Danfoss FCD 302 Design guide [da]
MAKING MODERN LIVING POSSIBLE
Design Guide
VLT® Decentral Drive FCD 302
Indholdsfortegnelse
Indholdsfortegnelse
VLT®Decentral Drive FCD 302 Design Guide
1 Introduktion
1.1 Sådan læses Design Guiden
1.1.1 Definitioner 5
1.1.2 Symboler 8
1.2 Sikkerhedsforanstaltninger
1.3 Softwareversion
1.4 CE-mærkning
1.4.1 Overensstemmelse 9
1.4.2 Hvad er dækket? 9
1.4.3 CE-mærkning 10
1.4.4 Overholder EMC-direktivet 2004/108/EF 10
1.4.5 Overensstemmelse 10
1.5 Bortskaffelse
2 Produktoversigt
2.1 Styring
2.1.1 Styreprincip 12
2.1.2 Intern strømstyring i VVC
plus
-tilstand 12
5
5
8
9
9
10
11
11
2.2 EMC
2.2.1 Generelle forhold vedr. EMC-emission 15
2.2.2 EMC-testresultater 16
2.2.3 Emissionskrav 16
2.2.4 Immunitetskrav 17
2.3 Referencehåndtering
2.3.1 Referencegrænser 19
2.3.2 Skalering af preset-referencer og busreferencer 19
2.3.3 Skalering af analoge referencer samt pulsreferencer og feedback 20
2.3.4 Dødbånd omkring nul 21
2.5 Galvanisk adskillelse (PELV)
2.5.1 PELV - Protective Extra Low Voltage 25
2.6 Mekanisk bremse
2.6.1 Mekanisk hæve-/sænkebremse 26
2.6.2 Kabelføring for bremsemodstand 26
2.7 Bremsefunktioner
2.7.1 Mekanisk holdebremse 26
15
18
25
26
26
2.7.2 Dynamisk bremsning 27
2.7.3 Valg af bremsemodstand 27
2.7.4 Styring med bremsefunktion 28
MG04H101 - VLT® er et registreret varemærke tilhørende Danfoss 1
Indholdsfortegnelse
VLT®Decentral Drive FCD 302 Design Guide
3 Systemintegration
3.1 Introduktion
3.1.1 Montering 29
3.1.1.1 Hygiejnisk installation 29
3.2 Indgang: Dynamikken på netforsyningssiden
3.2.1 Tilslutninger 30
3.2.1.1 Kabler generelt 30
3.2.1.2 Tilslutning til netspænding og jording 30
3.2.1.3 Relætilslutning 31
3.2.2 Sikringer og afbrydere 31
3.2.2.1 Sikringer 31
3.2.2.2 Anbefalinger 31
3.2.2.3 Overholdelse af CE 32
3.2.2.4 Overholdelse af UL 32
3.3 Udgang: Dynamikken på motorsiden
3.3.1 Motortilslutning 32
3.3.2 Netafbryder 33
29
29
30
32
3.3.3 Yderligere motoroplysninger 34
3.3.3.1 Motorkabel 34
3.3.3.2 Termisk motorbeskyttelse 34
3.3.3.3 Paralleltilslutning af motorer 34
3.3.3.4 Motorisolering 35
3.3.3.5 Motorlejestrøm 35
3.3.4 Ekstreme driftsforhold 35
3.3.4.1 Termisk motorbeskyttelse 36
3.4 Frekvensomformer-/optionsvalg
3.4.1 Styrekabler og klemmer 37
3.4.1.1 Styrekabelføring 37
3.4.1.2 DIP switches 37
3.4.1.3 Grundlæggende ledningsføringseksempel 37
3.4.1.4 Elektrisk installation, Styrekabler 38
3.4.1.5 Relæudgang 39
3.4.2 Bremsemodstande 40
3.4.2.1 bremsemodstande 10% 40
37
3.4.2.2 Bremsemodstand 40% 40
3.4.3 Særlige betingelser 40
3.4.3.1 Manuel derating 40
3.4.3.2 Automatisk derating 40
3.4.3.3 Derating for kørsel ved lav hastighed 40
3.4.4 EMC 41
2 MG04H101 - VLT® er et registreret varemærke tilhørende Danfoss
Indholdsfortegnelse
VLT®Decentral Drive FCD 302 Design Guide
3.4.4.1 EMC-korrekte kabler 41
3.4.4.2 Jording af skærmede styrekabler 43
3.4.4.3 RFI-afbryder 43
3.4.5 Netforsyningsforstyrrelse/harmoniske strømme 44
3.4.5.1 Netforsyningsforstyrrelse/harmoniske strømme 44
3.4.5.2 Påvirkning fra harmoniske strømme i strømdistributionssystemet 44
3.4.5.3 Standarder og krav vedrørende begrænsning af harmoniske strømme 45
3.4.5.4 Dæmpning af harmoniske strømme 45
3.4.5.5 Beregning af harmoniske strømme 45
3.4.6 Endelig test og opsætning 45
3.4.6.1 Højspændingstest 45
3.4.6.2 Jording 46
3.4.6.3 Sikkerhedsjordtilslutning 46
3.4.6.4 Afsluttende sikkerhedskontrol 46
3.5 Omgivelsesforhold
3.5.1 Luftfugtighed 47
3.5.2 Aggressive miljøer 47
3.5.3 Vibrationer og rystelser 47
3.5.4 Akustisk støj 47
4 Applikationseksempler
4.1 Encoderstik
4.2 Encoderretning
4.3 Frekvensomformersystem med lukket sløjfe
4.4 PID-styring
4.4.1 HastighedsPID-styring 54
4.4.2 Følgende parametre er relevante for hastighedsstyring 54
4.4.3 Optimering af hastighedsPID-styring 56
4.4.4 PID-processtyring 57
4.4.6 Eksempel på PID-processtyring 59
4.4.8 Ziegler Nichols-optimeringsmetoden 61
4.4.9 Eksempel på PID-processtyring 62
47
48
53
53
53
54
4.5 Styringsstrukturer
4.5.1 Styringsstruktur for VVC
4.5.2 Styringsstruktur for Flux Sensorless 64
4.5.3 Styringsstruktur for Flux med motorfeedback 64
plus
Avanceret vektorstyring 63
4.6 Lokal (Hand on) og fjernstyring (Auto)
4.7 Programmering af momentgrænse og stop
4.8 Mekanisk bremse
4.9 Sikker standsning
4.9.1.1 Klemme 37, Funktionen Sikker standsning 68
MG04H101 - VLT® er et registreret varemærke tilhørende Danfoss 3
63
65
66
66
67
Indholdsfortegnelse
VLT®Decentral Drive FCD 302 Design Guide
4.9.1.2 Idriftsætningstest af Sikker standsning 73
5 Typekode og Selection Guide
5.1 Typekodebeskrivelse
5.1.1 Drive Configurator 76
5.2 Bestillingsnumre
5.2.1 Bestillingsnumre: Tilbehør 77
5.2.2 Bestillingsnumre: Reservedele 77
5.3 Optioner og tilbehør
5.3.1 Fieldbus-optioner 78
5.3.2 Encoderoption MCB 102 78
5.3.3 Resolveroption MCB 103 79
6 Specifikationer
6.1 Mekaniske mål
6.2 Elektriske data og ledningsstørrelser
6.3 Generelle specifikationer
6.4 Virkningsgrad
6.5.1 Akustisk støj 89
6.6.1 dU/dt-forhold 89
75
75
77
78
82
82
83
85
89
Indeks
90
4 MG04H101 - VLT® er et registreret varemærke tilhørende Danfoss
Introduktion
VLT®Decentral Drive FCD 302 Design Guide
1 Introduktion
1.1 Sådan læses Design Guiden
Design Guiden indeholder oplysninger, der er nødvendige
til integrering af frekvensomformeren i forskellige applikationer.
Yderligere tilgængelige ressourcer
-
Betjeningsvejledning MG04F for oplysninger, der er
nødvendige til montering og idriftsætning af
frekvensomformeren.
-
Programming Guide, MG04G, for programmering
af apparatet, herunder komplette parameterbeskrivelser.
-
Modbus RTU-betjeningsvejledning, MG92B, for
oplysninger, der er nødvendige for styring,
overvågning og programmering af frekvensomformeren via den indbyggede Modbus-Fieldbus.
-
Profibus-betjeningsvejledning, MG34N, Ethernetbetjeningsvejledning, MG90J og ProfiNetbetjeningsvejledning, MG90U, for oplysninger, der
er nødvendige for styring, overvågning og
programmering af frekvensomformeren via en
Fieldbus.
-
MCB 102-manual.
-
VLT Automation Drive FC 300-resolveroption MCB
103, MI33I.
-
Vejledning til sikker PLC-grænsefladeoption MCB
108, MI33J.
-
Design Guide for bremsemodstand, MG90O.
