Danfoss FCD 302 Design guide [fr]

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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

1.1 Objet du Manuel de conguration

1.2 Organisation

1.3 Ressources supplémentaires

1.4 Abréviations, symboles et conventions

1.5 Dénitions

1.6 Version de document et de logiciel

1.7 Homologations et certications

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

8 8 8 8

9 10 11 11

1.8.1 Principes de sécurité générale 13

2 Vue d'ensemble des produits

2.1 Introduction

2.2 Description du fonctionnement

2.3 Séquence de fonctionnement

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

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

15 15 19 20

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

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 surchaue 28

2.5.12 Rampe automatique 28

2.5.13 Circuit de limite de courant 28

2.5.14 Performance de uctuation 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

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 Préchauage 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

2.7.1 Fonctionnement en surchaue 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

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

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

2.9.1 Stockage 37

3 Intégration du système

3.1 Conditions ambiantes de fonctionnement

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

38 38

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

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

3.3.1 Congurations du secteur et eets 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

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

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

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

3.6.1 Dégagement 68

3.6.2 Montage mural 68

3.6.3 Accès 69

3.7 Options et accessoires

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

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

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

4 Exemples d'applications

4.1 Vue d'ensemble des caractéristiques de l'application

4.2 Fonctions choisies de l'application

101 101 102

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

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

5.1 Déclassement manuel

5.2 Déclassement pour installation de câbles moteurs longs ou à section augmentée

5.3 Déclassement pour température ambiante

105

116 116 117 117

6 Code type et sélection

122

Table des matières

VLT® AQUA Drive FC 202

6.1 Commande

6.1.1 Code de type 122

6.1.2 Langue du logiciel 124

6.2 Options, accessoires et pièces détachées

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

7.1 Données électriques

7.1.1 Alimentation secteur 1 x 200-240 V CA 143

122

124

143 143

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

7.3 Puissance et données du moteur

7.4 Conditions ambiantes

7.5 Spécications du câble

7.6 Entrée/sortie de commande et données de commande

7.7 Fusibles et disjoncteurs

7.8 Dimensionnements puissance, poids et dimensions

7.9 Test dU/dt

7.10 Caractéristiques du bruit acoustique

7.11 Options sélectionnées

7.11.1 Module d'E/S à usage général MCB 101 VLT® 178

7.11.2 VLT® Relay Card MCB 105 178

159 159 160 160 161 164 173 175 177 178

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

Table des matières Manuel de conguration

8 Annexe - Schémas sélectionnés

8.1 Schémas de raccordement au secteur (3 phases)

8.2 Schéma de raccordement du moteur

8.3 Schémas des bornes relais

8.4 Orices d'entrée de câble

Indice

188 188 191 193 194

198

Introduction

VLT® AQUA Drive FC 202

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 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

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 ; options et accessoires disponibles.

planication mécanique ; et descriptions des

conguration est de fournir des

d'ecacité.

Chapitre 7

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.

Spécications : compilation des caractéristiques

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 conguration 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

•

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

•

O 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 conguration 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.

AQUA Drive

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.

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 diérentiel D-TYPE Dépend du variateur CEM Compatibilité électromagnétique FEM Force électromotrice ETR Relais thermique électronique f

JOG

Fréquence du moteur lorsque la fonction

jogging est activée f f

MAX

Fréquence du moteur

La fréquence de sortie maximum que le

variateur de fréquence applique à sa sortie. f

MIN

Fréquence moteur minimale du variateur de

fréquence f

M,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 I

INV

LIM

M,N

VLT,MAX

VLT,N

Courant de sortie nominal onduleur

Limite de courant

Courant nominal du moteur

Courant de sortie maximal

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

VLT

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 n

Paramètres en ligne/hors ligne

Vitesse moteur synchrone

Les modications apportées aux paramètres en

ligne sont activées immédiatement après

modication de la valeur des données. P

fr,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 P

Puissance de sortie nominale du variateur de

fréquence en surcharge élevée (HO). P

M,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. R

fr,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 diérentielle Régén Bornes régénératives R

min

Valeur de la résistance de freinage minimale

autorisée par variateur de fréquence RMS Valeur quadratique moyenne tr/min Tours par minute R

rec

Résistance de freinage recommandée des

résistances de freinage Danfoss s Seconde SFAVM Modulation vectorielle asynchrone à ux

statorique orienté STW Mot d'état SMPS Alimentation en mode commutation THD Taux d'harmoniques T

LIM

Limite de couple TTL Impulsions du codeur TTL (5 V) - Logique de

transistor U

M,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 :

Introduction

VLT® AQUA Drive FC 202

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 eectue 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 kW

cosϕ = 

P kVA

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'I 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 surchaue 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 :

UλxIλxcosϕ

 = 

UλxIλ

RMS

est élevé

Introduction

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.

Manuel de conguration

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 Remarques Version logiciel

MG20N6xx Remplace MG20N5xx 2.20 et toute version ultérieure

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/.

conception et à la fabrication des variateurs de fréquence 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 machines 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

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 basse tension

Directive CEM

2006/42/EC

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

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 aecté 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.

Introduction

VLT® AQUA Drive FC 202

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.

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.

Conformité marine

1.7.4

1.7.1.4

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'ecacité 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

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.

Directive ErP

Conformité C-Tick

Illustration 1.2 C-Tick

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.

1 2

130BD832.10

Introduction Manuel de conguration

Par dénition, le personnel qualié est un personnel formé, 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.

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.

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

1, 2 Fiches relais

Illustration 1.4 Emplacement des ches relais

La déclaration du fabricant est disponible sur demande.

1.8

Sécurité

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 :

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.

AVERTISSEMENT

L'installation, le démarrage et la maintenance

•

doivent être eectués uniquement par du personnel qualié.

AVERTISSEMENT

Déconnecter le variateur de fréquence du

•

secteur. Activer la touche [O/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.

Il convient de respecter rigoureusement les précautions et consignes de sécurité pour garantir une exploitation sûre du variateur de fréquence.

1.8.2

Personnel qualié

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.

Introduction

VLT® AQUA Drive FC 202

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 complè-

•

tement déchargés avant de procéder à un entretien ou à une réparation. Le temps d'attente est indiqué dans le Tableau 1.4.

Voltage (Tension) [V]

200-240 0,25-3,7 kW - 5,5-45 kW 380-480 0,37-7,5 kW - 11-90 kW 525-600 0,75-7,5 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

Temps d'attente minimum

(minutes)

4 7 15

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 eectués 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.

130BD889.10

0 100 200 300 400

(mwg)

1350rpm

1650rpm

(kW)

200100 300

(

m3 /h

)

(

m3 /h

)

400

1350rpm

1650rpm

shaft

Vue d'ensemble des produits Manuel de conguration

2 Vue d'ensemble des produits

2.1 Introduction

2.1.2

Économies d'énergie

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.

Un produit dédié aux applications

2.1.1 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

•

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

n de courbe

Comparé à des technologies et des systèmes de contrôle alternatifs, un variateur de fréquence ore 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.

1 Économie d'énergie

Illustration 2.1 Exemple : Économie d'énergie

Vue d'ensemble des produits

VLT® AQUA Drive FC 202

2.1.3 Exemple d'économies d'énergie

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.

2.1.4

Commande 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 ecacité sensiblement réduite (1).

Illustration 2.2 Lois d'anité des pompes centrifuges

Débit : 

Pression: 

Puissance: 

 = 

Dans l'hypothèse d'une ecacité égale dans la plage de vitesse.

Q = débit 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'anité

P = puissance

100% speed

Flow

Pump curve

Head or pressure Head or pressure

Natural

operating point

Operating

point

Throttled

Unthrottled

Throttled system

Unthrottled system

130BD890.10

Flow

Head or Pressure

Pump curve

Operating

point

Natural

Operating point

system

Unthrottled

Speed reduction

130BD894.10

140

130

120

110

100

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Recirculation

Throttle

control

Cycle

control

VSD

control

Ideal pump

control

Q(%)

P(%)

130BD892.10

Vue d'ensemble des produits

Manuel de conguration

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'anité telles qu'elles sont décrites au chapitre 2.1.3 Exemple d'économies d'énergie.

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

Illustration 2.5 Courbes comparatives de contrôle du débit

Exemple avec un débit variable sur

2.1.5 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.

500

[h]

1000

1500

2000

200100 300

/h]

400

175HA210.11

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.

t [h] Q [m3/h]

Illustration 2.6 Répartition du débit sur 1 année (durée par rapport au débit)

Durée du débit. Voir aussi le Tableau 2.2. Débit

Débit Répartition Régulation par

vanne

% Durée PuissanceConsomm

tion

[m3/h]

1) Relevé de puissance au point A1

2) Relevé de puissance au point B1

3) Relevé de puissance au point C1

2.1.6

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

1008760 – 275,064 – 26,801

Tableau 2.2 Résultat

42,5

23,0

18,615

40,296

Contrôle amélioré

Commande du

variateur de

fréquence

Puissa

Consomm

nce

42,5

3,5

18,615

6,132

tion

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.

Démarreur étoile/triangle ou

2.1.7 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 diérentes vitesses

Vue d'ensemble des produits

VLT® AQUA Drive FC 202 2 Démarreur étoile/triangle 3 Démarreur progressif 4 Démarrage 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.

Manuel de conguration

Zone Dénomination Fonctions

Alimentation secteur CA triphasée

1 Entrée secteur

2 Redresseur

3 Bus CC

Bobines de

réactance CC

Batterie de

condensateurs

6 Onduleur

Sortie vers le

moteur

Circuit de

commande

•

du variateur de fréquence.

Le pont redresseur convertit

•

l'entrée CA en courant CC pour alimenter le variateur de fréquence.

Le circuit du bus intermédiaire

•

traite le courant CC.

Filtrent la tension du circuit CC

•

intermédiaire.

Assurent la protection contre les

•

transitoires secteur.

Réduisent le courant RMS.

•

Augmentent le facteur de

•

puissance répercuté vers la ligne.

Réduisent les harmoniques sur

•

l'entrée CA.

Stocke l'énergie CC.

•

Assure une protection anti-panne

•

pendant les courtes pertes de puissance.

Convertit le courant CC en une

•

forme d'onde CA à modulation d'impulsions en durée (PWM) régulée pour une sortie variable contrôlée du moteur.

Alimentation de sortie triphasée

•

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 un contrôle ecaces.

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.

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 possibilités de régulation de vitesse variable pour les moteurs standard triphasés et les moteurs PM non saillants.

orent des

Vue d'ensemble des produits

VLT® AQUA Drive FC 202

Le variateur de fréquence gère divers principes de fonctionnement des moteurs tels que le mode moteur U/f spécial et VVC+. Le comportement relatif aux courts-circuits

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.

Section d'onduleur

2.3.3

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, optimales et des pertes minimales dans le moteur.

ore des performances

de ce variateur de fréquence dépend des 3 transformateurs de courant dans les phases moteur.

Option de freinage

2.3.4

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 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.

surchaues si la résistance de freinage

130BB153.10

100%

-100%

100%

P 3-13 Reference site

Local reference scaled to RPM or Hz

Auto mode

Hand mode

LCP Hand on, o and auto on keys

Linked to hand/auto

Local

Remote

Reference

Ramp

P 4-10 Motor speed direction

To motor control

Reference handling Remote reference

P 4-13 Motor speed high limit [RPM]

P 4-14 Motor speed high limit [Hz]

P 4-11 Motor speed low limit [RPM]

P 4-12 Motor speed low limit [Hz]

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

Vue d'ensemble des produits Manuel de conguration

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

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 :

congurations diérentes.

2a une source CC ; 2b un moyen d'abaisser la tension dans le

bus CC lors de la mise sous tension.

À nouveau, cette conguration requiert des considérations spéciques. Contacter Danfoss pour obtenir de l'aide.

2.4 Structures de contrôle

2.4.1 Structure 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.

Illustration 2.11 Schéma fonctionnel du mode boucle ouverte

Vue d'ensemble des produits

VLT® AQUA Drive FC 202

2.4.2 Structure de commande en boucle fermée

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

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 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.

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.

orent souvent des

nombreuses autres options programmables, pour contrôler le système externe tout en fonctionnant de façon indépendante en boucle fermée.

Filtre passe-bas intégré - Réduit le bruit du signal

•

de retour.

2.4.3 Contrôle 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 program- mation.

Pour utiliser la référence distante,

•

mode Auto, lequel correspond au mode 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).

L'Illustration 2.13 présente le mode de

•

ration résultant de la sélection de la référence active, locale ou distante.

L'Illustration 2.14 présente le mode de congu-

•

ration manuelle de la référence locale.

congurer en

déni par

congu-

130BD893.10

open loop

Scale to RPM or

Scale to

closed loop

unit

closed loop

Local ref.

Local

reference

Conguration

mode

P 1-00

Vue d'ensemble des produits

Manuel de conguration

Illustration 2.13 Référence active

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 Cong., comme indiqué dans le Tableau 2.4.

Lorsque la référence locale est active, fonctionnement de l'application au par. Paramétre 1-05 Conguration mode Local.

dénir le principe de

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 program-

mation.

[Hand On] [Auto On] Touches du LCP

Hand Mode hand/auto Local Hand⇒O Mode hand/auto Local Auto Mode hand/auto A distance Auto ⇒O Mode hand/auto A distance Toutes les touches Toutes les touches

Tableau 2.4 Congurations des références locale et distante

Utilisation des références

2.4.4

Emplacement de la référence

paramétre 3-13 Type référence

Local Local

A distance A distance

Référence active

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 férence = X + X × 

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'aecte 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

Vue d'ensemble des produits

Références du bus de communication

série

Une référence relative prédénie

•

Un point de consigne contrôlé par le retour

•

VLT® AQUA Drive FC 202

Illustration 2.15 Schéma du bloc présentant le traitement de la référence distante

Vue d'ensemble des produits Manuel de conguration

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 diérence 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 tente de maintenir toutes les zones à leur point de consigne ou au-dessus.

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 diérence est la plus petite (le signal de retour est supérieur à la consigne, ce qui donne une diérence négative). Si minimum est sélectionné, la consigne et le signal de retour de la zone 2 sont envoyés au régulateur PID, puisque la diérence est plus importante (le signal de retour est inférieur à la consigne, ce qui donne une diérence 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).

Vue d'ensemble des produits

Illustration 2.17 Conversion du signal de retour

VLT® AQUA Drive FC 202

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.

2.5.2 Protection contre les surcharges

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 protéger également le moteur qu'il fait fonctionner.

Protection contre les courts-circuits

2.5.1

Moteur (phase-phase)

Une mesure de courant eectuée 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.

an de le protéger et de

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'eets 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).

Vue d'ensemble des produits

Manuel de conguration

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 ecace que le freinage dynamique par résistance.

2.5.3 Détection 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.

Détection de défaut de phase secteur

2.5.4

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).

2.5.6

Protection surcharge

Limite de couple

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'avertis-

sement 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.

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 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.

Déclassement automatique

2.5.7

Le variateur vérie constamment les niveaux critiques :

an de protéger les

Température trop élevée sur la carte de

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.

•

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

Vue d'ensemble des produits

VLT® AQUA Drive FC 202

de moteur faible, le variateur de fréquence peut également forcer le modèle PWM sur SFAVM.

AVIS!

Le déclassement automatique est diérent lorsque le par.

paramétre 14-55 Filtre de sortie est réglé sur [2] Filtre sinusoïdal xe.

2.5.8 Optimisation 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 chauage 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.

Modulation automatique de la

2.5.9 fréquence de commutation

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.

2.5.11 Déclassement automatique en cas de surchaue

Le déclassement automatique en cas de surchaue 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 surchaue. 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 surchaue.

2.5.12

Rampe automatique

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 surchaue 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.

2.5.10

Déclassement 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.

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

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.

2.5.14

Circuit de limite de courant

Performance de uctuation de la puissance

Le variateur de fréquence supporte les uctuations du secteur telles que les :

Transitoires

•

Chutes de courant momentanées

•

Brèves chutes de tension

•

Surtensions

•

Vue d'ensemble des produits

Manuel de conguration

Le variateur de fréquence compense automatiquement les tensions d'entrée de ±10 % de la valeur nominale an de fournir une tension moteur et un couple à plein régime. Avec le redémarrage automatique sélectionné, le variateur de fréquence s'allume après le déclenchement de la tension. Avec le démarrage à la volée, le variateur de fréquence synchronise la rotation du moteur avant le démarrage.

2.5.15 Démarrage progressif du moteur

Le variateur de fréquence envoie la bonne quantité de courant vers le moteur pour surmonter l'inertie de charge et augmenter la vitesse du moteur. Cela permet d'éviter l'application de la tension secteur à un moteur stationnaire ou au ralenti, ce qui génère un courant élevé et de la chaleur. Cette caractéristique inhérente de démarrage progressif réduit la charge thermique et les contraintes mécaniques, augmente la durée de vie du moteur et permet un fonctionnement plus silencieux du système.

2.5.16

Le bruit de résonance du moteur haute fréquence peut être éliminé par l'atténuation des résonances. L'atténuation des fréquences à sélection manuelle ou automatique est disponible.

2.5.17

Des capteurs placés dans le variateur de fréquence permettent de contrôler la température des ventilateurs de refroidissement internes. Le ventilateur de refroidissement ne fonctionne pas pendant le fonctionnement à faible charge ou en mode veille ou en pause. Cela réduit le bruit, augmente l'ecacité et prolonge la durée de vie du ventilateur.

2.5.18

Les interférences électromagnétiques (EMI) ou les interférences radio-électriques (RFI, en cas de radiofréquences) sont des perturbations qui peuvent électrique à cause d'une induction ou d'un rayonnement électromagnétique à partir d'une source externe. Le variateur de fréquence a été conçu pour être conforme à la norme sur les produits CEM pour les variateurs CEI 61-800-3 ainsi qu'à la norme EN 55011. Pour respecter les niveaux d'émission de la norme EN 55011, le câble du moteur doit être blindé et correctement terminé. Pour plus d'informations concernant la performance CEM, consulter le chapitre 3.2.2 Résultats des essais CEM.

Atténuation des résonances

Ventilateurs à température contrôlée

Conformité CEM

aecter un circuit

2.5.19

Mesure du courant sur les trois phases moteur

Le courant de sortie vers le moteur est mesuré en permanence sur les 3 phases pour protéger le variateur de fréquence et le moteur contre les courts-circuits, les défauts de terre et les pertes de phase. Les défauts de terre de sortie sont immédiatement détectés. En cas de perte de l'une des phases moteur, le variateur de fréquence s'arrête immédiatement et indique quelle phase manque.

2.5.20 Isolation galvanique des bornes de commande

Toutes les bornes de commande et de relais de sortie sont galvaniquement isolées de l'alimentation. Cela signie que le circuit de commande est entièrement protégé du courant d'entrée. Les bornes de relais de sortie ont besoin de leur propre mise à la terre. Cette isolation est conforme aux exigences strictes de PELV pour l'isolation.

Les composants de l'isolation galvanique sont les suivants :

L'alimentation, notamment l'isolation du signal.

•

La commande de gâchette des IGBT, transfor-

•

mateurs d'impulsions et optocoupleurs. Les transducteurs de courant de sortie à eet

•

Hall.

2.6

Fonctions personnalisées des applications

Ce sont les fonctions les plus couramment programmées sur le variateur de fréquence pour une meilleure performance du système. Elles nécessitent une programmation ou une conguration minimum. La disponibilité de ces fonctions permet d'optimiser la conception d'un système et sans doute d'éviter l'introduction de fonctionnalités ou de composants redondants. Consulter le Guide de programmation pour obtenir des instructions sur l'activation de ces fonctions.

Adaptation automatique au moteur

2.6.1

L'adaptation automatique au moteur (AMA) est une procédure de test automatisée qui mesure les caractéristiques électriques du moteur. L'AMA fournit un modèle électronique précis du moteur. Elle permet au variateur de fréquence de calculer la performance optimale et l'e- cacité avec le moteur. Le recours à la procédure AMA maximise par ailleurs la fonction d'optimisation automatique de l'énergie. L'AMA est réalisée sans rotation du moteur et sans désaccouplage de la charge du moteur.

1,21,0 1,4

100

1,81,6 2,0

2 000

500

200

400 300

1 000

600

t [s]

175ZA052.11

OUT

= 0,2 x f

M,N

OUT

= 2 x f

M,N

OUT

= 1 x f

M,N

Vue d'ensemble des produits

VLT® AQUA Drive FC 202

2.6.2 Protection thermique du moteur

La protection thermique du moteur est disponible de 3 façons :

Via la détection directe de la température par l'un

•

des éléments suivants :

capteur PTC dans les bobines du moteur

et connecté à une entrée analogique ou digitale.

capteur PT100 ou PT1000 dans les

bobines ou paliers du moteur, connecté à la carte VLT® Sensor Input Card MCB

114. L'entrée de thermistance PTC sur la carte

VLT® PTC Thermistor Card MCB 112 (homologuée ATEX).

Un thermocontact mécanique (type Klixon) sur

•

une entrée digitale. Via le relais thermique électronique intégré (ETR)

•

pour les moteurs asynchrones.

L'ETR calcule la température du moteur en mesurant le courant, la fréquence et le temps de fonctionnement. Le variateur de fréquence moteur en pourcentage et peut émettre un avertissement à une consigne de surcharge programmable. Des options programmables en cas de surcharge permettent au variateur de fréquence d'arrêter le moteur, de réduire la sortie ou d'ignorer la condition. Même à faible vitesse, le variateur de fréquence satisfait aux normes sur les surcharges de moteurs électroniques I2t de classe

20.

ache la charge thermique sur le

déclenche et fasse disjoncter le variateur de fréquence. Ces courbes montrent la vitesse nominale caractéristique à deux fois la vitesse nominale et à 0,2 fois la vitesse nominale. À vitesse plus faible, l'ETR se déclenche à une chaleur inférieure en raison du refroidissement moindre du moteur. De cette façon, le moteur est protégé contre les surchaues même à une vitesse faible. La caractéristique ETR calcule la température du moteur en fonction du courant et de la vitesse réels. La température calculée est visible en tant que paramètre d'achage au par. paramétre 16-18 Thermique moteur.

Panne de secteur

2.6.3

En cas de chute de tension secteur, le variateur de fréquence continue de fonctionner jusqu'à ce que la tension présente sur le circuit intermédiaire chute en dessous du seuil d'arrêt minimal, qui est généralement inférieur de 15 % à la tension nominale d'alimentation la plus basse. La tension secteur disponible avant la panne et la charge du moteur déterminent le temps qui s'écoule avant l'arrêt en roue libre du variateur de fréquence.

Le variateur de fréquence peut être

conguré

(paramétre 14-10 Panne secteur) sur diérents types de comportement pendant les chutes de tension, par exemple :

Alarme verrouillée lorsque le circuit intermédiaire

•

est épuisé. Roue libre avec démarrage à la volée lors du

•

retour du secteur (paramétre 1-73 Démarr. volée). Sauvegarde cinétique.

•

Décélération ctrlée.

•

Démarrage à la volée

Cette sélection permet de rattraper un moteur, à la volée, p. ex. à cause d'une panne de courant. Cette option est importante pour les centrifugeuses et les ventilateurs.

Sauvegarde cinétique

Cette sélection permet au variateur de fréquence de fonctionner tant qu'il reste de l'énergie dans le système. Pour les pannes courtes, le fonctionnement est rétabli dès le retour du courant, sans arrêter l'application ou sans perdre à aucun moment le contrôle. Plusieurs variantes de sauvegarde cinétique peuvent être sélectionnées.

Congurer le comportement du variateur de fréquence en cas de chute de la tension, aux par. paramétre 14-10 Panne secteur et paramétre 1-73 Démarr. volée.

Illustration 2.18 Caractéristiques ETR

L'axe des abscisses sur l'Illustration 2.18 indique le rapport entre I

moteur

et I

nominale. L'axe des ordonnées

moteur

représente le temps en secondes avant que l'ETR ne se

Vue d'ensemble des produits

Manuel de conguration

2.6.4 Régulateurs PID intégrés

Les 4 régulateurs à action par dérivation, intégrale, diérentielle (PID) intégrés sont disponibles, ce qui permet d'éliminer le besoin de dispositifs de contrôle auxiliaires.

L'un des régulateurs PID maintient un contrôle constant des systèmes en boucle fermée lorsque la pression, le débit, la température régulé(e) ou toute autre congu- ration système doit être conservé(e). Le variateur de fréquence peut fournir un contrôle vitesse du moteur en réponse à des signaux de retour des capteurs distants. Le variateur de fréquence adapte 2 signaux de retour de 2 dispositifs diérents. Cette fonction permet de réguler un système avec des conditions de retour diérentes. Le variateur de fréquence prend des décisions de contrôle en comparant les 2 signaux an d'optimiser la performance du système.

Utiliser les 3 régulateurs supplémentaires et indépendants pour commander tout autre équipement de process, tel que les pompes d'alimentation chimiques, les commandes de vannes ou pour l'aération avec diérents niveaux.

Redémarrage automatique

2.6.5

Le variateur de fréquence peut être programmé pour redémarrer automatiquement le moteur après un déclenchement mineur tel qu'une perte de puissance momentanée ou une uctuation. Cette fonction élimine le besoin de réinitialisation automatique et améliore l'exploitation automatisée de systèmes contrôlés à distance. Le nombre de tentatives de redémarrage ainsi que le temps écoulé entre les tentatives peuvent être limités.

Démarrage à la volée

2.6.6

Le démarrage à la volée permet au variateur de fréquence de se synchroniser avec une rotation du moteur en marche jusqu'à la pleine vitesse, dans les deux sens. Cela évite les déclenchements dus à une surintensité. Cela réduit les contraintes mécaniques sur le système car le moteur ne reçoit aucun changement soudain de la vitesse lorsque le variateur de fréquence démarre.

2.6.7

Couple complet à vitesse réduite

Le variateur de fréquence suit une courbe V/Hz variable pour fournir un couple moteur complet, même à vitesse réduite. Le couple de sortie total peut correspondre à la vitesse de fonctionnement maximum du moteur. Au contraire, les convertisseurs à couple variable fournissent un couple de moteur réduit à faible vitesse et les convertisseurs à couple constant fournissent une tension excessive, de la chaleur et un bruit du moteur à un niveau inférieur à la vitesse totale.

autosusant de la

2.6.8

Bipasse de fréquence

Sur certaines applications, le système peut présenter des vitesses opérationnelles qui créent une résonance mécanique. Cela génère un bruit excessif et endommage certainement les composants mécaniques du système. Le variateur de fréquence est doté de quatre largeurs de bande de fréquence de dérivation programmables. Ces dernières permettent au moteur de dépasser les vitesses qui induisent une résonance du système.

2.6.9 Préchauage du moteur

Pour préchauer un moteur dans un environnement froid ou humide, une petite quantité de courant CC peut être chargée en continu dans le moteur pour le protéger de la condensation et des eets d'un démarrage à froid. Cela permet d'éliminer la nécessité d'un appareil individuel de chauage.

2.6.10

Le variateur de fréquence possède 4 process qui peuvent être programmés indépendamment les uns des autres. Avec le multi process, il est possible de basculer entre les fonctions programmées de façon indépendante et activées par des entrées digitales ou une commande série. Des process indépendants sont utilisés par exemple pour modier des références, pour un fonctionnement jour/nuit ou été/hiver ou pour contrôler plusieurs moteurs. Le process actif est aché sur le LCP.

Les données de process peuvent être copiées d'un variateur de fréquence à un autre en téléchargeant les informations depuis le LCP amovible.

2.6.11

Le freinage dynamique est eectué par :

Quatre process programmables

Freinage dynamique

Freinage résistance

•

Un frein IGBT maintient la surtension sous un certain seuil en dirigeant l'énergie du frein du moteur vers la résistance de freinage connectée (par. paramétre 2-10 Fonction Frein et Surtension = [1]).

Frein CA

•

L'énergie de freinage est répartie dans le moteur en modiant les conditions de perte dans le moteur. La fonction de frein CA ne peut pas être utilisée dans les applications avec une fréquence de cycle élevée car cela entraîne une surchaue du moteur (paramétre 2-10 Fonction Frein et Surtension = [2]).

. . . . . .

Par. 13-11 Comparator Operator

Par. 13-43 Logic Rule Operator 2

Par. 13-51 SL Controller Event

Par. 13-52 SL Controller Action

130BB671.13

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

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

= TRUE longer than..

. . . . . .

Vue d'ensemble des produits

VLT® AQUA Drive FC 202

2.6.12 Freinage par injection de courant continu

Certaines applications peuvent nécessiter le freinage du moteur pour le ralentir ou l'arrêter. L'application du courant CC freine le moteur et permet d'éliminer le besoin d'un freinage moteur séparé. Le freinage CC peut être déni pour être activé à une fréquence prédéterminée ou à la réception d'un signal. La vitesse de freinage peut aussi être programmée.

2.6.13 Mode veille

Le mode veille arrête automatiquement le moteur lorsque la demande est faible pendant une certaine durée. Lorsque la demande du système augmente, le variateur redémarre le moteur. Le mode veille permet de réaliser des économies d'énergie et de réduire l'usure du moteur. Contrairement à un arrêt par temporisation, le variateur est toujours disponible pour fonctionner lorsque la demande de réveil prédénie est atteinte.

2.6.14

Le variateur peut attendre un signal distant de système prêt avant de commencer. Lorsque cette caractéristique est active, le variateur de fréquence reste arrêté jusqu'à ce qu'il reçoive l'autorisation de démarrer. L'autorisation de marche permet de garantir que le système ou l'équipement auxiliaire est en bon état avant d'autoriser le variateur à démarrer le moteur.

