VLT® 5001-5011
■ Einleitung....................................................... Seite 3
■ Beschreibung des Bremssystems ................Seite 3
■ Anwendung - Förderband ............................. Seite 3
Allgemeine Formeln ....................................... Seite 4
Beispiele für die Bremsleistung ..................... Seite 4
■ Wahl eines Bremswiderstands ..................... Seite 5
■ Einstellung der Bremsfunktion ...................... Seite 6
Grundeinstellung ........................................... Seite 6
Leistungsüberwachung .................................Seite 6
Bremsprüfung ...............................................Seite 7
Schutzeigenschaften .................................... Seite 7
Anzeige der Bremsleistung ...........................Seite 7
Gleichspannungsbremse .............................. Seite 7
■ Installation ..................................................... Seite 7
Mechanisch ..................................................Seite 7
Elektrisch ...................................................... Seite 8
EMV (verdrillte Kabel/Abschirmung).......... Seite 8
■ Abmessungen ............................................... Seite 9
Vorsicht:
Bremswiderstände beim Bremsen nicht
berühren. Sie können sehr heiß werden.
MI.50.S1.03 VLT ist ein eingetragenes Warenzeichen von Danfoss 1
VLT® 5001-5011
Einleitung
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Die Flachbau-Bremswiderstände für die VLT Serie 5000
stellen eine sichere und kompakte Lösung für den Kunden
dar.
Bei einer konstanten Last und ungehinderten Belüftung
besitzt der Widerstand eine eigensichere Funktion. Dies
bedeutet, daß er kurzschlußfest ist, keinen Fehlerstrom
Beschreibung des Bremssystems
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Bei Drehzahlverringerung eines Frequenzumrichters wirkt
der Motor als Generator und bremst. Ein als Generator
wirkender Motor speist Energie in den Zwischenkreis des
Frequenzumrichters ein. Der Bremswiderstand belastet
den Zwischenkreis und stellt so sicher, daß er die
Bremsleistung absorbiert.
Würde kein Bremswiderstand benutzt, so stiege die
Zwischenkreisspannung des Frequenzumrichters
kontinuierlich an, bis sie zum Schutz abschaltet. Der Vorteil
der Verwendung eines Bremswiderstands ist, daß er
schnelles Bremsen einer hohen Last (z.B. eines
Förderbands) ermöglicht.
zum Gehäuse aufweist, kein Schmelzen des Gehäuses
verursacht und selbstlöschend ist. Das Gehäuse besteht
aus eloxiertem Aluminium und entspricht IP 54.
Der kompakte Flachbau-Bremswiderstand kann auf der
Rückseite eines VLT 5000 im Buchformat montiert
werden.
Außerdem verfügt der VLT 5000 über eine
Bremsüberwachung, um zu gewährleisten, daß die
mittlere im Bremswiderstand umgesetzte Leistung eine
bestimmte Grenze nicht überschreitet. Die
Bremsüberwachung berechnet die mittlere
Bremsleistung während der letzten 120 s und vergleicht
diesen Wert mit einem programmierten Grenzwert. Wird
dieser Grenzwert überschritten, so kann der Antrieb eine
Warnung geben oder abschalten. Die Überwachung eines
Kurzschlusses von Bremswiderstand oder Brems-IGBT
und Trennung des Bremswiderstands ist ebenfalls
möglich.
Eine erhöhte Leistung bei geringen Drehzahlen kann mit
der Gleichspannungsbremse im VLT 5000 erzielt werden.
Anwendung - Förderband
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Die in dieser Anleitung beschriebenen Bremswiderstände
sind für geringe Massenträgheiten ausgelegt. Die
Widerstände sind für kleine, d.h. Antriebe bis zum VLT
5011 gedacht.
Die Voraussetzungen für die Anwendung sind:
Für die Systemenergie wird angenommen, daß sie
durch die doppelte Motorträgheit bestimmt wird.
Die Bremswerte werden für ein Moment von 160%
berechnet.
Abb. 1 zeigt den Zusammenhang zwischen Bremsleistung
und Beschleunigung/Abbremsen des Förderbands. Beim
Bremsen ist die Motorleistung negativ, da das Moment an
der Motorwelle negativ ist. Die Bremsleistung wird im
Bremswiderstand umgesetzt und entspricht unter
Berücksichtigung der Verluste im System, im Motor und
im Frequenz Umrichter fast der negativen Motorleistung.
