Danfoss FCD 302 Design guide [de]

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ENGINEERING TOMORROW

Projektierungshandbuch

VLT® Decentral Drive FCD 302

www.danfoss.de/vlt

Inhaltsverzeichnis Projektierungshandbuch

Inhaltsverzeichnis

1 Einführung

1.1 Lesen des Projektierungshandbuchs

1.1.1 Zusätzliche Materialien 6

1.2 Dokument- und Softwareversion

1.3 Definitionen

1.3.1 Frequenzumrichter 7

1.3.2 Eingang 7

1.3.3 Motor 7

1.3.4 Sollwerteinstellung 7

1.3.5 Verschiedenes 8

1.4 Sicherheitsmaßnahmen

1.5 CE-Kennzeichnungen

1.5.1 Konformität 11

1.5.2 Was fällt unter die Richtlinien? 12

1.6 Übereinstimmung mit EMV-Richtlinie 2004/108/EG

1.7 Zulassungen

1.8 Entsorgung

2 Produktübersicht

2.1 Galvanische Trennung (PELV)

2.1.1 PELV (Schutzkleinspannung) – Protective Extra Low Voltage 13

2.1.2 Erdableitstrom 14

2.2 Steuerung/Regelung

2.2.1 Steuerverfahren 15

2.2.2 Interner Stromgrenzenregler in Betriebsart VVC

2.3 Regelungsstrukturen

2.3.1 Regelungsstruktur bei VVC+ Advanced Vector Control 16

2.3.2 Regelungsstruktur bei Fluxvektor ohne Geber 17

2.3.3 Regelungsstruktur bei Fluxvektor mit Geber 17

2.3.4 Hand-Steuerung [Hand On] und Fern-Betrieb [Auto On] 18

2.3.5 Programmierung von Drehmomentgrenze und Stopp 19

2.4 PID-Regelung

2.4.1 PID-Drehzahlregler 20

2.4.2 Für die Drehzahlregelung relevante Parameter 21

2.4.3 Optimieren des PID-Drehzahlreglers 23

2.4.4 PID-Prozessregler 24

2.4.5 Relevante Parameter für die Prozessregelung 25

2.4.6 Beispiel für PID-Prozessregler 26

2.4.7 Programmierreihenfolge 27

Inhaltsverzeichnis

VLT® Decentral Drive FCD 302

2.4.8 Optimierung des Prozessreglers 29

2.4.9 Ziegler-Nichols-Verfahren 29

2.5 Steuerleitungen und -klemmen

2.5.1 Führung von Steuerleitungen 30

2.5.2 DIP-Schalter 30

2.5.3 Einfaches Verdrahtungsbeispiel 30

2.5.4 Elektrische Installation, Steuerleitungen 31

2.5.5 Relaisausgang 32

2.6 Sollwertverarbeitung

2.6.1 Sollwertgrenzen 34

2.6.2 Skalierung von Festsollwerten und Bussollwerten 35

2.6.3 Skalierung von Analog- und Pulssollwerten und Istwert 35

2.6.4 Totzone um Null 36

2.7 Bremsfunktionen

2.7.1 Mechanische Bremse 40

2.7.1.1 Produktbroschüre für mechanische Bremse und Beschreibung des Stromkreises 40

2.7.1.2 Mechanische Bremssteuerung 42

2.7.1.3 Verdrahtung der mechanischen Bremse 44

2.7.1.4 Mechanische Bremse in Hub- und Vertikalförderanwendungen 44

2.7.2 Dynamische Bremse 44

2.7.2.1 Bremswiderstände 44

2.7.2.2 Auswahl des Bremswiderstands 44

2.7.2.3 Bremswiderstände 10 W 45

2.7.2.4 Bremswiderstand 40 % 46

2.7.2.5 Steuerung mit Bremsfunktion 46

2.7.2.6 Verdrahtung des Bremswiderstands 46

2.8 Safe Torque Off

2.9 EMV

2.9.1 Allgemeine Aspekte von EMV-Emissionen 46

2.9.2 Emissionsanforderungen 48

2.9.3 Störfestigkeitsanforderungen 48

2.9.4 EMV 50

2.9.4.1 EMV-gerechte Installation 50

2.9.4.2 Verwendung von EMV-gerechter Verkabelung 52

2.9.4.3 Erdung abgeschirmter Steuerleitungen 53

2.9.4.4 EMV-Schalter 54

2.9.5 Netzversorgungsstörung/-rückwirkung 54

2.9.5.1 Einfluss von Oberschwingungen in einer Energieverteilungsanlage 54

2.9.5.2 Normen und Anforderungen zur Oberschwingungsbegrenzung 55

Inhaltsverzeichnis Projektierungshandbuch

2.9.5.3 Reduzierung, Vermeidung oder Kompensation von Oberschwingungen 56

2.9.5.4 Oberschwingungsberechnung 56

2.9.6 Fehlerstromschutzschalter 56

2.9.7 EMV-Prüfergebnisse 56

3 Systemintegration

3.1 Umgebungsbedingungen

3.1.1 Luftfeuchtigkeit 57

3.1.2 Aggressive Umgebungsbedingungen 57

3.1.3 Vibrationen und Erschütterungen 57

3.1.4 Störgeräusche 57

3.2 Montagepositionen

3.2.1 Montagepositionen für hygienische Anwendungen 58

3.3 Eingang: Netzseitige Dynamik

3.3.1 Anschlüsse 59

3.3.1.1 Allgemeine Hinweise zu Kabeln 59

3.3.1.2 Netz- und Erdanschluss 59

3.3.1.3 Relaisanschluss 59

3.3.2 Sicherungen und Trennschalter 60

3.3.2.1 Sicherungen 60

3.3.2.2 Empfehlungen 60

3.3.2.3 CE-Konformität 60

3.3.2.4 UL-Konformität 60

3.4 Ausgang: Motorseitige Dynamik

3.4.1 Motoranschluss 60

3.4.2 Netztrennschalter 62

3.4.3 Zusätzliche Motorinformationen 62

3.4.3.1 Motorkabel 62

3.4.3.2 Thermischer Motorschutz 62

3.4.3.3 Parallelschaltung von Motoren 63

3.4.3.4 Motorisolation 63

3.4.3.5 Motorlagerströme 63

3.4.4 Extreme Betriebszustände 64

3.4.4.1 Thermischer Motorschutz 65

3.5 Erste Inbetriebnahme und Test

3.5.1 Hochspannungsprüfung 65

3.5.2 Erdung 65

3.5.3 Schutzerdungsverbindung 66

3.5.4 Testen der endgültigen Konfiguration 66

4 Anwendungsbeispiele

Inhaltsverzeichnis

VLT® Decentral Drive FCD 302

4.1 Übersicht

4.2 AMA

4.2.1 AMA mit angeschlossener Kl. 27 67

4.2.2 AMA ohne angeschlossene Kl. 27 67

4.3 Analoger Drehzahlsollwert

4.3.1 Spannung Analoger Drehzahlsollwert 67

4.3.2 Strom Analoger Drehzahlsollwert 68

4.3.3 Drehzahlsollwert (Verwendung eines manuellen Potenziometers) 68

4.3.4 Drehzahl auf/Drehzahl ab 68

4.4 Start/Stopp-Anwendungen

4.4.1 Start-/Stopp-Befehl mit Safe Torque Off 69

4.4.2 Puls-Start/Stopp 69

4.4.3 Start/Stopp mit Reversierung und 4 Festdrehzahlen 70

4.5 Bus- und Relaisanschluss

4.5.1 Externe Alarmquittierung 70

4.5.2 RS485-Netzwerkverbindung 71

4.5.3 Motorthermistor 71

4.5.4 Verwendung von SLC zur Einstellung eines Relais 72

4.6 Bremsanwendung

4.6.1 Mechanische Bremssteuerung 73

4.6.2 Mechanische Bremse in Hub- und Vertikalförderanwendungen 73

4.7 Drehgeber

4.7.1 Drehgeberrichtung 75

4.8 Frequenzumrichtersystem mit Rückführung

4.9 Smart Logic Control

5 Besondere Betriebsbedingungen

5.1 Manuelle Leistungsreduzierung

5.1.1 Leistungsreduzierung wegen niedrigem Luftdruck 79

5.1.2 Leistungsreduzierung beim Betrieb mit niedriger Drehzahl 79

5.1.3 Umgebungstemperatur 80

5.1.3.1 Leistungsgröße 0,37–0,75 kW 80

5.1.3.2 Leistungsgröße 1,1–1,5 kW 80

5.1.3.3 Leistungsgröße 2,2–3,0 kW 81

5.2 Automatische Leistungsreduzierung

5.2.1 Modus mit festem Sinusfilter 83

5.2.2 Übersichtstabelle 84

5.2.3 Hohe Motorbelastung 84

5.2.4 Hohe Zwischenkreisspannung 85

5.2.5 Niedrige Motordrehzahl 85

5.2.6 Hoch intern 86

Inhaltsverzeichnis Projektierungshandbuch

5.2.7 Strom 86

5.3 Leistungsreduzierung beim Betrieb mit niedriger Drehzahl

6 Typencode und Auswahlhilfe

6.1 Typencodebeschreibung

6.2 Bestellnummern

6.2.1 Bestellnummern: Zubehör 90

6.2.2 Bestellnummern: Ersatzteile 90

6.3 Optionen und Zubehör

6.3.1 Feldbus-Optionen 91

6.3.2 VLT® Encoder Input MCB 102 91

6.3.3 VLT® Resolver Input MCB 103 92

7 Technische Daten

7.1 Mechanische Abmessungen

7.2 Elektrische Daten und Kabelquerschnitte

7.2.1 Übersicht 96

7.2.2 UL/cUL-zugelassene Vorsicherungen 97

7.2.3 VLT® Decentral Drive FCD 302 Gleichspannungsniveaus 97

7.3 Allgemeine technische Daten

7.4 Wirkungsgrad

7.5 dU/dt-Bedingungen

Index

103

105

Einführung

VLT® Decentral Drive FCD 302

1 Einführung

1.1 Lesen des Projektierungshandbuchs

Das Projektierungshandbuch enthält die notwendigen Informationen für die Integration des Frequenzumrichters in einer Vielzahl von Anwendungen.

VORSICHT

Weist auf eine potenziell gefährliche Situation hin, die zu leichten oder mittelschweren Verletzungen führen kann. Die Kennzeichnung kann ebenfalls als Warnung vor unsicheren Verfahren dienen.

1.1.1 Zusätzliche Materialien

HINWEIS

Das VLT

•

thandbuch enthält Informationen zur Installation und Inbetriebnahme des Frequenzumrichters.

Das VLT® AutomationDrive FC 301/302 Program-

•

mierhandbuch beschreibt die Programmierung des Frequenzumrichters und enthält die kompletten Parameterbeschreibungen.

Das Modbus RTU Produkthandbuch enthält alle

•

notwendigen Informationen zur Steuerung, Überwachung und Programmierung des Frequenzumrichters über den integrierten ModbusFeldbus.

Das VLT® PROFIBUS Converter MCA 114 Produk-

•

thandbuch, das VLT® EtherNet/IP MCA 121 Installationshandbuch und das VLT® PROFINET MCA

120 Installationshandbuch enthalten jeweils die

notwendigen Informationen zur Steuerung, Überwachung und Programmierung des Frequenzumrichters über einen Feldbus.

Decentral Drive FCD 302 Produk-

Weist auf eine wichtige Information hin, z. B. eine Situation, die zu Geräte- oder sonstigen Sachschäden führen kann.

Dieses Handbuch verwendet folgende Konventionen:

Nummerierte Listen zeigen Vorgehensweisen.

•

Aufzählungslisten zeigen weitere Informationen

•

und Beschreibung der Abbildungen.

Kursivschrift bedeutet:

•

- Querverweise.

- Link.

- Fußnoten.

- Parametername.

- Parametergruppenname.

- Parameteroption.

Alle Abmessungen in Zeichnungen sind in mm

•

angegeben.

VLT® Encoder Option MCB 102 Installationsanwei-

•

sungen.

VLT

•

Technische Literatur und Zulassungen sind online verfügbar unter www.danfoss.de/search/?filter=type %3Adocumentation%2Csegment%3Adds.

In diesem Handbuch werden folgende Symbole verwendet:

Automation Drive FC300, Resolver Option MCB

103 Installationsanweisungen.

VLT® AutomationDrive FC300, Safe PLC Interface Option MCB 108 Installationsanweisungen.

VLT® Brake Resistor MCE 101 Projektierungshandbuch.

VLT® Frequency Converters Safe Torque Off Bedienungsanleitung.

Zulassungen.

WARNUNG

Weist auf eine potenziell gefährliche Situation hin, die zum Tod oder zu schweren Verletzungen führen kann!

Dokument- und Softwareversion

1.2

Dieses Handbuch wird regelmäßig geprüft und aktualisiert. Alle Verbesserungsvorschläge sind willkommen. Tabelle 1.1 zeigt die Dokumentversion und die entsprechende Softwareversion an.

Ausgabe Anmerkungen Software-

version

MG04H3xx Die EMV-gerechte Installation wurde

aktualisiert.

Tabelle 1.1 Dokument- und Softwareversion

7.5x

175ZA078.10

Kippgrenze

Drehzahi

Moment

Einführung Projektierungshandbuch

1.3 Definitionen

1.3.1 Frequenzumrichter

VLT,MAX

Maximaler Ausgangsstrom.

VLT,N

Vom Frequenzumrichter gelieferter Ausgangsnennstrom.

VLT,MAX

Maximale Ausgangsspannung.

1.3.2 Eingang

Steuerbefehl

Sie können den angeschlossenen Motor über das LCP und die Digitaleingänge starten und stoppen. Die Funktionen sind in zwei Gruppen unterteilt.

Funktionen in Gruppe 1 haben eine höhere Priorität als Funktionen in Gruppe 2.

Gruppe 1 Reset, Freilaufstopp, Reset und Freilaufstopp,

Schnellstopp, DC-Bremse, Stopp und [Off]-Taste.

Gruppe 2 Start, Puls-Start, Reversierung, Start Rücklauf,

Festdrehzahl JOG und Ausgangsfrequenz speichern.

slip

Motorschlupf.

M,N

Motornennleistung (Typenschilddaten in kW oder HP).

M,N

Nenndrehmoment (Motor).

Momentanspannung des Motors.

M,N

Motornennspannung (Typenschilddaten).

Losbrechmoment

1 1

Tabelle 1.2 Funktionsgruppen

1.3.3 Motor

Motor läuft

An der Antriebswelle erzeugtes Drehmoment und Drehzahl von 0 U/min zur maximalen Drehzahl am Motor.

JOG

Motorfrequenz bei aktivierter Funktion Festdrehzahl JOG (über Digitalklemmen).

Motorfrequenz.

MAX

Maximale Motorfrequenz.

MIN

Minimale Motorfrequenz.

M,N

Motornennfrequenz (Typenschilddaten).

Motorstrom (Istwert).

M,N

Motornennstrom (Typenschilddaten).

M,N

Motornenndrehzahl (Typenschilddaten).

Synchrone Motordrehzahl.

2 × Par. . 1 − 23 × 60s

ns=

Par. . 1 − 39

Abbildung 1.1 Losbrechmoment

VLT

Der Wirkungsgrad des Frequenzumrichters ist definiert als das Verhältnis zwischen Leistungsabgabe und Leistungsaufnahme.

Einschaltsperrbefehl

Ein Stoppbefehl, der zur Gruppe 1 der Steuerbefehle gehört – siehe Tabelle 1.2.

Stoppbefehl

Ein Stoppbefehl, der zur Gruppe 1 der Steuerbefehle gehört – siehe Tabelle 1.2.

1.3.4 Sollwerteinstellung

Analogsollwert

Ein Sollwertsignal an den Analogeingängen 53 oder 54 (Spannung oder Strom).

Binärsollwert

Ein an die serielle Kommunikationsschnittstelle übertragenes Signal.

Festsollwert

Ein definierter Festsollwert, einstellbar zwischen -100 % und +100 % des Sollwertbereichs. Sie können bis zu 8 Festsollwerte über die Digitaleingänge auswählen.

Einführung

VLT® Decentral Drive FCD 302

Pulssollwert

Ein an die Digitaleingänge übertragenes Pulsfrequenzsignal (Klemme 29 oder 33).

Ref

MAX

Bestimmt das Verhältnis zwischen dem Sollwerteingang bei 100 % des Gesamtskalenwerts (in der Regel 10 V, 20 mA) und dem resultierenden Sollwert. Der maximale Sollwert wird in Parameter 3-03 Maximaler Sollwert eingestellt.

Ref

MIN

Bestimmt das Verhältnis zwischen dem Sollwerteingang bei 0 % (normalerweise 0 V, 0 mA, 4 mA) und dem resultierenden Sollwert. Der minimale Sollwert wird in Parameter 3-02 Minimaler Sollwert eingestellt.

1.3.5 Verschiedenes

Analogeingänge

Die Analogeingänge können verschiedene Funktionen des Frequenzumrichters steuern. Es gibt zwei Arten von Analogeingängen: Stromeingang, 0-20 mA und 4-20 mA Spannungseingang, -10 V DC bis +10 V DC.

Analogausgang

Die Analogausgänge können ein Signal von 0-20 mA oder 4-20 mA ausgeben.

Automatische Motoranpassung, AMA

Der AMA-Algorithmus bestimmt die elektrischen Parameter für den angeschlossenen Motor im Stillstand.

Bremswiderstand

Der Bremswiderstand wird zur Aufnahme der bei generatorischer Bremsung erzeugten Energie benötigt. Während generatorischer Bremsung erhöht sich die Zwischenkreisspannung. Ein Bremschopper stellt sicher, dass die generatorische Energie an den Bremswiderstand übertragen wird.

Konstantmoment (CT)-Kennlinie

Konstantmomentkennlinie; wird für Anwendungen wie Förderbänder, Verdrängungspumpen und Krane eingesetzt.

Digitaleingänge

Die Digitaleingänge können verschiedene Funktionen des Frequenzumrichters steuern.

Digitalausgänge

Der Frequenzumrichter verfügt über zwei programmierbare Ausgänge, die ein 24-V-DC-Signal (max. 40 mA) liefern können.

DSP

Digitaler Signalprozessor.

ETR

Das elektronische Thermorelais ist eine Berechnung der thermischen Belastung auf Grundlage der aktuellen Belastung und Zeit. Damit lässt sich die Motortemperatur schätzen.

Hiperface

Hiperface® ist eine eingetragene Marke von Stegmann.

Initialisierung

Eine Initialisierung (Parameter 14-22 Betriebsart) stellt die Werkseinstellungen des Frequenzumrichters wieder her.

Arbeitszyklus für Aussetzbetrieb

Der Aussetzbetrieb bezieht sich auf eine Abfolge von Arbeitszyklen. Jeder Zyklus besteht aus einem Belastungsund einem Entlastungszeitraum. Der Betrieb kann periodisch oder nichtperiodisch sein.

LCP

Das LCP Bedienteil dient zum Steuern und Programmieren des Frequenzumrichters. Die Bedieneinheit ist abnehmbar, und Sie können sie mithilfe des optionalen Einbausatzes bis zu 3 m (10 ft) entfernt vom Frequenzumrichter anbringen (z. B. an einer Schaltschranktür).

lsb

Steht für „Least Significant Bit“; bei binärer Codierung das Bit mit der niedrigsten Wertigkeit.

msb

Steht für „Most Significant Bit“; bei binärer Codierung das Bit mit der höchsten Wertigkeit.

MCM

Steht für Mille Circular Mil; eine amerikanische Maßeinheit für den Leitungsquerschnitt. 1 MCM ≈ 0,5067 mm2.

Online/Offline-Parameter

Änderungen an Online-Parametern sind sofort nach Änderung des Datenwertes wirksam. Drücken Sie [OK], um Änderungen an Offline-Parametern zu aktivieren.

PID-Prozess

Die PID-Regelung sorgt durch eine Anpassung der Ausgangsfrequenz an die wechselnde Last für eine Aufrechterhaltung von erforderlichen Werten wie Drehzahl, Druck, Temperatur usw.

PCD

Process Control Data (Prozessregelungsdaten).

Aus- und Einschaltzyklus

Schalten Sie die Stromversorgung aus, bis das Display (LCP) dunkel ist. Schalten Sie den Strom anschließend wieder ein.

Pulseingang/Inkrementalgeber

Ein externer digitaler Impulsgeber für Istwertinformationen über die Motordrehzahl. Der Drehgeber kommt in Anwendungen zum Einsatz, bei denen eine große Genauigkeit bei der Drehzahlregelung erforderlich ist.

Fehlerstromschutzschalter

Fehlerstromschutzschalter.

Parametersatz

Sie können die Parametereinstellungen in vier Parametersätzen speichern. Sie können zwischen den vier Parametersätzen wechseln oder einen Satz bearbeiten, während ein anderer Satz gerade aktiv ist.

Einführung Projektierungshandbuch

SFAVM

Schaltmodus mit der Bezeichnung „Statorfluss-orientierte asynchrone Vektormodulation“ (Parameter 14-00 Schalt- muster).

Schlupfausgleich

Der Frequenzumrichter gleicht den belastungsabhängigen Motorschlupf aus, indem er unter Berücksichtigung des Motorersatzschaltbildes und der gemessenen Motorbelastung die Ausgangsfrequenz anpasst (nahezu konstante Motordrehzahl).

SLC

Der SLC (Smart Logic Control) ist eine Abfolge benutzerdefinierter Aktionen, die ausgeführt werden, wenn die zugehörigen benutzerdefinierten Ereignisse vom SLC als „wahr“ bewertet werden. (Siehe Kapitel 4.9.1 Smart Logic Controller).

STW (ZSW)

Zustandswort

Frequenzumrichter-Standardbus

Schließt RS485-Bus mit FC-Protokoll oder MC-Protokoll ein. Siehe Parameter 8-30 FC-Protokoll.

THD

Total Harmonic Distortion ist die gesamte Spannungsverzerrung, die aus den einzelnen Spannungsoberschwingungen berechnet wird.

Thermistor

Ein temperaturabhängiger Widerstand, installiert am Frequenzumrichter oder Motor.

Abschaltung

Ein Zustand, der in Fehlersituationen eintritt, z. B. bei einer Übertemperatur des Frequenzumrichters oder wenn der Frequenzumrichter den Motor, den Prozess oder den Mechanismus schützt. Der Frequenzumrichter verhindert einen Neustart, bis die Ursache der Störung behoben wurde. Starten Sie den Frequenzumrichter zum Beenden des Alarmzustands neu. Sie dürfen die Abschaltung nicht zu Zwecken der Personensicherheit verwenden.

Abschaltblockierung

Der Frequenzumrichter wechselt in Störungssituationen zum Selbstschutz in diesen Zustand. Der Frequenzumrichter erfordert einen Eingriff, z. B. bei einem Kurzschluss am Ausgang. Sie können eine Abschaltblockierung nur durch Unterbrechen der Netzversorgung, Beheben der Fehlerursache und erneuten Anschluss des Frequenzumrichters aufheben. Der Neustart wird verzögert, bis der Fehlerzustand über die [Reset]-Taste am LCP quittiert wird. In einigen Fällen erfolgt die Aufhebung automatisch (durch vorherige Programmierung). Sie dürfen die Abschaltblockierung nicht zu Zwecken der Personensicherheit verwenden.

VT-Kennlinie

Variable Drehmomentkennlinie; typisch bei Anwendungen mit quadratischem Lastmomentverlauf über den Drehzahlbereich, z. B. Kreiselpumpen und Lüfter.

VVC

Im Vergleich zur herkömmlichen U/f-Steuerung bietet die Spannungsvektorsteuerung (VVC+) eine verbesserte Dynamik und Stabilität, sowohl bei Änderung des Drehzahlsollwerts als auch in Bezug auf das LastDrehmoment.

60° AVM

60° Asynchrone Vektormodulation (Parameter 14-00 Schaltmuster).

Leistungsfaktor

Der Leistungsfaktor ist das Verhältnis zwischen I1 und I

Leistungs− faktor = 

3xUxI1cosϕ

3xUxI

EFF

eff

Der Leistungsfaktor einer 3-Phasen-Regelung ist definiert als:

Leistungs− faktor = 

I1xcosϕ1

EFF

 = 

dacosϕ1 = 1

EFF

Der Leistungsfaktor gibt an, wie stark ein Frequenzumrichter die Netzversorgung belastet. Je niedriger der Leistungsfaktor, desto höher der I

bei

eff

gleicher kW-Leistung.

I

EFF

= 

 + I

 + I

 + .. + I

Darüber hinaus weist ein hoher Leistungsfaktor darauf hin, dass der Oberschwingungsstrom sehr niedrig ist. Die in den Frequenzumrichtern eingebauten DC-Spulen erzeugen einen hohen Leistungsfaktor. Dadurch wird die Netzbelastung reduziert.

Zielposition

Die endgültige Zielposition, festgelegt durch Positionierungsbefehle. Der Profilgenerator verwendet diese Position zur Berechnung dieses Drehzahlprofils.

Sollposition

Der vom Profilgenerator berechnete tatsächliche Positionssollwert. Der Frequenzumrichter verwendet diese Sollposition als Sollwert für Position PI.

Istposition

Die Istposition eines Drehgebers oder ein Wert, den die Motorsteuerung bei Regelung ohne Rückführung berechnet. Der Frequenzumrichter verwendet die Istposition als Istwert für Position PI.

Positionsfehler

Der Positionsfehler ist die Differenz zwischen der Ist- und der Sollposition. Der Positionsfehler ist der Eingang für den PI-Positionsregler.

Positionseinheit

Die physische Einheit für Positionswerte.

1 1

Einführung

VLT® Decentral Drive FCD 302

1.4 Sicherheitsmaßnahmen

WARNUNG

Der Frequenzumrichter steht bei Netzanschluss unter lebensgefährlicher Spannung. Korrekte Planung der Installation des Motors, Frequenzumrichters oder Feldbusses ist notwendig. Befolgen Sie daher stets die Anweisungen in diesem Handbuch sowie die örtlichen und nationalen Vorschriften und Sicherheitsvorschriften. Unsachgemäße Installation des Motors, Frequenzumrichters oder Feldbusses kann zum Tod, zu schweren Verletzungen sowie zu Schäden am Gerät führen!

WARNUNG

HOCHSPANNUNG

Das Berühren spannungsführender Teile – auch nach der Trennung vom Netz – ist lebensgefährlich. Achten Sie außerdem bei der Planung darauf, dass andere Spannungseingänge, wie z. B. 24 V DC, Zwischenkreiskopplung (Zusammenschalten eines DCZwischenkreises) sowie der Motoranschluss beim kinetischen Speicher ausgeschaltet sind. Sie müssen Anlagen, in denen Frequenzumrichter installiert sind, gemäß den gültigen Sicherheitsvorschriften (z. B. Bestimmungen für technische Anlagen, Unfallverhütungsvorschriften usw.) mit zusätzlichen Überwachungs- und Schutzeinrichtungen versehen. Sie dürfen allerdings Änderungen an den Frequenzumrichtern über die Betriebssoftware vornehmen. Das Nichtbeachten der Planungsempfehlungen kann bei Betrieb der Geräte zum Tod oder zu schweren Verletzungen führen!

HINWEIS

Gefährliche Situationen sind vom Maschinenbauer/ Integrator zu identifizieren, der dann dafür verantwortlich ist, notwendige Schutzmaßnahmen zu berücksichtigen. Zusätzliche Überwachungs- und Schutzvorrichtungen können vorgesehen werden. Dabei sind immer geltende Sicherheitsvorschriften zu beachten, z. B. Bestimmungen für technische Anlagen, Unfallverhütungsvorschriften usw.

HINWEIS

Vertikalförder- und Hubanwendungen: Die Steuerung der externen Bremsen muss immer redundant ausgelegt werden. Die Funktionen des Frequenzumrichters sind keinesfalls als primäre Sicherheitsschaltung zu betrachten. Erfüllen Sie alle einschlägigen Normen, z. B. Hebezeuge: IEC 60204-32 Aufzüge: EN 81

Protection Mode

Wenn ein Hardwaregrenzwert des Motorstroms oder der Zwischenkreisspannung überschritten wird, wechselt der Frequenzumrichter in den Protection Mode. „Protection mode“ bedeutet eine Änderung der PWM-Modulationsstrategie und eine niedrige Taktfrequenz, um Verluste auf ein Minimum zu reduzieren. Dies wird nach dem letzten Fehler 10 s fortgesetzt und erhöht die Zuverlässigkeit und die Robustheit des Frequenzumrichters, während die vollständige Regelung des Motors wiederhergestellt wird. In Hub- und Vertikalförderanwendungen kann der Protection Mode nicht eingesetzt werden, da der Frequenzumrichter diese Betriebsart in der Regel nicht wieder verlassen kann und daher die Zeit bis zur Aktivierung der Bremse verlängert. Dies ist nicht empfehlenswert. Der „Protection Mode“ wird durch Einstellen von Parameter 14-26 WR-Fehler Abschaltverzögerung auf 0 deaktiviert. Dies bedeutet, dass der Frequenzumrichter sofort abschaltet, wenn einer der Hardwaregrenzwerte überschritten wird.

HINWEIS

Deaktivieren Sie den Protection Mode in Hubanwendungen (Parameter 14-26 WR-Fehler Abschaltverzögerung=0).

WARNUNG

ENTLADEZEIT

Der Frequenzumrichter enthält Zwischenkreiskondensatoren, die auch bei abgeschaltetem Frequenzumrichter geladen sein können. Auch wenn die Warn-LED nicht leuchten, kann Hochspannung anliegen. Das Nichteinhalten der angegebenen Wartezeit nach dem Trennen der Stromversorgung vor Wartungs- oder Reparaturarbeiten kann zum Tod oder zu schweren Verletzungen führen!

Stoppen Sie den Motor.

•

Trennen Sie die Netzversorgung und alle

•

externen Zwischenkreisversorgungen, einschließlich externer Batterie-, USV- und Zwischenkreisverbindungen mit anderen Frequenzumrichtern.

Trennen oder verriegeln Sie den PM-Motor.

•

Warten Sie, damit die Kondensatoren

•

vollständig entladen können. Die notwendige Wartezeit finden Sie in Tabelle 1.3 sowie auf dem Typenschild auf der Oberseite des Frequenzumrichters.

Verwenden Sie vor der Durchführung von

•

Wartungs- oder Reparaturarbeiten ein geeignetes Spannungsmessgerät, um sicherzustellen, dass die Kondensatoren vollständig entladen sind.

Einführung Projektierungshandbuch

Spannung [V] Mindestwartezeit (Minuten)

4 7 15

200–240 0,25–3,7 kW – 5,5–37 kW 380–500 0,25–7,5 kW – 11–75 kW 525–600 0,75–7,5 kW – 11–75 kW 525–690 – 1,5–7,5 kW 11–75 kW

Tabelle 1.3 Entladezeit

1.5 CE-Kennzeichnungen

Die CE-Kennzeichnung ist eine gute Sache, wenn sie ihrem eigentlichen Zweck entsprechend eingesetzt wird: der Vereinfachung des Handelsverkehrs innerhalb von EU und EFTA.

Allerdings kann die CE-Kennzeichnung viele verschiedene Spezifikationen abdecken. Sie müssen also prüfen, was durch ein bestimmtes CE-Zeichen tatsächlich gedeckt ist.

Die technischen Daten können sich stark unterscheiden. Aus diesem Grund kann ein CE-Zeichen einem Installateur auch durchaus ein falsches Sicherheitsgefühl vermitteln, wenn ein Frequenzumrichter als Bauteil eines Systems oder Gerätes eingesetzt wird.

Danfoss versieht die Frequenzumrichter mit einem CEZeichen gemäß der Niederspannungsrichtlinie. Das bedeutet, dass bei korrekter Installation des Frequenzumrichters dessen Übereinstimmung mit der Niederspannungsrichtlinie garantiert ist. Danfoss nimmt die CE-Kennzeichnung gemäß der Richtlinie vor und liefert auf Wunsch eine Konformitätserklärung.

Das CE-Zeichen gilt auch für die EMV-Richtlinie, unter der Voraussetzung, dass die Hinweise in diesem Handbuch zur EMV-gerechten Installation und Filterung beachtet werden. Auf dieser Grundlage wird eine Konformitätserklärung gemäß EMV-Richtlinie ausgestellt.

Das Projektierungshandbuch bietet detaillierte Anweisungen für eine EMV-gerechte Installation.

1.5.1 Konformität

Die Maschinenrichtlinie (2006/42/EG)

Frequenzumrichter fallen nicht unter die Maschinenrichtlinie. Wird ein Frequenzumrichter jedoch für den Einsatz in einer Maschine geliefert, so stellt Danfoss Informationen zu Sicherheitsaspekten des Motors zur Verfügung.

Was ist unter CE-Konformität und dem CE-Zeichen zu verstehen?

Sinn und Zweck der CE-Kennzeichnung ist ein Abbau technischer Handelsbarrieren innerhalb der EFTA und der EU. Die EU hat das CE-Zeichen als einfache Kennzeichnung für die Übereinstimmung eines Produkts mit den entsprechenden EU-Richtlinien eingeführt. Über die technischen Daten oder die Qualität eines Produkts sagt die CE-Kennzeichnung nichts aus. Frequenzumrichter fallen unter 2 EU-Richtlinien:

Die Niederspannungsrichtlinie (2014/35/EU)

Frequenzumrichter müssen seit dem 1. Januar 2014 die CEKennzeichnung in Übereinstimmung mit der Niederspannungsrichtlinie erfüllen. Die Niederspannungsrichtlinie gilt für alle elektrischen Geräte im Spannungsbereich von 50–1000 V AC und 75–1500 V DC.

Der Zweck der Richtlinie ist die Gewährleistung der Personensicherheit und die Vermeidung von Beschädigungen der Anlage und Geräte, wenn Anwender die elektrischen Betriebsmittel bei ordnungsgemäßer Installation, Wartung und bestimmungsgemäßer Verwendung bedienen.

Die EMV-Richtlinie (2014/30/EU)

Der Zweck der EMV-Richtlinie (elektromagnetische Verträglichkeit) ist die Reduzierung elektromagnetischer Störungen und die Verbesserung der Störfestigkeit der elektrischen Geräte und Installationen. Die grundlegende Schutzanforderung der EMV-Richtlinie gibt vor, dass Betriebsmittel, die elektromagnetische Störungen (EMV) verursachen oder deren Betrieb durch diese Störungen beeinträchtigt werden kann, so ausgelegt sein müssen, dass ihre erreichten elektromagnetischen Störungen begrenzt sind. Die Geräte müssen bei ordnungsgemäßer Installation und Wartung sowie bestimmungsgemäßer Verwendung einen geeigneten Grad der Störfestigkeit gegenüber EMV aufweisen.