- Godkendelser.
Teknisk litteratur og godkendelser findes online på
www.danfoss.com/BusinessAreas/DrivesSolutions/Documentations/Technical+Documentation.
Definitioner
1.1.1
Frekvensomformer:
Friløb
Motorakslen er i free mode. Intet moment på motoren.
I
MAKS
Den maksimale udgangsstrøm.
I
N
Den nominelle udgangsstrøm leveret af frekvensomformeren.
U
MAKS
Den maksimale udgangsspænding.
Indgang:
Styrekommando
Start og stands den tilsluttede motor ved hjælp af LCP og
de digitale indgange.
Funktionerne er opdelt i to grupper.
Funktionerne i gruppe 1 har højere prioritet end
funktionerne i gruppe 2.
Gruppe1Nulstilling, Friløbsstop, Nulstilling og Friløbsstop,
Hurtigt stop, DC-bremsning, Stop og "Off"-tasten.
Gruppe2Start, Pulsstart, Reversering, Start reversering, Jog og
Fastfrys udgang
Tabel 1.1 Styrekommandofunktioner
Motor:
f
JOG
Motorfrekvensen, når jog-funktionen er aktiveret (via
digitale klemmer).
f
M
Motorfrekvens. Udgang fra frekvensomformeren. Udgangsfrekvensen er relevant for akslens hastighed i motoren
afhængigt af antallet af poler og slipfrekvensen.
fMAKS
Den maksimale udgangsfrekvens, som frekvensomformeren
kan påføre på udgangen. Den maksimale udgangsfrekvens
indstilles i grænsepar. 4-12, 4-13 og 4-19.
f
MIN
Den minimale motorfrekvens fra frekvensomformeren.
Fabriksindstillingen er 0 Hz.
f
M,N
Den nominelle motorfrekvens (typeskiltdata).
I
M
Motorstrømmen.
I
M,N
Den nominelle motorstrøm (typeskiltdata).
n
M,N
Den nominelle motorhastighed (typeskiltdata).
n
s
Synkron motorhastighed
2 ×
par
=
. 1 − 23 × 60
par
. 1 − 39
n
s
P
M,N
s
Den nominelle motoreffekt (typeskiltdata).
T
M,N
Det nominelle moment (motor).
U
M
Den aktuelle motorspænding.
1 1
MG04H101 - VLT® er et registreret varemærke tilhørende Danfoss 5
175ZA078.10
Moment
Kipgrænse
o/min
Introduktion
VLT®Decentral Drive FCD 302 Design Guide
11
U
M,N
Den nominelle motorspænding (typeskiltdata).
Ref
MIN
Bestemmer forholdet mellem referenceindgangen ved 0%
værdi (typisk 0 V, 0 mA, 4 mA) og den resulterende
Startmoment
reference. Indstil maksimumreferenceværdien i 3-02
Minimumreference.
Diverse:
Analoge indgange
De analoge indgange kan bruges til at styre forskellige
funktioner i en frekvensomformer.
Der findes to typer analoge indgange:
Strømindgang, 0-20 mA og 4-20 mA
Spændingsindgang, 0-10 V DC
Spændingsindgang, -10 til +10 V DC.
Analoge udgange
De analoge udgange kan levere et signal på 0-20 mA, 4-20
mA.
Automatisk motortilpasning, AMA
AMA-algoritmen bestemmer de elektriske parametre for
Illustration 1.1 Startmoment
den tilsluttede motor ved stilstand.
Bremsemodstand
Bremsemodstand er et modul, der kan absorbere den
η
Frekvensomformerens virkningsgrad defineres som
forholdet mellem den afgivne og den modtagne effekt.
Start-deaktivér-kommando
En stopkommando, der tilhører styrekommandoerne i
gruppe 1. Se denne gruppe.
bremseeffekt, der genereres ved regenerativ bremsning.
Denne regenerative bremseeffekt øger mellemkredsspændingen, og en bremsechopper sørger for at afsætte
effekten i bremsemodstanden.
CT-karakteristik
Konstant momentkarakteristik anvendes til alle applikationer, f.eks. transportbånd, fortrængningspumper og
kraner.
Stopkommando
Se styrekommandoer.
Digitale indgange
De digitale indgange kan bruges til styring af forskellige
funktioner i frekvensomformeren.
Referencer:
Analog reference
Et analogt signal, der påføres indgang 53 eller 54. Signalet
kan enten være spænding 0-10 V eller -10 -+10 V.
Strømsignal er 0-20 mA eller 4-10 mA.
Binær reference
Et signal, der påføres den serielle kommunikationsport
(RS-485 klemme 68-69).
Preset-reference
En defineret preset-reference, der er indstillet mellem
-100% til +100% af referenceområdet. Vælg otte presetreferencer via de digitale klemmer.
Pulsreference
En pulsreference, der påføres klemme 29 eller 33 og
vælges med parameter 5-13 eller 5-15 [32]. Skalering i par.gruppe 5-5*.
Ref
MAKS
Viser forholdet mellem referenceindgangen ved 100% fuld
skalaværdi (typisk 10 V, 20 mA) og den resulterende
reference. Indstil maksimumreferenceværdien i 3-03
Maksimumreference.
Digitale udgange
Frekvensomformeren er forsynet med solid state-udgange,
der kan levere et 24 V DC-signal (maks. 40 mA).
DSP
Digital signalprocessor.
ETR
Elektronisk termisk relæ er en beregning af termisk
belastning baseret på aktuel belastning og tid. Den har til
formål at beregne motortemperaturen.
Hiperface
®
Hiperface® er et registreret varemærke tilhørende
Stegmann.
Initialisering
Ved initialisering (14-22 Driftstilstand) vender frekvensomformeren tilbage til fabriksindstillingen.
Periodisk driftscyklus
En klassificering for periodisk drift angiver en sekvens af
driftscyklusser. Hver cyklus består af en periode med og en
periode uden belastning. Driften kan være enten periodisk
drift eller ikke-periodisk drift.
6 MG04H101 - VLT® er et registreret varemærke tilhørende Danfoss
Introduktion
VLT®Decentral Drive FCD 302 Design Guide
LCP
LCP-betjeningspanelet udgør en komplet grænseflade til
styring og programmering af frekvensomformeren. LCP'et
er aftageligt og kan monteres op til 3 meter fra frekvensomformeren, f.eks. i et frontpanel ved hjælp af
installationssætoptionen.
lsb
Mindst betydende bit.
msb
Mest betydende bit.
MCM
Forkortelse for Mille Circular Mil, som er en amerikansk
enhed for måling af kabelareal. 1 MCM = 0,5067 mm2.
Online-/offlineparametre
Ændringer af onlineparametre aktiveres, umiddelbart efter
at dataværdien er ændret. Ændringer af offlineparametre
aktiveres, når der trykkes på [OK] på LCP'et.
Process PID
PID-regulatoren opretholder den ønskede hastighed,
temperatur, det ønskede tryk osv. ved at tilpasse udgangsfrekvensen efter den varierende belastning.
PCD
Procesdata
Pulsindgang/trinvis encoder
En ekstern, digital føler, der anvendes til feedbackoplysninger om motorhastighed og -retning. Der anvendes
encodere til nøjagtig højhastighedsfeedback og i
højdynamiske applikationer. Encodertilslutningen foregår
via klemme 32 og 33 eller encoderoptionen MCB 102.
RCD
Fejlstrømsafbryder.
Opsætning
Der kan gemmes parameterindstillinger i fire opsætninger.
Skift mellem de fire parameteropsætninger, og redigér en
af opsætningerne, mens en anden er aktiv.
SFAVM
Et switchmønster kaldet Stator Flux-orienteret asynkron
vektormodulering (14-00 Koblingsmønster).
Slipkompensering
Frekvensomformeren kompenserer for motorslippet ved at
give frekvensen et tilskud, der følger den målte motorbelastning, således at motorhastigheden holdes næsten
konstant.
Smart Logic Control (SLC)
SLC er en række brugerdefinerede handlinger, som afvikles,
når de tilknyttede brugerdefinerede hændelser evalueres
som sande af Smart Logic Controller. (Par.-gruppe 13-**
Smart Logic Control (SLC)).
STW
statusord
FC-standardbus
Omfatter RS-485-bus med FC-protokol eller MC-protokol.
Se 8-30 Protokol.
Termistor:
Temperaturafhængig modstand, der placeres, hvor
temperaturen ønskes overvåget (frekvensomformer eller
motor).
THD
Total harmonisk forvrængning. Angiver det samlede bidrag
fra harmoniske strømme.
Trip
Tilstand, der skiftes til i fejlsituationer, f.eks. hvis frekvensomformeren udsættes for en overtemperatur, eller når
frekvensomformeren beskytter motoren, processen eller
mekanismen. Genstart forhindres, indtil årsagen til fejlen er
forsvundet, og trip-tilstanden annulleres ved at aktivere
nulstilling, eller i nogle tilfælde ved at nulstilling er
programmeret til at blive udført automatisk. Trip må ikke
benyttes i forbindelse med personsikkerhed.