Abb. 1
Typische Eigenschaften einer
horizontalen Bremsanwendung
MI.50.S1.03 VLT ist ein eingetragenes Warenzeichen von Danfoss 3
Allgemeine Formeln
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Nachstehend sind die allgemeinen Formeln zur
Berechnung der Bremse in einem System angegeben.
Es wird ein Beispiel mit den folgenden Werten gezeigt:
Motorträgheit: j = 0,0021 kgm2
Motordrehzahl (bei 50 Hz): n = 1500 Upm
Mittlere im Widerstand umgesetzte
Leistung: P
Motornennleistung: P
Die kinetische Energie im System ist:
E = ½ × j' × ω
2
= j × ω2 = 0,011 × j × n2 [Ws]
= 120 W
mittel
= 750 W
Motor
E = 0,011 × 0,0021 × 1500 × 1500 = 52 Ws
j = Trägheit von Motor und Getriebe (kgm
j' = Systemträgheit ≈ 2 × j
ω = Motordrehzahl = (n × 2 × π)/60 [rad/s]
n = Motordrehzahl [Upm]
VLT® types 5001-5011
Die kürzeste Stoppzeit wird berechnet:
t
= E
stopp
t
= 52/750 = 0,069 s
stopp
P
Motor
Der maximale Lastzyklus des Systems ist:
Lastzyklus = t
Lastzyklus= 0,069 × 2,3 × 100 = 16%
Die Widerstandswerte müssen mit den Formeln aus der
2
]
allgemeinen Bremsanleitung berechnet werden
(Widerstand basierend auf zulässigem Mindestwiderstand). Bei Wahl eines Standardwiderstands muß ein
höherer Wert als die berechnete gewählt werden.
/ P
System
Motor
[s]
= Motornennleistung [100% Moment]
× f
stopp
× 100 [%]
stopp
Die Maximalzahl von Stopps pro Zeiteinheit
wird für den Widerstand berechnet als:
f
= P
stopp
f
stopp
P
Widerst.
Beispiele für die Bremsleistung
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Widerst./ESystem
= 120/52 = 2,3 s-1 = 138,5 min
= Mittlere im Widerstand umgesetzte Leistung [W]
[s-1]
-1
Die nachstehenden Tabellen zeigen typische Daten für eine
Horizontalanwendung. Für andere Frequenzen benutzen
240 V-Geräte: R
500 V-Geräte R
= 111684 / P
rec
R
= 111684 / 750 = 149
rec
= 478801 / P
rec
R
= 478801 / 750 = 638
rec
Motor
Motor
Alle Werte sind für eine Motornenndrehzahl von 1500
Upm bei 50 Hz berechnet.
Sie bitte die obigen Formeln, um die Werte zu berechnen.
P
, 120 W
mittel
VLT-Typ Motor Motor- System- E (50Hz) Anzahl E (100 Hz) Anzahl Stoppzeit [s] Stoppzeit [s]
5001 0,75 0,00210 0,00420 52,0 138,5 207,9 34,6 0,069 0,277
5002 1,1 0,00320 0,00640 79,2 90,9 316,8 22,7 0,072 0,288
5003 1,5 0,00430 0,00860 106,4 67,7 425,7 16,9 0,071 0,284
5004 2,2 0,00690 0,01380 170,8 42,2 683,1 10,5 0,078 0,311
5005 3 0,00820 0,01640 203,0 35,5 811,8 8,9 0,068 0,271
5006 4 0,01200 0,02400 297,0 24,2 1188,0 6,1 0,074 0,297
5008 5,5 0,01800 0,03600 445,5 16,2 1782,0 4,0 0,081 0,324
5011 7,5 0,02300 0,04600 569,3 12,6 2277,0 3,2 0,076 0,304
4-polig Trägheit Trägheit Ws Stopps 1/min Ws Stopps 1/min (50 Hz) (100 Hz)
kg
×
m × m kg × m × m von 50 Hz. von 100 Hz. 100% Moment 100% Moment
[Ω]
Ω
[Ω]
Ω
P
, 250 W
mittel
VLT-Typ Motor Motor- System- E (50Hz) Anzahl E (100 Hz) Anzahl Stoppzeit [s] Stoppzeit [s]
5001 0,75 0,00210 0,00420 52,0 254,0 207,9 63,5 0,069 0,277
5002 1,1 0,00320 0,00640 79,2 166,7 316,8 41,7 0,072 0,288
5003 1,5 0,00430 0,00860 106,4 124,0 425,7 31,0 0,071 0,284
5004 2,2 0,00690 0,01380 170,8 77,3 683,1 19,3 0,078 0,311
5005 3 0,00820 0,01640 203,0 65,0 811,8 16,3 0,068 0,271
5006 4 0,01200 0,02400 297,0 44,4 1188,0 11,1 0,074 0,297
5008 5,5 0,01800 0,03600 445,5 29,6 1782,0 7,4 0,081 0,324
5011 7,5 0,02300 0,04600 569,3 23,2 2277,0 5,8 0,076 0,304
4
4-polig Trägheit Trägheit Ws Stopps 1/min Ws Stopps 1/min (50 Hz) (100 Hz)
kg
×
m × m kg × m × m von 50 Hz. von 100 Hz. 100% Moment 100% Moment
MI.50.S1.03 VLT ist ein eingetragenes Warenzeichen von Danfoss
VLT® 5001-5011
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Wahl eines Bremswiderstands
Bremswiderstände von Danfoss für
Horizontalanwendungen sind für die in den
nachstehenden Tabellen angegebene Leistung
ausgelegt.