Elektrische Geräte, die alleine oder als Teil einer Anlage verwendet werden, müssen eine CE-Kennzeichnung tragen. Anlagen müssen nicht über eine CE-Kennzeichnung verfügen, jedoch den grundlegenden Schutzanforderungen der EMV-Richtlinie entsprechen.

Meistens werden Frequenzumrichter von Fachleuten als komplexes Bauteil eingesetzt, das Teil eines größeren Geräts oder Systems oder einer größeren Anlage ist.

1 1

Einführung

VLT® Decentral Drive FCD 302

1.5.2 Was fällt unter die Richtlinien?

Übereinstimmung mit EMV-Richtlinie

1.6 2004/108/EG

Die EMV-Richtlinie 2014/30/EU der EU beschreibt 3 typische Situationen für die Verwendung eines Frequenzumrichters. Siehe unten zu EMV-Konformität und CE-Kennzeichnung.

Der Frequenzumrichter wird direkt im freien

•

Handel an den Endkunden verkauft. Der Frequenzumrichter wird beispielsweise an einen Heimwerkerbaumarkt verkauft. Der Endanwender ist nicht sachkundig. Er installiert den Frequenzumrichter selbst, z. B. für ein Heimwerker- oder Haushaltsgerät o. Ä. Für derartige Anwendungen bedarf der Frequenzumrichter der CEKennzeichnung gemäß der EMV-Richtlinie.

Der Frequenzumrichter wird für die Installation in

•

einer Anlage verkauft. Die Anlage wird von Fachkräften installiert. Es kann sich dabei z. B. um eine Produktionsanlage oder um eine von Fachleuchten konstruierte und installierte Heizungs- oder Lüftungsanlage handeln. Der Frequenzumrichter und die fertige Anlage bedürfen keiner CE-Kennzeichnung nach der EMV-Richtlinie. Die Anlage muss jedoch den grundlegenden Anforderungen der EMV-Richtlinie entsprechen. Dies kann der Anlagenbauer durch den Einsatz von Bauteilen, Geräten und Systemen sicherstellen, die eine CE-Kennzeichnung gemäß der EMV-Richtlinie besitzen.

Der Frequenzumrichter wird als Teil eines

•

Komplettsystems verkauft. Das System wird als Kompletteinheit angeboten, z. B. eine Klimaanlage. Das gesamte System muss gemäß der EMV-Richtlinie die CE-Kennzeichnung tragen. Dies kann der Hersteller entweder durch den Einsatz CE-gekennzeichneter Bauteile gemäß EMV-Richtlinie oder durch Überprüfung der EMVEigenschaften des Systems gewährleisten. Entscheidet sich der Hersteller dafür, nur CEgekennzeichnete Bauteile einzusetzen, so braucht das Gesamtsystem nicht getestet zu werden.

Meistens setzen Fachleuchte Frequenzumrichter als komplexes Bauteil ein, das Teil eines größeren Geräts, Systems bzw. einer Anlage ist.

HINWEIS

Der Installierende trägt die Verantwortung für die endgültigen EMV-Eigenschaften des Geräts, Systems oder der Installation.

Als Hilfe für den Installateur hat Danfoss EMV-Installationsrichtlinien für das Antriebssystem erstellt. Zum Einhalten der für Antriebssysteme angegebenen Normen und Prüfniveaus müssen die Hinweise zur EMV-gerechten Installation befolgt werden. Siehe Kapitel 2.9.4 EMV.

1.7 Zulassungen

Tabelle 1.4 FCD 302 Zulassungen

Der Frequenzumrichter erfüllt die Anforderungen der UL508C bezüglich der thermischen Sicherung. Weitere Informationen finden Sie unter Kapitel 3.4.3.2 Thermischer Motorschutz.

Entsorgung

1.8

Elektrische Geräte und Komponenten dürfen nicht zusammen mit normalem Hausabfall entsorgt werden. Diese müssen separat mit Elektro- und Elektronik-Altgeräten gemäß den lokalen Bestimmungen und den aktuell gültigen Gesetzen gesammelt werden.

Tabelle 1.5 Entsorgungshinweise

130BC963.10

130BC964.10

130BC968.11

1325 4

Produktübersicht Projektierungshandbuch

2 Produktübersicht

Abbildung 2.1 Kleines Gerät

Die galvanische (sichere) Trennung wird erreicht, indem die

2 2

Anforderungen für höhere Isolierung erfüllt und die entsprechenden Kriech-/Luftstrecken beachtet werden. Diese Anforderungen sind in der Norm EN 61800-5-1 beschrieben.

Die Bauteile, die die elektrische Trennung wie in Abbildung 2.3 beschrieben bilden, erfüllen ebenfalls die Anforderungen für höhere Isolierung und der entsprechenden Tests gemäß Beschreibung in EN 61800-5-1. Die galvanische PELV-Trennung ist an 6 Punkten vorhanden (siehe Abbildung 2.3).

Um den PELV-Schutzgrad beizubehalten, müssen alle steuerklemmenseitig angeschlossenen Geräte den PELVAnforderungen entsprechen, d. h. Thermistoren müssen beispielsweise verstärkt/zweifach isoliert sein.

Abbildung 2.2 Großes Gerät

1 Schaltnetzteil (SMPS) einschließlich Isolation des Signals

UDC, das die Gleichstrom-Zwischenkreisspannung anzeigt.

2.1 Galvanische Trennung (PELV)

2.1.1 PELV (Schutzkleinspannung) –

2 IGBT-Ansteuerkarte zur Ansteuerung der IGBTs (Triggert-

ransformatoren/Optokoppler).

3 Stromwandler.

Protective Extra Low Voltage

4 Bremselektronik (Optokoppler).

PELV bietet Schutz durch Kleinspannung. Ein Schutz gegen elektrischen Schlag gilt als gewährleistet, wenn die Stromversorgung vom Typ PELV (Schutzkleinspannung – Protective Extra Low Voltage) ist und die Installation gemäß den örtlichen bzw. nationalen Vorschriften für PELVVersorgungen ausgeführt wurde.

Alle Steuerklemmen und die Relaisklemmen 01-03/04-06 entsprechen PELV (Protective Extra Low Voltage) – gilt nicht bei geerdetem Dreieck-Netz größer 400 V.

5 Einschaltstrombegrenzung, Funkfrequenzstörung und

Temperaturmesskreise. 6 Ausgangsrelais. 7 Mechanische Bremse. 8 Eine funktionale galvanische Trennung für die optionale

externe 24-V-Versorgung und für die RS485-Standardbus-

schnittstelle. 9 Eine funktionale galvanische Trennung für die optionale

externe 24-V-Versorgung und für die RS485-Standardbus-

schnittstelle.

Abbildung 2.3 Galvanische Trennung

130BB957.11

Leakage current [mA]

100 Hz

2 kHz

100 kHz

Produktübersicht

VLT® Decentral Drive FCD 302

HINWEIS

Installation in großer Höhenlage:

380–500 V: Bei Höhen über 2000 m wenden Sie sich bezüglich der PELV (Schutzkleinspannung – Protective extra low voltage) an Danfoss.

2.1.2 Erdableitstrom

Befolgen Sie im Hinblick auf die Schutzerdung von Geräten mit einem Ableitstrom gegen Erde von mehr als 3,5 mA alle nationalen und lokalen Vorschriften. Die Frequenzumrichtertechnik nutzt hohe Schaltfrequenzen bei gleichzeitig hoher Leistung. Dies erzeugt einen Ableitstrom in der Erdverbindung. Ein Fehlerstrom im Frequenzumrichter an den Ausgangsleistungsklemmen kann eine Gleichstromkomponente enthalten, die die Filterkondensatoren laden und einen transienten Erdstrom verursachen kann.

Der Ableitstrom hängt ebenfalls von der Netzverzerrung ab.

Abbildung 2.4 Einfluss der Trennfrequenz des Fehlerstromschutzschalters

HINWEIS

Wenn Sie einen Filter verwenden, schalten Sie beim Laden des Filters Parameter 14-50 EMV-Filter aus, um einen hohen Ableitstrom und ein Auslösen des Fehlerstromschutzschalters zu verhindern.

Siehe auch Anwendungshinweis zum Fehlerstromschutzschalter.

Steuerung/Regelung

2.2

EN 61800-5-1 (Produktnorm für Elektrische Leistungsantriebssysteme mit einstellbarer Drehzahl) stellt besondere Anforderungen, wenn der Erdableitstrom 3,5 mA übersteigt. Verstärken Sie die Erdung auf eine der folgenden Arten:

Weitere Informationen finden Sie in EN/IEC 61800-5-1 und EN 50178.

Wenn Fehlerstromschutzschalter (RCDs), auch als Erdschlusstrennschalter (CLCBs) bezeichnet, zum Einsatz kommen, sind die folgenden Anforderungen einzuhalten:

Erdungskabel (Klemme 95) mit einem Querschnitt

•

von mindestens 10 mm2 (7 AWG). Hierfür ist ein PE-Adapter erforderlich (optional erhältlich).

Zwei getrennt verlegte Erdungskabel, die die

•

vorgeschriebenen Maße einhalten.

Fehlerstromschutzschalter

Verwenden Sie netzseitig allstromsensitive Fehler-

•

stromschutzschalter (Typ B).

Verwenden Sie Fehlerstromschutzschalter mit

•

Einschaltverzögerung, um Fehler durch transiente Erdströme zu vermeiden.

Bemessen Sie Fehlerstromschutzschalter in Bezug

•

auf Systemkonfiguration und Umgebungsbedingungen.

Ein Frequenzumrichter richtet die Netzwechselspannung in Gleichspannung gleich. Diese Gleichspannung wird dann in eine Wechselspannung mit variabler Amplitude und Frequenz umgewandelt.

Spannung/Strom und Frequenz am Motorausgang sind somit variabel, was eine stufenlose Drehzahlregelung von herkömmlichen Dreiphasen-Wechselstrommotoren und Permanentmagnet-Synchronmotoren ermöglicht.

Der VLT® Decentral Drive FCD 302 Frequenzumrichter ist für Anlagen mit mehreren kleineren Antrieben ausgelegt, insbesondere Horizontalförderanwendungen, wie z. B. in der Nahrungsmittel- und Getränkeindustrie und in der Fördertechnik. In Anlagen, in denen mehrere Motoren in einer Fabrik verteilt sind, wie in Abfüllanlagen, Nahrungsmittelzubereitungs- und Verpackungsanlagen sowie Gepäckfertigungsanlagen in Flughäfen, kann es Dutzende, vielleicht sogar Hunderte von Frequenzumrichtern geben, die verteilt über eine große Fläche zusammen arbeiten. In diesen Fällen überwiegen die Verkabelungskosten allein schon die Kosten der einzelnen Frequenzumrichter und es ist sinnvoll, die Steuerung und Regelung näher an die Motoren zu bringen.

Sie können den Frequenzumrichter für die Regelung der Drehzahl oder des Drehmoments an der Motorwelle konfigurieren.

R+ 82

R81

Brake Resistor

U 96

V 97

W 98

InrushR inr

P 14-50

L1 91

L2 92

L3 93

130BC965.10

Produktübersicht Projektierungshandbuch

Drehzahlregelung

Es gibt zwei Arten der Drehzahlregelung:

Drehzahlregelung ohne Istwertrückführung vom

•

Motor (ohne Geber).

Drehzahlregelung mit Istwertrückführung mit PID-

•

Regelcharakteristik. Eine korrekt optimierte Drehzahlregelung mit Istwertrückführung arbeitet wesentlich genauer als eine ohne Istwertrückführung.

Drehmomentregelung

Die Drehmomentregelung kommt in Anwendungen zum Einsatz, in denen das Drehmoment an der Motorwelle in der Anwendung zur Zugkraftregelung dient.

Die Regelung mit Rückführung bei Fluxvektor-

•

betrieb mit Geber ermöglicht eine Motorsteuerung anhand der Istwertsignale vom System. Sie bietet überragendes Drehmomentregelverhalten in allen vier Quadranten und bei allen Motordrehzahlen.

Drehzahl-/Drehmomentsollwert

Der Sollwert für dieses Regelverhalten kann entweder ein einzelner Sollwert oder die Summe verschiedener Sollwerte einschließlich relativ skalierter Sollwerte sein. Die Sollwertverarbeitung wird ausführlich in Kapitel 2.6 Sollwertverarbeitung erklärt.

VVC+-Betrieb ohne Rückführung. Die Funktion

•

wird in mechanisch robusten Anwendungen verwendet, dabei ist jedoch die Genauigkeit begrenzt. Die Drehmomentfunktion ohne Rückführung funktioniert grundsätzlich nur in einer Drehzahlrichtung. Das Drehmoment wird anhand der internen Strommessung des Frequenzumrichters berechnet. Siehe Anwendungsbeispiel

Kapitel 2.3.1 Regelungsstruktur bei VVC+ Advanced Vector Control.

2.2.1 Steuerverfahren

Der Frequenzumrichter verfügt über verschiedene Arten von Motorsteuerprinzipen, wie U/f-Sondermotor-Modus, VVC+ oder Flux-Vektor-Motorregelung. Der Frequenzumrichter ist auch in der Lage, Permanentmagnet-Synchronmotoren (bürstenlose Servomotoren) sowie normale Käfigläufer-Asynchronmotoren zu steuern. Der Kurzschlussschutz beim Frequenzumrichter wird von Stromwandlern in allen 3 Motorphasen und einem Entsättigungsschutz mit Rückführung von der Bremse sicher realisiert.

2 2

Abbildung 2.5 Steuerverfahren

2.2.2

Interner Stromgrenzenregler in Betriebsart VVC

Der Frequenzumrichter hat einen integrierten Stromgrenzenregler, der aktiviert wird, wenn der Motorstrom und somit das Drehmoment die in Parameter 4-16 Momentengrenze motorisch, Parameter 4-17 Momentengrenze generatorisch und Parameter 4-18 Stromgrenze eingestellten Drehmomentgrenzen überschreitet. Bei Erreichen der generatorischen oder motorischen Stromgrenze versucht der Frequenzumrichter schnellstmöglich, die eingestellten Drehmomentgrenzen wieder zu unterschreiten, ohne die Kontrolle über den Motor zu verlieren.

Produktübersicht

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2.3 Regelungsstrukturen

2.3.1

Regelungsstruktur bei VVC+ Advanced Vector Control

Abbildung 2.6 Regelungsstruktur in VVC+-Konfigurationen mit und ohne Rückführung

In der in Abbildung 2.6 gezeigten Konfiguration ist Parameter 1-01 Steuerprinzip auf [1] VVC+ eingestellt und Parameter 1-00 Regelverfahren auf [0] Ohne Rückführung. Der resultierende Sollwert aus dem Sollwertsystem wird in der

Rampenbegrenzung und Drehzahlbegrenzung empfangen und durch sie geführt, bevor er an die Motorregelung übergeben wird. Der Ausgang der Motorregelung ist dann zusätzlich durch die maximale Frequenzgrenze beschränkt.

Wenn Parameter 1-00 Regelverfahren auf [1] Mit Drehgeber eingestellt ist, wird der resultierende Sollwert von der Rampenbegrenzung an einen PID-Drehzahlregler übergeben. Die Parameter für den PID-Drehzahlregler befinden sich in Parametergruppe 7-0* PID Drehzahlregler. Der resultierende Sollwert vom PID-Drehzahlregler wird beschränkt durch die Frequenzgrenze an die Motorsteuerung geschickt.

Wählen Sie [3] PID-Prozess in Parameter 1-00 Regelverfahren, um den PID-Prozessregler zur Regelung mit Rückführung (z. B. bei einer Druck- oder Durchflussregelung) zu verwenden. Die Parameter für Prozess-PID-Regelung befinden sich in Parame- tergruppe 7-2* PID-Prozess Istw. und Parametergruppe 7-3* PID Prozessregler.

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2.3.2 Regelungsstruktur bei Fluxvektor ohne Geber

Regelungsstruktur bei Konfigurationen mit Fluxvektor mit und ohne Geber.

Abbildung 2.7 Regelungsstruktur bei Fluxvektor ohne Geber

In der gezeigten Konfiguration ist Parameter 1-01 Steuerprinzip auf [2] Fluxvektor ohne Geber eingestellt und Parameter 1-00 Regelverfahren auf [0] Ohne Rückführung. Der resultierende Sollwert aus dem Sollwertsystem wird

entsprechend der angegebenen Parametereinstellungen durch die Rampen- und Drehzahlbegrenzungen geführt.

2 2

Ein errechneter Drehzahlistwert wird zur Steuerung der Ausgangsfrequenz am PID-Drehzahlregler erzeugt. Der Drehzahl-PID-Regler muss mit seinen Parametern P, I und D (Parametergruppe 7-0* PID Drehzahlregler) eingestellt werden.

Wählen Sie [3] PID-Prozess in Parameter 1-00 Regelverfahren, um den PID-Prozessregler zur Regelung mit Rückführung bei einer Druck- oder Durchflussregelung zu verwenden. Die Parameter für Prozess-PID-Regelung befinden sich in Parameter- gruppe 7-2* PID-Prozess Istw. und Parametergruppe 7-3* PID Prozessregler.

2.3.3 Regelungsstruktur bei Fluxvektor mit Geber

Abbildung 2.8 Regelungsstruktur bei Fluxvektor mit Geber

e30bp046.12

Hand

Oﬀ

Auto

Reset

Fernsollwert

OrtSollwert

Auto-Betrieb

Hand-Betrieb

Umschalt. Hand/Auto

Ort

Fern

Sollwert

130BA245.11

Hand onHand o- und Auto on-LCP-Taste

P 3-13 Sollwertvorgabe

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In der gezeigten Konfiguration ist Parameter 1-01 Steuerprinzip auf [3] Fluxvektor mit Geber und Parameter 1-00 Regelverfahren auf [1] Mit Drehgeber

eingestellt.

Nach Drücken der [Auto On]-Taste schaltet der Frequenzumrichter in den Auto-On-Betrieb und verwendet standardmäßig den Fernsollwert. In diesem Modus lässt sich der Frequenzumrichter über die Digitaleingänge bzw. verschiedene serielle Schnittstellen (RS485, USB oder einen

In dieser Konfiguration wird der Motorregelung ein Istwertsignal von einem direkt am Motor montierten Drehgeber zugeführt (eingestellt in Parameter 1-02 Drehgeber Anschluss).

optionalen Feldbus) steuern. Mehr Informationen zum Starten, Stoppen, Ändern von Rampen und Parametersätzen finden Sie in Parametergruppe 5-1* Digitaleingänge oder Parametergruppe 8-5* Betr. Bus/Klemme.

Wählen Sie [1] Mit Drehgeber in Parameter 1-00 Regelver- fahren, um den resultierenden Sollwert als Eingang für den PID-Drehzahlregler zu benutzen. Die Parameter für den PID-Drehzahlregler befinden sich in Parametergruppe 7-0* PID Drehzahlregler.

Abbildung 2.9 LCP-Tasten

Wählen Sie [2] Drehmomentregler in Parameter 1-00 Regelverfahren, um den resultierenden

Sollwert direkt als Drehmomentsollwert zu benutzen. Sie können die Drehmomentregelung nur in der Konfiguration [3] Fluxvektor mit Geber (Parameter 1-01 Steuerprinzip) auswählen. Wenn dieser Modus gewählt wurde, erhält der Sollwert die Einheit Nm. Er benötigt keinen Drehmomentistwert, da das Drehmoment anhand der Strommessung des Frequenzumrichters berechnet wird.

Aktiver Sollwert und Regelverfahren

Der aktive Sollwert kann der Ortsollwert oder Fernsollwert sein.

In Parameter 3-13 Sollwertvorgabe können Sie den Ortsollwert durch Auswahl von [2] Ort permanent auswählen. Wählen Sie [1] Fern für die dauerhafte Einstellung des Fernsollwerts. Durch Auswahl von [0] Umschalt. Hand/Auto

Wählen Sie [3] PID-Prozess in Parameter 1-00 Regelverfahren, um die PID-Prozessregelung zur Regelung mit Rückführung

(Werkseinstellung) hängt die Sollwertvorgabe von der aktiven Betriebsart (Hand oder Auto) ab.

z. B. der Drehzahl oder einer Prozessvariablen in der gesteuerten Anwendung zu benutzen.

2.3.4 Hand-Steuerung [Hand On] und FernBetrieb [Auto On]

Sie können den Frequenzumrichter manuell über das LCP () oder aus der Ferne über Analog- und Digitaleingänge und Feldbus bedienen. Falls in Parameter 0-40 [Hand On]-LCP

Taste, Parameter 0-41 [Off]-LCP Taste, Parameter 0-42 [Auto On]-LCP Taste und Parameter 0-43 [Reset]-LCP Taste Aktiviert

eingestellt ist, kann der Frequenzumrichter über das LCP mit den Tasten [Hand on] und [Off ] gesteuert werden. Sie können Alarme über die [Reset]-Taste quittieren. Nach Drücken der [Hand On]-Taste schaltet der Frequenzumrichter in den Hand-Betrieb und verwendet standardmäßig den Ortsollwert, den Sie mithilfe der Navigationstasten am LCP einstellen können.

Abbildung 2.10 Ortsollwertverarbeitung

Drehmoment

Drehzahl ohne/ mlt Ruckfuhrung

Skalieren ouf UPM oder Hz

PID-Prozess mlt Ruckf.

OrtSollw.

OrtSollwert

P 1-00 Regelverfahren

P 1-05

Hand/Ort-Betrieb Konguration

130BA246.10

Skalieren ouf Nm

Skalieren ouf Prozesseinheit

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2.3.5 Programmierung von Drehmomentgrenze und Stopp

Abbildung 2.11 Fernsollwertverarbeitung

LCP-Tasten Parameter 3-13 Sollwert-

vorgabe

Hand Umschalt. Hand/Auto Hand-Betrieb Hand⇒Off (Aus) Auto Umschalt. Hand/Auto Fern Auto⇒Off (Aus) Alle Tasten Hand-Betrieb Hand-Betrieb Alle Tasten Fern Fern

Tabelle 2.1 Bedingungen für Ort-/Fernsollwertverarbeitung

Umschalt. Hand/Auto Hand-Betrieb

Umschalt. Hand/Auto Fern

Aktiver Sollwert

Parameter 1-00 Regelverfahren definiert, welches Regelverfahren (d. h., Drehzahl, Drehmoment oder Prozessregelung) bei Fern-Betrieb angewendet werden soll. Parameter 1-05 Hand/Ort-Betrieb Konfiguration definiert, welches Regelverfahren bei Hand (Ort)-Betrieb angewendet werden soll. Einer von beiden ist immer aktiv, es können jedoch nicht beide gleichzeitig aktiv sein.

Bei Anwendungen mit elektromechanischer Bremse, z. B. Hubanwendungen, besteht die Möglichkeit, beim Überschreiten der Drehmomentgrenzen z. B. während einer Stopp-Rampe, den Frequenzumrichter zu stoppen und die elektromechanische Bremse gleichzeitig zu aktivieren. Das Beispiel unten zeigt, wie Sie die Klemmen des Frequenzumrichters für diese Funktion programmieren müssen. Sie können die externe Bremse an Relais 1 oder 2 anschließen. Programmieren Sie Parameter 5-01 Klemme 27

Funktion auf [2] Motorfreilauf invers oder [3] Motorfreilauf/ Reset inverse, und programmieren Sie Parameter 5-02 Klemme 29 Funktion auf [1] Ausgang und [27] Mom.grenze u. Stopp.

Beschreibung

Ist ein Stoppbefehl über Klemme 18 aktiv, ohne dass sich der Frequenzumrichter in der Drehmomentgrenze befindet, so fährt der Frequenzumrichter den Motor über die Rampenfunktion auf 0 Hz herunter. Befindet sich der Frequenzumrichter an der Drehmomentgrenze und es wird ein Stoppbefehl aktiviert, so wird

Parameter 5-31 Klemme 29 Digitalausgang (auf [27] Mom.grenze u. Stopp programmiert) aktiv. Das Signal an

Klemme 27 ändert sich von Logisch 1 zu Logisch 0, und der Motor startet den Freilauf. Der Freilauf stellt sicher, dass die Hubanwendung auch dann stoppt, wenn der Frequenzumrichter selbst das notwendige Drehmoment nicht handhaben kann, etwa durch zu große Überlast.

Start/Stopp über Klemme 18

•

Parameter 5-10 Klemme 18 Digitaleingang [8] Start

Schnellstopp über Klemme 27

•

Parameter 5-12 Klemme 27 Digitaleingang [2] Motorfreilauf (inv.)

Klemme 29 Ausgang

•

Parameter 5-02 Klemme 29 Funktion [1] Klemme 29 Funktion/Ausgang Parameter 5-31 Klemme 29 Digitalausgang [27] Mom.grenze u. Stopp

[0] Relaisausgang (Relais 1)

•

Parameter 5-40 Relaisfunktion [32] Mechanische Bremse

2 2

130BC997.10

P 5-40 [0] [32]

01 02 03

24 VDC

I max

0.1 Amp

2 3

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Pos. Beschreibung

1 Externe 24 V DC 2 Anschluss der mechanischen Bremse 3 Relais 1

Abbildung 2.12 Mechanische Bremssteuerung

2.4 PID-Regelung

2.4.1 PID-Drehzahlregler

Parameter 1-00 Regelverfahren

[0] Ohne Rückführung

[1] Mit Drehgeber – Aktiv – Aktiv [2] Drehmoment – – –

[3] PID-Prozess –

Tabelle 2.2 Steuerkonfigurationen mit aktiver Drehzahlregelung

1) „Nicht aktiv“ bedeutet, dass der Modus verfügbar ist, aber die Drehzahlregelung in diesem Modus nicht aktiv ist.

Parameter 1-01 Steuerprinzip

U/f

Nicht aktiv

VVC

Nicht aktiv

Fluxvektor oh. Geber Fluxvektor mit

Geberrückführung

Aktiv –

Nicht aktiv

Aktiv Aktiv

HINWEIS

Der PID-Drehzahlregler funktioniert mit der Standard-Parametereinstellung (Werkseinstellungen), Sie sollten ihn jedoch zur Optimierung der Motorsteuerung anpassen. Insbesondere das Potenzial der beiden Flux-Motorsteuerprinzipien hängt stark von der richtigen Einstellung ab.

96 97 9998

91 92 93 95

L1 L2L1PEL3

W PEVU

20 32 33

24 Vdc

130BA174.10

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2.4.2 Für die Drehzahlregelung relevante Parameter

Parameter Funktionsbeschreibung

Parameter 7-00 Drehgeberrückführung Legt den Eingang fest, von dem der PID-Drehzahlregler den Istwert erhalten soll. Parameter 30-83 Drehzahlregler P-Verstärkung Je höher der Wert, desto schneller die Regelung. Ein zu hoher Wert kann jedoch zu

Schwingungen führen.

Parameter 7-03 Drehzahlregler I-Zeit Eliminiert eine Abweichung von der stationären Drehzahl. Je niedriger der Wert, desto

schneller die Reaktion. Ein zu niedriger Wert kann jedoch zu Schwingungen führen.

Parameter 7-04 Drehzahlregler D-Zeit Liefert Zuwachs proportional zur Veränderungsrate des Istwerts. Die Einstellung 0

deaktiviert den Differentiator.

Parameter 7-05 Drehzahlregler D-Verstärk./ Grenze

Kommt es in einer Anwendung zu sehr schnellen Änderungen des Soll- oder Istwertes, so kann der Differentiator rasch zum Überschwingen neigen. Er reagiert auf Änderungen der Regelabweichung. Je schneller sich die Regelabweichung ändert, desto höher fällt auch die Differentiationsverstärkung aus. Sie können die Differentiationsverstärkung daher begrenzen, so dass sowohl eine angemessene Differentiationszeit bei langsamen Änderungen als auch eine angemessene Verstärkung bei schnellen Änderungen eingestellt werden kann.

Parameter 7-06 Drehzahlregler Tiefpassfilterzeit Ein Tiefpassfilter, der Schwingungen auf dem Istwertsignal dämpft und die stationäre

Leistung verbessert. Bei einer zu langen Filterzeit nimmt jedoch die dynamische Leistung des PID-Drehzahlreglers ab. Einstellungen von Parameter 7-06 Drehzahlregler Tiefpassfilterzeit aus der Praxis anhand der Anzahl von Impulsen pro Umdrehung am Drehgeber (PPR):

Drehgeber-PPR Parameter 7-06 Drehzahlregler Tiefpassfilterzeit

512 10 ms 1024 5 ms 2048 2 ms 4096 1 ms

2 2

Tabelle 2.3 Für die Drehzahlregelung relevante Parameter

Beispiel zur Programmierung der Drehzahlregelung

In diesem Fall wird der PID-Drehzahlregler verwendet, um eine konstante Motordrehzahl trotz veränderlicher Motorlast aufrecht zu erhalten. Die erforderliche Motordrehzahl wird über ein Potenziometer eingestellt, das mit Klemme 53 verbunden ist. Der Drehzahlbereich liegt zwischen 0 und 1500 U/min, was 0 bis 10 V über das Potenziometer entspricht. Start und Stopp werden durch einen mit Klemme 18 verbundenen Schalter geregelt. Der PID-Drehzahlregler überwacht die aktuelle Drehzahl des Motors mit Hilfe eines 24 V/HTL-Inkrementalgebers als Istwertgeber. Der Istwertgeber (1024 Impulse pro Umdrehung) ist mit den Klemmen 32 und 33 verbunden.

Abbildung 2.13 Beispiel - Anschlüsse für die Drehzahlregelung

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Folgendes ist in der genannten Reihenfolge zu programmieren (siehe Erläuterung der Einstellungen im VLT

AutomationDrive FC301/FC302 Programmierhandbuch).

In der nachfolgenden Liste wird davon ausgegangen, dass für alle anderen Parameter und Schalter die Werkseinstellung

verwendet wird.

Funktion Parameter Einstellung

1) Stellen Sie sicher, dass der Motor einwandfrei läuft. Gehen Sie wie folgt vor:

Stellen Sie die Motorparameter mithilfe der Typenschilddaten ein. Führen Sie eine automatische Motoranpassung durch. Parameter 1-29 Auto

2) Prüfen Sie, ob der Motor läuft und der Drehgeber ordnungsgemäß angeschlossen ist. Gehen Sie wie folgt vor:

Drücken Sie die [Hand On]-Taste am LCP. Prüfen Sie, ob der Motor läuft und in welche Richtung er sich dreht (nachfolgend „positive Richtung“ genannt). Gehen Sie zu Parameter 16-20 Rotor-Winkel. Drehen Sie den Motor langsam in die positive Richtung. Das Drehen muss so langsam erfolgen (nur wenige U/min), dass Sie feststellen können, ob der Wert in Parameter 16-20 Rotor- Winkel zu- oder abnimmt. Wenn Parameter 16-20 Rotor-Winkel abnimmt, ändern Sie die Drehgeberrichtung in Parameter 5-71 Kl. 32/33 Drehgeber Richtung.

3) Stellen Sie sicher, dass die Grenzwerte des Frequenzumrichters auf sichere Werte eingestellt sind

Stellen Sie zulässige Grenzwerte für die Sollwerte ein. Parameter 3-02 Minim

Stellen Sie sicher, dass die Rampeneinstellungen innerhalb des Leistungsbereichs des Frequenzumrichters liegen und zulässigen Spezifikationen für den Anwendungsbetrieb entsprechen. Stellen Sie zulässige Grenzwerte für die Motordrehzahl und -frequenz ein.

4) Konfigurieren Sie die Drehzahlregelung und wählen Sie das Motorsteuerprinzip.

Aktivierung der Drehzahlregelung. Parameter 1-00 Regelv

Auswahl des Motorsteuerprinzips. Parameter 1-01 Steuer

5) Konfigurieren und skalieren Sie den Sollwert für die Drehzahlregelung.

Stellen Sie Analogeingang 53 als Sollwertquelle ein. Parameter 3-15 Variab

Skalieren Sie den Analogeingang 53 von 0 U/min (0 V) bis 1500 U/min (10 V).

6) Konfigurieren Sie das Signal des 24V/HTL-Drehgebers als Istwert für die Motorsteuerung und die Drehzahlregelung.

Stellen Sie Digitaleingang 32 und 33 als Drehgebereingänge ein.

Wählen Sie Klemme 32/33 als Motor-Istwert. Parameter 1-02 Drehg

Parametergruppe 1-2* Motordaten

m. Motoranpassung

– Stellen Sie einen positiven Sollwert ein.

Parameter 16-20 Rotor

-Winkel

Parameter 5-71 Kl. 32/33 Drehgeber Richtung

aler Sollwert Parameter 3-03 Maxi maler Sollwert Parameter 3-41 Ramp enzeit Auf 1 Parameter 3-42 Ramp enzeit Ab 1 Parameter 4-11 Min. Drehzahl [UPM] Parameter 4-13 Max. Drehzahl [UPM] Parameter 4-19 Max. Ausgangsfrequenz

erfahren

prinzip

ler Sollwert 1 Parametergruppe 6-1* Analogeingang 1

Parameter 5-14 Klem me 32 Digitaleingang Parameter 5-15 Klem me 33 Digitaleingang

eber Anschluss

Siehe Motor-Typenschild.

[1] Aktivieren Sie eine komplette AMA.

(Schreibgeschützter Parameter) Anmerkung: Ein ansteigender Wert läuft bei 65535 über und startet erneut bei 0.

[1] Links (falls Parameter 16-20 Rotor-Winkel abnimmt).

0 U/min (Werkseinstellung). 1500 U/min (Werkseinstellung).

Werkseinstellung. Werkseinstellung.

0 U/min (Werkseinstellung). 1500 U/min (Werkseinstellung). 60 Hz (Werkseinstellung 132 Hz).

[1] Mit Drehgeber.

[3] Fluxvektor mit Geber.

Nicht notwendig (Werkseinstellung).

[0] Ohne Funktion (Werkseinstellung).

Nicht notwendig (Werkseinstellung).

Produktübersicht Projektierungshandbuch

Funktion Parameter Einstellung

Wählen Sie Klemme 32/33 als PID-Drehzahlrückführung. Parameter 7-00 Drehg

eberrückführung

7) Stellen Sie die Parameter für die PID-Drehzahlregelung ein.

Verwenden Sie ggf. die Einstellungsanweisungen oder stellen Sie manuell ein.

8) Fertig!