Triplåst
En tilstand, der skiftes til i fejlsituationer, hvor en frekvensomformer beskytter sig selv og kræver fysisk indgriben,
f.eks. hvis frekvensomformeren udsættes for kortslutning
på udgangen. En triplås kan kun annulleres ved at afbryde
netforsyningen, fjerne årsagen til fejlen og tilslutte
frekvensomformeren igen. Genstart forhindres, indtil triptilstanden annulleres ved at aktivere nulstilling, eller i
nogle tilfælde ved at nulstilling er programmeret til at
blive udført automatisk. Trip må ikke benyttes i forbindelse
med personsikkerhed.
VT-karakteristik
Variabel momentkarakteristik anvendes til pumper og
ventilatorer.
plus
VVC
Sammenlignet med almindelig spændings-/frekvensforholdsstyring giver Voltage Vector Control (VVC
plus
)
forbedret dynamik og stabilitet både ved ændring af
hastighedsreference og i forhold til belastningsmomentet.
60° AVM
Switchmønster kaldet 60°
asynkron vektormodulering
(14-00 Koblingsmønster).
Effektfaktor
Effektfaktoren er forholdet mellem I1 og I
3 x U x
l
cos
ϕ
Effekt faktor
=
3 x U x
1
l
RMS
RMS
.
Effektfaktoren til 3-faset styring:
=
l1 x cos
l
RMS
ϕ1
=
l
RMS
l
1
eftersom cos
ϕ1 = 1
Effektfaktoren angiver, i hvilken grad frekvensomformeren
belaster netforsyningen.
1 1
MG04H101 - VLT® er et registreret varemærke tilhørende Danfoss 7
Introduktion
VLT®Decentral Drive FCD 302 Design Guide
11
En lavere effektfaktor betyder højere I
kW-ydelse.
for den samme
RMS
ADVARSEL
Højspænding
2
2
l
=
l
RMS
Derudover indikerer en høj effektfaktor, at de forskellige
harmoniske strømme er lave.
Indbyggede DC-spoler i DC-linket giver en høj effektfaktor
og reducerer THD på hovedforsyningen.
+
1
2
l
+
l
+ .. +
5
7
2
l
n
1.1.2 Symboler
Følgende symboler anvendes i denne manual.
ADVARSEL
Angiver en potentielt farlig situation, som, hvis den ikke
undgås, kan medføre dødsfald eller alvorlig personskade.
FORSIGTIG
Angiver en potentielt farlig situation, som, hvis den ikke
undgås, kan medføre mindre eller moderat personskade.
Kan også bruges til at advare mod usikre fremgangsmåder.
FORSIGTIG
Angiver en situation, som kan medføre ulykker, der kun
beskadiger udstyr eller ejendom.
BEMÆRK!
Angiver fremhævede oplysninger, der skal tages hensyn til
for at undgå fejl eller for at undgå at bruge udstyret på en
måde, så det ikke fungerer optimalt.
* Angiver en fabriksindstilling
1.2
Sikkerhedsforanstaltninger
Det kan være forbundet med livsfare at berøre de
elektriske komponenter, også efter at udstyret er koblet fra
netforsyningen.
Under planlægningen skal det kontrolleres, at andre
spændingsindgange kan afbrydes, f.eks. en ekstern
forsyning på 24 V DC, belastningsfordeling (sammenkobling af DC-mellemkredse) og motortilslutning til
kinetisk back-up.
Anlæg, hvor der er monteret frekvensomformere, skal, hvis
det er nødvendigt, være udstyret med yderligere
overvågnings- og beskyttelsesanordninger i overensstemmelse med gældende sikkerhedsforskrifter, f.eks.
lovgivning om mekaniske værktøjer, bestemmelser om
forebyggelse af ulykker osv. Det er tilladt at foretage
ændringer på frekvensomformere ved hjælp af driftssoftware.
Hvis anbefalingerne for konstruktionen ikke følges, kan det
resultere i død eller alvorlig personskade.
BEMÆRK!
Farlige situationer skal identificeres af maskinproducenten/
integratoren, som er ansvarlig for at tage de nødvendige
forebyggende tiltag i betragtning. Yderligere overvågningsog beskyttelsesanordninger kan være omfattet, altid i
overensstemmelse med gældende nationale sikkerhedsforskrifter, f.eks. lovgivning om mekaniske værktøjer,
bestemmelser om forebyggelse af ulykker.
BEMÆRK!
Kraner, lifte og hejseværker:
Styring af de eksterne bremser skal altid være konstrueret
med et reservesystem. Frekvensomformeren kan under
ingen omstændigheder fungere som den primære
sikringskreds. Opfylder de relevante standarder, f.eks.
Hejseværker og kraner: IEC 60204-32
Lifte: EN 81
ADVARSEL
Frekvensomformerens spænding er farlig, når den er
tilsluttet netforsyningen. Montering af motor, frekvensomformer og Fieldbus skal planlægges korrekt. Følg
instruktionerne i denne manual samt lokale og nationale
bestemmelser og sikkerhedsforskrifter. Hvis anbefalingerne
for konstruktionen ikke følges, kan det medføre dødsfald,
alvorlige personskader eller skader på udstyr, når det er i
drift.
Beskyttelsestilstand
Når en hardwaregrænse for motorstrøm eller DClinkspænding er overskredet, skifter frekvensomformeren til
"beskyttelsestilstand". "Beskyttelsestilstand" betyder en
ændring af PWM-moduleringsstrategien og en lav switchfrekvens for at minimere tab. Dette fortsætter 10 sek. efter
den seneste fejl og øger driftssikkerheden og robustheden
for frekvensomformeren, mens fuld kontrol over motoren
genoprettes.
I hæve-/sænkeapplikationer er "beskyttelsestilstand" ikke
anvendelig, fordi frekvensomformeren normalt ikke vil
være i stand til at forlade denne tilstand igen, og den vil
derfor forlænge tiden inden aktivering af bremsen, hvilket
ikke anbefales.
8 MG04H101 - VLT® er et registreret varemærke tilhørende Danfoss
Introduktion
VLT®Decentral Drive FCD 302 Design Guide
"Beskyttelsestilstanden" kan deaktiveres ved at indstille
14-26 Tripforsinkelse ved vekselretterfejl til nul, hvilket
betyder, at frekvensomformeren straks vil trippe, hvis en af
hardwaregrænserne overskrides.
BEMÆRK!
Det anbefales at deaktivere beskyttelsestilstand i hæve-/
sænkeapplikationer (14-26 Tripforsinkelse ved vekselret-
terfejl= 0)
1.3 Softwareversion
Kontrollér softwareversionen i 15-43 Softwareversion.
1.4 CE-mærkning
1.4.1 Overensstemmelse
Maskindirektivet (2006/42/EF)
Frekvensomformere omfattes ikke af maskindirektivet. Hvis
en frekvensomformer leveres til brug med en maskine, kan
Danfoss imidlertid tilbyde oplysninger om sikkerhedsaspekter angående frekvensomformeren.
Hvad er CE-overensstemmelse og -mærkning?
Formålet med CE-mærkningen er at undgå tekniske
handelsbarrierer inden for EFTA og EU. EU har indført CEmærket, som er en enkel metode til at vise, hvorvidt et
produkt overholder de relevante EU-direktiver. CE-mærket
angiver ikke oplysninger om produktets specifikationer
eller kvalitet. Frekvensomformere er underlagt to EUdirektiver:
Lavspændingsdirektivet (2006/95/EF)
Frekvensomformere skal CE-mærkes i overensstemmelse
med lavspændingsdirektivet af 1. januar 1997. Direktivet
finder anvendelse for alt elektrisk udstyr og apparater, der
anvendes i spændingsområderne 50-1.000 V AC og
75-1.500 V DC. Danfoss udfører CE-mærkning i overensstemmelse med direktivet og udsteder ved anmodning en
overensstemmelseserklæring.
EMC-direktivet (2004/108/EF)
EMC står for elektromagnetisk kompatibilitet (electromagnetic compatibility). Tilstedeværelsen af elektromagnetisk
kompatibilitet betyder, at den gensidige forstyrrelse
mellem forskellige komponenter/apparater ikke påvirker
apparaternes funktion.
EMC-direktivet trådte i kraft den 1. januar 1996.Danfoss
udfører CE-mærkning i overensstemmelse med direktivet
og udsteder ved anmodning en overensstemmelseserklæring. Se vejledningen i denne Design Guide for at
gennemføre en EMC-korrekt montering. Danfoss angiver
også, hvilke standarder vores produkter overholder.