In Parameter 402 wird die Bremsleistungsgrenze
eingestellt. Sie wird entsprechend der Beschreibung
in der VLT 5000 Betriebsanleitung berechnet. Die
maximal einzusetzenden Werte müssen
folgendermaßen berechnet werden:
Für 200-240 V-Geräte: P = 397² x max. Lastzyklus/R
Für 380-500 V-Geräte: P = 822² x max. Lastzyklus/R
200-240 V-Geräte
VLT-Typ Motor Widerstand Wert Bestell-Nr. Max. Last- Max. Grenze
[kW] [ohm] zyklus [%] in Par. 402
5001 0,75 150 150 Ω 100 W 175U1005 14,0 0,2
5001 0,75 150 150 Ω 200 W 175U0989 40,0 0,4
5002 1,1 100 100 Ω 100 W 175U1006 8,0 0,1
5002 1,1 100 100 Ω 200 W 175U0991 20,0 0,3
5003 1,5 72 72 Ω 200 W 175U0992 16,0 0,4
5004 2,2 47 50 Ω 200 W 175U0993 9,0 0,3
5005 3 35 35 Ω 200 W 175U0994 5,5 0,3
5005 3 35 72 Ω 200 W 2 x 175U0992
5006 4 25 50 Ω 200 W 2 x 175U0993
5008 5,5 20 40 Ω 200 W 2 x 175U0996
5011 7,5 13 27 Ω 200 W 2 x 175U0995
*1
12,0 0,6
*1
11,0 0,7
*1
6,5 0,5
*1
4,0 0,5
[kW]
380-500 V-Geräte
VLT-Typ Motor Widerstand Wert Bestell-Nr. Max. Last- Max. Grenze
[kW] [ohm] zyklus [%] in Par. 402
[kW]
5001 0,75 630 620 Ω 100 W 175U1001 14,0 0,2
5001 0,75 630 620 Ω 200 W 175U0982 40,0 0,4
5002 1,1 430 430 Ω 100 W 175U1002 8,0 0,1
5002 1,1 430 430 Ω 200 W 175U0983 20,0 0,3
5003 1,5 320 310 Ω 200 W 175U0984 16,0 0,3
5004 2,2 215 210 Ω 200 W 175U0987 9,0 0,3
5005 3 150 150 Ω 200 W 175U0989 5,5 0,3
5005 3 150 300 Ω 200 W 2 x 175U0985
5006 4 120 240 Ω 200 W 2 x 175U0986
5008 5,5 82 160 Ω 200 W 2 x 175U0988
5011 7,5 65 130 Ω 200 W 2 x 175U0990
*1
: Parallelschaltung zweier Widerstände
*1
12,0 0,5
*1
11,0 0,6
*1
6,5 0,5
*1
4,0 0,4
MI.50.S1.03 VLT ist ein eingetragenes Warenzeichen von Danfoss 5
Allgemeine technische Daten
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VLT® types 5001-5011
Max. zulässige Betriebsspannung V
Isolationsspannung V
Gehäusetemperatur J
B
ISO
Gehäuse
≤ 700 VAC
≤ 1000 VDC
≤ 4000 V
≤ 250 °C freie Belüftung
Masse m ca. 280 g klein 100 W
ca. 550 g groß 200 W
Gehäuse IP54
Impulsbelastung
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200 W Widerstand100 W Widerstand
Lastzyklus [%] Lastzyklus [%]
Leistung [W]
Abb. 2
Einstellung der Bremsfunktion
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Zur Benutzung der Bremsfunktion müssen einige
Parameter eingestellt werden. Es muß immer die
Grundeinstellung durchgeführt werden. Für Überwachung
der Bremsfunktion, Schutz von Bremswiderstand und
Brems-IGBT sowie Anzeige der Bremsleistung sind
weitere Einstellungen möglich.
