de plusieurs moteurs |
59 |
3.4.7 Isolation du €l de commande |
61 |
3.4.8 Protection thermique du moteur |
61 |
3.4.9 Contacteur de sortie |
61 |
3.4.10 Fonctions de freinage |
61 |
3.4.11 Freinage dynamique |
61 |
3.4.12 Calcul de la résistance de freinage |
62 |
3.4.13 Câblage de la résistance de freinage |
63 |
3.4.14 Résistance de freinage et IGBT frein |
63 |
3.4.15 Rendement énergétique |
63 |
3.5 Entrées et sorties supplémentaires |
65 |
3.5.1 Schéma de câblage |
65 |
3.5.2 Raccordements de relais |
66 |
3.5.3 Raccordement électrique conforme CEM |
67 |
3.6 Plani€cation mécanique |
68 |
3.6.1 Dégagement |
68 |
3.6.2 Montage mural |
68 |
3.6.3 Accès |
69 |
3.7 Options et accessoires |
69 |
3.7.1 Options de communication |
73 |
3.7.2 Options entrée/sortie, signal de retour et sécurité |
73 |
3.7.3 Options du contrôle en cascade |
73 |
3.7.4 Résistances de freinage |
75 |
3.7.5 Filtres sinus |
75 |
3.7.6 Filtres dU/dt |
75 |
3.7.7 Filtres en mode commun |
75 |
3.7.8 Filtres harmoniques |
76 |
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Table des matières |
Manuel de con€guration |
|
|
3.7.9 Kit de protection IP21/NEMA Type 1 |
76 |
3.7.10 Kit de montage externe pour LCP |
78 |
3.7.11 Support de €xation pour protections de tailles A5, B1, B2, C1 et C2 |
79 |
3.8 Interface série RS485 |
80 |
3.8.1 Vue d'ensemble |
80 |
3.8.2 Raccordement du réseau |
81 |
3.8.3 Terminaison du bus RS485 |
81 |
3.8.4 Précautions CEM |
81 |
3.8.5 Vue d'ensemble du protocole FC |
82 |
3.8.6 Con€guration du réseau |
82 |
3.8.7 Structure des messages du protocole FC |
82 |
3.8.8 Exemples de protocole FC |
86 |
3.8.9 Protocole Modbus RTU |
86 |
3.8.10 Structure des messages du Modbus RTU |
87 |
3.8.11 Accès aux paramètres |
91 |
3.8.12 Pro€l de contrôle FC Drive |
92 |
3.9 Liste de contrôle de la conception du système |
99 |
4 Exemples d'applications |
101 |
4.1 Vue d'ensemble des caractéristiques de l'application |
101 |
4.2 Fonctions choisies de l'application |
102 |
4.2.1 SmartStart |
102 |
4.2.2 Menu rapide Eau et pompes |
102 |
4.2.3 29-1* Fonction décolmatage |
102 |
4.2.4 Pré/post-lubri€cation |
103 |
4.2.5 29-5* Con€rmation du débit |
104 |
4.3 Exemples de con€guration d'applications |
105 |
4.3.1 Application de pompe immergée |
107 |
4.3.2 Contrôleur de cascade BASIC |
109 |
4.3.3 Démarrage de la pompe avec alternance de la pompe principale |
110 |
4.3.4 État et fonctionnement du système |
110 |
4.3.5 Schéma de câblage du contrôleur de cascade |
111 |
4.3.6 Schéma de câblage de la pompe à vitesse variable/€xe |
112 |
4.3.7 Schéma de câblage d'alternance de la pompe principale |
112 |
5 Exigences particulières |
116 |
5.1 Déclassement manuel |
116 |
5.2 Déclassement pour installation de câbles moteurs longs ou à section augmentée |
117 |
5.3 Déclassement pour température ambiante |
117 |
6 Code type et sélection |
122 |
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5 |
Table des matières |
VLT® AQUA Drive FC 202 |
6.1 Commande |
122 |
6.1.1 Code de type |
122 |
6.1.2 Langue du logiciel |
124 |
6.2 Options, accessoires et pièces détachées |
124 |
6.2.1 Options et accessoires |
124 |
6.2.2 Pièces de rechange |
126 |
6.2.3 Sacs d'accessoires |
126 |
6.2.4 Sélection des résistances de freinage |
127 |
6.2.5 Résistances de freinage recommandées |
128 |
6.2.6 Résistances de freinage alternatives, T2 et T4 |
135 |
6.2.7 Filtres harmoniques |
136 |
6.2.8 Filtres sinus |
139 |
6.2.9 Filtres dU/dt |
141 |
6.2.10 Filtres en mode commun |
142 |
7 Spéci€cations |
143 |
7.1 Données électriques |
143 |
7.1.1 Alimentation secteur 1 x 200-240 V CA |
143 |
7.1.2 Alimentation secteur 3 x 200-240 V CA |
144 |
7.1.3 Alimentation secteur 1 x 380-480 V CA |
147 |
7.1.4 Alimentation secteur 3 x 380-480 V CA |
148 |
7.1.5 Alimentation secteur 3 x 525-600 V CA |
152 |
7.1.6 Alimentation secteur 3 x 525-690 V CA |
156 |
7.2 Alimentation secteur |
159 |
7.3 Puissance et données du moteur |
159 |
7.4 Conditions ambiantes |
160 |
7.5 Spéci€cations du câble |
160 |
7.6 Entrée/sortie de commande et données de commande |
161 |
7.7 Fusibles et disjoncteurs |
164 |
7.8 Dimensionnements puissance, poids et dimensions |
173 |
7.9 Test dU/dt |
175 |
7.10 Caractéristiques du bruit acoustique |
177 |
7.11 Options sélectionnées |
178 |
7.11.1 Module d'E/S à usage général MCB 101 VLT® |
178 |
7.11.2 VLT® Relay Card MCB 105 |
178 |
7.11.3 Carte thermistance PTC VLT® MCB 112 |
180 |
7.11.4 VLT® Extended Relay Card MCB 113 |
182 |
7.11.5 VLT® Sensor Input Option MCB 114 |
183 |
7.11.6 Contrôleur de cascade étendu VLT® MCO 101 |
184 |
7.11.7 Contrôleur de cascade avancé VLT® MCO 102 |
185 |
6 |
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MG20N604 |
Table des matières |
Manuel de con€guration |
|
|
8 Annexe - Schémas sélectionnés |
188 |
8.1 Schémas de raccordement au secteur (3 phases) |
188 |
8.2 Schéma de raccordement du moteur |
191 |
8.3 Schémas des bornes relais |
193 |
8.4 Ori€ces d'entrée de câble |
194 |
Indice |
198 |
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7 |
Introduction VLT® AQUA Drive FC 202
1 |
1 |
1 Introduction |
|
|
1.1 Objet du Manuel de con€guration
Ce Manuel de con€guration des variateurs de fréquence Danfoss VLT® AQUA Drive a été rédigé à l'attention des :
•Ingénieurs de projets et systèmes
•Consultants en conception
•Spécialistes des applications et produits
Le Manuel de con€guration fournit des informations techniques qui permettent de comprendre les capacités du variateur de fréquence pour une intégration dans des systèmes de contrôle et de surveillance de moteurs.
L'objectif du Manuel de con€guration est de fournir des informations relatives à la conception ainsi que des données de préparation a€n de pouvoir intégrer le variateur de fréquence dans un système. Le Manuel de con€guration s'applique à plusieurs variateurs de fréquence et options destinés à diverses applications et installations.
La consultation des informations détaillées du produit permet, lors de la conception, de développer un système optimal en termes de fonctionnalité et d'eŒcacité.
VLT® est une marque déposée.
1.2 Organisation
Chapitre 1 Introduction : objectif général du Manuel de con€guration et conformité aux directives internationales.
Chapitre 2 Vue d'ensemble des produits : structure interne et fonctionnalité du variateur de fréquence ; caractéristiques opérationnelles.
Chapitre 3 Intégration du système : conditions environnementales ; CEM, harmoniques et fuites à la terre ; entrée secteur ; moteurs et raccordements du moteur ; autres connexions ; plani€cation mécanique ; et descriptions des options et accessoires disponibles.
Chapitre 7 Spécifications : compilation des caractéristiques techniques dans des tableaux ou sous la forme de graphiques.
Chapitre 8 Annexe - Schémas sélectionnés : compilation de graphiques illustrant les connexions électriques et du moteur, les bornes de relais et les entrées de câble.
1.3 Ressources supplémentaires
Autres ressources disponibles pour bien comprendre les fonctions avancées et la programmation des variateurs de fréquence ainsi que la conformité aux directives :
•Le Manuel d'utilisation du VLT® AQUA Drive FC 202
(appelé Manuel d'utilisation dans ce manuel) fournit des informations détaillées sur l'installation et la mise en marche du variateur de fréquence.
•Le Manuel de configuration du VLT® AQUA Drive FC 202 fournit les informations nécessaires à la conception et à la préparation visant à intégrer le variateur de fréquence dans un système.
•Le Guide de programmation du VLT® AQUA Drive FC 202 (appelé Guide de programmation dans ce manuel) fournit de plus amples détails sur la gestion des paramètres et donne de nombreux exemples d'applications.
•Le Manuel d'utilisation de la fonction Safe Torque Off du VLT® décrit comment utiliser les applications de sécurité fonctionnelle des variateurs de fréquence Danfoss. Ce manuel est fourni avec le variateur de fréquence lorsque la fonction STO est disponible.