2.6.15

Le contrôleur de logique avancé (SLC) est une séquence d'actions dénies par l'utilisateur (voir le par. paramétre 13-52 Action contr. logique avancé [x]) exécutées par le SLC lorsque l'événement associé sateur (voir le par. paramétre 13-51 Événement contr. log avancé [x]) est évalué comme étant VRAI par le SLC. La condition d'un événement peut être un état particulier ou le fait qu'une sortie provenant d'une règle logique ou d'un opérande comparateur devienne VRAI. Cela entraîne une action associée comme indiqué sur l'Illustration 2.19.

Autorisation de marche

Contrôleur logique avancé (SLC)

déni par l'utili-

Illustration 2.19 Événement SCL et action

Les événements et actions sont numérotés et liés par paires. Cela

signie que lorsque l'événement [0] est satisfait (atteint la valeur VRAI), l'action [0] est exécutée. Après cela, les conditions d'événement [1] sont évaluées et si elles s'avèrent être TRUE (VRAI), l'action [1] est exécutée et ainsi de suite. Un seul événement est évalué à chaque fois. Si un événement est évalué comme étant FAUX, rien ne se passe (dans le SLC) pendant l'intervalle de balayage en cours et aucun autre événement n'est évalué. Cela

signie que

lorsque le SLC démarre, il évalue l'événement [0] (et uniquement l'événement [0]) à chaque intervalle de balayage. Uniquement lorsque l'événement [0] est évalué comme étant vrai (TRUE), le SLC exécute l'action [0] et commence l’évaluation de l'événement [1]. Il est possible de programmer de 1 à 20 événements et actions. Lorsque le dernier événement/action a été exécuté, la séquence recommence à partir de l'événement [0]/action [0]. L'Illustration 2.20 donne un exemple avec quatre événements/actions :

Par. 13-11 Comparator Operator

TRUE longer than.

. . .

Par. 13-10 Comparator Operand

Par. 13-12 Comparator Value

130BB672.10

. . . . . .

Par. 13-43 Logic Rule Operator 2

Par. 13-41 Logic Rule Operator 1

Par. 13-40 Logic Rule Boolean 1

Par. 13-42 Logic Rule Boolean 2

Par. 13-44 Logic Rule Boolean 3

130BB673.10

Vue d'ensemble des produits

Manuel de conguration

2.6.16

Le variateur de fréquence est disponible avec une fonctionnalité STO via la borne de commande 37. L'arrêt de sécurité désactive la tension de contrôle des semiconducteurs de puissance de l'étage de sortie du variateur de fréquence, ce qui empêche la génération de la tension requise pour faire tourner le moteur. Lorsque la fonction STO (borne 37) est activée, le variateur de fréquence émet une alarme, arrête l'unité et fait tourner le moteur en roue libre jusqu'à l'arrêt. Un redémarrage manuel est nécessaire. La fonction STO peut être utilisée pour arrêter le variateur de fréquence en urgence. En mode d'exploitation normal

Illustration 2.20 Ordre d'exécution lorsque 4 événements/ actions sont programmés

Comparateurs

Les comparateurs sont utilisés pour comparer des variables continues (c.-à-d. fréquence de sortie, courant de sortie, entrée analogique, etc.) à des valeurs prédénies xes.

Illustration 2.21 Comparateurs

Règles logiques

Associer jusqu'à trois entrées booléennes (entrées TRUE/ FALSE, VRAI/FAUX) à partir des temporisateurs, comparateurs, entrées digitales, bits d'état et événements à l'aide des opérateurs logiques ET, OU, PAS.

Illustration 2.22 Règles logiques

Les règles logiques, temporisateurs et comparateurs sont également disponibles pour être utilisés hors de la séquence SLC.

Pour un exemple de SLC, consulter le chapitre 4.3 Exemples

conguration d'applications.3

lorsque la STO n'est pas nécessaire, utiliser la fonction d'arrêt habituelle. Lorsque le redémarrage automatique est utilisé, veiller à respecter les exigences de la norme ISO 12100-2 paragraphe 5.3.2.5.

Conditions de responsabilité

Il incombe à l'utilisateur de s'assurer que le personnel qui installe et utilise la fonction STO :

L'utilisateur est un :

Normes

L'utilisation de la STO sur la borne 37 oblige l'utilisateur à se conformer à toutes les dispositions de sécurité, à savoir les lois, les réglementations et les directives concernées. La fonction STO optionnelle est conforme aux normes suivantes :

Les informations et instructions contenues ici ne sont pas susantes pour utiliser la fonctionnalité STO de manière correcte et sûre. Pour plus d'informations sur la STO,

Fonction STO

a lu et compris les réglementations de sécurité

•

concernant la santé, la sécurité, et la prévention des accidents.

dispose de bonnes connaissances concernant les

•

normes générales et de sécurité applicables à l'application spécique.

Intégrateur

•

Opérateur

•

Technicien d'entretien

•

Technicien de maintenance

•

EN 954-1 : 1996 catégorie 3

•

CEI 60204-1 : 2005 catégorie 0 - arrêt non

•

contrôlé CEI 61508 : 1998 SIL2

•

CEI 61800-5-2 : 2007 – Fonction STO

•

CEI 62061 : 2005 SIL CL2

•

ISO 13849-1 : 2006 catégorie 3 PL « d »

•

ISO 14118 : 2000 (EN 1037) – Prévention d'un

•

démarrage imprévu

Vue d'ensemble des produits

VLT® AQUA Drive FC 202

consulter le Manuel d'utilisation de la fonction Safe Torque

O du VLT® .

Mesures de protection

Du personnel

•

nécessaire pour installer et mettre en service les systèmes de sécurité.

L'unité doit être installée dans une armoire IP54

•

ou dans un environnement similaire. Dans des applications spéciales, un degré de protection IP supérieur est nécessaire.

Le câble situé entre la borne 37 et le dispositif de

•

sécurité externe doit être protégé contre les courts-circuits conformément à la norme ISO 13849-2 tableau D.4.

Si des forces externes ont une

•

du moteur (p. ex. des charges suspendues), des mesures supplémentaires (p. ex. frein de maintien de sécurité) sont nécessaires pour éliminer tout danger éventuel.

qualié et expérimenté est

inuence sur l'axe

2.7 Fonctions de défaut, d'avertissement et d'alarme

Le variateur de fréquence surveille tous les aspects du fonctionnement du système, notamment les conditions du secteur, la charge moteur et la performance ainsi que l'état du variateur. Une alarme ou un avertissement n'indique pas nécessairement un problème dans le variateur de fréquence lui-même. Cela peut être une condition extérieure du variateur surveillé pour les limites de performance. Le variateur intègre des réponses préprogrammées pour les défauts, avertissements et alarmes. Sélectionner des caractéristiques d'alarme et d'avertissement supplémentaires pour améliorer ou modier la performance du système.

Cette section décrit les caractéristiques des alarmes et avertissements courants. La disponibilité de ces fonctions permet d'optimiser la conception d'un système et sans doute d'éviter l'introduction de fonctionnalités ou de composants redondants.

Fonctionnement en surchaue

2.7.1

Par défaut, le variateur de fréquence émet une alarme et un déclenchement en cas de surchaue. Si la fonction Déclassement automatique et Avertissement est sélectionnée, le variateur de fréquence signale l'état mais continue à fonctionner et tente de se refroidir en réduisant seul sa fréquence de commutation. Il réduit ensuite si nécessaire la fréquence de sortie.

Le déclassement automatique ne remplace pas les réglages de l'utilisateur pour le déclassement pour température ambiante (voir le chapitre 5.3 Déclassement pour température ambiante).

2.7.2

Avertissement Référence élevée et basse

En mode boucle ouverte, le signal de référence détermine directement la vitesse du variateur de fréquence. L'écran ache un avertissement clignotant de référence élevée ou basse lorsque le maximum ou le minimum programmé est atteint.

2.7.3 Avertissement de signal de retour bas et haut

Dans une conguration en boucle fermée, les valeurs de retour élevées et basses sélectionnées sont surveillées par le variateur de fréquence. L'écran ache un avertissement clignotant élevé ou bas lorsque c'est nécessaire. Le variateur peut aussi surveiller les signaux de retour en boucle ouverte. Lorsque les signaux n'aectent pas le fonctionnement du variateur en boucle ouverte, ils peuvent être utiles pour indiquer l'état du système localement ou via la communication en série. Le variateur de fréquence gère 39 unités de mesure

Déséquilibre de phases ou Perte de

2.7.4

diérentes.

phases

Tout courant d'ondulation excessif dans le bus CC indique soit un déséquilibre de phase du secteur ou une perte de phase. Lorsqu'une phase de puissance vers le variateur est perdue, l'action par défaut consiste à émettre une alarme et à arrêter l'unité pour protéger les condensateurs de bus CC. D'autres options permettent d'émettre un avertissement et de réduire le courant de sortie de 30 % du courant total ou d'émettre un avertissement et de continuer le fonctionnement normal. L'utilisation d'une unité connectée à une ligne déséquilibrée peut être souhaitable jusqu'à ce que le déséquilibre soit corrigé.

Avertissement haute fréquence

2.7.5

Cet avertissement se révèle utile pour démarrer un équipement supplémentaire, comme une pompe ou un ventilateur, lorsque la vitesse du moteur est trop élevée. Un réglage spécique haute fréquence peut être saisi dans le variateur. Si la sortie dépasse la fréquence dénie pour l'avertissement, l'unité ache un avertissement haute fréquence. Une sortie digitale du variateur peut exiger le démarrage des dispositifs externes.

2.7.6

Avertissement basse fréquence

Cet avertissement se révèle utile pour arrêter un équipement supplémentaire, lorsque la vitesse du moteur est trop basse. Une fréquence basse spécique peut être sélectionnée pour déclencher un avertissement et pour arrêter des dispositifs externes. L'unité n'émettra pas d'aver-

130BP066.10

1 107tr/min

0 - ** Fonction./achage

1 - ** Charge/moteur

2 - ** Freins

3 - ** Référence/rampes

3,84A 1 (1)

Menu principal

Vue d'ensemble des produits

tissement basse fréquence une fois arrêté ou démarré tant que la fréquence de fonctionnement n'a pas été atteinte.

Manuel de conguration

2.7.7 Avertissement courant élevé

Cette fonction est similaire à l'avertissement haute fréquence, sauf si un réglage de courant élevé est utilisé pour émettre un avertissement et démarrer un équipement supplémentaire. La fonction n'est pas active lorsque l'unité est arrêtée ou au démarrage tant que le courant de fonctionnement

déni n'a pas été atteint.

2.7.8 Avertissement courant bas

Cette fonction est similaire à l'avertissement basse fréquence (voir le chapitre 2.7.6 Avertissement basse fréquence), sauf si un réglage de courant bas est utilisé pour émettre un avertissement et arrêter l'équipement. La fonction n'est pas active lorsque l'unité est arrêtée ou au démarrage tant que le courant de fonctionnement déni n'a pas été atteint.

Avertissement Charge nulle/Courroie

2.7.9 cassée

Cette fonction peut être utilisée pour surveiller une condition d'absence de charge, par exemple une courroie en V. Après l'enregistrement d'une limite de courant bas dans le variateur, si une perte de la charge est détectée, le variateur peut être programmé pour émettre une alarme et s'arrêter ou pour continuer à fonctionner et émettre un avertissement.

2.7.10

Le variateur de fréquence peut détecter une perte de communication série. Un retard de 99 s peut être sélectionné pour éviter une réponse due à des interruptions sur le bus de communication série. Lorsque le retard est dépassé, les options disponibles pour l'unité sont les suivantes :

2.8

Le variateur de fréquence utilise des paramètres pour programmer ses fonctions de l'application. Les paramètres fournissent une description d'une fonction et un menu d'options à sélectionner ou permettant de saisir des valeurs numériques. Un exemple de menu de programmation est présenté sur l'Illustration 2.23.

Interface série perdue

Maintenir sa dernière vitesse.

•

Atteindre la vitesse maximale.

•

Atteindre une vitesse prédénie.

•

Arrêter et émettre un avertissement.

•

Interfaces utilisateur et programmation

Illustration 2.23 Exemple de menu de programmation

Interface utilisateur locale

Pour la programmation locale, les paramètres sont accessibles en sélectionnant [Quick Menu] ou [Main Menu] sur le LCP.

Le menu rapide est destiné au démarrage initial et aux caractéristiques du moteur. Le menu principal permet d'accéder à tous les paramètres pour programmer les applications avancées.

Interface utilisateur distante

Pour une programmation à distance, Danfoss propose un logiciel pour développer, stocker et transférer les informations de programmation. Logiciel de programmation MCT 10 permet à l'utilisateur de connecter un PC au variateur de fréquence et de réaliser une programmation en direct plutôt que d'utiliser le clavier LCP. La programmation peut également être réalisée hors ligne et simplement téléchargée sur l'unité. Le prol complet du variateur peut être chargé sur le PC à des ns de sauvegarde ou d'analyse. Un connecteur USB et la borne RS485 permettent le raccordement au variateur de fréquence.

Le Logiciel de programmation MCT 10 est disponible en téléchargement gratuit sur www.VLT-software.com. Un CD est également disponible sous la référence 130B1000. Un manuel d'utilisation fournit des instructions détaillées.. Voir aussi le chapitre 2.8.2 Logiciel PC.

Bornes de commande de programmation

Chaque borne de commande a des fonctions

•

spéciques qu'elle est capable d'exécuter. Les paramètres associés à la borne activent les

•

fonctions spéciées. Pour un fonctionnement correct du variateur de

•

fréquence, les bornes de commande doivent être :

correctement câblées.

programmées pour la fonction

souhaitée.

2.8.1

Panneau de commande local

Le panneau de commande local (LCP) est un écran graphique situé à l'avant de l'unité, qui équipe l'interface utilisateur de boutons-poussoirs et ache des messages

Auto

Reset

Hand

Oﬀ

Status

Quick Menu

Main

Alarm

Log

Back

Cancel

Info

Status

1(1)

1234rpm 10,4A 43,5Hz

Run OK

43,5Hz

Alarm

Warn.

130BB465.10

130BT308.10

Vue d'ensemble des produits

VLT® AQUA Drive FC 202

d'état, des avertissements et des alarmes, des paramètres de programmation, etc. Un écran numérique est également disponible avec des options d'achage limitées. L'Illustration 2.24 présente le LCP.

contre les diérences de potentiel à la terre lors de la connexion du PC à un variateur de fréquence via un câble USB. Ne pas utiliser un câble de puissance PC avec une che de terre lorsque le PC est connecté au variateur de fréquence via un câble USB. En eet, il réduit la diérence de potentiel à la terre, mais ne supprime pas toutes les diérences liées à la connexion de la terre et du blindage au port USB du PC.

Illustration 2.25 Connexion USB

2.8.2.1

Logiciel de programmation MCT 10

Le Logiciel de programmation MCT 10 a été conçu pour la mise en service et l'entretien du variateur avec une programmation guidée du contrôleur de cascade, de l'horloge temps réel et de la maintenance préventive.

Illustration 2.24 Panneau de commande local

Ce logiciel permet de contrôler facilement les détails et réalise une présentation générale des systèmes, grands ou petits. L'outil gère tous les modèles de variateurs, les ltres

actifs avancés ® et les données relatives au démarreur progressif VLT®.

2.8.2

Logiciel PC

Exemple 1 : Stockage des données dans le PC via le Logiciel de programmation MCT 10

1. Connecter un PC à l'unité via le port USB ou

Le PC est connecté via un câble USB standard (hôte/ dispositif) ou via l'interface RS485.

L'USB est un bus série utilisant 4 ls blindés dont la broche 4 (terre) est reliée au blindage du port USB du PC. Avec la connexion d'un PC à un variateur de fréquence via le câble USB, il existe un risque d'endommagement du contrôleur hôte USB du PC. Tous les PC standard sont fabriqués sans isolation galvanique au niveau du port USB. Toute diérence de potentiel à la terre liée au non-respect des recommandations décrites dans le Manuel d'utilisation peut endommager le contrôleur hôte USB via le blindage

Tous les paramètres sont maintenant stockés.

l'interface RS485.

2. Ouvrir le Logiciel de programmation MCT 10.

3. Sélectionner le port USB ou l'interface RS485.

Sélectionner Copier.

Sélectionner la section Projet.

Sélectionner Coller.

Sélectionner Enregistrer sous.

du câble USB. Il est conseillé d'utiliser un isolateur USB avec isolation galvanique pour protéger le contrôleur hôte USB du PC

Vue d'ensemble des produits Manuel de conguration

Exemple 2 : Transfert de données du PC vers le variateur de fréquence via le Logiciel de programmation MCT 10

1. Connecter un PC à l'unité via le port USB ou l'interface RS485.

2. Ouvrir le Logiciel de programmation MCT 10.

Sélectionner Ouvrir – les chiers archivés

s'achent.

4. Ouvrir le chier approprié.

Choisir Écrire au variateur.

Tous les paramètres sont maintenant transférés vers le variateur de fréquence.

Un manuel distinct pour le Logiciel de programmation MCT 10 est disponible. Télécharger le logiciel et le manuel du site www.danfoss.com/BusinessAreas/DrivesSolutions/ Softwaredownload/.

2.8.2.2

Logiciel de calcul des harmoniques VLT® MCT 31

L'outil informatique de calcul des harmoniques MCT 31 simplie l'estimation de la distorsion harmonique dans une application donnée. On peut calculer la distorsion harmonique des variateurs de fréquence de Danfoss ou d'une marque autre que Danfoss équipés de dispositifs de réduction des harmoniques supplémentaires diérents, tels que des ltres AHF Danfoss et des redresseurs à 12-18 impulsions.

Le logiciel MCT 31 peut également être téléchargé à l'adresse www.danfoss.com/BusinessAreas/DrivesSolutions/ Softwaredownload/.

2.9.1

Stockage

Comme tout équipement électronique, les variateurs de fréquence doivent être entreposés dans un endroit sec. Aucune mise en forme périodique (charge du condensateur) n'est nécessaire pendant le stockage.

Il est recommandé de garder l'équipement étanche dans son emballage jusqu'à l'installation.

2.8.2.3

Logiciel de calcul des harmoniques (HCS)

HCS est une version avancée de l'outil de calcul d'harmoniques. Les résultats calculés sont comparés aux normes en vigueur et peuvent être imprimés ultérieurement.

Pour plus d'informations, voir www.danfoss-hcs.com/

Default.asp?LEVEL=START

2.9

Maintenance

Les modèles de variateur de fréquence Danfoss sont sans entretien jusqu' à 90 kW. Les variateurs de fréquence haute puissance (110 kW ou plus) intègrent des tapis de ltre qui doivent être nettoyés de temps en temps par l'opérateur, selon l'exposition à la poussière et aux contaminants. Des intervalles d'entretien des ventilateurs (environ 3 ans) et des condensateurs (environ 5 ans) sont recommandés dans la plupart des environnements.

Intégration du système

3 Intégration du système

VLT® AQUA Drive FC 202

Ce chapitre décrit les considérations nécessaires pour intégrer le variateur de fréquence dans une conguration

de système. Le chapitre se divise en plusieurs sections :

Chapitre 3.1 Conditions ambiantes de fonction-

•

nement

Conditions de fonctionnement du variateur de fréquence, en termes d'environnement, de protections, de température, de déclassement et toutes les autres considérations.

Chapitre 3.3 Intégration secteur

•

Entrée dans le variateur de fréquence depuis le côté secteur, notamment l'alimentation, les harmoniques, la surveillance, le câblage, les fusibles et autres considérations.

Chapitre 3.2 Protection CEM, contre les harmoniques

•

et contre les fuites à la terre

Entrée (régénération) depuis le variateur de fréquence vers le réseau électrique, notamment l'alimentation, les harmoniques, la surveillance et autres considérations.

Chapitre 3.4 Intégration du moteur

•

Sortie du variateur de fréquence vers le moteur, notamment les types de moteur, la charge, la surveillance, le câblage et autres considérations.

Chapitre 3.5 Entrées et sorties supplémentaires,

•

Chapitre 3.6

Intégration de l'entrée et de la sortie du variateur de fréquence pour une conception optimale du système, notamment la correspondance entre le variateur de fréquence et le moteur, les caractéristiques du système et autres considérations.

La conception complète du système permet d'anticiper les problèmes potentiels tout en appliquant la combinaison la plus ecace possible de caractéristiques pour le variateur. Les informations ci-après donnent des consignes de plani- cation et de spécication d'un système de surveillance du moteur intégrant des variateurs de fréquence.

Les caractéristiques opérationnelles fournissent une plage de concepts, d'une commande de vitesse simple du moteur à un système automatisé totalement intégré avec une gestion des retours d'information, des rapports d'état opérationnels, des réponses de défaut automatisées, une programmation distante, etc.

Planication mécanique

Voir le chapitre 3.9 Liste de contrôle de la conception du système pour obtenir des informations pratiques

concernant la sélection et la conception.

La compréhension de ces caractéristiques et options stratégiques permet d'optimiser la conception d'un système et sans doute d'éviter l'introduction de composants ou de fonctionnalités redondants.

3.1 Conditions ambiantes de

3.1.1 Humidité

Même si le variateur de fréquence peut fonctionner convenablement à une humidité relative élevée (jusqu'à 95 %), la condensation doit être évitée. Il existe un risque spécique de condensation quand le variateur de fréquence est plus froid que l'air ambiant humide. L'humidité contenue dans l'air peut se condenser sur les composants électroniques et provoquer des courts-circuits. De la condensation se dépose sur les unités non alimentées. Il est conseillé d'installer un élément thermique dans l'armoire lorsqu'il existe un risque de condensation lié aux conditions ambiantes. Éviter toute installation dans des endroits exposés au gel.

Sinon, le fait d'exploiter le variateur de fréquence en mode veille (avec le dispositif relié au secteur) peut aider à réduire le risque de condensation. Vérier si la dissipation de puissance est susante pour garder les circuits du variateur de fréquence secs.

3.1.2

Exigences électriques

•

Structure de commande et programmation

•

Communication série

•

Taille, forme et poids de l'équipement

•

Exigences en matière de câbles électriques et de

•

commande ; type et longueur Fusibles

•

Équipement auxiliaire

•

Transport et stockage

•

fonctionnement

température

Une conception complète inclut les spécications détaillées des besoins et de l'utilisation.

Types de variateurs de fréquence

•

Moteurs

•

Les limites de température ambiante minimale et maximale sont spéciées pour tous les variateurs de fréquence. Le fait d'éviter des températures ambiantes extrêmes prolonge la durée de vie de l'équipement et maximise la abilité du système global. Respecter les recommandations

Intégration du système

Manuel de conguration

répertoriées pour une performance et une longévité optimales de l'équipement.

Même si les variateurs de fréquence peuvent

•

fonctionner à des températures jusqu'à -10 °C, un fonctionnement correct à charge nominale est garanti uniquement à 0 °C ou plus.

Ne pas dépasser la limite de température

•

maximale. La durée de vie des composants électroniques

•

baisse de 50 % tous les 10 °C lorsqu'ils sont utilisés au-dessus de la température de conception.

Même les dispositifs présentant des niveaux de

•

protection IP54, IP55 ou IP66 doivent être utilisés dans les plages de température ambiante

spéciées.

Une climatisation supplémentaire de l'armoire ou

•

du site d'installation peut s'avérer nécessaire.

Refroidissement

3.1.3

Les variateurs de fréquence dissipent la puissance sous forme de chaleur. Respecter les recommandations ci-après pour un refroidissement ecace des unités.

La température maximum de l'air pour entrer

•

dans la protection ne doit jamais dépasser 40 °C (104 °F).

La température moyenne jour/nuit doit être

•

inférieure à 35 °C (95 °F). Monter l'unité de façon à permettre un débit d'air

•

libre dans les ailettes de refroidissement. Voir le chapitre 3.6.1 Dégagement pour connaître les espaces de montage qui conviennent.

Il convient de répondre aux exigences minimum

•

en matière de dégagement à l'avant et à l'arrière pour le débit d'air de refroidissement. Lire le Manuel d'utilisation pour connaître les exigences d'installation applicables.

3.1.3.1

Des ventilateurs sont intégrés au variateur de fréquence an de garantir un refroidissement optimal. Le ventilateur principal force le débit d'air le long des ailettes de refroidissement du dissipateur de chaleur, ce qui garantit le refroidissement de l'air interne. Certaines tailles de puissance comportent un petit ventilateur secondaire près de la carte de commande, ce qui garantit la circulation de l'air interne et permet d'éviter les points chauds.

Le ventilateur principal est contrôlé par la température interne du variateur de fréquence et la vitesse augmente progressivement avec la température, réduisant le bruit et

Ventilateurs

la consommation d'énergie lorsque les besoins sont faibles et garantissant un refroidissement maximal en cas de besoin. Le contrôle du ventilateur peut être adapté via le par. paramétre 14-52 Contrôle ventil pour s'ajuster à toutes les applications, mais aussi pour une protection contre les eets négatifs du refroidissement dans des conditions froides. En cas de surtempérature à l'intérieur du variateur de fréquence, il déclasse la fréquence de commutation et le modèle. Consulter le chapitre 5.1 Déclassement pour plus d'informations.

3.1.3.2 Calcul du débit d'air requis pour refroidir le variateur de fréquence

Le débit d'air requis pour refroidir un variateur de fréquence ou plusieurs variateurs de fréquence dans une protection, peut être calculé de la façon suivante :

1. Déterminer la perte de puissance à une sortie maximale pour tous les variateurs de fréquence à partir des tableaux de données au chapitre 7 Spécications.

2. Ajouter les valeurs de perte de puissance de tous les variateurs de fréquence fonctionnant en même temps. La somme obtenue correspond à la chaleur Q transférée. Multiplier le résultat par le facteur f (consulter le Tableau 3.1). Par exemple, f = 3,1 m3 x K/Wh au niveau de la mer.

3. Déterminer la température la plus élevée de l'air qui entre dans la protection. Ôter cette température de la température requise à l'intérieur de la protection, par exemple 45 °C (113 °F).

4. Diviser le total obtenu à l'étape 2 du total obtenu à l'étape 3.

Le calcul est exprimé selon la formule :

f xQ

V =

Ti − TA

où V = débit d'air en m3/h f = facteur en m3 x K/Wh Q = chaleur transférée en W Ti = température à l'intérieur de la protection en °C TA = température ambiante en °C f = cp x ρ (chaleur spécique de l'air x densité d'air)

AVIS!

La chaleur spécique de l'air (cp) et la densité d'air (ρ) ne sont pas des constantes mais dépendent de la température, de l'humidité et de la pression atmosphérique. Elles dépendent donc de l'altitude.

Le Tableau 3.1 présente les valeurs typiques du facteur f, calculées pour diérentes altitudes.

3 3

Intégration du système

VLT® AQUA Drive FC 202

Altitude

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

Tableau 3.1 Facteur f, calculé pour diérentes altitudes

Exemple

Quel est le débit d'air nécessaire pour refroidir 2 variateurs de fréquence (pertes de chaleur de 295 W et 1430 W) fonctionnant simultanément, montés dans une protection avec une pointe de la température ambiante de 37 °C ?

Chaleur spécique de l'aircpDensité d'airρFacteur

[m] [kJ/kgK]

0 0,9480 1,225 3,1

500 0,9348 1,167 3,3

1. La somme des pertes de chaleur des deux variateurs de fréquence est de 1725 W.

1725 W multipliés par 3,3 m3 x K/Wh donnent 5693 m x K/h.

45 °C - 37 °C est égal à 8 °C (= 8 K).

4. 5693 m x K/h divisés par 8 K donnent : 711,6 m3h.

[kg/m3] [m3⋅K/Wh]

3.1.5

Bruit acoustique

Le bruit acoustique du variateur de fréquence provient de 3 sources :

Bobines du circuit intermédiaire CC

•

Filtre RFI obstrué

•

Ventilateurs internes

•

Se reporter au Tableau 7.60 pour obtenir les données sur le bruit acoustique.

3.1.6 Vibrations et chocs

Le variateur de fréquence est testé selon la procédure basée sur les normes CEI 68-2-6/34/35 et 36. Ces tests soumettent l'appareil à des forces de 0,7 g, dans la plage de 18 à 1000 Hz de façon aléatoire, dans 3 directions, pendant 2 heures. Tous les variateurs de fréquence Danfoss répondent aux spécications correspondant à ces conditions lorsque l'appareil est à montage mural ou au sol, mais aussi lorsqu'il est monté dans les panneaux xes au mur ou au sol.

Atmosphères agressives

3.1.7

3.1.7.1 Gaz

Si le débit d'air est nécessaire en pi3/min, utiliser la conversion 1 m3/h = 0,589 pi3/min.

Dans l'exemple ci-dessus, 711,6 m3/h = 418,85 pi3/min.

Surtension générée par le moteur

3.1.4

La tension CC dans le circuit intermédiaire (bus CC) augmente lorsque le moteur est utilisé comme générateur. Ce phénomène survient de deux façons :

La charge entraîne le moteur lorsque le variateur

•

de fréquence fonctionne à une fréquence de sortie constante. On appelle généralement cela une charge trop importante.

Pendant la décélération, si l'inertie de la charge

•

est élevée et que le temps de décélération du variateur est dénie sur une valeur courte.

Le variateur de fréquence ne peut pas restituer l'énergie vers l'entrée. Par conséquent, cela limite l'énergie acceptée du moteur lorsqu'il est réglé pour permettre l'accélération automatique. Le variateur de fréquence tente cette opération en rallongeant automatiquement la rampe de décélération en cas de surtension pendant la décélération. En cas d'échec ou si la charge entraîne le moteur lorsqu'il fonctionne à une fréquence constante, le variateur s'arrête et ache un défaut lorsqu'un niveau de tension critique du bus CC est atteint.

Les gaz agressifs, tels que le sulfure d'hydrogène, le chlore ou l'ammoniaque, peuvent endommager les composants électriques et mécaniques du variateur de fréquence. La contamination de l'air de refroidissement peut également entraîner la décomposition graduelle des pistes de cartes de circuit imprimé et les joints de porte. Des contaminants agressifs sont souvent présents dans les stations d'épuration des eaux usées ou les piscines. Un signe clair d'atmosphère agressive est la corrosion du cuivre.