Danfoss tilbyder de filtre, vi angiver i specifikationerne, og
vi kan tilbyde andre former for assistance for at sikre
optimale EMC-resultater.
Frekvensomformeren bruges oftest af fagfolk inden for
branchen som en kompleks komponent, der udgør en del
af et større apparat eller system eller en større installation.
1.4.2 Hvad er dækket?
I EU's "Retningslinjer for anvendelse af Rådets direktiv
2004/108/EF" uddybes tre typiske situationer for brug af en
frekvensomformer. Nedenfor findes oplysninger om
omfanget af EMC-direktivet og CE-mærkningen.
1. Frekvensomformeren sælges direkte til
slutbrugeren. Frekvensomformeren sælges f.eks.
til et byggemarked. Slutbrugeren er en lægmand,
der monterer frekvensomformeren med henblik
på brug med en hobbymaskine, en køkkenmaskine osv. For disse applikationer skal
frekvensomformeren CE-mærkes i overensstemmelse med EMC-direktivet.
2. Frekvensomformeren sælges til montering i et
anlæg. Installationen er konstrueret af fagfolk fra
branchen. Det kan f.eks. være et produktionsanlæg eller et varme-/ventilationsanlæg, der
er bygget og monteret af fagfolk. Hverken
frekvensomformeren eller den færdige installation
behøver at blive CE-mærket i henhold til EMCdirektivet. Apparatet skal imidlertid overholde de
grundlæggende EMC-krav i direktivet. Dette sikres
ved brug af komponenter, apparater og systemer,
der er CE-mærket i henhold til EMC-direktivet.
3. Frekvensomformeren sælges som en del af et
fuldstændigt system. Systemet markedsføres som
en helhed, f.eks. et luftkonditioneringssystem. Det
komplette system skal CE-mærkes i henhold til
EMC-direktivet. Fabrikanten kan sikre, at enheden
er CE-mærket i henhold til EMC-direktivet enten
ved at bruge CE-mærkede komponenter eller ved
at teste EMC i systemet. Hvis der kun anvendes
CE-mærkede komponenter, er det ikke
nødvendigt at teste hele systemet.
1 1
MG04H101 - VLT® er et registreret varemærke tilhørende Danfoss 9
Introduktion
VLT®Decentral Drive FCD 302 Design Guide
11
1.4.3 CE-mærkning
CE-mærkning er positivt, når det bliver brugt til sit
egentlige formål, som er at forenkle samhandlen inden for
EU og EFTA.
CE-mærkning kan dog dække mange forskellige specifikationer. Undersøg, præcist hvad en given CE-mærkning
dækker.
1.4.5
Overensstemmelse
Tabel 1.2 FCD 302-godkendelser
1.5 Bortskaffelse
Specifikationerne kan variere meget. Et CE-mærke kan
derfor give montøren en falsk tryghed, når en frekvensomformer anvendes som en komponent i et system eller et
apparat.
Danfoss CE-mærker frekvensomformerne i henhold til
lavspændingsdirektivet. Det vil sige, at hvis frekvensomformeren installeres korrekt, garanterer vi, at den
overholder lavspændingsdirektivet. Danfoss udsteder en
overensstemmelseserklæring, som bekræfter vores CEmærkning i overensstemmelse med
lavspændingsdirektivet.
CE-mærket gælder også for EMC-direktivet, under
forudsætning af at instruktionerne til EMC-korrekt installation og filtrering følges. På dette grundlag er en
overensstemmelseserklæring i henhold til EMC-direktivet
udstedt.
Tabel 1.3 Bortskaffelsesinstruktion
Udstyr, der indeholder elektriske
komponenter, må ikke smides ud sammen
med almindeligt affald.
Det skal samles separat som elektrisk og
elektronisk affald i overensstemmelse med
lokale regler og gældende lovgivning.
Design Guiden indeholder en detaljeret installationsvejledning, som sikrer EMC-korrekt installation.
Overholder EMC-direktivet
1.4.4
2004/108/EF
Frekvensomformeren anvendes hovedsageligt af fagfolk fra
branchen som en kompleks komponent, der udgør en del
af et større apparat, system eller en installation.
BEMÆRK!
Ansvaret for de endelige EMC-egenskaber i apparatet,
systemet eller installationen ligger hos montøren.
Danfoss har som en hjælp til montøren udarbejdet EMCmonteringsretningslinjer til Power Drive-systemet.
Standarderne og testniveauerne for frekvensomformersystemer overholdes, forudsat at de EMC-korrekte
instruktioner for monteringen følges. Se 3.4.4 EMC.
10 MG04H101 - VLT® er et registreret varemærke tilhørende Danfoss
130BC963.10
Produktoversigt
2 Produktoversigt
VLT®Decentral Drive FCD 302 Design Guide
Illustration 2.1 Lille apparat
område. I disse tilfælde vejer kabelføringen alene tungere
end omkostningerne for de enkelte frekvensomformer, og
det giver mening at få styringen tættere på motorerne.
Frekvensomformeren kan styre enten hastigheden eller
momentet på motorakslen.
Hastighedsstyring
Der findes to typer hastighedsstyring:
Hastighed, åben sløjfe, som ikke kræver feedback
•
fra motoren (sensorless).
PID-styring af hastighed med lukket sløjfe kræver
•
hastighedsfeedback til en indgang. Korrekt
optimeret hastighedsstyring med lukket sløjfe er
mere nøjagtig end hastighedsstyring med åben
sløjfe.
Momentstyring
Momentstyringsfunktionen bruges i applikationer, hvor
momentet på motorens udgangsaksel styrer applikationen
som spændingsstyring.
2 2
Illustration 2.2 Stort apparat
2.1 Styring
En frekvensomformer ensretter AC-spændingen fra netforsyningen til DC-spænding. Denne DC-spænding omformes
til AC-strøm med variabel amplitude og frekvens.
Motoren forsynes med variabel spænding, strøm og
frekvens, hvilket muliggør trinløs hastighedsstyring af
trefasede AC-standardmotorer og synkrone motorer med
permanent magnet.
FCD 302-frekvensomformeren er konstrueret til installationer med flere mindre frekvensomformere, især på
transportørapplikationer - f.eks. i fødevareindustrien og
materialehåndtering. I installationer, hvor flere motorer er
placeret flere steder i et anlæg, som f.eks. tappehaller,
anlæg til tilberedning og emballering af fødevarer samt
installationer til bagagehåndtering i lufthavne, kan der
være dusinvis, måske hundredvis af frekvensomformere,
der arbejder sammen, men er fordelt over et stort fysisk
Lukket sløjfe i Flux mode med encoderfeedback
•
indeholder motorstyring baseret på feedbacksignaler fra systemet. Det forbedrer ydelsen i alle
fire kvadranter og ved alle motorhastigheder.
Åben sløjfe i VVC
•
anvendes i mekaniske robuste applikationer, men
nøjagtigheden er begrænset. Momentfunktionen
med åben sløjfe fungerer kun i én hastighedsretning. Momentet beregnes på basis af
strømmålingen indvendigt i frekvensomformeren.
Se applikationseksemplet 4.5.1 Styringsstruktur for
plus
VVC
Avanceret vektorstyring.
Hastigheds-/momentreference
Referencen til disse styreenheder kan enten være en enkelt
reference eller summen af forskellige referencer, herunder
relativt skalerede referencer. Håndteringen af referencer
uddybes nærmere i 2.3 Referencehåndtering.
plus
-tilstand. Funktionen
MG04H101 - VLT® er et registreret varemærke tilhørende Danfoss 11
R+
82
R81
Brake
Resistor
U 96
V 97
W 98
InrushR inr
P 14-50
L1 91
L2 92
L3 93
M
130BC965.10
. . .
. . .
Par. 13-43
Comparator Operator
Par. 13-43
Logic Rule Operator 2
Par. 13-51
SL Controller Event
Par. 13-51
SL Controller Action
130BB671.10
Coast
Start timer
Set Do X low
Select set-up 2
. . .
Running
Warning
Torque limit
Digital inpute X 30/2
. . .
=
TRUE longer than..
. . .
. . .
Produktoversigt
2.1.1 Styreprincip
VLT®Decentral Drive FCD 302 Design Guide
22
eller Flux Vector-motorstyring.
Frekvensomformeren er kompatibel med forskellige motorstyringsprincipper, som f.eks. speciel U/f-motortilstand, VVC
plus
Derudover er frekvensomformeren funktionsdygtig med synkrone motorer med permanent magnet (børsteløse
servomotorer) samt almindelige asynkrone kortslutningsmotorer.
Kortslutningsadfærden afhænger af de 3 strømtransducere i motorfaserne og afmætningsbeskyttelsen med feedback fra
bremsen.