•Le Manuel de configuration de la résistance VLT® Brake Resistor décrit le choix optimal de la résistance de freinage.
Des publications et des manuels supplémentaires peuvent être téléchargés sur le site danfoss.com/Product/Literature/ Technical+Documentation.htm.
Chapitre 4 Exemples d'applications : échantillons d'applications du produit et consignes d'utilisation.
Chapitre 5 Exigences particulières : détails des environnements opérationnels inhabituels.
Chapitre 6 Code type et sélection : procédures de commande de l'équipement et des options permettant de répondre à l'usage prévu du système.
AVIS!
La présence d'équipements optionnels peut changer certaines des procédures décrites. Veiller à lire les instructions fournies avec ces options pour en connaître les exigences spéci€ques.
Contacter un fournisseur Danfoss ou consulter le site www.danfoss.com pour obtenir des informations complémentaires.
8 |
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MG20N604 |
Introduction |
Manuel de con€guration |
|
|
1.4 Abréviations, symboles et conventions
60° AVM |
Modulation vectorielle asynchrone 60° |
A |
Ampère |
CA |
Courant alternatif |
AD |
Rejet d'air |
AEO |
Optimisation automatique de l'énergie (AEO) |
AI |
Entrée analogique |
AMA |
Adaptation automatique au moteur |
AWG |
Calibre américain des €ls |
|
|
°C |
Degrés Celsius |
CD |
Décharge constante |
CM |
mode commun |
TC |
Couple constant |
CC |
Courant continu |
DI |
Entrée digitale |
DM |
mode différentiel |
D-TYPE |
Dépend du variateur |
CEM |
Compatibilité électromagnétique |
|
|
FEM |
Force électromotrice |
|
|
ETR |
Relais thermique électronique |
|
|
fJOG |
Fréquence du moteur lorsque la fonction |
|
jogging est activée |
|
|
fM |
Fréquence du moteur |
|
|
fMAX |
La fréquence de sortie maximum que le |
|
variateur de fréquence applique à sa sortie. |
fMIN |
Fréquence moteur minimale du variateur de |
|
fréquence |
|
|
fM,N |
Fréquence nominale du moteur |
|
|
FC |
Variateur de fréquence |
g |
Gramme |
Hiperface® |
Hiperface® est une marque déposée de |
|
Stegmann |
HP |
Cheval-puissance |
HTL |
Impulsions du codeur HTL (10-30 V) - Haute |
|
tension logique de transistor |
Hz |
Hertz |
IINV |
Courant de sortie nominal onduleur |
ILIM |
Limite de courant |
|
|
IM,N |
Courant nominal du moteur |
|
|
IVLT,MAX |
Courant de sortie maximal |
|
|
IVLT,N |
Courant nominal de sortie fourni par le |
|
variateur de fréquence |
kHz |
KiloHertz |
LCP |
Panneau de commande local |
lsb |
Bit de poids faible |
|
|
m |
Mètre |
|
|
mA |
Milliampère |
|
|
MCM |
Mille Circular Mil |
|
|
MCT |
Outil de contrôle du mouvement |
|
|
mH |
Inductance en millihenry |
|
|
min |
Minute |
|
|
ms |
Milliseconde |
|
|
msb |
Bit de poids fort |
|
|
1 1
ηVLT |
Le rendement du variateur de fréquence est |
|
dé€ni comme le rapport entre la puissance |
|
dégagée et la puissance absorbée. |
|
|
nF |
Capacité en nanofarad |
|
|
NLCP |
panneau de commande local numérique |
|
|
Nm |
Newton-mètre |
|
|
ns |
Vitesse moteur synchrone |
|
|
Paramètres en |
Les modi€cations apportées aux paramètres en |
ligne/hors ligne |
ligne sont activées immédiatement après |
|
modi€cation de la valeur des données. |
|
|
Pfr,cont. |
Puissance nominale de la résistance de |
|
freinage (puissance moyenne pendant le |
|
freinage continu) |
|
|
PCB |
Carte à circuits imprimés |
|
|
PCD |
Données de process |
|
|
PELV |
Très basse tension de protection |
|
|
Pm |
Puissance de sortie nominale du variateur de |
|
fréquence en surcharge élevée (HO). |
|
|
PM,N |
Puissance nominale du moteur |
|
|
Moteur PM |
Moteur à aimant permanent |
|
|
Process PID |
Le régulateur PID maintient la vitesse, la |
|
pression, la température choisie, etc. |
|
|
Rfr,nom |
Valeur de résistance nominale qui garantit une |
|
puissance de freinage sur l'arbre moteur de |
|
150 %/160 % pendant une minute |
|
|
RCD |
Relais de protection différentielle |
|
|
Régén |
Bornes régénératives |
|
|
Rmin |
Valeur de la résistance de freinage minimale |
|
autorisée par variateur de fréquence |
|
|
RMS |
Valeur quadratique moyenne |
|
|
tr/min |
Tours par minute |
|
|
Rrec |
Résistance de freinage recommandée des |
|
résistances de freinage Danfoss |
s |
Seconde |
SFAVM |
Modulation vectorielle asynchrone à flux |
|
statorique orienté |
STW |
Mot d'état |
SMPS |
Alimentation en mode commutation |
THD |
Taux d'harmoniques |
TLIM |
Limite de couple |
TTL |
Impulsions du codeur TTL (5 V) - Logique de |
|
transistor |
UM,N |
Tension nominale du moteur |
|
|
V |
Volts |
|
|
VT |
Couple variable |
|
|
VVC+ |
Commande vectorielle de tension |
|
|
Tableau 1.1 Abréviations
Conventions
Les listes numérotées correspondent à des procédures. Les listes à puce fournissent d'autres informations et décrivent les illustrations.
Les textes en italique indiquent :
MG20N604 |
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9 |
Introduction |
VLT® AQUA Drive FC 202 |
1 |
1 |
• |
Références croisées |
|
|
• |
Liens |
|
|
||
|
|
• |
Notes de bas de page |
|
|
• |
Nom de paramètre, nom de groupe de |
|
|
|
paramètres, option de paramètre |
Toutes les dimensions sont indiquées en mm (pouces). * indique le réglage par défaut d'un paramètre.
Les symboles suivants sont utilisés dans ce document :
AVERTISSEMENT
Indique une situation potentiellement dangereuse qui peut entraîner des blessures graves ou le décès.
ATTENTION
Indique une situation potentiellement dangereuse qui peut entraîner des blessures super€cielles à modérées. Ce signe peut aussi être utilisé pour mettre en garde contre des pratiques non sûres.
AVIS!
Fournit des informations importantes, notamment sur les situations qui peuvent entraîner des dégâts matériels.
1.5 Dé€nitions
Résistance de freinage
La résistance de freinage est un module capable d'absorber la puissance de freinage générée lors du freinage par récupération. Cette puissance de freinage par récupération augmente la tension du circuit intermédiaire et un hacheur de freinage veille à transmettre la puissance à la résistance de freinage.
Roue libre
L'arbre moteur se trouve en fonctionnement libre. Pas de couple sur le moteur.
Caractéristiques CC
Caractéristiques de couple constant que l'on utilise pour toutes les applications telles que les convoyeurs à bande, les pompes volumétriques et les grues.
Initialisation
Si l'on effectue une initialisation (voir le par. paramétre 14-22 Mod. exploitation), le variateur de fréquence revient sur ses réglages par défaut.
Cycle d'utilisation intermittent
Une utilisation intermittente fait référence à une séquence de cycles d'utilisation. Chaque cycle est composé d'une période en charge et d'une période à vide. Le fonctionnement peut être périodique ou non périodique.
Facteur de puissance
Le facteur de puissance réelle (lambda) tient compte de toutes les harmoniques et est toujours plus petit que le facteur de puissance (cosPhi) qui considère uniquement les premières harmoniques de courant et de tension.
|
P |
|
|
Uλ x Iλ x |
ϕ |
|
ϕ |
|
kW |
= |
Uλ x |
|
cos |
|
kVA |
|
|
|
||
cos = |
P |
|
Iλ |
|||
|
|
|
|
Le CosPhi est également appelé facteur de puissance de déphasage.
Les Lambda et cosPhi sont indiqués pour les variateurs de fréquence Danfoss VLT® au chapitre 7.2 Alimentation secteur.
Le facteur de puissance indique dans quelle mesure le variateur de fréquence impose une charge à l'alimentation secteur.
Plus le facteur de puissance est bas, plus l'IRMS est élevé pour la même performance en kW.
En outre, un facteur de puissance élevé indique que les harmoniques de courant sont faibles.
Tous les variateurs de fréquence Danfoss ont des bobines CC intégrées dans le circuit CC pour avoir un facteur de puissance élevé et pour réduire le THD sur l'alimentation principale.
Con€guration
Enregistrement des réglages des paramètres dans quatre process. Basculement entre les 4 process et édition d'un process pendant qu'un autre est actif.
Compensation du glissement
Le variateur de fréquence compense le glissement du moteur en augmentant la fréquence en fonction de la charge du moteur mesurée, la vitesse du moteur restant ainsi quasiment constante.
Contrôleur logique avancé (SLC)
Le SLC est une séquence d'actions dé€nies par l'utilisateur exécutées lorsque les événements associés dé€nis par l'utilisateur sont évalués comme étant TRUE (vrai) par le SLC. (Groupe de par. 13-** Logique avancée).