Speichern Sie die Parametereinstellung im LCP. Parameter 0-50 LCP-

Tabelle 2.4 Drehzahlregelungseinstellungen

Parametergruppe 7-0*PID Drehzahlregler

Kopie

Nicht notwendig (Werkseinstellung).

Siehe Anweisungen in Kapitel 2.4.3 Optimieren des PID-

Drehzahlreglers.

[1] Speichern in LCP.

2 2

2.4.3 Optimieren des PID-Drehzahlreglers

Die folgenden Einstellungsanweisungen sind empfehlenswert, wenn in Anwendungen mit überwiegend träger Last (mit geringer Reibung) eines der Flux-Motorsteuerprinzipien angewendet wird.

Der Wert von Parameter 30-83 Drehzahlregler P-Verstärkung hängt von der Gesamtträgheit von Motor und Last ab. Die ausgewählte Bandbreite kann anhand der folgenden Formel berechnet werden:

Par . 7 − 02 =

Gesamt−Trä gheit k gm2xPar. . 1 − 25



Par . 1 − 20x9550

xBandbreite

rad/ s

HINWEIS

Parameter 1-20 Motornennleistung [kW] ist die

Motorleistung in [kW] (d. h. für die Berechnung 4 kW anstatt 4000 W verwenden).

Ein praktischer Wert für die Bandbreite ist 20 rad/s. Prüfen Sie das Ergebnis der Berechnung von Parameter 30-83 Drehzahlregler P-Verstärkung mit der folgenden Formel (nicht erforderlich bei einem hochauflösenden Istwert wie z. B. einem SinCos-Istwert):

Ein guter Ausgangswert für Parameter 7-06 Drehzahlregler Tiefpassfilterzeit ist 5 ms (eine niedrigere Drehgeberauflösung erfordert einen höheren Filterwert). Normalerweise ist ein max. Drehmoment-Rippel von 3 % zulässig. Für Inkrementalgeber finden Sie die Drehgeberauflösung in Parameter 5-70 Kl. 32/33 Drehgeber Aufl. [Pulse/U] (24V HTL bei Standard-Frequenzumrichter) oder Parameter 17-11 Inkremental Auflösung [Pulse/U] (5 V TTL für

VLT® Encoder Input MCB 102).

Generell wird die passende Obergrenze von Parameter 30-83 Drehzahlregler P-Verstärkung anhand der Drehgeberauflösung und der Istwert-Filterzeit ermittelt. Andere Faktoren in der Anwendung können den Parameter 30-83 Drehzahlregler P-Verstärkung jedoch auf einen niedrigeren Wert begrenzen.

Zum Minimieren von Übersteuerung kann Parameter 7-03 Drehzahlregler I-Zeit (je nach Anwendung) auf ca. 2,5 Sek. eingestellt werden.

Parameter 7-04 Drehzahlregler D-Zeit sollte auf 0 eingestellt sein, bis alle anderen Einstellungen vorgenommen wurden. Sie können ggf. experimentieren und diese Einstellung in kleinen Schritten ändern.

Par . 7 − 02

0 . 01x4xGeber−Auflösung xPar . 7 − 06



MAX

2xπ



xMax.DrehmomentRippel %

P 7-30 normal/invers

PID

P 7-38

*(-1)

Vorsteuerung

Sollwert− verarbei−

tung

Istwert verarbei−

tung

% [Einheit]]

% [Einheit]

[Drehzahl]

Drehzahl− bereich

P 4-10 Motordrehrichtung

Zu Motorsteuerung

Prozess H192PID

130BA178.10

-100%

100%

-100%

100%

−

Produktübersicht

2.4.4 PID-Prozessregler

VLT® Decentral Drive FCD 302

Temperatur, Fluss) und vom angeschlossenen Motor über eine Pumpe, einen Lüfter oder ein anderes Gerät beeinflusst werden können.

Tabelle 2.5 zeigt die Konfigurationen, bei denen die Prozessregelung möglich ist. Wenn ein Flux-Motorsteuerprinzip verwendet wird, ist zu beachten, dass Sie auch die Parameter für den PID-Drehzahlregler einstellen müssen. Lesen Sie Kapitel 2.3 Regelungsstrukturen, um zu sehen, wo die Drehzahlregelung aktiviert ist.

Mit der PID-Prozessregelung lassen sich Anwendungsparameter steuern, die mit einem Sensor messbar sind (Druck,

Parameter 1-00 Regelverfahren Parameter 1-01 Steuerprinzip

U/f

[3] PID-Prozess – PID-Prozess Prozess und

VVC

Fluxvektor oh. Geber

Fluxvektor mit Geberrückführung Prozess und Drehzahl

Drehzahl

Tabelle 2.5 Einstellungen für PID-Prozessregelung

HINWEIS

Die PID-Prozessregelung funktioniert mit der Standard-Parametereinstellung, sollte jedoch zur Optimierung der Anwendungssteuerung angepasst werden. Insbesondere das Potenzial der beiden Flux-Motorsteuerprinzipien hängt stark von der richtigen Einstellung der PID-Drehzahlregelung (vor dem Einstellen der PID-Prozessregelung) ab.

Abbildung 2.14 Diagramm für PID-Prozessregler

Produktübersicht Projektierungshandbuch

2.4.5 Relevante Parameter für die Prozessregelung

Parameter Funktionsbeschreibung

Parameter 7-20 PID-Prozess Istwer t 1 Legt den Eingang (Analog oder Puls) fest, von dem die PID-Prozessregelung den Istwert

erhalten soll.

Parameter 7-22 PID-Prozess Istwer t 2 Gegebenenfalls: Legt fest, ob (und von woher) die PID-Prozessregelung ein zusätzliches

Istwertsignal erhält. Wenn Sie einen weiteren Istwertanschluss ausgewählt haben, werden die beiden Istwertsignale vor der Verwendung im PID-Prozessregler addiert.

Parameter 7-30 Auswahl Normal-/InversRegelung

Parameter 7-31 PID-Prozess Anti-Windup Die Anti-Windup-Funktion bewirkt, dass im Falle des Erreichens einer Frequenz- oder

Parameter 7-32 PID-Prozess Reglerstart bei In einigen Anwendungen kann das Erreichen der gewünschten Drehzahl bzw. des

Parameter 7-33 PID-Prozess P-Verstärkung Je höher der Wert, desto schneller die Regelung. Ein zu hoher Wert kann jedoch zu

Parameter 7-34 PID-Prozess I-Zeit Eliminiert eine Abweichung von der stationären Drehzahl. Je niedriger der Wert, desto

Parameter 7-35 PID-Prozess D-Zeit Liefert Zuwachs proportional zur Veränderungsrate des Istwerts. Die Einstellung 0

Parameter 7-36 PID-Prozess D-Verstärkung/ Grenze

Parameter 7-38 PID-Prozess Vorsteuerung In Anwendungen mit einer ausgeglichenen und in etwa linearen Beziehung zwischen dem

Parameter 5-54 Pulseingang 29 Filterzeit (Pulseingang 29), Parameter 5-59 Pulseingang 33 Filterzeit (Pulseingang 33), Parameter 6-16 Klemme 53 Filterzeit (Analog- eingang 53), Parameter 6-26 Klemme 54 Filterzeit (Analogeingang 54)

Im Betriebsmodus [0] Normal reagiert die Prozessregelung mit einer Erhöhung der Motordrehzahl, wenn der Istwert den Sollwert unterschreitet. In der gleichen Situation, jedoch im Betriebsmodus [1] Invers, reagiert die Prozessregelung stattdessen mit einer abnehmenden Motordrehzahl.

Drehmomentgrenze der Integrator auf eine Verstärkung eingestellt wird, die der aktuellen Frequenz entspricht. So vermeiden Sie, dass bei einer Abweichung, die mit einer Drehzahländerung ohnehin nicht auszugleichen wäre, weiter integriert wird. Sie können die Funktion durch Auswahl von [0] Aus deaktivieren.

Sollwerts lange dauern. Bei solchen Anwendungen kann es von Vorteil sein, eine Motorfrequenz festzulegen, auf die der Frequenzumrichter den Motor ungeregelt hochfahren soll, bevor die Prozessregelung aktiviert wird. Dies erfolgt durch Festlegen eines Werts für PID-Prozess Reglerstart in Parameter 7-32 PID-Prozess Reglerstart bei.

Schwingungen führen.

schneller die Reaktion. Ein zu niedriger Wert kann jedoch zu Schwingungen führen.

deaktiviert den Differentiator. Kommt es in einer Anwendung zu sehr schnellen Änderungen des Soll- oder Istwertes, so kann der Differentiator rasch zum Überschwingen neigen. Er reagiert auf Änderungen der Regelabweichung. Je schneller sich die Regelabweichung ändert, desto höher fällt auch die Differentiationsverstärkung aus. Sie können die Differentiationsverstärkung daher begrenzen, um eine angemessene Differentiationszeit für langsame Änderungen einzustellen.

Sollwert und der dafür erforderlichen Motordrehzahl können Sie die dynamische Leistung der PID-Prozessregelung gegebenenfalls mit Hilfe des Vorsteuerungsfaktors steigern. Sofern beim Istwertsignal Rippelströme bzw. -spannungen auftreten, können diese mit Hilfe eines Tiefpassfilters gedämpft werden. Diese Zeitkonstante ist ein Ausdruck für eine Drehzahlgrenze der Rippel, die beim Istwertsignal auftreten. Beispiel: Ist der Tiefpassfilter auf 0,1 s eingestellt, so ist die Eckfrequenz 10 RAD/s, (Kehrwert von 0,1), was (10/(2 x π)) = 1,6 Hz entspricht. Dies führt dazu, dass alle Ströme/ Spannungen, die um mehr als 1,6 Schwingungen pro Sekunde schwanken, herausgefiltert werden. Es wird also nur ein Istwertsignal geregelt, das mit einer Frequenz (Drehzahl) von unter 1,6 Hz schwankt. Der Tiefpassfilter verbessert die stationäre Leistung, bei einer zu langen Filterzeit nimmt jedoch die dynamische Leistung der PID-Prozessregelung ab.

2 2

Tabelle 2.6 Die folgenden Parameter sind für die Prozessregelung relevant

130BC966.10

100kW

n °CW

WARNING

ALARM

Bus MS NS2NS1

Produktübersicht

2.4.6 Beispiel für PID-Prozessregler

VLT® Decentral Drive FCD 302

einer Lüftungsanlage.

Pos. Beschreibung

1 Kaltluft 2 Wärmeerzeugung 3 Temperaturtransmitter 4 Temperatur 5 Gebläsedrehzahl 6 Wärme

Abbildung 2.16 Zweileiter-Transmitter

1. Start/Stopp über Schalter an Klemme 18.

Abbildung 2.15 ist ein Beispiel für den PID-Prozessregler in

Abbildung 2.15 PID-Prozessregelung in einer Lüftungsanlage

2. Temperatursollwert über Potenziometer (-5 bis 35 °C, 0 bis 10 V DC) an Klemme 53.

In der Lüftungsanlage soll mit Hilfe eines 0- bis 10-VPotenziometers die Temperatur zwischen -5 und +35 °C einstellbar sein. Die eingestellte Temperatur soll mit Hilfe

Temperaturistwert über Transmitter (-10 bis 40 °C, 4 bis 20 mA) an Klemme 54. Schalter S202 ist auf EIN (Stromeingang) gestellt.

der Prozessregelung konstant gehalten werden.

Dabei wird mit steigender Temperatur auch die Drehzahl des Gebläses erhöht, um einen stärkeren Luftstrom zu erzeugen. Sinkt die Temperatur, verringert sich die Drehzahl. Der Transmitter wird als Temperatursensor mit einem Funktionsbereich von -10 bis +40 °C, 4-20 mA, verwendet. Minimale/maximale Drehzahl 300/1500 UPM.

Produktübersicht Projektierungshandbuch

2.4.7 Programmierreihenfolge

Funktion Parameter Einstellung

Initialisieren Sie den Frequenzumrichter Parameter 14-22

Betriebsart

1) Einstellen der Motorparameter. Stellen Sie die Motorparameter anhand der Typenschilddaten ein.

Führen Sie eine komplette AMA aus. Parameter 1-29

2) Prüfen Sie, ob der Motor in der richtigen Richtung läuft.

Bei Anschluss des Motors an einen Frequenzumrichter mit einfacher Phasenreihenfolge wie U-U, V-V; W-W dreht sich die Motorwelle bei Sicht auf das Wellenende im Rechtslauf. Drücken Sie die [Hand on] LCP-Taste. Prüfen Sie die Wellendrehrichtung, indem Sie einen manuellen Sollwert anlegen. Falls sich der Motor in die falsche Richtung dreht:

1. Ändern Sie die Motordrehrichtung in Parameter 4-10 Motor Drehrichtung.

2. Schalten Sie das Netz aus - warten Sie auf das auf Entladen der Zwischenkreisspannung - tauschen Sie zwei der Motorphasen.

Stellen Sie das Regelverfahren ein. Parameter 1-00

Stellen Sie die Hand/Ort-Betrieb Konfiguration ein.

3) Konfigurieren Sie den Sollwert, d. h. den Bereich der Sollwertverarbeitung. Stellen Sie die Skalierung des Analogeingangs in

Parametergruppe 6-** Analoge Ein-/Ausg. ein.

Stellen Sie Soll-/Istwert-Einheiten ein.

•

Stellen Sie den min. Sollwert ein

•

(10 °C):

Stellen Sie den maximalen Sollwert ein

•

(80 °C):

Wird der Einstellwert durch einen Festwert (Arrayparameter) bestimmt, setzen Sie andere Sollwertquellen auf Keine Funktion.

4) Stellen Sie Grenzen für den Frequenzumrichter ein:

Stellen Sie die Rampenzeiten auf einen ungefähren Wert von 20 s ein.

Parametergruppe 1-2* Motordaten

Autom. Motoranpassung

Parameter 4-10 Motor Drehrichtung

Regelverfahren Parameter 1-05 Hand/OrtBetrieb Konfiguration

Parameter 3-01 Soll-/Istwerteinheit Parameter 3-02 Minimaler Sollwert Parameter 3-03 Maximaler Sollwert Parameter 3-10 Festsollwert

Parameter 3-41 Rampenzeit Auf 1 Parameter 3-42 Rampenzeit Ab 1

[2] Initialisierung - Frequenzumrichter aus- und wieder einschalten - Reset

drücken.

Siehe Motor-Typenschild.

[1] Aktivieren Sie eine komplette AMA.

Wählen Sie die richtige Drehrichtung der Motorwelle.

[3] Prozess.

[0] Ohne Rückführung.

[60] °C Displayeinheit.

-5 °C. 35 °C. [0] 35%.

Sollw. = 

Parameter 3-14 Relativer Festsollwert bis Parameter 3-18 Relativ. Skalierungssollw. Ressource, [0] = Keine Funktion

20 s. 20 s.

Par. . 3 − 10

100

 ×  Par. . 3 − 03  −  par. . 3 − 02  = 24, 5°C

2 2

Produktübersicht

Funktion Parameter Einstellung

Stellen Sie die min. Drehzahlgrenzen

•

ein.

Stellen Sie die maximale Motordreh-

•

zahlgrenze ein.

Stellen Sie die maximale Ausgangs-

•

frequenz ein.

Stellen Sie S201 oder S202 auf die gewünschte Analogeingangsfunktion (Volt (V) oder Milliampere (l)) ein.

VLT® Decentral Drive FCD 302

Parameter 4-11 Min. Drehzahl [UPM] Parameter 4-13 Max. Drehzahl [UPM] Parameter 4-19 Max. Ausgangsfrequenz

300 U/min. 1500 U/min. 60 Hz.

HINWEIS

Schalter sind sehr empfindlich - Schalten Sie den Frequenzumrichter aus und wieder ein und behalten Sie dabei Werkseinstellung V bei.

5) Skalieren Sie die für Sollwert und Istwert verwendeten Analogeingänge.

Stellen Sie Klemme 53 Skal. Min.

•

Spannung ein.

Stellen Sie Klemme 53 Skal. Max.-

•

Spannung ein.

Stellen Sie Klemme 54 Skal. Min.-Istwert

•

ein.

Stellen Sie Klemme 54 Skal. Max.-

•

Istwert ein.

Legen Sie den Istwertanschluss fest.

•

6) Grundlegende PID-Einstellungen.

PID-Prozess normal/invers Parameter 7-30

PID-Prozess Anti-Windup. Parameter 7-31

PID-Prozess Reglerstartdrehzahl. Parameter 7-32

LCP-Kopie. Parameter 0-50

Parameter 6-10 Klemme 53 Skal. Min.Spannung Parameter 6-11 Klemme 53 Skal. Max.Spannung Parameter 6-24 Klemme 54 Skal. Min.-Soll/Istwert Parameter 6-25 Klemme 54 Skal. Max.-Soll/Istwert Parameter 7-20 PID-Prozess Istwert 1

Auswahl Normal-/InversRegelung

PID-Prozess Anti-Windup

PID-Prozess Reglerstart bei

LCP-Kopie

0 V. 10 V.

-5 °C. 35 °C.

[2] Analogeingang 54.

[0] Normal.

[1] Ein.

300 U/min.

[1] Speichern in LCP.

Tabelle 2.7 Beispiel für Konfiguration des PID-Prozessreglers

Produktübersicht Projektierungshandbuch

2.4.8 Optimierung des Prozessreglers

Die Grundeinstellungen sind nun vorgenommen worden, sodass jetzt nur noch eine Optimierung der Proportionalverstärkung, der Integrationszeit und der Differentiationszeit (Parameter 7-33 PID-Prozess P-

Verstärkung, Parameter 7-34 PID-Prozess I-Zeit, Parameter 7-35 PID-Prozess D-Zeit) aussteht. Dies kann bei

den meisten Prozessen durch Befolgen der nachstehenden Anweisungen geschehen:

1. Starten Sie den Motor.

2. Stellen Sie Parameter 7-33 PID-Prozess P- Verstärkung auf 0,3 und erhöhen Sie den Wert anschließend, bis das Istwertsignal gleichmäßig zu schwingen beginnt. Verringern Sie dann den Wert, bis das Istwertsignal stabilisiert ist. Senken Sie die Proportionalverstärkung jetzt um 40-60 %.

3. Stellen Sie Parameter 7-34 PID-Prozess I-Zeit auf 20 s ein und setzen Sie den Wert anschließend herab, bis das Istwertsignal gleichmäßig zu schwingen beginnt. Erhöhen Sie die Integrationszeit, bis sich das Istwertsignal stabilisiert, gefolgt von einer Erhöhung um 15-50 %.

4. Verwenden Sie Parameter 7-35 PID-Prozess D-Zeit nur bei sehr schnellen Systemen (Differentiationszeit). Der typische Wert ist das Vierfache der eingestellten Integrationszeit. Sie sollten den Differentiator nur benutzen, wenn Proportionalverstärkung und Integrationszeit optimal eingestellt sind. Stellen Sie sicher, dass Schwingungen des Istwertsignals durch den Tiefpassfilter des Istwertsignals ausreichend gedämpft werden.

HINWEIS

Bei Bedarf können Sie Start/Stopp mehrfach aktivieren, um eine konstante Schwankung des Istwertsignals zu erzielen.

2.4.9 Ziegler-Nichols-Verfahren

Zum Einstellen der PID-Regler des Frequenzumrichters empfiehlt Danfoss das Ziegler-Nichols-Verfahren.

HINWEIS

Verwenden Sie das Ziegler-Nichols-Verfahren nicht für Anwendungen, die durch die Schwingungen von nicht vollkommen stabilen Steuerungseinstellungen Schaden nehmen können.

Die Kriterien zum Einstellen der Parameter basieren auf der Auswertung des Systems an der Stabilitätsgrenze anstelle der Ermittlung einer Schrittreaktion. Erhöhen Sie die Proportionalverstärkung, bis Sie eine kontinuierliche Schwingung (gemessen am Istwert) beobachten, d. h., bis das System annähernd stabil ist. Die entsprechende Verstärkung (Ku) wird als kritische Verstärkung bezeichnet, bei der die Schwingung erreicht wird. Die Schwingperiode (Pu) (als kritische Periodendauer bezeichnet) legen Sie gemäß Abbildung 2.17 fest. Messen sollten Sie sie, wenn die Amplitude der Schwingung klein ist.

1. Wählen Sie nur eine proportionale Steuerung, d. h., die Integrationszeit wird auf den maximalen Wert eingestellt, während die Differentiationszeit auf Null gesetzt wird.

2. Erhöhen Sie den Wert der Proportionalverstärkung, bis der Punkt der Instabilität (kontinuierliche Schwingungen) und somit der kritische Verstärkungswert Ku erreicht ist.

3. Messen Sie den Schwingungszeitraum, um die kritische Zeitkonstante Pu zu erhalten.

4. Berechnen Sie anhand Tabelle 2.8 die erforder- lichen PID-Reglerparameter.

Der Prozessoperator kann die abschließende Einstellung der Steuerung wiederholt durchführen, um eine zufriedenstellende Steuerung zu erzielen.

2 2

130BA183.10

y(t)

Speed

Coast inverse (27)

Coast inverse

Safe

torque off

130BC985.10

NVR B03B04P B02 B01

2012G B07B0820 B06 B05

372013 B11B1237 B10 B09

1212

121212 55 53

271918

3229 50 54

202020 202020 55 42

Produktübersicht

VLT® Decentral Drive FCD 302

2.5.2 DIP-Schalter

2.5.3 Einfaches Verdrahtungsbeispiel

Verbinden Sie die Klemmen 27 und 37 wie in Abbildung 2.18 gezeigt mit Klemmen 12/13 (+24 V).

Werkseinstellungen: 27 = [2] Motorfreilauf invers Parameter 5-10 Klemme 18

Digitaleingang

37 = Safe Torque Off invers

Abbildung 2.17 Annähernd stabiles System

Regelungstyp Proportional-

verstärkung

PI-Regelung 0,45 x K Exakte PIDRegelung Geringe PIDÜbersteuerung

Tabelle 2.8 Ziegler-Nichols-Verfahren für Regler

0,6 x K

0,33 x K

Integrationszeit

0,833 x P 0,5 x P

0,5 x P

Differentiationszeit

–

0,125 x P

0,33 x P

Steuerleitungen und -klemmen

2.5

2.5.1 Führung von Steuerleitungen

Die externe 24-V-DC-Versorgung dient als Niederspannungsversorgung der Steuerkarte sowie etwaiger eingebauter Optionskarten. Dies ermöglicht den vollen Betrieb des LCP (einschl. Parametereinstellung) ohne Netzanschluss.

HINWEIS

Beachten Sie, dass eine Spannungswarnung erfolgt, wenn die 24 V DC angeschlossen wurden; es erfolgt jedoch keine Abschaltung.

WARNUNG

GEFAHR EINES STROMSCHLAGS

Ohne galvanische Trennung (gemäß PELV) besteht an den Steuerklemmen Stromschlaggefahr. Das Nichtbeachten der Empfehlungen kann zum Tod oder zu schweren Verletzungen führen!

Setzen Sie zur Gewährleistung ordnungs-

•

gemäßer galvanischer Trennung (gemäß PELV) eine 24-V-DC-Versorgung vom Typ PELV ein.

Abbildung 2.18 Einfaches Verdrahtungsbeispiel

130BC384.10

3-phase power input

Mechanical brake

+10 V DC

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

91 (L1) 92 (L2) 93 (L3) 95 (PE)

122(MBR+)

123(MBR-)

50 (+10 V OUT)

53 (A IN)

54 (A IN)

55 (COM A IN)

12 (+24 V OUT)

13 (+24 V OUT)

18 (D IN)

19 (D IN)

20 (COM D IN)

27 (D IN/OUT)

29 (D IN/OUT)

24V

32 (D IN)

33 (D IN)

37 (D IN)

S201

S202

ON/I=0-20mA OFF/U=0-10V

P 5-00

24 V (NPN) 0 V (PNP)

Switch mode power supply

10 V DC

15 mA

24 V DC 600 mA

(U) 96

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

Motor

Brake resistor

(R+) 82

(R-) 81

Relay1

Relay2

240 V AC, 2A

400 V AC, 2A

Analog output 0/4–20 mA

(COM A OUT) 39

(A OT) 42

ON=Terminated OFF=Open

S801

(N RS485) 69

(P RS485) 68

RS485 Interface

(COM RS485) 61

(PNP) = Source (NPN) = Sink

RS485

1 2

0 V

VCXA

PROFIBUS interface

GND1

RS485

Produktübersicht Projektierungshandbuch

2.5.4 Elektrische Installation, Steuerleitungen

2 2

Abbildung 2.19 Elektrische Klemmen ohne Optionen

A = analog, D = digital Klemme 37 wird für die Funktion Safe Torque Off genutzt. Relais 2 hat keine Funktion, wenn der Frequenzumrichter einen Ausgang für eine mechanische Bremse hat.

130BC987.10

Safe

torque off

Safe

torque off

PNP (Source) Digital input wiring

NPN (Sink) Digital input wiring

NVR B03B04P B02 B01

2012G B07B0820 B06 B05

372013 B11B1237 B10 B09

1212

121212 55 53

271918 333229 50 54

202020 202020 55 42

NVR B03B04P B02 B01

2012G B07B0820 B06 B05

372013 B11B1237 B10 B09

1212

121212 55 53

271918

3229 50 54

202020 202020 55 42

+5V

GND

+24V

GND

130BC998.10

Produktübersicht

VLT® Decentral Drive FCD 302

Lange Steuerleitungen und Analogsignale können in

2.5.5 Relaisausgang

seltenen Fällen aufgrund von Störungen in den Netzkabeln zu Brummschleifen mit 50 Hz führen. In diesem Fall kann

es erforderlich sein, die Abschirmung zu durchbrechen oder einen 100-nF-Kondensator zwischen Abschirmung und Gehäuse einzubauen. Schließen Sie die Digital- und Analogein- und -ausgänge aufgeteilt nach Signalart an die Bezugspotenziale (Klemme 20, 55, 39) an, um Fehlerströme auf dem Massepotenzial zu verhindern. Zum Beispiel kann durch Schalten am Digitaleingang das Analogeingangssignal gestört werden.

Der Relaisausgang mit den Klemmen 01, 02, 03 und 04, 05, 06 hat eine Kapazität von maximal 240 V AC, 2 A. Minimal 24 V DC, 10 mA oder 24 V AC, 100 mA. Kann zur Anzeige des Status und Warnungen verwendet werden. Die beiden Relais befinden sich auf der Installationskarte. Ihre Programmierung erfolgt durch Parametergruppe 5–4* Relais. Die Relais haben Kontakte der Form C, d. h. Wechselkontakte. Die Kontakte jedes Relais sind für eine maximale Last von 240 V AC bei 2 A ausgelegt.

Relais 1

Klemme 01: Allgemein

•

Klemme 02: Schließer 240 V AC

•

Klemme 03: Öffner 240 V AC

•

Relais 2

Klemme 04: Allgemein

•

Klemme 05: Schließer 240 V AC

•

Klemme 06: Öffner 240 V AC

•

Relais 1 und Relais 2 werden in Parameter 5-40 Relaisfunktion, Parameter 5-41 Ein Verzög., Relais und Parameter 5-42 Aus Verzög., Relais programmiert.

Abbildung 2.20 Eingangspolarität der Steuerklemmen

HINWEIS

Zur Einhaltung der Vorgaben der EMV-Emissionsrichtlinie werden abgeschirmte Kabel empfohlen. Bei Verwendung eines ungeschirmten Kabels siehe Kapitel 2.9.7 EMV- Prüfergebnisse für weitere Informationen.

Abbildung 2.21 Relaisanschluss

Produktübersicht Projektierungshandbuch

2.6 Sollwertverarbeitung

Ortsollwert

Der Ortsollwert ist aktiv, wenn der Frequenzumrichter mit aktiver [Hand On]-Taste betrieben wird. Der Sollwert wird über die Pfeiltasten [▲]/[▼] bzw. [◄]/[►] eingestellt.

Fernsollwert

Abbildung 2.22 zeigt das Sollwertsystem zur Berechnung des Fernsollwerts.

2 2

Abbildung 2.22 Fernsollwert

Resultlerender Sollwert

Summe aller

Sollwerte

P 3-00 Sollwertbereich= [0] Min-Max

130BA184.10

-P 3-03

P 3-03

P 3-02

-P 3-02

P 3-00 Sollwertbereich =[1]-Max-Max

Resultierender Sollwert

Summe aller Sollwerte

-P 3-03

P 3-03

130BA185.10

Produktübersicht

VLT® Decentral Drive FCD 302

Der Fernsollwert wird bei jedem Abtastintervall

2.6.1 Sollwertgrenzen

berechnet und besteht anfänglich aus 2 Arten von

Sollwerteingängen:

X (der externe Sollwert): Eine Summe (siehe

•

Parameter 3-04 Sollwertfunktion) aus bis zu 4 extern ausgewählten Sollwerten. bestehend aus einer beliebigen Kombination (bestimmt durch die Einstellung von Parameter 3-15 Variabler

Sollwert 1, Parameter 3-16 Variabler Sollwert 2 und Parameter 3-17 Variabler Sollwert 3) eines

Parameter 3-00 Sollwertbereich, Parameter 3-02 Minimaler Sollwert und Parameter 3-03 Maximaler Sollwert definieren

zusammen den zulässigen Bereich der Summe aller Sollwerte. Die Summe aller Sollwerte wird bei Bedarf begrenzt. Die Beziehung zwischen dem resultierenden Sollwert (nach der Klammerung) wird in Abbildung 2.23/ Abbildung 2.24 gezeigt und die Summe aller Sollwerte wird in Abbildung 2.25 gezeigt.

Festsollwerts (Parameter 3-10 Festsollwert), variabler Analogsollwerte, variabler digitaler Pulssollwerte und verschiedener Feldbussollwerte in einer beliebigen Einheit, in welcher der Frequenzumrichter die Überwachungsfunktion übernimmt ([Hz], [UPM], [Nm] usw.).

Y (der relative Sollwert): Eine Summe eines

•

Festsollwerts (Parameter 3-14 Relativer Festsollwert) und eines variablen Analogsollwerts (Parameter 3-18 Relativ. Skalierungssollw. Ressource) in [%].

Die 2 Arten von Sollwerteingängen werden in folgender Formel kombiniert: Fernsollwert = X+X*Y/100 %. Wenn der relative Sollwert nicht verwendet wird, müssen Sie

Parameter 3-18 Relativ. Skalierungssollw. Ressource auf [0] Deaktiviert und Parameter 3-14 Relativer Festsollwert auf 0 %

einstellen. Die Funktion Frequenzkorrektur Auf/Ab und die Funktion Sollwert speichern kann durch Digitaleingänge am

Abbildung 2.23 Sollwertbereich=[0] Min. bis Max.

Frequenzumrichter aktiviert werden. Die Funktionen und Parameter werden im VLT® AutomationDrive FC301/FC302

Programmierhandbuch beschrieben. Die Skalierung von Analogsollwerten wird in Parameter- gruppen 6-1* Analogeingang 1 und 6-2* Analogeingang 2 und die Skalierung digitaler Pulssollwerte in Parameter- gruppe 5-5* Pulseingänge beschrieben. Sollwertgrenzen und -bereiche stellen Sie in Parameter- gruppe 3-0* Sollwertgrenzen ein.

Abbildung 2.24 Sollwertbereich=[1] -Max. bis Max.

130BA186.11

P 3-03

P 3-02

Summe aller Sollwerte

P 3-00 Sollwertbereich= [0] Min to Max

Resultierender Sollwert

Produktübersicht Projektierungshandbuch

Sie können den Wert von Parameter 3-02 Minimaler Sollwert nicht unter 0 einstellen, sofern Parameter 1-00 Regelver- fahren nicht auf [3] PID-Regler eingestellt ist. In diesem Fall ergibt sich das Verhältnis zwischen dem resultierenden Sollwert (nach der Befestigung) und der Summe aller Sollwerte wie in Abbildung 2.25 gezeigt.

Abbildung 2.25 Summe aller Sollwerte

2.6.2 Skalierung von Festsollwerten und Bussollwerten

Festsollwerte werden gemäß den folgenden Regeln skaliert:

Wenn Parameter 3-00 Sollwertbereich auf [0] Min.

•

bis Max. eingestellt ist: ein Sollwert von 0 % entspricht dem Wert 0 [Einheit], wobei eine beliebige Einheit (UPM, m/s, bar usw.) zulässig ist, und ein Sollwert von 100 % entspricht dem Maximum (abs. Parameter 3-03 Maximaler Sollwert), abs (Parameter 3-02 Minimaler Sollwert)).

Wenn Parameter 3-00 Sollwertbereich: [1] -Max. bis

•

+Max. ist, entspricht der Sollwert 0 % dem Wert 0 [Einheit], der Sollwert -100 % entspricht dem Sollwert -Max. und der Sollwert 100 % entspricht dem Sollwert Max.

Bussollwerte werden gemäß den folgenden Regeln skaliert:

Wenn Parameter 3-00 Sollwertbereich: [0] Min bis

•

Max. eingestellt ist, gilt für eine maximale Auflösung des Bussollwerts folgende Busskalierung: ein Sollwert von 0 % entspricht dem minimalen Sollwert und ein Sollwert von 100% dem maximalen Sollwert.

Wenn Parameter 3-00 Sollwertbereich: [1] -Max. bis

•

+Max., entspricht der Sollwert -100 % dem Sollwert -Max. und der Sollwert 100 % entspricht dem Sollwert Max.

2.6.3 Skalierung von Analog- und Pulssollwerten und Istwert

Soll- und Istwerte werden auf gleiche Weise von Analogund Pulseingängen skaliert. Einziger Unterschied ist, dass Sollwerte, die über oder unter den angegebenen Endpunkten liegen (P1 und P2 in Abbildung 2.26), eingegrenzt werden, während dies bei Istwerten nicht der Fall ist.

Abbildung 2.26 Skalierung von Analog- und Pulssollwerten und Istwert

Abbildung 2.27 Skalierung des Sollwertausgangs

2 2

Produktübersicht

VLT® Decentral Drive FCD 302

Die Endpunkte P1 und P2 werden durch die Parameter in Tabelle 2.9 definiert. Die Definition hängt davon ab, ob ein Analogoder Pulseingang verwendet wird.