Illustration 2.3 Styreprincip
2.1.2
Intern strømstyring i VVC
plus
-tilstand
Frekvensomformeren er forsynet med en integreret
strømgrænsestyring, som aktiveres, når motorstrømmen,
og dermed momentet, er højere end momentgrænserne,
der er indstillet i 4-16 Momentgrænse for motordrift,
4-17 Momentgrænse for generatordrift og 4-18 Strømgrænse.
Når frekvensomformeren har nået strømgrænsen under
motordrift eller regenerativ drift, reducerer den momentet
under de forhåndsindstillede momentgrænser så hurtigt
som muligt uden at miste kontrollen over motoren.
Smart Logic Control (SLC) er grundlæggende en sekvens af
brugerdefinerede handlinger (se 13-52 SL styreenh.-handling
[x]), som afvikles af SLC, når den tilknyttede brugerdefinerede hændelse (se 13-51 SL styreenhed.-hændelse [x])
evalueres som SAND af SLC.
Betingelsen for en hændelse kan være en særlig status,
eller at resultatet af en logisk regel eller en sammenligneroperand bliver SAND. Dette medfører en associeret
handling som illustreret i Illustration 2.4:
Illustration 2.4 Aktuel styrestatus/Hændelse og handling
12 MG04H101 - VLT® er et registreret varemærke tilhørende Danfoss
Par. 13-11
Comparator Operator
=
TRUE longer than.
. . .
. . .
Par. 13-10
Comparator Operand
Par. 13-12
Comparator Value
130BB672.10
. . .
. . .
. . .
. . .
Par. 13-43
Logic Rule Operator 2
Par. 13-41
Logic Rule Operator 1
Par. 13-40
Logic Rule Boolean 1
Par. 13-42
Logic Rule Boolean 2
Par. 13-44
Logic Rule Boolean 3
130BB673.10
Produktoversigt
VLT®Decentral Drive FCD 302 Design Guide
Hver handling og hændelse nummereres og sammenkædes
i par (tilstande). Dette betyder, at når [0] hændelse opfyldes
(opnår værdien SAND), udføres [0] handling. Derefter vil
betingelserne for [1] hændelse blive evalueret, og hvis de
evalueres som SAND, vil [1] handling blive udført osv. Der
evalueres kun én hændelse ad gangen. Hvis en hændelse
evalueres som FALSK, sker der ingenting (i SLC) i løbet af
det aktuelle scanningsinterval, og der evalueres ingen
andre hændelser. Dette betyder, at SLC ved start evaluerer
[0] hændelse (og kun [0] hændelse) ved hvert scanningsinterval. Kun når [0] hændelse evalueres som SAND, vil SLC
afvikle [0] handling og begynde at evaluere hændelse. Der
kan programmeres 1 til 20 hændelser og [1] handlinger.
Når den sidste hændelse/handling er blevet afviklet, vil
sekvensen begynde forfra fra [0] hændelse/[0] handling.
Illustration 2.5 viser et eksempel med tre hændelser/
handlinger.
2 2
Illustration 2.7 Logiske regler
Illustration 2.5 Eksempel - Intern strømstyring
Sammenlignere
Sammenlignere bruges til sammenligning af kontinuerlige
variabler (dvs. udgangsfrekvens, udgangsstrøm, analog
indgang osv.) med faste preset-værdier.
Illustration 2.6 Sammenlignere
Logiske regler
Kombinerer op til tre booleske indgange (SAND-/FALSKindgange) fra timere, sammenlignere, digitale indgange,
status-bits og hændelser ved hjælp af de logiske
operatører OG, ELLER og IKKE.
MG04H101 - VLT® er et registreret varemærke tilhørende Danfoss 13
FC
+24 V
+24 V
D IN
D IN
D IN
COM
D IN
D IN
D IN
D IN
+10 V
A IN
A IN
COM
A OUT
COM
R1R2
12
13
18
19
20
27
29
32
33
37
50
53
54
55
42
39
01
02
03
04
05
06
130BB839.10
Produktoversigt
VLT®Decentral Drive FCD 302 Design Guide
Applikationseksempel
Parametre
22
Funktion Indstilling
4-30 Motorfeedbacktabfunktion [1] Advarsel
4-31 Motorfeed-
100 O/MIN
backhastighedsf
ejl
4-32 Timeout for
5 s
motorfeedbacktab
7-00 Hastighed,
[2] MCB 102
PIDfeedbackkilde
17-11 Opløsning
1024*
(PPR)
13-00 SL
[1] Aktiv
styreenh.-tilstand
13-01 Starthænd
[19] Advarsel
else
13-02 Stophænd
else
13-10 Sammenligner, operand
[44] Reset-
tast
[21]
Advarsels-
nummer
13-11 Sammen-
[1] ≈*
ligner, operator
13-12 Sammen-
90
ligner, værdi
13-51 SL
styreenhed.hændelse
13-52 SL
styreenh.handling
5-40 Funktionsrelæ
[22]
Sammen-
ligner 0
[32] Indst.
dig. udg. A
lav
[80] SL digital
udgang A
*=Standardværdi
Bemærkninger/kommentarer:
Hvis grænsen i feedbackovervågningen overskrides,
udstedes advarsel 90. SLC'en
overvåger advarsel 90, og relæ
1 udløses, hvis advarsel 90
bliver SAND.
Eksternt udstyr kan angive, at
det er nødvendigt med service.
Hvis feedbackfejlen falder til
under grænsen inden for 5 sek.,
fortsætter frekvensomformeren,
og advarslen forsvinder. Relæ 1
er stadig trukket, indtil der
trykkes på [Reset] på LCP'et.
Tabel 2.1 Brug af SLC til indstilling af et relæ
14 MG04H101 - VLT® er et registreret varemærke tilhørende Danfoss
1
2
z
z
z
L1
L2
L3
PE
U
V
W
C
S
I
2
I
1
I
3
I
4
C
S
C
S
C
S
C
S
I
4
C
S
z
PE
3
4
5
6
175ZA062.12
Produktoversigt
VLT®Decentral Drive FCD 302 Design Guide
2.2 EMC
2.2.1 Generelle forhold vedr. EMC-emission
Elektriske forstyrrelser i området 150 kHz til 30 MHz er normalt kabelbårne. Luftbårne forstyrrelser fra frekvensomformersystemet i området 30 MHz til 1 GHz genereres af vekselretteren, motorkablet og motoren.
Som vist i Illustration 2.8 vil kapacitive strømme i motorkablet sammen med høj dU/dt fra motorspændingen generere
lækstrømme.
Brug af et skærmet motorkabel forøger lækstrømmen (se Illustration 2.8), fordi skærmede kabler har højere kapacitans til jord
end uskærmede kabler. Hvis lækstrømmen ikke filtreres, vil det forårsage øgede forstyrrelser på netforsyningen i radiofrekvensområdet under ca. 5 MHz. Eftersom lækstrømmen (I1) føres tilbage til apparatet gennem skærmen (I3), vil der i
princippet kun være et lille elektromagnetisk felt (I4) fra det skærmede motorkabel som vist nedenfor.
Skærmen reducerer de udstrålede forstyrrelser, men øger den lavfrekvente forstyrrelse på netforsyningen. Tilslut motorkabelskærmen til kapslingerne på frekvensomformeren og motoren. Anvend indbyggede skærmbøjler for at undgå snoede
skærmender (pigtails). Snoede skærmender øger skærmimpedansen ved højere frekvenser, hvilket reducerer skærmeffekten
og øger lækstrømmen (I4).
Når der anvendes et skærmet kabel til Fieldbusrelæ, styrekabel, signalinterface eller bremse, skal skærmen monteres på
kapslingen i begge ender. I visse situationer vil det dog være nødvendigt at bryde skærmen for at undgå strømsløjfer.
2 2
Illustration 2.8 Eksempel - Lækstrøm
Hvis der anvendes monteringsplader, skal disse være lavet af metal for at sikre, at skærmstrømmene føres tilbage til
apparatet. Der skal sikres god elektrisk kontakt fra monteringspladen gennem monteringsskruerne til frekvensomformerens
chassis.
Hvis der benyttes uskærmede kabler, overholdes enkelte emissionskrav ikke. Immunitetskravene overholdes dog.
For at begrænse forstyrrelsesniveauet fra hele systemet (apparat+installation) skal motor- og bremsekabler gøres så korte
som muligt. Undgå at placere følsomme signalkabler langs med motor- og bremsekabler. Radiofrekvensforstyrrelse over 50
MHz (luftbårne) genereres især af styreelektronikken.
MG04H101 - VLT® er et registreret varemærke tilhørende Danfoss 15
Produktoversigt
2.2.2 EMC-testresultater
VLT®Decentral Drive FCD 302 Design Guide
22
tilfælde), et skærmet styrekabel, en styreboks med potentiometer samt en motor og et skærmet motorkabel.