Bus standard FC
Inclut le bus RS485 avec le protocole FC ou MC. Voir le par. paramétre 8-30 Protocole.
Thermistance
Résistance dépendant de la température placée à l'endroit où l'on souhaite surveiller la température (variateur de fréquence ou moteur).
Alarme
État résultant de situations de panne, p. ex. en cas de surchauffe du variateur de fréquence ou lorsque celui-ci protège le moteur, le processus ou le mécanisme. Le redémarrage est impossible tant que l'origine de la panne n'a pas été résolue et que l'état d'alarme est annulé. Annuler l'état d'alarme en :
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Introduction |
Manuel de con€guration |
|
|
•activant la remise à zéro ou
•en programmant le variateur de fréquence pour une remise à zéro automatique
Ne pas utiliser l'alarme à des €ns de sécurité des personnes.
Alarme verrouillée
État résultant de situations de panne lorsque le variateur de fréquence assure sa propre protection et nécessitant une intervention physique, p. ex. si la sortie du variateur de fréquence fait l'objet d'un court-circuit. Une alarme verrouillée peut être annulée en coupant l'alimentation secteur, en trouvant l'origine de la panne et en reconnectant le variateur de fréquence. Le redémarrage est impossible tant que l'état d'alarme n'a pas été annulé par un reset ou, dans certains cas, grâce à un reset programmé automatiquement. Ne pas utiliser l'arrêt à des €ns de sécurité des personnes.
Caractéristique VT
Caractéristiques de couple variable pour les pompes et les ventilateurs.
1.6 Version de document et de logiciel
Ce manuel est régulièrement révisé et mis à jour. Toutes les suggestions d'amélioration sont les bienvenues.
Le Tableau 1.2 indique la version du document et la version correspondante du logiciel.
Édition |
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Remarques |
Version logiciel |
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MG20N6xx |
Remplace MG20N5xx |
2.20 et toute version ultérieure |
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|
Tableau |
1.2 Version de document et de logiciel |
1.7 Homologations et certi€cations
Les variateurs de fréquence ont été conçus conformément aux directives décrites dans cette section.
Pour plus d'informations sur les approbations et les certi€cats, accéder à la zone de téléchargement du site http://www.danfoss.com/BusinessAreas/DrivesSolutions/ Documentations/.
1.7.1 Marquage CE
Illustration 1.1 CE
Le marquage CE (Communauté européenne) indique que le fabricant du produit se conforme à toutes les directives CE applicables. Les directives UE applicables à la
conception et à la fabrication des variateurs de fréquence |
1 |
1 |
sont répertoriées dans le Tableau 1.3. |
|
|
|
|
AVIS!
Il ne fournit aucune information sur la qualité du produit. Les spéci€cations techniques ne peuvent pas être déduites du marquage CE.
AVIS!
Les variateurs de fréquence avec fonction de sécurité intégrée doivent être conformes à la directive sur les machines.
Directive UE |
Version |
Directive basse tension |
2006/95/EC |
Directive CEM |
2004/108/EC |
Directive sur les machines1) |
2006/42/EC |
Directive ErP |
2009/125/EC |
|
|
Directive ATEX |
94/9/EC |
|
|
Directive RoHS |
2002/95/EC |
|
|
Tableau 1.3 Directives UE applicables aux variateurs de fréquence
1) La conformité à la directive sur les machines est requise uniquement pour les variateurs de fréquence avec fonction de sécurité intégrée.
Les déclarations de conformité sont disponibles à la demande.
1.7.1.1 Directive basse tension
La directive basse tension s'applique à tous les appareils électriques utilisés dans les plages de tension allant de 50 à 1000 V CA et de 75 à 1600 V CC.
La directive vise à garantir la sécurité individuelle et à éviter les dégâts matériels, à condition que les équipements électriques soient installés et entretenus correctement, pour l'application prévue.
1.7.1.2 Directive CEM
La directive CEM (compatibilité électromagnétique) vise à réduire les interférences électromagnétiques et à améliorer l'immunité des équipements et installations électriques. Les conditions de base relatives à la protection de la Directive CEM 2004/108/CE indiquent que les dispositifs qui génèrent des interférences électromagnétiques (EMI) ou dont le fonctionnement peut être affecté par les EMI, doivent être conçus pour limiter la génération d'interférences électromagnétiques et doivent présenter un degré d'immunité adapté vis-à-vis des EMI lorsqu'ils sont correctement installés, entretenus et utilisés conformément à l'usage prévu.
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1 1 Les dispositifs des équipements électriques utilisés seuls ou intégrés à un système doivent porter le marquage CE. Les systèmes ne requièrent pas le marquage CE mais doivent être conformes aux conditions relatives à la protection de base de la directive CEM.
1.7.1.3 Directive machine
La directive sur les machines vise à garantir la sécurité individuelle et à éviter les dégâts matériels de l'équipement mécanique utilisé pour l'application prévue. La directive sur les machines s'applique aux machines composées d'un ensemble de composants ou de dispositifs interconnectés dont au moins un est capable de mouvements mécaniques.
Les variateurs de fréquence avec fonction de sécurité intégrée doivent être conformes à la directive sur les machines. Les variateurs de fréquence sans fonction de sécurité ne sont pas concernés par cette directive. Si un variateur de fréquence est intégré au système de machines, Danfoss précise les règles de sécurité applicables au variateur de fréquence.
Lorsque les variateurs de fréquence sont utilisés sur des machines comportant au moins une pièce mobile, le fabricant de la machine doit fournir une déclaration précisant la conformité avec toutes les lois et mesures de sécurité applicables.
1.7.1.4 Directive ErP
La directive ErP est la directive européenne Ecodesign pour les produits liés à la production d'énergie. La directive dé€nit les exigences en matière de conception écologique pour les produits liés à la production d'énergie, notamment les variateurs de fréquence. Cette directive vise à augmenter l'eŒcacité énergétique et le niveau de protection de l'environnement, tout en développant la sécurité de l'approvisionnement énergétique. L'impact environnemental des produits liés à la production d'énergie inclut la consommation d'énergie pendant toute la durée de vie du produit.
1.7.2 Conformité C-Tick
Illustration 1.2 C-Tick
La marque C-tick indique la conformité avec les normes techniques applicables en matière de compatibilité électromagnétique (CEM). La conformité C-tick est obligatoire pour vendre des appareils électriques et électroniques sur les marchés australien et néo-zélandais.
La norme C-tick concerne les émissions par conduction et les émissions rayonnées. Pour les variateurs de fréquence, appliquer les limites d'émission spéci€ées dans la norme EN/CEI 61800-3.
Une déclaration de conformité peut être fournie à la demande.
1.7.3 Conformité UL
Homologué UL
Illustration 1.3 UL
AVIS!
Les variateurs de fréquence 525-690 V ne sont pas certi€és UL.
Le variateur de fréquence est conforme aux exigences de sauvegarde de la capacité thermique de la norme UL508C. Pour plus d'informations, se reporter au
chapitre 2.6.2 Protection thermique du moteur.
1.7.4 Conformité marine
Les unités présentant une protection nominale contre les in€ltrations IP55 (NEMA 12) ou supérieure empêchent la formation d'étincelles et sont classées dans la catégorie des appareils électriques limitant le risque d'explosion conformément à l'Accord européen relatif au transport international des marchandises dangereuses par voie de navigation intérieure (ADN).
Aller sur www.danfoss.com pour obtenir des informations complémentaires applicables au domaine marin.
Pour les unités présentant une protection nominale IP20/ Châssis, IP21/Nema 1 ou IP54, il convient de protéger le risque de formation d'étincelles comme suit :
•Ne pas installer d'interrupteur de secteur
•Véri€er que le par. paramétre 14-50 Filtre RFI est réglé sur [1] Actif.
•Retirer toutes les €ches relais marquées RELAY. Voir le par. Illustration 1.4.
•Véri€er quelles options relais sont installées le cas échéant. La seule option relais autorisée est la carte relais étendue VLT®MCB 113.
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Manuel de con€guration |
|
|
<![endif]>130BD832.10
Par dé€nition, le personnel quali€é est un personnel formé, |
1 |
1 |
autorisé à installer, mettre en service et maintenir l'équipement, les systèmes et les circuits conformément aux lois et aux réglementations en vigueur. En outre, il doit être familiarisé avec les instructions et les mesures de sécurité décrites dans ce manuel d'utilisation.
1
2
1, 2 |
Fiches relais |
|
|
Illustration 1.4 Emplacement des €ches relais
La déclaration du fabricant est disponible sur demande.
1.8 Sécurité
1.8.1 Principes de sécurité générale
Les variateurs de fréquence contiennent des composants haute tension qui peuvent provoquer des blessures mortelles en cas de mauvaise manipulation. Seul un personnel quali€é est autorisé à installer et à utiliser cet équipement. Avant toute réparation, couper d'abord l'alimentation du variateur de fréquence et attendre la durée indiquée que l'énergie électrique stockée se dissipe.
Il convient de respecter rigoureusement les précautions et consignes de sécurité pour garantir une exploitation sûre du variateur de fréquence.
1.8.2 Personnel qualiێ
Un transport, un stockage, une installation, une exploitation et une maintenance corrects et €ables sont nécessaires au fonctionnement en toute sécurité et sans problème du variateur de fréquence. Seul du personnel quali€é est autorisé à installer ou utiliser cet équipement.