Dans des atmosphères explosives, les protections IP restreintes sont recommandées avec les cartes de circuit imprimé à revêtement conforme. Voir le Tableau 3.2 pour connaître les valeurs des revêtements conformes.

AVIS!

Le variateur de fréquence est livré en standard avec un revêtement de classe 3C2 des cartes de circuits imprimés. Le revêtement de classe 3C3 est disponible à la demande.

Intégration du système

Manuel de conguration

Classe

3C1 3C2 3C3

Type de gaz Unité

Sel marin n/a Aucun Brouillard salin Brouillard salin Oxydes de soufre Sulfure d'hydrogène Chlore mg/

Chlorure d'hydrogène

Fluorure d'hydrogène

Ammoniaque mg/

Ozone mg/

Azote mg/

Tableau 3.2 Classes des revêtements conformes

1) Les valeurs maximales sont des valeurs de crête transitoires qui ne doivent pas dépasser 30 minutes par jour.

3.1.7.2

mg/

m mg/

Exposition à la poussière

Valeur moyenne

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

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

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

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

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

0,3 1,0 3,0 10 35

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

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

Valeur max.

Valeur moyenne

Valeur max.

L'installation de variateurs de fréquence dans des environnements fortement exposés à la poussière est souvent inévitable. La poussière aecte les unités montées au mur ou sur châssis avec un niveau de protection IP55 ou IP66 mais aussi les dispositifs à montage en armoire présentant un niveau de protection IP21 ou IP20. Les 3 aspects décrits ci-dessous doivent être pris en compte quand des variateurs de fréquence sont installés dans ces environnements.

Refroidissement réduit

La poussière se dépose sur la surface du dispositif et à l'intérieur, sur les cartes de circuit imprimé et les composants électroniques. Ces dépôts agissent comme des couches isolantes et gênent le transfert de chaleur dans l'air ambiant, réduisant la capacité de refroidissement. Les composants deviennent plus chauds. Les composants électroniques vieillissent prématurément et la durée de vie de l'unité diminue. Les dépôts de poussière sur le radiateur au dos de l'unité réduisent également la durée de vie de cette dernière.

Ventilateurs de refroidissement

Le débit d'air de refroidissement de l'unité est produit par des ventilateurs, qui sont généralement situés au dos du dispositif. Les rotors de ventilateur disposent de petits roulements dans lesquels la poussière peut pénétrer et agir

comme un abrasif. Cela entraîne un endommagement des paliers et une panne du ventilateur.

Filtres

Les variateurs de fréquence haute puissance sont équipés de ventilateurs de refroidissement qui expulsent l'air chaud situé à l'intérieur du dispositif. Au-dessus d'une certaine dimension, ces ventilateurs sont équipés de tapis de ltre. Ces ltres peuvent rapidement se boucher s'ils sont utilisés dans des environnements poussiéreux. Des mesures de prévention sont nécessaires dans ces conditions.

Maintenance périodique

Dans les conditions décrites ci-dessus, il est recommandé de nettoyer le variateur de fréquence pendant la maintenance périodique. Éliminer la poussière qui s'est déposée sur le radiateur et les ventilateurs, puis nettoyer les tapis de ltre.

3.1.7.3

Atmosphères potentiellement explosives

Les systèmes utilisés dans des atmosphères potentiellement explosives doivent répondre à des conditions particulières. La directive européenne 94/9/CE décrit le fonctionnement des dispositifs électroniques dans des atmosphères potentiellement explosives.

La température des moteurs contrôlés par des variateurs de fréquence dans des atmosphères potentiellement explosives doit être surveillée avec une sonde de température PTC. Les moteurs avec protection de classe « d » ou « e » sont approuvés pour cet environnement.

La classication d vise à garantir qu'en cas d'étin-

•

celles, elle sera connée dans un espace protégé. Même s'ils ne requièrent aucune approbation, des câblages et un connements spéciaux sont nécessaires.

La combinaison d/e est la plus utilisée dans les

•

atmosphères potentiellement explosives. Le moteur lui-même présente une classe de protection contre l'inammation « e », alors que le câblage du moteur et l'environnement de connexion sont exécutés en conformité avec la classe de protection « e ». La restriction sur l'espace de connexion « e » porte sur la tension maximale autorisée dans cet espace. La tension de sortie d'un variateur de fréquence se limite généralement à la tension secteur. La modulation de la tension de sortie peut générer une tension de crête élevée pour la classication e. Dans la pratique, l'utilisation d'un ltre sinus au niveau de la sortie du variateur de fréquence s'est avérée ecace pour atténuer les grands pics de tension.

3 3

Intégration du système

VLT® AQUA Drive FC 202

AVIS!

Ne jamais installer de variateur de fréquence dans une atmosphère potentiellement explosive. Installer le variateur de fréquence dans une armoire située à l'extérieur de cette zone. L'utilisation d'un ltre sinus au

niveau de la sortie du variateur de fréquence est aussi recommandée pour atténuer la tension de la montée dv/dt et le pic de tension. Raccourcir au maximum les câbles du moteur.

AVIS!

Les variateurs de fréquence équipés de l'option MCB 112 disposent de la surveillance par thermistance du moteur

Lettre supplémentaire

Contre la pénétration de corps étrangers solides Informations complémentaires spéciques pour

H dispositif haute tension M déplacement du

dispositif pendant l'essai en eau

S dispositif xe pendant

l'essai en eau

W conditions météorolo-

giques

Contre l'accès à des parties dangereuses par

certiée PTB pour les atmosphères potentiellement explosives. Des câbles de moteur blindés ne sont pas

Tableau 3.3 Dénitions CEI 60529 des niveaux IP

nécessaires quand les variateurs de fréquence sont utilisés avec des ltres de sortie sinusoïdaux.

3.1.8 Dénitions du niveau IP

3.1.8.1

Les variateurs de fréquence Danfoss sont disponibles avec

Options d'armoire et niveaux

trois protections nominales diérentes :

Premier

chire

Second

chire

Première lettre

Contre la pénétration de corps étrangers solides

0 (non protégé) (non protégé) 1

diamètre ≥50 mm 2 diamètre de 12,5 mm les doigts 3 diamètre de 2,5 mm un outil 4

diamètre ≥1,0 mm 5 protection contre la

poussière 6 étanchéité à la poussière Fil

Contre la pénétration

d'eau avec un eet

nocif

0 (non protégé) 1 gouttes tombant vertica-

lement 2 gouttes à un angle de

15° 3 vaporisation d'eau 4 projection d'eau 5 jets d'eau 6 jets d'eau puissants 7 immersion temporaire 8 immersion à long terme

Informations complé-

mentaires spéciques

pour

A le dos de la main B les doigts C un outil D Fil

Contre l'accès à des parties dangereuses par

le dos de la main

un l Fil

IP00 ou IP20 pour une installation dans l'armoire.

•

IP54 ou IP55 pour un montage local.

•

IP66 pour des conditions ambiantes critiques

•

telles qu'un taux d'humidité (dans l'air) extrêmement élevé, des concentrations de poussière élevées ou des gaz agressifs.

Perturbations radioélectriques

3.1.9

L'objectif principal en pratique est d'obtenir des systèmes qui fonctionnent de façon stable sans perturbations radioélectriques entre les composants. Pour atteindre un niveau d'immunité élevé, il est recommandé d'utiliser des variateurs de fréquence équipés de ltres RFI haute qualité.

Utiliser des ltres de Catégorie C1 spéciés dans la norme EN 61800-3 conformes aux limites de Classe B de la norme générale EN 55011.

Placer des notices d'avertissement sur le variateur de fréquence si les ltres RFI ne correspondent pas à la Catégorie C1 (Catégorie C2 ou moins). La responsabilité relative à l'étiquetage incombe à l'opérateur.

Dans l'usage, il existe deux approches quant aux ltres RFI :

Intégré à l'équipement

•

ltres intégrés permettent de gagner

Les

de la place dans l'armoire, mais éliminent également les frais additionnels d'installation, de câblage et

130BA056.10

25 4

Intégration du système

Manuel de conguration

de matériaux. Cependant, l'avantage le plus important est la conformité CEM et le câblage parfaits des ltres intégrés.

Options externes

•

Les ltres RFI externes en option,

installés à l'entrée du variateur de fréquence, provoquent une chute de tension. En pratique, cela signie que la tension secteur totale n'est pas présente à l'entrée du variateur de fréquence et qu'un surdimensionnement peut être nécessaire. La longueur maximale du câble du moteur conformément aux limites CEM est comprise entre 1 et 50 m. Les frais sont encourus pour les matériaux, les câbles et l'assemblage. La conformité CEM n'est pas testée.

AVIS!

Pour vérier le fonctionnement sans interférence du système de variateur ou du moteur, toujours utiliser un ltre RFI de catégorie C1.

AVIS!

Les unités VLT® AQUA Drive sont fournies de série avec des ltres RFI intégrés conformes à la catégorie C1 (EN 61800-3) pour une utilisation avec des systèmes secteur de 400 V et des puissances nominales max. de 90 kW ou à la catégorie C2 pour des puissances nominales comprises entre 110 et 630 kW. Les unités VLT® AQUA Drive sont conformes à la catégorie C1 avec des câbles de moteur blindés jusqu'à 50 m ou C2 avec des câbles de moteur blindés jusqu'à 150 m. Se reporter au Tableau 3.4 pour plus de détails.

3.1.10 Conformité en matière d'isolation galvanique et de PELV

Assurer la protection contre les électrocutions lorsque l'alimentation électrique est de type PELV (tension extrêmement basse) et que l'installation est réalisée selon les réglementations PELV locales et nationales.

Pour conserver l'isolation PELV au niveau de toutes les bornes de commande, toutes les connexions doivent être de type PELV : la thermistance doit être à isolation renforcée. Toutes les bornes de relais et de commande des variateurs de fréquence Danfoss sont conformes à la norme PELV (à l'exception des unités au sol sur trépied supérieures à 400 V).

L'isolation galvanique est obtenue en respectant les exigences en matière d'isolation renforcée avec les lignes de fuite et les distances correspondantes. Ces exigences sont décrites dans la norme EN 61800-5-1.

L'isolation électrique est fournie comme indiqué sur l'Illustration 3.1. Les composants décrits sont conformes aux exigences en matière d'isolation galvanique et PELV.

1 Alimentation (SMPS), isolation du signal de V CC incluse,

indiquant la tension du circuit intermédiaire 2 Commande de gâchette des IGBT 3 Transformateurs de courant 4 Coupleur optoélectronique, module de freinage 5 Courant d'appel interne, RFI et circuits de mesure de la

température. 6 Relais personnalisés a Isolation galvanique de l'option de secours de 24 V f Isolation galvanique de l'interface de bus standard RS485

Illustration 3.1 Isolation galvanique

Installation à haute altitude

Les installations dépassant les limites d'altitude ne peuvent pas répondre aux exigences de la norme PELV. L'isolation entre les composants et les pièces critiques peut s'avérer insusante. Il existe un risque de surtension. Réduire le risque de surtension en utilisant des dispositifs de protection externes ou une isolation galvanique.

Pour les installations en altitude, contacter Danfoss concernant la norme PELV.

380-500 V (protections A, B et C) : au-dessus de

•

2000 m (6500 pi) 380-500 V (protections D, E et F) : au-dessus de

•

3000 m (9800 pi) 525-690 V : au-dessus de 2000 m (6500 pi)

•

3.1.11

Il est recommandé de garder l'équipement étanche dans son emballage jusqu'à l'installation.

Stockage

3 3

Intégration du système

VLT® AQUA Drive FC 202

3.2 Protection CEM, contre les harmoniques et contre les fuites à la terre

3.2.1 Généralités concernant les émissions

CEM

Les variateurs de fréquence (et autres dispositifs électriques) génèrent des champs électroniques ou magnétiques qui peuvent interférer avec leur environnement. La compatibilité électromagnétique (CEM) de ces eets dépend de la puissance et des caractéristiques des harmoniques des dispositifs.

L'interaction incontrôlée entre les dispositifs électriques d'un système peut dégrader la compatibilité et altérer le fonctionnement able. Les interférences peuvent prendre la forme d'une distorsion des harmoniques, de décharges électrostatiques, de uctuations de tension rapides ou d'interférences haute fréquence. Les dispositifs électriques génèrent des interférences et sont aectés par les interférences d'autres sources générées.

Les interférences électriques surviennent généralement à des fréquences comprises entre 150 kHz et 30 MHz. Des interférences en suspension dans l'air émanant du système du variateur de fréquence (30 MHz-1 GHz) sont notamment générées par l'onduleur, le câble du moteur et le moteur. Comme le montre l'Illustration 3.2, les courants de fuite sont imputables aux courants capacitifs aectant le câble moteur et au rapport dU/dt élevé de la tension du moteur. La mise en œuvre d'un câble moteur blindé augmente le courant de fuite (voir l'Illustration 3.2) car les câbles blindés ont une capacité par rapport à la terre supérieure à celle des câbles non blindés. L'absence de ltrage du courant de fuite se traduit par une perturbation accentuée du réseau dans la plage d'interférence radioélectrique inférieure à 5 MHz environ. Étant donné que le courant de fuite (I1) est renvoyé vers l'unité via le blindage (I3), en principe, le

champ électromagnétique (I4) émis par le câble blindé du moteur est donc faible, conformément à l'Illustration 3.2.

Le blindage réduit l'interférence rayonnée mais augmente les perturbations basses fréquences sur le secteur. Relier le blindage du câble moteur à la fois au côté moteur et au côté variateur de fréquence. Pour cela, il convient d'utiliser les brides pour blindage intégrées an d'éviter des extrémités blindées torsadées (queues de cochon). Les queues de cochon augmentent l'impédance du blindage à des fréquences élevées, ce qui réduit l'eet du blindage et accroît le courant de fuite (I4). En cas d'utilisation d'un câble blindé pour le relais, le câble de commande, l'interface signal et le frein, raccorder le blindage à la protection, aux deux extrémités. Dans certaines situations, il peut s'avérer nécessaire d'interrompre le blindage pour éviter les boucles de courant.

En cas de raccordement du blindage sur une plaque destinée au montage du variateur de fréquence, cette plaque doit être métallique courants de blindage vers l'appareil. Il importe également d'assurer un bon contact électrique à partir de la plaque de montage à travers les vis de montage et jusqu'au châssis du variateur de fréquence.

En cas d'utilisation de câbles non blindés, certaines exigences en matière d'émission ne sont pas respectées mais les exigences d'immunité sont respectées.

Utiliser les câbles de moteur et de la résistance de freinage les plus courts possibles pour réduire le niveau d'interférences émises par le système dans son ensemble (unité et installation). Éviter de placer les câbles du moteur et du frein à côté de câbles sensibles aux perturbations. Les interférences radioélectriques supérieures à 50 MHz (rayonnées) sont générées en particulier par les composants électroniques de commande.

an de pouvoir renvoyer les

175ZA062.12

Intégration du système Manuel de conguration

1 Fil de terre 3 Alimentation secteur CA 5 Câble moteur blindé 2 Écran 4 Variateur de fréquence 6 Moteur

Illustration 3.2 Génération de courants de fuite

3 3

Résultats des essais CEM

3.2.2

Les résultats des essais suivants ont été obtenus sur un système regroupant un variateur de fréquence, un câble de commande blindé, un boîtier de commande doté d'un potentiomètre ainsi qu'un moteur et un câble moteur blindé (Ölex Classic 100 CY) à une fréquence de commutation nominale. Le Tableau 3.4 indique les longueurs maximum de câble pour obtenir la conformité.

AVIS!

Les conditions peuvent changer signicativement pour les autres process.

Filtre de type RFI Émission transmise Émission par rayonnement Longueur de câble [m] Longueur de câble [m] Normes et exigen ces

FC 202

EN 55011 Classe B Classe A

Groupe 1 Habitat, commerce et

Environnement

industriel industrie légère

EN/CEI 61800-3 Catégorie C1 Catégorie C2 Catégorie C3 Catégorie C1 Catégorie C2 Catégorie C3

Environnement premier Domicile et

0,25-45 kW 200-240 V T2 50 150 150 Non Oui Oui 1,1-7,5 kW 200-240 V S2 50 0,37-90 kW 380-480 V T4 50 150 150 Non Oui Oui 7,5 kW 380-480 V S4

bureau

50 100/150

Environnement

premier

Habitat et

commerce

100/150

AVIS!

Consulter le Tableau 3.17 pour les câbles moteur parallèles.

Classe A Groupe 2 Environne ment industriel

Deuxième environne ment Industriel

100/150

Classe B Classe A

Habitat, commerce et industrie légère

Environnement premier Habitat et commerce

Groupe 1 Environnement industriel

Environnement premier Habitat et commerce

Non Oui Oui

Classe A Groupe 2 Environnement industriel

Second environment Industrial

Intégration du système

Filtre de type RFI Émission transmise Émission par rayonnement Longueur de câble [m] Longueur de câble [m] Normes et exigen ces

EN 55011 Classe B Classe A

EN/CEI 61800-3 Catégorie C1 Catégorie C2 Catégorie C3 Catégorie C1 Catégorie C2 Catégorie C3

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

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

T4 Non Non 25 Non Non Non

1, 4)

T7 Non Non 25 Non Non Non

2, 4)

T7 Non Non 25 Non Non Non

T7 Non 100 100 Non Oui Oui

T7 Non 150 150 Non Oui Oui

FC 202

11-90 kW 380-380 V 7,5 kW 380-480 V S4 Non Non 25 Non Non Non 11-30 kW 525-690 V 37-90 kW 525-690 V

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

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

1,1-90 kW 525-600 V T6 Non Non Non Non Non Non 15-22 kW 200-240 V S2 Non Non Non Non Non Non 11-37 kW 380-480 V S4 Non Non Non Non Non Non

VLT® AQUA Drive FC 202

Groupe 1 Habitat, commerce et industrie légère

Environnement premier Domicile et bureau

Environnement

industriel

Environnement

premier

Habitat et

commerce

Classe A Groupe 2 Environne ment industriel

Deuxième environne ment Industriel

Classe B Classe A

Groupe 1 Habitat, commerce et industrie légère

Environnement premier Habitat et commerce

Environ-

nement

industriel

Environ-

nement

premier

Habitat et

commerce

Classe A Groupe 2 Environnement industriel

Second environment Industrial

Tableau 3.4 Résultats du test CEM (émissions) Longueur de câble du moteur maximale

1) Protection de taille B2.

2) Protection de taille C2.

3) Les versions Hx peuvent être utilisées conformément à la norme EN/CEI 61800-3 catégorie C4.

4) T7, 37-90 kW conforme à la classe A groupe 1 avec un câble moteur de 25 m. Certaines restrictions s'appliquent à l'installation (contacter Danfoss pour plus de détails).

5) 100 m entre phase et neutre, 150 m entre phase et phase (mais pas du TT ou TT ). Les variateurs de fréquence monophasés n'ont pas été prévus pour une alimentation à 2 phases depuis un réseau TT ou TN. HX, H1, H2, H3, H4 ou H5 est déni dans le code de type en pos. 16-17 pour les ltres CEM. HX - aucun ltre CEM intégré dans le variateur de fréquence. H1 - ltre CEM intégré. Conforme à la norme EN 55011 classe A1/B et EN/CEI 61800-3 catégorie 1/2. H2 – ltre RFI limité contenant seulement des condensateurs et sans bobine mode commun. Conforme à EN 55011 classe A2 et EN/CEI 61800-3 catégorie 3. H3 - ltre CEM intégré. Conforme à la norme EN 55011 classe A1/B et EN/CEI 61800-3 catégorie 1/2. H4 - ltre CEM intégré. Conforme aux normes EN 55011 classe A1 et EN/CEI 61800-3 catégorie 2. H5 - Versions marines. Version renforcée, conforme aux mêmes niveaux d'émissions que les versions H2.

3.2.3

Conditions d'émission

fournit la dénition des 4 catégories et la classication équivalente de la norme EN 55011.

La norme produit CEM pour les variateurs de fréquence

dénit 4 catégories (C1, C2, C3 et C4) avec des exigences spéciques pour les émissions et l'immunité. Le Tableau 3.5

Intégration du système

Manuel de conguration

Classe d'émission

Catégorie Dénition

C1 Variateurs de fréquence installés

dans un environnement premier (habitat et commerce) avec une tension d'alimentation inférieure à 1 000 V.

C2 Variateurs de fréquence installés

dans un environnement premier (habitat et commerce) avec une tension d'alimentation inférieure à 1 000 V, qui ne sont ni enchables ni amovibles et prévus pour être installés et mis en service par un professionnel.

C3 Variateurs de fréquence installés

dans un environnement second (industriel) avec une tension d'alimentation inférieure à 1 000 V.

C4 Variateurs de fréquence installés

dans un environnement second avec une tension d'alimentation égale ou supérieure à 1 000 V ou un courant nominal égal ou supérieur à 400 A ou prévus pour un usage dans des systèmes complexes.

Tableau 3.5 Corrélation entre la norme CEI 61800-3 et la norme EN 55011

équivalente dans la norme EN 55011

Classe B

Classe A groupe 1

Classe A groupe 2

Aucune limite. Établir un plan CEM.

Lorsque les normes d'émissions génériques (transmises) sont utilisées, les variateurs de fréquence doivent être conformes aux limites

Environnement

Environnement premier (habitat et commerce)

dénies dans le Tableau 3.6 :

Norme d'émission générique

Norme EN/CEI 61000-6-3 concernant les émissions dans les environnements résidentiels, commerciaux et de l'industrie légère.

Classe d'émission équivalente dans la norme EN 55011

Classe B

Classe

Environnement

Environnement second (environnement industriel)

Tableau 3.6 Corrélation entre la norme d'émission générique et EN 55011

Conditions d'immunité

3.2.4

Norme d'émission générique

Norme EN/CEI 61000-6-4 concernant les émissions dans les environnements industriels.

d'émission équivalente dans la norme EN 55011

Classe A groupe 1

Les conditions d'immunité des variateurs de fréquence dépendent de l'environnement dans lequel ils sont installés. Les exigences sont plus strictes pour l'environnement industriel que pour les environnements résidentiels et commerciaux. Tous les variateurs de fréquence Danfoss sont conformes aux exigences pour l'environnement industriel et par conséquent aux exigences moindres des environnements résidentiels et commerciaux, orant ainsi une importante marge de sécurité.

An de pouvoir documenter l'immunité à l'égard des interférences, les essais suivants d'immunité ont été réalisés conformément aux normes de base suivantes :

EN 61000-4-2 (CEI 61000-4-2) : décharges

•

électrostatiques (DES). Simulation de l'inuence des décharges électrostatiques générées par le corps humain.

EN 61000-4-3 (CEI 61000-4-3) : champ électroma-

•

gnétique rayonné à modulation d'amplitude : simulation de

l'inuence des radars, matériels de

radiodiusion et appareils de communication

mobiles.

EN 61000-4-4 (CEI 61000-4-4) : rafales. Simulation

•

d'interférences provoquées par un contacteur en ouverture, un relais ou un dispositif analogue.

EN 61000-4-5 (CEI 61000-4-5) : transitoires.

•

Simulation de transitoires provoquées, par exemple, par la foudre frappant à proximité d'installations.

EN 61000-4-6 (CEI 61000-4-6) : mode commun

•

RF. Simulation de

l'eet d'équipement de transmission connecté par des câbles de raccordement.

Voir le par. Tableau 3.7.

3 3

Intégration du système

VLT® AQUA Drive FC 202

Norme de base

CEI 61000-4-42

Critère d'acceptation B B B A A

Plage de tension : 200-240 V, 380-500 V, 525-600 V, 525-690 V

Ligne

Moteur Frein 4 kV CM Répartition de la charge 4 kV CM Fils de commande Bus standard 2 kV CM Fils du relais 2 kV CM Options d'application et bus 2 kV CM Câble LCP Alimentation externe 24 V

CC Protection

Tableau 3.7 Schéma d'immunité CEM

1) Injection sur blindage de câble

2) Valeurs généralement obtenues par les tests

Rafale

CEI 61000-4-5

4 kV CM

2 kV CM

2 V CM

— —

4 kV/12 Ω CM

0,5 kV/2 Ω DM

1 kV/12 Ω CM

Surtension

2 kV/2 Ω DM

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

Décharge

électro-

statique

CEI

61000-4-2

— —

— — — — — — — — — — — — — — — —

— —

8 kV AD 6 kV CD

Champ électromagnétique

rayonné

CEI 61000-4-3

10 V/m —

Tension mode

commun RF

CEI 61000-4-6

10 V

RMS

10 V

RMS

10 V

RMS

10 V

RMS

10 V

RMS

10 V

RMS

10 V

RMS

10 V

RMS

10 V

RMS

10 V

RMS

Isolation du moteur

3.2.5

Les moteurs modernes à utiliser avec des variateurs de fréquence présentent un niveau élevé d'isolation pour représenter la nouvelle génération d'IGBT haute fréquence avec un dU/dt élevé. Pour un réajustement sur des moteurs anciens, conrmer l'isolation du moteur ou atténuer avec un ltre dU/dt ou si nécessaire un ltre sinus.

Pour les longueurs de câble du moteur ≤ à la longueur de câble répertoriée au chapitre 7.5 Spécications du câble, l'isolation du moteur recommandée est indiquée dans le Tableau 3.8. Si un moteur présente une valeur d'isolation nominale inférieure, il est conseillé d'utiliser un ltre du/dt ou sinus.

Tension secteur nominale [V] Isolation du moteur [V]

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

Tableau 3.8 Isolation du moteur

ULL standard = 1300

Courants des paliers de moteur

3.2.6

Pour minimiser les courants d'entraînement des paliers et des arbres, relier les éléments ci-dessous à la machine entraînée :

Variateur de fréquence

•

Moteur

•

Machine entraînée

•

Stratégies d'atténuation standard

1. Utiliser un palier isolé.

2. Appliquer des procédures d'installation rigoureuses.

2a Veiller à ce que le moteur et la charge

moteur soient alignés.

2b Respecter strictement la réglementation

CEM.

2c Renforcer le PE de façon à ce que

l'impédance haute fréquence soit inférieure dans le PE aux ls d'alimentation d'entrée.

2d Permettre une bonne connexion haute

fréquence entre le moteur et le variateur de fréquence par exemple avec un câble

175HA034.10

Intégration du système Manuel de conguration

armé muni d'un raccord à 360° dans le moteur et le variateur de fréquence.

2e Veiller à ce que l'impédance entre le

variateur de fréquence et la mise à la terre soit inférieure à l'impédance de la mise à la terre de la machine. Cela peut s'avérer dicile pour les pompes.

2f Procéder à une mise à la terre directe

entre le moteur et la charge moteur.

3. Abaisser la fréquence de commutation de l'IGBT.

4. Modier la forme de l'onde de l'onduleur, 60° AVM au lieu de SFAVM.

5. Installer un système de mise à la terre de l'arbre ou utiliser un raccord isolant.

6. Appliquer un lubriant conducteur.

7. Utiliser si possible des réglages minimum de la vitesse.

8. Veiller à ce que la tension de la ligne soit équilibrée jusqu'à la terre. Cela peut s'avérer dicile pour les réseaux IT, TT, TN-CS ou les systèmes de colonne mis à la terre.

9. Utiliser un ltre dU/dt ou sinus.

Harmoniques

3.2.7

Les dispositifs électriques avec redresseurs à diodes tels que les éclairages uorescents, les ordinateurs, les copieurs, les fax, plusieurs équipements de laboratoire et systèmes de télécommunication, peuvent ajouter des distorsions harmoniques à une alimentation secteur. Les variateurs de fréquence utilisent une entrée en pont à diodes, ce qui peut également contribuer à une distorsion des harmoniques.

Le variateur de fréquence ne peut absorber le courant uniformément à partir de la ligne électrique. Ce courant non sinusoïdal comporte des composants qui sont des multiples de la fréquence fondamentale du courant. Ces composants sont appelés harmoniques. Il est important de contrôler la distorsion harmonique totale de l'alimentation secteur. Même si les harmoniques n'aectent pas directement la consommation d'énergie électrique, elles génèrent de la chaleur dans les câbles et les transformateurs et peuvent aecter d'autres dispositifs sur la même ligne électrique.

de fréquence sur une installation spécique sont diciles. Si nécessaire, analyser les harmoniques du système an de déterminer les eets de l'équipement.

Un variateur de fréquence consomme un courant non sinusoïdal qui accroît le courant d'entrée I

. Un courant

RMS

non sinusoïdal peut être transformé à l'aide d'une analyse de série Fourier en une somme de courants sinusoïdaux de fréquences diérentes, c'est-à-dire en harmoniques de courant In

diérents dont la fréquence de base est égale à

50 ou 60 Hz. Les harmoniques de courant ne contribuent pas

directement à la consommation de puissance mais elles augmentent les pertes de chaleur de l'installation (transformateurs, inducteurs, câbles). De ce fait, dans les installations électriques caractérisées par un pourcentage élevé de charges redressées, il convient de maintenir les harmoniques de courant à un niveau faible

an d'éviter la

surcharge du transformateur, des inducteurs et des câbles.

Abréviation Description

n ordre des harmoniques

Tableau 3.9 Abréviations associées aux harmoniques

Courant

fondamental

Courant I Fréquence [Hz]

Tableau 3.10 Courant non sinusoïdal transformé

Courant Harmoniques de courant

I Courant d'entrée 1,0 0,9 0,4 0,2 < 0,1

Tableau 3.11 Comparaison entre les harmoniques de courant et le courantCourant

fréquence fondamentale courant fondamental tension fondamentale harmoniques de courant harmoniques de tension

Harmoniques de courant (In)

(I1)

50 250 350 550

RMSI1

11-49

3 3

3.2.7.1

Analyse des harmoniques

Illustration 3.3 Bobines du circuit intermédiaire

Plusieurs caractéristiques du système électrique d'un bâtiment déterminent la contribution exacte des harmoniques du variateur au THD d'une installation et sa capacité à respecter les normes IEEE. Les généralisations concernant la contribution des harmoniques des variateurs

Intégration du système

VLT® AQUA Drive FC 202

AVIS!