P1 = (Minimaler Eingangswert, minimaler Sollwert)

Minimaler Sollwert Parameter 6-14

Minimaler Eingangswert Parameter 6-10

P2=(Minimaler Eingangswert, maximaler Sollwert)

Maximaler Sollwert Parameter 6-15

Maximaler Eingangswert Parameter 6-11

Tabelle 2.9 Endpunktwerte für Eingang und Sollwert

Analog 53 S201=AUS

Klemme 53 Skal. Min.-Soll/ Istwert

Klemme 53 Skal. Min.Spannung

[V]

Klemme 53 Skal. Max.-Soll/ Istwert

Klemme 53 Skal. Max.Spannung

[V]

Analog 53 S201=EIN

Parameter 6-14 Kl emme 53 Skal. Min.-Soll/Istwert

Parameter 6-12 Kl emme 53 Skal. Min.Strom [mA]

Parameter 6-15 Kl emme 53 Skal. Max.-Soll/Istwert

Parameter 6-13 Kl emme 53 Skal. Max.Strom [mA]

Analog 54 S202=AUS

Parameter 6-24 Klemme 54 Skal. Min.-Soll/Istwert

Parameter 6-20 Klemme 54 Skal. Min.Spannung

[V]

Parameter 6-25 Klemme 54 Skal. Max.-Soll/Istwert

Parameter 6-21 Klemme 54 Skal. Max.Spannung[

Analog 54 S202=EIN

Parameter 6-24 K lemme 54 Skal. Min.-Soll/Istwert

Parameter 6-22 K lemme 54 Skal. Min.Strom [mA]

Parameter 6-25 K lemme 54 Skal. Max.-Soll/Istwert

Parameter 6-23 K lemme 54 Skal. Max.Strom[mA]

Pulseingang 29 Pulseingang 33

Parameter 5-52 Klemme 29 Min. Soll-/Istwert

Parameter 5-50 Klemme 29 Min. Frequenz [Hz]

Parameter 5-53 Klemme 29 Max. Soll-/ Istwert Parameter 5-51 Klemme 29 Max. Frequenz

[Hz]

Parameter 5-57 Klem me 33 Min. Soll-/ Istwert

Parameter 5-55 Klem me 33 Min. Frequenz

[Hz]

Parameter 5-58 Klem me 33 Max. Soll-/ Istwert

Parameter 5-56 Klem me 33 Max. Frequenz

[Hz]

2.6.4 Totzone um Null

In einigen Fällen sollte der Sollwert (gelegentlich auch der Istwert) eine Totzone um Null haben, um sicherzustellen, dass die Maschine gestoppt wird, wenn der Sollwert nahe Null liegt.

Gehen Sie wie folgt vor, um die Totzone zu aktivieren und den Umfang der Totzone zu definieren:

Der minimale Sollwert (siehe Tabelle 2.9 für relevanten Parameter) oder der maximale Sollwert muss Null sein. Mit

•

anderen Worten:P1 oder P2 muss auf der X-Achse in Abbildung 2.28 liegen.

Außerdem müssen sich beide Punkte im selben Quadranten befinden.

•

Produktübersicht Projektierungshandbuch

Die Größe der Totzone wird von P1 oder P2 definiert, wie dies in Abbildung 2.28 gezeigt wird.

2 2

Abbildung 2.28 Totzone

Abbildung 2.29 Reversierte Totzone

Falls Endpunkt 2 in Quadrant 1 oder Quadrant 4 gelegt wird, führt ein Sollwertendpunkt von P1 = (1 V, 0 U/min) zu einer Totzone von -1 V bis +1 V.

Produktübersicht

Fall 1: Positiver Sollwert mit Totzone, Digitaleingang zum Triggern der Reversierung

Dieser Fall zeigt die Wirkung der Min.-Max.-Begrenzungen an einem Sollwerteingang.

VLT® Decentral Drive FCD 302

Abbildung 2.30 Beispiel 1 - positiver Sollwert

Allgemeine Sollwertparameter: Sollwerttbereich: - Max bis Max Minimaler Sollwert: unwichitig Maximaler Sollwert: 500 UPM (100,0 %)

Begrenzt auf: -200% bis +200%

(-1000 UPM - +1000UPM)

Allgemeine Motorparameter: Motordrehrichtung: beide Richtungen Motordrehzahl-Untergrenze: 0 UPM Motordrehzahl-Obergrenze: 200 UPM

Ext. Sollwert Absolutwert 0 UPM 1V 750 UPM 10V

Analogeingang 53 Min. Sollwert 0 UPM Max. Sollwert 500 UPM Min. Spannung 1 V Max. Spannung 10 V

Ext. Ressource 1 Bereich: 0,0% (0 UPM) 150,0% (750 UPM)

Ext. Sollwert Bereich: 0,0% (0 UPM) 150,0% (750 UPM)

Sollwertalgorithmus

Begrenzt auf:

-100% - +100%

(-500 UPM - +500 UPM)

Reference Bereich: 0,0% (0 UPM) 100,0% (500 UPM)

Sollwert wird gemäß Max-Drehzahlsollwert skaliert

Drehzahlbereich

Neutraler Bereich

Digitaleingang

Digitaleingang 18 Aus: Keine Reversierung Ein: Reversierung

Begrenzt Drenhzahlsollwert Gemäß Min-Max-Sollwert

Drehzahl Sollwert Bereich:

-500 UPM +500 UPM

Motor-PID

Motor

Motorsteuerung

Bereich:

-200 UPM +200 UPM

UPM

750

500

-500

130BA188.13

Produktübersicht Projektierungshandbuch

Fall 2: Positiver Sollwert mit Totzone, Digitaleingang zum Triggern der Reversierung. Begrenzungsregeln.

Dieser Fall zeigt, wie der Sollwerteingang mit Werten, die außerhalb der Grenzen für -Max und +Max liegen, die Unter- und Obergrenzen der Eingänge begrenzt, bevor der externe Sollwert addiert wird. Der Fall zeigt auch, wie der externe Sollwert vom Sollwertalgorithmus auf -Max und +Max begrenzt wird.

2 2

Abbildung 2.31 Beispiel 2 - positiver Sollwert

Allgemeine Sollwertparameter: Sollwerttbereich: - Max bis Max Minimaler Sollwert: unwichitig Maximaler Sollwert: 500 UPM (100,0 %)

Neutraler

Bereich

-1 V bis 1 V

Allgemeine Motorparameter: Motordrehrichtung: beide Rihtungen Motordrehzahl-Utergrenze: 0 UPM Motordrehzahl Obergrenze: 1500 UPM

Sollwertalgorithmus

Ext. Sollwert Bereich:

-100,0% (-1000 UPM) +100,0% (+1000 UPM)

Sollwert Bereich:

-100,0% (-1000 UPM) +100,0% (+1000 UPM)

Ext. Sollwert Absolutwert

- 500 UPM -10V +500 UOM 10v

Analogeingang 53 Min. Sollwert 0 UPM Max. Solwert +500 UPM Min. Spannung 1 V Max. Spannung 10 V

Ext. Ressource 1 Bereuch:

-50,0 (-500 UPM) +50% (+500 UPM)

Analogeingang 54 Min. Sollwert -500 UPM Max. Solwert +500 UPM Min. Spannung -10 V Max. Spannung +10 V

Ext. Ressource 1 Bereuch:

-50,0 (-500 UPM) +50% (+500 UPM)

Ext. Sollwert Absolutwert

- 500 UPM -10V +500 UOM 10v

Keine neutraler Bereich

Begrenzt Drehzahl auf Min- Max-Motordrehzahl

Sollwert wird gema Max-Sollwert skaliert

Berenzt auf

-100% bis +100% (-1000UPM–

+1000UPM)

Berenzt auf

-200% bis +200% (-2000UPM–

+2000UPM)

UPM bereich

Drehzahl Sollwert bereich:

-1000 UPM +1000 UPM

Motor–PID

Motorsteuerung

Motor

-10 10

-500

500

UPM

500

-500

-10

UPM

-1

e30ba189.12

Produktübersicht

VLT® Decentral Drive FCD 302

Fall 3: Bipolarer Sollwert mit Totzone. Vorzeichen bestimmt die Richtung, -Max. bis +Max.

Abbildung 2.32 Beispiel 3 - Bipolarer Sollwert

Bremsfunktionen

2.7

Die Bremsfunktion wird zum Bremsen der Last an der Motorwelle angewendet, entweder als dynamische oder statische Bremse.

2.7.1 Mechanische Bremse

Eine direkt an der Motorwelle befestigte mechanische Haltebremse führt in der Regel eine statische Bremsung durch. In einigen Anwendungen wird durch das statische Haltemoment die Motorwelle statisch gehalten (in der Regel bei permanenterregten Synchronmotoren). Die Haltebremse wird entweder über eine SPS oder direkt über einen Digitalausgang des Frequenzumrichters gesteuert.

HINWEIS

Eine Steuerung per Safe Torque Off einer mechanischen Bremse über einen Frequenzumrichter ist nicht möglich. In der Installation muss eine Redundanzschaltung für die Bremsansteuerung vorhanden sein.

2.7.1.1 Produktbroschüre für mechanische Bremse und Beschreibung des Stromkreises

Sie können den VLT® Decentral Drive FCD 302 mit oder ohne Bremse konfigurieren (siehe Position 18 in Abbildung 6.1). Wenn der Wechselrichterteil mit Bremse konfiguriert ist, können Sie Relais 1 für verschiedene Anwendungen konfigurieren, während Relais 2 ausschließlich für die mechanische Bremse vorgesehen sein soll. Relais 2 ist im Installationskasten montiert, in diesem Konfigurationszustand ist es jedoch nicht aktiv. Die Drossel der mechanischen Bremse kann mit niedriger Spannung (24 V DC) oder über Netzspannung versorgt werden. Wenn die mechanische Bremse vom Typ 24 V DC ist, kann eines der beiden benutzerdefinierten Relais, Relais 1 oder ein funktionierendes Relais 2, innerhalb der elektrischen Spezifikation (Spannung, Strom usw.) oder mit externen Relais verwendet werden. Wenn der Frequenzumrichter ohne Bremse konfiguriert ist, ist das interne elektrische Steuersignal für Relais 2 aktiv.

MOV

L 3

MBR +

MBR -

MBR

L3-L2

130BD547.11

MOV

Produktübersicht Projektierungshandbuch

Wird die Bremse über das Netz oder eine gleichgerichtete Netz-Gleichspannung versorgt, wird empfohlen, den FCD 302 mit mechanischer Bremse zu bestellen. In diesem Fall steuern alle Parametereinstellungen für Relais 2 den internen programmierbaren Schalter, der die Ausgangsspannung an den Klemmen MBR+ und MBR- bestimmt. In bestimmten Motoren kann diese mechanische Bremse vom Typ AC oder DC sein. Ist die Bremse vom Typ AC, verfügt die mechanische Bremse über eine interne Diode D und den internen Metalloxidvaristor (MOV), wie im elektrischen Diagramm in Abbildung 2.33 beschrieben.

2 2

1 Wechselrichterteil 2 MBR+ Klemme 122 3 Mechanische Bremsdrossel 4 MBR- Klemme 123 5 Programmierbarer Schalter 6 Galvanisch getrenntes Steuerteil

Abbildung 2.33 Elektrisches Diagramm der mechanischen Bremse

Die Versorgungsspannung ergibt sich aus der Netzspannung zwischen den Phasen L2 und L3, die eine Einzelpuls-Diodengleichrichtung durchläuft.

VMBR

VL1-L2

VMBR

ILm

130BD199.10

300; 135

320; 144

340; 153

380; 171

400; 180

440;198

480; 216

500; 225

520; 234

100

120

140

160

180

200

220

240

260

300 350 400 450 500 550

Average Output Voltage (Vdc)

Input Mains Line Voltag e (Vrms)

130BD200.10

Produktübersicht

VLT® Decentral Drive FCD 302

Die Ausgangsspannung der programmierbaren Versorgung ist kein konstanter Wert, sondern vielmehr eine gepulste Spannung mit einem durchschnittlichen Pegel, der direkt

von der Netzspannung abhängig ist, wie in Abbildung 2.34 gezeigt:

Abbildung 2.35 Durchschnittliche Ausgangsspannung

Die mechanische Bremse im Motor kann sowohl mit Gleich- als auch Wechselspannung versorgt werden. Die Ausgangsspannung wird von der internen Diode in der Schaltung der mechanischen Bremse gleichgerichtet. Die durchschnittliche an der Bremsdrossel anliegende Spannung behält ihren Wert.

V ILm Netz-Momentanspannung

Spannung der mechanischen Bremse

MBR

Abbildung 2.34 Momentanspannung V Durchschnittspegel von V

MBR

mit einem

MBR

Diese gleichgerichtete Spannung wird an der Drossel der mechanischen Bremse angelegt, mit dem geglätteten Stromverlauf ILm.

Die in Abbildung 2.33 gezeigte Spannung hat die Amplitude der Netzspannung und ein durchschnittliches Spannungsniveau berechnet als:

= 0,45 x V

MBR(DC)

Beispiele: VAC = 400 V VAC = 480 V

eff

⇒ V ⇒ V

= 180 VDC.

MBR

= 216 VDC.

MBR

Das durchschnittliche Ausgangsspannungsniveau wird direkt durch die Amplitude der zwischen den Phasen L1 und L2 gemessenen Netzspannung bestimmt.

HINWEIS

Maximale Nennspannung = 480 V AC.

2.7.1.2 Mechanische Bremssteuerung

In Hubanwendungen muss eine elektromechanische Bremse gesteuert werden können. Zur Ansteuerung der Bremse kann ein Relaisausgang (Relais 1 oder Relais 2/ digitale Bremse) oder ein programmierter Digitalausgang (Klemme 27 oder 29) dienen. Halten Sie den Ausgang normalerweise geschlossen (spannungsfrei), so lange der Frequenzumrichter den Motor nicht halten kann, z. B., weil die Last zu schwer ist. Wählen Sie bei Anwendungen mit elektromagnetischer Bremse die Option [32] Mechanische

Bremse in einem der folgenden Parameter:

Parameter 5-40 Relaisfunktion (Arrayparameter),

•

Parameter 5-30 Klemme 27 Digitalausgang, oder

•

Parameter 5-31 Klemme 29 Digitalausgang

•

Wird [32] Mechanische Bremse gewählt, so wird die mechanische Bremse beim Start normalerweise geschlossen, bis der Ausgangsstrom über einem voreingestellten Wert liegt. Wählen Sie diesen Wert in Parameter 2-20 Bremse öffnen bei Motorstrom. Beim Stopp wird die mechanische Bremse geschlossen, wenn die Drehzahl unter den in Parameter 2-21 Bremse schliessen bei Motordrehzahl gewählten Wert sinkt. Tritt am Frequenzumrichter ein Alarmzustand (z. B. ein Überstrom, eine Überspannung usw.) oder ein Safe Torque Off ein, so wird umgehend die mechanische Bremse geschlossen.

130BC970.10

Start term.18

1=on

Shaft speed

Start delay time

Brake delay time

Time

Output current

Relay 01or Relay 02/solid state brake

Pre-magnetizing current or DC hold current

Reaction time EMK brake

Par 2-20 Release brake current

Par 1-76 Start current/ Par 2-00 DC hold current

Par 1-74 Start speed

Par 2-21 Activate brake speed

Mechanical brake locked

Mechanical brake free

Par 1-71

Par 2-23

o

0=o

Produktübersicht Projektierungshandbuch

2 2

Abbildung 2.36 Mechanische Bremssteuerung für Hubanwendungen

In Hub- und Vertikalförderanwendungen muss eine elektromechanische Bremse gesteuert werden können.

Schrittweise Beschreibung

Zur Ansteuerung der mechanischen Bremse

•

können Sie jeden Relaisausgang, Digitalausgang (Klemme 27 oder 29) oder digitalen Bremsspannungsausgang (Klemme 122-123) verwenden, falls notwendig mit einem geeigneten Schütz.

Stellen Sie sicher, dass der Ausgang ausgeschaltet

•

ist, solange der Frequenzumrichter den Motor nicht ansteuern kann, z. B., weil die Last zu schwer ist oder der Motor noch nicht montiert ist.

Wählen Sie vor dem Anschließen der

•

mechanischen Bremse in Parametergruppe 5-4* Relais (oder in Parametergruppe 5-3* Digitalausgänge) die Option [32] Mechanische Bremse.

Die Bremse wird gelöst, wenn der Motorstrom

•

den eingestellten Wert in Parameter 2-20 Bremse öffnen bei Motorstrom überschreitet.

Die Bremse wird geschlossen, wenn die

•

Ausgangsdrehzahl niedriger als die in

HINWEIS

Empfehlung: Stellen Sie bei Vertikalförder- oder Hubanwendungen sicher, dass die Last im Notfall oder aufgrund einer Fehlfunktion eines einzelnen Bauteils wie einem Schütz usw. gestoppt werden kann. Befindet sich der Frequenzumrichter im Alarmmodus oder besteht eine Überspannungssituation, greift die mechanische Bremse sofort ein.

HINWEIS

Stellen Sie bei Hubanwendungen sicher, dass die Drehmomentgrenzen niedriger als die Stromgrenze eingestellt sind. Diese stellen Sie in

Parameter 4-16 Momentengrenze motorisch und Parameter 4-17 Momentengrenze generatorisch ein. Stellen

Sie die Stromgrenze in Parameter 4-18 Stromgrenze ein. Empfehlung: Stellen Sie Parameter 14-25 Drehmom.grenze

Verzögerungszeit auf [0], Parameter 14-26 WR-Fehler Abschaltverzögerung auf [0] und Parameter 14-10 Netzausfall-Funktion auf [3] Motorfreilauf.

Parameter 2-21 Bremse schliessen bei Motordrehzahl oder Parameter 2-22 Bremse schließen bei Motorfrequenz eingestellte Drehzahl ist und der

Frequenzumrichter einen Stoppbefehl durchführt.

to ta

130BA167.10

Last

Zeit

Drehzahl

Produktübersicht

VLT® Decentral Drive FCD 302

2.7.1.3 Verdrahtung der mechanischen Bremse

EMV (Twisted-Pair-Kabel/Abschirmung)

Um elektrische Störgeräusche von den Kabeln zwischen der mechanischen Bremse und dem Frequenzumrichter zu verringern, müssen Sie die Drähte verdrillen. Verwenden Sie eine Metallabschirmung für verbesserte EMV-Leistung.

Kabel mit verdrillten Aderpaaren, die die Motorkabel sowie Anschlusskabel für Bremse enthalten, können verwendet werden.

2.7.1.4 Mechanische Bremse in Hub- und Vertikalförderanwendungen

Ein Beispiel der erweiterten mechanischen Bremssteuerung für Hubanwendungen finden Sie unter Kapitel 4 Anwendungsbeispiele.

2.7.2 Dynamische Bremse

Dynamische Bremse durch:

Bremswiderstand: Ein Brems-IGBT leitet die

•

Bremsenergie vom Motor an den angeschlossenen Bremswiderstand (Parameter 2-10 Bremsfunktion = [1] Bremswi- derstand) und verhindert so, dass die Überspannung einen bestimmten Grenzwert überschreitet.

AC-Bremse: Durch Ändern der Verlustbedin-

•

gungen im Motor wird die Bremsenergie im Motor verteilt. Sie dürfen die AC-Bremsfunktion nicht in Anwendungen mit einer hohen Ein-/ Ausschaltfrequenz verwenden, da dies zu einer Überhitzung des Motors führen würde (Parameter 2-10 Bremsfunktion = [2] AC-Bremse).

DC-Bremse: Ein übermodulierter Gleichstrom

•

verstärkt den Wechselstrom und funktioniert als Wirbelstrombremse (Parameter 2-02 DC-Bremszeit ≠ 0 s).

zur Abschaltung des Frequenzumrichters aufgrund von Überspannung führen. Bremswiderstände dienen zur Ableitung der bei generatorischer Bremsung erzeugten Energie. Die Auswahl des Bremswiderstands erfolgt anhand seines ohmschen Widerstands, seines Leistungsverlusts und seiner Größe. Danfoss Bremswiderstände sind in mehreren Ausführungen erhältlich, zur internen oder externen Montage am Frequenzumrichter. Artikelnummern finden Sie in Kapitel 6.2.1 Bestellnummern: Zubehör.

2.7.2.2 Auswahl des Bremswiderstands

Wenn erhöhte Anforderungen mit generatorischem Bremsen bewältigt werden sollen, ist ein Bremswiderstand erforderlich. Die Verwendung eines Bremswiderstands gewährleistet, dass die Energie im Bremswiderstand und nicht im Frequenzumrichter absorbiert wird. Weitere

Informationen finden Sie im Projektierungshandbuch VLT Brake Resistor MCE 101.

Ist der Betrag der kinetischen Energie, die in jedem Bremszeitraum zum Widerstand übertragen wird, unbekannt, können Sie die durchschnittliche Leistung auf Basis der Zykluszeit und Bremszeit berechnen, was auch als Arbeitszyklus für Aussetzbetrieb bezeichnet wird. Der Arbeitszyklus für Aussetzbetrieb des Widerstandes gibt den Arbeitszyklus an, für den der Widerstand ausgelegt ist. Abbildung 2.37 zeigt einen typischen Bremszyklus.

HINWEIS

Der von den Motorlieferanten bei der Angabe der zulässigen Belastung häufig benutzte Betrieb S5 des Widerstands ist ein Ausdruck für den Arbeitszyklus für Aussetzbetrieb.

Sie können den Arbeitszyklus für Aussetzbetrieb des Widerstands wie folgt berechnen:

Arbeitszyklus = tb/T

T = Zykluszeit in Sekunden. tb ist die Bremszeit in Sekunden (als Teil der gesamten Zykluszeit).

2.7.2.1 Bremswiderstände

In bestimmten Anwendungen ist der Abbau kinetischer Energie erforderlich. Bei diesem Frequenzumrichter wird die Energie nicht in das Netz zurückgespeist. Stattdessen muss die kinetische Energie in Wärme umgewandelt werden und dies wird durch Bremsung mit einem Bremswiderstand erreicht.

In Anwendungen mit motorischem Bremsen wird Energie im Motor erzeugt und an den Frequenzumrichter zurückgegeben. Ist diese Energierückspeisung an den Motor nicht möglich, erhöht sich die Spannung im Zwischenkreis des Frequenzumrichters. In Anwendungen mit häufigem Bremsen oder hoher Trägheitsmasse kann diese Erhöhung

Abbildung 2.37 Dynamische Bremszykluszeit

Produktübersicht Projektierungshandbuch

Bremsar-

Zykluszeit [s]

3 x 380–480 V

PK37–P3K0 120 Dauerlast 40%

Tabelle 2.10 Bremsung bei hohem Überlastmoment

beitszyklus

bei 100 %

Drehmoment

Bremsarbeits-

zyklus bei

Übermoment

(150/160 %)

Bremswiderstände haben einen Arbeitszyklus von 5 %, 10 % und 40 %. Bei Anwendung eines Arbeitszyklus von 10 % können die Bremswiderstände die Bremsleistung über 10 % der Zykluszeit aufnehmen. Die übrigen 90 % der Zykluszeit werden zum Abführen überschüssiger Wärme genutzt.

HINWEIS

Stellen Sie sicher, dass der Bremswiderstand für die erforderliche Bremszeit ausgelegt ist.

Die maximal zulässige Last am Bremswiderstand wird als Spitzenleistung bei einem gegebenen Arbeitszyklus für Aussetzbetrieb ausgedrückt und wird berechnet als:

Höchstwert



Ω = 

wenn

Spitze

= P

x Mbr [%] x η

Motor

x η

VLT

[W]

Der Bremswiderstand hängt von der Zwischenkreisspannung (Udc) ab. Es gibt 4 Schaltschwellen der Bremsfunktion.

Größe Bremse aktiv Warnung vor

Abschaltung

FCD 302 3x380–480 V

Tabelle 2.11 Schwellwerte

778 V 810 V 820 V

Cutout (Abschaltung)

HINWEIS

Prüfen Sie, ob Ihr Bremswiderstand für eine Spitzenspannung von 820 V zugelassen ist, wenn Sie keine Bremswiderstände einsetzen.

Danfoss empfiehlt folgende Bremswiderstände R gewährleisten, dass der Frequenzumrichter mit dem maximal verfügbaren Bremsmoment (M

br(%)

bremst. Die entsprechende Formel lässt sich wie folgt schreiben:

x100

 Ω = 

η η

rec

motor

VLT

Motor,

beträgt in der Regel 0,90

beträgt in der Regel 0,98

xM

br( % )

xη

VLT

xη

Motor,



: Diese

rec

) von 160 %

Bei Frequenzumrichtern mit 480 V wird R

bei einer

rec

Bremsleistung von 160 % wie folgt ausgedrückt:

480V: R

rec

375300

= 

Motor,

 Ω 

HINWEIS

Der Widerstand in der Bremswiderstandsschaltung sollte den von Danfoss empfohlenen Wert nicht überschreiten. Bei einem Bremswiderstand mit höherem Ohmwert wird hingegen nicht mehr die maximale Bremsleistung von 160 % erzielt, und der Frequenzumrichter schaltet während der Bremsung möglicherweise mit DCÜberspannung ab.

HINWEIS

Bei einem Kurzschluss im Bremstransistor des Frequenzumrichters kann ein eventueller Leistungsverlust im Bremswiderstand nur durch Unterbrechung der Netzversorgung zum Frequenzumrichter (Netzschalter, Schütz) verhindert werden (das Schütz kann vom Frequenzumrichter gesteuert werden).

HINWEIS

Berühren Sie den Bremswiderstand nicht, da er während bzw. nach dem Bremsen sehr heiß werden kann. Um einer Brandgefahr zu entgehen, müssen Sie den Bremswiderstand in einer sicheren Umgebung platzieren.

2.7.2.3 Bremswiderstände 10 W

Bei Frequenzumrichtern mit der dynamischen Bremsoption ist ein Brems-IGBT zusammen mit den Klemmen 81 (R-) und 82 (R+) in jedem Wechselrichtermodul zum Anschluss an einen Bremswiderstand vorgesehen. Ein interner 10-W-Bremswiderstand kann im Installationskasten (Unterseite) installiert werden. Dieser optionale Widerstand eignet sich für Anwendungen, bei denen die Brems-IGBT nur für sehr kurze Arbeitszyklen aktiv ist, z. B. zur Vermeidung von Warnungen und Abschaltereignissen.

Zur Verwendung als interner Bremswiderstand:

Bremswiderstand 1750 Ω 10 W/100 % Bremswiderstand 350 Ω 10 W/100 %

Tabelle 2.12 Bremswiderstände 10 W

Zum Einbau in einem Installationskasten unter Motorklemmen. Zum Einbau in einem Installationskasten unter Motorklemmen.

2 2

Produktübersicht

VLT® Decentral Drive FCD 302

2.7.2.4 Bremswiderstand 40 %

Eine externe Anbringung des Bremswiderstand bietet die Vorteile, dass der Widerstand basierend auf Anwendungsanforderungen ausgewählt wird, die Energie aus dem Schaltschrank heraus leitet und den Frequenzumrichter vor Überhitzung schützt, falls der Bremswiderstand überlastet.

Nummer Funktion

81 (optionale Funktion) R- Bremswiderstandsklemmen 82 (optionale Funktion) R+

Tabelle 2.13 Bremswiderstände 40 %

Das Verbindungskabel zum Bremswiderstand

•

muss abgeschirmt sein. Schließen Sie die Abschirmung mit Kabelschellen am Metallgehäuse des Frequenzumrichters und am Metallgehäuse des Bremswiderstands an.

Dimensionieren Sie den Querschnitt des

•

Anschlusskabels für Bremse passend zum Bremsmoment.

2.7.2.5 Steuerung mit Bremsfunktion

wenn die Rampe-ab-Zeit zu kurz ist, da ein Abschalten des Frequenzumrichters vermieden wird. In dieser Situation wird jedoch die Rampe-Ab-Zeit automatisch verlängert.

HINWEIS

Sie können OVC nicht aktivieren, wenn Sie einen PMMotor betreiben (wenn Parameter 1-10 Motorart auf [1] PM, Vollpol SPM eingestellt ist).

2.7.2.6 Verdrahtung des Bremswiderstands

EMV (Twisted-Pair-Kabel/Abschirmung)

Um elektrische Störgeräusche von den Kabeln zwischen dem Bremswiderstand und dem Frequenzumrichter zu verringern, müssen Sie die Drähte verdrillen.

Verwenden Sie eine Metallabschirmung für verbesserte EMV-Leistung.

2.8 Safe Torque Off

Zur Ausführung der Funktion Safe Torque Off (STO) ist eine zusätzliche Verkabelung des Frequenzumrichters erforderlich. Nähere Informationen finden Sie in der

Bedienungsanleitung der Funktion Safe Torque Off (STO) für VLT® Frequency Converters.

Die Bremse ist gegen einen Kurzschluss des Bremswiderstands geschützt. Der Bremstransistor wird auf eine Kurzschlussbedingung hin überwacht. Eine eventuell vorhandene thermische Überwachung (Klixon) des Bremswiderstands kann vom Frequenzumrichter ausgewertet werden. Außerdem ermöglicht die Bremse ein Auslesen der aktuellen Leistung und der mittleren Leistung der letzten 120 s. Die Bremse kann ebenfalls die Bremsleistung überwachen und sicherstellen, dass sie die in Parameter 2-12 Bremswiderstand Leistung (kW) gewählte Grenze nicht überschreitet. In Parameter 2-13 Bremswiderst. Leistungsüberwachung legen Sie fest, welche Funktion ausgeführt wird, wenn die an den Bremswiderstand übertragene Leistung den in Parameter 2-12 Bremswi- derstand Leistung (kW) eingestellten Grenzwert überschreitet.

HINWEIS

Überwachen der Bremsleistung ist keine Sicherheitsfunktion; Hierfür ist ein Thermoschalter erforderlich. Der Bremswiderstandskreis ist nicht gegen Erdableitstrom geschützt.

Sie können Überspannungssteuerung (OVC) (ohne Bremswi- derstand) als alternative Bremsfunktion in Parameter 2-17 Überspannungssteuerung wählen. Diese Funktion ist für alle Geräte aktiv. Sie stellt sicher, dass bei Anstieg der Zwischenkreisspannung eine Abschaltung verhindert werden kann. Dies erfolgt durch Anheben der Ausgangsfrequenz zur Begrenzung der Zwischenkreisspannung. Es ist eine sehr nützliche Funktion, z. B.

EMV

2.9

2.9.1 Allgemeine Aspekte von EMVEmissionen

Schalttransienten sind in der Regel leitungsgeführt im Frequenzbereich von 150 kHz bis 30 MHz. Durch die Luft übertragene Störungen des Frequenzumrichtersystems im Frequenzbereich von 30 MHz bis 1 GHz werden durch den Wechselrichter, das Motorkabel und den Motor erzeugt. Durch kapazitive Ströme des Motorkabels, in Verbindung mit hohem dU/dt der Motorspannung, werden Ableitströme erzeugt. Die Verwendung eines abgeschirmten Motorkabels erhöht den Ableitstrom (siehe Abbildung 2.38), da abgeschirmte Kabel eine höhere Kapazität zu Erde haben als nicht abgeschirmte Kabel. Wird der Ableitstrom nicht gefiltert, verursacht dies in der Netzzuleitung größere Störungen im Funkfrequenzbereich unterhalb von etwa 5 MHz. Der Ableitstrom (I1) kann über die Abschirmung (I3) direkt zurück zum Gerät fließen. Es verbleibt dann nur ein kleines elektromagnetisches Feld (I4) vom abgeschirmten Motorkabel.

175ZA062.12

Produktübersicht Projektierungshandbuch

Die Abschirmung verringert zwar die abgestrahlte Störung, erhöht jedoch die Niederfrequenzstörungen am Netz. Schließen Sie den Motorkabelschirm an das Gehäuse des Frequenzumrichters sowie an das Motorgehäuse an. Verwenden Sie hierzu integrierte Schirmbügel um verdrillte Abschirmungsenden (Pigtails) zu vermeiden. Die verdrillten Schirmenden erhöhen die Abschirmungsimpedanz bei höheren Frequenzen, was den Abschirmungseffekt reduziert und den Ableitstrom (I4) erhöht. Wenn Sie abgeschirmte Kabel für Feldbus-Relais, Steuerleitungen, Signalschnittstelle und Bremse verwenden, ist die Abschirmung an beiden Enden niederimpedant mit Masse zu verbinden. In einigen Situationen ist zum Vermeiden von Stromschleifen jedoch eine Unterbrechung der Abschirmung notwendig.

2 2

1 Schutzleiter 2 Abschirmung 3 Netzversorgung 4 Frequenzumrichter 5 Abgeschirmtes Motorkabel 6 Motor

Abbildung 2.38 Beispiel - Erdableitstrom

In den Fällen, in denen die Montage der Abschirmung über eine Montageplatte für den Frequenzumrichter vorgesehen ist, muss diese Montageplatte aus Metall gefertigt sein, da die Ableitströme zum Gerät zurückgeführt werden müssen. Außerdem muss stets ein guter elektrischer Kontakt von der Montageplatte durch die Montageschrauben zur Masse des Frequenzumrichters gewährleistet sein.

Beim Einsatz ungeschirmter Leitungen werden einige Anforderungen hinsichtlich Störaussendung nicht erfüllt. Die Störfestigkeitsanforderungen werden jedoch erfüllt.

Halten Sie Motorkabel und Anschlusskabel für Bremse so kurz wie möglich, um das Störungsniveau des gesamten Systems (Frequenzwandler und Installation) so weit wie möglich zu reduzieren. Sie dürfen Steuer- und Buskabel nicht gemeinsam mit Motorkabeln und Anschlusskabeln für Bremse verlegen. Funkstörfrequenzen über 50 MHz (Luftstrahlung) werden insbesondere von der Regelelektronik erzeugt.

Produktübersicht

2.9.2 Emissionsanforderungen

VLT® Decentral Drive FCD 302

rungen von der beabsichtigten Verwendung des Frequenzumrichters ab. In der EMV-Produktnorm sind vier Kategorien definiert. Die Definitionen der 4 Kategorien zusammen mit den Anforderungen an leitungsgeführte Störaussendungen der Netzversorgungsspannung zeigt Tabelle 2.14.

Gemäß der EMV-Produktnorm für drehzahlveränderbare Frequenzumrichter, EN/IEC 61800-3:2004, hängen die EMV-Anforde-

Anforderungen an leitungsgeführte

Kategorie Definition

C1 In der ersten Umgebung (Wohn-, Geschäfts- und Gewerbebereich sowie Kleinbe-

triebe) installierte Frequenzumrichter mit einer Versorgungsspannung unter 1000 V.