AVERTISSEMENT
HAUTE TENSION
Les variateurs de fréquence contiennent des tensions élevées lorsqu'ils sont reliés à l'alimentation secteur CA, à l'alimentation CC ou à la répartition de la charge. Le non-respect de la réalisation de l'installation, du démarrage et de la maintenance par du personnel quali€é peut entraîner la mort ou des blessures graves.
•L'installation, le démarrage et la maintenance doivent être eŒectués uniquement par du personnel quali€é.
AVERTISSEMENT
DÉMARRAGE IMPRÉVU
Lorsque le variateur de fréquence est connecté au secteur CA, à l'alimentation CC ou est en répartition de la charge, le moteur peut démarrer à tout moment. Un démarrage imprévu pendant la programmation, une opération d'entretien ou de réparation peut entraîner la mort, des blessures graves ou des dégâts matériels. Le moteur peut être démarré par un commutateur externe, un ordre du bus série, un signal de référence d'entrée, à partir du LCP, ou suite à la suppression d'une condition de panne.
Pour éviter un démarrage imprévu du moteur :
•Déconnecter le variateur de fréquence du secteur.
•Activer la touche [OŒ/Reset] sur le LCP avant de programmer les paramètres.
•Le variateur de fréquence, le moteur et tous les équipements entraînés doivent être entièrement câblés et assemblés lorsque le variateur est raccordé au secteur CA, à l'alimentation CC ou en répartition de la charge.
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1 1 AVERTISSEMENT
TEMPS DE DÉCHARGE
Le variateur de fréquence contient des condensateurs dans le circuit intermédiaire qui peuvent rester chargés même lorsque le variateur de fréquence n'est pas alimenté. Le non-respect du temps d'attente spéci€é après la mise hors tension avant un entretien ou une réparation peut entraîner le décès ou des blessures graves.
•Arrêter le moteur.
•Déconnecter le secteur CA et les alimentations à distance du circuit CC, y compris les batteries de secours, les alimentations sans interruption et les connexions du circuit CC aux autres variateurs de fréquence.
•Déconnecter ou verrouiller les moteurs PM.
•Attendre que les condensateurs soient complètement déchargés avant de procéder à un entretien ou à une réparation. Le temps d'attente est indiqué dans le Tableau 1.4.
Voltage |
Temps d'attente minimum |
||
(Tension) |
|
(minutes) |
|
[V] |
4 |
7 |
15 |
200-240 |
0,25-3,7 kW |
- |
5,5-45 kW |
380-480 |
0,37-7,5 kW |
- |
11-90 kW |
525-600 |
0,75-7,5 kW |
- |
11-90 kW |
525-690 |
- |
1,1-7,5 kW |
11-90 kW |
Une haute tension peut être présente même lorsque les voyants d'avertissement sont éteints.
Tableau 1.4 Temps de décharge
AVERTISSEMENT
RISQUE DE COURANT DE FUITE
Les courants de fuite à la terre dépassent 3,5 mA. Le fait de ne pas mettre le variateur de fréquence à la terre peut entraîner le décès ou des blessures graves.
•L'équipement doit être correctement mis à la terre par un installateur électrique certi€é.
AVERTISSEMENT
DANGERS LIÉS À L'ÉQUIPEMENT
Tout contact avec les arbres tournants et les matériels électriques peut entraîner des blessures graves voire mortelles.
•L'installation, le démarrage et la maintenance doivent être eŒectués par du personnel quali€é uniquement.
•Veiller à ce que tous les travaux électriques soient conformes aux réglementations électriques locales et nationales.
•Suivre les procédures décrites dans ce document.
AVERTISSEMENT
ROTATION MOTEUR IMPRÉVUE FONCTIONNEMENT EN MOULINET
La rotation imprévue des moteurs à aimant permanent crée des tensions et peut charger l'appareil, ce qui pourrait entraîner la mort, des blessures ou des dommages matériels graves.
•Véri€er que les moteurs à magnétisation permanente sont bien bloqués a€n d'empêcher toute rotation imprévue.
ATTENTION
DANGER DE PANNE INTERNE
Une panne interne dans le variateur de fréquence peut entraîner des blessures graves, si le variateur de fréquence n'est pas correctement fermé.
•Avant d'appliquer de la puissance, s'assurer que tous les caches de sécurité sont en place et fermement €xés.
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Vue d'ensemble des produits Manuel de con€guration
2 Vue d'ensemble des produits
2.1 Introduction |
2.1.2 Économies d'énergie |
2 |
2 |
|
|
Ce chapitre propose un aperçu des principaux assemblages et circuits du variateur de fréquence. Il vise à décrire les fonctions électriques internes et de traitement des signaux. Une description de la structure interne de contrôle est également incluse.
Sont également décrites les fonctions automatisées et optionnelles du variateur de fréquence pour la conception de systèmes d'exploitation robustes présentant des performances de contrôle sophistiquées et de rapports d'état.
2.1.1Un produit dédié aux applications d'eau et d'eaux usées
Le variateur VLT® AQUA Drive FC 202 est dédié aux applications d'eau et d'eaux usées. L'assistant intégré SmartStart et le menu rapide Eau et pompes guide l'utilisateur dans le processus de mise en service. La gamme de caractéristiques standard et optionnelles comprend :
•Contrôle en cascade
•Détection de fonctionnement à sec
•Détection de €n de courbe
•Alternance moteur
•Décolmatage
•Rampes initiale et €nale
•Rampe clapet anti-retour
•STO
•Détection de débit faible
•Pré-lubri€cation
•Con€rmation du débit
•Mode de remplissage des tuyaux
•Mode veille
•Horloge en temps réel
•Protection par mot de passe
•Protection surcharge
•Contrôleur logique avancé
•Commande de vitesse minimale
•Textes programmables libres pour informations, avertissements et alertes
Comparé à des technologies et des systèmes de contrôle alternatifs, un variateur de fréquence offre le moyen de contrôle d'énergie optimal pour la régulation des ventilateurs et des pompes.
En utilisant un variateur de fréquence pour commander le débit, une réduction de 20 % de la vitesse de la pompe permet de réaliser des économies d'énergie d'environ 50 % sur des applications typiques. L'
Illustration 2.1 donne un exemple de réduction énergétique possible.
(mwg) |
Hs |
|
|
|
<![if ! IE]> <![endif]>130BD889.10 |
60 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
50 |
|
|
|
|
|
40 |
|
|
|
|
|
30 |
|
|
|
|
|
20 |
|
|
|
1650rpm |
|
|
|
1350rpm |
|
||
|
|
|
|
||
10 |
|
|
|
|
|
0 |
100 |
200 |
300 |
400 |
(m3 /h) |
(kW) |
Pshaft |
|
|
|
|
60 |
|
|
|
|
|
50 |
|
|
|
|
|
40 |
|
|
|
1650rpm |
|
|
|
|
|
|
|
30 |
|
|
|
|
|
20 |
|
|
1350rpm |
1 |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
|
|
|
0 |
100 |
200 |
300 |
400 |
(m3 /h) |
1 Économie d'énergie
Illustration 2.1 Exemple : Économie d'énergie
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Vue d'ensemble des produits |
VLT® AQUA Drive FC 202 |
2.1.3 Exemple d'économies d'énergie
2 2 Comme indiqué sur l'Illustration 2.2, le débit est régulé en modi€ant la vitesse de la pompe mesurée en tr/min. En diminuant la vitesse de 20 % seulement par rapport à la vitesse nominale, le débit est également réduit de 20 % car il est directement proportionnel à la vitesse. La consommation d'électricité est, quant à elle, réduite de presque 50 %.
Si le système en question doit fournir un débit correspondant à 100 % seulement quelques jours par an, tandis que la moyenne est inférieure à 80 % du débit nominal le reste de l'année, la quantité d'énergie économisée est même supérieure à 50 %.
L'Illustration 2.2 décrit le rapport entre débit, pression et puissance consommée sur la vitesse de la pompe en tr/min pour les pompes centrifuges.
2.1.4Commande de robinet par rapport à la commande de vitesse des pompes centrifuges
Commande de robinet
Comme les exigences en matière de demande de processus des réseaux d'alimentation en eau varient, le débit doit être ajusté en conséquence. Les méthodes couramment utilisées pour adapter le débit sont la régulation ou la recirculation par l'intermédiaire de vannes.
Une vanne de recirculation trop largement ouverte peut entraîner le fonctionnement de la pompe à l'extrémité de la courbe de la pompe, avec un débit élevé à une hauteur d'élévation basse. Ces conditions entraînent non seulement une perte d'énergie due à la vitesse élevée de la pompe mais peuvent aussi provoquer une cavitation de la pompe entraînant des dommages sur cette dernière.
La régulation du débit avec une vanne entraîne une baisse de pression dans la vanne (HP-HS). On peut comparer cela à une accélération et un freinage simultanés, dans le but de réduire la vitesse de la voiture. L'Illustration 2.3 montre que la régulation fait tourner la courbe du système du point (2) de la courbe de la pompe à un point présentant une eŒcacité sensiblement réduite (1).
Illustration 2.2 Lois d'aŽnité des pompes centrifuges
Débit : Q1 = n1 Q2 n2
Pression : H1 = n1 2 H2 n2
Puissance : P1 = n1 3 P2 n2
Dans l'hypothèse d'une eŒcacité égale dans la plage de vitesse.