RFI-filtertype Kabelbåret emission Udstrålet emission
Standarder og krav EN 55011 Klasse B Klasse A gruppe 1 Klasse A gruppe 2 Klasse B Klasse A gruppe
1
Boliger, butikker
og let industri
EN/IEC 61800-3 Kategori C1 Kategori C2 Kategori C3 Kategori C1 Kategori C2
First
environment
bolig og kontor
H1
FCD302 0,37-3 kW Nej 10 m 10 m Nej Ja
Tabel 2.2 EMC-testresultater (emission, immunitet)
Emissionskrav
2.2.3
Industrimiljø Industrimiljø Boliger, butikker
og let industri
First environment
bolig og kontor
Second environment
industri
First environment
bolig og kontor
Industrimiljø
First
environment
bolig og kontor
I henhold til EMC-produktstandarden for frekvensomformere med justerbar hastighed EN/IEC 61800-3:2004 afhænger EMCkravene af den planlagte brug af frekvensomformeren. Der er defineret fire kategorier i EMC-produktstandarden.
Definitionerne af de 4 kategorier og kravene til kabelbåret emission for netforsyningsspændingen findes i Tabel 2.3.
Følgende testresultater er fremkommet ved brug af et system med en frekvensomformer (med optioner i de relevante
Kategori Definition
C1 Frekvensomformere monteret i first environment (bolig og kontor) med en
forsyningsspænding mindre end 1.000 V.
C2 Frekvensomformere monteret i first environment (bolig og kontor) med forsynings-
spænding mindre end 1.000 V, som hverken er flytbare eller af typen plug-in, og
som skal monteres og idriftsættes af en professionel.
C3 Frekvensomformere monteret i second environment (industri) med en forsynings-
spænding mindre end 1.000 V.
C4 Frekvensomformere monteret i second environment med en forsyningsspænding lig
med eller over 1.000 V eller nominel spænding lig med eller over 400 A eller med
henblik på brug i komplekse installationer.
Krav til kabelbåret emission i henhold
til de grænser, der angives i EN55011
Klasse B
Klasse A gruppe 1
Klasse A gruppe 2
Ingen begrænsningslinje.
Der skal udarbejdes en EMC-plan.
Tabel 2.3 Emissionskrav
Når de generiske emissionsstandarder anvendes, skal frekvensomformerne overholde grænserne i Tabel 2.4
Miljø Generisk standard
First environment
(bolig og kontor)
Second environment
(industrimiljø)
Tabel 2.4 Emissionsgrænseklasser
16 MG04H101 - VLT® er et registreret varemærke tilhørende Danfoss
EN/IEC 61000-6-3 emissionsstandard for beboelses- og erhvervsmiljøer samt lette industrimiljøer.
EN/IEC 61000-6-4 emissionsstandard for industrimiljøer. Klasse A gruppe 1
Krav til kabelbåret emission i henhold til
de grænser, der angives i EN55011
Klasse B
Produktoversigt
VLT®Decentral Drive FCD 302 Design Guide
2.2.4 Immunitetskrav
simulering af påvirkninger fra både radar- og
radiokommunikationsudstyr og mobilt kommuni-
Immunitetskravene til frekvensomformere afhænger af det
miljø, de monteres i. Kravene til industrimiljøer er højere
end kravene til bolig- og kontormiljøer. Alle Danfoss
frekvensomformere overholder kravene til industrimiljøer
og overholder derfor også de lavere krav til bolig- og
kontormiljøer med en stor sikkerhedsmargin.
For at dokumentere immunitet mod elektrisk forstyrrelse
fra elektriske fænomener er følgende test blevet udført på
et system, der består af en frekvensomformer (med
optioner, hvis det er relevant), et skærmet styrekabel og en
styreboks med potentiometer, motorkabel og motor.
Testene blev udført i overensstemmelse med følgende
grundlæggende standarder:
EN 61000-4-2 (IEC 61000-4-2): Elektrostatiske
•
Se Tabel 2.5.
kationsudstyr.
EN 61000-4-4 (IEC 61000-4-4): Burst-transienter:
•
Simulering af forstyrrelse forårsaget af kobling af
en kontaktor, et relæ eller lignende apparater.
EN 61000-4-5 (IEC 61000-4-5): Surge-transienter:
•
Simulering af forbigående strømme forårsaget af
eksempelvis lynnedslag i nærheden af installationerne.
EN 61000-4-6 (IEC 61000-4-6): RF Common mode:
•
simulering af påvirkningen fra udstyr til
radiotransmission, som er forbundet til tilslutningskablerne.
udladninger (ESD): Simulering af elektrostatiske
udladninger fra mennesker.
EN 61000-4-3 (IEC 61000-4-3): Indgående elektro-
•
magnetisk feltudstråling, amplitudemoduleret
Spændingsområde: 200-240 V, 380-480 V
Grundlæggende standard Burst
IEC 61000-4-4
Godkendelseskriterier B B B A A
Net
Motor
Bremse 4 kV CM
Belastningsfordeling 4 kV CM
Styrekabler
Standardbus 2 kV CM
Relæledninger 2 kV CM
Applikations- og Fieldbus-
optioner
LCP-kabel
Ekstern 24 V DC
Kapsling
4 kV CM
4 kV CM
2 kV CM
2 kV CM
2 kV CM
2 V CM
— —
Surge
IEC 61000-4-5
2 kV/2 Ω DM
4 kV/12 Ω CM
1)
4 kV/2 Ω
1)
4 kV/2 Ω
1)
4 kV/2 Ω
1)
2 kV/2 Ω
1)
2 kV/2 Ω
1)
2 kV/2 Ω
1)
2 kV/2 Ω
1)
2 kV/2 Ω
0,5 kV/2 Ω DM
1 kV/12 Ω CM
ESD
IEC
61000-4-2
— —
— —
— —
— —
— —
— —
— —
— —
— —
— —
8 kV AD
6 kV CD
Udstrålet elektromagnetisk
felt
IEC 61000-4-3
10 V/m —
mode-spænding
RF-common
IEC 61000-4-6
10 V
10 V
10 V
10 V
10 V
10 V
10 V
10 V
10 V
10 V
2 2
RMS
RMS
RMS
RMS
RMS
RMS
RMS
RMS
RMS
RMS
Tabel 2.5 EMC-immunitet
1) Strømtilførsel på kabelafskærmning
AD: Luftafladning
CD: Kontaktafladning
CM: Common mode
DM: Differential mode
MG04H101 - VLT® er et registreret varemærke tilhørende Danfoss 17
Produktoversigt
VLT®Decentral Drive FCD 302 Design Guide
2.3 Referencehåndtering
Lokal reference
22
Den lokale reference er aktiv, når frekvensomformeren betjenes, mens knappen "Hand on" er aktiv. Justér referencen med
henholdsvis [▲]/[▼] og [◄]/[►]-pilene.
Fjernreference
Referencehåndteringssystemet for beregning af fjernreferencen vises i Illustration 2.9.
Illustration 2.9 Fjernreference
Fjernreferencen beregnes én gang for hvert scanningsinterval og består som udgangspunkt af to typer
referenceindgange:
1. X (den eksterne reference): En sum (se
3-04 Referencefunktion) af op til fire eksternt
18 MG04H101 - VLT® er et registreret varemærke tilhørende Danfoss
udvalgte referencer, der omfatter en hvilken som
helst kombination (bestemmes af indstillingen i
3-15 Referenceressource 1, 3-16 Referenceressource
2 og 3-17 Referenceressource 3) af en fast preset-
reference (3-10 Preset-reference), variable analoge
Produktoversigt
referencer, variable digitale pulsreferencer og
forskellige serielle busreferencer i den enhed,
frekvensomformeren styres med ([Hz], [O/MIN],
[Nm] osv.).
2. Y- (den relative reference): En sum af en fast
preset-reference (3-14 Preset relativ reference) og
en variabel analog reference (3-18 Relativ
skalering, referenceressource) i [%].
De to typer referenceindgange kombineres i følgende
formular: Fjernreference=X+X*Y/100%. Hvis der ikke
anvendes en relativ reference, skal 3-18 Relativ skalering,
referenceressource indstilles til Ingen funktion og til 0%.
Funktionen Catch up/slow-down og funktionen Fastfrys
reference kan begge aktiveres ved hjælp af digitale
indgange på frekvensomformeren. Funktionerne og
parametrene beskrives i Programming Guide.
Skaleringen af de analoge referencer beskrives i parametergrupperne 6-1* og 6-2*, og skaleringen af de digitale
pulsreferencer beskrives i parametergruppe 5-5*.
Referencegrænser og områder indstilles i parametergruppe
3-0*.
VLT®Decentral Drive FCD 302 Design Guide
2 2
Illustration 2.11 Referenceområde=[1] Min.-Maks.
Værdien af 3-02 Minimumreference kan ikke indstilles til
mindre end 0, medmindre 1-00 Konfigurationstilstand
indstilles til [3] Proces. I dette tilfælde er følgende relationer
mellem den resulterende reference (efter fastlåsning) og
summen af alle referencer som vist i Illustration 2.12.