Certaines harmoniques de courant sont susceptibles de perturber les équipements de communication reliés au même transformateur ou de provoquer des résonances dans les connexions avec les condensateurs de correction

du facteur de puissance.

Réel (typique) Limite pour R

≥120

sce

Pour produire des harmoniques de courant bas, le variateur de fréquence est doté de ltres passifs. Les bobines CC réduisent le taux d'harmoniques (THD) à 40 %.

La distorsion de la tension d'alimentation secteur dépend de la taille des harmoniques de courant multipliée par

Réel (typique) Limite pour R

≥120

sce

Tableau 3.13 Résultats des essais harmoniques (émission)

Harmoniques de courant individuels In/I1 (%)

40 20 10 8

40 25 15 10

Taux de distorsion des harmoniques de

courant (%)

THD PWHD

46 45

48 46

l'impédance secteur à la fréquence concernée. La distorsion de tension totale (THD) est calculée à partir de chacun des harmoniques de courant selon la formule :

THD =

3.2.7.2

 + U

 + ... + U

Conditions d'émission harmonique

Il est de la responsabilité de l'installateur ou de l'utilisateur de l'équipement de s'assurer, en consultant l'opérateur du réseau de distribution si nécessaire, que l'équipement est raccordé uniquement à une alimentation avec une puissance de court-circuit Ssc supérieure ou égale à celle spéciée dans l'équation. Consulter l'opérateur du réseau de distribution pour raccorder d'autres puissances au réseau public d'alimen-

Équipements raccordés au réseau public d'alimentation

Option Dénition

1 CEI/EN 61000-3-2 Classe A pour équipement triphasé

équilibré (pour équipement professionnel uniquement jusqu'à une puissance totale de 1 kW).

2 CEI/EN 61000-3-12 Équipement 16 A-75 A et

équipement professionnel depuis 1 kW jusqu'à un courant de phase de 16 A.

tation. Conformité avec les directives des diérents niveaux de

système : Les données des harmoniques de courant dans le Tableau 3.13 sont proposées en conformité avec la norme CEI/EN 61000-3-12 en rapport avec la norme produit concernant les Systèmes d'entraînement motorisés. Ces données peuvent servir de base pour le calcul de l'inuence des harmoniques de courant sur le système

Tableau 3.12 Normes d'émission d'harmoniques

d'alimentation et pour la documentation de conformité aux directives régionales concernées : IEEE 519 -1992 ;

3.2.7.3

Résultats des essais harmoniques

G5/4.

(émission)

Eet des harmoniques dans un système de distribution de puissance

et alimente un certain

xfr

Les puissances allant jusqu'à PK75 en T2 et T4 satisfont la norme CEI/EN 61000-3-2 Classe A. Les puissances de P1K1 à P18K en T2 et jusqu'à P90K en T4 sont conformes à la norme CEI/EN 61000-3-12, tableau 4. Les puissances P110 P450 en T4 respectent également la norme CEI/EN 61000-3-12 même si cela n'est pas nécessaire car les courant sont supérieurs à 75 A.

Le Tableau 3.13 décrit que la puissance du court-circuit du Ssc d'alimentation au point d'interface entre l'alimentation de l'utilisateur et le système public (R

) est supérieure ou

sce

égale à :

= 3 × R

 × U

SCE

secteur

 × I

 =  3 × 120 × 400 × I

équ

3.2.7.4

Sur l'Illustration 3.4, un transformateur est connecté côté primaire à un point de couplage commun PCC1, sur l'alimentation en moyenne tension. Le transformateur présente une impédance Z nombre de charges. Le point de couplage commun où toutes les charges sont connectées ensemble est PCC2. Chaque charge est connectée via des câbles présentant une impédance Z1, Z2, Z3.

Non-linear

Current Voltage

System

Impedance

Disturbance to

other users

Contribution to

system losses

130BB541.10

Intégration du système

Manuel de conguration

3 3

Illustration 3.4 Petit réseau de distribution

Les harmoniques de courant prélevées par des charges non linéaires provoquent une distorsion de la tension en raison de la baisse de cette dernière sur les impédances du réseau de distribution. Des impédances supérieures entraînent des niveaux plus élevés de distorsion de la tension.

La distorsion de courant est liée aux performances des appareils et à la charge individuelle. La distorsion de tension est quant à elle liée aux performances du système. Il est impossible de déterminer la distorsion de tension sur le PCC en ne connaissant que les performances d'harmoniques de la charge. Pour prévoir la distorsion sur le PCC, la conguration du système de distribution et les impédances associées doivent être identiées.

Un terme couramment utilisé pour décrire l'impédance d'un réseau est le rapport de court-circuit R comme le rapport entre la puissance apparente du courtcircuit de l'alimentation au point PCC (Ssc) et la puissance apparente nominale de la charge (S

sce

équ

où

Ssc=

alimentation

équ

= U × I

équ

L'eet négatif des harmoniques est double

Les harmoniques de courant contribuent à des

•

pertes système (dans le câblage, le transformateur).

La distorsion de tension des harmoniques

•

entraîne des perturbations sur les autres charges et augmentent leurs pertes.

equ

, déni

sce

Illustration 3.5

Eets négatifs des harmoniques

3.2.7.5 Normes et exigences quant aux limites d'harmoniques

Les exigences relatives aux limites d'harmoniques peuvent être les suivantes :

Exigences spéciques à l'application.

•

Normes à respecter.

•

Les exigences installation particulière où des raisons techniques limitent les harmoniques.

Exemple

Un transformateur de 250 kVA avec deux moteurs de 2 110 kW connectés est susant si l'un des moteurs est branché directement en ligne et que l'autre est alimenté via un variateur de fréquence. Cependant, le transformateur est sous-dimensionné si les deux moteurs sont alimentés par variateur de fréquence. L'utilisation de moyens supplémentaires pour réduire les harmoniques dans l'installation ou le choix de variantes de variateur à charge harmonique faible permet le fonctionnement des deux moteurs avec des variateurs de fréquence.

Il existe diverses normes, réglementations et recommandations pour atténuer les harmoniques. Diérentes normes s'appliquent dans des zones géographiques et des industries variées. Les normes suivantes sont les plus courantes :

•

Voir le Manuel de conguration de l'AHF 005/010 pour obtenir les détails spéciques à chaque norme.

En Europe, le THVD maximum est de 8 % si l'installation est connectée via le réseau public. Si l'installation dispose de son propre transformateur, la limite du THVD est de 10

%. Le VLT® AQUA Drive a été conçu pour supporter un THVD de 10 %.

spéciques à l'application sont liées à une

IEC61000-3-2 IEC61000-3-12 IEC61000-3-4 IEEE 519 G5/4

130BB955.12

Leakage current

Motor cable length

130BB956.12

THVD=0%

THVD=5%

Leakage current

Intégration du système

VLT® AQUA Drive FC 202

3.2.7.6 Atténuation des harmoniques

Lorsqu'une suppression supplémentaire des harmoniques est nécessaire, Danfoss propose une large gamme de matériel d'atténuation. Voici ces équipements :

variateurs à 12 impulsions,

•

ltres AHF

•

variateurs à charge harmonique faible,

•

Filtres actifs

•

Le choix de la solution appropriée dépend de plusieurs facteurs :

réseau (distorsion de fond, déséquilibre du

•

réseau, résonance et type d'alimentation (transformateur/générateur)) ;

application (prol, nombre et taille des charges) ;

•

exigences/réglementations locales/nationales

•

(IEEE519, CEI, G5/4, etc.) ; coût total de propriété (coûts initiaux, rendement,

•

maintenance, etc.).

Toujours envisager une atténuation des harmoniques si la charge du transformateur présente une contribution non linéaire d'au moins 40 %.

Danfoss propose des outils de calcul des harmoniques (voir le chapitre 2.8.2 Logiciel PC).

Illustration 3.6 Inuence de la longueur de câble moteur et de la puissance sur le courant de fuite. Puissance a > Puissance b

Le courant de fuite dépend également de la distorsion de la ligne.

Courant de fuite à la terre

3.2.8

Respecter les réglementations locales et nationales concernant la mise à la terre de protection de l'équipement en cas de courant de fuite supérieur à 3,5 mA. La technologie du variateur de fréquence implique une commutation de fréquence élevée à des puissances importantes. Cela génère un courant de fuite dans la mise à la terre. Le courant de fuite à la terre provient de plusieurs sources et dépend des diérentes congurations du système, notamment :

Filtrage RFI

•

Longueur de câble du moteur

•

Protection du câble du moteur

•

Alimentation du variateur de fréquence

•

Illustration 3.7 Inuence de la distorsion de la ligne sur le courant de fuite

La norme EN/CEI 61800-5-1 (norme produit concernant les systèmes d'entraînement électriques) exige une attention particulière si le courant de fuite dépasse 3,5 mA. Renforcer la mise à la terre avec les exigences suivantes en matière de protection par mise à la terre :

130BB958.12

Cable

150 Hz

3rd harmonics

50 Hz

Mains

RCD with low f

cut-

RCD with high f

cut-

Leakage current

Frequency

130BB957.11

Leakage current [mA]

100 Hz

2 kHz

100 kHz

Intégration du système Manuel de conguration

Fil de mise à la terre (borne 95) d'au moins 10

•

mm2 de section. Deux ls de terre séparés respectant les

•

consignes de dimensionnement.

Voir les normes EN/CEI 61800-5-1 et EN 50178 pour plus d'informations.

Utilisation de RCD

Lorsque des relais de protection

diérentielle (RCD), aussi appelés disjoncteurs de mise à la terre (ELCB), sont utilisés, respecter les éléments suivants :

Utiliser des RCD de type B uniquement car ils

•

sont capables de détecter les courants CA et CC. Utiliser des RCD avec un retard pour éviter les

•

pannes dues aux courants à la terre transitoires. Dimensionner les RCD selon la conguration du

•

système et en tenant compte de l'environnement d'installation.

Le courant de fuite comprend plusieurs fréquences provenant de la fréquence secteur et de la fréquence de commutation. La détection de la fréquence de

Illustration 3.9 Inuence de la fréquence de coupure des RCD sur le courant de fuite

commutation dépend du type de RCD utilisé.

3 3

La quantité de courant de fuite détectée par les RCD dépend de la fréquence de coupure des RCD.

Illustration 3.8 Sources principales du courant de fuite

3.3

Intégration secteur

3.3.1 Congurations du secteur et eets de la CEM

Divers types de systèmes secteur CA sont utilisés pour alimenter les variateurs électriques. Chacun aecte les caractéristiques CEM du système. Les systèmes à 5 ls TN-S sont considérés comme les meilleurs à cet égard, alors que le système IT isolé est le moins souhaitable.

Intégration du système

VLT® AQUA Drive FC 202

Type de système

Systèmes secteur TN TN-S Il s'agit d'un système à 5 ls avec des conducteurs

TN-C Il s'agit d'un système à 4 ls avec un conducteur

Systèmes secteur TT

Système secteur IT

Tableau 3.14 Types de systèmes de secteur CA

3.3.2

3.3.2.1 Alimentation secteur non

Description

Il existe 2 types de systèmes de distribution secteur TN : TN-S et TN-C.

neutre (N) et de terre (PE) séparés. Il fournit ainsi les meilleures propriétés CEM et évite la transmission d'interférences.

neutre et de protection par mise à la terre (PE) commun au système entier. Le conducteur neutre et de protection par mise à la terre entraîne de mauvaises caractéristiques de CEM. Il s'agit d'un système à 4 ls avec un conducteur neutre mis à la terre et une mise à la terre individuelle des unités de variateurs. Il présente de bonnes caractéristiques de CEM si la mise à la terre est correcte. Il s'agit d'un système à 4 ls isolé où le conducteur neutre est mis à la terre ou non via une impédance.

Perturbation secteur basse fréquence

Standard Dénition

EN 61000-2-2, EN 61000-2-4, EN 50160 EN 61000-3-2, 61000-3-12 EN 50178 Surveille les équipements électroniques

Tableau 3.15 Normes de conception EN pour la qualité de la puissance du secteur

Dénit les limites de tension secteur an de respecter les réseaux d'alimentation industriels et publics. Régule les interférences secteur générées par les dispositifs connectés.

utilisés sur les installations électriques.

3.3.2.3 Variateurs de fréquence sans

interférences

Chaque variateur de fréquence génère une perturbation secteur. Les normes actuelles dénissent uniquement les plages de fréquences jusqu'à 2 kHz. Certains variateurs décalent la perturbation secteur dans la zone supérieure à 2 kHz, qui n'est pas concernée par la norme, et commercialisent les dispositifs comme des dispositifs « sans interférence ». Les limites de cette zone sont actuellement étudiées. Les variateurs de fréquence ne décalent pas les perturbations secteur.

3.3.2.4

Survenue d'une perturbation secteur

sinusoïdale

La déformation due aux perturbations secteur de la forme La tension secteur est rarement une tension sinusoïdale uniforme avec une amplitude et une fréquence constantes. Ceci est dû en partie à des charges qui prélèvent des courants non sinusoïdaux sur le secteur ou qui ont des caractéristiques non linéaires, telles que les PC, les téléviseurs, les alimentations à découpage, les lampes à économie d'énergie et les variateurs de fréquence. Les écarts sont inévitables et acceptables dans certaines limites.

3.3.2.2

Dans la plupart des pays européens, la base de l'estimation objective de la qualité du secteur est la loi sur la compatibilité électromagnétique des dispositifs (EMVG). La conformité à cette réglementation garantit que tous les dispositifs et réseaux connectés aux systèmes de distribution électrique répondent à l'usage prévu sans générer de problèmes.

Conformité aux directives CEM

d'onde sinusoïdale par les courants d'entrée à impulsion

des charges est généralement appelée harmoniques.

Dérivée de la méthode Fourier, elle est évaluée jusqu'à 2,5

kHz, ce qui correspond au 50ème harmonique de la

fréquence secteur.

Les redresseurs d'entrée des variateurs de fréquence

génèrent cette forme typique d'interférence harmonique

sur le secteur. Si les variateurs de fréquence sont reliés à

des systèmes de secteur 50 Hz, le troisième harmonique

(150 Hz), le cinquième harmonique (250 Hz) ou le

septième harmonique (350 Hz) présente les eets les plus

marqués. Le résidu harmonique total est appelé taux

d'harmoniques (THD).

3.3.2.5

Les harmoniques et les uctuations de tension sont 2

formes de perturbation secteur basse fréquence. Leur

apparence est diérente à leur origine par rapport à tout

autre point du système secteur où une charge est reliée.

Par conséquent, une plage d'inuences doit être

déterminée collectivement au moment d'évaluer les eets

de la perturbation secteur. Cela comprend l'alimentation

secteur, la structure et les charges.

Des avertissements de sous-tension et des pertes fonction-

nelles supérieures peuvent se produire suite à une

perturbation secteur.

Eets d'une perturbation secteur

Intégration du système

Manuel de conguration

Avertissements de sous-tension

Mesures de tension incorrectes suite à la

•

distorsion de la tension secteur sinusoïdale Entraîne des mesures incorrectes de l'alimentation

•

car seule la mesure de courant ecace réel (RMS) tient compte du résidu harmonique.

Pertes plus importantes

Les harmoniques réduisent la puissance active, la

•

puissance apparente et la puissance réactive. Déforme les charges électriques entraînant des

•

perturbations audibles sur d'autres dispositifs ou, dans le pire des cas, une destruction.

Réduit la durée de vie des dispositifs suite à une

•

surchaue.

AVIS!

Un résidu harmonique excessif place une charge sur l'équipement de correction du facteur de puissance et peut même entraîner sa destruction. Pour cette raison, il convient d'installer des bobines d'arrêt sur l'équipement de correction du facteur de puissance en présence d'un résidu harmonique excessif.

3.3.3 Analyse des perturbations secteur

Pour éviter toute altération de la qualité de la puissance du secteur, diverses méthodes peuvent être utilisées avec des systèmes ou des dispositifs qui engendrent des harmoniques de courant. Des programmes d'analyse du secteur, tels que le logiciel de calcul des harmoniques (HCS), analysent les conceptions du système d'harmoniques. Des contre-mesures spéciques peuvent être testées au préalable et garantir une compatibilité postérieure du système.

Bobines d'arrêt d'entrée ou bobines d'arrêt sur le

•

circuit intermédiaire dans les variateurs de fréquence.

Filtres passifs.

•

Filtres actifs.

•

Circuits intermédiaires minces.

•

Application frontale active et variateurs à charge

•

harmonique faible. Redresseurs avec 12, 18 ou 24 impulsions par

•

cycle.

Perturbations radioélectriques

3.3.5

Les variateurs de fréquence engendrent des perturbations

radioélectriques (RFI) suite à des impulsions de courant à

largeur variable. Les variateurs et les câbles du moteur

émettent des radiations de ces composants et les

conduisent dans le système de secteur.

Les ltres RFI sont utilisés pour réduire les perturbations

sur le secteur. Ils confèrent une immunité au bruit pour

protéger les dispositifs contre les perturbations haute

fréquence. Ils réduisent également les perturbations émises

dans le câble secteur ou la radiation depuis le câble

secteur. Les ltres sont prévus pour limiter les pertur-

bations à un niveau spécié. Les ltres intégrés sont

souvent des équipements standard classés pour une

immunité spécique.

AVIS!

Tous les variateurs de fréquence VLT® AQUA Drive sont

équipés de bobines d'arrêt de perturbation secteur en

standard.

3 3

Pour analyser les systèmes secteur, accéder au sitehttp:// www.danfoss-hcs.com/Default.asp?LEVEL=START pour

télécharger le logiciel.

AVIS!

Danfoss dispose d'un niveau d'expertise CEM élevé et fournit aux clients des analyses de CEM avec une évaluation détaillée ou des calculs sur le secteur en plus de cours de formation, de séminaires et d'ateliers.

3.3.4 Options pour réduire les

perturbations secteur

Généralement, la perturbation secteur issue de contrôleurs peut être réduite en limitant l'amplitude des courants d'impulsions. Cela améliore le facteur de puissance λ (lambda).

Plusieurs méthodes sont recommandées pour éviter les harmoniques du secteur :

3.3.6 Classement du site d'exploitation

La connaissance des exigences relatives à l'environnement

nécessaires pour que le variateur de fréquence fonctionne

est le facteur le plus important de la conformité CEM.

3.3.6.1

Environnement 1/Classe B : Résidentiel

Les sites d'exploitation reliés au réseau public basse

tension, y compris les zones légèrement industrialisées,

sont classés comme Environnement 1/Classe B. Ils ne

disposent pas de leurs propres transformateurs de distri-

bution haute ou moyenne tension pour un système de

secteur distinct. Les classements d'environnement

s'appliquent aux bâtiments, aussi bien à l'intérieur qu'à

l'extérieur. Quelques exemples : zones commerciales, zones

et bâtiments résidentiels, restaurants, parkings et instal-

lations de loisirs.

Intégration du système

VLT® AQUA Drive FC 202

3.3.6.2 Environnement 2/classe A :

Industriel

Les environnements industriels ne sont pas reliés au réseau électrique public. Au lieu de cela, ils disposent de leurs propres transformateurs de distribution haute ou moyenne

tension. Les classements d'environnement s'appliquent aux bâtiments, aussi bien à l'intérieur qu'à l'extérieur.

Ils sont dénis comme industriels et sont caractérisés par des conditions électromagnétiques spéciques :

Présence de dispositifs scientiques, médicaux ou

•

industriels. Commutation de grandes charges inductives et

•

capacitives. Survenue de champs magnétiques forts (par

•

exemple, suite à des courants élevés).

3.3.6.3

Dans les zones où les transformateurs moyenne tension se sont clairement démarqués d'autres endroits, l'utilisateur décide du type d'environnement pour le classement de ses installations. L'utilisateur est responsable de la compatibilité électromagnétique nécessaire pour permettre une exploitation sans diculté de tous les dispositifs dans certaines conditions. Quelques exemples d'environnements spéciaux : centres commerciaux, supermarchés, stationsservice, immeubles de bureaux et entrepôts.

3.3.6.4

Environnements spéciaux

Étiquettes de mise en garde

Ceci est nécessaire quand un nombre élevé de charges

inductives, telles que des moteurs ou des régulateurs de

puissance, sont utilisées dans un système de distribution

électrique. Les variateurs de fréquence dotés d'un circuit

intermédiaire isolé ne prélèvent pas de puissance réactive

du système de secteur et ne génèrent pas non plus de

déphasage. Ils ont un cos φ d'environ 1.

Pour cette raison, les moteurs à vitesse variable ne doivent

pas en tenir compte lors du dimensionnement d'un

équipement de correction du facteur de puissance.

Cependant, le courant prélevé par l'équipement de

correction de phase augmente parce que les variateurs de

fréquence engendrent des harmoniques. La charge et le

facteur de chaleur sur les condensateurs augmentent

proportionnellement au nombre de générateurs d'harmo-

niques. Par conséquent, il convient d'installer des bobines

d'arrêt dans l'équipement de correction du facteur de

puissance. Ces bobines empêchent aussi les résonances

entre les inductances de charge et la capacitance. Les

variateurs avec cos φ < 1 requièrent aussi des bobines

d'arrêt dans l'équipement de correction du facteur de

puissance. Il convient aussi de tenir compte du niveau de

puissance réactive supérieur, pour les dimensions des

câbles.

Retard de puissance d'entrée

3.3.9

Pour garantir que le circuit de suppression des surcharges

d'entrée fonctionne correctement, il convient de respecter

un délai entre les applications successives de puissance

d'entrée.

Lorsqu'un variateur de fréquence n'est pas conforme à la catégorie C1, un avertissement doit être fourni. Cette opération incombe à l'utilisateur. L'élimination des perturbations est basée sur les classes A1, A2 et B de la norme EN 55011. L'utilisateur est le responsable nal du classement approprié des dispositifs et des frais dérivés de la correction des problèmes de CEM.

Utilisation avec une source d'entrée

3.3.7

isolée

De nombreuses installations électriques aux États-Unis sont reliées à la terre. Même si ce n'est généralement pas le cas aux États-Unis, l'alimentation d'entrée peut être une source isolée. Tous les variateurs de fréquence Danfoss peuvent être utilisés avec une source d'entrée isolée mais aussi avec des lignes électriques reliées à la terre.

3.3.8

Correction du facteur de puissance

L'équipement de correction du facteur de puissance sert à réduire le déphasage (φ) entre la tension et le courant an de rapprocher le facteur de puissance de l'unité (cos φ).

Le Tableau 3.16 ache le temps minimum à respecter

entre les applications de puissance d'entrée.

Tension d'entrée [V] Temps d'attente [s]

Tableau 3.16 Retard de puissance d'entrée

3.3.10

Les transitoires sont de brefs pics de tension dans une

plage de quelques milliers de volts. Ils peuvent avoir lieu

dans tous les types de systèmes de distribution de

puissance, dans des environnements industriels et

résidentiels.

La foudre est une cause courante de transitoires.

Cependant, ils sont aussi causés par la commutation en

ligne/hors ligne de grandes charges ou la commutation

d'un autre équipement de transitoires du réseau, comme

un équipement de correction du facteur de puissance. Les

transitoires peuvent aussi être provoqués par des courts-

circuits, le déclenchement de disjoncteurs dans des

Transitoires du réseau

380 415 460 600

48 65 83 133

Intégration du système

Manuel de conguration

systèmes de distribution électrique et le couplage inductif entre des câbles parallèles.

La norme EN 61000-4-1 décrit les formes de ces transitoires et la quantité d'énergie qu'ils contiennent. Leurs eets nocifs peuvent être limités par diverses méthodes. Les parafoudres ioniques et les éclateurs fournissent une protection de premier niveau contre les transitoires à haute énergie. Pour une protection de deuxième niveau, la plupart des dispositifs électroniques, notamment les variateurs de fréquence, utilisent des varistances pour atténuer les transitoires.

3.3.11

Exploitation avec un générateur en veille

Utiliser des systèmes d'énergie de secours quand l'exploitation continue est nécessaire, même en cas de défaut secteur. Ils sont également utilisés en parallèle avec le réseau public pour obtenir une puissance secteur supérieure. Il s'agit d'une pratique courante pour les unités combinées de prot du rendement élevé qui peut être obtenu avec cette forme de conversion d'énergie. Quand l'énergie de secours est fournie par un générateur, l'impédance du secteur est généralement supérieure à celle obtenue lorsque la puissance provient du réseau public. Ceci fait augmenter le taux d'harmoniques. Avec une conception adéquate, les générateurs peuvent fonctionner dans un système contenant des dispositifs générant des harmoniques.

Il est recommandé de concevoir le système avec un générateur autonome.

•

chauage et d'alimentation, lesquelles tirent

Lorsque le système est basculé du secteur à une alimentation par générateur, généralement la charge harmonique augmente.

Les concepteurs doivent calculer ou mesurer l'augmentation de la charge harmonique pour s'assurer que la qualité de la puissance est conforme aux réglementations an d'empêcher des problèmes d'harmoniques et une défaillance de l'équipement.

La charge asymétrique du générateur doit être évitée, car elle accentue les pertes et peut faire augmenter le taux d'harmoniques.

Un décalage 5/6 de l'enroulement du générateur atténue les cinquième et septième harmoniques, mais laisse le troisième harmonique augmenter. Un décalage 2/3 réduit le troisième harmonique.

Si possible, l'opérateur doit déconnecter l'équipement de correction du facteur de puissance, car il provoque des résonances dans le système.

Les bobines d'arrêt ou les ltres d'absorption

•

actifs peuvent atténuer les harmoniques ainsi que les charges résistives utilisées en parallèle.

Des charges capacitives exploitées en parallèle

•

créent une charge additionnelle suite à des eets de résonance imprévisibles.

Une analyse plus précise est possible en utilisant un

logiciel d'analyse de secteur, tel que le HCS. Pour analyser

les systèmes secteur, accéder au site http://www.danfoss-

hcs.com/Default.asp?LEVEL=START pour télécharger le

logiciel.

En cas d'exploitation avec des dispositifs générant des

harmoniques, les charges maximales basées sur un

fonctionnement sans problèmes des installations sont

indiquées dans le tableau des limites d'harmoniques.

Limites d'harmoniques

Redresseurs B2 et B6⇒maximum 20 % de la

•

charge nominale du générateur. Redresseur B6 avec bobine d'arrêt⇒maximum

•

20-35 % de la charge nominale du générateur, selon la composition.

Redresseur B6 contrôlé⇒maximum 10 % de la

•

charge nominale du générateur.

3.4

Intégration du moteur

3.4.1 Considérations relatives au choix du moteur

Le variateur de fréquence peut induire une contrainte électrique sur un moteur. Considérer donc les eets suivants sur le moteur au moment de choisir un moteur pour le variateur de fréquence :

Contrainte d'isolation

•

Contrainte de paliers

•

Contrainte thermique

•

Filtres sinusoïdaux et dU/dt

3.4.2

Les ltres de sortie protent à certains moteurs pour réduire la contrainte électrique et permettre une plus grande longueur de câble. Les options de sortie incluent des ltres sinusoïdaux (également appelés ltres LC) et des ltres dU/dt. Les ltres dU/dt réduisent la hausse marquée de l'impulsion. Les ltres sinus lissent les impulsions de tension pour les convertir en tension de sortie sinusoïdale. Avec certains variateurs de fréquence, les ltres sinus sont conformes à la norme EN 61800-3 RFI catégorie C2 pour les câbles moteur non blindés (voir le chapitre 3.7.5 Filtres sinus).

3 3

175HA036.11

96 97 98

Motor

96 97 98

Motor

Intégration du système

VLT® AQUA Drive FC 202

Pour en savoir plus sur les options de ltres sinus et dU/dt, se reporter aux chapitre 3.7.5 Filtres sinus et chapitre 3.7.6 Filtres dU/dt.

Pour plus d'informations sur les références des ltres sinus et dU/dt, se reporter aux et chapitre 6.2.9 Filtres dU/dt.

3.4.3 Mise à la terre correcte du moteur

Une mise à la terre correcte du moteur est essentielle à la sécurité personnelle et pour répondre aux exigences électriques de CEM des équipements basse tension. Une mise à la terre correcte est nécessaire pour l'utilisation ecace des blindages et ltres. Les détails de conception doivent être vériés pour une mise en œuvre correcte de la CEM.

Câbles moteur

3.4.4

Les recommandations et spécications relatives au câble du moteur sont fournies au chapitre 7.5 Spécications du câble.

Le variateur de fréquence permet d'utiliser tous les types de moteurs asynchrones triphasés standard. Le réglage eectué en usine correspond à une rotation dans le sens horaire quand la sortie du variateur de fréquence est raccordée comme suit :

Illustration 3.10 Connexions des bornes pour une rotation dans le sens horaire et dans le sens antihoraire

Modier le sens de rotation en inversant 2 phases côté moteur ou en modiant le réglage du par. paramétre 4-10 Direction vit. moteur.

Blindage des câbles du moteur

3.4.5

Les variateurs de fréquence génèrent des fronts d'impulsions forts sur leurs sorties. Ces impulsions contiennent des composants haute fréquence (s'étendant jusqu'à la plage des gigahertz), qui provoquent le rayonnement indésirable du câble du moteur. Les câbles blindés du moteur réduisent ce rayonnement.

Le blindage vise à :

Réduire la magnitude des interférences

•

rayonnées. Améliorer l'immunité aux interférences des

•

dispositifs individuels.