C2 In der ersten Umgebung (Wohn-, Geschäfts- und Gewerbebereich sowie Kleinbe-

triebe) installierte Frequenzumrichter mit einer Versorgungsspannung unter 1000 V, die weder steckerfertig noch beweglich sind und von Fachkräften installiert und in Betrieb genommen werden müssen.

C3 In der zweiten Umgebung (Industriebereich) installierte Frequenzumrichter mit einer

Versorgungsspannung unter 1000 V.

C4 In der zweiten Umgebung (Industriebereich) installierte Frequenzumrichter mit einer

Versorgungsspannung gleich oder über 1000 V oder einem Nennstrom gleich oder über 400 A oder vorgesehen für den Einsatz in komplexen Systemen.

Tabelle 2.14 Emissionsanforderungen

Störaussendungen gemäß

Grenzwerten in EN 55011

Klasse B

Klasse A Gruppe 1

Klasse A Gruppe 2

Keine Begrenzung.

Es sollte ein EMV-Plan erstellt werden.

Wenn die Fachgrundnorm Störungsaussendung zugrunde gelegt wird, müssen die Frequenzumrichter die Grenzwerte in Tabelle 2.15 einhalten.

Anforderungen an leitungsgeführte

Umgebung Fachgrundnorm

Erste Umgebung (Wohnung und Büro) Zweite Umgebung (Industriebereich)

Tabelle 2.15 Grenzwertklassen der Störaussendung

Fachgrundnorm EN/IEC 61000-6-3 für Wohnbereich, Geschäfts- und Gewerbebereiche sowie Kleinbetriebe. Fachgrundnorm EN/IEC 61000-6-4 für Industriebereiche. Klasse A Gruppe 1

Störaussendungen gemäß Grenzwerten

in EN 55011

Klasse B

2.9.3 Störfestigkeitsanforderungen

Die Störfestigkeitsanforderungen für Frequenzumrichter sind abhängig von der Installationsumgebung. In Industriebereichen sind die Anforderungen höher als in Wohn- oder Bürobereichen. Alle Danfoss-Frequenzumrichter erfüllen die Störfestigkeitsanforderungen in Industriebereichen und dementsprechend auch die niedrigeren Anforderungen in Wohn- und Bürobereichen.

Um die Störfestigkeit gegenüber Schalttransienten durch andere zugeschaltete elektrische Geräte zu dokumentieren, wurde der nachfolgende Störfestigkeitstest durchgeführt, und zwar in einem System bestehend aus Frequenzumrichter (mit Optionen, falls relevant), abgeschirmter Steuerleitung und Steuerkasten mit Potenziometer, Motorkabel und Motor. Die Prüfungen wurden nach den folgenden Fachgrundnormen durchgeführt:

EN 61000-4-2 (IEC 61000-4-2): Elektrostatische Entladung (ESD): Simulation elektrostatischer Entladung von

•

Personen.

EN 61000-4-3 (IEC 61000-4-3): Elektromagnetisches Einstrahlfeld, amplitudenmodulierte Simulation der Auswir-

•

kungen von Radar- und Funkgeräten sowie von mobilen Kommunikationsgeräten.

Produktübersicht Projektierungshandbuch

EN 61000-4-4 (IEC 61000-4-4): Schalttransienten: Simulation von Störungen, herbeigeführt durch Schalten mit

•

einem Schütz, Relais oder ähnlichen Geräten.

EN 61000-4-5 (IEC 61000-4-5): Überspannungen: Simulation von Transienten, z. B. durch Blitzschlag in nahe

•

gelegenen Anlagen.

EN 61000-4-6 (IEC 61000-4-6): HF-Gleichtakt: Simulation der Auswirkung von Funksendegeräten, die an Verbin-

•

dungskabel angeschlossen sind.

Siehe Tabelle 2.16.

Spannungsbereich: 200–240 V, 380–480 V

Stoßspannungst-

ransienten

IEC 61000-4-5

Fachgrundnorm

Impulskette

IEC 61000-4-4

Abnahmekriterium B B B A A

2 kV/2 Ω Differenz-

betrieb

4 kV/12 Ω CM

4 kV/2 Ω

2 kV/2 Ω

Reihe

Motor

Bremse

Zwischenkreiskopplung

Steuerkabel

Standardbus

Relaisleitungen

Anwendungs- und FeldbusOptionen

LCP-Kabel

4 kV CM (Common

Mode)

4 kV CM (Common

Mode)

4 kV CM (Common

Mode)

4 kV CM (Common

Mode)

2 kV CM (Common

Mode)

2 kV CM (Common

Mode)

2 kV CM (Common

Mode)

2 kV CM (Common

Mode)

2 kV CM (Common

Mode)

0,5 kV/2 Ω

Externe 24 V DC

2 V CM (Common

Mode)

Differenzbetrieb

1 kV/12 Ω CM

(Common Mode)

Gehäuse — —

ESD

IEC

61000-4-2

Abgestrahlte elektromagne-

tische Felder

IEC 61000-4-3

— — 10 V

8 kV AD 6 kV CD

10 V/m —

HF-Gleichtakt-

spannung

IEC 61000-4-6

2 2

eff

Tabelle 2.16 EMV-Immunität

1) Einkopplung auf den Kabelschirm AD: Luftentladung (Air Discharge) CD: Kontaktentladung (Contact Discharge) CM (Common Mode): Gleichtakt (Common Mode) DM: Differenzbetrieb (Differential Mode)

Produktübersicht

2.9.4 EMV

VLT® Decentral Drive FCD 302

2.9.4.1 EMV-gerechte Installation

Nachstehend sind Hinweise für eine EMV-gerechte Installation von Frequenzumrichtern aufgeführt. Bitte halten Sie sich an diese Vorgaben, wenn eine Einhaltung der Ersten Umgebung nach EN 61800-3 gefordert ist. Handelt es sich um eine Installation in einer Zweiten Umgebung nach EN 61800-3, zum Beispiel industrielle Netze, oder wird die Installation von einem eigenen Trafo versorgt, dürfen Sie von diesen Richtlinien abweichen, was jedoch nicht empfohlen wird.. Siehe auch Kapitel 1.5.1 CE-Kennzeichnungen, Kapitel 2.9.1 Allgemeine Aspekte von EMV-Emissionen und Kapitel 2.9.7 EMV-Prüfergebnisse.

EMV-gerechte elektrische Installation:

Verwenden Sie nur geflochtene abgeschirmte Motorkabel und abgeschirmte Steuerleitungen. Die Schirmab-

•

deckung muss mindestens 80 % betragen. Die Abschirmung muss aus Metall – in der Regel Kupfer, Aluminium, Stahl oder Blei – bestehen. Für das Netzkabel gelten keine speziellen Anforderungen.

Bei Installationen mit starren Metallrohren sind keine abgeschirmten Kabel erforderlich; Sie müssen das Motorkabel

•

jedoch in einem anderen Installationsrohr als die Steuer- und Netzkabel installieren. Es ist ein durchgehendes Metallrohr vom Frequenzumrichter bis zum Motor erforderlich. Die EMV-Leistung flexibler Installationsrohre variiert sehr stark; hier sind entsprechende Herstellerangaben einzuholen.

Erden Sie Abschirmung/Installationsrohr bei Motorkabeln und Steuerleitungen beidseitig. In einigen Fällen ist es

•

nicht möglich, die Abschirmung an beiden Enden anzuschließen (fehlender Potenzialausgleich). Schließen Sie in diesem Fall zumindest die Abschirmung am Frequenzumrichter an.

Vermeiden Sie verdrillte Abschirmungsenden (Pigtails). Sie erhöhen die Impedanz der Abschirmung und

•

beeinträchtigen so den Abschirmeffekt bei hohen Frequenzen. Verwenden Sie stattdessen niederohmige Kabelschellen oder EMV-Kabelverschraubungen.

Verwenden Sie nach Möglichkeit in Schaltschränken, in denen der Frequenzumrichter untergebracht ist, ebenfalls

•

nur abgeschirmte Motor- und Steuerleitungen.

Führen Sie die Abschirmung möglichst dicht an den elektrischen Anschluss.

Abbildung 2.39 zeigt ein Beispiel einer EMV-gerechten elektrischen Installation des VLT® Decentral Drive FCD 302. Der Frequenzumrichter ist an eine SPS angeschlossen, die in einem separaten Schrank installiert ist. Auch andere Installationsweisen können ggf. eine ebenso gute EMV-Leistung erzielen, sofern Sie die vorstehenden Hinweise für eine ordnungsgemäße Installation befolgt haben.

Wenn die Installation nicht gemäß den Vorgaben erfolgt oder wenn Sie nicht abgeschirmte Kabel verwenden, können bestimmte Anforderungen hinsichtlich der Störaussendung voraussichtlich nicht erfüllt werden, auch wenn die Anforderungen an die Störfestigkeit erfüllt bleiben. Siehe Kapitel 2.9.7 EMV-Prüfergebnisse.

130BC989.10

L2 L3

Min. 16 mm

Equalizing cable

Control cables

Earthing rail

Cable insulation stripped

Output contactor etc.

Min. 200mm between control cables, motor cable and

Motor cable

Motor, 3 phases and

PLC etc.

Mains-supply

mains cable

PLC

Protective earth

Reinforced protective earth

Produktübersicht Projektierungshandbuch

2 2

Abbildung 2.39 EMV-gerechte elektrische Installation eines Frequenzumrichters

Zwischen dem Feldbuskabel und dem Motorkabel sowie zwischen dem Feldbuskabel und dem Netzkabel muss ein Mindestabstand von 200 mm (7.87 in) eingehalten werden. Falls dies nicht möglich ist, verwenden Sie die optionale Erdverbindung

(PE) an der Unterseite des VLT® Decentral Drive FCD 302.

130BG474.10

Produktübersicht

VLT® Decentral Drive FCD 302

Potenzialausgleichskabel

Da die Abschirmung des Kommunikationskabels über jeden Frequenzumrichter/jedes Gerät mit der Erde verbunden werden muss, besteht die Gefahr, dass am Kommunikationskabel Strom anliegt. Dies kann Kommunikationsprobleme verursachen, da der Ausgleichsstrom möglicherweise die Kommunikation stört. Bringen Sie zur Reduzierung der Ströme in der Abschirmung des Kommunikationskabels immer ein kurzes Erdungskabel zwischen den Geräten an, die mit demselben Kommunikationskabel verbunden sind. Danfoss empfiehlt die Verwendung eines Ausgleichskabels mit einem Kabelquerschnitt von mindestens 16 mm2 (6 AWG), das parallel zum Kommunikationskabel zu installieren ist.

Verwenden Sie für einen einwandfreien Ausgleich zwischen

Decentral Drive FCD 302 in einer dezentralen Instal-

VLT

lation die externe Ausgleichsklemme von Danfoss (Bestellnummer 130B5833).

2.9.4.2 Verwendung von EMV-gerechter

Verkabelung

Abbildung 2.40 Netzanschluss-Schaltbild

Elektrische Erdanschlüsse

Schließen Sie die Schutzerdung zur Gewährleistung der elektrischen Sicherheit immer an den dafür vorgesehenen

Anschlüssen im Installationskasten des VLT® Decentral Drive FCD 302 an. Siehe Abbildung 2.41.

Danfoss empfiehlt die Verwendung abgeschirmter Kabel, um die EMV-Immunität der Steuerleitungen zu optimieren und die EMV-Störaussendung der Motorkabel zu verhindern.

Die Fähigkeit eines Kabels, ein- und ausstrahlende elektrische Störstrahlung zu reduzieren, hängt von der Übertragungsimpedanz (ZT) ab. Die Abschirmung von Kabeln ist normalerweise darauf ausgelegt, die Übertragung elektrischer Störungen zu mindern, wobei allerdings Abschirmungen mit niedrigerem (ZT) wirksamer sind als Abschirmungen mit höherer Übertragungsimpedanz (ZT).

Die Übertragungsimpedanz (ZT) wird von den Kabelherstellern selten angegeben. Durch Sichtprüfung und Beurteilung der mechanischen Eigenschaften des Kabels lässt sich die Übertragungsimpedanz jedoch einigermaßen abschätzen.

Sie können die Übertragungsimpedanz (ZT) anhand folgender Faktoren beurteilen:

Die Leitfähigkeit des Abschirmmaterials.

•

Den Kontaktwiderstand zwischen den Leitern des

•

Abschirmmaterials.

Die Schirmabdeckung, d. h. die physische Fläche

•

des Kabels, die durch den Schirm abgedeckt ist; wird häufig in Prozent angegeben.

Art der Abschirmung (geflochten oder verdrillt).

•

Abbildung 2.41 Elektrische Erdanschlüsse

PLC

130BB922.12

PE PE

<10 mm

100nF

PLC

<10 mm

130BB609.12

130BB923.12

PE PE

69 68 61

<10 mm

Produktübersicht Projektierungshandbuch

Abbildung 2.43 Abschirmung von Steuerleitungen

50-Hz-Brummschleifen

Bei sehr langen Steuerleitungen können Brummschleifen auftreten. Beheben Sie dieses Problem durch Anschluss eines Schirmendes an Erde über einen 100-nF-Kondensator (mit möglichst kurzen Leitungen).

Mindestens 16 mm2 (6 AWG)

2 Potenzialausgleichskabel

2 2

a. Aluminium-Ummantelung mit Kupferdraht b. Verdrillter Kupferdraht oder bewehrtes (abgeschirmtes)

Stahldrahtkabel

c. Einlagiges Kupferdrahtgeflecht mit prozentual schwankender

Schirmabdeckung. Mindestanforderung. d. Zweilagiges Kupferdrahtgeflecht e. Zweilagiges Kupferdrahtgeflecht mit magnetischer,

abgeschirmter Zwischenlage f. In Kupfer- oder Stahlrohr geführtes Kabel g. Bleikabel mit 1,1 mm (0.04 inch) Wandstärke

Abbildung 2.42 Übertragungsimpedanz

2.9.4.3 Erdung abgeschirmter Steuerleitungen

Korrekte Abschirmung

Die bevorzugte Methode zur Abschirmung ist in den meisten Fällen die beidseitige Befestigung von Steuerleitungen und Kabeln mit Schirmbügeln, um möglichst großflächigen Kontakt von Hochfrequenzkabeln zu erreichen. Besteht zwischen dem Frequenzumrichter und der SPS ein unterschiedliches Erdpotenzial, können Ausgleichsströme auftreten, die das gesamte System stören. Schaffen Sie Abhilfe durch das Anbringen eines Potenzialausgleichskabels neben der Steuerleitung. Mindestleitungsquerschnitt: 16 mm2 (6 AWG).

Abbildung 2.44 Abschirmung für 50-Hz-Brummschleifen

Vermeidung von EMV-Störungen auf der seriellen Kommunikation

Diese Klemme ist intern über ein RC-Glied mit Erde verbunden. Verwenden Sie verdrillte Aderpaare zur Reduzierung von Störungen zwischen Leitern. Die empfohlene Methode ist in Abbildung 2.45 dargestellt.

Mindestens 16 mm2 (6 AWG)

2 Potenzialausgleichskabel

Abbildung 2.45 Abschirmung zur Vermeidung von EMVStörungen, serielle Kommunikation

130BB924.12

PE PE

<10 mm

175HA034.10

Produktübersicht

VLT® Decentral Drive FCD 302

Alternativ können Sie die Verbindung zu Klemme 61 lösen:

Abbildung 2.47 Zwischenkreisspulen

Mindestens 16 mm2 (6 AWG)

2 Potenzialausgleichskabel

Abbildung 2.46 Abschirmung zur Vermeidung von EMVStörungen, serielle Kommunikation, ohne Klemme 61

2.9.4.4 EMV-Schalter

Ungeerdete Netzversorgung

Wird der Frequenzumrichter von einer isolierten Netzstromquelle (IT-Netz, potenzialfreie Dreieckschaltung und geerdete Dreieckschaltung) oder TT/TNS-Netz mit geerdetem Zweig versorgt, stellen Sie den EMV-Schalter über Parameter 14-50 EMV-Filter auf [Off ]. Stellen Sie andernfalls Parameter 14-50 EMV-Filter auf [On]. Weitere Informationen finden Sie in:

IEC 364-3.

•

Anwendungshinweis VLT

•

wichtig, Isolationsmonitore zu verwenden, die zusammen mit der Leistungselektronik (IEC 61557-8) einsetzbar sind.

am IT-Netz. Es ist

HINWEIS

Oberschwingungsströme können eventuell Kommunikationsgeräte stören, die an denselben Transformator angeschlossen sind, oder Resonanzen in Verbindung mit Blindstromkompensationsanlagen verursachen.

Eingangsstrom

eff

11-49

Tabelle 2.18 Oberschwingungsströme und Effektiv-Eingangsstrom

Um Oberschwingungsströme gering zu halten, sind Frequenzumrichter bereits serienmäßig mit Zwischenkreisspulen ausgestattet. Zwischenkreisspulen verringern die gesamte Spannungsverzerrung THD um 40 %.

2.9.5.1 Einfluss von Oberschwingungen in einer Energieverteilungsanlage

1,0 0,9 0,4 0,2

<0,1

2.9.5 Netzversorgungsstörung/rückwirkung

In Abbildung 2.48 ist ein Transformator auf der Primärseite mit einem Verknüpfungspunkt PCC1 an der Mittelspannungsversorgung verbunden. Der Transformator hat eine

Ein Frequenzumrichter nimmt vom Netz einen nicht sinusförmigen Strom auf, der den Eingangsstrom I

eff

erhöht. Nicht sinusförmige Ströme können mithilfe einer Fourier-Analyse in Sinusströme verschiedener Frequenz, d. h. in verschiedene Oberschwingungsströme IN mit einer

Impedanz Z PCC (Point of Common Coupling, Verknüpfungspunkt), an dem alle Verbraucher angeschlossen sind, ist PCC2. Jeder Verbraucher wird durch Kabel mit einer Impedanz Z1, Z2, Z angeschlossen.

und speist eine Reihe von Verbrauchern. Der

xfr

Grundfrequenz von 50 Hz, zerlegt werden:

Oberschwingungsströme I

Hz 50 Hz 250 Hz 350 Hz

Tabelle 2.17 Oberschwingungsströme

Die Oberschwingungen tragen nicht direkt zur Leistungsaufnahme bei; sie erhöhen jedoch die Wärmeverluste bei der Installation (Transformator, Leitungen). Bei Anlagen mit einem hohen Anteil an Gleichrichterlasten ist es daher wichtig, die Oberschwingungsströme auf einem niedrigen Pegel zu halten, um eine Überlast des Transformators und zu hohe Temperaturen in den Kabeln zu vermeiden.

Non-linear

Current Voltage

System

Impedance

Disturbance to

other users

Contribution to

system losses

130BB541.10

Produktübersicht Projektierungshandbuch

Abbildung 2.49 Störende Wirkungen von Oberschwingungen

2.9.5.2 Normen und Anforderungen zur

2 2

Oberschwingungsbegrenzung

Abbildung 2.48 Kleine Verteilanlage

Von nichtlinearen Verbrauchern aufgenommene Oberschwingungsströme führen durch den Spannungsabfall an den Impedanzen des Stromverteilungssystems zu einer Spannungsverzerrung. Höhere Impedanzen ergeben höhere Grade an Spannungsverzerrung.

Die Stromverzerrung steht mit der Geräteleistung und der individuellen Last in Verbindung. Spannungsverzerrung steht mit der Systemleistung in Verbindung. Die Spannungsverzerrung im PCC kann nicht ermittelt werden, wenn nur die Oberschwingungsleistung der Last bekannt ist. Um die Verzerrung im PCC vorhersagen zu können, müssen die Konfiguration des Verteilungssystems und die entsprechenden Impedanzen bekannt sein.

Ein häufig verwendeter Begriff, um die Impedanz eines Stromnetzes zu beschreiben, ist das Kurzschlussverhältnis R

, definiert als das Verhältnis zwischen Kurzschluss-

sce

Scheinleistung der Versorgung am PCC (Ssc) und der Nennscheinleistung der Last (S

wenn

sce

equ

Ssc=

Die störende Wirkung von Oberschwingungen hat zwei Faktoren

•

Versorgung

Oberschwingungsströme tragen zu Systemverlusten bei (in Verkabelung, Transformator).

Spannungsverzerrung durch Oberschwingungen führt zu Störungen anderer Verbraucher und erhöht Verluste in anderen Verbrauchern.

und

equ

= U × I

equ

Die Anforderungen an die Oberschwingungsbegrenzungen können folgende sein:

Anwendungsspezifische Anforderungen

•

Einzuhaltende Normen

•

Die anwendungsspezifischen Anforderungen beziehen sich auf eine konkrete Anlage, in der technische Gründe für die Begrenzung der Oberschwingungen vorliegen.

Beispiel: Ein 250-kVA-Transformator mit zwei angeschlossenen 110-kW-Motoren reicht aus, wenn einer der Motoren direkt an das Netz geschaltet und der andere über einen Frequenzumrichter gespeist wird. Der Transformator ist jedoch unterdimensioniert, wenn beide Motoren über einen Frequenzumrichter gespeist werden. Durch Verwendung zusätzlicher Maßnahmen zur Oberschwingungsreduzierung in der Anlage oder Wahl von Low Harmonic Drives ermöglichen den Betrieb beider Motoren mit Frequenzumrichtern.

Es gibt verschiedene Normen, Vorschriften und Empfehlungen zur Reduzierung von Oberschwingungen. Normen unterscheiden sich je nach Land und Industrie. Die folgenden Normen sind am häufigsten anwendbar:

IEC61000-3-2

•

IEC61000-3-12

•

IEC61000-3-4

•

IEEE 519

•

G5/4

•

Genaue Angaben zu jeder Norm enthält das VLT® Advanced Harmonic Filter AHF-Projektierungshandbuch 005/010.

Produktübersicht

VLT® Decentral Drive FCD 302

2.9.5.3 Reduzierung, Vermeidung oder

2.9.5.4 Oberschwingungsberechnung Kompensation von Oberschwingungen

In Fällen, in denen zusätzliche Oberschwingungsunterdrückung gefordert ist, bietet Danfoss eine Vielzahl von Geräten zur Reduzierung, Vermeidung oder Kompensation von Netzrückwirkungen an. Diese sind:

VLT® 12-Puls-Frequenzumrichter.

•

VLT® AHF-Filter.

•

VLT® Low Harmonic Drives.

•

VLT® Advanced Active Filters.

•

Die Wahl der richtigen Lösung hängt von verschiedenen Faktoren ab:

Das Stromnetz (Hintergrundverzerrung, Netzasym-

•

metrie, Resonanz und Art der Versorgung (Transformator/Generator))

Anwendung (Lastprofil, Anzahl Lasten und

•

Lastgröße)

Örtliche/nationale Anforderungen/Vorschriften

•

(IEEE 519, IEC, G5/4 usw.)

Gesamtkosten für den Eigentümer (Anschaffungs-

•

kosten, Wirkungsgrad, Wartung usw.)

Die Danfoss VLT® Harmonic Calculation MCT31-Software kann das Maß an Spannungsverzerrung am Netz sowie notwendige Gegenmaßnahmen bestimmen. Das kostenfreie Tool MCT 31 können Sie herunterladen unter www.danfoss.com. Die Software ist äußerst benutzerfreundlich ausgelegt und beschränkt sich nur auf Systemparameter, die normalerweise zugänglich sind.

2.9.6 Fehlerstromschutzschalter

Je nach Anforderung der örtlichen Sicherheitsvorschriften kann als zusätzliche Schutzmaßnahme eine zusätzliche Schutzerdung, Nullung oder der Einsatz eines FI-Schutzschalters (Fehlerstromschutzschalter) vorgeschrieben sein. Bei einem Erdschluss kann im Fehlerstrom ein Gleichstromanteil enthalten sein. Fehlerstromschutzschalter sind gemäß den örtlichen Vorschriften anzuwenden. Die Relais müssen für die Absicherung von Geräten mit dreiphasigem Brückengleichrichter und für einen kurzzeitigen Impulsstrom bei NetzEinschaltung unter Verwendung von Fehlerstromschutzschaltern zugelassen sein.

2.9.7 EMV-Prüfergebnisse

Folgende Ergebnisse wurden unter Verwendung eines Systems mit einem Frequenzumrichter (mit Optionen, falls erforderlich), einer abgeschirmten Steuerleitung, eines Steuerkastens mit Potenziometer sowie eines Motors und geschirmten Motorkabels erzielt.

EMV-Filtertyp Leitungsgeführte Störaussendung Abgestrahlte Störaussendung

Normen und Anforderungen

FCD 302

Tabelle 2.19 EMV-Prüfergebnisse (Störaussendung, Störfestigkeit)

EN 55011 Klasse B Klasse A Gruppe 1 Klasse A Gruppe 2 Klasse B Klasse A

Gruppe 1

Wohnbereich,

Geschäfts- und

Gewerbereich

sowie Kleinbe-

triebe

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

Erste

Umgebung

Wohnungen

und Büro

0,37–3 kW

(0,5–4 HP)

Nein 10 m (32,8 ft) 10 m (32,8 ft) Nein Ja

Industriebereich Industriebereich Wohnbereich,

Geschäfts- und

Gewerbereich

sowie Kleinbe-

triebe

Erste Umgebung Wohnungen und

Büro

Zweite Umgebung

Industrie

Erste Umgebung Wohnungen und

Büro

Industriebereich

Erste

Umgebung

Wohnungen

und Büro

Systemintegration Projektierungshandbuch

3 Systemintegration

3.1 Umgebungsbedingungen

3.1.1 Luftfeuchtigkeit

Der Frequenzumrichter erfüllt die Norm IEC/EN 60068-2-3, EN 50178 Pkt. 9.4.2.2 bei 50 °C (122 °F).

3.1.2 Aggressive Umgebungsbedingungen

Ein Frequenzumrichter besteht aus vielen mechanischen und elektronischen Komponenten. Alle reagieren mehr oder weniger empfindlich auf Umwelteinflüsse.

HINWEIS

Der Frequenzumrichter darf nicht in Umgebungen installiert werden, deren Atmosphäre Aerosol-Flüssigkeiten, Stäube oder Gase enthält, die die elektronischen Bauteile beeinflussen oder beschädigen können. Werden in solchen Fällen nicht die erforderlichen Schutzmaßnahmen getroffen, so verkürzt sich die Lebensdauer des Frequenzumrichters und es erhöht sich das Risiko von Ausfällen.

Schutzart gemäß IEC 60529

In Umgebungen mit hohen Temperaturen und viel Feuchtigkeit lösen korrosionsfördernde Gase, z. B. Schwefel, Stickstoff und Chlorgemische, chemische Prozesse aus, die sich auf die Bauteile des Frequenzumrichters auswirken.

Derartige chemische Reaktionen können die elektronischen Bauteile sehr schnell in Mitleidenschaft ziehen und zerstören. In solchen Umgebungen empfiehlt es sich, die Geräte in einen extern belüfteten Schaltschrank einzubauen, sodass die aggressiven Gase vom Frequenzumrichter ferngehalten werden. Als zusätzlichen Schutz in solchen Bereichen können Sie als Option eine bessere Beschichtung der Platinen bestellen.

HINWEIS

Die Aufstellung eines Frequenzumrichters in aggressiven Umgebungsbedingungen verkürzt die Lebensdauer des Geräts erheblich und erhöht das Risiko von Ausfällen.

Vor der Installation des Frequenzumrichters muss die Umgebungsluft auf Flüssigkeiten, Stäube und Gase geprüft werden. Dies kann z. B. geschehen, indem man in der jeweiligen Umgebung bereits vorhandene Installationen näher in Augenschein nimmt. Typische Anzeichen für schädliche Aerosol-Flüssigkeiten sind an Metallteilen haftendes Wasser oder Öl oder Korrosionsbildung an Metallteilen.

Übermäßige Mengen Staub finden sich häufig an Schaltschränken und vorhandenen elektrischen Installationen. Ein Anzeichen für aggressive Schwebegase sind Schwarzverfärbungen von Kupferstäben und Kabelenden bei vorhandenen Installationen.

3.1.3 Vibrationen und Erschütterungen

Der Frequenzumrichter wurde Prüfverfahren gemäß den folgenden Normen unterzogen:

Der Frequenzumrichter entspricht den Anforderungen für Geräte zur Wandmontage, sowie bei Montage an Maschinengestellen oder in Schaltschränken.

IEC/EN 60068-2-6: Schwingung (sinusförmig) -

•

1970

IEC/EN 60068-2-64: Schwingung, Breitband-

•

rauschen (digital geregelt)

3.1.4 Störgeräusche

Störgeräusche von Frequenzumrichtern haben die folgenden Ursachen:

DC-Zwischenkreisdrosseln.

•

EMV-Filterdrossel.

•

Der VLT® Decentral Drive FCD 302 weist keine erhebliche Störaussendung auf. Angaben zu Störgeräuschen finden Sie in Kapitel 7 Technische Daten.

Montagepositionen

3.2

Der VLT® Decentral Drive FCD 302 besteht aus 2 Teilen:

Dem Installationskasten

•

Dem Elektronikteil

•

Einzelmontage

Die Löcher an der Rückseite des Installations-

•

kastens dienen zur Befestigung der Halterungen.

Stellen Sie sicher, dass die Festigkeit der

•

Montageposition zum Tragen des Gerätegewichts ausreicht.

Stellen Sie sicher, dass geeignete Schrauben

•

verwendet werden.

3 3

130BB701.10

130BC382.10

130BC383.10

Systemintegration

VLT® Decentral Drive FCD 302

3.2.1 Montagepositionen für hygienische

Anwendungen

Der VLT® Decentral Drive FCD 302 wurde gemäß EHEDGRichtlinien entwickelt und ist damit zum Einbau in

Umfeldern mit starkem Schwerpunkt auf einfacher Reinigung geeignet.

Befestigen Sie den FCD 302 senkrecht an einer Wand oder einem Maschinenrahmen, um sicherzustellen, dass Flüssigkeiten aus dem Gehäuse ablaufen. Richten Sie das Gerät so aus, dass sich die Kabelanschlüsse am Unterteil befinden.

Verwenden Sie Kabelanschlüsse, die für hygienische Anwendungsanforderungen ausgelegt sind, z. B. Rittal HD

2410.110/120/130. Kabelanschlüsse in Hygieneausführung

sorgen für optimale Reinigungsfreundlichkeit der Anlage.

Abbildung 3.1 FCD 302 in Einzelmontage mit Halterungen

Zulässige Montagepositionen

HINWEIS

Nur Frequenzumrichter mit hygienischer Bauform, Bezeichnung FCD 302 P XXX T4 W69, sind nach EHEDG zertifiziert.

Abbildung 3.2 Zulässige Montagepositionen – Standardanwendungen

Abbildung 3.3 Zulässige Montagepositionen für hygienische Anwendungen

130BC286.10

U 96 V 97 W 98

L1 91 L2 92 L3 93

1 2

U 96 V 97 W 98

L1 91 L2 92 L3 93

1 2

3 4

7 8

130BC287.10

Systemintegration Projektierungshandbuch

3.3 Eingang: Netzseitige Dynamik

3.3.1 Anschlüsse

3.3.1.1 Allgemeine Hinweise zu Kabeln

HINWEIS

Allgemeine Hinweise zu Kabeln Befolgen Sie stets die nationalen und lokalen Vorschriften zum Leitungsquerschnitt und zur Umgebungstemperatur. Kupferleiter (75 °C (175 °F)) werden empfohlen.

3.3.1.2 Netz- und Erdanschluss

Zu Montageanweisungen und zur Lage der Klemmen siehe

Decentral Drive FCD 302 Bedienungsanleitung.

VLT

Netzanschluss

1 Durchschleifklemmen 2 Trennschalter

Abbildung 3.4 Nur große Bauform: Trennschalter und Netztrenner

3 3

Abbildung 3.6 Motor- und Netzanschluss mit Wartungsschalter

Der Wartungsschalter ist sowohl bei kleinen als auch bei großen Geräten optional. Der Schalter ist auf der Motorseite montiert. Alternativ können Sie den Schalter an der Netzseite anbringen oder auslassen.

Beim großen Gerät ist der Trennschalter optional. Sie können das große Gerät entweder mit Wartungsschalter oder Trennschalter konfigurieren, aber nicht mit beidem. Abbildung 3.6 ist in der Praxis nicht konfigurierbar, sondern dient nur dazu, die jeweilige Position der Einzelteile zu zeigen.

In der Regel handelt es sich bei den Netzleistungskabeln um ungeschirmte Kabel.

3.3.1.3 Relaisanschluss

Um den Relaisausgang einzustellen, siehe Parametergruppe 5-4* Relais.

Nummer Beschreibung

01-02 Schließer (normal offen) 01-03 Öffner (normal geschlossen) 04-05 Schließer (normal offen) 04-06 Öffner (normal geschlossen)

Abbildung 3.5 Nur große Bauform: Wartungsschalter am Netz

1 Durchschleifklemmen

mit Durchschleifklemmen

Tabelle 3.1 Relaiseinstellungen

Zur Lage der Relaisklemmen siehe VLT® Decentral Drive FCD 302-Bedienungsanleitung.

Systemintegration

VLT® Decentral Drive FCD 302

3.3.2 Sicherungen und Trennschalter

3.3.2.1 Sicherungen

Sicherungen und/oder Trennschalter sind versorgungsseitig

als Schutz für den Fall einer Bauteilstörung im Inneren des Frequenzumrichters (erster Fehler) empfohlen.

HINWEIS

Die Verwendung von Sicherungen bzw. Trennschaltern ist zur Übereinstimmung mit IEC 60364 für CE oder NEC 2009 für UL zwingend erforderlich.

HINWEIS

Sie müssen Personen und Gegenstände vor den Auswirkungen einer Bauteilstörung im Inneren des Frequenzumrichters schützen.

Schutz des Abzweigkreises

Zum Schutz der Installation vor elektrischen Gefahren und Bränden müssen alle Abzweigkreise in einer Installation, in Getrieben, Maschinen usw. gemäß nationalen und internationalen Richtlinien vor Kurzschluss und Überstrom geschützt sein.

HINWEIS

Die gegebenen Empfehlungen bieten keinen Schutz des Abzweigkreises zur Erfüllung der UL-Anforderungen.

Kurzschlussschutz

Danfoss empfiehlt die Verwendung der unten aufgeführten Sicherungen/Trennschalter zum Schutz von Wartungspersonal und Gegenständen im Falle einer Bauteilstörung im Frequenzumrichter.

3.3.2.2 Empfehlungen

VORSICHT

Im Falle einer Fehlfunktion kann das Nichtbeachten der Empfehlung zu Gefahren für den Bediener und Schäden am Frequenzumrichter und anderen Geräten führen.