Grundeinstellung
Zur Aktivierung der Bremsfunktion muß ein Parameter
eingestellt werden.
- Aktivierung der Bremsfunktion
● Parameter 400 (Bremsfunktion/Überspannungs-
steuerung) auf Mit Bremswiderstand [1] einstellen.
Leistungsüberwachung
Zur Überwachung der Bremswiderstandsleistung müssen
folgende Einstellungen vorgenommen werden:
- Bremswiderstandswert einstellen.
● Parameter 401 auf den aktuellen
Bremswiderstandswert [Ohm] einstellen.
- Grenze der im Bremswiderstand umgesetzten Leistung
einstellen.
● Parameter 402 auf die maximal zulässige während
120 s im Bremswiderstand umgesetzte Leistung
[kW] einstellen.
Leistung [W]
- Leistungsüberwachungsfunktion wählen.
● Parameter 403 auf Warnung [1] oder Abschaltung
[2] einstellen.
● Wird die Schaltung nach Abb. 4 verwendet, so ist
Parameter 323 auf Bremsfehler [30] einzustellen.
Die Überwachungsfunktion berechnet die im Bremswiderstand umgesetzte Leistung. Die Leistung wird auf
Basis des Bremswiderstandswerts in Ohm (Parameter
401), der Zwischenkreisspannung und der WiderstandsBetriebszeit berechnet.
Überschreitet die während 120 s umgesetzte Leistung
100% der Überwachungsgrenze (Parameter 402), und
Warnung [1] (Parameter 403) ist gewählt, so wird eine
Warnung angezeigt. Die Warnung verschwindet, wenn die
Leistung unter 80% sinkt. Wurde Abschaltung [2]
(Parameter 403) gewählt, so schaltet der
Frequenzumrichter ab und gibt beim Erreichen der
Leistungsgrenze einen Alarm.
Wird die Leistungsüberwachung auf Aus [0] oder
Warnung [1] gesetzt, so bleibt die Bremsfunktion aktiv,
auch wenn die Überwachungsgrenze überschritten wird.
Dies kann zur thermischen Überlastung des Widerstands
führen, und der Widerstand könnte dabei zerstört
werden.
6
MI.50.S1.03 VLT ist ein eingetragenes Warenzeichen von Danfoss
VLT® 5001-5011
Bremsprüfung
Zum Schutz von Bremswiderstand und IGBT während
des Betriebs kann eine Bremsprüffunktion aktiviert
werden.
- Aktivierung der Bremsprüfung
● Je nach gewünschtem Schutz Parameter 404 auf
Warnung [1] oder Abschaltung [2] setzen.
Wird Aus [0] gewählt, so werden Bremswiderstand und
Brems-IGBT auf Kurzschluß im Betrieb überwacht. Bei
Kurzschluß wird eine Warnung gegeben.
Wird Warnung [1] gewählt, so werden Bremswiderstand
und Brems-IGBT auf Kurzschluß überwacht, und beim
Einschalten wird geprüft, ob der Bremswiderstand vom
VLT getrennt wurde.
Bei Wahl von Abschaltung [2] schaltet der Frequenzum-
richter ab und gibt einen Alarm (Abschaltblockierung),
wenn der Bremswiderstand kurzgeschlossen bzw.
getrennt ist oder Brems-IGBT kurzgeschlossen ist.
Das Ergebnis der Bremsprüfung kann über die Ausgänge
42, 45, 01 (Relais) oder 04 (Relais) angezeigt werden.
Schutzeigenschaften
Zum Schutz der Installation kann einer der Ausgänge des
Antriebs zur Steuerung einer Schutzschaltung verwendet
werden. Anschluß siehe Abschnitt Installation, Elektrisch
(S.8).
● Einen der Ausgänge 42, 45, 01 (Relais) oder 04
(Relais) (Parameter 319, 321, 323 oder 326) auf
Bremsfehler [30] setzen.
Bei einem Bremsfehler wird der Ausgang und damit die
Schutzschaltung aktiviert.
Anzeige der Bremsleistung
Zur Anzeige der Bremsleistung Parameter
folgendermaßen einstellen:
- Mittlere Bremsleistung während der letzten 2 min.
● Parameter 009, 010, 011 oder 012 auf
Bremsleistung/2 min [23] einstellen.