Le blindage capture les composants haute fréquence et les renvoie à la source de l'interférence (dans ce cas, le variateur de fréquence). Les câbles blindés du moteur fournissent également une immunité aux interférences des sources externes proches.

130BD774.10

130BD775.10

130BD776.10

Intégration du système Manuel de conguration

Même un blindage correct n'élimine pas complètement le rayonnement. Les composants du système situés dans les environnements de rayonnement doivent fonctionner sans dégradation.

3.4.6 Raccordement de plusieurs moteurs

AVIS!

Des problèmes peuvent survenir au démarrage et à vitesse réduite, si les dimensions des moteurs sont très diérentes, parce que la résistance ohmique relativement grande dans le stator des petits moteurs entraîne une tension supérieure au démarrage et à vitesse réduite.

Le variateur de fréquence peut commander plusieurs moteurs montés en parallèle. Il convient de noter les points suivants en cas d'utilisation d'un raccordement en parallèle des moteurs :

Le mode VCC+ peut être utilisé dans certaines

•

applications. La valeur du courant total consommé par les

•

moteurs ne doit pas dépasser la valeur du courant de sortie nominal I fréquence.

Ne pas utiliser de raccord commun des joints

•

pour les câbles longs (voir l'Illustration 3.12). La longueur totale de câble du moteur

•

dans le Tableau 3.4 est valable tant que les câbles parallèles restent courts (moins de 10 m chacun) (voir les Illustration 3.14 et Illustration 3.15).

Tenir compte de la chute de tension dans les

•

câbles du moteur (voir l'Illustration 3.15). Pour les longs câbles parallèles, utiliser un

•

LC (voir l'Illustration 3.15). Pour les longs câbles sans raccordement parallèle,

•

voir l'Illustration 3.16.

du variateur de

INV

spéciée

ltre

3 3

Illustration 3.11 Raccord commun des joints pour câbles courts

Illustration 3.12 Raccord commun des joints pour câbles longs

AVIS!

Quand les moteurs sont connectés en parallèle, régler le par. paramétre 1-01 Principe Contrôle Moteur sur [0] U/f.

Illustration 3.13 Câbles parallèles sans charge

130BD777.10

130BD778.10

130BD779.10

Intégration du système

VLT® AQUA Drive FC 202

Illustration 3.14 Câbles parallèles avec charge

Illustration 3.16 Longs câbles des connexions en série

Illustration 3.15 Filtre LC pour longs câbles parallèles

Tailles de protection

A1, A2, A4, A5 0,37–0,75

A2, A4, A5 1,1–1,5

A2, A4, A5 2,2–4

A3, A4, A5 5,5–7,5

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

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

Tableau 3.17 Longueur max. de chaque câble parallèle

Puissance [kW]

11–90

Tension [V] 1 câble [m] 2 câbles [m] 3 câbles [m] 4 câbles [m]

400 150 45 8 6 500 150 7 4 3

400 150 45 20 8

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

1,21,0 1,4

100

1,81,6 2,0

2 000

500

200

400 300

1 000

600

t [s]

175ZA052.11

OUT

= 0,2 x f

M,N

OUT

= 2 x f

M,N

OUT

= 1 x f

M,N

Intégration du système

Manuel de conguration

3.4.7 Isolation du l de commande

Les perturbations harmoniques générées par le câblage du moteur peuvent altérer les signaux de commande dans le câblage de commande du variateur et provoquer des défauts de commande. Les câbles du moteur et le câblage de commande doivent être séparés. Les eets des interférences diminuent nettement avec la séparation.

La distance entre le câblage de commande et les

•

câbles du moteur doit être supérieure à 200 mm. Les barrettes de division sont essentielles avec

•

des séparations plus restreintes ou la perturbation peut être couplée ou transférée.

Les blindages du câble de commande doivent

•

être raccordés à chaque extrémité, comme pour les blindages de câble de moteur.

Des câbles blindés avec des conducteurs torsadés

•

permettent d'augmenter l'atténuation. L'atténuation du champ magnétique augmente d'environ 30 dB avec un seul blindage, à 60 dB avec un double blindage et à environ 75 dB si les conducteurs sont également torsadés.

Protection thermique du moteur

3.4.8

Le variateur de fréquence confère une protection thermique du moteur de plusieurs façons :

La limite de couple protège le moteur des

•

surcharges indépendamment de la vitesse. La vitesse minimum limite la plage de vitesse

•

d'exploitation minimum, par exemple entre 30 et 50/60 Hz.

La vitesse maximale limite la vitesse de sortie

•

maximale. L'entrée est disponible pour une thermistance

•

externe. Le relais thermique électronique (ETR) des

•

moteurs asynchrones simule un relais bimétallique en s'appuyant sur des mesures internes. L'ETR mesure le courant, la vitesse et la durée en cours an de calculer la température du moteur et le protéger de toute surchaue en émettant un avertissement ou en coupant l'alimentation du moteur. Les caractéristiques de l'ETR sont indiquées sur l'Illustration 3.17.

Illustration 3.17 Caractéristiques du relais thermique électronique

L'axe des abscisses indique le rapport entre I

moteur

et I

moteur

nominale. L'axe des ordonnées représente le temps en secondes avant que l'ETR ne se déclenche et ne disjoncte. Ces courbes montrent la vitesse nominale caractéristique à deux fois la vitesse nominale et à 0,2 fois la vitesse nominale. À vitesse plus faible, l'ETR se déclenche à une chaleur inférieure en raison du refroidissement moindre du moteur. De cette façon, le moteur est protégé contre les surchaues même à une vitesse faible. La caractéristique ETR calcule la température du moteur en fonction du courant et de la vitesse réels.

Contacteur de sortie

3.4.9

Même s'il ne s'agit pas d'une pratique conseillée, le fonctionnement d'un contacteur de sortie entre le moteur et le variateur de fréquence ne risque pas d'endommager le variateur de fréquence. La fermeture d'un contacteur de sortie préalablement ouvert peut connecter le variateur de fréquence en marche à un moteur arrêté. Cela peut entraîner le déclenchement du variateur de fréquence et l'achage d'un défaut par ce dernier.

3.4.10

Fonctions de freinage

Pour freiner la charge sur l'arbre moteur, utiliser un frein statique (mécanique) ou dynamique.

3.4.11

Freinage dynamique

Le freinage dynamique est eectué par :

Freinage résistance : un frein IGBT maintient la

•

surtension sous un seuil déni en dirigeant

3 3

Intégration du système

VLT® AQUA Drive FC 202

l'énergie du frein du moteur vers la résistance de freinage.

Freinage CA : l'énergie de freinage est répartie

•

dans le moteur en modiant les conditions de perte dans le moteur. La fonction de frein CA ne peut pas être utilisée dans les applications avec

une fréquence de cycle élevée car cela entraîne une surchaue du moteur.

Freinage CC : un courant CC en surmodulation

•

ajouté au courant CA fonctionne comme un frein magnétique.

Danfoss propose des résistances de freinage avec des cycles d'utilisation de 5 %, 10 % et 40 %. Lorsqu'un cycle d'utilisation de 10 % est appliqué, les résistances de freinage absorbent la puissance de freinage pendant 10 % du temps du cycle. Les 90 % restants du temps de cycle sont utilisés pour évacuer la chaleur excédentaire.

Vérier que la résistance de freinage est dimensionnée pour le temps de freinage requis.

Calcul de la résistance de freinage

Pour éviter que le variateur de fréquence ne disjoncte pour se mettre en sécurité, lorsque le moteur est freiné, sélectionner les valeurs de la résistance en fonction de la

3.4.12 Calcul de la résistance de freinage

puissance de pointe et de la tension du circuit intermédiaire. Calculer la résistance de freinage en procédant

Une résistance de freinage est nécessaire pour gérer la dissipation de chaleur et l'augmentation de la tension bus CC lors du freinage électrique. L'utilisation d'une résistance de freinage garantit que l'énergie est absorbée par celle-ci et non par le variateur de fréquence. Pour plus d'informations, consulter le Manuel de conguration de la résistance de freinage.

comme suit :

Rfr = 

 Ω



pic

Ucc

Le rendement de la résistance de freinage dépend de la tension bus CC (Ucc).

L'Ucc est la tension à laquelle le frein est activé. La fonction de freinage des variateurs FC est réglée selon l'alimentation secteur :

Calcul du cycle d'utilisation

Lorsque la quantité d'énergie cinétique transférée à la résistance à chaque période de freinage est inconnue, calculer la puissance moyenne à partir du temps de cycle et du temps de freinage (cycle d'utilisation intermittent). Le cycle d'utilisation intermittent de la résistance indique le cycle d'utilisation pendant lequel la résistance est active (voir l'Illustration 3.18). Les fournisseurs de moteurs utilisent souvent S5 pour indiquer la charge autorisée qui correspond au cycle d'utilisation intermittent.

Entrée de l'alimentation [V CA]

FC 202 3 x 200-240 390 405 410 FC 202 3 x 380-480 778 810 820 FC 202 3 x 525-600 FC 202 3 x 525-600 FC 202 3 x 525-690 1099 1109 1130

Frein

actif

[V CC]

943 965 975

1099 1109 1130

Avertissement

haute

tension

[V CC]

Alerte

surtension

[V CC]

Tableau 3.18 Tension CC du circuit intermédiaire (Ucc)

1) Protections de tailles A, B, C

2) Protections de tailles D, E, F

Utiliser la résistance de freinage R

qui garantit que le

rec

variateur de fréquence peut freiner au couple de freinage

Illustration 3.18 Cycle d'utilisation de la résistance de freinage

Calculer le cycle d'utilisation intermittent de la résistance en procédant comme suit :

Cycle d'utilisation = tb/T

T = durée du cycle en secondes

le plus élevé (M

 Ω = 

rec

motor

La valeur typique de η La valeur typique de η

Lorsqu'une résistance de freinage plus grande est sélectionnée, un couple de freinage de 160 %, 150 % ou 110 % ne pourra être atteint et le variateur de fréquence risque de disjoncter en cas de surtension du circuit intermédiaire par mesure de sécurité.

) de 160 %. La formule peut s'écrire :

fr(%)

x100

xM

fr( % )

xη

VLT

est de 0,90.

moteur

est de 0,98.

VLT

moteur



tb est le temps de freinage en secondes (du temps de cycle)

Pour freiner à un couple plus faible, 80 % par exemple, il est possible d'installer une résistance de freinage avec un

1.0

0.99

0.98

0.97

0.96

0.95

0.93

0.92 0% 50% 100% 200%

0.94

Relative Eciency

130BB252.11

1.01

150%

% Speed

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

Intégration du système

Manuel de conguration

dimensionnement puissance plus faible. Calculer la taille en utilisant la formule de calcul de R

Les variateurs de fréquence de tailles D et F contiennent plusieurs hacheurs de freinage. Utiliser une résistance de freinage pour chaque hacheur dans ces tailles de protection.

Le Manuel de Conguration de la résistance VLT® Brake Resistor MCE 101 contient les toutes dernières données de sélection et décrit dans le détail la procédure de calcul, notamment :

Calcul de la puissance de freinage

•

Calcul de la puissance de pointe de la résistance

•

de freinage Calcul de la puissance moyenne de la résistance

•

de freinage Freinage par inertie

•

3.4.13

CEM (câbles torsadés/blindage)

Pour répondre aux normes de performance CEM spéciées du variateur de fréquence, utiliser des câbles/ls blindés. Si des ls non blindés sont utilisés, il est recommandé de torsader les ls pour réduire le bruit électrique émis par ces derniers entre la résistance de freinage et le variateur de fréquence.

Pour une performance CEM améliorée, utiliser un blindage métallique.

3.4.14

Câblage de la résistance de freinage

Résistance de freinage et IGBT frein

rec

surcharge en générant une panne du variateur de fréquence.

Le contrôle de surtension (OVC) peut être sélectionné comme fonction de freinage de remplacement au par. paramétre 2-17 Contrôle Surtension. Si la tension du circuit intermédiaire augmente, cette fonction est active pour toutes les unités et permet d'éviter un arrêt. Elle génère une augmentation de la fréquence de sortie pour limiter la tension du circuit intermédiaire. Cette fonction est utile car elle évite l'arrêt du variateur de fréquence, si la durée de descente de rampe est trop courte par exemple. La durée de descente de rampe est alors rallongée.

3.4.15

Rendement du variateur de fréquence

La charge du variateur de fréquence a peu d'inuence sur son rendement.

Cela signie aussi que le rendement du variateur de fréquence n'est pas modié en choisissant d'autres caractéristiques U/f. Ces dernières aectent cependant le rendement du moteur.

Le rendement baisse un peu lorsque la fréquence de commutation est réglée sur une valeur supérieure à 5 kHz. Le rendement baisse également un peu lorsque le câble moteur dépasse 30 m.

Calcul du rendement

Calculer le rendement du variateur de fréquence à diérentes charges selon l'Illustration 3.19. Multiplier le facteur de ce graphique par le facteur de rendement spécique répertorié au chapitre 7.1 Données électriques.

Rendement énergétique

3 3

Surveillance de la puissance de la résistance de freinage

La fonction de freinage permet également puissance instantanée et la puissance moyenne pendant une période de temps limitée. Le frein peut également surveiller que la puissance dégagée ne dépasse pas une

xée par l'intermédiaire du par. paramétre 2-12 P. kW

limite Frein Res.. Au par. paramétre 2-13 Frein Res Therm, sélectionner la fonction à exécuter lorsque la puissance transmise à la résistance de freinage dépasse la limite dénie au par. paramétre 2-12 P. kW Frein Res..

AVIS!

La surveillance de la puissance de freinage n'est pas une fonction de sécurité. La résistance de freinage n'est pas protégée contre les fuites à la terre.

Le frein est protégé contre les courts-circuits de la résistance de freinage. D'autre part, le transistor de freinage est contrôlé de manière à garantir la détection du court-circuit du transistor. Utiliser un relais ou une sortie digitale pour protéger la résistance de freinage contre la

d'acher la

Illustration 3.19 Courbes de rendement typique

Exemple : prenons comme hypothèse un variateur de fréquence 55 kW, 380-480 V CA avec une charge de 25 %, à 50 % de sa vitesse. Le graphique montre 0,97 ; le rendement nominal pour le variateur 55 kW est de 0,98. Le rendement réel est donc : 0,97 x 0,98 = 0,95.

Rendement du moteur

Le rendement d'un moteur raccordé à un variateur de fréquence est lié au niveau de magnétisation. Le rendement du moteur dépend de son type.

Intégration du système

Dans la plage de 75 à 100 % du couple nominal,

•

le rendement du moteur sera pratiquement constant dans les deux cas d'exploitation avec le variateur de fréquence et avec l'alimentation directe par le secteur.

L'inuence de la caractéristique tension/fréquence

•

sur les petits moteurs est marginale, mais avec des moteurs de 11 kW et plus, les avantages sur le rendement sont signicatifs.

La fréquence de commutation

•

rendement des petits moteurs. Les moteurs de 11 kW et plus ont un meilleur rendement (1 à 2 %). Le rendement est amélioré puisque la sinusoïde du courant du moteur est presque parfaite à fréquence de commutation élevée.

Rendement du système

Pour calculer le rendement du système, multiplier le rendement du variateur de fréquence par le rendement du moteur.

VLT® AQUA Drive FC 202

n'aecte pas le

+ - + -

S202

Moteur

Sortie analogique

Relais 1

Relais 2

ON = terminé OFF = ouvert

50 (+10 V SORTIE)

53 (A ENTRÉE)

54 (A ENTRÉE)

55 (COM A ENTRÉE)

12 (+24 V SORTIE)

13 (+24 V SORTIE)

37 (D ENTRÉE)

18 (D ENTRÉE)

(COM D ENTRÉE)

(COM A SORTIE) 39

(A SORTIE) 42

(P RS-485) 68

(N RS-485) 69

(COM RS-485) 61

0/4-20 mA

240 V CA, 2 A

24 V (NPN)

0 V (PNP)

24 V (NPN)

19 (D ENTRÉE)

24 V (NPN)

0 V (PNP)

(D E/S)

0 V (PNP)

24 V (NPN)

(D E/S)

24 V (NPN)

0 V (PNP)

24 V (NPN)

33 (D ENTRÉE)

32 (D ENTRÉE)

: Châssis

: Terre

240 V CA, 2 A

400 V CA, 2 A

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

88 (-) 89 (+)

10 V CC

15 mA 130/200 mA

(U) 96

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

0 V

S801

RS-485

24 V CC

24 V

0 V

24 V

1 2

S201

ON = 0/4-20 mA OFF = 0/-10 V CC

- +10 V CC

P 5-00

S801

(R+) 82

(R-) 81

130BD552.10

Entrée de puissance triphasée

Bus CC

+10 V CC

0/-10 V CC +10 V CC 0/4-20 mA

Alimentation en mode

commutation

Résist. frein.

Interface

RS-485

Intégration du système

Manuel de conguration

3.5 Entrées et sorties supplémentaires

3.5.1 Schéma de câblage

Lorsqu'elles sont câblées et correctement programmées, les bornes de commande fournissent

un retour, une référence et d'autres signaux d'entrée au variateur de fréquence,

•

État de sortie et conditions de panne du variateur de fréquence.

•

Relais pour exploiter l'équipement auxiliaire.

•

Une interface de communication série.

•

24 V communs.

•

Les bornes de commande sont programmables pour plusieurs fonctions en sélectionnant des options de paramètres via le panneau de commande local (LCP) à l'avant de l'unité ou de sources externes. La plupart des câbles de commande sont fournis par le client, sauf mention contraire spéciée dans la commande passée en usine.

3 3

Illustration 3.20 Schéma de câblage de base

A = analogique, D = digitale *La borne 37 (en option) est utilisée pour la fonction STO. Pour obtenir les instructions d'installation de la fonction STO, se

reporter au Manuel d'utilisation de la fonction Safe Torque O du VLT®. **Ne pas connecter le blindage.

Intégration du système

VLT® AQUA Drive FC 202

3.5.2 Raccordements de relais

Relais

1 1 commune

2 4 commune

1 01-02 Établissement (normalement

2 04-05 Établissement (normalement

Illustration 3.21 Sorties de relais 1 et 2, tensions maximales

Borne

2 normalement ouverte

3 normalement fermée

5 normalement fermée

6 normalement fermée

01-03 Interruption (normalement

04-06 Interruption (normalement

Description

240 V maximum

ouvert)

fermé)

ouvert)

fermé)

1) Pour ajouter d'autres sorties relais, installer le module d'option de relais VLT® MCB 105 ou VLT® MCB 113.

Pour plus d'informations concernant les relais, se reporter au chapitre 7 Spécications et au chapitre 8.3 Schémas des bornes relais.

Pour plus d'informations concernant les options de relais, se reporter au chapitre 3.7 Options et accessoires.

130BD529.12

L1 L2 L3

Intégration du système

Manuel de conguration

3.5.3 Raccordement électrique conforme CEM

3 3

1 PLC 7 Moteur, triphasé avec terre de protection (blindé) 2 Variateur de fréquence 8 Secteur, triphasé et terre de protection renforcée (non blindé) 3 Contacteur de sortie 9 Câblage de commande (blindé) 4 Étrier de serrage 10 5 Isolation de câble (dénudé) 6 Presse-étoupe

Illustration 3.22 Raccordement-électrique conforme CEM

Égalisation de potentiel, 16 mm2 min. (0,025 po) Espace entre le câble de commande, le câble moteur et le câble secteur : minimum 200 mm

130BD389.11

B3 B3

130BA419.10

Intégration du système

VLT® AQUA Drive FC 202

Pour plus d'informations sur la CEM, voir le

chapitre 2.5.18 Conformité CEM et le chapitre 3.2 Protection CEM, contre les harmoniques et contre les fuites à la terre.

AVIS!

INTERFÉRENCES CEM

Utiliser des câbles blindés pour le câblage de commande et du moteur, et des câbles séparés pour le câblage de commande, d'alimentation et du moteur. Toute mauvaise isolation des câblages de l'alimentation, du moteur et de commande risque de provoquer une baisse de la performance ou un comportement inattendu. Au moins 200 mm (7,9 po) d'espace entre les câbles d'alimentation, du moteur et de commande sont nécessaires.

Dégagement vertical

Pour des conditions de refroidissement optimales, il convient de veiller à ce que l'air circule librement audessus et en dessous du variateur de fréquence. Voir l'Illustration 3.24.

3.6 Planication mécanique

3.6.1 Dégagement

Une installation côte à côte convient à toutes les tailles de protection, sauf lorsqu'un kit de protection IP21/IP4X/ TYPE 1 est utilisé (voir le chapitre 3.7 Options et accessoires).

Dégagement horizontal, IP20

Tous les châssis de tailles IP20 A et B permettent l'installation côte à côte sans dégagement. L'ordre de montage est toutefois important. L'Illustration 3.23 montre comment procéder à un montage correct.

Taille de

protection

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

Illustration 3.24 Dégagement vertical

Montage mural

3.6.2

Pour un montage sur un mur plat, aucune plaque arrière n'est nécessaire.

Lors d'un montage sur un mur irrégulier, utiliser une plaque arrière pour garantir un air de refroidissement susant au-dessus du dissipateur de chaleur. Utiliser la plaque arrière avec des protections A4, A5, B1, B2, C1 et C2 uniquement.

A1*/A2/A3/A4/

A5/B1

B2/B3/B4/

C1/C3

C2/C4

Illustration 3.23 Montage côte à côte correct sans dégagement

Dégagement horizontal, kit de protection IP21

Lorsque le kit de protection IP21 est utilisé sur une protection de type A1, A2 ou A3, l'espace entre les variateurs de fréquence doit être de 50 mm minimum.

130BA219.11

130BA392.11

Intégration du système

1 Plaque arrière

Illustration 3.25 Montage avec plaque arrière

Pour des variateurs de fréquence avec une protection nominale IP66, utiliser une rondelle en nylon pour protéger le revêtement époxy.

1 Plaque arrière 2 Variateur de fréquence avec protection IP66 3 Plaque arrière 4 Rondelle en bre

Illustration 3.26 Montage avec plaque arrière pour protection nominale IP66

Manuel de conguration

3.7

Options et accessoires

Options

Pour les références, consulter le chapitre 6 Code type et sélection.

Blindage secteur

Une plaque de protection Lexan® est montée

•

devant les bornes et barres de puissance pour prévenir tout contact accidentel lorsque la porte de l’armoire est ouverte.

Appareils de chauage et thermostat : montés à

•

l'intérieur de l'armoire des châssis F, les appareils de chauage contrôlés via un thermostat automatique empêchent la condensation dans le boîtier. Les réglages par défaut du thermostat activent les appareils de chauage à 10 °C (50 °F) et les éteignent à 15,6 °C (60 °F).

Filtres RFI

Le variateur comporte en standard des ltres RFI

•

classe A2 intégrés. Si des niveaux supplémentaires de protection RFI/CEM sont requis, ils peuvent être obtenus en utilisant des ltres RFI classe A1 qui assurent la suppression des interférences aux fréquences radio électriques et des rayonnements électromagnétiques conformément à EN 55011.

Relais de protection diérentielle (RCD)

Utilise la méthode d'équilibrage des noyaux pour surveiller les courants de défaut à la terre des systèmes mis à la terre et des systèmes à haute résistance vers la terre (systèmes TN et TT dans la terminologie CEI). Il existe un pré-avertissement (50 % de la consigne d'alarme principale) et une consigne d'alarme principale. Un relais d'alarme SPDT est associé à chaque consigne pour un usage externe, ce qui nécessite un transformateur de courant à fenêtre externe (fourni et installé par le client).

Intégré au circuit de Safe Torque O du variateur

•

de fréquence. Le dispositif CEI 60755 de type B contrôle les

•

courants de défaut à la terre CC à impulsions et CC purs.

Indicateur à barres LED du niveau de courant de

•

défaut à la terre, compris entre 10 et 100 % de la consigne

Mémoire des pannes

•

Touche TEST/RESET

•

3 3

Accès

3.6.3

Pour planier l'accessibilité des câbles avant le montage, consulter les dessins au chapitre 8.1 Schémas de raccor-

dement au secteur (3 phases) et au chapitre 8.2 Schéma de raccordement du moteur.

Intégration du système

VLT® AQUA Drive FC 202

IRM (dispositif de surveillance de la résistance d'isolation)

Surveille la résistance d'isolation des systèmes non reliés à la terre (systèmes IT selon la terminologie CEI) entre les conducteurs de phase du système et la terre. Il existe un

pré-avertissement ohmique et une consigne d'alarme principale pour le niveau d'isolation. Un relais d'alarme unipolaire bidirectionnel est associé à chaque consigne pour une utilisation externe. Remarque : Il n'est possible de connecter qu'un seul dispositif de surveillance de la résistance d'isolation à chaque système non relié à la terre (IT).

Intégré au circuit d'arrêt de sécurité du variateur

•

de fréquence Achage LCD de la résistance d'isolation

•

Mémoire des pannes

•

Touches INFO, TEST et RESET

•

Hacheur de freinage (IGBT)

Les bornes de freinage avec circuit de hacheur de

•

freinage IGBT permettent la connexion de résistances de freinage externes. Pour en savoir plus sur les résistances de freinage, consulter le chapitre 3.4.12 Calcul de la résistance de freinage et le .

bornes régénératrices

Ces bornes rendent possible la connexion des

•

unités régénératrices au bus CC du côté batterie des condensateurs des bobines de réactance du circuit CC pour le freinage par récupération. Pour la taille F, les bornes sont dimensionnées pour environ ½ de la puissance nominale du variateur de fréquence. Consulter l'usine pour connaître les limites de puissance régénératrice en fonction des tailles et tensions des variateurs

Bornes de répartition de la charge

Ces bornes se raccordent au bus CC sur le côté

•

redresseur de la bobine de réactance du circuit CC et permettent de répartir la puissance du bus CC entre plusieurs variateurs. Les bornes de répartition de la charge du châssis F sont dimensionnées pour environ 1/3 de la puissance nominale du variateur de fréquence. Consulter l'usine pour connaître les limites de répartition de la charge en fonction des tailles et tensions des variateurs de fréquence spéciques.

Fusibles

Des fusibles sont recommandés pour assurer une

•

protection à action rapide du variateur de fréquence contre les surcharges du courant. La protection par fusibles limite les dégâts sur le variateur et minimise le temps d'intervention en cas de panne. Les fusibles sont nécessaires pour répondre à la certication maritime.

spéciques.

Sectionneur

Une poignée montée sur la porte permet

•

d'actionner manuellement le sectionneur secteur pour activer et désactiver l'alimentation du variateur de fréquence, renforçant la sécurité lors de l'entretien. Le sectionneur est indissociable des portes de l'armoire pour éviter qu'elles ne soient ouvertes alors que l'alimentation n'est pas déconnectée.

Disjoncteurs

Un disjoncteur peut être déclenché à distance

•

mais il doit être réinitialisé manuellement. Les disjoncteurs sont indissociables des portes de l'armoire pour éviter qu'elles ne soient ouvertes alors que l'alimentation n'est pas déconnectée. Lorsqu'un disjoncteur est commandé en option, des fusibles sont également inclus pour assurer une protection à action rapide du variateur de fréquence contre les surcharges du courant.

Contacteurs

Un interrupteur à contact contrôlé électroni-

•

quement assure l'activation et la désactivation à distance de l'alimentation du variateur de fréquence. Un contact auxiliaire sur le contacteur est surveillé par la sécurité Pilz si l'option d'arrêt d'urgence CEI est demandée.

Démarreurs manuels

Ils fournissent une alimentation triphasée pour les ventilateurs de refroidissement électriques souvent requis pour les gros moteurs. L'alimentation des démarreurs est fournie côté charge de tout contacteur, disjoncteur ou sectionneur fourni et du côté de l'entrée du 1 (en option). Elle comporte un fusible pour chaque démarreur de moteur et est coupée lorsque le variateur de fréquence est hors tension. Deux démarreurs maximum sont autorisés (un seul si un circuit protégé par fusible 30 A est commandé). Intégré au circuit de Safe Torque O du variateur de fréquence.

Fonctions de l'unité :

Interrupteur marche-arrêt.

•

Protection contre court-circuit et surcharge avec

•

fonction de test. Mode de reset manuel.

•

Bornes protégées par fusible 30 A

Alimentation triphasée correspondant à la tension

•

secteur en entrée pour l'alimentation des équipements auxiliaires du client.

Non disponibles si 2 démarreurs manuels sont

•

sélectionnés. Les bornes sont désactivées lorsque le variateur

•

de fréquence est hors tension. L'alimentation des bornes protégées par fusible

•

est fournie côté charge de tout contacteur,

ltre RFI classe

Intégration du système

Manuel de conguration

disjoncteur ou sectionneur fourni et côté entrée du ltre RFI classe 1 (en option).

Alimentation 24 V CC

5 A, 120 W, 24 V CC.

•

Protégée contre les surintensités, surcharges,

•

courts-circuits et surtempératures. Pour alimenter les dispositifs fournis par le client

•

tels que des capteurs, E/S PLC, contacteurs, sondes de température, témoins lumineux ou tout autre matériel électronique.

Les diagnostics comprennent un contact CC-ok

•

sec, une LED CC-ok verte et une LED surcharge rouge.

Surveillance de la température extérieure

Conçue pour surveiller les températures des

•

composants du système externes tels que bobinages ou paliers du moteur. Inclut 8 modules d'entrées universelles plus 2 modules d'entrées de thermistance dédiées. Les 10 modules sont tous intégrés dans le circuit d'arrêt de sécurité du variateur de fréquence et peuvent être surveillés via un réseau de bus de terrain (nécessite l'acquisition d'un coupleur module/bus séparé). Commander une option de Safe Torque sélectionner la surveillance de la température extérieure.