Die folgenden Abschnitte führen den empfohlenen Nennstrom auf. Danfoss empfiehlt Sicherungstyp gG und Danfoss-Trennschalter CB (Danfoss - CTI-25M). Andere Arten von Trennschaltern können unter der Voraussetzung verwendet werden, dass sie die dem Frequenzumrichter zugeführte Energie auf ein Niveau begrenzen, das dem der Danfoss-Sicherungen entspricht oder niedriger ist.

Befolgen Sie die Empfehlungen für Sicherungen und Trennschalter, um sicherzustellen, dass Beschädigungen am Frequenzumrichter nur intern auftreten.

Weitere Informationen finden Sie im Anwendungshinweis Sicherungen und Trennschalter.

3.3.2.3 CE-Konformität

Sicherungen und Trennschalter müssen zwingend der IEC 60364 entsprechen. Danfoss empfiehlt Sicherungen bis Größe gG-25. Diese Sicherungsgröße ist für einen Kurzschlussstrom von max.

100.000 A

korrekten Sicherung liegt der Nennkurzschlussstrom (SCCR) des Frequenzumrichters bei 100.000 A

. (symmetrisch) bei 480 V geeignet. Mit der

eff

3.3.2.4 UL-Konformität

Sicherungen und Trennschalter müssen zwingend der NEC 2009 entsprechen. Verwenden Sie zur Erfüllung der UL/ cUL-Anforderungen die Vorsicherungen in Tabelle 7.2 und halten Sie sich an die in Kapitel 7.2 Elektrische Daten und Kabelquerschnitte aufgeführten Bedingungen.

Die Strom- und Spannungsnennwerte gelten auch für UL.

3.4 Ausgang: Motorseitige Dynamik

3.4.1 Motoranschluss

HINWEIS

Zur Einhaltung der Vorgaben der EMV-Emissionsrichtlinie werden abgeschirmte Kabel empfohlen.

Zur korrekten Dimensionierung von Motorkabelquerschnitt und -länge siehe Kapitel 7.3 Allgemeine technische Daten.

Abschirmung von Kabeln

Vermeiden Sie verdrillte Abschirmungsenden (Pigtails), die hochfrequent nicht ausreichend wirksam sind. Wenn Sie den Kabelschirm unterbrechen müssen (z. B. um ein Motorschütz oder einen Reparaturschalter zu installieren), müssen Sie die Abschirmung hinter der Unterbrechung mit der geringstmöglichen HF-Impedanz fortführen. Schließen Sie den Motorkabelschirm am Abschirmblech des Frequenzumrichters und am Metallgehäuse des Motors an. Stellen Sie die Schirmverbindungen mit einer möglichst großen Kontaktfläche (Kabelschellen) her. Dies kann unter Verwendung des im Lieferumfang des Frequenzumrichters enthaltenen Zubehörs erfolgen. Wenn Sie den Kabelschirm unterbrechen müssen (z. B. um ein Motorschütz oder einen Reparaturschalter zu installieren), müssen Sie die Abschirmung hinter der Unterbrechung mit der geringstmöglichen HF-Impedanz fortführen.

Kabellänge und -querschnitt

Der Frequenzumrichter ist mit einer bestimmten Kabellänge und einem bestimmten Kabelquerschnitt getestet worden. Wird der Kabelquerschnitt erhöht, so erhöht sich auch der kapazitive Widerstand des Kabels und damit der Ableitstrom - sodass die Kabellänge dann entsprechend verringert werden muss. Das Motorkabel

175ZA114.11

96 97 98

Motor

130BC981.10

2 2 22332

2226

Systemintegration Projektierungshandbuch

muss möglichst kurz sein, um das Geräuschniveau und Ableitströme auf ein Minimum zu beschränken.

Sie können alle 3-phasigen Standard-Asynchronmotoren an einen Frequenzumrichter anschließen. Normalerweise wird für kleine Motoren Sternschaltung verwendet (230/400 V, Y), für große Motoren Dreieckschaltung (400/690 V, Δ). Schaltungsart (Stern/Dreieck) und Anschlussspannung sind auf dem Motor-Typenschild angegeben.

Zu Montageanweisungen für Netz- und Motorkabel siehe

die VLT

Decentral Drive FCD 302-Bedienungsanleitung.

Klem

96 97 98 99

Abbildung 3.7 Stern-/Dreieck-Erdverbindungen

Nr.

U V W

U1 V1 W1

W2 U2 V2 6 Leiter vom Motor.

U1 V1 W1

Motorspannung 0-100 % der

Netzspannung 3 Leiter vom Motor. Dreieckschaltung.

Sternschaltung (U2, V2, W2)

U2, V2 und W2 sind miteinander zu

HINWEIS

Bei Motoren ohne Phasentrennpapier oder eine andere geeignete Isolationsverstärkung für den Betrieb mit Spannungsversorgung (wie ein Frequenzumrichter) bringen Sie einen Sinusfilter am Ausgang des Frequenzumrichters an.

verbinden.

Der VLT® Decentral Drive FCD 302 ist auch als NPT-

Tabelle 3.2 Motoranschlussklemmen

1) Erdung

Ausführung in 2 verschiedenen Varianten erhältlich.

3 3

Metrisch NPT 1 für USA NPT 2 für USA

1 Bremse M20 1/2” NPT 1/2” NPT 2 8xM16 8xM16 3/8” NPT (mit Ausnahme des Erdsteckers,

3 2xM20 2xM20 1/2” NPT 4 Netzkabel M25 3/4” NPT 3/4” NPT 5 M20 M20 1/2” NPT 6 24 V M20 1/2” NPT 1/2” NPT 7 Motor M25 3/4” NPT 3/4” NPT

Abbildung 3.8 Kabeleinführungsöffnungen - große Bauform

dieser ist M16)

130BC986.10

130BC983.10

175HA036.11

96 97 98

Motor

96 97 98

Motor

Systemintegration

VLT® Decentral Drive FCD 302

3.4.2 Netztrennschalter

Der Frequenzumrichter ist mit den folgenden optionalen Schaltern lieferbar:

Wartungsschalter auf Netzseite oder Motorseite

•

Klemme U/T1/96 angeschlossen an Phase U.

•

Klemme V/T2/97 angeschlossen an Phase V.

•

Klemme W/T3/98 angeschlossen an Phase W.

•

oder

integrierter Trennschalter auf der Netzseite (nur

•

große Bauform)

Geben Sie die jeweilige Anforderung bei der Bestellung an.

Abbildung 3.9 und Abbildung 3.10 zeigen Beispiele der Konfiguration für die große Bauform.

Abbildung 3.9 Lage von Wartungsschalter, Netzseite, große Bauform (IP66/Innenräume)

Abbildung 3.10 Lage von Trennschalter, Netzseite, große Bauform

3.4.3 Zusätzliche Motorinformationen

3.4.3.1 Motorkabel

Sie müssen den Motor an die Klemmen U/T1/96, V/T2/97, W/T3/98 anschließen; Das Erdungskabel gehört an Klemme

99. Sie können alle Arten dreiphasiger Standard-Asynchronmotoren mit einem Frequenzumrichter verwenden. Die Werkseinstellung ist Rechtslauf, wobei der Frequenzumrichterausgang wie in Tabelle 3.3 angeschlossen ist:

Klemme Nr. Funktion

96, 97, 98, 99 Netz U/T1, V/T2, W/T3

Abbildung 3.11 Motoranschluss - Drehrichtung

Sie können die Drehrichtung durch Vertauschen von zwei Phasen im Motorkabel oder durch Ändern der Einstellung von Parameter 4-10 Motor Drehrichtung ändern.

Eine Motordrehrichtungsprüfung können Sie über Parameter 1-28 Motordrehrichtungsprüfung und die am Display gezeigten Schritte durchführen.

3.4.3.2 Thermischer Motorschutz

Das elektronische Thermorelais im Frequenzumrichter hat die UL-Zulassung für Einzelmotorüberlastschutz, wenn

Parameter 1-90 Thermischer Motorschutz auf ETRAbschaltung und Parameter 1-24 Motornennstrom auf den

Motornennstrom (siehe Motor-Typenschild) eingestellt ist.

Masse

Tabelle 3.3 Motoranschluss - Werkseinstellung

Systemintegration Projektierungshandbuch

3.4.3.3 Parallelschaltung von Motoren

Der Frequenzumrichter kann mehrere parallel geschaltete Motoren steuern/regeln. Bei parallelem Motoranschluss müssen Sie die folgenden Punkte beachten:

Es wird empfohlen, Anwendungen mit parallelen

•

Motoren im U/f-Modus, Parameter 1-01 Steuerprinzip [0], auszuführen. Die U/f-Kennlinie programmieren Sie in Parameter 1-55 U/f-Kennlinie

- U [V] und Parameter 1-56 U/f-Kennlinie - f [Hz].

VVC+-Modus kann in einigen Anwendungen

•

verwendet werden.

Der Gesamtstrom der Motoren darf den

•

maximalen Ausgangsnennstrom I zumrichters nicht übersteigen.

Beim Start und bei niedrigen Drehzahlen können

•

möglicherweise Probleme auftreten, wenn die Motorgrößen sehr unterschiedlich sind, da bei kleinen Motoren der relativ hohe ohmsche Widerstand im Stator eine höhere Spannung beim Start und bei niedrigen Drehzahlen erfordert.

Das elektronische Thermorelais (ETR) des Frequen-

•

zumrichters kann nicht als Motorüberlastschutz für die einzelnen Motoren des Systems verwendet werden. Ein zusätzlicher Motorüberlastschutz, beispielsweise durch Thermistoren in jeder Motorwicklung, oder einzelne thermische Relais ist deshalb vorzusehen. Trennschalter sind als Schutzvorrichtung nicht geeignet.

des Frequen-

INV

HINWEIS

Installationen mit gemeinsamem Anschluss wie im ersten Beispiel in der Abbildung gezeigt werden nur bei kurzen Kabellängen empfohlen.

HINWEIS

Bei parallel geschalteten Motoren kann Parameter 1-02 Drehgeber Anschluss nicht verwendet werden, und Parameter 1-01 Steuerprinzip muss auf Sondermotorkennlinie U/f eingestellt sein.

Die in Kapitel 7 Technische Daten angegebene Gesamtlänge des Motorkabels ist gültig, solange die Parallelkabel kurz gehalten werden und 10 m (32,8 ft) nicht überschreiten.

3.4.3.4 Motorisolation

Bei Motorkabellängen ≤ der maximalen Kabellänge laut Angabe in Kapitel 7.3 Allgemeine technische Daten werden die folgenden Motorisolationswerte empfohlen, da die Spitzenspannung aufgrund von Übertragungsleitungswirkungen im Motorkabel bis zu maximal das Doppelte der Zwischenkreisspannung, das 2,8-Fache der Netzspannung, betragen kann. Bei einem geringeren Isolationswert eines Motors wird die Verwendung eines dU/dt- oder Sinusfilters empfohlen.

Netznennspannung Motorisolation

UN≤420 V 420 V<UN≤500 V Verstärkte ULL=1600 V

Tabelle 3.4 Netzspannung und Motorisolation

Standard ULL=1300 V

3.4.3.5 Motorlagerströme

Um A-seitige (antriebsseitige) Lager- und Wellenströme auf ein Minimum zu beschränken, ist richtige Erdung von Frequenzumrichter, Motor, angetriebener Maschine und Motor zur angetriebenen Maschine erforderlich.

Vorbeugende Standardmaßnahmen

1. Verwenden Sie ein isoliertes Lager.

2. Wenden Sie strenge Installationsverfahren an:

2a Stellen Sie sicher, dass Motor und

Antriebslast korrekt ausgerichtet sind.

2b Befolgen Sie die EMV-Installations-

richtlinie streng.

2c Verstärken Sie den Schutzleiter (PE),

sodass die hochfrequent wirksame Impedanz im PE niedriger als bei den Versorgungsleitungen ist.

2d Stellen Sie eine hochfrequent gut

wirksame Verbindung zwischen Motor und Frequenzumrichter her, zum Beispiel über ein abgeschirmtes Kabel mit einer 360°-Verschraubung am Motor und Frequenzumrichter.

2e Stellen Sie sicher, dass die Impedanz

vom Frequenzumrichter zur Gebäudeerdung niedriger als die Erdungsimpedanz der Maschine ist. Dies kann bei Pumpen schwierig sein.

2f Stellen Sie eine direkte Erdverbindung

zwischen Motor und Last her.

3. Senken Sie die IGBT-Taktfrequenz.

Ändern Sie die Wechselrichtersignalform, 60° AVM oder SFAVM.

5. Installieren Sie ein Wellenerdungssystem oder verwenden Sie eine Trennkupplung.

3 3

Systemintegration

VLT® Decentral Drive FCD 302

6. Tragen Sie leitfähiges Schmierfett auf.

7. Verwenden Sie, sofern möglich, minimale Drehzahleinstellungen.

8. Versuchen Sie sicherzustellen, dass die Netzspannung zur Erde symmetrisch ist. Dies

kann bei IT-, TT-, TN-CS-Netzen oder Systemen mit geerdetem Zweig schwierig sein.

9. Verwenden Sie einen du/dt- oder Sinusfilter.

HINWEIS

Der Frequenzumrichter muss über einen Bremschopper verfügen.

Parameter 1-40 Gegen-EMK bei 1000 UPM, Parameter 1-25 Motornenndrehzahl und Parameter 1-39 Motorpolzahl berechnet.

Wenn Überdrehzahl des Motors möglich ist (z. B. durch den Windmühlen-Effekt, bei dem der Motor durch die Last gedreht wird), wird ein Bremswiderstand empfohlen.

3.4.4 Extreme Betriebszustände

Die Bedieneinheit versucht, die Rampe, wenn möglich, zu

Kurzschluss (Motorphase – Phase)

Der Frequenzumrichter ist durch seine Strommessung in jeder der drei Motorphasen oder im DC-Zwischenkreis gegen Kurzschlüsse geschützt. Ein Kurzschluss zwischen zwei Ausgangsphasen bewirkt einen Überstrom im Wechselrichter. Jedoch wird der Wechselrichter abgeschaltet, sobald sein Kurzschlussstrom den zulässigen Wert (Alarm 16, Abschaltblockierung) überschreitet. Um den Frequenzumrichter gegen Kurzschlüsse bei Zwischenkreiskopplung und an den Bremswiderstandsklemmen zu schützen, sind die jeweiligen Projektierungshandbücher zu beachten.

Schalten am Ausgang

Das Schalten am Ausgang zwischen Motor und Frequenzumrichter ist uneingeschränkt zulässig. Der Frequenzumrichter kann durch Schalten am Ausgang in keiner Weise beschädigt werden. Es können allerdings Fehlermeldungen auftreten.

Vom Motor erzeugte Überspannung

Die Spannung im Zwischenkreis erhöht sich beim generatorischen Betrieb des Motors. Dies geschieht in folgenden Fällen:

Die Last treibt den Motor an (bei konstanter

•

Ausgangsfrequenz des Frequenzumrichters), d. h., die Last „erzeugt“ Energie.

Während der Verzögerung (Rampe Ab) ist die

•

Reibung bei hohem Trägheitsmoment niedrig und die Rampenzeit zu kurz, um die Energie als Verlustleistung im Frequenzumrichter, Motor oder in der Anlage abzugeben.

Eine falsche Einstellung beim Schlupfausgleich

•

kann eine höhere Zwischenkreisspannung hervorrufen.

Gegen-EMK durch PM-Motorbetrieb. Bei Freilauf

•

mit hoher Drehzahl kann die Gegen-EMK des PMMotors möglicherweise die maximale Spannungstoleranz des Frequenzumrichters überschreiten und Schäden verursachen. Der Frequenzumrichter ist ausgelegt, das Auftreten von Gegen-EMK zu verhindern: Der Wert von Parameter 4-19 Max. Ausgangsfrequenz wird automatisch basierend auf einer internen Berechnung anhand des Werts von

korrigieren (Parameter 2-17 Überspannungssteuerung). Wenn ein bestimmtes Spannungsniveau erreicht ist, wird der Frequenzumrichter abgeschaltet, um die Transistoren und die Zwischenkreiskondensatoren zu schützen. Zur Auswahl der Methode zur Regelung des ZwischenkreisSpannungsniveaus siehe Parameter 2-10 Bremsfunktion und Parameter 2-17 Überspannungssteuerung.

HINWEIS

Überspannungssteuerung kann bei Betrieb eines PMMotors nicht aktiviert werden, d. h., wenn Parameter 1-10 Motorart auf [1] PM, Vollpol eingestellt ist.

Netzausfall

Während eines Netzausfalls arbeitet der Frequenzumrichter weiter, bis die Zwischenkreisspannung unter das minimale Niveau abfällt. typischerweise 15 % unter der niedrigsten Versorgungsnennspannung des Frequenzumrichters. Die Höhe der Netzspannung vor dem Ausfall und die aktuelle Motorbelastung bestimmen, wie lange der Wechselrichter im Freilauf ausläuft.

Statische Überlast im Modus VVC

Wird der Frequenzumrichter überlastet, reduziert der Frequenzumrichter automatisch die Ausgangsfrequenz, um so die Belastung zu reduzieren. Mit Überlast ist das Erreichen der Drehmomentgrenze aus

Parameter 4-16 Momentengrenze motorisch/ Parameter 4-17 Momentengrenze generatorisch definiert.

Bei extremer Überlastung kann jedoch ein Strom auftreten, der den Frequenzumrichter nach kurzer Zeit (5-10 s) zum Abschalten zwingt.

Sie können den Betrieb innerhalb der Drehmomentgrenze in Parameter 14-25 Drehmom.grenze Verzögerungszeit zeitlich begrenzen (0–60 s).

1,21,0 1,4

100

1,81,6 2,0

2.000

500

200

400 300

1.000

600

t [s]

175ZA052.11

fOUT = 0,2 x f M,N

fOUT = 2 x f M,N

fOUT = 1 x f M,N

IMN

Systemintegration Projektierungshandbuch

3.4.4.1 Thermischer Motorschutz

Zum Schutz der Anwendung vor schwerer Beschädigung bietet der Frequenzumrichter verschiedene spezielle Funktionen:

Drehmomentgrenze

Die Drehmomentgrenze schützt den Motor unabhängig von der Drehzahl vor Überlast. Wählen Sie die Einstellungen der Drehmomentgrenze in

Parameter 4-16 Momentengrenze motorisch oder Parameter 4-17 Momentengrenze generatorisch. In Parameter 14-25 Drehmom.grenze Verzögerungszeit stellen

Sie ein, wie lange die Grenze vor Abschaltung überschritten werden darf.

Stromgrenze

Stellen Sie die Stromgrenze in Parameter 4-18 Stromgrenze ein. In Parameter 14-24 Stromgrenze Verzögerungszeit stellen Sie ein, wie lange die Grenze vor Abschaltung überschritten werden darf.

Minimale Drehzahlgrenze

Parameter 4-11 Min. Drehzahl [UPM] oder Parameter 4-12 Min. Frequenz [Hz] begrenzt den Betriebs-

drehzahlbereich, beispielsweise zwischen 30 und 50/60 Hz. Maximale Drehzahlgrenze: Parameter 4-13 Max. Drehzahl [UPM] oder Parameter 4-19 Max. Ausgangsfrequenz legt die maximal Ausgangsdrehzahl fest, die der Frequenzumrichter liefern kann.

ETR (Elektronisches Thermorelais)

Die ETR-Funktion des Frequenzumrichters misst den aktuellen Strom, die aktuelle Drehzahl und Zeit zur Berechnung der Motortemperatur und zum Schutz des Motors vor Überhitzung (Warnung oder Abschaltung). Ein externer Thermistoreingang ist ebenfalls verfügbar. Bei ETR handelt es sich um eine elektronische Funktion, die anhand interner Messungen ein Bimetallrelais simuliert. Die Kennlinie wird in Abbildung 3.12 gezeigt.

Die X-Achse in Abbildung 3.12 zeigt das Verhältnis zwischen Motorstrom (I

) und Motornennstrom (I

motor

, nom). Die

motor

Y-Achse zeigt die Zeit in Sekunden, bevor ETR eingreift und den Frequenzumrichter abschaltet. Die Kurven zeigen das Verhalten der Nenndrehzahl bei Nenndrehzahl x 2 und Nenndrehzahl x 0,2. Bei geringerer Drehzahl schaltet das ETR aufgrund einer geringeren Kühlung des Motors schon bei geringerer Wärmeentwicklung ab. So wird der Motor auch in niedrigen Drehzahlbereichen vor Überhitzung geschützt. Die ETR-Funktion berechnet die Motortemperatur anhand der Istwerte von Strom und Drehzahl. Die berechnete Motortemperatur kann in Parameter 16-18 Therm. Motorschutz im Frequenzumrichter abgelesen werden.

3.5 Erste Inbetriebnahme und Test

3.5.1 Hochspannungsprüfung

Eine Hochspannungsprüfung darf nur nach Kurzschließen der Anschlüsse U, V, W, L1, L2 und L3 für ein maximal 1 Sekunde langes Anlegen von max. 2,15 kV DC bei 380-500V-Frequenzumrichtern zwischen dieser Verbindung und der Masse erfolgen.

Die Grenzen für die Hochspannungsprüfung sind:

LVD (CE) = 1500 V AC = 2150 V DC

•

UL = (2 x 500) + 1000 = 2000 V AC = 2850 V DC

•

WARNUNG

HOHER ABLEITSTROM

Bei der Durchführung von Hochspannungsprüfungen für die gesamte Installation können die Ableitströme hoch sein. Das Nichtbeachten der Empfehlungen kann zum Tod oder zu schweren Verletzungen führen!

Unterbrechen Sie den Netz- und Motoran-

•

schluss, wenn die Ableitströme zu hoch sind.

3 3

3.5.2 Erdung

Sie müssen folgende grundlegende Punkte bei der Installation eines Frequenzumrichters beachten, um die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) sicherzustellen.

Schutzerdung: Beachten Sie, dass der Frequen-

•

zumrichter einen hohen Ableitstrom hat und aus Sicherheitsgründen richtig geerdet werden muss.

Schließen Sie die verschiedenen Erdungssysteme mit geringstmöglicher Leiterimpedanz an. Die geringst-

Abbildung 3.12 ETR-Funktionen

mögliche Leiterimpedanz ergibt sich bei Verwendung möglichst kurzer Motorkabel mit möglichst großer Leiteroberfläche.

Wenden Sie geltende Sicherheitsvorschriften an.

Hochfrequenzerdung: Halten Sie die Erdungskabel

•

so kurz wie möglich.

130BD002.10

Nmax

7,2 A

0..370 rpm

max

250 Hz

amb

40 °C KTY 84-130

28 kgP3

IP 69K

155 °C (F)

178uxxxxxxxxxxb011

i 8,12

Type OGDHK231K131402L09R1S11P1A9010H1Bxx

Barcode

Made in Germany

140-65 Nm

2,9 L Optileb GT220

130BB851.15

N/max

5.5/9.0 A

max

=212 rpm

max

250 Hz

amb

40 °C

KTY 84-130

24 kg P3

IP 69K

150 °C (F)

178uxxxxxxxxxxb011

i 14.13

Type

OGDHK214K13140L06XXS31P3A9010H1BXX

Barcode

Made in Germany

HST/n

=280/180..131 Nm

3.1 L Optileb GT220

Systemintegration

VLT® Decentral Drive FCD 302

Die Metallgehäuse der verschiedenen Geräte werden mit geringstmöglicher HF-Impedanz an der Schrankrückwand montiert. Dies vermeidet, unterschiedliche HF-Spannungen für die einzelnen Geräte und vermeidet ebenfalls die Gefahr von Funkstörströmen, die in Verbindungskabeln auftreten, die Sie zwischen den Geräten verwenden.

Funkstörungen werden reduziert. Verwenden Sie zum Erreichen einer niedrigen HF-Impedanz die Befestigungsschrauben der Geräte als HF-Verbindungen zur Rückwand. Es ist dabei notwendig, den isolierenden Lack oder Sonstiges von den Befestigungspunkten zu entfernen.

3.5.3 Schutzerdungsverbindung

Abbildung 3.14 Typenschild

Der Frequenzumrichter weist hohe Ableitströme auf und ist deshalb aus Sicherheitsgründen gemäß IEC 61800-5-1 zu erden.

WARNUNG

GEFAHR DURCH ABLEITSTRÖME

Die Ableitströme überschreiten 3,5 mA. Eine nicht vorschriftsgemäße Erdung des Frequenzumrichters kann zum Tod oder zu schweren Verletzungen führen!

Lassen Sie die ordnungsgemäße Erdung der

•

Geräte durch einen zertifizierten Elektroinstallateur überprüfen.

3.5.4 Testen der endgültigen Konfiguration

Gehen Sie folgendermaßen vor, um die Konfiguration zu testen und sicherzustellen, dass der Frequenzumrichter funktioniert.

1. Überprüfen Sie das Motor-Typenschild.

HINWEIS

Der Motor ist entweder im Stern (Y) oder im Dreieck (Δ) geschaltet. Diese Information ist auf dem MotorTypenschild zu finden.

2. Überprüfen Sie die Motor-Typenschilddaten in dieser Parameterliste. Um diese Liste aufzurufen, drücken Sie erst die Taste [Quick Menu] am LCP und wählen Sie dann „Q2 Inbetriebnahme-Menü“.

2a Parameter 1-20 Motornennleistung [kW].

Parameter 1-21 Motornennleistung [PS].

2b Parameter 1-22 Motornennspannung.

2c Parameter 1-23 Motornennfrequenz.

2d Parameter 1-24 Motornennstrom.

2e Parameter 1-25 Motornenndrehzahl.

3. Wählen Sie OGD-Motordaten.

3a Stellen Sie 1-11 Motor Model auf

„Danfoss OGD LA10“.

4. Stellen Sie Drehzahlgrenzen und Rampenzeiten ein. Stellen Sie die gewünschten Grenzwerte für Drehzahl und Rampenzeit ein:

4a Parameter 3-02 Minimaler Sollwert.

4b Parameter 3-03 Maximaler Sollwert.

4c Parameter 4-11 Min. Drehzahl [UPM] oder

Parameter 4-12 Min. Frequenz [Hz].

4d Parameter 4-13 Max. Drehzahl [UPM] oder

Parameter 4-14 Max Frequenz [Hz].

4e Parameter 3-41 Rampenzeit Auf 1.

4f Parameter 3-42 Rampenzeit Ab 1.

Abbildung 3.13 Position des Motor-Typenschilds

+24 V

D IN

COM

D IN

+10 V

A IN

COM

A OUT

COM

130BB929.10

+24 V

D IN

COM

D IN

+10 V

A IN

COM

A OUT

COM

130BB930.10

+10

A IN

COM

A OUT

COM

A53

U - I

0 – 10 V

e30bb926.11

Anwendungsbeispiele Projektierungshandbuch

4 Anwendungsbeispiele

4.1 Übersicht

Die Beispiele in diesem Abschnitt sollen als Schnellreferenz für häufige Anwendungen dienen.

Parametereinstellungen sind die regionalen

•

Werkseinstellungen, sofern nicht anders angegeben (in Parameter 0-03 Ländereinstellungen ausgewählt).

Neben den Zeichnungen sind die Parameter für

•

die Klemmen und ihre Einstellungen aufgeführt.

Wenn Schaltereinstellungen für die analogen

•

Klemmen A53 und A54 erforderlich sind, werden diese ebenfalls dargestellt.

HINWEIS

4.2.2 AMA ohne angeschlossene Kl. 27

Parameter

Funktion Einstellung

Parameter 1-29 Autom. Motoranpassung Parameter 5-12 Klemme 27 Digitaleingang

*=Werkseinstellung

Hinweise/Anmerkungen: Sie müssen Parametergruppe 1-2* Motordaten entsprechend dem

Motor einstellen.

[1] Komplette AMA

[0] Ohne Funktion

4 4

Um den Frequenzumrichter in Werkseinstellung zu betreiben, benötigen Sie ggf. Drahtbrücken zwischen Klemme 12 (oder 13) und Klemme 27. Nähere Informationen finden Sie im Produkthandbuch der Funktion Safe

Torque Off (STO) für VLT® Frequenzumrichter.

Tabelle 4.2 AMA ohne angeschlossene Kl. 27

4.2 AMA Analoger Drehzahlsollwert

4.3

4.2.1 AMA mit angeschlossener Kl. 27

4.3.1 Spannung Analoger Drehzahlsollwert

Parameter

Funktion Einstellung

Parameter 1-29 Autom.

[1] Komplette

AMA Motoranpassung Parameter 5-12 Klemme 27 Digitaleingang

[2]*

Motorfreilauf

invers

*=Werkseinstellung

Hinweise/Anmerkungen: Sie müssen Parametergruppe 1-2* Motordaten entsprechend dem

Motor einstellen.

Tabelle 4.1 AMA mit angeschlossener Kl. 27

Tabelle 4.3 Spannung Analoger Drehzahlsollwert

Parameter

Funktion Einstellung

Parameter 6-10

0,07 V

Klemme 53 Skal. Min.Spannung Parameter 6-11

10 V*

Klemme 53 Skal. Max.Spannung Parameter 6-14

0 U/min

Klemme 53 Skal. Min.-Soll/Istwert Parameter 6-15

1500 U/min

Klemme 53 Skal. Max.-Soll/ Istwert

*=Werkseinstellung

Hinweise/Anmerkungen:

+10

A IN

COM

A OUT

COM

e30bb927.11

A53

U - I

4 - 20mA

130BB840.12

Speed

Reference

Start (18)

Freeze ref (27)

Speed up (29)

Speed down (32)

+10

A IN

COM

A OUT

COM

A53

U - I

≈ 5kΩ

e30bb683.11

+24 V

D IN

COM

D IN

e30bb804.12

Anwendungsbeispiele

VLT® Decentral Drive FCD 302

4.3.2 Strom Analoger Drehzahlsollwert

4.3.3 Drehzahlsollwert (Verwendung eines manuellen Potenziometers)

Parameter

Funktion Einstellung

Parameter 6-12

4 mA*

Klemme 53 Skal. Min.Strom Parameter 6-13

20 mA*

Klemme 53 Skal.

Max.Strom Parameter 6-14

0 U/min

Klemme 53 Skal. Min.-Soll/Istwert Parameter 6-15

1500 U/min

Klemme 53 Skal. Max.-Soll/ Istwert

*=Werkseinstellung

Hinweise/Anmerkungen:

Tabelle 4.4 Strom Analoger Drehzahlsollwert

Tabelle 4.5 Drehzahlsollwert (Verwendung eines manuellen Potenziometers)

Parameter

Funktion Einstellung

Parameter 6-10

0,07 V

Klemme 53 Skal. Min.Spannung Parameter 6-11

10 V*

Klemme 53 Skal. Max.Spannung Parameter 6-14

0 U/min

Klemme 53 Skal. Min.-Soll/Istwert Parameter 6-15

1500 U/min

Klemme 53 Skal. Max.-Soll/ Istwert

*=Werkseinstellung

Hinweise/Anmerkungen:

4.3.4 Drehzahl auf/Drehzahl ab

Parameter

Funktion Einstellung

Parameter 5-10 Klemme 18 Digitaleingang

Abbildung 4.1 Drehzahl auf/Drehzahl ab

Parameter 5-12 Klemme 27 Digitaleingang Parameter 5-13 Klemme 29 Digitaleingang Parameter 5-14 Klemme 32 Digitaleingang

*=Werkseinstellung

Hinweise/Anmerkungen:

Tabelle 4.6 Drehzahl auf/Drehzahl ab

[8] Start*

[19] Sollw. speich.

[21] Drehzahl auf

[22] Drehzahl ab

+24 V

D IN

COM

D IN

+10

A IN

COM

A OUT

COM

130BB802.10

130BB805.12

Speed

Start/Stop (18)

+24 V

D IN

COM

D IN

+10 V

A IN

COM

A OUT

COM

130BB803.10

Speed

130BB806.10

Latched Start (18)

Stop Inverse (27)

Anwendungsbeispiele Projektierungshandbuch

4.4 Start/Stopp-Anwendungen

4.4.1 Start-/Stopp-Befehl mit Safe Torque Off

Parameter

Funktion Einstellung

Parameter 5-10 Klemme 18 Digitaleingang Parameter 5-12 Klemme 27 Digitaleingang Parameter 5-19 Klemme 37 Sicherer Stopp

*=Werkseinstellung

Hinweise/Anmerkungen:

Wenn Parameter 5-12 Klemme 27 Digitaleingang auf [0] Ohne Funktion programmiert ist, wird

keine Drahtbrücke zu Klemme 27 benötigt.

Tabelle 4.7 Start-/Stopp-Befehl mit Safe Torque Off

[8] Start*

[0] Ohne Funktion

[1] S.Stopp/ Alarm

4.4.2 Puls-Start/Stopp

Parameter

Tabelle 4.8 Puls-Start/Stopp

Funktion Einstellung

Parameter 5-10

[9] Puls-Start Klemme 18 Digitaleingang Parameter 5-12 Klemme 27

[6] Stopp

(invers) Digitaleingang

*=Werkseinstellung

Hinweise/Anmerkungen:

Wenn Parameter 5-12 Klemme 27 Digitaleingang auf [0] Ohne Funktion programmiert ist, wird

keine Drahtbrücke zu Klemme 27 benötigt.

4 4

Abbildung 4.2 Start-/Stopp-Befehl mit Safe Torque Off

Abbildung 4.3 Puls-Start/Stopp

+24 V

D IN

COM

D IN

+10 V

A IN

COM

A OUT

COM

130BB934.11

+24 V

D IN

COM

D IN

+10

A IN

COM

A OUT

COM

130BB928.11

Anwendungsbeispiele

VLT® Decentral Drive FCD 302

4.4.3 Start/Stopp mit Reversierung und 4

Bus- und Relaisanschluss

4.5

Festdrehzahlen

4.5.1 Externe Alarmquittierung

Parameter

Funktion Einstellung

Parameter 5-10

[8] Start Klemme 18 Digitaleingang

Klemme 19

Parameter 5-11

[10]

Reversierung* Digitaleingang

Parameter 5-12 Klemme 27

[0] Ohne

Funktion Digitaleingang Parameter 5-14 Klemme 32 Digitaleingang Parameter 5-15 Klemme 33 Digitaleingang Parameter 3-10

[16]

Festsollwert Bit

[17]

Festsollwert Bit

Festsollwert

Festsollwert 0 Festsollwert 1 Festsollwert 2 Festsollwert 3

25%

50%

75%

100%

Tabelle 4.10 Externe Alarmquittierung

*=Werkseinstellung

Hinweise/Anmerkungen:

Parameter

Funktion Einstellung

Parameter 5-11

[1] Reset Klemme 19 Digitaleingang

*=Werkseinstellung

Hinweise/Anmerkungen:

Tabelle 4.9 Start/Stopp mit Reversierung und 4 Festdrehzahlen

+24 V

D IN

COM

D IN

+10

A IN

COM

A OUT

COM

R1R2

61 68 69

RS-485

130BB685.10

130BB686.12

VLT

+24 V

D IN

COM

D IN

+10 V

A IN

COM

A OUT

COM

A53

U - I

D IN

Anwendungsbeispiele Projektierungshandbuch

4.5.2 RS485-Netzwerkverbindung

Parameter

Funktion Einstellung

Parameter 8-30 FC-Protokoll Parameter 8-31 Adresse Parameter 8-32 Baudrate

*=Werkseinstellung

Hinweise/Anmerkungen:

Wählen Sie in den oben genannten Parametern Protokoll, Adresse und Baudrate.