Q = débit |
P = puissance |
||
|
|
|
|
Q1 |
= débit 1 |
P1 |
= puissance 1 |
|
|
|
|
Q2 |
= débit réduit |
P2 |
= puissance réduite |
|
|
||
H = pression |
n = régulation de vitesse |
||
H1 |
= pression 1 |
n1 |
= vitesse 1 |
|
|
|
|
H2 |
= pression réduite |
n2 |
= vitesse réduite |
|
|
|
|
Tableau 2.1 Lois d'aŽnité
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MG20N604 |
Vue d'ensemble des produits |
Manuel de con€guration |
|
|
|
100% speed |
60 |
65 |
70 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
<![if ! IE]> <![endif]>130BD890.10 |
|
|
|
|
|
75 |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
78 |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
80 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
80 |
78 |
75 |
|
<![if ! IE]> <![endif]>Head or pressure |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Throttled |
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Unthrottled |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
Flow |
|
|
|
|
|
|
|
|
Pump curve |
|
Operating |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
point |
|
|
|
Natural |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
operating point |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
<![if ! IE]> <![endif]>or pressure |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
system |
|
|
|
|
system |
|
|
|
|
|
|
||
<![if ! IE]> <![endif]>Head |
|
Unthrottled |
|
|
|
|
|
Hp |
||||||
Throttled |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Hs |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Flow |
|
|
|
|
|
|
1 |
Point de fonctionnement avec une vanne d'étran- |
|
glement |
|
|
2 |
Point de fonctionnement naturel |
|
|
3 |
Point de fonctionnement utilisant la commande de |
|
vitesse |
|
|
Illustration 2.3 Régulation du débit par contrôle du robinet (régulation)
Commande de vitesse
Le même débit peut être ajusté en réduisant la vitesse de la pompe, comme indiqué sur l'Illustration 2.4. La réduction de la vitesse entraîne la chute de la courbe de la pompe. Le point de fonctionnement correspond au nouveau point d'intersection de la courbe de la pompe et de celle du système (3). Les économies d'énergie peuvent être calculées en appliquant les lois d'aŒnité telles qu'elles sont décrites au chapitre 2.1.3 Exemple d'économies d'énergie.
|
Pump curve |
Operating |
|
<![if ! IE]> <![endif]>130BD894.10 |
|
|
|
point |
Natural |
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|
||
|
|
|
|
|||
|
|
|
Operating point |
2 |
2 |
|
|
Speed |
1 |
|
|||
<![if ! IE]> <![endif]>or Pressure |
|
|
|
|||
reduction |
|
2 |
|
|
|
|
|
system |
|
Hp |
|
|
|
<![if ! IE]> <![endif]>Head |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
||
|
3 |
|
|
|
|
|
|
Unthrottled |
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|
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Hs |
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|
|
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|
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Flow |
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|
1 |
Point de fonctionnement avec une vanne d'étran- |
|
glement |
|
|
2 |
Point de fonctionnement naturel |
|
|
3 |
Point de fonctionnement utilisant la commande de |
|
vitesse |
|
|
Illustration 2.4 Réduction du débit par la commande de vitesse
140 |
|
|
|
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|
|
|
|
|
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|
|
|
|
|
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|
|
<![if ! IE]> <![endif]>130BD892.10 |
130 |
|
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|
|
|
|
|
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|
|
|
|
|
|
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|
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|
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120 |
|
|
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|
|
|
|
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
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|
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|
|
110 |
|
|
Recirculation |
|
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|
|
|
|||
|
|
|
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|||||
100 |
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||||
|
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90 |
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|
80 |
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|
|
|
Throttle |
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|
|
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|
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|
|
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|
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|||
70 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
control |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
||
P(%) |
|
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||
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
60 |
|
|
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
50 |
|
|
|
|
Cycle |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
40 |
|
|
|
|
control |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
VSD |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
30 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
control |
|
|
Ideal pump |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
control |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
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|
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|
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|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
90 |
100 |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Q(%) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Illustration 2.5 Courbes comparatives de contrôle du débit
2.1.5Exemple avec un débit variable sur une année
Cet exemple est calculé d'après les caractéristiques d'une pompe tirées de sa €che technique et présentées sur l'Illustration 2.7.
Le résultat obtenu révèle des économies d'énergie supérieures à 50 % selon la répartition donnée du débit sur l'année,
voir l'Illustration 2.6. La période de récupération dépend du prix de l'électricité et du prix du variateur de fréquence.
MG20N604 |
Danfoss A/S © 09/2014 Tous droits réservés. |
17 |
Vue d'ensemble des produits |
VLT® AQUA Drive FC 202 |
Dans le cas présent, elle est inférieure à une année si l'on compare avec les systèmes à vannes et vitesse constante.
2 2 [h] t |
|
|
|
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|
|
<![if ! IE]> <![endif]>175HA210.11 |
|
|
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|
|
2000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1500 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
|
|
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|
1000 |
|
|
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|
|
|
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|
|
|
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|
|
|
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|
|
500 |
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|
|
|
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|
|
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|
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|
|
|
|
|
|
|
Q |
|
|
100 |
|
200 |
300 |
400 |
|
|||
|
|
|
[m3 /h] |
|||||||
|
|
|
|
|
||||||
t [h] |
|
Durée du débit. Voir aussi le Tableau 2.2. |
|
|
||||||
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|
|
|
|
||
Q [m3/h] |
|
Débit |
|
|
|
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|
|
Illustration 2.6 Répartition du débit sur 1 année (durée par rapport au débit)
Débit |
Répartition |
Régulation par |
Commande du |
|||
|
|
|
vanne |
variateur de |
||
|
|
|
|
|
fréquence |
|
|
% |
Durée |
Puissan |
Consomm |
Puissa |
Consomm |
|
|
|
ce |
a |
nce |
a |
|
|
|
|
tion |
|
tion |
[m3/h] |
|
[h] |
[kW] |
[kWh] |
[kW] |
[kWh] |
350 |
5 |
438 |
42,51) |
18,615 |
42,51) |
18,615 |
300 |
15 |
1314 |
38,5 |
50,589 |
29,0 |
38,106 |
|
|
|
|
|
|
|
250 |
20 |
1752 |
35,0 |
61,320 |
18,5 |
32,412 |
|
|
|
|
|
|
|
200 |
20 |
1752 |
31,5 |
55,188 |
11,5 |
20,148 |
|
|
|
|
|
|
|
150 |
20 |
1752 |
28,0 |
49,056 |
6,5 |
11,388 |
|
|
|
|
|
|
|
100 |
20 |
1752 |
23,02) |
40,296 |
3,53) |
6,132 |
Σ |
10 |
8760 |
– |
275,064 |
– |
26,801 |
|
0 |
|
|
|
|
|
Tableau 2.2 Résultat
1)Relevé de puissance au point A1
2)Relevé de puissance au point B1
3)Relevé de puissance au point C1
2.1.6 Contrôle amélioré
L'utilisation d'un variateur de fréquence pour commander le débit ou la pression d'un système améliore le contrôle. Un variateur de fréquence peut faire varier la vitesse du ventilateur ou de la pompe pour obtenir un contrôle variable du débit et de la pression.
De plus, il peut adapter rapidement la vitesse du ventilateur ou de la pompe aux nouvelles conditions de débit ou de pression du système.
Obtenir un contrôle simple du procédé (débit, niveau ou pression) en utilisant le régulateur PI intégré.
2.1.7 Démarreur étoile/triangle ou démarreur progressif
Lors du démarrage de gros moteurs, il est nécessaire, dans beaucoup de pays, d'utiliser un équipement qui limite le courant de démarrage. Dans les systèmes plus traditionnels, on utilise couramment un démarreur étoile/ triangle ou un démarreur progressif. De tels démarreurs de moteur ne sont pas nécessaires lorsqu'on utilise un variateur de fréquence.
Comme indiqué sur l'Illustration 2.8, un variateur de fréquence ne consomme pas plus que le courant nominal.
Illustration 2.7 Consommation d'énergie à diŒérentes vitesses
18 |
Danfoss A/S © 09/2014 Tous droits réservés. |
MG20N604 |
Vue d'ensemble des produits |
Manuel de con€guration |
|
|
1VLT® AQUA Drive FC 202
2Démarreur étoile/triangle
3Démarreur progressif
4Démarrage direct sur secteur
Illustration 2.8 Courant de démarrage
2.2 Description du fonctionnement
Le variateur de fréquence fournit une quantité régulée de puissance CA à un moteur pour contrôler sa vitesse. Le variateur de fréquence fournit une fréquence et une tension variables au moteur.
Le variateur de fréquence est divisé en 4 modules principaux :
•Redresseur
•Circuit de bus CC intermédiaire
•Onduleur
•Commande et régulation
L'Illustration 2.9 représente un schéma fonctionnel des composants internes du variateur de fréquence. Voir le Tableau 2.3 pour connaître leurs fonctions.