Communication série

PROFIBUS DP V1 MCA 101

PROFIBUS DP V1 ore un haut niveau de disponi-

•

bilité et de compatibilité, un support pour tous les principaux fournisseurs PLC, compatible avec les versions futures.

Communication rapide et ecace, installation

•

transparente, diagnostic avancé, paramétrage et

autoconguration des données de process via des chiers GSD.

Paramétrage acyclique à l'aide de PROFIBUS DP

•

V1, PROFIdrive ou des automates nis prol FC Danfoss, PROFIBUS DP V1, maître de classe 1 et 2. Référence 130B1100 non tropicalisé – 130B1200 tropicalisé (Classe G3/ISA S71.04-1985).

DeviceNet MCA 104

Ce modèle de communication moderne ore des

•

fonctions clés qui permettent aux opérateurs de déterminer quelles informations sont nécessaires et à quel moment.

Il bénécie aussi des politiques de tests de

•

conformité ODVA qui garantissent que les produits sont interexploitables. Référence 130B1102 non tropicalisé - 130B1202 tropicalisé (classe G3/ISA S71.04-1985).

O pour

PROFINET RT MCA 120

L'option PROFINET ore une connectivité aux réseaux PROFINET via le protocole PROFINET. L'option est capable de gérer une connexion simple avec un intervalle de connexion réel jusqu'à 1 ms dans les deux sens.

Serveur Web intégré pour un diagnostic à

•

distance et une lecture des paramètres de base du variateur de fréquence.

•

EtherNet IP MCA 121

Ethernet devient la future norme de communication de l'usine. L'option EtherNet s'appuie sur les nouvelles technologies disponibles pour un usage industriel et gère même les exigences les plus strictes. EtherNet/IP étend l'EtherNet commercial standard au protocole industriel courant (CIP™), le même protocole en deux couches et le même modèle objet qu'avec DeviceNet. Le MCA 121 ore les fonctions avancées suivantes :

•

Modbus TCP MCA 122

L'option Modbus ore une connectivité aux réseaux TCP Modbus tels que le système PLC Groupe Schneider via le protocole TCP Modbus. L'option est capable de gérer une connexion simple avec un intervalle de connexion réel jusqu'à 5 ms dans les deux sens.

•

noticateur d'e-mail peut être conguré pour l'envoi d'un mail vers un ou plusieurs émetteursrécepteurs si certains avertissements ou alertes sont émis ou eacés.

TCP/IP pour un accès facile aux données de conguration du variateur de fréquence depuis Logiciel de programmation MCT 10.

Fichier FTP (protocole de transfert de chier) chargé et téléchargé.

Support de DCP (protocole de découverte et de

conguration).

Répartiteur haute performance intégré permettant une topologie en ligne sans besoin d'interrupteurs externes.

Fonctions de commutation et de diagnostic avancées.

Serveur Web intégré. Client e-mail pour notication d'intervention.

Serveur Web intégré pour le diagnostic à distance et lecture des paramètres de base du variateur de fréquence.

Un noticateur d'e-mail peut être conguré pour l'envoi d'un mail vers un ou plusieurs émetteursrécepteurs si certains avertissements ou alertes sont émis ou eacés.

2 ports Ethernet avec commutateur intégré. Fichier FTP (protocole de transfert de chier)

chargé et téléchargé.

3 3

Intégration du système

VLT® AQUA Drive FC 202

Conguration automatique de l'adresse IP du

•

protocole.

Autres options

E/S à usage général MCB 101

L'option d'E/S ore un large éventail d'entrées et de sorties

de commande.

3 entrées digitales 0-24 V : Logique 0 < 5 V ;

•

Logique 1 > 10 V 2 entrées analogiques 0-10 V : Résolution 10 bits

•

plus signe 2 sorties digitales NPN/PNP push pull

•

1 sortie analogique 0/4-20 mA

•

Raccord à ressort

•

Réglages séparés du paramètre Référence

•

130B1125 non tropicalisé - 130B1212 tropicalisé (classe G3/ISA S71.04-1985)

Option de relais MCB 105

Permet d'étendre les fonctions relais avec 3 sorties relais supplémentaires.

Charge max. sur les bornes : Charge résistive

•

CA-1 : 240 V CA 2 A CA-15 Charge inductive à cos φ 0,4 : 240 V CA 0,2 A

•

CC-1 Charge résistive : 24 V CC 1 A CC-13

•

Charge inductive : à cos φ 0,4 : 24 V CC 0,1 A

•

Charge min. sur les bornes : CC 5 V : 10 mA

•

Vitesse de commutation max. à charge nominale/

•

min. : 6 min-1/20 s-1 Référence 130B1110 non tropicalisé –130B1210

•

tropicalisé (Classe G3/ISA S71.04-1985)

Option E/S analogique MCB 109

Cette option E/S analogique convient facilement au variateur de fréquence pour une mise à niveau du rendement avancé et un contrôle via les entrées/sorties supplémentaires. Cette option actualise le variateur de fréquence avec une alimentation de secours sur batterie pour l'horloge intégrée au variateur de fréquence. Cela permet une utilisation stable de toutes les fonctions d'horloge du variateur de fréquence, comme des actions temporisées.

3 entrées analogiques, chacune étant

•

congurable comme entrée de tension et de température.

Connexion de signaux analogiques 0-10 V mais

•

aussi d'entrées de température PT1000 et NI1000.

3 sorties analogiques congurables individuel-

•

lement comme sorties 0-10 V.

Carte thermistance PTC MCB 112

Avec la carte thermistance PTC MCB 112, tous les variateurs de fréquence Danfoss avec STO peuvent être utilisés pour superviser les moteurs dans des atmosphères potentiellement explosives. MCB 112 ore un rendement supérieur à celui de la fonction ETR intégrée et à la borne de thermistance.

Sensor input card MCB 114

Cette option protège le moteur contre les surchaues en surveillant la température des paliers et des enroulements dans le moteur. Les limites et l'action sont réglables et la température mesurée par chaque capteur se lit sur l'écran ou via le bus de terrain.

Contrôleur de cascade étendu MCO 101

Facile à installer et mise à niveau du contrôleur de cascade pour faire fonctionner plus de pompes et pour contrôler les pompes en mode maître/esclave.

Carte relais étendue MCB 113

La carte relais étendue MCB 113 ajoute des entrées/sorties au VLT® AQUA Drive pour une plus grande exibilité.

Alimentation de sauvegarde incluse pour la

•

fonction d'horloge standard dans le variateur de fréquence. La batterie de secours dure généralement 10 ans selon l'environnement. Référence 130B1143 non tropicalisé - 130B1243 tropicalisé (classe G3/ISA S71.04-1985).

Protège le moteur contre les surchaues.

•

Homologation ATEX pour une utilisation avec des

•

moteurs EX d et EX e. Utilise la fonction Safe Torque

•

de fréquence Danfoss pour arrêter le moteur en cas de surchaue.

Certié pour protéger les moteurs des zones 1, 2,

•

21 et 22. Certié jusqu'à la norme SIL2.

•

Protège le moteur contre les surchaues.

•

3 entrées de capteur autodétectrices pour les

•

capteurs PT100/PT1000 à 2 ou 3 Une entrée analogique supplémentaire 4-20 mA.

•

Jusqu'à 6 pompes dans la conguration en

•

cascade standard Jusqu'à 6 pompes dans la conguration maître/

•

esclave Spécications techniques : voir l'option de relais

•

MCB 105

7 entrées digitales : 0–24 V

•

2 sorties analogiques : 0/4–20 mA

•

4 relais unipolaires bidirectionnels

•

O des variateurs

ls.

Intégration du système

Manuel de conguration

Caractéristiques nominales de relais de charge :

•

240 V CA/2 A (Ohm) Conforme aux recommandations NAMUR

•

Capacité d'isolation galvanique Référence

•

130B1164 non tropicalisé – 130B1264 tropicalisé (classe G3/ISA S71.04-1985)

Contrôleur de cascade avancé MCO 102

Étend les capacités du contrôleur de cascade standard intégré dans les variateurs de fréquence.

Fournit 8 relais supplémentaires pour le

•

démarrage de moteurs supplémentaires. Apporte un contrôle précis du niveau, de la

•

pression et du débit pour optimiser le rendement des systèmes qui utilisent des pompes ou des ventilateurs multiples.

Le mode maître/esclave fait fonctionner tous les

•

ventilateurs/pompes à la même vitesse, ce qui ramène potentiellement l'énergie consommée à moins de la moitié par rapport à une soupape d'étranglement ou une mise hors/sous tension traditionnelle directement sur le secteur.

L'alternance de la pompe principale garantit un

•

usage également réparti des pompes ou ventilateurs multiples.

Option d'alimentation 24 V CC MCB 107

L'option est utilisée pour raccorder une alimentation CC externe an de maintenir la section de commande et toute option installée en direct pendant une panne d'alimentation.

Plage tension d'entrée : 24 V CC ±15 % (max. 37

•

V en 10 s) Courant d'entrée maximal : 2,2 A.

•

Longueur de câble max. : 75 m.

•

Charge capacitive d'entrée : < 10 uF.

•

Retard mise sous tension : < 0,6 s.

•

Facile à installer sur les variateurs de fréquence

•

de machines existantes. Maintient la carte de commande et les options

•

actives en cas de coupures de courant. Maintient les bus de terrain actifs en cas de

•

coupures de courant. Référence 130B1108 non tropicalisé – 130B1208 tropicalisé (classe G3/ISA S71.04-1985).

3.7.1

Options de communication

VLT® PROFIBUS DP V1 MCA 101

•

VLT® DeviceNet MCA 104

•

VLT® PROFINET MCA 120

•

VLT® EtherNet/IP MCA 121

•

VLT® Modbus TCP MCA 122

•

Pour plus d'informations, se reporter au chapitre 7

cations :

Spéci-

3.7.2 Options entrée/sortie, signal de retour et sécurité

Module d'E/S à usage général MCB 101 VLT®

•

VLT® Relay Card MCB 105

•

Carte thermistance PTC VLT® MCB 112

•

VLT® Extended Relay Card MCB 113

•

VLT® Sensor Input Option MCB 114

•

Pour plus d'informations, se reporter au chapitre 7 cations.

Options du contrôle en cascade

3.7.3

Les options du contrôleur de cascade augmentent le nombre de relais disponibles. Lorsque l'une des options est installée, les paramètres nécessaires pour gérer les fonctions du contrôleur de cascade sont disponibles via le panneau de commande.

Les MCO 101 et 102 sont des options qui étendent le nombre de pompes prises en charge et les fonctionnalités

du contrôleur de cascade intégré du VLT® AQUA Drive.

Les options de contrôle en cascade suivantes sont disponibles avec le VLT® AQUA Drive :

Contrôleur de cascade de base intégré (contrôleur

•

de cascade) MCO 101 (contrôleur de cascade étendu)

•

MCO 102 (contrôleur de cascade avancé)

•

Pour plus d'informations, se reporter à la section

chapitre 7

Le contrôleur de cascade étendu peut être utilisé dans 2 modes diérents :

Le MCO 101 permet d'utiliser un total de 5 relais pour le contrôle en cascade. Le MCO 102 permet de contrôler un

Spécications.

Avec les fonctions étendues contrôlées par le

•

groupe de paramètres 27-** Cascade CTL Option. Pour étendre le nombre de relais disponibles

•

pour la cascade de base contrôlée par le groupe de paramètres 25-**. Contrôleur cascade.

Spéci-

3 3

Intégration du système

total de 8 pompes. Les options peuvent permettre d'alterner la pompe principale avec 2 relais par pompe.

VLT® AQUA Drive FC 202

AVIS!

Si le MCO 102 est installé, l'option relais MCB 105 peut

faire passer le nombre de relais à 13.

Application

Le contrôle en cascade est un système de contrôle courant utilisé pour commander des pompes ou des ventilateurs en parallèle, de façon énergétique.

L'option de contrôleur de cascade permet de commander plusieurs pompes congurées en parallèle :

En activant ou en désactivant automatiquement

•

les pompes individuelles. En contrôlant la vitesse des pompes.

•

Grâce aux contrôleurs de cascade, les pompes individuelles sont automatiquement activées (démarrées) et désactivées (arrêtées) selon les besoins, et ce an de maintenir le débit ou la pression nécessaire au système. La vitesse des

pompes raccordées au VLT® AQUA Drive est également commandée de façon à fournir une plage continue de puissance système.

ecace d'un point de vue

Intégré

MCO 101

MCO 102

Illustration 3.27 Présentation de l'application

1 VSP + 2 FSP Groupe de paramètres 25-** Contrôleur cascade 1 VSP + 5 FSP Groupe de paramètres 25-** Contrôleur cascade 1 VSP + 8 FSP Groupe de paramètres 25-** Contrôleur cascade

Usage prévu

Les options du contrôleur de cascade ont été conçues pour des applications de pompage. Il est toutefois également possible d'utiliser les contrôleurs de cascade pour toute application requérant plusieurs moteurs parallèle.

Principe de fonctionnement

Le logiciel du contrôleur de cascade fonctionne à partir d'un variateur de fréquence unique avec l'option de contrôleur de cascade. Il contrôle un ensemble de pompes commandées séparément par un variateur de fréquence ou raccordées à un contacteur ou un démarreur progressif.

Les variateurs de fréquence supplémentaires dans le système (variateurs de fréquence esclaves) n'ont pas besoin de carte option de contrôleur de cascade. Ils sont exploités en mode boucle ouverte et reçoivent leur référence de vitesse à partir du variateur de fréquence maître. Les pompes raccordées aux variateurs de fréquence esclaves sont appelées pompes à vitesse variable.

Les pompes raccordées au secteur via un contacteur ou un démarreur progressif sont appelées pompes à vitesse xe.

Chaque pompe à vitesse xe ou variable est commandée par un relais du variateur de fréquence maître.

Les options du contrôleur de cascade peuvent commander un mélange de pompes à vitesse xe et à vitesse variable.

congurés en

Intégré

1 vers 6 VSP + 1 vers 5 FSP

MCO 101

MCO 102

Illustration 3.28 Présentation de l'application

(6 pompes maximum) Groupe de paramètres 27-** Cascade CTL Option 1 vers 8 VSP + 1 vers 7 FSP (8 pompes maximum) Groupe de paramètres 27-** Cascade CTL Option

Intégration du système

Manuel de conguration

construction du moteur, se produit à chaque commutation de l'onduleur du variateur de fréquence. La fréquence du bruit des résonances correspond ainsi à la fréquence de commutation du variateur de fréquence.

Danfoss peut proposer un ltre sinus qui atténue le bruit acoustique du moteur.

Le ltre réduit le temps de rampe d'accélération de la tension, la tension de charge de pointe U courant d'ondulation ΔI vers le moteur, ce qui signie que le courant et la tension deviennent quasiment sinusoïdaux. Le bruit acoustique du moteur est ainsi réduit au strict minimum.

POINTE

3 3

et le

Intégré -

MCO 101

MCO 102

Illustration 3.29 Présentation de l'application

VSP = Pompe à vitesse variable (directement connectée au variateur de fréquence) FSP = Pompe à vitesse xe (le moteur peut être connecté via un contacteur, un démarreur progressif ou un démarreur étoile/triangle)

3.7.4

Dans les applications où le moteur est utilisé comme un frein, l'énergie est générée dans le moteur et renvoyée vers le variateur de fréquence. La tension du circuit CC du variateur de fréquence augmente lorsque l'énergie ne peut pas être transportée à nouveau vers le moteur. Dans les applications avec freinage fréquent et/ou charges à inertie élevée, cette augmentation peut entraîner une alarme de surtension du variateur de fréquence puis un arrêt. Les résistances de freinage sont utilisées pour dissiper l'énergie excédentaire liée au freinage par récupération. La résistance est sélectionnée en fonction de sa valeur ohmique, de son taux de dissipation de puissance et de sa taille physique. Danfoss propose une gamme complète de résistances de freinage spécialement conçues pour les variateurs de fréquence Danfoss. Voir le chapitre 3.4.12 Calcul de la résistance de freinage pour le dimensionnement des résistances de freinage. Pour obtenir les références, se reporter au chapitre 6.2 Options, accessoires et pièces détachées.

3.7.5

Lorsqu'un moteur est contrôlé par un variateur de fréquence, il émet un bruit de résonance. Ce bruit, dû à la

6 VSP Groupe de paramètres 27-** Cascade CTL Option 8 VSP Groupe de paramètres 27-** Cascade CTL Option

Résistances de freinage

Filtres sinus

Le courant d'ondulation des bobines du ltre sinus génère aussi un certain bruit. Remédier au problème en intégrant le ltre dans une armoire ou une installation similaire.

Filtres dU/dt

3.7.6

Danfoss fournit des ltres dU/dt qui sont des ltres passebas à mode diérentiel qui réduisent les pics de tensions entre phases de la borne du moteur et diminuent le temps de montée jusqu'à un niveau qui réduit la contrainte sur l'isolation des bobinages du moteur. Ce problème est particulièrement important pour les câbles courts du moteur.

Comparés aux sinus), les ltres dU/dt comportent une fréquence d'arrêt supérieure à la fréquence de commutation.

3.7.7

Les noyaux hautes fréquences en mode commun (noyaux HF-CM) réduisent les interférences électromagnétiques et éliminent les dommages dus aux décharges électriques. Ce sont des noyaux magnétiques spéciques nanocristallins qui présentent une performance de ltrage supérieure par rapport aux noyaux de ferrite courants. Le noyau HF-CM agit comme un inducteur en mode commun entre les phases et la terre.

Installés autour des 3 phases du moteur (U, V, W), ils réduisent les courants en mode commun haute fréquence. Ainsi, l'interférence électromagnétique haute fréquence provenant du câble du moteur s'en trouve réduite.

Le nombre de noyaux nécessaire dépend de la longueur du câble du moteur et de la tension du variateur de fréquence. Chaque kit contient 2 noyaux. Consulter le Tableau 3.19 pour déterminer le nombre de noyaux nécessaire.

ltres sinus (voir le chapitre 3.7.5 Filtres

Filtres en mode commun

PE U V W

130BD839.10

130BT323.10

Intégration du système

VLT® AQUA Drive FC 202

Longueur de câble [m] A et B C D

50 2 4 2 2 4 100 4 4 2 4 4

150 4 6 4 4 4 300 4 6 4 4 6

Tableau 3.19 Nombre de noyaux

1) Lorsque des câbles plus longs sont nécessaires, empiler des noyaux HF-CM.

Taille de protection

T2/T4 T7 T2/T4 T7 T7

La protection IP4X top peut s'appliquer à toutes les variantes FC 202 IP20 standard.

Installer les noyaux HF-CM en faisant passer les 3 câbles phases moteur (U, V, W) dans chaque noyau, comme indiqué sur l'Illustration 3.30.

Illustration 3.30 Noyau HF-CM avec phases moteur

Filtres harmoniques

3.7.8

Les ltres Danfoss AHF 005 et AHF 010 sont des ltres harmoniques avancés, sans comparaison possible avec les ltres électroniques harmoniques traditionnels. Les ltres harmoniques Danfoss ont été spécialement conçus pour s'adapter aux variateurs de fréquence Danfoss.

En raccordant les ltres harmoniques Danfoss AHF 005 ou AHF 010 face à un variateur de fréquence Danfoss, la distorsion de courant harmonique renvoyée vers le secteur est réduite à 5 % et 10 %.

3.7.9

Kit de protection IP21/NEMA Type 1

IP20/IP4X top/NEMA TYPE 1 est une protection optionnelle disponible pour les appareils compacts IP20. En cas d'utilisation du kit de protection, l'unité IP20 est améliorée de manière à respecter la protection IP21/4X top/TYPE 1.

Illustration 3.31 Protection de taille A2

130BT324.10

130BT620.12

Intégration du système Manuel de conguration

Type de protection

A2 372 90 205 A3 372 130 205 B3 475 165 249 B4 670 255 246 C3 755 329 337 C4 950 391 337

Tableau 3.20 Dimensions

1) Si l'option A/B est utilisée, la profondeur augmente (voir le

chapitre 7.8 Dimensionnements puissance, poids et dimensions pour plus de détails).

Hauteur A

[mm]

Largeur B

[mm]

Profondeur C

[mm]

3 3

A Couvercle supérieur B Bord C Base D Couvercle inférieur E Vis

Illustration 3.32 Protection de taille A3

Placer le couvercle supérieur comme illustré. Si une option A ou B est utilisée, le bord doit recouvrir l'entrée supérieure. Placer la base C au bas du variateur de fréquence et utiliser les brides présentes dans le sac d'accessoires pour attacher correctement les câbles.

Orices pour presse-étoupes :

Taille A2 : 2 x M25 et 3 x M32

•

Taille A3 : 3 x M25 et 3 x M32

•

Illustration 3.33 Protection de taille B3

130BT621.12

130BA138.10

Intégration du système

VLT® AQUA Drive FC 202

AVIS!

Le montage côte à côte n'est pas possible lorsque l'on utilise le Kit de protection IP21/IP4X/TYPE 1.

3.7.10 Kit de montage externe pour LCP

Le LCP peut être déplacé vers l'avant d'une protection à l'aide du kit de montage externe. Les vis de xation doivent être serrées à un couple max. d'1 Nm.

La protection du LCP est IP66.

Protection avant, IP66

Longueur de câble max. entre le LCP et l'unité 3 m Communication standard RS485

Tableau 3.22 Caractéristiques techniques

Illustration 3.35 Kit LCP comprenant LCP graphique, xations, câble de 3 m et joint Référence 130B1113

Illustration 3.34 Protections de tailles B4, C3 et C4

Couvercle supérieur

A B Bord C Base D Couvercle inférieur E Vis F Protection du ventilateur G Fixation supérieure

Tableau 3.21 Légende de l'Illustration 3.33 et de l'Illustration 3.34

Lorsqu'un module d'option A et/ou B est utilisé, le bord (B) doit être xé sur le couvercle supérieur (A).

130BA200.10

130BA844.10

130BA845.10

Intégration du système

Manuel de conguration

Illustration 3.36 Kit LCP comprenant LCP numérique, xations et joint Référence 130B1114

3.7.11

Support de xation pour protections de tailles A5, B1, B2, C1 et C2

Illustration 3.38 Support inférieur

3 3

Illustration 3.37 Dimensions du kit LCP

Illustration 3.39 Support supérieur

Voir les dimensions dans le Tableau 3.23.

Taille de protection IP A [mm] B [mm] Référence

A5 55/66 480 495 130B1080 B1 21/55/66 535 550 130B1081 B2 21/55/66 705 720 130B1082 B3 21/55/66 730 745 130B1083 B4 21/55/66 820 835 130B1084

Tableau 3.23 Détails des supports de montage

Intégration du système

VLT® AQUA Drive FC 202

3.8 Interface série RS485

(STP) pour le câblage du bus et suivre les règles habituelles en matière d'installation.

3.8.1 Vue d'ensemble

Il est important de disposer d'une mise à la terre de faible

Le RS485 est une interface de bus à deux ls compatible avec une topologie de réseau multipoints, c.-à-d. que des

nœuds peuvent être connectés comme un bus ou via des câbles de dérivation depuis un tronçon de ligne commun. Un total de 32 nœuds peuvent être connectés à 1 segment de réseau. Les répéteurs divisent les segments de réseaux (voir l'Illustration 3.40).

AVIS!

Chaque répéteur fonctionne comme un nœud au sein du segment sur lequel il est installé. Chaque nœud connecté au sein d'un réseau donné doit disposer d'une adresse de nœud unique pour tous les segments.

Terminer chaque segment aux deux extrémités, à l'aide du commutateur de terminaison (S801) du variateur de fréquence ou d'un réseau de résistances de terminaison polarisé. Utiliser toujours un câble blindé à paire torsadée

impédance du blindage à chaque nœud, y compris à hautes fréquences. Relier alors une grande surface du blindage à la terre, par exemple à l'aide d'un étrier de serrage ou d'un presse-étoupe conducteur. Il peut être nécessaire d'appliquer des câbles d'égalisation de potentiel pour maintenir le même potentiel de terre dans tout le réseau, en particulier dans les installations comportant des câbles longs. Pour éviter toute disparité d'impédance, utiliser toujours le même type de câble dans l'ensemble du réseau. Lors du raccordement d'un moteur au variateur de fréquence, utiliser toujours un câble de moteur blindé.

Câble Paire torsadée blindée (STP)

Impédance [Ω] Longueur de câble [m]

Tableau 3.24 Spécications du câble

120 1 200 max. (y compris les câbles de dérivation)

500 max. de poste à poste

Illustration 3.40 Interface bus RS485

+24 V

D IN

COM

D IN

+10

A IN

COM

A OUT

COM

R1R2

61 68 69

RS-485

130BB685.10

130BA060.11

68 69 68 69 68 69

RS 485

RS 232 USB

130BB021.10

12 13 18 19 27 29 32

33 20 37

Remove jumper to enable Safe Stop

61 68 69 39 42 50 53 54 55

Intégration du système

Manuel de conguration

Paramétre 8-30 Protocole FC* Paramétre 8-31 Adresse Paramétre 8-32 Vit. transmission * = valeur par défaut

Remarques/commentaires :

Sélectionner le protocole, l'adresse et la vitesse de transmission dans les paramètres mentionnés cidessus. D IN 37 est une option.

Paramètres

Fonction charge

9600*

Pour éviter des courants d'équilibrage de tension à l'écran, raccorder selon l'Illustration 3.20.

3 3

Illustration 3.42 Bornes de la carte de commande

Tableau 3.25 Raccordement du réseau RS485

Raccordement du réseau

3.8.2

Un ou plusieurs variateurs de fréquence peuvent être raccordés à un contrôleur (ou maître) à l'aide de l'interface normalisée RS485. La borne 68 est raccordée au signal P (TX+, RX+) tandis que la borne 69 est raccordée au signal N (TX-, RX-). Voir les dessins au chapitre 3.5.1 Schéma de câblage.

Utiliser des liaisons parallèles pour raccorder plusieurs variateurs de fréquence au même maître.

Illustration 3.41 Connexions parallèles

Terminaison du bus RS485

3.8.3

Terminer le bus RS485 par un réseau de résistances à chaque extrémité. À cette n, mettre le commutateur S801 de la carte de commande sur ON.

Régler le protocole de communication au par. paramétre 8-30 Protocole.

Précautions CEM

3.8.4

Les précautions CEM suivantes sont recommandées pour assurer une exploitation sans interférence du réseau RS485.

Respecter les réglementations nationales et locales en vigueur, par exemple à l'égard de la protection par mise à la terre. Maintenir le câble de communication RS485 à l'écart des câbles du moteur et de résistance de freinage, an d'éviter une nuisance réciproque des bruits liés aux hautes fréquences. Normalement, une distance de 200 mm (8 pouces) est susante, mais il est recommandé de garder la plus grande distance possible, notamment en cas d'installation de câbles en parallèle sur de grandes distances. Si le câble RS485 doit croiser un câble de moteur et de résistance de freinage, il doit le croiser suivant un angle de 90°.

Fieldbus cable

Min. 200 mm

90° crossing

Brake resistor

130BD507.11

STX LGE ADR D ATA BCC

195NA099.10

Intégration du système

VLT® AQUA Drive FC 202

Numéro de paramètre Réglage

Paramétre 8-30 Protocole FC Paramétre 8-31 Adresse 1–126 Paramétre 8-32 Vit. Trans. port FC Paramétre 8-33 Parité/bits arrêt

2400–115200

Parité à nombre pair, 1 bit d'arrêt (défaut)

Tableau 3.26 Paramètres du protocole FC

3.8.7 Structure des messages du protocole FC

3.8.7.1 Contenu d'un caractère (octet)

Chaque caractère transmis commence par un bit de départ. Ensuite, 8 bits de données, correspondant à un octet, sont transmis. Chaque caractère est sécurisé par un bit de parité. Ce bit est réglé sur 1 lorsqu'il atteint la parité. La parité est atteinte en présence d'un nombre égal de 1 s

Illustration 3.43 Passage des câbles

dans les 8 bits de données et le bit de parité au total. Le caractère se termine par un bit d'arrêt et se compose donc au total de 11 bits.

Vue d'ensemble du protocole FC

3.8.5

Le protocole FC, également appelé bus FC ou bus standard, est le bus de terrain standard de Danfoss. Il dénit une technique d'accès selon le principe maîtreesclave pour les communications via le bus série. Un maître et un maximum de 126 esclaves peuvent être raccordés au bus. Le maître sélectionne chaque esclave grâce à un caractère d'adresse dans le télégramme. Un esclave ne peut jamais émettre sans y avoir été autorisé au préalable, et le transfert direct de messages entre les diérents esclaves n'est pas possible. Les communications ont lieu en mode semi-duplex. La fonction du maître ne peut pas être transférée vers un autre nœud (système à maître unique).

La couche physique est la RS485, qui utilise le port RS485 intégré au variateur de fréquence. Le protocole FC prend en charge diérents formats de télégramme :

Un format court de 8 octets pour les données de

•

process. Un format long de 16 octets qui comporte

•

également un canal de paramètres. Un format utilisé pour les textes.

•

Illustration 3.44 Contenu d'un caractère

3.8.7.2 Structure du télégramme

Chaque télégramme présente la structure suivante :

Caractère de départ (STX) = 02 Hex.

•

Un octet indiquant la longueur du télégramme

•

(LGE). Un octet indiquant l'adresse (ADR) du variateur

•

de fréquence.

Viennent ensuite plusieurs octets de données (nombre variable, dépend du type de télégramme).

Un octet de contrôle des données (BCC) termine le télégramme.

Illustration 3.45 Structure du télégramme

3.8.6

Conguration du réseau

Dénir les paramètres suivants pour activer le protocole FC

du variateur de fréquence :

ADRLGESTX PCD1 PCD2 BCC

130BA269.10

Intégration du système Manuel de conguration

3.8.7.3 Longueur du télégramme (LGE)

La longueur du télégramme comprend le nombre d'octets de données auquel s'ajoutent l'octet d'adresse ADR et l'octet de contrôle des données BCC.