[0] FC-Profil*

9600*

4.5.3 Motorthermistor

HINWEIS

Sie müssen Thermistoren verstärkt oder zweifach isolieren, um die entsprechenden Anforderungen zu erfüllen.

Parameter

Funktion Einstellung

Parameter 1-90 Thermischer Motorschutz Parameter 1-93 Thermistoranschluss

*=Werkseinstellung

Hinweise/Anmerkungen:

Wenn Sie nur eine Warnung wünschen, sollten Sie

Parameter 1-90 Thermischer Motorschutz auf [1] Thermistor Warnung programmieren.

[2] ThermistorAbschalt.

[1] Analogeingang 53

4 4

Tabelle 4.11 RS485-Netzwerkverbindung

Tabelle 4.12 Motorthermistor

+24 V

D IN

COM

D IN

+10 V

A IN

COM

A OUT

COM

R1R2

130BB839.10

Anwendungsbeispiele

VLT® Decentral Drive FCD 302

4.5.4 Verwendung von SLC zur Einstellung eines Relais

Parameter

*=Werkseinstellung

Hinweise/Anmerkungen:

Parameter

Funktion Einstellung

Parameter 4-30

[1] Warnung Drehgeberüberwachung Funktion

Parameter 4-31

100 U/min

Drehgeber max. Fehlabweichung Parameter 4-32

5 s

Drehgeber Timeout-Zeit Parameter 7-00

[2] MCB 102 Drehgeberrückführung Parameter 17-11

1024*

Inkremental Auflösung [Pulse/U] Parameter 13-00

[1] On

Tabelle 4.13 Relaiskonfiguration mit Smart Logic Controller

Wenn der Grenzwert der Drehgeberüberwachung überschritten wird, wird

Warnung 90 Istwertüberwachung

ausgegeben. Der SLC überwacht Warnung 90, und wenn diese Warnung WAHR wird, wird Relais 1 ausgelöst. Externe Geräte können dann anzeigen, dass ggf. eine Wartung erforderlich ist. Wenn der Istwertfehler innerhalb von 5 s wieder unter diese Grenze fällt, läuft der Frequenzumrichter weiter, und die Warnung wird ausgeblendet. Relais 1 bleibt hingegen ausgelöst, bis Sie [Reset] auf dem LCP drücken.

Smart Logic Controller Parameter 13-01

[19] Warnung SL-Controller Start Parameter 13-02 SL-Controller

[44] [Reset]-

Taste Stopp Parameter 13-10 Vergleicher-

[21] Nr. der

Warnung Operand Parameter 13-11

[1] ≈* VergleicherFunktion Parameter 13-12

VergleicherWert Parameter 13-51 SL-Controller Ereignis

Parameter 13-52 SL-Controller Aktion Parameter 5-40 Relaisfunktion

[22] Vergleicher

[32] Digital-

ausgang A-AUS

[80] SL-Digital-

ausgang A

+24 V

D IN

COM

D IN

+10 V

A IN

COM

A OUT

COM

R1R2

130BB841.10

Start ( 18)

Start

reversing (19)

Relay output

Speed

Time

Current

1-71

2-21

1-76

Open

Closed

130BB842.10

Anwendungsbeispiele Projektierungshandbuch

4.6 Bremsanwendung

4.6.1 Mechanische Bremssteuerung

Parameter

Funktion Einstellung

Parameter 5-40 R elaisfunktion

Parameter 5-10 Kl

[32] Mechanische Bremse [8] Start*

4 4

emme 18 Digitaleingang Parameter 5-11 Kl emme 19 Digital-

[11] Start + Reversierung

Abbildung 4.4 Mechanische Bremssteuerung

eingang Parameter 1-71 S

0,2

tartverzög. Parameter 1-72 S tartfunktion

[5] VVC+/ FLUX Rechtslauf

Parameter 1-76 S

m,n

tartstrom Parameter 2-20 B remse öffnen bei

Anwendungsabhängig

Motorstrom Parameter 2-21 B remse schliessen bei

Hälfte des Nennschlupfs des Motors

Motordrehzahl

*=Werkseinstellung

Hinweise/Anmerkungen:

Tabelle 4.14 Mechanische Bremssteuerung

4.6.2 Mechanische Bremse in Hub- und Vertikalförderanwendungen

Der VLT® Decentral Drive FCD 302 besitzt eine mechanische Bremssteuerung, die speziell für Hubanwendungen ausgelegt ist. Die mechanische Bremse für Hub- und Vertikalförderanwendungen wird über Option [6] Mech. Bremse in Parameter 1-72 Startfunktion aktiviert. Der Hauptunterschied zur normalen mechanischen Bremssteuerung, bei der eine Relaisfunktion den Ausgangsstrom überwacht, besteht darin, dass die mechanische Bremsfunktion für Vertikalförder- und Hubanwendungen das Bremsrelais direkt steuern kann. Dies bedeutet, dass kein Strom für das Lüften der Bremse eingestellt wird, sondern das Drehmoment auf die geschlossene Bremse ausgeübt wird, bevor das Lüften definiert wird. Durch die direkte Drehmomentfestlegung ist die Konfiguration für Hubanwendungen weitaus unkomplizierter. Verwenden Sie Parameter 2-28 Verstärkungsfaktor, um eine schnellere Regelung beim Lösen der Bremse zu erzielen. Die Strategie der mechanischen Bremse für Vertikalförder- und Hubanwendungen basiert auf einem 3-stufigen Prozess, wobei Motorsteuerung und Lüften der Bremse synchronisiert werden, um ein möglichst reibungsloses Öffnen der Bremse zu erreichen.

Mech.Bremse

Relais

Drehmoment-Sollw.

Motor-drehzahl

Vormagnetis. Drehmomen-

trampenzeit P. 2-27

Drehmomentsollw. 2-26

Verstärkungsfaktor P. 2-28

Bremsfreigabezeit P. 2-25

Rampe 1 Auf P. 3-41

Rampe 1 Ab P. 3-42

Stoppverzögerung P. 2-24

Bremsverzögerung aktivieren P. 2-23

1 2 3

130BA642.12

Anwendungsbeispiele

VLT® Decentral Drive FCD 302

3-stufiger Prozess

1. Den Motor vormagnetisieren Um sicherzustellen, dass der Motor gehalten wird, und auch, um seine richtige Befestigung zu überprüfen, wird der Motor zuerst vormagnetisiert.

2. Drehmoment auf geschlossene Bremse ausüben Wenn die Last von der mechanischen Bremse gehalten wird, kann ihre Größe nicht ermittelt werden, sondern nur ihre Richtung. In dem Moment, in dem sich die Bremse öffnet, muss die Last vom Motor übernommen werden. Um diese Übernahme zu erleichtern, wird ein vom Anwender definiertes Drehmoment (Parameter 2-26 Drehmo- mentsollw.) in Hubrichtung angewendet. Dadurch wird der Drehzahlregler initialisiert, der schließlich die Last

übernimmt. Um den Verschleiß des Getriebes aufgrund von Spiel zu reduzieren, wird das Drehmoment beschleunigt.

3. Bremse öffnen Wenn das Drehmoment den in Parameter 2-26 Drehmomentsollw. festgesetzten Wert erreicht hat, wird die Bremse gelöst. Der in Parameter 2-25 Bremse lüften Zeit eingestellte Wert bestimmt die Verzögerung, bevor die Last freigegeben wird. Um so schnell wie möglich auf die Laststufe zu reagieren, die dem Lösen der Bremse folgt, kann der PID-Drehzahlregler durch Erhöhung der Proportionalverstärkung verstärkt werden.

Abbildung 4.5 Sequenz zum Lüften der Bremse bei mechanischer Bremsansteuerung für Vertikalförder- und Hubanwendungen I) Mech. Bremse Verzögerungszeit: Der Frequenzumrichter beginnt erneut ab der Position mechanische Bremse aktiviert. II) Stopp-Verzögerung: Wenn die Zeit zwischen aufeinander folgenden Starts kürzer ist als durch die Einstellung in Parameter 2-24 Stopp-Verzögerung festgelegt, startet der Frequenzumrichter ohne Betätigung der mechanischen Bremse (Reversierung).

Die Relais 1 und 2 können zur Steuerung der Bremse verwendet werden.

121212 121212 55 53

271918 333229 50 54

202020 202020 55 42

+24V

GND

130BC995.10

130BA646.10

RECHTS

LINKS

Anwendungsbeispiele Projektierungshandbuch

4.7 Drehgeber

Diese Anleitung soll die Konfiguration der Drehgeberverbindung mit dem Frequenzumrichter erleichtern. Vor der Konfiguration des Drehgebers werden die Grundeinstellungen für eine Drehzahlregelung mit Rückführung gezeigt.

Abbildung 4.6 Drehgeberverbindung zum Frequenzumrichter

4.7.1 Drehgeberrichtung

Die Drehrichtung des Drehgebers hängt von der Auswertung der Pulse durch den Frequenzumrichter ab.

Auswertung im Rechtslauf bedeutet, dass sich der

•

A-Kanal 90 elektrische Grad vor Kanal B befindet.

Auswertung im Linkslauf bedeutet, dass sich der

•

B-Kanal 90 elektrische Grad vor Kanal A befindet.

Die Drehrichtung bezieht sich auf den Blick von vorne auf das Wellenende.

4.8 Frequenzumrichtersystem mit Rückführung

Ein Frequenzumrichtersystem mit PID-Regelung besteht in der Regel aus Elementen wie:

Motor.

•

Zusätzliche Geräte:

•

- Getriebe

- Mechanische Bremse

Frequenzumrichter

•

Drehgeber als Rückführung.

•

Bremswiderstand für dynamische Bremse.

•

Kupplung.

•

Belastung

•

Anwendungen mit mechanischer Bremsansteuerung erfordern häufig auch einen Bremswiderstand für generatorisches Bremsen.

4 4

Abbildung 4.7 24-V-Inkrementalgeber mit einer maximalen Kabellänge von 5 m (16,4 ft)

130BC996.10

3 4

WARNING

ALARM

Bus MS NS2NS1

1 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..

. . . . . .

Anwendungsbeispiele

VLT® Decentral Drive FCD 302

Smart Logic Control

4.9

Der SLC ist im Wesentlichen eine Folge benutzerdefinierter Aktionen (siehe Parameter 13-52 SL-Controller Aktion [x]), die ausgeführt werden, wenn das zugehörige Ereignis (siehe Parameter 13-51 SL-Controller Ereignis [x]) vom SLC als Wahr ermittelt wird. Die Bedingung für ein Ereignis kann ein bestimmter Status sein oder wenn der Ausgang einer Logikregel oder eines

Vergleicher-Funktion wahr wird. Dies führt zu einer zugehörigen Aktion, wie in Abbildung 4.9 abgebildet.

Pos. Beschreibung

1 Geber2 Mechanische Bremse 3 Motor 4 Getriebe 5 Kupplungen 6 Bremswiderstand 7 Last

Abbildung 4.8 Basiseinstellung für Drehzahlregelung mit Istwertrückführung

Abbildung 4.9 Aktueller Steuerstatus/Ereignis und Aktion

Ereignisse und Aktionen sind jeweils nummeriert und paarweise verknüpft (Zustände). Wenn also Ereignis [0] erfüllt ist (d. h. WAHR ist), wird die Aktion [0] ausgeführt. Danach werden die Bedingungen von Ereignis [1] ausgewertet, und wenn WAHR, wird Aktion [1] ausgeführt usw. Es wird jeweils nur ein Ereignis ausgewertet. Ist das Ereignis FALSCH, wird während des aktuellen Abtastintervalls keine Aktion (im SLC) ausgeführt und es werden keine anderen Ereignisse ausgewertet. Dies bedeutet, dass der SLC, wenn er startet, Ereignis [0] (und nur Ereignis [0]) in jedem Abtastintervall auswertet. Nur wenn Ereignis [0] als WAHR bewertet wird, führt der SLC Aktion [0] aus und beginnt, das Ereignis auszuwerten. Sie können 1 bis 20 Ereignisse und Aktionen programmieren.

130BA062.13

Zustand 1 Ereignis 1/ Aktion 1

Zustand 2 Ereignis 2/ Aktion 2

Start Ereignis P13-01

Zustand 3 Ereignis 3/ Aktion 3

Zustand 4 Ereignis 4/ Aktion 4

Stop Ereignis P13-02

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

+24 V

D IN

COM

D IN

+10 V

A IN

COM

A OUT

COM

R1R2

130BB839.10

Anwendungsbeispiele Projektierungshandbuch

Wenn das letzte Ereignis/die letzte Aktion durchgeführt

Anwendungsbeispiel

wurde, startet die Sequenz ausgehend von Ereignis [0]/ Aktion [0] erneut. Abbildung 4.10 zeigt ein Beispiel mit drei Ereignissen/Aktionen:

Abbildung 4.10 Beispiel - interne Stromregelung

Vergleicher

Vergleicher dienen zum Vergleichen von Betriebsvariablen (z. B. Ausgangsfrequenz, Ausgangsstrom, Analogeingang usw.) mit festen Sollwerten.

Abbildung 4.11 Vergleicher

Logikregeln

Parameter zur freien Definition von binären Verknüpfungen (boolesch). Es ist möglich, 3 boolesche Zustände in einer Logikregel über UND, ODER und NICHT miteinander zu verknüpfen. Das Ergebnis (WAHR/FALSCH) können Sie von Timern, Vergleichern, Digitaleingängen, Statusbits und Ereignissen verwenden.

Parameter

Funktion Einstellung

Parameter 4-30 D

[1] Warnung rehgeberüberwachung Funktion Parameter 4-31 D

100 U/min

rehgeber max. Fehlabweichung Parameter 4-32 D

5 s

rehgeber Timeout-Zeit Parameter 7-00 D

[2] MCB 102 rehgeberrückführung Parameter 17-11 I

1024*

nkremental Auflösung [Pulse/U] Parameter 13-00

[1] On Smart Logic Controller Parameter 13-01

[19] Warnung SL-Controller Star t Parameter 13-02 SL-Controller

[44] [Reset]-

Taste Stopp Parameter 13-10 Vergleicher-

[21] Nr. der

Warnung Operand Parameter 13-11

[1] ≈* VergleicherFunktion Parameter 13-12

Vergleicher-Wert Parameter 13-51 SL-Controller

[22]

Vergleicher 0 Ereignis Parameter 13-52 SL-Controller Aktion Parameter 5-40 R elaisfunktion

[32] Digital-

ausgang A-

AUS

[80] SL-

Digitalausgan

g A

4 4

Abbildung 4.12 Logikregeln

Anwendungsbeispiele

Parameter

*=Werkseinstellung

Hinweise/Anmerkungen:

Wenn der Grenzwert der Drehgeberüberwachung überschritten wird, wird

Warnung 90 Istwertüberwachung

ausgegeben. Der SLC überwacht Warnung 90, und

wenn diese Warnung WAHR wird, wird Relais 1 ausgelöst. Externe Geräte können dann anzeigen, dass ggf. eine Wartung erforderlich ist. Wenn der Istwertfehler innerhalb von 5 s wieder unter diese Grenze fällt, läuft der Frequenzumrichter weiter, und die Warnung wird ausgeblendet. Relais 1 bleibt hingegen ausgelöst, bis Sie [Reset] auf dem LCP drücken.

VLT® Decentral Drive FCD 302

Tabelle 4.15 Verwendung von SLC zur Einstellung eines Relais

130BD549.11

Max.I

out

(%)

at T

AMB, MAX

Altitude (m)

FCD

enclosure

at 100% I

out

100%

91%

82%

0 K

-5 K

-9 K

1000 2000 3000

AMB, MAX

(K)

3280 6561 9842 Altitude (ft)

Besondere Betriebsbedingung... Projektierungshandbuch

5 Besondere Betriebsbedingungen

Unter einigen besonderen Bedingungen, bei denen der Betrieb des Frequenzumrichters schwieriger ist, müssen Sie die Leistungsreduzierung berücksichtigen. Bei bestimmten Bedingungen muss die Leistungsreduzierung manuell erfolgen. Unter anderen Bedingungen führt der Frequenzumrichter bei Bedarf automatisch eine Leistungsreduzierung durch. Dies soll ein ordnungsgemäßes Funktionieren in kritischen Phasen sicherstellen, in denen die Alternative eine Abschaltung sein könnte.

5.1 Manuelle Leistungsreduzierung

Manuelle Leistungsreduzierung müssen Sie in folgenden Fällen in Betracht ziehen:

Luftdruck – für Installationen in Höhenlagen über

•

1000 m (3280 ft).

Motordrehzahl – bei Dauerbetrieb mit niedriger

•

Drehzahl in Anwendungen mit konstantem Drehmoment

Umgebungstemperatur – relevant für

•

Umgebungstemperaturen über 40 °C (104 °F)

Fragen Sie Danfoss nach dem Anwendungshinweis mit Tabellen und weiteren Erläuterungen. An dieser Stelle wird nur der Betrieb mit niedrigen Motordrehzahlen beschrieben.

5.1.1 Leistungsreduzierung wegen niedrigem Luftdruck

Bei niedrigerem Luftdruck nimmt die Kühlfähigkeit der Luft ab.

Unterhalb einer Höhe von 1000 m (3280 ft) ist keine Leistungsreduzierung erforderlich. Oberhalb von 1000 m (3280 ft) muss die Umgebungstemperatur (T max. Ausgangsstrom (I

) entsprechend dem Diagramm in

out

Abbildung 5.1 reduziert werden.

) oder der

AMB

Abbildung 5.1 Höhenabhängige Reduzierung des Ausgangsstroms bei T Höhen über 2000 m wenden Sie sich bezüglich der PELV (Schutzkleinspannung – Protective extra low voltage) an Danfoss.

Eine Alternative ist die Reduzierung der Umgebungstemperatur und die Sicherstellung von 100 % Ausgangsstrom bei großen Höhen. Zur Veranschaulichung, wie sich die Grafik lesen lässt, wird die Situation bei 2.000 m (6561 ft) Höhe für einen 3-kW-Frequenzumrichter (4 HP) mit T

MAX

36 °C (96,8 °F) (T nennstroms verfügbar. Bei einer Temperatur von 41,7 °C (107 °F) sind 100% des Ausgangsnennstroms verfügbar.

5.1.2 Leistungsreduzierung beim Betrieb

Wenn ein Motor an den Frequenzumrichter angeschlossen ist, muss für eine ausreichende Motorkühlung gesorgt sein. Der Grad der Erwärmung hängt von der Last am Motor sowie von der Betriebsdrehzahl und -dauer ab.

für den VLT® Decentral Drive FCD 302. Bei

AMB, MAX

AMB,

= 40 °C (104 °F) dargestellt. Bei einer Temperatur von

- 3,3 K) sind 91 % des Ausgangs-

AMB, MAX

mit niedriger Drehzahl

5 5

Anwendungen mit konstantem Drehmoment (CT-Modus)

In Anwendungen mit konstantem Drehmoment kann im niedrigen Drehzahlbereich ein Problem auftreten. Bei Anwendungen mit konstantem Drehmoment kann es bei niedriger Drehzahl aufgrund einer geringeren Kühlleistung des Motorlüfters zu einer Überhitzung des Motors kommen. Soll der Motor kontinuierlich mit weniger als der Hälfte der Nenndrehzahl laufen, so müssen Sie dem Motor zusätzliche Kühlluft zuführen (oder es ist ein für diese Betriebsart geeigneter Motor zu verwenden).

110%

100%

60%

80%

40%

20%

2 4 6 8 10

12 14

I (%)

out

(kHz)

40 C

45 C

50 C

130BD210.10

110%

100%

60%

80%

40%

20%

2 4 6 8 10

12 14

I (%)

out

(kHz)

40 C

45 C

50 C

130BD211.10

110%

100%

60%

80%

40%

20%

2 4 6 8 10

12 14

I (%)

out

(kHz)

40 C

45 C

50 C

130BD208.10

110%

100%

60%

80%

40%

20%

2 4 6 8 10

12 14

I (%)

out

(kHz)

40 C

45 C

50 C

130BD209.10

Besondere Betriebsbedingung...

VLT® Decentral Drive FCD 302

Eine Alternative ist, die Belastung des Motors durch die

SFAVM - Statorfrequenz Asynchron Vector Modulation

Auswahl eines größeren Motors zu reduzieren, was jedoch durch die Leistungsgröße des Frequenzumrichters eingeschränkt ist.

Anwendungen mit variablem (quadratischem) Drehmoment (VT)

Bei Anwendungen mit variablem Drehmoment (z. B. Zentrifugalpumpen und Lüfter), bei denen das Drehmoment in quadratischer und die Leistung in kubischer Beziehung zur Drehzahl steht, ist keine Steigerung der Kühlung oder der Leistungsreduzierung des Motors erforderlich.

5.1.3 Umgebungstemperatur

Abbildung 5.3 Leistungsreduzierung von I T

für FCD 302 0,37–0,55–0,75 kW, bei SFAVM

AMB, MAX

für abweichende

out

Diagramme werden einzeln für 60°AVM und SFAVM aufgeführt. 60° AVM schaltet nur 2/3 der Zeit, während SFAVM während des gesamten Zeitraums schaltet. Die

5.1.3.2 Leistungsgröße 1,1–1,5 kW

maximal zulässige Taktfrequenz liegt bei 16 kHz für 60° AVM und 10 kHz für SFAVM. Die diskreten Taktfrequenzen werden in Tabelle 5.1 dargestellt.

Schaltmo dus

60° AVM

2 2,5 3 3,54 5 6 7 8 10 12 14 16

Diskrete Taktfrequenzen

60° AVM - Pulsbreitenmodulation

SFAVM 2 2,5 3 3,54 5 6 7 8 10 – – –

Tabelle 5.1 Diskrete Taktfrequenzen

5.1.3.1 Leistungsgröße 0,37–0,75 kW

60° AVM - Pulsbreitenmodulation

Abbildung 5.2 Leistungsreduzierung von I T

für FCD 302 0,37–0,55–0,75 kW, bei 60° AVM

AMB, MAX

für abweichende

out

Abbildung 5.4 Leistungsreduzierung von I T

für FCD 302 1,1–1,5 kW, bei 60° AVM

AMB, MAX

für abweichende

out

SFAVM - Statorfrequenz Asynchron Vector Modulation

Abbildung 5.5 Leistungsreduzierung von I T

für FCD 302 1,1–1,5 kW, bei SFAVM

AMB, MAX

für abweichende

out

110%

100%

60%

80%

40%

20%

2 4 6 8 10

12 14

I (%)

out

(kHz)

40 C

45 C

50 C

130BD206.10

110%

100%

60%

80%

40%

20%

2 4 6 8 10

12 14

I (%)

out

(kHz)

40 C

45 C

50 C

130BD207.10

Besondere Betriebsbedingung... Projektierungshandbuch

5.1.3.3 Leistungsgröße 2,2–3,0 kW

60° AVM - Pulsbreitenmodulation

Abbildung 5.6 Leistungsreduzierung von I T

für FCD 302 2,2–3,0 kW, bei 60° AVM

AMB, MAX

SFAVM - Statorfrequenz Asynchron Vector Modulation

für abweichende

out

5.2 Automatische Leistungsreduzierung

Der Frequenzumrichter prüft beständig, ob die folgenden Parameter ein kritisches Niveau aufweisen:

Kritisch hohe Temperatur an Steuerkarte oder

•

Kühlkörper

Hohe Motorbelastung

•

Hohe Zwischenkreisspannung

•

Niedrige Motordrehzahl

•

Als Reaktion auf einen kritischen Wert passt der Frequenzumrichter die Taktfrequenz an. Bei kritisch hohen internen Temperaturen und niedriger Motordrehzahl kann der Frequenzumrichter ebenfalls den PWM-Schaltmodus auf SFAVM setzen.

HINWEIS

Die automatische Leistungsreduzierung erfolgt anders, wenn Parameter 14-55 Ausgangsfilter auf [2] Fester Sinusfilter programmiert ist.

Die automatische Leistungsreduzierung besteht aus Beträgen einzelner Funktionen, die den Bedarf ermitteln. Ihre Wechselbeziehung ist in Abbildung 5.9 grafisch dargestellt.

5 5

Abbildung 5.7 Leistungsreduzierung von I T

für FCD 302 2,2–3,0 kW, bei SFAVM

AMB, MAX

für abweichende

out

CTRL/ Modulation Limit

Setting

from LCP

SW, ref

(load)

(UDC)

( fm )

(T)

Ramp

PWM

PWM (T)

PWM (f)

Protection

ag

SW, ref

130BD550.10

70%

160%

16 kHz @ 60PWM 10 kHz @ SFAVM

10 kHz @ 60PWM 7 kHz @ SFAVM

CTRL/

modul ation

limi t

setting

from LCP

sw, ref

sw, I

sw, UD C

fmot

[

H z

]

fs w

[

]

1 0

SF AV

M only

1 5

3.9 4 9.9

, f

s w

f m

s w

DC,TRIP

Requested f

DC, START DERATING

PWM

fmotor[Hz]

SFAVM

60PWM

optional

80%-86% of fmotor,nom

10Hz-15Hz

AMB

PWM SWITCH

60PWM

SFAVM

AMB

High warning

Low warning

sw, fs

sw , TAS

Ramp

sw, DSP

fsw(I

load

) fsw(UDC)

fsw(fm)

fsw(T)

PWM(T)

PWM(fs)

PWM

130BB971.10

Protection flag (drop to f

sw,min

immediately)

Besondere Betriebsbedingung...

VLT® Decentral Drive FCD 302

HINWEIS

Im Modus mit festem Sinusfilter unterscheidet sich die Struktur. Siehe Kapitel 5.2.1 Modus mit festem Sinusfilter.

Abbildung 5.8 Funktionsblock Automatische Leistungsreduzierung

Abbildung 5.9 Wechselbeziehung zwischen den Beiträgen der automatischen Leistungsreduzierung

Die Taktfrequenz wird zuerst aufgrund des Motorstroms reduziert, gefolgt von Zwischenkreisspannung, Motorfrequenz und Temperatur. Wenn in einem Schritt mehrere Leistungsreduzierungen stattfinden, entspricht die resultierende Taktfrequenz dem Ergebnis, das bei lediglich der größten Leistungsreduzierung aufgetreten wäre (die Leistungsreduzierungen sind nicht kumulativ). Jede dieser Funktionen wird in den folgenden Abschnitten beschrieben.

TAS limit

fm limit

LCP

setting

Contr ol /

Modulation

limi t

Ramp

Protection ag

( drop to fswmin

immediately )

Fsw, DSP

SFA VM 60 PWM

fsw, ref

fsw, TAS

fsw, fm

1[ms] DSP task

1[ms] task time of microcontroller

Fsw, LCP

fsw, max

fsw, minor

130BB972.11

Besondere Betriebsbedingung... Projektierungshandbuch

5.2.1 Modus mit festem Sinusfilter

Wird der Frequenzumrichter mit einem Sinusfilter mit fester Frequenz betrieben, wird die Taktfrequenz aufgrund des Motorstroms oder der Zwischenkreisspannung nicht reduziert. Die Taktfrequenz wird weiterhin aufgrund der Motorfrequenz und -temperatur reduziert; die Reihenfolge dieser beiden Vorgänge wird jedoch umgekehrt. Beachten Sie, dass die auf der Motorfrequenz basierende Leistungsreduzierung in dieser Situation nichts bewirkt, sofern der Parameter LC_Low_Speed_Derate_Enable PUD des Frequenzumrichters nicht auf „Wahr“ gesetzt ist. Zudem unterscheidet sich die Funktion der auf der Temperatur basierenden Leistungsreduzierung geringfügig. Im Modus mit festem Sinusfilter wird eine andere Protection Mode-Taktfrequenz an das DSP gesendet.

5 5

Abbildung 5.10 Der Taktfrequenz-Begrenzungsalgorithmus beim Betrieb des Frequenzumrichters mit einem Sinusfilter mit fester Frequenz

70%

160%

16 kHz @ 60 PWM 10 kHz @ SFAVM

10 kHz @ 60PWM 7 kHz @ SFAVM

130BB973.10

DC,TRIP

Requested f

DC, START DERATING

130BB974.10

PWM

fmotor[Hz]

SFAVM

60 PWM

optional

80%-86% of fmotor,nom

10Hz-15Hz

130BC143.10

fsw [kHz]

SFAVM only

153.9 4 9.9

sw,fm2

, f

sw,fm3

sw,fm4

sw,fm1

130BB975.10

AMB

PWM SWITCH

60PWM

SFAVM

130BC142.10

AMB

High warning

Low warning

130BB976.10

fsw [kHz]

Iout [%]

130BB977.10

Besondere Betriebsbedingung...

5.2.2 Übersichtstabelle

VLT® Decentral Drive FCD 302

Hintergrund für Leistungsreduzierung

↑

load

Udc ↑

PWM – Funktionen zur Justierung des Schaltmodus

Keine automatische Leistungsreduzierung

fsw – Funktionen zur Reduzierung der Taktfrequenz

T ↑

Tabelle 5.2 Übersicht – Leistungsreduzierung

5.2.3 Hohe Motorbelastung

Die Taktfrequenz wird entsprechend dem Motorstrom automatisch justiert. Wenn ein bestimmter Prozentwert der HO-Motornennbelastung erreicht wird, wird die Taktfrequenz reduziert. Dieser Prozentwert ist für jede Baugröße unterschiedlich, und im EEPROM ist neben den anderen Punkten, die die Leistungsreduzierung begrenzen, ein Wert codiert.

Abbildung 5.11 Leistungsreduzierung der Taktfrequenz entsprechend der Motorbelastung. f1, f2, I1 und I2 sind im EEPROM codiert.

Im EEPROM hängen die Grenzen vom Modulationsmodus ab. Bei 60° AVM sind f1 und f2 höher als für SFAVM. I1 und I2 sind vom Modulationsmodus unabhängig.

fsw [kHz]

Udc [V ]

130BB978.10

PWM

fm[Hz]

SFAVM

60PWM

optional

fm,switch2fm,switch1

130BB979.10

fm [HZ]

fsw [kHz]

fm4

SFAVM only

fm5 (fm, switch 1)fm1 fm2 fm3

sw,fm2

sw,fm3

sw,fm 4

sw,fm1

Is< K

Is1*Inom ,h o

Is1*Inom,ho

<= Is< K

Is2*Inom,ho

Is>= K

Is2*Inom,ho

130BB980.10

Besondere Betriebsbedingung... Projektierungshandbuch

5.2.4 Hohe Zwischenkreisspannung

Die Taktfrequenz wird entsprechend der Spannung im Zwischenkreis automatisch justiert. Wenn der Zwischenkreis eine gewisse Größe erreicht, wird die Taktfrequenz reduziert. Die Punkte, die die Leistungsreduzierung begrenzen, sind für jede Baugröße unterschiedlich und sind im EEPROM codiert.

Abbildung 5.12 Reduzierung der Taktfrequenz entsprechend der Spannung im Zwischenkreis. f1, f2, U1 und U2 sind im EEPROM codiert.

Im EEPROM hängen die Grenzen vom Modulationsmodus ab. Bei 60° AVM sind f1 und f2 höher als für SFAVM. U1 und U2 sind vom Modulationsmodus unabhängig.

5.2.5 Niedrige Motordrehzahl

Dies bedeutet, dass sich die erwartete Lebensdauer der Komponente bei kleinen Statorfrequenzen verkürzt, wenn keine Kompensation verwendet wird. Daher kann die Taktfrequenz bei geringen Werten der Statorfrequenz, bei denen die Temperaturschwankungen hoch sind, reduziert werden, um die Spitzentemperatur und somit die Temperaturschwankungen zu reduzieren. Bei VT-Anwendungen ist der Laststrom bei kleinen Statorfrequenzen relativ gering, und die Temperaturschwankungen sind somit nicht so groß wie bei CT-Anwendungen. Aus diesem Grund wird auch der Laststrom berücksichtigt.

5 5

Abbildung 5.14 Schwankungen der Taktfrequenz (fsw) für verschiedene Statorfrequenzen (fm)

Die Option der PWM-Strategie hängt von der Statorfrequenz ab. Zur Vermeidung, dass dasselbe IGBT zu lange leitet (thermische Betrachtung), wird fm, switch1 als minimale Statorfrequenz für 60° PWM festgelegt, während fm, switch2 als maximale Statorfrequenz für SFAVM zum Schutz des Frequenzumrichters festgelegt wird. 60° PWM unterstützt die Reduzierung des Wechselrichterverlusts über f

, da der Schaltverlust durch den Wechsel von

m, switch1

SFAVM zu 60° AVM um 1/3 reduziert wird.

Abbildung 5.13 Reduzierung des Wechselrichterverlusts

Die Form der Durchschnittstemperatur ist unabhängig von der Statorfrequenz konstant. Die Spitzentemperatur folgt jedoch der Form des Ausgangsstroms für kleine Statorfrequenzen und bewegt sich in Richtung der Durchschnittstemperatur für eine ansteigende Statorfrequenz. Dies führt zu höheren Temperaturschwankungen bei kleinen Statorfrequenzen.

Die Punkte, die die Leistungsreduzierung begrenzen, sind für jede Baugröße unterschiedlich und sind im EEPROM codiert.

HINWEIS

Der VLT® Decentral Drive FCD 302 reduziert den Strom niemals automatisch. Eine automatische Leistungsreduzierung bezieht sich auf die Anpassung der Taktfrequenz und des Schaltmodus.

Bei VT-Anwendungen wird der Laststrom vor der Reduzierung der Taktfrequenz bei niedriger Motordrehzahl berücksichtigt.