Zone |
Dénomination |
|
Fonctions |
|
|
|
|
1 |
Entrée secteur |
• |
Alimentation secteur CA triphasée |
|
|
|
|
|
2 |
|
2 |
||||
|
du variateur de fréquence. |
|
|
||||
|
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|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
|
• |
Le pont redresseur convertit |
|
|
|
|
2 |
Redresseur |
|
l'entrée CA en courant CC pour |
|
|
|
|
|
alimenter le variateur de |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
fréquence. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
Bus CC |
• |
Le circuit du bus intermédiaire |
|
|
|
|
|
traite le courant CC. |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
• |
Filtrent la tension du circuit CC |
|
|
|
|
|
|
|
intermédiaire. |
|
|
|
|
|
|
• |
Assurent la protection contre les |
|
|
|
|
|
|
|
transitoires secteur. |
|
|
|
|
4 |
Bobines de |
• |
Réduisent le courant RMS. |
|
|
|
|
réactance CC |
|
|
|
|
|||
|
• |
Augmentent le facteur de |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
puissance répercuté vers la ligne. |
|
|
|
|
|
|
• |
Réduisent les harmoniques sur |
|
|
|
|
|
|
|
l'entrée CA. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
• |
Stocke l'énergie CC. |
|
|
|
|
5 |
Batterie de |
• |
Assure une protection anti-panne |
|
|
|
|
condensateurs |
|
pendant les courtes pertes de |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
puissance. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
• |
Convertit le courant CC en une |
|
|
|
|
|
|
|
forme d'onde CA à modulation |
|
|
|
|
6 |
Onduleur |
|
d'impulsions en durée (PWM) |
|
|
|
|
|
|
|
régulée pour une sortie variable |
|
|
|
|
|
|
|
contrôlée du moteur. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
Sortie vers le |
• |
Alimentation de sortie triphasée |
|
|
|
|
moteur |
|
régulée vers le moteur. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
• |
La puissance d'entrée, le |
|
|
|
|
|
|
|
traitement interne, la sortie et le |
|
|
|
|
|
|
|
courant du moteur sont surveillés |
|
|
|
|
|
|
|
pour fournir un fonctionnement et |
|
|
|
|
|
Circuit de |
|
un contrôle eŒcaces. |
|
|
|
|
8 |
• |
|
|
|
|
|
|
commande |
L'interface utilisateur et les ordres |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
externes sont surveillés et mis en |
|
|
|
|
|
|
|
œuvre. |
|
|
|
|
|
|
• |
La sortie et le contrôle de l'état |
|
|
|
|
|
|
|
peuvent être assurés. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Tableau 2.3 Légende de l'Illustration 2.9
1. Le variateur de fréquence redresse la tension CA du secteur en tension CC.
2. La tension continue (CC) est convertie en un courant CA d'amplitude et de fréquence variables.
|
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|
|
Le variateur de fréquence alimente le moteur avec une |
|
Illustration 2.9 Schéma fonctionnel du variateur de fréquence |
tension/courant et une fréquence variables qui offrent des |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
possibilités de régulation de vitesse variable pour les |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
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|
|
moteurs standard triphasés et les moteurs PM non |
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saillants. |
MG20N604 |
Danfoss A/S © 09/2014 Tous droits réservés. |
19 |
Vue d'ensemble des produits |
VLT® AQUA Drive FC 202 |
|
|
|
Le variateur de fréquence gère divers principes de |
|
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|
fonctionnement des moteurs tels que le mode moteur U/f |
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2 |
|
2 |
spécial et VVC+. Le comportement relatif aux courts-circuits |
|
|
||
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|
|
de ce variateur de fréquence dépend des 3 transformateurs de courant dans les phases moteur.
Illustration 2.10 Structure du variateur de fréquence
2.3 Séquence de fonctionnement 2.3.1 Section redresseur
Lorsqu'une puissance est appliquée au variateur de fréquence, elle entre via les bornes d'entrée (L1, L2, L3) et arrive au sectionneur et/ou à l'option de €ltre RFI, selon la con€guration de l'appareil.
2.3.2 Section intermédiaire
Après la section du redresseur, la tension passe dans la section intermédiaire. Un circuit de €ltre sinus composé de la bobine d'induction et de la batterie de condensateurs du bus CC lisse la tension redressée.
La bobine d'induction du bus CC fournit une impédance série au courant changeant. Ceci participe au processus de €ltrage tout en réduisant la distorsion harmonique sur la forme d'onde du courant CA d'entrée normalement inhérente aux circuits redresseurs.
2.3.3 Section d'onduleur
Dès qu'un ordre de fonctionnement et la référence de vitesse sont présents, les IGBT commencent à commuter pour créer la forme d'onde de la sortie. Cette forme d'onde, telle que générée par le principe PWM VVC+ Danfoss de la carte de commande, offre des performances optimales et des pertes minimales dans le moteur.
2.3.4 Option de freinage
Pour les variateurs de fréquence équipés de l'option de freinage dynamique, un IGBT de freinage, avec les bornes 81(R-) et 82(R+), est inclus pour la connexion d'une résistance de freinage externe.
La fonction de l'IGBT de freinage consiste à limiter la tension du circuit intermédiaire, chaque fois que la limite de tension maximale est dépassée. Pour ce faire, l'IGBT commute la résistance montée en externe, au niveau du bus CC, pour supprimer la tension CC excessive présente dans les condensateurs du bus.
L'installation externe de la résistance de freinage présente les avantages de pouvoir choisir la résistance en fonction des besoins de l'application, de dissiper l'énergie hors du panneau de commande et de protéger le variateur de fréquence contre les surchauffes si la résistance de freinage est en surcharge.
Le signal de gâchette de l'IGBT de freinage émane de la carte de commande et est transmis à l'IGBT de freinage via la carte de puissance et la carte de commande de gâchette. De plus, les cartes de puissance et de commande surveillent la connexion de l'IGBT de freinage et de la résistance de freinage pour éviter les éventuels courtscircuits ou surcharges. Pour les spéci€cations de fusibles d'entrée, se reporter au chapitre 7.1 Données électriques. Voir aussi le chapitre 7.7 Fusibles et disjoncteurs.
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Manuel de con€guration |
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2.3.5 Répartition de la charge
Les unités avec option de répartition de la charge intégrée comportent les bornes 89 (+) CC et 88 (-) CC. Dans le variateur de fréquence, ces bornes sont raccordées au bus CC devant la bobine de réactance du circuit intermédiaire et les condensateurs du bus.
Pour plus d'informations, contacter Danfoss.
Les bornes de répartition de la charge peuvent être raccordées dans 2 con€gurations différentes.
1.Dans la première méthode, les bornes relient les circuits de bus CC de plusieurs variateurs de fréquence entre eux. Cela permet à une unité en mode régénératif de partager sa tension du bus excessive avec un autre variateur de fréquence en mode entraînement moteur. La répartition de la charge peut ainsi réduire la nécessité de résistances de freinage dynamique externes, tout en économisant de l'énergie. Le nombre d'unités pouvant être raccordées de cette façon est in€ni tant qu'elles présentent toutes la même tension nominale. En outre, selon la taille et le nombre d'unités, il peut s'avérer nécessaire d'installer des bobines de réactance CC et des fusibles CC dans les connexions du circuit intermédiaire et des bobines de réactance CA sur le secteur. Cette con€guration requiert des considérations spéci€ques. Contacter Danfoss pour obtenir de l'aide.
2.Dans la seconde méthode, le variateur de fréquence est alimenté exclusivement par une source CC. Ceci requiert :
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une source CC ; |
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un moyen d'abaisser la tension dans le |
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bus CC lors de la mise sous tension. |
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À nouveau, cette con€guration requiert des considérations spéci€ques. Contacter Danfoss pour obtenir de l'aide.
2.4 Structures de contrôle
2.4.1Structure de contrôle en boucle ouverte
En mode boucle ouverte, le variateur de fréquence répond manuellement à des commandes d'entrée via les touches du LCP ou à distance via les entrées analogiques et digitales ou le bus série.
Dans la con€guration présentée sur l'Illustration 2.11, le variateur de fréquence fonctionne en mode boucle ouverte. Il reçoit une entrée du LCP (mode Manuel) ou via un signal distant (mode Auto). Le signal (référence de vitesse) est reçu et conditionné par des limites de vitesse minimum et maximum du moteur (en tr/min et Hz), des temps d'accélération et de décélération et le sens de rotation du moteur. La référence est ensuite transmise pour contrôler le moteur.
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o and auto |
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site |
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on keys |
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Ramp
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<![if ! IE]> <![endif]>130BB153.10 |
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To motor |
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Illustration 2.11 Schéma fonctionnel du mode boucle ouverte
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2.4.2 Structure de commande en boucle fermée
2 2 En mode boucle ouverte, un régulateur PID interne permet au variateur de fréquence de calculer la référence du système et les signaux de retour pour agir comme un appareil de commande indépendant. Le variateur peut fournir des messages d'état et d'alarme, avec de
nombreuses autres options programmables, pour contrôler le système externe tout en fonctionnant de façon indépendante en boucle fermée.
Illustration 2.12 Schéma fonctionnel du contrôleur en boucle fermée
Prenons par exemple une application de pompage dans laquelle la vitesse de la pompe est régulée de façon à ce que la pression statique dans la conduite soit constante (voir l'Illustration 2.12). Le variateur de fréquence reçoit un signal de retour d'un capteur du système. Il compare ce retour à une valeur de référence du point de consigne et détermine l'erreur éventuelle entre ces 2 signaux. Il ajuste alors la vitesse du moteur pour corriger cette erreur.