4 octets de données LGE = 4 + 1 + 1 = 6 octets 12 octets de données LGE = 12 + 1 + 1 = 14 octets Télégrammes contenant des textes

Tableau 3.27 Longueur des télégrammes

1) 10 correspond aux caractères (dépend de la longueur du texte).

3.8.7.4

Adresse (ADR) du variateur de

101) + n octets

xes tandis que n est variable

L'esclave renvoie l'octet d'adresse sans modication dans le télégramme de réponse au maître.

fréquence

3.8.7.5

Deux formats d'adresse diérents sont utilisés. La plage d'adresse du variateur est soit de 1-31 soit de 1-126.

•

Format d'adresse 1-31

Bit 7 = 0 (format adresse 1-31 actif ).

Bit 6 non utilisé.

La somme de contrôle est calculée comme une fonction XOR. Avant de recevoir le premier octet du télégramme, la somme de contrôle calculée est égale à 0.

Bit 5 = 1 : diusion, les bits d'adresse

(0-4) ne sont pas utilisés. Bit 5 = 0 : pas de diusion.

Bit 0-4 = adresse du variateur de

fréquence 1-31.

Format d'adresse 1-126

•

Bit 7 = 1 (format adresse 1-126 actif ).

Bit 0-6 = adresse du variateur de

fréquence 1-126. Bit 0-6 = 0 diusion.

Octet de contrôle des données (BCC)

3 3

3.8.7.6

La construction de blocs de données dépend du type de télégramme. Il existe trois types de télégrammes et le type de télégramme est valable aussi bien pour les télégrammes de commande (maître⇒esclave) que pour les télégrammes de réponse (esclave⇒maître).

Voici les 3 types de télégramme :

Bloc de process (PCD)

Un PCD est composé d'un bloc de données de 4 octets (2 mots) et comprend :

Illustration 3.46 Bloc de process

Champ de données

Mot de contrôle et valeur de référence (du maître à l'esclave).

•

Mot d'état et fréquence de sortie actuelle (de l'esclave au maître).

•

PKE IND

130BA270.10

ADRLGESTX PCD1 PCD2 BCCCh1 Ch2 Chn

Intégration du système

VLT® AQUA Drive FC 202

Bloc de paramètres

Un bloc de paramètres est utilisé pour le transfert de paramètres entre le maître et l'esclave. Le bloc de données est composé de 12 octets (6 mots) et contient également le bloc de process.

Illustration 3.47 Bloc de paramètres

Bloc de texte

Un bloc de texte est utilisé pour lire ou écrire des textes via le bloc de données.

Illustration 3.48 Bloc de texte

3.8.7.7 Champ PKE

Le champ PKE contient deux sous-champs :

Ordre et réponse de paramètres AK.

•

Numéro de paramètre PNU.

•

Numéro bit Ordre de paramètre

15 14 13 12 0 0 0 0 Pas d'ordre 0 0 0 1 Lire valeur du paramètre 0 0 1 0 Écrire valeur du paramètre en RAM (mot) 0 0 1 1 Écrire valeur du paramètre en RAM (mot

double)

1 1 0 1 Écrire valeur du paramètre en RAM et

EEPROM (mot double)

1 1 1 0 Écrire valeur du paramètre en RAM et

EEPROM (mot)

1 1 1 1 Lire/écrire texte

Illustration 3.49 Champ PKE

Les bits 12 à 15 sont utilisés pour le transfert d'ordres de paramètres du maître à l'esclave ainsi que pour la réponse traitée par l'esclave et renvoyée au maître.

Tableau 3.28 Ordres de paramètres maître ⇒ esclave

Numéro bit Réponse

15 14 13 12 0 0 0 0 Pas de réponse 0 0 0 1 Valeur du paramètre transmise (mot) 0 0 1 0 Valeur du paramètre transmise (mot

double) 0 1 1 1 Ordre impossible à exécuter 1 1 1 1 Texte transmis

Tableau 3.29 Réponse esclave ⇒ maître

S'il est impossible d'exécuter l'ordre, l'esclave envoie cette réponse :

0111 Ordre impossible à exécuter

- et publie un rapport de défauts (voir le Tableau 3.30) dans la valeur de paramètre (PWE) :

PWE bas

(Hex)

Message d'erreur

0 Le numéro de paramètre utilisé n'existe pas. 1 Aucun accès en écriture au paramètre déni. 2 La valeur des données dépasse les limites du

paramètre.

Intégration du système

Manuel de conguration

3 L'indice utilisé n'existe pas. 4 Le paramètre n'est pas de type tableau. 5 Le type de données ne correspond pas au

paramètre déni.

11 La modication des données dans le paramètre

déni n'est pas possible dans l'état actuel du variateur de fréquence. Certains paramètres ne

peuvent être modiés qu'avec le moteur à l'arrêt. 82 Aucun accès du bus au paramètre déni. 83 La modication des données est impossible car les

réglages d'usine ont été sélectionnés

Tableau 3.30 Rapports d'erreur des valeurs de paramètre

3.8.7.8

Les bits n° 0 à 11 sont utilisés pour le transfert des numéros de paramètre. La fonction du paramètre concerné est dénie dans la description des paramètres dans le Guide de programmation.

3.8.7.9

L'indice est utilisé avec le numéro de paramètre pour l'accès lecture/écriture aux paramètres dotés d'un indice, p. ex. le par. paramétre 15-30 Journal alarme : code. L'indice est composé de 2 octets, un octet de poids faible et un octet de poids fort.

Seul l'octet de poids faible est utilisé comme un indice.

3.8.7.10

Le bloc valeur du paramètre se compose de 2 mots (4 octets) et la valeur dépend de l'ordre donné (AK). Le maître exige une valeur de paramètre lorsque le bloc PWE ne contient aucune valeur. Pour modier une valeur de paramètre (écriture), écrire la nouvelle valeur dans le bloc PWE et l'envoyer du maître à l'esclave.

Lorsqu'un esclave répond à une demande de paramètre (ordre de lecture), la valeur actuelle du paramètre du bloc PWE est transmise et renvoyée au maître. Si un paramètre ne contient pas de valeur numérique, mais plusieurs options de données, par exemple paramétre 0-01 Langue où [0] Anglais et [4] Danois, il convient de choisir la valeur de données en saisissant la valeur dans le bloc PWE. La communication série permet de lire uniquement les paramètres de type de données 9 (séquence de texte).

Les par. Paramétre 15-40 Type. FC à paramétre 15-53 N° série carte puissance contiennent le type de données 9. À titre d'exemple, le par. paramétre 15-40 Type. FC permet de lire l'unité et la plage de tension secteur. Lorsqu'une séquence de texte est transmise (lue), la longueur du télégramme est variable et les textes présentent des longueurs variables. La longueur du télégramme est indiquée dans le 2e octet du télégramme, LGE. Lors d'un

Numéro de paramètre (PNU)

Indice (IND)

Valeur du paramètre (PWE)

transfert de texte, le caractère d'indice indique s'il s'agit d'un ordre de lecture ou d'écriture.

An de pouvoir lire un texte via le bloc PWE, régler l'ordre de paramètre (AK) sur F Hex. L'octet haut du caractère d'indice doit être 4.

Certains paramètres contiennent du texte qui peut être écrit via le bus série. Pour écrire un texte via le bloc PWE, régler l'ordre de paramètre (AK) sur F Hex. L'octet haut du caractère d'indice doit être 5.

Illustration 3.50 Texte via le bloc PWE

3.8.7.11 Types de données pris en charge

Non signé signie que le télégramme ne comporte pas de signe.

Types de données Description

3 Nombre entier 16 bits 4 Nombre entier 32 bits 5 Non signé 8 bits 6 Non signé 16 bits 7 Non signé 32 bits 9 Séquence de texte 10 Chaîne d'octets 13 Diérence de temps 33 Réservé 35 Séquence de bits

Tableau 3.31 Types de données pris en charge

3.8.7.12

Le chapitre Réglage d'usine montre les caractéristiques de chaque paramètre. Les valeurs de paramètre ne sont transmises que sous la forme de nombres entiers. Les facteurs de conversion sont donc utilisés pour transmettre des nombres décimaux.

Le par. Paramétre 4-12 Vitesse moteur limite basse [Hz] a un facteur de conversion de 0,1. Pour prérégler la fréquence minimale sur 10 Hz, transmettre la valeur 100. Un facteur de conversion de 0,1 signie que la valeur transmise est multipliée par 0,1. La valeur 100 est donc lue sous la forme 10,0.

Exemples : 0 s⇒indice de conversion 0 0,00 s⇒indice de conversion -2 0 ms⇒indice de conversion -3 0,00 ms⇒indice de conversion -5

Conversion

3 3

E19E H

PKE IND PWE

high

PWE

low

0000 H 0000 H 03E8 H

130BA092.10

119E H

PKE

IND

PWE

high

PWE

low

0000 H 0000 H 03E8 H

130BA093.10

1155 H

PKE IND PWE

high

PWE

low

0000 H 0000 H 0000 H

130BA094.10

Intégration du système

VLT® AQUA Drive FC 202

3.8.7.13 Mots de process (PCD)

PWEBAS = 0000 hex

Le bloc de mots de process est divisé en deux blocs, chacun de 16 bits, qui apparaissent toujours dans l'ordre indiqué.

PCD 1 PCD 2

Télégramme de contrôle (mot de contrôle maître⇒esclave) Télégramme de contrôle (esclave⇒maître) Mot d'état

Tableau 3.32 Mots de process (PCD)

Exemples de protocole FC

3.8.8

Référence-valeur

Fréquence de sortie actuelle

3.8.8.1 Écriture d'une valeur de paramètre

Changer le par. paramétre 4-14 Vitesse moteur limite haute [Hz] sur 100 Hz. Écrire les données en EEPROM.

PKE = E19E Hex - Écriture d'un mot unique au par. paramétre 4-14 Vitesse moteur limite haute [Hz] :

Illustration 3.53 Valeur de paramètre

Si la valeur au par. paramétre 3-41 Temps d'accél. rampe 1 est égale à 10 s, la réponse de l'esclave au maître est :

Illustration 3.54 Réponse de l'esclave

3E8 Hex correspond à 1000 au format décimal. L'indice de conversion du par. paramétre 3-41 Temps d'accél. rampe 1 est -2, c.-à-d. 0,01. Le par. paramétre 3-41 Temps d'accél. rampe 1 est du type Non signé 32 bits.

IND = 0000 Hex PWEHAUT = 0000 hex PWEBAS = 03E8 Hex - Valeur de données 1000 corres-

Protocole Modbus RTU

3.8.9

pondant à 100 Hz, voir le chapitre 3.8.7.12 Conversion.

3.8.9.1 Hypothèses de départ

Le télégramme présente l'apparence suivante :

Danfoss part du principe que le contrôleur installé prend en charge les interfaces mentionnées dans ce document et que toutes les exigences et restrictions concernant le

Illustration 3.51 Écrire les données en EEPROM

AVIS!

Paramétre 4-14 Vitesse moteur limite haute [Hz] est un

mot unique, et l'ordre de paramètre pour l'écriture dans l'EEPROM est E. Le numéro de paramètre 4-14 est 19E au format hexadécimal.

contrôleur et le variateur de fréquence sont strictement respectées.

Le Modbus RTU intégré (terminal distant) est conçu pour communiquer avec n'importe quel contrôleur prenant en charge les interfaces dénies dans ce document. Il est entendu que l'utilisateur connaît parfaitement les capacités et les limites du contrôleur.

3.8.9.2

Vue d'ensemble du Modbus RTU

La réponse de l'esclave au maître est :

Illustration 3.52 Réponse de l'esclave

3.8.8.2 Lecture d'une valeur de paramètre

Lire la valeur au par. paramétre 3-41 Temps d'accél. rampe 1. PKE = 1155 Hex - Lire la valeur au par.

paramétre 3-41 Temps d'accél. rampe 1. IND = 0000 Hex PWEHAUT = 0000 hex

La présentation du Modbus RTU décrit le procédé qu'utilise un contrôleur pour accéder à un autre dispositif, indépendamment du type de réseau de communication physique. Cela inclut la manière dont le Modbus RTU répond aux demandes d'un autre dispositif et comment les erreurs sont détectées et signalées. Il établit également un format commun pour la structure et le contenu des champs de message. Pendant les communications sur un réseau Modbus RTU, le protocole :

détermine la façon dont chaque contrôleur

•

apprend l'adresse de son dispositif. détermine la façon dont il reconnaît un message

•

qui lui est adressé.

Intégration du système Manuel de conguration

détermine les actions à entreprendre.

•

extrait les données et les informations contenues

•

dans le message.

Si une réponse est nécessaire, le contrôleur élabore et envoie le message de réponse. Les contrôleurs communiquent à l'aide d'une technique maître-esclave dans lequel le maître peut initier des transactions (appelées requêtes). Les esclaves répondent en fournissant au maître les données demandées ou en eectuant l'action demandée dans la requête. Le maître peut s'adresser à un esclave en particulier ou transmettre un message à diusion générale à tous les esclaves. Les esclaves renvoient une réponse aux requêtes qui leur sont adressées individuellement. Aucune réponse n'est renvoyée aux requêtes à diusion générale du maître. Le protocole Modbus RTU établit le format de la requête du maître en indiquant :

L'adresse du dispositif (ou diusion).

•

Un code de fonction

•

Toutes les données à envoyer.

•

Un champ de contrôle d'erreur.

•

Le message de réponse de l'esclave est également construit en utilisant le protocole Modbus. Il contient des champs conrmant l'action entreprise, toute donnée à renvoyer et un champ de contrôle d'erreur. Si une erreur se produit lors de la réception du message ou si l'esclave est incapable d'eectuer l'action demandée, ce dernier élabore et renvoie un message d'erreur ou bien une temporisation se produit.

dénissant l'action requise.

Changement du process actif

•

Contrôle du relais intégré du variateur de

•

fréquence

La référence du bus est généralement utilisée pour commander la vitesse. Il est également possible d'accéder aux paramètres, de lire leurs valeurs et le cas échéant, d'écrire leurs valeurs. Cela permet de disposer d'une gamme d'options de contrôle, comprenant le contrôle du point de consigne du variateur de fréquence lorsque le régulateur PI interne est utilisé.

3.8.9.4 Conguration du réseau

Pour activer le Modbus RTU sur le variateur de fréquence, régler les paramètres suivants :

Paramètre Réglage

Paramétre 8-30 Protocole Modbus RTU Paramétre 8-31 Adresse 1-247 Paramétre 8-32 Vit. transmission Paramétre 8-33 Parité/bits arrêt

Tableau 3.33 Paramètres du Modbus RTU

3.8.10

Structure des messages du Modbus

2400-115200

Parité à nombre pair, 1 bit d'arrêt (défaut)

RTU

3.8.10.1 Variateur de fréquence avec Modbus RTU

3 3

3.8.9.3

Variateur de fréquence avec Modbus RTU

Le variateur de fréquence communique au format Modbus RTU sur l'interface intégrée RS485. Le Modbus RTU ore l'accès au mot de contrôle et à la référence du bus du variateur de fréquence.

Le mot de contrôle permet au maître Modbus de contrôler plusieurs fonctions importantes du variateur de fréquence.

Start

•

Arrêt du variateur de fréquence de plusieurs

•

façons :

Arrêt en roue libre

Arrêt rapide

Arrêt avec freinage par injection de

courant continu Arrêt normal (rampe)

Reset après une coupure

•

Fonctionnement à plusieurs vitesses prédénies

•

Fonctionnement en sens inverse

•

Les contrôleurs sont congurés pour communiquer sur le réseau Modbus à l'aide du mode RTU ; chaque octet d'un message contient 2 caractères de 4 bits hexadécimaux. Le format de chaque octet est indiqué dans le Tableau 3.34.

Bit de démar rage

Tableau 3.34 Format de chaque octet

Système de codage

Bits par octet 1 bit de démarrage.

Champ de contrôle d'erreur

Octet de données Arrêt/

parité

Binaire 8 bits, hexadécimal 0-9, A-F. 2 caractères hexadécimaux contenus dans chaque champ à 8 bits du message.

8 bits de données, bit de plus faible poids envoyé en premier ; 1 bit pour parité paire/impaire ; pas de bit en l'absence de parité. 1 bit d'arrêt si la parité est utilisée ; 2 bits en l'absence de parité. Contrôle de redondance cyclique (CRC).

Arrêt

Intégration du système

VLT® AQUA Drive FC 202

3.8.10.2 Structure des messages Modbus

3.8.10.4

Champ d'adresse

RTU

Le champ d'adresse d'une structure de message contient 8 Le dispositif de transmission place un message Modbus RTU dans un cadre avec un début connu et un point nal. Cela permet aux dispositifs de réception de commencer au

début du message, de lire la portion d'adresse, de déterminer à quel dispositif il s'adresse (ou tous les dispositifs si le message est à diusion générale) et de reconnaître la n du message. Les messages partiaux sont détectés et des erreurs apparaissent. Les caractères pour la transmission doivent être au format hexadécimal 00 à FF dans chaque champ. Le variateur de fréquence surveille en permanence le bus du réseau, même pendant les intervalles silencieux. Lorsqu'un variateur de fréquence ou un dispositif reçoit le premier champ (le champ d'adresse), il le décode pour déterminer à quel dispositif le message s'adresse. Les messages du Modbus RTU adressés à zéro sont les messages à diusion générale. Aucune réponse n'est permise pour les messages à diusion générale. Une structure de message typique est présentée dans le Tableau 3.35.

DémarrageAdresse Fonction Données Contrôle

CRC

T1-T2-T3-T48 bits 8 bits N x 8 bits 16 bits T1-T2-T3-

Tableau 3.35 Structure typique des messages du Modbus RTU

3.8.10.3

Les messages commencent avec une période silencieuse d'au moins 3,5 intervalles de caractère. Ceci est eectué grâce à un multiple d'intervalles de caractère en fonction de la vitesse de transmission du réseau sélectionnée (indiqué comme démarrage T1-T2-T3-T4). Le premier champ transmis est l'adresse du dispositif. Après transfert du dernier caractère, une période similaire d'au moins 3,5 intervalles de caractère marque la n du message. Un nouveau message peut commencer après cette période. La structure entière du message doit être transmise comme une suite ininterrompue. Si une période silencieuse de plus de 1,5 intervalle de caractère se produit avant achèvement de la structure, le dispositif de réception élimine le message incomplet et considère que le prochain octet est le champ d'adresse d'un nouveau message. De même, si un nouveau message commence avant 3,5 intervalles de caractère après un message, le dispositif de réception le considère comme la suite du message précédent. Cela entraîne une temporisation (pas de réponse de l'esclave), puisque la valeur du champ CRC nal n'est pas valide pour les messages combinés.

Champ démarrage/arrêt

End

bits. Les adresses des dispositifs esclaves valides sont

comprises dans une plage de 0 à 247 décimal. Chaque

dispositif esclave dispose d'une adresse dans la plage de 1

à 247 (0 est réservé pour le mode de diusion générale,

que tous les esclaves reconnaissent). Un maître s'adresse à

un esclave en plaçant l'adresse de l'esclave dans le champ

d'adresse du message. Lorsque l'esclave envoie sa réponse,

il place sa propre adresse dans ce champ d'adresse pour

faire savoir au maître quel esclave est en train de répondre.

3.8.10.5

Le champ de fonction d'une structure de message contient

8 bits. Les codes valides gurent dans une plage comprise

entre 1 et FF. Les champs de fonction sont utilisés pour le

transfert de paramètres entre le maître et l'esclave.

Lorsqu'un message est envoyé par un maître à un

dispositif esclave, le champ de code de fonction indique à

l'esclave le type d'action à

répond au maître, il utilise le champ de code de fonction

pour indiquer soit une réponse normale (sans erreur) soit

le type d'erreur survenue (appelée réponse d'exception).

Pour une réponse normale, l'esclave renvoie simplement le

code de fonction d'origine. Pour une réponse d'exception,

l'esclave renvoie un code équivalent au code de fonction

d'origine avec son bit de plus fort poids réglé sur "1"

logique. De plus, l'esclave place un code unique dans le

champ de données du message de réponse. Cela indique

au maître le type d'erreur survenue ou la raison de

l'exception. Se reporter également au

chapitre 3.8.10.10 Codes de fonction pris en charge par le

Modbus RTU et au chapitre 3.8.10.11 Codes d'exceptions

Modbus.

3.8.10.6

Le champ de données est construit en utilisant des

ensembles de 2 chires hexadécimaux, dans la plage de 00

à FF au format hexadécimal. Ceux-ci sont composés d'un

caractère RTU. Le champ de données des messages

envoyés par le maître au dispositif esclave contient des

informations complémentaires que l'esclave doit utiliser

pour eectuer l'action dénie par le code de fonction. Cela

peut inclure des éléments tels que des adresses de

bobines ou de registres, la quantité d'éléments à manier et

le comptage des octets de données réels dans le champ.

3.8.10.7

Champ de fonction

eectuer. Lorsque l'esclave

Champ de données

Champ de contrôle CRC

Les messages comportent un champ de contrôle d'erreur,

fonctionnant sur la base d'une méthode de contrôle de

redondance cyclique (CRC). Le champ CRC vérie le

Intégration du système

Manuel de conguration

contenu du message entier. Il s'applique indépendamment de la méthode de contrôle de la parité utilisée pour chaque caractère du message. La valeur CRC est calculée par le dispositif de transmission, qui joint le CRC sous la forme du dernier champ du message. Le dispositif de réception recalcule un CRC lors de la réception du message et compare la valeur calculée à la valeur réelle reçue dans le champ CRC. Si les deux valeurs ne sont pas égales, une temporisation du temps du bus se produit. Le champ de contrôle d'erreur contient une valeur binaire de 16 bits mise en œuvre sous la forme de deux octets de 8 bits. Ensuite, l'octet de poids faible du champ est joint en premier, suivi de l'octet de poids fort. L'octet de poids fort du CRC est le dernier octet envoyé dans le message.

3.8.10.8

Adresse de registre des bobines

En Modbus, toutes les données sont organisées dans des registres de bobines et de maintien. Les bobines contiennent un seul bit, tandis que les registres de maintien contiennent un mot à 2 octets (16 bits). Toutes les adresses de données des messages du Modbus sont référencées sur zéro. La première occurrence d'un élément de données est adressée comme un élément 0. Par exemple : la bobine connue comme bobine 1 dans un contrôleur programmable est adressée dans le champ d'adresse de données d'un message du Modbus. La bobine

127 décimal est adressée comme bobine 007EHEX (126 décimal). Le registre de maintien 40001 est adressé comme registre 0000 dans le champ d'adresse de données du message. Le

champ de code de fonction

spécie déjà une exploitation

de registre de maintien. La référence 4XXXX est donc implicite. Le registre de maintien 40108 est adressé comme registre 006BHEX (107 décimal).

Numéro de bobine

1–16 Mot de contrôle du variateur de

17–32 Référence de vitesse ou de point de

33–48 Mot d'état du variateur de fréquence

49–64 Mode boucle ouverte : fréquence de

65 Contrôle d'écriture du paramètre

66-65536 Réservé

Tableau 3.36 Descriptions de la bobine

Bobine 0 1

01 Référence prédénie LSB 02 Référence prédénie MSB 03 Freinage CC Pas de freinage CC 04 Arrêt en roue libre Pas d'arrêt en roue libre 05 Arrêt rapide Pas d'arrêt rapide 06 Gel fréquence Pas de gel fréquence 07 Arrêt rampe Démarrage 08 Pas de reset Reset 09 Pas de jogging Jogging 10 Rampe 1 Rampe 2 11 Données non valides Données valides 12 Relais 1 inactif Relais 1 actif 13 Relais 2 inactif Relais 2 actif 14 Process LSB 15 Process MSB 16 Pas d'inversion Inversion

Description Sens du signal

Maître vers

fréquence.

consigne du variateur Plage 0x0 0xFFFF (-200 %... ~200 %).

(voir le Tableau 3.38)

sortie du variateur de fréquence. Mode boucle fermée : signal de retour du variateur de fréquence.

(maître vers esclave) 0=Les modications de paramètres

sont écrites dans la RAM du variateur de fréquence.

1=Les modications de paramètres

sont écrites dans la RAM et l'EEPROM du variateur de fréquence

esclave Maître vers esclave

Esclave vers maître Esclave vers maître

Maître vers esclave

3 3

Tableau 3.37 Mot de contrôle du variateur de fréquence (prol FC)

Intégration du système

VLT® AQUA Drive FC 202

Bobine 0 1

33 Commande non prête Commande prête 34 Variateur de fréquence

non prêt 35 Arrêt en roue libre Arrêt de sécurité 36 Pas d'alarme Alarme

37 Non utilisé Non utilisé 38 Non utilisé Non utilisé 39 Non utilisé Non utilisé 40 Absence d'avertissement Avertissement 41 Pas à référence À référence 42 Mode manuel Mode automatique 43 Hors de la plage de

fréquence 44 Arrêté Fonctionne 45 Non utilisé Non utilisé 46 Pas d'avertis. de tension Avertissement de tension 47 Pas dans limite de courant Limite de courant 48 Sans avertis. thermique Avertis.thermiq.

Tableau 3.38 Mot d'état du variateur de fréquence (prol FC)

Numéro de registre

00001-00006 Réservé 00007 Dernier code d'erreur depuis une interface d'objet

00008 Réservé 00009 00010-00990 Groupe de paramètres 000 (paramètres 0-01 à

01000-01990 Groupe de paramètres 1-00 (paramètres 1-00 à

02000-02990 Groupe de paramètres 2-00 (paramètres 2-00 à

03000-03990 Groupe de paramètres 3-00 (paramètres 3-00 à

04000-04990 Groupe de paramètres 4-00 (paramètres 4-00 à

... ...

49000-49990 Groupe de paramètres 49-00 (paramètres 49-00 à

50000 Données d'entrée : registre du mot de contrôle

50010 Données d'entrée : registre de référence du bus

... ...

50200 Données de sortie : registre du mot d'état du

50210 Données de sortie : registre de la valeur réelle

Tableau 3.39 Registres de stockage

1) Sert à spécier le numéro d'indice à utiliser lors de l'accès à un paramètre indexé.

Description

de données FC

Indice de paramètres

0-99)

1-99)

2-99)

3-99)

4-99)

49-99)

du variateur de fréquence (CTW)

(REF)

variateur de fréquence (STW)

principale du variateur (MAV)

Variateur de fréquence prêt

Dans plage de fréq.

3.8.10.9

Comment contrôler le variateur de fréquence

Les codes disponibles pouvant être utilisés dans les champs de fonction et de données d'un message du Modbus RTU sont répertoriés au chapitre 3.8.10.10 Codes de

fonction pris en charge par le Modbus RTU et au chapitre 3.8.10.11 Codes d'exceptions Modbus.

3.8.10.10 Codes de fonction pris en charge par le Modbus RTU

Le Modbus RTU prend en charge l'utilisation des codes de fonction (voir le Tableau 3.40) dans le champ de fonction d'un message.

Fonction Code de fonction (hex)

Lecture bobines 1 Lecture registres de maintien 3 Écriture bobine unique 5 Écriture registre unique 6 Écriture bobines multiples F Écriture registres multiples 10 Obtenir le compteur d'événements de communication Rapport ID esclave 11

Tableau 3.40 Codes de fonction

Fonction Code de

fonction

Diagnostics 8 1 Redémarrer communi-

Tableau 3.41 Codes de fonction et codes de sous-fonction

3.8.10.11

Codes d'exceptions Modbus

Code de sousfonction

2 Renvoyer registre de

10 Nettoyer compteurs et

11 Renvoyer comptage

12 Renvoyer comptage erreur

13 Retourner le compteur

14 Renvoyer comptage

Pour plus d'informations sur la structure d'une réponse d'exception, se reporter auchapitre 3.8.10.5 Champ de fonction.

Sous-fonction

cation

diagnostic

registre de diagnostic

message bus

communication bus

d'erreurs esclave

message esclave

Intégration du système

Manuel de conguration

Code Nom Signication

1 Fonction non

autorisée

2 Adresse de

données illégale

3 Valeur de

données illégale

4 Échec du

dispositif esclave

Tableau 3.42 Codes d'exceptions Modbus

Le code de fonction reçu dans la requête ne correspond pas une action autorisée pour le serveur (ou esclave). Cela peut venir du fait que le code de fonction n'est applicable qu'à des dispositifs plus récents et n'a pas été implémenté dans l'unité sélectionnée. Cela peut également signier que le serveur (ou esclave) est dans un état incorrect pour traiter une demande de ce type, par exemple parce qu'il n'est pas conguré pour renvoyer les valeurs du registre. L'adresse de données reçue dans la requête n'est pas une adresse autorisée pour le serveur (ou esclave). Plus spéci- quement, la combinaison du numéro de référence et de la longueur du transfert n'est pas valide. Pour un contrôleur avec 100 registres, une requête avec oset de 96 et longueur de 4 peut réussir, une requête avec oset de 96 et longueur de 5 génère l'exception 02. Une valeur contenue dans le champ de données de la requête n'est pas autorisée pour le serveur (esclave). Cela signale une erreur dans la structure du reste d'une requête complexe, p. ex. la longueur impliquée est incorrecte. Cela NE signie PAS spéciquement qu'un élément de données envoyé pour stockage dans un registre présente une valeur en dehors de l'attente du programme d'application, puisque le protocole Modbus n'a pas connaissance de la signication d'une valeur particulière dans un registre particulier. Une erreur irréparable s'est produite alors que le serveur (ou esclave) tentait d'eectuer l'action demandée.

des paramètres. Une valeur de 11300 (décimale) signie que le paramètre est réglé sur 1113,00.