Referencegrænser
2.3.1
3-00 Referenceområde, 3-02 Minimumreference og
3-03 Maksimumreference definerer tilsammen det tilladte
område for summen af alle referencer. Summen af alle
referencer fastlåses, når det er nødvendigt. Relationen
mellem den resulterende reference (efter fastlåsning) vises
i Illustration 2.10/Illustration 2.11, og summen af alle
referencer vises i Illustration 2.12.
Illustration 2.10 Referenceområde=[0] Min.-Maks.
Illustration 2.12 Summen af alle referencer
Skalering af preset-referencer og
2.3.2
busreferencer
Preset-referencer skaleres i henhold til følgende regler:
Når 3-00 Referenceområde: [0] Min. til Maks. 0%
•
reference er lig 0 [enhed], hvor enhed kan være
alle enheder, f.eks. O/MIN, m/s, bar osv. 100%
reference er lig maks (abs (3-03 Maksimumre-
ference ), abs (3-02 Minimumreference)).
Når 3-00 Referenceområde: [1] -Maks. til - +Maks.
•
0% reference er lig 0 [enhed], er -100% lig med Maks. reference. 100% reference er lig Maks.
reference.
Busreferencer skaleres i henhold til følgende regler:
Når 3-00 Referenceområde: [0] Min. til Maks. For at
•
opnå maks. opløsning på busreference er
skaleringen på bussen: 0% reference er lig Min.
MG04H101 - VLT® er et registreret varemærke tilhørende Danfoss 19
Produktoversigt
VLT®Decentral Drive FCD 302 Design Guide
reference, og 100% reference er lig Maks.
reference.
Når 3-00 Referenceområde: [1] -Maks. til +Maks.
22
•
-100% reference er lig -Maks. reference. 100%
reference lig Maks. reference.
2.3.3 Skalering af analoge referencer samt
pulsreferencer og feedback
Referencer og feedback skaleres på baggrund af analoge
indgange og pulsindgange på samme måde. Den eneste
forskel er, at referencen over eller under de angivne
minimale og maksimale "slutpunkter" (P1 og P2 i
Illustration 2.13) er fastlåste, hvorimod en feedback over
eller under ikke er.
Illustration 2.14 Skalering af referenceudgang
Slutpunkterne P1 og P2 defineres af følgende parametre
afhængigt af, hvilken analog indgang eller pulsindgang der
anvendes.
Illustration 2.13 Skalering af analoge referencer samt pulsreferencer og feedback
Analog 53
S201=OFF
P1=(min. indgangsværdi, min. referenceværdi)
Min. referenceværdi
Min. indgangsværdi
P2 = (maks. indgangsværdi, maks. referenceværdi)
Maks. referenceværdi
Maks. indgangsværdi
Tabel 2.6 Indgang og referencesluktpunktsværdier
6-14 Klemme
53, lav ref./
feedb.-værdi
6-10 Klemme
53, lav
spænding [V]
6-15 Klemme
53, høj ref./
feedb.-værdi
6-11 Klemme
53, høj
spænding [V]
Analog 53
S201=ON
6-14 Klemme 53,
lav ref./feedb.værdi
6-12 Klemme 53,
lav strøm [mA]
6-15 Klemme 53,
høj ref./feedb.værdi
6-13 Klemme 53,
høj strøm [mA]
Analog 54
S202=OFF
6-24 Klemme
54, lav ref./
feedb.-værdi
6-20 Klemme
54, lav
spænding [V]
6-25 Klemme
54, høj ref./
feedb.-værdi
6-21 Klemme
54, høj
spænding[V]
Analog 54
S202=ON
6-24 Klemme 54,
lav ref./feedb.værdi
6-22 Klemme 54,
lav strøm [mA]
6-25 Klemme 54,
høj ref./feedb.værdi
6-23 Klemme 54,
høj strøm[mA]
Pulsindgang29Pulsindgang 33
5-52 Kl. 29 lav
ref/feedb.-værdi
5-50 Kl. 29 lav
frekvens [Hz]
5-53 Kl. 29 høj
ref/feedb.-værdi
5-51 Kl. 29 høj
frekvens [Hz]
5-57 Kl. 33 lav ref/
feedb.-værdi
5-55 Kl. 33 lav
frekvens [Hz]
5-58 Kl. 33 høj ref/
feedb.-værdi
5-56 Kl. 33 høj
frekvens [Hz]
20 MG04H101 - VLT® er et registreret varemærke tilhørende Danfoss
Produktoversigt
2.3.4 Dødbånd omkring nul
VLT®Decentral Drive FCD 302 Design Guide
I nogle tilfælde skal referencen (i sjældne tilfælde også
feedback) have et dødbånd omkring nul (f.eks. for at sikre,
at maskinen standses, når referencen er "nær nul").
Dødbåndet aktiveres, og omfanget af dødbåndet
indstilles, ved at gennemføre følgende indstillinger:
Enten skal min. referenceværdien (find de
•
relevante parametre i Tabel 2.6) eller maks.
referenceværdien være nul. Sagt på en anden
måde: Enten P1 eller P2 skal befinde sig på Xaksen på grafen nedenfor.
Og begge punkter, der definerer skaleringsgrafen,
•
skal være i samme kvadrant.
Størrelsen på dødbåndet defineres enten af P1 eller P2
som vist i Illustration 2.15.
2 2
Illustration 2.16 Reversér dødbånd
Derfor vil et referenceslutpunkt på P1=(0 V, 0 O/MIN) ikke
medføre dødbånd, men et referenceslutpunkt på f.eks.
P1=(1 V, 0 O/MIN) vil medføre et dødbånd på -1 V til +1 V
i dette tilfælde, hvis slutpunkt P2 er placeret enten i
kvadrant 1 eller kvadrant 4.
Illustration 2.15 Dødbånd
MG04H101 - VLT® er et registreret varemærke tilhørende Danfoss 21
Produktoversigt
Situation 1: positiv reference med dødbånd, digital indgang til udløsning af reversering
Denne situation viser, hvordan referenceindgange med grænser inden for min.- og maks.-grænserne klemmetilsluttes.
VLT®Decentral Drive FCD 302 Design Guide
22
Illustration 2.17 Eksempel 1 - Positiv reference
22 MG04H101 - VLT® er et registreret varemærke tilhørende Danfoss
Produktoversigt
Situation 2: positiv reference med dødbånd, digital indgang til udløsning af reversering. Fastlåsningsregler.
Denne situation viser, hvordan referenceindgange med grænser uden for grænserne for -maks. til +maks. fastlåses til
indgangenes lave og høje grænser, inden de føjes til den eksterne reference. Og hvordan den eksterne reference fastlåses til
-maks. til +maks. af referencealgoritmen.
VLT®Decentral Drive FCD 302 Design Guide
2 2
Illustration 2.18 Eksempel 2 - Positiv reference
MG04H101 - VLT® er et registreret varemærke tilhørende Danfoss 23
Produktoversigt
Situation 3: negativ til positiv reference med dødbånd, tegnet bestemmer retningen -maks. til +maks.
VLT®Decentral Drive FCD 302 Design Guide
22
Illustration 2.19 Eksempel 3 - Positiv til negativ reference
24 MG04H101 - VLT® er et registreret varemærke tilhørende Danfoss
130BB955.11
a
b
Cable length [m]
Leakage current [mA]
130BB956.11
Leakage current [mA]
THVD=0%
THVD=5%
130BB958.11
L
leakage
[mA]
f [Hz]
f
sw
Cable
f
s
150 Hz
3rd harmonics
50 Hz
Mains
RCD with low f
cut-o
RCD with high f
cut-o
130BB957.11
Leakage current [mA]
100 Hz
2 kHz
100 kHz
Produktoversigt
VLT®Decentral Drive FCD 302 Design Guide
2.4.1 Lækstrøm til jord
Følg nationale og lokale forskrifter angående beskyttelsesjording af udstyr med en lækstrøm > 3,5 mA.
Frekvensomformerteknologi indebærer høj switchfrekvens
ved høj effekt. Dette genererer en lækstrøm i jordtilslutningen. En fejlstrøm i frekvensomformeren ved
udgangsklemmerne kan indeholde en DC-komponent, som
kan oplade filterkondensatorerne og skabe en forbigående
jordstrøm.
Lækstrøm til jord består af flere forskellige bidrag og
afhænger af forskellige systemkonfigurationer, herunder
RFI-filtrering, skærmede motorkabler og frekvensomformereffekt.
Illustration 2.20 Påvirkning af kabellængde og effektstørrelse på
lækstrøm for Pa>Pb
Se EN/IEC61800-5-1 og EN50178 for flere oplysninger.