La consigne de la pression statique souhaitée est fournie au variateur de fréquence comme signal de référence. Un capteur mesure la pression statique réelle dans la conduite et la communique au variateur de fréquence par un signal de retour. Si le signal de retour est supérieur à la référence du point de consigne, le variateur de fréquence décélère pour réduire la pression. De la même façon, si la pression de la conduite est inférieure à la référence du point de consigne, le variateur de fréquence accélère pour augmenter la pression de la pompe.
Alors que les valeurs par défaut du contrôleur en boucle fermée du variateur de fréquence offrent souvent des performances satisfaisantes, le contrôle du système peut souvent être optimisé en ajustant les paramètres du régulateur PID. Le réglage automatique est fourni pour cette optimisation.
•Filtre passe-bas intégré - Réduit le bruit du signal de retour.
2.4.3Contrôle local (Hand On) et distant (Auto On)
Le variateur de fréquence peut être actionné manuellement via le LCP ou à distance via les entrées analogiques et digitales et le bus série.
Référence active et mode de con€guration
La référence active peut correspondre à la référence locale ou distante. La référence distante est le paramètre dé€ni par défaut.
•Pour utiliser la référence locale, con€gurer en mode Manuel. Pour activer le mode Manuel, adapter les réglages de paramètres dans le groupe de paramètres 0-4* Clavier LCP. Pour plus d'informations, se reporter au Guide de programmation.
•Pour utiliser la référence distante, con€gurer en mode Auto, lequel correspond au mode dé€ni par défaut. En mode Auto, il est possible de contrôler le variateur de fréquence via les entrées digitales et plusieurs interfaces série (RS485, USB ou un bus de terrain en option).
Autres fonctions programmables :
•Régulation inverse - La vitesse du moteur augmente lorsqu'un signal de retour est élevé.
•Fréquence de démarrage - Permet au système d'atteindre rapidement un état d'exploitation avant que le régulateur PID reprenne.
•
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L'Illustration 2.13 présente le mode de con€guration résultant de la sélection de la référence active, locale ou distante.
L'Illustration 2.14 présente le mode de con€guration manuelle de la référence locale.
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Illustration 2.13 Référence active
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<![if ! IE]> <![endif]>130BD893.10 |
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Scale to closed loop unit
closed loop
Illustration 2.14 Mode de con€guration
Principe de fonctionnement de l'application
La référence locale ou la référence distante est active à tout moment. Les deux ne peuvent pas être actives en même temps. Dé€nir le principe de fonctionnement de l'application (en boucle ouverte ou fermée) au par.
Paramétre 1-00 Mode Config., comme indiqué dans le Tableau 2.4.
Lorsque la référence locale est active, dé€nir le principe de fonctionnement de l'application au par.
Paramétre 1-05 Configuration mode Local. Dé€nir l'emplacement de la référence au par.
paramétre 3-13 Type référence, comme indiqué dans le Tableau 2.4.
Pour plus d'informations, se reporter au Guide de programmation.
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[Hand On] |
Emplacement de la |
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Auto |
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touches |
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touches |
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Tableau 2.4 Con€gurations des références locale et distante
2.4.4 Utilisation des références
L'utilisation des références s'applique au fonctionnement en boucle ouverte et en boucle fermée.
Références internes et externes
Le variateur de fréquence permet de programmer jusqu'à 8 références internes prédé€nies. La référence interne prédé€nie active peut être sélectionnée en externe à l'aide des entrées de commande digitales ou du bus de communication série.
Des références externes peuvent également être fournies au variateur, le plus souvent via une entrée de commande analogique. Toutes les sources de référence et la référence du bus sont ajoutées pour produire la référence externe totale. La référence externe, la référence prédé€nie, la consigne ou la somme des 3 peut être sélectionnée en tant que référence active. Cette référence peut être mise à l'échelle.
La référence externe est calculée comme suit :
Ré f érence = X + X × |
Y |
100 |
Lorsque X est la référence externe, la référence prédé€nie ou la somme de ces références et Y est le par.
paramétre 3-14 Réf.prédéf.relative en [%].
Lorsque Y, soit le par. paramétre 3-14 Réf.prédéf.relative, est réglé sur 0 %, la mise à l'échelle n'affecte pas la référence.
Référence distante
Une référence distante est composée des valeurs suivantes (voir l'Illustration 2.15).
•Références prédé€nies
•Références externes :
-Entrées analogiques
-Entrées de fréquence d'impulsion
-Entrées du potentiomètre digital
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-Références du bus de communication série
Une référence relative prédé€nie
Un point de consigne contrôlé par le retour
Illustration 2.15 Schéma du bloc présentant le traitement de la référence distante
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Manuel de con€guration |
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2.4.5 Traitement du retour
Le traitement du retour peut être con€guré pour fonctionner avec des applications nécessitant un contrôle avancé, comme des points de consigne et des retours multiples (voir l'Illustration 2.16). Trois types de contrôle sont fréquents :
Zone unique, une seule consigne
Ce type de contrôle est une con€guration de base du retour. Le point de consigne 1 est ajouté à toute autre référence (le cas échéant) et un signal de retour est sélectionné.
Multizones, une seule consigne
Ce type de commande utilise deux ou trois capteurs de retour mais un seul point de consigne. Le retour peut être ajouté, enlevé ou réparti. De plus, la valeur maximale ou minimale peut être utilisée. Le point de consigne 1 est utilisé exclusivement dans cette con€guration.
Multizone, consigne/retour
La paire consigne/retour avec la plus grande différence contrôle la vitesse du variateur de fréquence. Le maximum tente de maintenir toutes les zones à leur point de
consigne respectif ou en dessous tandis que le minimum |
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tente de maintenir toutes les zones à leur point de |
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consigne ou au-dessus. |
2 2 |
Exemple |
Une application à 2 zones et 2 points de consigne. Le point de consigne de la zone 1 est 15 bar et le retour est 5,5 bar. Le point de consigne de la zone 2 est 4,4 bar et le retour est 4,6 bar. Si maximum est sélectionné, la consigne et le signal de retour de la zone 1 sont envoyés au régulateur PID, puisque la différence est la plus petite (le signal de retour est supérieur à la consigne, ce qui donne une différence négative). Si minimum est sélectionné, la consigne et le signal de retour de la zone 2 sont envoyés au régulateur PID, puisque la différence est plus importante (le signal de retour est inférieur à la consigne, ce qui donne une différence positive).
Illustration 2.16 Schéma fonctionnel du traitement du signal de retour
Conversion du signal de retour
Dans certaines applications, la conversion du signal de retour est utile. Par exemple, on peut utiliser un signal de pression pour fournir un signal de retour de débit. Puisque la racine carrée de la pression est proportionnelle au débit, la racine carrée du signal de pression donne une valeur proportionnelle au débit (voir l'Illustration 2.17).
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Illustration 2.17 Conversion du signal de retour
Résistance de freinage
Le variateur de fréquence est protégé contre les courtscircuits dans la résistance de freinage.
Répartition de la charge
Pour protéger le bus CC contre les courts-circuits et les variateurs de fréquence contre les surcharges, installer des fusibles CC en série avec les bornes de répartition de la charge de toutes les unités connectées. Voir le
chapitre 2.3.5 Répartition de la charge pour plus d'informations.
2.5 Fonctions opérationnelles automatisées
Les caractéristiques opérationnelles automatisées sont actives dès que le variateur de fréquence est en fonctionnement. La plupart ne nécessitent aucune programmation ni con€guration. Le fait de savoir que ces caractéristiques sont présentes permet d'optimiser la conception d'un système et sans doute d'éviter l'introduction de composants ou fonctionnalités redondants.
Pour plus d'informations sur l'une des con€gurations requises, en particulier les paramètres du moteur, consulter le Guide de programmation.
Le variateur de fréquence comporte un large éventail de fonctions de protection intégrées a€n de le protéger et de protéger également le moteur qu'il fait fonctionner.
2.5.1 Protection contre les courts-circuits
Moteur (phase-phase)
Une mesure de courant effectuée sur chacune des trois phases moteur ou sur le circuit intermédiaire protège le variateur de fréquence contre les courts-circuits. Un courtcircuit entre 2 phases de sortie se traduit par un surcourant dans l'onduleur. L'onduleur est désactivé si le courant de court-circuit dépasse la valeur limite (alarme 16 Arrêt verrouillé).
Côté secteur
Un variateur de fréquence fonctionnant correctement limite le courant qu'il tire de l'alimentation. Il est recommandé d'utiliser des fusibles et/ou des disjoncteurs du côté de l'alimentation comme protection en cas de panne d'un composant interne au variateur de fréquence (première panne). Voir le chapitre 7.7 Fusibles et disjoncteurs pour plus d'informations.
2.5.2 Protection contre les surcharges
Surtension générée par le moteur
La tension du circuit intermédiaire augmente lorsque le moteur agit comme un alternateur. Ceci se produit dans deux cas :
•La charge entraîne le moteur (à une fréquence de sortie constante générée par le variateur de fréquence) : l'énergie est fournie par la charge.
•Lors de la décélération (rampe descendante), si le moment d'inertie est élevé, le frottement est faible et le temps de rampe de décélération est trop court pour que l'énergie se dissipe sous forme de perte du variateur de fréquence, du moteur et de l'installation.
•Un réglage incorrect de la compensation du glissement risque d'entraîner une tension élevée du circuit intermédiaire.