- Momentane Bremsleistung
● Parameter 009, 010, 011 oder 012 auf
Bremsleistung/sec [24] einstellen
Für große Anzeige Parameter 009, für kleine Anzeige
Parameter 010, 011 oder 012 einstellen.
Gleichspannungsbremse
Zur Erhöhung der Bremsleistung bei geringer Drehzahl
kann die Gleichspannungsbremse verwendet werden.
● Die Gleichspannungsbremse setzt ein, wenn die
Ausgangsfrequenz unter eine eingestellte
Einschaltfrequenz sinkt und kein Startsignal
vorhanden ist.
Einschaltfrequenz für Gleichspannungsbremse
definieren.
Parameter 127 auf die gewünschte
Einschaltfrequenz der Gleichspannungsbremse
einstellen,
● oder Gleichspannungs-Bremsfunktion durch
Aktivieren von Digitaleingang 27 steuern. Logisch
null aktiviert die Bremse. Digitaleingang 27 für
Gleichspannungsbremse invers definieren. Parameter 304 auf Gleichspannungsbremse invers [3]
setzen.
Die Gleichspannungsbremse kann über den Bus
gesteuert werden. Siehe Parameter 504.
Die Leistung der Gleichspannungsbremse kann durch
Änderung von Parameter 125
(Gleichspannungsbremsstrom) und 126 (Gleichspannungsbremszeit) optimiert werden.
Installation
■■
■
■■
Mechanisch
Der Bremswiderstand kann auf verschiedene Arten
ACHTUNG!
Der Bremswiderstand muß auf nicht
flammbarem Material montiert werden.
am oder neben dem VLT montiert werden.
Buchformat-VLT's können auf dem Gehäuse des
Bremswiderstands montiert werden.
Siehe Abbildung.
Bei Kompaktgeräten besteht die
Möglichkeit den Bremswiderstand mittels
eines Befestigungswinkels neben den VLT
zu montieren.
Abb. 3
Mechanische Abmessungen und erforderliche Abstände
MI.50.S1.03 VLT ist ein eingetragenes Warenzeichen von Danfoss 7
Elektrisch
Der Bremswiderstand wird an den Klemmen 81 und
82 angeschlossen.
Zum sicheren Schutz der Installation sollte ein
thermisches Überstromrelais verwendet werden,
das den Frequenzumrichter abschaltet, wenn der
Bremsstrom zu hoch wird. Siehe Anleitung
MI50Dxyy (x = Version, yy = Sprache).
Alternativ können die eingebauten
Überwachungsfunktionen benutzt werden, siehe S.
7 Schutzeigenschaften. Zum Überlastungsschutz
von Antrieb und Bremswiderstand kann ein
Trennschalter in der Netzversorgung verwendet
werden. Einer der Relaisausgänge am VLT 5000 ist
für einen Alarm bzw. eine Warnung eingestellt und
steuert die Abschaltung. Bei Alarm bzw. Warnung
wird die Netzspannung abgeschaltet.
VLT® types 5001-5011
Abb. 4
VLT 5000 mit integrierter Überwachung
EMV (verdrillte Kabel/Abschirmung)
Zur Reduzierung der von der Leitung zwischen
Bremswiderstand und Frequenzumrichter
abgestrahlten Störungen muß die Leitung verdrillt
werden.
Für ein verbessertes EMV-Verhalten kann eine
Metall-Abschirmung verwendet werden.
Diese ist nicht im Lieferumfang enthalten.
Abb. 5
8
MI.50.S1.03 VLT ist ein eingetragenes Warenzeichen von Danfoss
■■
■
■■
Montage des Bremswiderstandes zwischen VLT
und Schaltschrankmontageplatte
Alle Abmessungen in mm.
VLT® 5001-5011
175U0003
Breit - 2 Widerstände
175U0004
Schlank - 2 Widerstände
A 90 130 90
175U0002
Schlank - 1 Widerstand
Abb. 6
■ ■
■ Montage des Bremswiderstandes neben dem
■ ■
VLT
B 65 65 38
Für VLT 5006-5011
in Buch-format
in Buch-format
Für VLT 5001-5005
175U0011
für 100 W Widerstand
in Buch-format
175U0009
für 200 W Widerstand
Für VLT 5001-5005
C 110 216
Abb. 7
MI.50.S1.03 VLT ist ein eingetragenes Warenzeichen von Danfoss 9
VLT® types 5001-5011
Abmessungen - 100 W:
Abmessungen - 200 W:
Abb. 8
10
MI.50.S1.03 VLT ist ein eingetragenes Warenzeichen von Danfoss
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