Brug af RCD'er
Hvor fejlstrømsafbrydere (RCD'er), også kaldet fejlstrømsrelæer (ELCB'er), anvendes, skal følgende overholdes:
Der må kun anvendes fejlstrømsafbrydere af B-
•
typen, som kan registrere veksel- og
jævnstrømme
Der skal bruges fejlstrømsafbrydere med
•
indkoblingsforsinkelse for at forhindre fejl, der
skyldes forbigående jordstrømme
Fejlstrømsafbryderne skal dimensioneres i
•
henhold til systemkonfigurationen og under
hensyn til omgivelserne
Illustration 2.22 De vigtigste bidrag til lækstrøm
2 2
Lækstrømmen afhænger også af ledningsforvrængningen
Illustration 2.21 Netforvrængnings påvirkning af lækstrøm
BEMÆRK!
Når der anvendes et filter, skal 14-50 RFI-filter slås fra, når
filteret oplades, for at undgå, at en høj lækstrøm slutter
RCD-kontakten.
EN/IEC61800-5-1 (produktstandarden for frekvensomformersystemer) kræver, at der udvises særlig
opmærksomhed, hvis lækstrømmen overstiger 3,5 mA.
Jording skal forstærkes på en af følgende måder:
Jordledning (klemme 95) på mindst 10 mm
•
To separate jordledninger, der begge opfylder
•
reglerne for dimensionering
Illustration 2.23 Cut-off-frekvensens påvirkning af RDC
Se også RCD-Applikationsanvisning, MN90G.
2.5
Galvanisk adskillelse (PELV)
2.5.1 PELV - Protective Extra Low Voltage
PELV giver beskyttelse ved hjælp af en ekstra lav
spænding. Der ydes beskyttelse mod elektrisk stød, når
den elektriske forsyning er af PELV-typen, og når installationen foretages i henhold til beskrivelsen i lokale/
nationale bestemmelser om PELV-forsyninger.
Alle styreklemmer og relæklemmer 01-03/04-06 overholder
2
PELV (Protective Extra Low Voltage), undtaget jordet
trekantben på mere end 400 V.
MG04H101 - VLT® er et registreret varemærke tilhørende Danfoss 25
Produktoversigt
VLT®Decentral Drive FCD 302 Design Guide
Den galvaniske (sikre) adskillelse opnås ved at opfylde
kravene til bedre isolering og ved at sørge for de relevante
krybninger/luftafstande. Disse krav beskrives i standarden
22
EN 61800-5-1 .
De komponenter, der udgør den elektriske isolering i
henhold til beskrivelsen nedenfor, stemmer også overens
med kravene til højere isolering og de i EN 61800-5-1
beskrevne relevante test.
Den galvanisk adskillelse for PELV kan vises seks steder
(seIllustration 2.24):
For at bevare PELV skal alle tilslutninger til styreklemmerne
være PELV. Eksempelvis skal termistoren forstærkes/
dobbeltisoleres.
1. Strømforsyning (SMPS) inkl. signalisolering af UDC,
der angiver mellemkredsspændingen for DClinket.
2. Gate drive, som kører IGBT'er (triggertransformere/optokoblere).
3. Strømtransducere.
4. Optokoblere, bremsemodul.
5. Intern inrush, RFI og temperaturmålingskredsløb.
6. Tilpassede relæer.
7. Mekanisk bremse.
ADVARSEL
Det kan være forbundet med livsfare at berøre de
elektriske komponenter, også efter at udstyret er koblet fra
netforsyningen.
Sørg også for, at andre spændingsindgange er afbrudt,
f.eks. belastningsfordeling (sammenkobling af DC-mellemkredse) samt motortilslutning til kinetisk back-up.
Vent mindst i det tidsrum, der angives i Introduktion, i FCD
302, Betjeningsvejledning, MG04F, inden de elektriske dele
berøres.
Et kortere tidsrum er kun tilladt, hvis typeskiltet på det
pågældende apparat angiver det.
2.6 Mekanisk bremse
2.6.1 Mekanisk hæve-/sænkebremse
Se 4 Applikationseksempler for et eksempel på avanceret
mekanisk bremsestyring til hæve-/sænkeapplikationer.
Kabelføring for bremsemodstand
2.6.2
EMC (snoede kabler/skærmning)
For at reducere elektrisk støj fra ledningerne mellem
bremsemodstanden og frekvensomformeren, skal
ledningerne snos.
For forstærket EMC-ydeevne skal en metalskærm anvendes.
Illustration 2.24 Galvanisk adskillelse
Den funktionelle galvaniske adskillelse (a og b på
tegningen) er til backupoptionen på 24 V og til RS-485standardbusgrænsefladen.
ADVARSEL
Montering ved stor højde:
380-500 V: Kontakt Danfoss angående PELV ved højder
over 2 km.
380-500 V: Kontakt Danfoss angående PELV ved højder
over 3 km.
2.7
Bremsefunktioner
Bremsefunktionen påføres for at bremse belastningen på
motorakslen, enten som dynamisk bremsning eller statisk
bremsning.
Mekanisk holdebremse
2.7.1
En mekanisk holdebremse, der er direkte monteret på
motorakslen, udfører som regel statisk bremsning. I nogle
applikationer fungerer det statiske holdemoment som
statisk holder af motorakslen (som regel synkrone
permanente magnetmotorer). En holdebremse styres enten
af en PLC eller direkte ved en digital udgang fra frekvensomformeren (relæ eller solid state-relæ).
BEMÆRK!
Når holdebremsen er indbygget i en sikkerhedskæde:
En frekvensomformer kan ikke give sikker styring af en
mekanisk bremse. Der skal indbygges et redundanskredsløb til bremsestyring i hele installationen.
26 MG04H101 - VLT® er et registreret varemærke tilhørende Danfoss
Produktoversigt
VLT®Decentral Drive FCD 302 Design Guide
2.7.2 Dynamisk bremsning
Dynamisk bremse etableret af:
Modstandsbremse: En bremse-IGBT holder
•
overspændingen under en vis grænse ved at
dirigere bremseenergien fra motoren til den
tilsluttede bremsemodstand (2-10 Bremse-
funktion=[1]).
AC-bremse: Bremseenergien distribueres i
•
motoren ved at ændre betingelserne for tab i
motoren. AC-bremsefunktionen kan ikke bruges i
applikationer med høj slutte- og brydefrekvens,
da dette vil overophede motoren (par.
2-10 Bremsefunktion=[2]).
DC-bremse: En overmoduleret DC-strøm, der
•
tilføres AC-strømmen, fungerer som en hvirvelstrømsbremse (≠0 sek).
Valg af bremsemodstand
2.7.3
Der kræves en bremsemodstand til håndtering af de højere
krav, der stilles ved generatorisk bremsning. Brug af en
bremsemodstand sikrer, at energien absorberes i bremsemodstanden og ikke i frekvensomformeren. Se Design
Guide for bremsemodstanden, MG90O, for oplysninger.
driftscyklus, hvorved modstanden er aktiv.
viser en typisk bremsecyklus.
Illustration 2.25
BEMÆRK!
Motorleverandører bruger ofte S5, når den tilladelige
belastning angives, hvilket er et udtryk for periodisk driftscyklus.
Den periodiske driftscyklus for modstanden beregnes på
følgende måde:
Driftscyklus=tb/T
T=cyklustid i sek
tb bremsetid i sek (ud af cyklustiden)
2 2
Hvis mængden af kinetisk energisk, der overføres til
modstanden i hver bremseperiode, ikke er kendt, kan
gennemsnitseffekten beregnes på baggrund af cyklustiden
og bremsetiden, hvilket også kaldes periodisk driftscyklus.
Modstandens periodiske driftscyklus er et tegn på den
Cyklustid [s]
3x380-480 V
PK37-P75K 120 Kontinuerlig 40%
P90K-P160 600 Kontinuerlig 10%
P200-P800 600 40% 10%
Tabel 2.7 Bremsning ved momentniveau med høj overbelastning
Bremsemodstande har en driftscyklus på 5%, 10% og 40%.
Hvis der anvendes en driftscyklus på 10%, kan bremsemodstandene absorbere bremseeffekten i 10% af cyklustiden.
Illustration 2.25 Cyklustid fpr dynamisk bremsning
Bremsedriftscyklus ved 100%
moment
De resterende 90% af cyklustiden bliver brugt på at sprede
overskydende varme.
Bremsedriftscyklus ved overmoment
(150/160%)
BEMÆRK!
Sørg for, at modstanden er konstrueret til at håndtere den krævede bremsetid.
Den maksimale tilladte belastning på bremsemodstanden angives som spidseffekt ved en given periodisk driftscyklus, og
den kan beregnes på følgende måde:
R
br
hvor
Ω =
U
P
spids
2
dc
MG04H101 - VLT® er et registreret varemærke tilhørende Danfoss 27
P
spids=Pmotor
x Mbr [%]xη
motorxηVLT
[W]
Loading...