Pour plus d'informations sur les paramètres, la taille et l'indice de conversion, consulter le guide de programmation.

3.8.11.2 Stockage des données

La bobine 65 décimal détermine si les données écrites sur le variateur de fréquence sont enregistrées dans l'EEPROM et dans la RAM (bobine 65 = 1) ou uniquement dans la RAM (bobine 65 = 0).

3.8.11.3 IND (Index)

Certains paramètres du variateur de fréquence sont des paramètres de tableau, par exemple le par. paramétre 3-10 Réf.prédénie. Comme le Modbus ne prend pas en charge les tableaux dans les registres de maintien, le variateur de fréquence a réservé le registre de maintien 9 comme pointeur vers le tableau. Avant de lire ou d'écrire dans un paramètre de tableau, régler le registre de maintien 9. Le réglage du registre de maintien sur la valeur 2 entraîne le placement de la lecture/écriture suivante dans les paramètres de tableau de l'indice 2.

3.8.11.4

On accède aux paramètres stockés sous forme de chaînes de texte comme on le fait pour les autres paramètres. La taille maximum d'un bloc de texte est de 20 caractères. Si une demande de lecture d'un paramètre contient plus de caractères que n'en contient le paramètre, la réponse est tronquée. Si la demande de lecture d'un paramètre contient moins de caractères que n'en contient le paramètre, la réponse comporte des espaces.

3.8.11.5

Une valeur de paramètre ne pouvant être transmise que sous la forme d'un nombre entier, il faut utiliser un facteur de conversion pour transmettre des chires à décimales.

Blocs de texte

Facteur de conversion

3 3

3.8.11

Accès aux paramètres

3.8.11.6

Valeurs de paramètre

3.8.11.1 Gestion des paramètres

Types de données standard

Le PNU (numéro de paramètre) est traduit depuis l'adresse du registre contenue dans le message lecture ou écriture Modbus. Le numéro du paramètre est traduit vers le Modbus en tant que décimal (10 x numéro de paramètre). Exemple : Achage par. paramétre 3-12 Rattrap/ralentiss (16 bits) : Le registre de maintien 3120 conserve la valeur des paramètres. Une valeur de 1352 (décimale) signie que le paramètre est réglé sur 12,52 %.

Achage par. paramétre 3-14 Réf.prédéf.relative (32 bits) : Les registres de maintien 3410 et 3411 conservent la valeur

Les types de données standard sont int16, int32, uint8, uint16 et uint32. Ils sont stockés comme 4x registres (40001-4FFFF). Les paramètres sont lus à l'aide de la fonction 03HEX Lecture registres de maintien. Ils sont écrits à l'aide de la fonction 6HEX Prédénir registre unique pour 1 registre (16 bits) et de la fonction 10HEX Prédénir registres multiples pour 2 registres (32 bits). Les tailles lisibles vont de 1 registre (16 bits) à 10 registres (20 caractères).

Speed ref.CTW

Master-follower

130BA274.11

15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

Bit no.:

Intégration du système

VLT® AQUA Drive FC 202

Types de données non standard

Les types de données non standard sont des chaînes de texte et sont stockés comme registres 4x (40001–4FFFF).

Valeur de réf. programmée

Les paramètres sont lus à l'aide de la fonction 03HEX Lecture registres de maintien et écrits à l'aide de la fonction 10HEX Prédénir registres multiples. Les tailles lisibles vont

de 1 registre (2 caractères) à 10 registres (20 caractères).

3.8.12 Prol de contrôle FC Drive

3.8.12.1 Mot de contrôle selon le prol FC

(paramétre 8-10 Prol de ctrl =

prol FC)

Tableau 3.44 Valeurs de référence

Paramètre Bit 01 Bit 00

Paramétre 3-10

Réf.prédénie

[0]

Paramétre 3-10

Réf.prédénie

[1]

Paramétre 3-10

Réf.prédénie

[2]

Paramétre 3-10

Réf.prédénie

[3]

0 0

0 1

1 0

1 1

AVIS!

Faire une sélection au par. paramétre 8-56 Sélect. réf. par

Illustration 3.55 Mot contrôle

Bit Valeur de bit = 0 Valeur de bit = 1

00 Valeur de référence Sélection externe lsb 01 Valeur de référence Sélection externe msb 02 Freinage CC Rampe 03 Roue libre Pas de roue libre 04 Arrêt rapide Rampe 05 Maintien fréquence de

sortie 06 Arrêt rampe Démarrage 07 Pas de fonction Reset 08 Pas de fonction Jogging 09 Rampe 1 Rampe 2 10 Données non valides Données valides 11 Pas de fonction Relais 01 actif 12 Pas de fonction Relais 02 actif 13 Conguration des

paramètres 14 Conguration des

paramètres 15 Pas de fonction Inversion

Tableau 3.43 Bits du mot de contrôle

Utiliser rampe

Sélection lsb

Sélection msb

Signication des bits de contrôle contrôle 00/01

Utiliser les bits 00 et 01 pour choisir entre les quatre valeurs de référence préprogrammées au par. paramétre 3-10 Réf.prédénie selon le Tableau 3.44 :

défaut an d'établir la liaison entre les bits 00/01 et la fonction correspondante des entrées digitales.

Bit 02, Freinage CC

Bit 02 = 0 entraîne le freinage CC et l'arrêt. Le courant de freinage et la durée sont dénis aux par.

paramétre 2-01 Courant frein CC et paramétre 2-02 Temps frein CC.

Bit 02 = 1 mène à la rampe.

Bit 03, Roue libre

Bit 03 = 0 : le variateur de fréquence lâche immédiatement le moteur (les transistors de sortie s'éteignent) et il s'arrête en roue libre. Bit 03 = 1 : le variateur de fréquence lance le moteur si les autres conditions de démarrage sont remplies.

Faire une sélection au par. paramétre 8-50 Sélect.roue libre an d'établir la liaison entre le bit 03 et la fonction correspondante d'une entrée digitale.

Bit 04, Arrêt rapide

Bit 04 = 0 : entraîne la vitesse du moteur à suivre la rampe de décélération rapide jusqu'à l'arrêt (réglé au par. paramétre 3-81 Temps rampe arrêt rapide).

Bit 05, Maintien fréquence de sortie

Bit 05 = 0 : la fréquence de sortie actuelle (en Hz) est gelée. Modier la fréquence de sortie gelée uniquement à l'aide des entrées digitales (paramétre 5-10 E.digit.born.18 à

paramétre 5-15 E.digit.born.33) programmées sur Accélération et Décélération.

Output freq.STW

Bit no.:

Follower-master

15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

130BA273.11

Intégration du système Manuel de conguration

AVIS!

Si la fonction Gel sortie est active, le variateur de fréquence ne peut s'arrêter qu'en procédant comme suit :

Bit 06, Arrêt/marche rampe

Bit 06 = 0 : entraîne l'arrêt, la vitesse du moteur suit la rampe de décélération jusqu'à l'arrêt via le paramètre de rampe de décélération sélectionné. Bit 06 = 1 : permet au variateur de fréquence de lancer le moteur si les autres conditions de démarrage sont remplies.

Faire une sélection au par. paramétre 8-53 Sélect.dém. d'établir la liaison entre le bit 06 Arrêt/marche rampe et la fonction correspondante d'une entrée digitale.

Bit 07, Reset

Bit 07 = 0 : pas de reset. Bit 07 = 1 : remet à zéro un état de défaut. Le reset est activé au début du signal, lors du changement de 0 logique pour 1 logique, par exemple.

Bit 08, Jogging

Bit 08 = 1 : la fréquence de sortie est déterminée par le par. paramétre 3-19 Fréq.Jog. [tr/min].

Bit 09, Choix de rampe 1/2

Bit 09 = 0 : la rampe 1 est active (paramétre 3-41 Temps d'accél. rampe 1 à paramétre 3-42 Temps décél. rampe 1). Bit 09 = 1 : la rampe 2 (paramétre 3-51 Temps d'accél. rampe 2 à paramétre 3-52 Temps décél. rampe 2) est active.

Bit 10, Données non valides/valides

Indique au variateur de fréquence dans quelle mesure le mot de contrôle doit être utilisé ou ignoré. Bit 10 = 0 : le mot de contrôle est ignoré. Bit 10 = 1 : le mot de contrôle est utilisé. Cette fonction est pertinente car le télégramme contient toujours le mot de contrôle, indépendamment du type de télégramme. Désactiver le mot de contrôle si l'on ne souhaite pas l'utiliser pour mettre des paramètres à jour ou les lire.

Bit 11, Relais 01

Bit 11 = 0 : le relais n'est pas activé. Bit 11 = 1 : le relais 01 est activé à condition d'avoir sélectionné Mot contrôle bit 11 au par. paramétre 5-40 Fonction relais.

Bit 12, Relais 04

Bit 12 = 0 : le relais 04 n'est pas activé. Bit 12 = 1 : le relais 04 est activé à condition d'avoir sélectionné Mot contrôle bit 12 au par. paramétre 5-40 Fonction relais.

Bit 03, Arrêt en roue libre

•

Bit 02, Freinage CC

•

Entrée digitale (paramétre 5-10 E.digit.born.18 à

•

paramétre 5-15 E.digit.born.33) programmée sur Freinage CC, Arrêt roue libre ou Reset et Arrêt roue libre.

an

Bits 13/14, Sélection de process

Utiliser les bits 13 et 14 pour choisir entre les quatre process selon le Tableau 3.45

Process Bit 14 Bit 13

1 0 0 2 0 1 3 1 0 4 1 1

Tableau 3.45 Spécication des process de menu

Cette fonction n'est possible que lorsque [9] Multi process est sélectionné au par. paramétre 0-10 Process actuel.

Faire une sélection au par. paramétre 8-55 Sélect.proc. an d'établir la liaison entre les bits 13/14 et la fonction correspondante des entrées digitales.

Bit 15 Inverse

Bit 15 = 0 : pas d'inversion. Bit 15 = 1 : Inversion. Dans le réglage par défaut, l'inversion est réglée sur Entrée dig. au par. paramétre 8-54 Sélect.Invers.. Le bit 15 n'implique une inversion qu'à condition d'avoir sélectionné Communication série, Logique ou Logique et.

3.8.12.2

Mot d'état selon le prol FC (STW) (paramétre 8-10 Prol de ctrl= prol FC)

Illustration 3.56 Mot d'état

3 3

Intégration du système

VLT® AQUA Drive FC 202

Bit Bit = 0 Bit = 1

00 Commande non prête Commande prête 01 Var. pas prêt Variateur prêt 02 Roue libre Activé (démarrage

possible)

03 Pas d'erreur Alarme

04 Pas d'erreur Erreur (pas de déclen-

chement) 05 Réservé 06 Pas d'erreur Alarme verrouillée 07 Absence d'avertissement Avertissement 08 Vitesse ≠ référence Vitesse = référence 09 Commande locale Contrôle par bus 10 Hors limite fréquence Limite de fréquence OK 11 Inactif Fonctionne 12 Variateur OK Arrêté, démarrage

automatique 13 Tension OK Tension dépassée 14 Couple OK Couple dépassé 15 Temporisation OK Temporisation dépassée

Tableau 3.46 Bits de mot d'état

Explication des bits d'état Bit 00, Commande non prête/prête

Bit 00 = 0 : le variateur de fréquence disjoncte. Bit 00 = 1 : le variateur de fréquence est prêt à fonctionner mais l'étage de puissance n'est pas forcément alimenté (en cas d'alimentation 24 V externe de la commande).

Bit 01, Variateur prêt

Bit 01 = 1 : le variateur de fréquence est prêt à fonctionner mais un ordre de roue libre est actif via les entrées digitales ou la communication série.

Bit 02, Arrêt roue libre

Bit 02 = 0 : le variateur de fréquence lâche le moteur. Bit 02 = 1 : le variateur de fréquence démarre le moteur à l'aide d'un ordre de démarrage.

Bit 03, Pas d'erreur/alarme

Bit 03 = 0 : le variateur de fréquence n'est pas en état de panne. Bit 03 = 1 : le variateur de fréquence disjoncte. Pour rétablir le fonctionnement, appuyer sur [Reset].

Bit 04, Pas d'erreur/erreur (pas de déclenchement)

Bit 04 = 0 : le variateur de fréquence n'est pas en état de panne. Bit 04 = 1 : le variateur de fréquence indique une erreur mais ne disjoncte pas.

Bit 05, Inutilisé

Le bit 05 du mot d'état n'est pas utilisé.

Bit 06, Pas d'erreur/alarme verrouillée

Bit 06 = 0 : le variateur de fréquence n'est pas en état de

Bit 07, Absence d'avertissement/avertissement

Bit 07 = 0 : Il n'y a pas d'avertissements. Bit 07 = 1 : un avertissement s'est produit.

Bit 08, Vitesse ≠ référence/vitesse = référence

Bit 08 = 0 : le moteur tourne mais la vitesse actuelle est diérente de la référence de vitesse réglée. Ceci peut par exemple être le cas au moment des accélérations et décélérations de rampe en cas d'arrêt/marche. Bit 08 = 1 : la vitesse du moteur est égale à la référence de vitesse réglée.

Bit 09, Commande locale/contrôle par bus

Bit 09 = 0 : [Stop/Reset] est activé sur l'unité de commande ou Commande locale est sélectionné au par. paramétre 3-13 Type référence. Le contrôle via la communication série est impossible. Bit 09 = 1 : il est possible de commander le variateur de fréquence via le bus de terrain/la communication série.

Bit 10, Hors limite fréquence

Bit 10 = 0 : la fréquence de sortie a atteint la valeur réglée au par. paramétre 4-11 Vit. mot., limite infér. [tr/min] ou paramétre 4-13 Vit.mot., limite supér. [tr/min]. Bit 10 = 1 : la fréquence de sortie gure dans les limites mentionnées.

Bit 11, Pas d'exploitation/exploitation

Bit 11 = 0 : le moteur ne fonctionne pas. Bit 11 = 1 : le variateur de fréquence a reçu un signal de démarrage ou la fréquence de sortie est supérieure à 0 Hz.

Bit 12, Variateur OK/arrêté, démarrage auto

Bit 12 = 0 : l'onduleur n'est pas soumis à une surtempérature temporaire. Bit 12 = 1 : l'onduleur est arrêté à cause d'une surtempérature mais l'unité n'a pas disjoncté et poursuit son fonctionnement dès que la surtempérature disparaît.

Bit 13, Tension OK/limite dépassée

Bit 13 = 0 : absence d'avertissement de tension. Bit 13 = 1 : la tension CC du circuit intermédiaire du variateur de fréquence est trop faible ou trop élevée.

Bit 14, Couple OK/limite dépassée

Bit 14 = 0 : le courant du moteur est inférieur à la limite de couple sélectionnée au par. paramétre 4-18 Limite courant. Bit 14 = 1 : la limite de couple du par. paramétre 4-18 Limite courant a été dépassée.

Bit 15, Temporisation OK/limite dépassée

Bit 15 = 0 : les temporisations de protection thermique du moteur et de protection thermique n'ont pas dépassé 100 %. Bit 15 = 1 : l'une des temporisations a dépassé 100 %.

Tous les bits du STW sont réglés sur 0 si la connexion entre l'option Interbus et le variateur de fréquence est perdue ou si un problème de communication interne est survenu.

panne. Bit 06 = 1 : le variateur de fréquence a disjoncté et est verrouillé.

Actual output freq.

STW

Follower-master

Speed ref.CTW

Master-follower

16bit

130BA276.11

Reverse Forward

Par.3-00 set to

(1) -max- +max

Max reference Max reference

Par.3-00 set to

(0) min-max

Max reference

Forward

Min reference

100%

(4000hex)

-100%

(C000hex)

(0hex)

Par.3-03 0 Par.3-03

Par.3-03

(4000hex)(0hex)

0% 100%

Par.3-02

130BA277.10

Intégration du système

Manuel de conguration

3.8.12.3 Valeur de référence de vitesse du bus

Bit Bit = 0 Bit = 1

00 O 1 On 1 01 O 2 On 2

La vitesse de référence est transmise au variateur de fréquence par une valeur relative en %. La valeur est transmise sous forme d'un mot de 16 bits ; en nombres entiers (0-32767), la valeur 16384 (4000 hexadécimal) correspond à 100 %. Les nombres négatifs sont exprimés en complément de 2. La fréquence de sortie réelle (MAV) est mise à l'échelle de la même façon que la référence du bus.

02 O 3 On 3 03 Roue libre Pas de roue libre 04 Arrêt rapide Rampe 05 Maintien fréquence de sortie Utiliser rampe 06 Arrêt rampe Start 07 Pas de fonction Reset 08 Jogging 1 OFF Jogging 1 ON 09 Jogging 2 OFF Jogging 2 ON 10 Données non valides Données valides 11 Pas de fonction Ralentis. 12 Pas de fonction Rattrapage 13 Conguration des

Sélection lsb

paramètres

14 Conguration des

Sélection msb

paramètres

Illustration 3.57 Fréquence de sortie réelle (MAV)

15 Pas de fonction Inversion

Tableau 3.47 Bits du mot de contrôle

La référence et la MAV sont toujours mises à l'échelle de la façon suivante :

Signication des bits de contrôle contrôle 00, OFF 1/ON 1

La rampe normale s'arrête via les temps de la rampe en cours de sélection. Bit 00 = 0 implique l'arrêt et l'activation du relais de sortie 1 ou 2 si la fréquence de sortie est de 0 Hz et si [Relais 123] est sélectionné au par. paramétre 5-40 Fonction relais. Bit 0 = 1

signie que le variateur de fréquence est en État

1 : Commutation sur inhibée.

Bit 01, OFF 2/ON 2

Arrêt en roue libre Bit 01 = 0 : arrêt en roue libre et activation du relais de

Illustration 3.58 Référence et MAV

sortie 1 ou 2 si la fréquence de sortie est de 0 Hz et si [Relais 123] a été sélectionné au par. paramétre 5-40 Fonction relais.

3.8.12.4

Mot de contrôle selon le Prol PROFIdrive (CTW)

Bit 02, OFF 3/ON 3

Arrêt rapide utilisant le temps de rampe du paramétre 3-81 Temps rampe arrêt rapide. Bit 02 = 0 : arrêt

Le mot de contrôle est utilisé pour envoyer des commandes à un esclave à partir d'un maître (p. ex. un PC).

rapide et activation du relais de sortie 1 ou 2 si la fréquence de sortie est de 0 Hz et si [Relais 123] a été sélectionné au par. paramétre 5-40 Fonction relais. Bit 02 = 1

signie que le variateur de fréquence est en

État 1 : Commutation sur inhibée.

Bit 03, Roue libre/pas de roue libre

Le bit d'arrêt en roue libre 03 = 0 génère un arrêt. Lorsque le bit 03 = 1, le variateur de fréquence peut démarrer si les autres conditions de démarrage sont

remplies.

3 3

Intégration du système

VLT® AQUA Drive FC 202

AVIS!

La sélection dans le par. paramétre 8-50 Sélect.roue libre détermine comment le bit 03 est lié à la fonction correspondante des entrées digitales.

Bit 04, Arrêt rapide/rampe

Arrêt rapide utilisant le temps de rampe du paramétre 3-81 Temps rampe arrêt rapide. Bit 04 = 0 : un arrêt rapide se produit. Lorsque le bit 04 = 1, le variateur de fréquence peut démarrer si les autres conditions de démarrage sont remplies.

AVIS!

La sélection au par. paramétre 8-51 Sélect. arrêt rapide détermine comment le bit 04 est relié à la fonction correspondante des entrées digitales.

Bit 05, Maintien fréquence sortie/utiliser rampe

Bit 05 = 0 : la fréquence de sortie actuelle peut être maintenue même si la référence est modiée. Lorsque le bit 05 = 1, le variateur de fréquence peut assurer à nouveau sa fonction de réglage ; le fonctionnement s'eectue selon la référence respective.

Bit 06, Arrêt/marche rampe

L'arrêt normal de rampe utilise les temps de la rampe eective sélectionnée. En outre, activation du relais de sortie 01 ou 04 si la fréquence de sortie est de 0 Hz et si Relais 123 est sélectionné au par. paramétre 5-40 Fonction relais. Bit 06 = 0 entraîne un arrêt. Bit 06 = 1 démarrer si les autres conditions de démarrage sont remplies.

signie que le variateur de fréquence peut

AVIS!

La sélection au par. paramétre 8-53 Sélect.dém. détermine comment le bit 06 est relié à la fonction correspondante des entrées digitales.

Bit 07, Pas de fonction/réinitialisation

Réinitialisation après déconnexion. Accuse réception de l'événement dans le tampon des pannes. Quand bit 07=0, aucun reset n'a lieu. En cas de changement de pente du bit 07 à 1, une réinitialisation a lieu après la mise hors tension.

Bit 08, Jogging 1 OFF/ON

Activation de la vitesse prédénie au paramétre 8-90 Vitesse Bus Jog 1. Jogging 1 est possible seulement si bit 04 =0 et

bit 00-03 =1.

Bit 09, Jogging 2 OFF/ON

Activation de la vitesse préprogrammée au par. paramétre 8-91 Vitesse Bus Jog 2. Jogging 2 n'est possible que si bit 04 = 0 et bit 00-03 = 1.

Bit 10, Données non valides/valides

S'utilise pour indiquer au variateur de fréquence dans quelle mesure le mot de contrôle doit être utilisé ou ignoré. Bit 10 = 0 implique que le mot de contrôle est ignoré. Bit 10 = 1 implique que le mot de contrôle est utilisé. Cette fonction est pertinente du fait que le mot de contrôle est toujours contenu dans le message quel que soit le type de télégramme utilisé. On peut ainsi désactiver le mot de contrôle s'il n'est pas utilisé pour mettre des paramètres à jour ou les lire.

Bit 11, Pas de fonction/ralentissement

Sert à diminuer la référence de vitesse d’un montant égal à la valeur gurant au par. paramétre 3-12 Rattrap/ralentiss. Lorsque le bit 11 = 0, la référence n'est pas modiée. Bit 11 = 1 : la référence est diminuée.

Bit 12, Pas de fonction/rattrapage

Sert à augmenter la référence de vitesse d’un montant égal à la valeur gurant au par. paramétre 3-12 Rattrap/ ralentiss. Lorsque le bit 12 = 0, la référence n'est pas modiée. Bit 12 = 1 : la référence est augmentée. Si les fonctions de ralentissement et d'accélération sont activées (bits 11 et 12 = 1), le ralentissement a la priorité, c'est-à-dire que la valeur de référence de la vitesse sera diminuée.

Bits 13/14, Sélection de process

Les bits 13 et 14 sont utilisés pour choisir entre les 4 congurations de paramètres selon le Tableau 3.48 :

Cette fonction n'est possible que lorsque [9] Multi process est sélectionné au par. paramétre 0-10 Process actuel. La sélection au par. paramétre 8-55 Sélect.proc. détermine comment les bits 13 et 14 sont reliés à la fonction correspondante des entrées digitales. Il est seulement possible de changer le process en cours si les process ont été reliés au par. paramétre 0-12 Ce réglage lié à.

Conguration Bit 13 Bit 14

1 0 0 2 1 0 3 0 1 4 1 1

Tableau 3.48 Sélection de process

Bit 15, Pas de fonction/inverse

Bit 15 = 0 implique une absence d'inversion. Bit 15 = 1 implique une inversion.

AVIS!

Dans le réglage d'usine, l'inversion est réglée sur Entrée dig. au par. paramétre 8-54 Sélect.Invers..

Intégration du système

Manuel de conguration

AVIS!

Le bit 15 n'implique une inversion qu'à condition d'avoir sélectionné Communication série, Logique ou Logique et.

3.8.12.5 Mot d'état selon le Prol PROFIdrive (STW)

Le mot d'état sert à communiquer l'état d'un esclave à un maître (par exemple un PC).

Bit Bit = 0 Bit = 1

00 Commande non prête Commande prête 01 Var. pas prêt Variateur prêt 02 Roue libre Activé (démarrage possible) 03 Pas d'erreur Alarme 04 OFF 2 ON 2 05 OFF 3 ON 3 06 Démarrage possible Démarrage impossible 07 Absence d'avertis-

sement 08 09 Commande locale Contrôle par bus 10 Hors limite fréquence Limite de fréquence OK 11 Inactif Fonctionne 12 Variateur OK Arrêté, démarrage

13 Tension OK Tension dépassée 14 Couple OK Couple dépassé 15 Temporisation OK Temporisation dépassée

Tableau 3.49 Bits de mot d'état

Vitesse ≠ référence

Explication des bits d'état Bit 00, Commande non prête/prête

Lorsque le bit 00 = 0, le bit 00, 01 ou 02 du mot de contrôle est sur 0 (OFF 1, OFF 2 ou OFF 3) - ou le variateur de fréquence est déconnecté (arrêt). Lorsque le bit 00 = 1, la commande du variateur de fréquence est prête, mais on ne dispose pas obligatoirement d'une alimentation vers le bloc présent (dans le cas d'une alimentation externe de 24 V du système de contrôle).

Bit 01, Variateur pas prêt/prêt

Même

signication que le bit 00 ; toutefois, on dispose ici d'une alimentation vers le bloc de puissance. Le variateur de fréquence est prêt lorsqu'il reçoit les signaux de démarrage requis.

Bit 02, Roue libre/activer

Lorsque le bit 02 = 0, le bit 00, 01 ou 02 du mot de contrôle est sur 0 (OFF 1, OFF 2 ou OFF 3 ou roue libre) ou le variateur de fréquence est déconnecté (arrêt). Lorsque le bit 02 = 1, le bit 00, 01 ou 02 du mot de contrôle est sur 1 ; le variateur de fréquence ne s'est pas arrêté.

Avertissement

Vitesse = référence

automatique

Bit 03, Pas d'erreur/alarme

Lorsque le bit 03 = 0, le variateur de fréquence n'est pas en état d'erreur. Lorsque le bit 03 = 1, le variateur de fréquence s'est arrêté et requiert un signal de réinitialisation pour pouvoir redémarrer.

Bit 04, ON 2/OFF 2

Bit 04 = 0 : le bit 01 du mot de contrôle est sur « 0 ». Bit 04 = 1 : le bit 01 du mot de contrôle est sur 1.

Bit 05, ON 3/OFF 3

Bit 05 = 0 : le bit 02 du mot de contrôle est sur « 0 ». Bit 05 = 1 : le bit 02 du mot de contrôle est sur 1.

Bit 06, Démarrage possible/impossible

Si [1] PROFIdrive a été sélectionné au par. paramétre 8-10

Prol mot contrôle, le bit 06 est sur 1 après

un acquittement de déconnexion, après activation de OFF2 et OFF3 et après enclenchement de la tension de réseau. Démarrage impossible est réinitialisé, avec le bit 00 du mot de contrôle réglé sur 0 et les bits 01, 02 et 10 réglés sur 1.

Bit 07, Absence d'avertissement/avertissement

Bit 07 = 0 signie qu'il n'y a pas d'avertissements. Bit 07 = 1 signie l'apparition d'un avertissement.

Bit 08, Vitesse ≠ référence/vitesse = référence

Bit 08 = 0 signie que la vitesse eective du moteur dévie de la référence de vitesse dénie. Cela peut être par exemple le cas si la vitesse a été modiée au démarrage/à l'arrêt par la rampe d'accélération/de décélération. Bit 08 = 1 signie que la vitesse eective du moteur correspond à la référence de vitesse dénie.

Bit 09, Exploitation locale/contrôle du bus

Bit 09 = 0 indique que le variateur de fréquence a été arrêté au moyen de la touche [Stop] du LCP ou que [Mode hand/auto] ou [Local] a été sélectionné au par. paramétre 3-13 Type référence. Bit 09 = 1 indique que le variateur de fréquence est commandé par l'interface série.

Bit 10, Hors limite fréquence/limite de fréquence OK

Lorsque le bit 10 = 0, cela indique que la fréquence de sortie se trouve en dehors des limites dénies aux par.

paramétre 4-52 Avertis. vitesse basse et paramétre 4-53 Avertis. vitesse haute.

Bit 10 = 1 indique que la fréquence de sortie se trouve dans les limites mentionnées.

Bit 11, Pas d'exploitation/exploitation

Bit 11 = 0 indique que le moteur ne tourne pas. Bit 11 = 1 indique que le variateur de fréquence dispose d'un signal de démarrage, ou que la fréquence de sortie est supérieure à 0 Hz.

Bit 12, Variateur OK/arrêté, démarrage auto

Bit 12 = 0, l'onduleur n'est soumis à aucune surcharge temporaire.

3 3

Intégration du système

Bit 12 = 1 indique que l'onduleur s'est arrêté en raison d'une surcharge. Toutefois, le variateur de fréquence ne s'est pas déconnecté (avec mise en défaut) et redémarre dès la disparition de la surcharge.

Bit 13, Tension OK/tension dépassée

Bit 13 = 0 indique que les limites de tension du variateur de fréquence ne sont pas dépassées. Bit 13 = 1 indique que la tension continue dans le circuit intermédiaire du variateur de fréquence est trop faible ou trop élevée.

Bit 14, Couple OK/couple dépassé

Bit 14 = 0 signie que le couple du moteur est inférieur à la limite sélectionnée aux par. paramétre 4-16 Mode moteur

limite couple et paramétre 4-17 Mode générateur limite couple.

Bit 14 = 1 : la limite du couple sélectionnée aux par.

paramétre 4-16 Mode moteur limite couple et paramétre 4-17 Mode générateur limite couple est dépassée.

Bit 15, Temporisation OK/temporisation dépassée

Bit 15 = 0 indique que les temporisations de la protection thermique du moteur et de la protection thermique du variateur de fréquence n'ont pas dépassé 100 %. Bit 15 = 1 indique que l'une des temporisations a dépassé 100 %.

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Danfoss FCD 302 Design guide [fr]

Specifications and Main Features

Frequently Asked Questions

User Manual