•Force contre-électromotrice FCEM issue du fonctionnement du moteur PM. Si le moteur PM est en roue libre à un régime élevé, la FCEM peut éventuellement dépasser la tolérance de tension maximum du variateur de fréquence et provoquer des dommages. Pour empêcher cela, la valeur du par. paramétre 4-19 Frq.sort.lim.hte est automatiquement limitée sur la base d'un calcul interne reposant sur la valeur des par.
paramétre 1-40 FCEM à 1000 tr/min., paramétre 1-25 Vit.nom.moteur et paramétre 1-39 Pôles moteur.
AVIS!
Pour éviter que le moteur dépasse la vitesse limite (p. ex. en raison d'eŒets de moulinet excessifs ou de débit incontrôlé), il convient d'équiper le variateur de fréquence d'une résistance de freinage.
AVIS!
L'utilisation de fusibles et/ou de disjoncteurs est obligatoire a€n d'assurer la conformité aux normes CEI 60364 pour CE et NEC 2009 pour UL.
La surtension peut être gérée en utilisant une fonction de freinage (paramétre 2-10 Fonction Frein et Surtension) et/ou un contrôle de surtension (paramétre 2-17 Contrôle Surtension).
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Contrôle des surtensions (OVC)
L'OVC réduit le risque d'arrêt du variateur de fréquence en raison d'une surtension sur le circuit intermédiaire. Ceci est géré par l'extension automatique du temps de rampe.
AVIS!
L'OVC peut être activé pour les moteurs PM (PM VVC+).
Fonctions de freinage
Raccorder une résistance de freinage pour la dissipation de l'énergie excédentaire. Le raccordement d'une résistance de freinage permet d'éviter une tension bus CC trop élevée lors du freinage.
Un frein CA permet d'optimiser le freinage sans utiliser de résistance de freinage. Cette fonction commande une surmagnétisation du moteur lorsqu'il tourne comme un générateur créant de l'énergie supplémentaire. Cette fonction peut améliorer l'OVC. L'augmentation des pertes électriques dans le moteur permet aux fonctions OVC d'augmenter le couple de freinage sans dépasser la limite de surtension.
AVIS!
Le frein CA n'est pas aussi eŽcace que le freinage dynamique par résistance.
2.5.6 Protection surcharge
Limite de couple |
2 |
2 |
La caractéristique de limite de couple protège le moteur |
contre les surcharges indépendamment de la vitesse. La limite de couple est contrôlée au par. paramétre 4-16 Mode moteur limite couple ou au par. paramétre 4-17 Mode générateur limite couple et le temps avant que l'avertissement de limite de couple ne se déclenche est contrôlé au par. paramétre 14-25 Délais Al./C.limit ?.
Limite de courant
La limite de courant est contrôlée au par. paramétre 4-18 Limite courant.
Limite vitesse
Dé€nir les limites inférieure et supérieure de la gamme de vitesse d'exploitation en utilisant les paramètres suivants :
•paramétre 4-11 Vit. mot., limite infér. [tr/min] ou
•paramétre 4-12 Vitesse moteur limite basse [Hz] et paramétre 4-13 Vit.mot., limite supér. [tr/min], ou
•paramétre 4-14 Motor Speed High Limit [Hz]
Par exemple, la gamme de vitesse d'exploitation peut être dé€nie entre 30 et 50/60 Hz. Le par.
paramétre 4-19 Frq.sort.lim.hte limite la vitesse de sortie maximale que le variateur de fréquence peut fournir.
2.5.3Détection de phase moteur manquante
La fonction de détection de phase moteur manquante (paramétre 4-58 Surv. phase mot.) est activée par défaut pour éviter l'endommagement du moteur s'il manque une phase moteur. Le réglage par défaut est de 1000 ms, mais il peut être ajusté pour une détection plus rapide.
2.5.4 Détection de défaut de phase secteur
Un fonctionnement dans des conditions de déséquilibre important réduit la durée de vie de l'unité. Les conditions sont considérées comme sévères si le moteur fonctionne continuellement à hauteur de la charge nominale. Le réglage par défaut déclenche le variateur de fréquence en cas de déséquilibre du secteur (paramétre 14-12 Fonct.sur désiqui.réseau).
2.5.5 Commutation sur la sortie
Une commutation sur la sortie entre le moteur et le variateur de fréquence est autorisée. Des messages d'erreur peuvent apparaître. Activer le démarrage à la volée pour
« rattraper » un moteur qui tourne à vide.
ETR
ETR est une caractéristique électronique qui simule un relais bimétallique en s'appuyant sur des mesures internes. La courbe caractéristique est indiquée sur l'Illustration 2.18.
Limite tension
Le variateur de fréquence s'arrête a€n de protéger les transistors et les condensateurs du circuit intermédiaire quand un certain niveau de tension programmé en dur est atteint.
Surtempérature
Le variateur de fréquence comporte des capteurs de température intégrés et réagit immédiatement aux valeurs critiques via les limites programmées en dur.
2.5.7 Déclassement automatique
Le variateur véri€e constamment les niveaux critiques :
•Température trop élevée sur la carte de commande ou le radiateur
•charge moteur élevée ;
•haute tension du circuit intermédiaire ;
•vitesse du moteur faible.
En réponse à un niveau critique, le variateur de fréquence ajuste la fréquence de commutation. Pour des températures internes élevées ainsi que pour une vitesse
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de moteur faible, le variateur de fréquence peut également forcer le modèle PWM sur SFAVM.
2 2 AVIS!
Le déclassement automatique est diŒérent lorsque le par. paramétre 14-55 Filtre de sortie est réglé sur [2] Filtre sinusoïdal ‚xe.
2.5.8Optimisation automatique de l'énergie (AEO)
L'optimisation automatique de l'énergie (AEO) s'adresse au variateur de fréquence pour surveiller la charge sur le moteur et ajuster la tension de sortie a€n de maximiser le rendement. En charge légère, la tension est réduite et le courant du moteur est minimisé. Le moteur béné€cie d'un meilleur rendement, d'un chauffage réduit et d'un fonctionnement plus silencieux. Il n'est pas nécessaire de sélectionner une courbe V/Hz car le variateur de fréquence ajuste automatiquement la tension du moteur.
Le variateur de fréquence comporte une fonction automatique : le contrôle de la fréquence de commutation dépendant de la charge. Cette fonction permet au moteur de pouvoir pro€ter de la fréquence de commutation la plus élevée possible permise par la charge.
2.5.11Déclassement automatique en cas de surchauffe
Le déclassement automatique en cas de surchauffe est activé pour empêcher le déclenchement du variateur de fréquence à température élevée. Les capteurs de température internes mesurent les conditions de protection des composants électriques contre la surchauffe. Le variateur de fréquence peut automatiquement réduire sa fréquence de commutation pour maintenir sa température de fonctionnement dans des limites sûres. Après réduction de la fréquence de commutation, le variateur peut également réduire la fréquence de sortie et le courant jusqu'à 30 % a€n d'éviter un déclenchement pour cause de surchauffe.
2.5.9Modulation automatique de la fréquence de commutation
Le variateur de fréquence génère de courtes impulsions électriques a€n de former un modèle d'onde CA. La fréquence de commutation correspond au rythme de ces impulsions. Une fréquence de commutation faible (rythme faible) provoque du bruit dans le moteur, il est donc préférable d'opter pour une fréquence de commutation plus élevée. Une fréquence de commutation élevée génère toutefois de la chaleur dans le variateur de fréquence, ce qui peut limiter la quantité de courant disponible pour le moteur.
La modulation automatique de la fréquence de commutation régule ces conditions automatiquement pour fournir la plus haute fréquence de commutation sans surchauffe du variateur de fréquence. En fournissant une fréquence de commutation régulée élevée, elle réduit le son du moteur à basse vitesse, lorsque le contrôle du bruit audible est critique et produit une puissance de sortie totale vers le moteur lorsque la demande le requiert.
2.5.10Déclassement automatique pour fréquence de commutation élevée
Le variateur de fréquence a été conçu pour un fonctionnement continu à pleine charge à des fréquences de commutation comprises entre 3,0 et 4,5 kHz (cette plage de fréquence dépend de la puissance). Une fréquence de commutation supérieure à la plage maximale autorisée augmente la chaleur dans le variateur de fréquence et requiert un déclassement du courant de sortie.
2.5.12 Rampe automatique
Un moteur qui tente d'accélérer une charge trop vite au courant disponible peut entraîner l'arrêt du variateur. C'est également vrai en cas de décélération trop rapide. La rampe automatique protège contre ces situations en augmentant la vitesse de montée du moteur (accélération ou décélération) a€n de l'adapter au courant disponible.
2.5.13 Circuit de limite de courant
Lorsqu'une charge dépasse la capacité de courant du fonctionnement normal du variateur de fréquence (depuis un variateur de fréquence ou un moteur sousdimensionné), la limite de courant réduit la fréquence de sortie pour ralentir le moteur et réduire la charge. Un temporisateur réglable est disponible pour limiter le fonctionnement dans cet état pendant 60 secondes ou moins. La limite dé€nie par défaut à l'usine est de 110 % du courant nominal du moteur pour réduire les contraintes du surcourant.
2.5.14Performance de fluctuation de la puissance
Le variateur de fréquence supporte les fluctuations du secteur telles que les :
•Transitoires
•Chutes de courant momentanées
•Brèves chutes de tension
•Surtensions
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