TasTRefHigh

TasTRefNormal

TasTHys

fswMax

fswMin

T [ºC]

fsw [kHz]

Time

Δt

130BB981.10

Δt

PWM

60 PWM

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

100

120

v %

T %

1) 130BA893.10

Besondere Betriebsbedingung...

VLT® Decentral Drive FCD 302

5.2.6 Hoch intern

Leistungsreduzierung beim Betrieb mit

5.3 niedriger Drehzahl

Die Taktfrequenz wird entsprechend der Steuerkarten- und Kühlkörpertemperatur reduziert. Diese Funktion wird gelegentlich auch als temperaturadaptiveTaktfrequenzfunktion (TAS) bezeichnet.

HINWEIS

Abbildung 5.15 zeigt eine Temperatur, die die Leistungs-

reduzierung beeinflusst. Tatsächlich sind 2 begrenzende Temperaturen vorhanden: Steuerkartentemperatur und

Kühlkörpertemperatur. Beide verfügen über eigene Regeltemperaturen.

Abbildung 5.15 Taktfrequenzreduzierung aufgrund einer hohen Temperatur

HINWEIS

dt ist 10 s, wenn die Steuerkarte zu heiß ist, jedoch 0 s, wenn der Kühlkörper zu heiß ist (kritischer).

Anwendungen mit konstantem Drehmoment (CT-Modus)

In Anwendungen mit konstantem Drehmoment kann im niedrigen Drehzahlbereich ein Problem auftreten. Bei Anwendungen mit konstantem Drehmoment kann es bei niedrigen Drehzahlen aufgrund einer geringeren Kühlleistung des Motorlüfters zu einer Überhitzung des Motors kommen. Soll der Motor kontinuierlich mit weniger als der Hälfte der Nenndrehzahl laufen, so müssen Sie dem Motor zusätzliche Kühlluft zuführen (oder es ist ein für diese Betriebsart geeigneter Motor zu verwenden). Eine Alternative ist, die Belastung des Motors durch die Auswahl eines größeren Motors zu reduzieren, was jedoch durch die Leistungsgröße des Frequenzumrichters eingeschränkt ist.

Anwendungen mit variablem (quadratischem) Drehmoment (VT)

In Anwendungen mit variablem Drehmoment (z. B. Zentrifugalpumpen und Lüfter), in denen das Drehmoment in quadratischer und die Leistung in kubischer Beziehung zur Drehzahl steht, Bei diesen Anwendungen ist eine zusätzliche Kühlung oder Leistungsreduzierung des Motors nicht erforderlich. In Abbildung 5.16 liegt die typische Kurve für das variable Drehmoment in allen Drehzahlbereichen unter dem maximalen Drehmoment bei Leistungsreduzierung und dem maximalen Drehmoment bei Zwangskühlung.

Die Warnung hoch kann nur für eine gewisse Zeit verletzt werden, bevor der Frequenzumrichter abschaltet.

5.2.7 Strom

Die Funktion der endgültigen Leistungsreduzierung ist eine Leistungsreduzierung des Ausgangsstroms aufgrund von hohen Temperaturen. Diese Berechnung wird nach den Berechnungen für die Leistungsreduzierung der Taktfrequenz durchgeführt. Dies führt zu einem Versuch, die Temperaturen zu senken, indem zunächst die Taktfrequenz und anschließend der Ausgangsstrom reduziert wird. Die Stromreduzierung wird nur durchgeführt, wenn das Gerät darauf programmiert ist, in Übertemperatursituationen zu reduzieren. Falls der Benutzer eine Abschaltfunktion für Übertemperatursituationen ausgewählt hat, wird der Stromreduzierungsfaktor nicht gesenkt.

Pos. Beschreibung

‒‒‒‒‒‒‒‒ Maximales Drehmoment ─ ─ ─ ─ Typisches Drehmoment bei variabler Last

Abbildung 5.16 VT-Anwendungen – Max. Last eines Standardmotors bei 40 °C (104 °F)

Besondere Betriebsbedingung... Projektierungshandbuch

HINWEIS

Im übersynchronen Drehzahlbetrieb nimmt das verfügbare Motordrehmoment umgekehrt proportional zur Drehzahlerhöhung ab. Dies muss in der Auslegungsphase beachtet werden, um eine Motorüberlastung zu vermeiden.

5 5

Position 2 4 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 39 39

F C D 3 0 2 P T 4 H 1 X A B X X X X X D

1 3 5

130BB797.10

Typencode und Auswahlhilfe

VLT® Decentral Drive FCD 302

6 Typencode und Auswahlhilfe

6.1 Typencodebeschreibung

Position Beschreibung Optionen

01–03 Produktgruppe FCD Decentral Drive 04–06 Frequenzumrichter-Serie 302 Erweiterte Leistung

PK37 0,37 kW PK55 0,55 kW/0,75 HP PK75 0,75 kW/1,0 HP

07–10 Nennleistung

11–12 Phasen, Netzspannung

13–15 Gehäuse

16–17 EMV-Filter H1 EMV-Filter, Klasse A1/C2

18 Bremse

19 Hardwarekonfiguration

20 Halterungen

21 Gewinde

22 Schalteroption

23 Display

P1K1 1,1 kW/1,5 HP P1K5 1,5 kW/2,0 HP P2K2 2,2 kW/3,0 HP P3K0 3,0 kW/4,0 HP (nur große Bauform) PXXX Nur Installationskasten (ohne Leistungsteil) T 3-phasig 4 380–480 V AC

Standardausführung Schwarz –

B66

IP66/Type 4X Standardausführung Weiß –

W66

IP66/Type 4X Hygienische Ausführung Weiß –

W69

IP66K

X Keine Bremse S Versorgung Bremschopper + mechanische Bremse 1 Komplettprodukt, kleine Bauform, Einzelmontage 3 Komplettprodukt, große Bauform, Einzelmontage X Frequenzumrichterteil, kleine Bauform (kein Installationskasten) Y Frequenzumrichterteil, große Bauform (kein Installationskasten) R Installationskasten, kleine Bauform, Einzelmontage (kein Frequenzumrichterteil) T Installationskasten, große Bauform, Einzelmontage (kein Frequenzumrichterteil) X Keine Halterungen E Flachhalterungen F Halterungen (40 mm) X Kein Installationskasten M Metrische Gewinde X Keine Schalteroption E Wartungsschalter am Netzeingang F Wartungsschalter am Motorausgang L Trennschalter und Netztrenner, Durchschleifklemmen (nur große Bauform)

Wartungsschalter am Netzeingang mit zusätzlichen Durchschleifklemmen (nur große

Bauform) X Kein Displaystecker (kein Installationskasten) C Mit Displaystecker

Typencode und Auswahlhilfe Projektierungshandbuch

Position Beschreibung Optionen

X Keine Sensorstecker

24 Sensorstecker

25 Motorstecker X Kein Motorstecker 26 Netzstecker X Kein Netzstecker

27 Feldbusstecker

28 Reserviert X Zur zukünftigen Verwendung

29–30 A-Option

31–32 B-Option

33–37 Reserviert XXXXX Zur zukünftigen Verwendung

38–39 D-Option

E Direktmontage 4 x M12: 4 Digitaleingänge F Direktmontage 6 x M12: 4 Digitaleingänge, 2 Relaisausgänge

X Kein Feldbusstecker E M12 Ethernet P M12 PROFIBUS

AX Keine A-Option A0 PROFIBUS DP AN EtherNet/IP AL PROFINET BX Keine B-Option BR Drehgeberoption BU Resolver-Option BZ Sicherheits-SPS-Schnittstelle

DX Keine D-Option D0 Externe 24 V DC Versorgung

Abbildung 6.1 Typencodebeschreibung

Nicht alle Optionen sind für jede Varianten des VLT® Decentral Drive FCD 302 erhältlich. Um zu bestätigen, ob die richtige Version erhältlich ist, gehen Sie bitte zum Antriebskonfigurator im Internet: vltconfig.danfoss.com/.

HINWEIS

A- und D-Optionen für den FCD 302 sind in die Steuerkarte integriert. Verwenden Sie keine steckbaren Optionen für Frequenzumrichter. Bei einer späteren Nachrüstung müssen Sie die gesamte Steuerkarte austauschen. B-Optionen sind steckbar, da diese dasselbe Konzept wie bei Frequenzumrichtern verwenden.

Typencode und Auswahlhilfe

VLT® Decentral Drive FCD 302

6.2 Bestellnummern

6.2.1 Bestellnummern: Zubehör

Zubehör Beschreibung Bestellnummer

Halterungen, verlängert Halterungen (40 mm) 130B5771 Halterungen Flachhalterungen 130B5772 LCP-Kabel Vorkonfektioniertes Kabel zur Verwendung zwischen Frequenzumrichter und LCP 130B5776 Bremswiderstand 1750 Ω 10 W/100 % Bremswiderstand 350 Ω 10 W/100 %

VLT® Control Panel LCP 102 Entlüftungsmembran, Goretex Verhindert Kondensation im Schaltschrank/Gehäuse 175N2116 Chassis-Bausatz aus Edelstahl, M16 Edelstahl 130B5833

Zum Einbau in einem Installationskasten unter Motorklemmen 130B5778 Zum Einbau in einem Installationskasten unter Motorklemmen 130B5780 Grafisches LCP zur Programmierung und Anzeige 130B1078

Tabelle 6.1 Bestellnummern: Zubehör

6.2.2 Bestellnummern: Ersatzteile

Ersatzteile Beschreibung Bestellnummer

Schutzabdeckung Schutzabdeckung aus Kunststoff für das Wechselrichterteil 130B5770 Dichtung Dichtung zwischen Installationskasten und Wechselrichterteil 130B5773 Beutel mit Zubehör Reserve-Zugentlastungsklemmen und Schrauben zum Schirmabschluss 130B5774 Wartungsschalter Reserveschalter für Netz- oder Motortrennung 130B5775 LCP-Stecker Reservestecker zur Montage im Installationskasten 130B5777 Hauptanschlussplatine Zum Einbau im Installationskasten 130B5779 M12-Sensorstecker Zwei Paar M12-Sensorstecker zur Befestigung in Kabelanschlussbohrung 130B5411 Steuerkarte Steuerkarte mit externer 24-V-Versorgung 130B5783 Steuerkarte PROFIBUS Steuerkarte PROFIBUS mit externer 24-V-Versorgung 130B5781 Steuerkarte Ethernet Steuerkarte Ethernet mit externer 24-V-Versorgung 130B5788 Steuerkarte PROFINET Steuerkarte PROFINET mit externer 24-V-Versorgung 130B5794

Tabelle 6.2 Bestellnummern: Ersatzteile

Verpackungsinhalt:

Montagezubehör, nur bei Bestellung des Installationskastens mitgeliefert Inhalt:

•

- 2 Zugentlastungsschellen

- Halterung für Motor-/Lastkabel

- Erhöhungskonsole für Kabelschelle

- Schraube 4 mm x 20 mm

- Schneidschraube 3,5 mm x 8 mm

Dokumentation

•

Abhängig von den eingebauten Optionen enthält der Installationskasten einen oder zwei Beutel mit Montagezubehör und ein oder mehrere Handbücher bzw. Anleitungen.

Typencode und Auswahlhilfe Projektierungshandbuch

VVC+ mit Rückführung.

6.3 Optionen und Zubehör

Danfoss bietet für die Frequenzumrichter umfangreiche Erweiterungsmöglichkeiten und Zubehör an.

6.3.1 Feldbus-Optionen

Wählen Sie bei der Bestellung des Frequenzumrichters die Feldbus-Option. Alle Feldbus-Optionen sind auf der Steuerkarte enthalten. Eine getrennte A-Option ist nicht erhältlich. Wechseln Sie zum späteren Ändern der Feldbus-Option die Steuerkarte. Die folgenden Steuerkarten mit verschiedenen Feldbus-Optionen sind erhältlich. Alle Steuerkarten haben serienmäßig eine externe 24-V-Versorgung.

Pos. Bestellnummer

Steuerkarte PROFIBUS 130B5781 Steuerkarte Ethernet 130B5788 Steuerkarte PROFINET 130B5794

Tabelle 6.3 Steuerkarten mit Feldbus-Optionen

•

Flux-Vektor-Drehzahlregelung.

•

Flux-Vektor-Drehmomentregelung.

•

Permanentmagnetmotor.

•

Unterstützte Drehgebertypen:

Inkrementalgeber: 5 V TTL-Typ, RS422, max.

•

Frequenz: 410 kHz

Inkrementalgeber: 1 Vpp, Sinus/Cosinus

•

Hiperface®-Drehgeber: Absolut- und SinCos-

•

Drehgeber (Stegmann/SICK)

EnDat-Drehgeber: Absolut- und SinCos-Drehgeber

•

(Heidenhain), unterstützt Version 2.1

SSI-Drehgeber: Absolut

•

Drehgeberüberwachung: Die 4 Drehgeberkanäle

•

(A, B, Z und D) werden auf Kurzschluss und offenen Stromkreis überwacht. Jeder Kanal besitzt eine grüne LED-Leuchte, die aufleuchtet, wenn der Kanal in Ordnung ist.

HINWEIS

6.3.2

VLT® Encoder Input MCB 102

Das Drehgebermodul wird als Istwertanschluss für eine Flux-Steuerung mit Rückführung (Parameter 1-02 Drehgeber Anschluss) und für eine Drehzahlsteuerung mit Rückführung (Parameter 7-00 Drehgeberrückführung) verwendet. Konfigurieren Sie die Drehgeber-Option in Parametergruppe 17-** Drehgeber Opt.

Die Drehgeber-Option MCB 102 wird verwendet für:

Stecker Bezeichnung X31

1 NC – –

2 NC 8 VCC – – 8-V-Ausgang (7-12 V, I 3 5 VCC – 5 VCC

4 GND – GND GND GND 5 Eingang A +COS +COS – Eingang A 6 Eingang A inv. REFCOS REFCOS – Eingang A inv. 7 Eingang B +SIN +SIN – Eingang B 8 Eingang B inv. REFSIN REFSIN – Eingang B inv. 9 Eingang Z +Daten RS485 Taktausgang Taktausgang Eingang Z ODER +Daten RS485 10 Eingang Z inv. -Daten RS485 Taktausgang inv. Taktausgang inv. Eingang Z ODER -Daten RS485 11 NC NC Dateneingang Dateneingang Künftiger Gebrauch 12 NC NC Dateneingang

Maximal 5 V an X31.5-12 – – – –

Inkrementalgeber (siehe Grafik A)

SinCosDrehgeber HIPERFACE (siehe Grafik B)

EnDatDrehgeber

inv.

Die LED sind bei Einbau in einem VLT® Decentral Drive FCD 302 Frequenzumrichter nicht zu sehen. Die Reaktion

im Falle eines Drehgeberfehlers kann in Parameter 17-61 Drehgeber Überwachung gewählt werden: [0] Deaktiviert, [1] Warnung oder [2] Alarm.

Der Bausatz der Drehgeber-Option enthält:

Drehgeber-Option MCB 102

•

Kabel zum Anschluss von Kundenklemmen an die

•

Steuerkarte

SSI-Drehgeber Beschreibung

24 V

5 V

Dateneingang inv.

24-V-Ausgang (21–25 V, I

max

5-V-Ausgang (5 V ± 5 %, I

Künftiger Gebrauch

max

: 200 mA)

max

125 mA)

: 200 mA)

Tabelle 6.4 Anschlussklemmen der Drehgeber-Option MCB 102

1) Versorgung für Drehgeber: siehe Daten an Drehgeber.

+5V

GND

+24V

GND

130BC998.10

Us 7-12V (red)

GND (blue)

+COS (pink)

REFCOS (black)

+SIN (white)

REFSIN (brown)

Data +RS 485 (gray)

Data -RS 485 (green)

1 2 3 12754 6 8 9 10 11

130BA164.10

+RS485

+cos

-RS485

+sin

-sin

GND

7-12V

-cos

130BC999.10

Typencode und Auswahlhilfe

VLT® Decentral Drive FCD 302

Pos. Beschreibung

Abbildung 6.4 Anschlüsse für HIPERFACE®-Drehgeber - 2

6.3.3

HIPERFACE® Drehgeber

VLT® Resolver Input MCB 103

Abbildung 6.2 Anschlüsse für 5-V-Inkrementalgeber

Maximale Kabellänge 10 m (32,8 ft)

Abbildung 6.3 Anschlüsse für HIPERFACE®-Drehgeber - 1

Die Option MCB 103 dient zur Rückführung eines ResolverIstwertsignals vom Motor zum Frequenzumrichter. Resolver werden im Wesentlichen als Motor-Istwertgeber für bürstenlose Permanentmagnet-Synchronmotoren verwendet.

Der Bausatz der Resolver-Option enthält:

MCB 103 Resolver-Option.

•

Kabel zum Anschluss von Kundenklemmen an die

•

Steuerkarte.

Finden Sie die entsprechenden Parameter in Parameter- gruppe 17-5* Resolver.

Die Option MCB 103 unterstützt zahlreiche verschiedene Resolver-Arten.

Resolver-Pole Parameter 17-50 Resolver Pole: 2 *2 Resolver-Eingangsspannung Resolver-Eingangsfrequenz

Übersetzungsverhältnis Sekundäre Eingangsspannung Sekundäre Last

Tabelle 6.5 Technische Daten der Resolver-Option MCB 103

Parameter 17-51 Resolver Eingangsspannung: 2,0–8,0 V

*7,0 V

eff

Parameter 17-52 Resolver Eingangsfrequenz: 2-15 kHz 10,0 kHz Parameter 17-53 Übersetzungsverhältnis: 0,1–1,1 *0,5 Maximal 4 V

eff

Ca. 10 kΩ

130BD001.10

Resolver stator

Rotor

REF+ REFCOS+ COS-

SIN+ SIN-

LED 1 REF OK LED 2 COS OK

LED 3 SIN OK

LED NA

R2 S1

Motor

37201

B11

B12

B05

B03

B01 REF+

B06 Sin-

B05 Sin+

B04 Cos-

B03 Cos+

B02 REF-

130BT102.10

Typencode und Auswahlhilfe Projektierungshandbuch

Abbildung 6.6 Resolver-Signale

Konfigurationsbeispiel

In diesem Beispiel wird ein Permanentmagnet-Motor (PM)

Abbildung 6.5 Anschlüsse für Resolver-Option MCB 103

mit Resolver als Drehzahlrückführung verwendet. Ein PMMotor muss normalerweise im Fluxvektorbetrieb betrieben werden.

HINWEIS

Die Resolver-Option MCB 103 kann nur mit Resolver-

Verdrahtung

Die maximale Kabellänge ist 150 m bei Verwendung eines Kabels mit verdrillten Leitern.

Arten mit Rotorversorgung verwendet werden. Resolver mit Statorversorgung können Sie nicht benutzen.

HINWEIS

Resolver-Kabel müssen abgeschirmt sein und sollten von

HINWEIS

den Motorkabeln getrennt verlegt werden.

LED-Anzeigen sind an der Resolver-Option nicht zu sehen.

LED-Anzeigen

Die LED sind aktiv, wenn Parameter 17-61 Drehgeber Überwachung auf [1] Warnung oder [2] Alarm programmiert

ist.

•

LED 1 leuchtet, wenn das Sollwertsignal zum Resolver i. O. ist.

LED 2 leuchtet, wenn das Cosinus-Signal vom Resolver i. O. ist.

LED 3 leuchtet, wenn das Sinus-Signal vom Resolver i. O. ist.

HINWEIS

Die Abschirmung des Resolver-Kabels muss richtig am Abschirmblech aufgelegt und auf der Motorseite mit dem Gehäuse (Erde) verbunden werden.

HINWEIS

Verwenden Sie immer abgeschirmte Motor- und Bremschopperkabel.

Typencode und Auswahlhilfe

Parameter 1-00 Regelverfahren [1] Mit Drehgeber Parameter 1-01 Steuerprinzip [3] Fluxvektor mit Geber Parameter 1-10 Motorart [1] PM, Rotor mit aufgesetzten Magneten Parameter 1-24 Motornennstrom Typenschild Parameter 1-25 Motornenndrehzahl Typenschild Parameter 1-26 Dauer-Nenndrehmoment Typenschild

AMA ist bei PM-Motoren nicht möglich

Parameter 1-30 Statorwiderstand (Rs) Motordatenblatt Parameter 30-80 D-Achsen-Induktivität (Ld) Motordatenblatt (mH) Parameter 1-39 Motorpolzahl Motordatenblatt Parameter 1-40 Gegen-EMK bei 1000 UPM Motordatenblatt Parameter 1-41 Geber-Offset Motordatenblatt (gewöhnlich Null) Parameter 17-50 Resolver Pole Resolver-Datenblatt Parameter 17-51 Resolver Eingangsspannung Resolver-Datenblatt Parameter 17-52 Resolver Eingangsfrequenz Resolver-Datenblatt Parameter 17-53 Übersetzungsverhältnis Resolver-Datenblatt Parameter 17-59 Resolver aktivieren [1] Aktiviert

Tabelle 6.6 Anzupassende Parameter

VLT® Decentral Drive FCD 302

6.3.4

VLT® 24 V DC Supply MCB 107

Externe 24 V DC-Versorgung

Die externe 24-V-DC-Versorgung dient als Niederspannungsversorgung der Steuerkarte sowie etwaiger eingebauter Optionskarten. Dies ermöglicht den Betrieb des LCP-Bedienteils (einschließlich Parametereinstellung) auch bei abgeschalteter Netzversorgung.

Technische Daten für externe 24 V-DC-Versorgung Eingangsspannungsbereich 24 V DC ±15 % (maximal 37 V in 10 s) Max. Eingangsstrom 2,2 A Durchschnittl. Eingangsstrom 0,9 A Maximale Kabellänge 75 m Eingangskapazitätslast <10 uF Netz-Einschaltungsverzögerung <0,6 s Die Eingänge sind geschützt.

Klemmennummern

Klemme 35: Externe -24-V-DC-Versorgung.

•

Klemme 36: Externe +24-V-DC-Versorgung.

•

41 mm (1.61 in)

175 mm (6.88 in)

349.5 mm (13.75 in)

315 mm (12.4 in)

WARNING

ALARM

Bus MS NS2NS1

331.5 mm (13.05 in)

280 mm (11.02 in)

178 mm (7 in)

6.5 mm (0.25 in)

80 mm

(3.14 in)

190 mm (7.48 in)

25 mm

(0.98 in)

Ø13 mm (0,51 in)

130BB712.10

200 mm (7.87 in)

80 mm

(3.14 in)

130BC381.10

431.5 mm (16.98 in)

380 mm (14.96 in)

178 mm (7 in)

201 mm (7.91 in)

32 mm (1.25 in)

415 mm (16.33 in)

186 mm (7.32 in)

449.5 mm (17.69 in)

6.5 mm (0.25 in)

190 mm (7.48 in)

80 mm

(3.14 in)

80 mm

(3.14 in)

Ø13 mm (0,51 in)

25 mm

(0.98 in)

Technische Daten Projektierungshandbuch

7 Technische Daten

7.1 Mechanische Abmessungen

7 7

Abbildung 7.1 Kleines Gerät

Motorseite 1xM20, 1xM25 Steuerungsseite

2xM20, 9xM16

Netzseite 2xM25

Ebenfalls für 4xM12/6xM12 Sensor/Stellglied-Buchsen verwendet.

Abbildung 7.2 Großes Gerät

WARNING

ALARM

Bus MS NS2NS1

130BB800.10

WARNING

ALARM

Bus MS NS2NS1

130BB799.10

Technische Daten

VLT® Decentral Drive FCD 302

7.2 Elektrische Daten und Kabelquerschnitte

7.2.1 Übersicht

Netzversorgung 3 x 380–480 V AC Frequenzumrichter PK37 PK55 PK75 P1K1 P1K5 P2K2 P3K0

Wellennennleistung [kW] 0,37 0,55 0,75 1,1 1,5 2,2 3,0 Wellennennleistung [HP] 0,5 0,75 1,0 1,5 2,0 3,0 4,0 Max. Eingangsstrom

Dauerbetrieb (3 x 380–440 V) [A] 1,2 1,6 2,2 2,7 3,7 5,0 6,5 Überlast (3 x 380–440 V) [A] 1,9 2,6 3,5 4,3 5,9 8,0 10,4 Dauerbetrieb (3 x 441–480 V) [A] 1,0 1,4 1,9 2,7 3,1 4,3 5,7 Überlast (3 x 441–480 V) [A] 1,6 2,2 3,0 4,3 5,0 6,9 9,1 Empfohlene maximale Sicherungsgröße (Nicht-UL) gG-25 Eingebauter Trennschalter (große Bauform) CTI-25M Danfoss-Teilenummer: 047B3151

Ausgangsstrom

Empfohlener Trennschalter Danfoss CTI-25M (kleine und große Bauform) Teilenummer: 0,37, 0,55 kW Danfoss-Teilenummer: 047B3148 0,75, 1,1 kW Danfoss-Teilenummer: 047B3149 1,5 kW, 2,2 kW und 3 kW Danfoss-Teilenummer: 047B3151 Empfohlener Trennschalter Danfoss CTI-45MB1) (kleine Bauform) Teilenummer: 0,55, 0,75 kW Danfoss-Teilenummer: 047B3160 1,1 kW Danfoss-Teilenummer: 047B3161 1,5 kW Danfoss-Teilenummer: 047B3162 2,2 kW Danfoss-Teilenummer: 047B3163 Verlustleistung bei maximaler Last

[W]

Wirkungsgrad

35 42 46 58 62 88 116

0,93 0,95 0,96 0,96 0,97 0,97 0,97 Gewicht, kleine Bauform [kg] 9,8 (21,6 lb) – Gewicht, große Bauform [kg] 13,9 (30,6 lb)

Dauerbetrieb (3 x 380–440 V) [A] 1,3 1,8 2,4 3,0 4,1 5,2 7,2 Überlast (3 x 380–440 V) [A] 2,1 2,9 3,8 4,8 6,6 8,3 11,5 Dauerbetrieb (3 x 441–480 V) [A] 1,2 1,6 2,1 3,0 3,4 4,8 6,3 Überlast (3 x 441–480 V) [A] 1,9 2,6 3,4 4,8 5,4 7,7 10,1 Dauerbetrieb kVA (400 V AC) [kVA] 0,9 1,3 1,7 2,1 2,8 3,9 5,0 Dauerbetrieb kVA (460 V AC) [kVA] 0,9 1,3 1,7 2,4 2,7 3,8 5,0 Maximaler Kabelquerschnitt: (Netz, Motor, Bremse) [mm2/AWG]

Massives Kabel 6/10 Flexibles Kabel 4/12

Tabelle 7.1 VLT® Decentral Drive FCD 302 Wellenleistung, Ausgangsstrom und Eingangsstrom

1) Trennschalter vom Typ CTI-45MB sind nicht für 3-kW-Einheiten (4 HP) erhältlich.

2) Gilt für die Dimensionierung der Kühlung des Frequenzumrichters. Wenn die Taktfrequenz im Vergleich zur Werkseinstellung erhöht wird, kann die Verlustleistung bedeutend steigen. Die Leistungsaufnahme des LCP und typischer Steuerkarten sind eingeschlossen. Verlustleistungsdaten gemäß EN 50598-2 finden Sie unter drives.danfoss.com/knowledge-center/energy-efficiency-directive/#/.

3) Bei Nennstrom gemessener Wirkungsgrad. Die Energieeffizienzklasse finden Sie unter Kapitel 7.3 Allgemeine technische Daten. Informationen zu Teillastverlusten finden Sie unter drives.danfoss.com/knowledge-center/energy-efficiency-directive/#/.

Technische Daten Projektierungshandbuch

7.2.2 UL/cUL-zugelassene Vorsicherungen

American Wire Gauge = Amerikanisches

•

Drahtmaß. Der maximale Leitungsquerschnitt ist der größte Leitungsquerschnitt, den Sie an die Klemmen anschließen können. Beachten Sie immer nationale und örtliche Vorschriften.

Sie müssen Vorsicherungen des Typs gG

•

verwenden. Zur Beibehaltung von UL/cUL verwenden Sie Vorsicherungen dieses Typs (siehe Tabelle 7.2).

Gemessen mit 10 m (32,8 ft) abgeschirmtem

•

Motorkabel bei Nennlast und Nennfrequenz.

Empfohlene maximale Vorsicherungsgröße 25 A

Marke Sicherungstyp UL-

Dateinummer

Bussmann

SIBA

Littelfuse

Ferraz Shawmut Ferraz Shawmut Ferraz Shawmut

FWH-

KTS-R

JKS-

JJS-

FNQ-R-

KTK-R-

LP-CC-

5017906-

KLS-R

ATM-R

A6K-R

HSJ

E91958 JFHR2

E4273 RK1/JDDZ

E4273 J/JDDZ

E4273 T/JDDZ

E4273 CC/JDDZ

E180276 RK1/JDDZ

E81895 RK1/JDDZ

E2137 CC/JDDZ

E2137 RK1/JDDZ

E2137 J/HSJ

UL-Kategorie (CCN-Code)

7.2.3

VLT® Decentral Drive FCD 302 Gleichspannungsniveaus

Gleichspannungsniveau 380-480-V-Geräte (V DC)

Unterspannungsdeaktivierung des Wechselrichters Unterspannungswarnung 410 Unterspannungsaktivierung des Frequenzumrichters (Zurücksetzen der Warnung) Überspannungswarnung (ohne Bremse) Einschalten der dynamischen Bremse Überspannungsaktivierung des Wechselrichters (Zurücksetzen der Warnung) Überspannungswarnung (mit Bremse) Überspannungsabschaltung 820

Tabelle 7.3 FCD 302 Gleichspannungsniveau

Sicherungen

Das Gerät eignet sich für Netzversorgungen, die maximal

100.000 Aeff (symmetrisch) je 500 V liefern können.

Trennschalter

Das Gerät eignet sich für Netzversorgungen, die maximal

10.000 Aeff (symmetrisch) je 500 V liefern können.

373

398

778

795

810

7 7

Tabelle 7.2 VLT® Decentral Drive FCD 302 Vorsicherungen erfüllenUL/cUL-Anforderungen

1) 5 A (0,37 kW/0,5 HP), 7 A (0,55 kW/0,37 HP), 9 A (0,75 kW/1 HP), 12 A (1,1 kW/1,5 HP), 15 A (1,5 kW/2 HP), 20 A (2,2 kW/3 HP), 25 A (3 kW/4 HP)

Technische Daten

7.3 Allgemeine technische Daten

VLT® Decentral Drive FCD 302

Netzversorgung (L1, L2, L3) Versorgungsspannung 380–480 V ±10 % Netzfrequenz 50/60 Hz ± 5 % Maximale kurzzeitige Asymmetrie zwischen Netzphasen 3,0 % der Versorgungsnennspannung Wirkleistungsfaktor (λ) ≥ 0,9 bei Nennlast Verschiebungs-Leistungsfaktor (cos ϕ) Nahe 1 (> 0,98) Schalten am Netzeingang L1, L2, L3 (Anzahl der Einschaltungen) max. 2 x/Min.

1) Das Gerät eignet sich für Netzversorgungen, die maximal 100.000 Aeff (symmetrisch) bei maximal 480 V liefern können.

2) Niedrige Netzspannung/Netzausfall: Bei einer niedrigen Netzspannung oder einem Netzausfall arbeitet der Frequenzumrichter weiter, bis die Zwischenkreisspannung unter den minimalen Stopppegel abfällt, der normalerweise 15 % unter der niedrigsten Versorgungsnennspannung des Frequenzumrichters liegt. Bei einer Netzspannung von weniger als 10 % unterhalb der niedrigsten Versorgungsnennspannung des Frequenzumrichters erfolgt keine Netz-Einschaltung und es wird kein volles Drehmoment erreicht.

Motorausgang (U, V, W) Ausgangsspannung 0–100 % der Versorgungsspannung

Ausgangsfrequenz 0–590 Hz Ausgangsfrequenz bei Fluxvektorbetrieb 0–300 Hz Schalten am Ausgang Unbegrenzt Rampenzeiten 0,01–3600 s

Drehmomentkennlinie Startmoment (konstantes Drehmoment) Maximal 160 %/60 s Startmoment Maximal 180 % bis zu 0,5 s Überlastmoment (konstantes Drehmoment) Maximal 160 %/60 s Startmoment (variables Drehmoment) Maximal 110 %/60 s Überlastmoment (variables Drehmoment) Maximal 110 %/60 s

1) Prozentwert bezieht sich auf das Nenndrehmoment.

Kabellängen und -querschnitte für Steuerleitungen Maximale Motorkabellänge, mit Abschirmung 10 m (32,8 ft) Maximale Motorkabellänge, ungeschirmt, keine Erfüllung der Emissionsspezifikation 10 m (32,8 ft) Maximaler Querschnitt zu Steuerklemmen, flexibler/starrer Draht ohne Aderendhülsen 1,5 mm2/16 AWG Maximaler Querschnitt für Steuerklemmen, flexibles Kabel mit Aderendhülsen 1,5 mm2/16 AWG Maximaler Querschnitt für Steuerklemmen, flexibles Kabel mit Aderendhülsen mit Bund 1,5 mm2/16 AWG Mindestquerschnitt für Steuerklemmen 0,25 mm2/24 AWG

1) Für Leistungskabel siehe die Tabellen in Kapitel 7.2 Elektrische Daten und Kabelquerschnitte.

Schutzfunktionen und Eigenschaften

Elektronischer thermischer Motorüberlastschutz

•

Die Temperaturüberwachung des Kühlkörpers stellt sicher, dass der Frequenzumrichter abschaltet, wenn die

•

Temperatur einen vordefinierten Wert erreicht.

Der Frequenzumrichter ist gegen Kurzschlüsse an den Motorklemmen U, V, W geschützt.

•

Bei fehlender Netzphase schaltet der Frequenzumrichter ab oder gibt eine Warnung aus (je nach Last).

•

Die Überwachung der Zwischenkreisspannung stellt sicher, dass das Frequenzumrichter abschaltet, wenn die

•

Zwischenkreisspannung zu niedrig oder zu hoch ist.

Der Frequenzumrichter überprüft ständig, ob kritische Werte bei Innentemperatur, Laststrom, Hochspannung im

•

Zwischenkreis und niedrige Motordrehzahlen vorliegen. Als Reaktion auf einen kritischen Wert kann der Frequenzumrichter die Taktfrequenz anpassen und/oder den Schaltmodus ändern, um die Leistung des Frequenzumrichters zu sichern.

Danfoss FCD 302 Design guide [de]

Specifications and Main Features

Frequently Asked Questions

User Manual