Danfoss VLT AutomationDrive Design guide [de]

MAKING MODERN LIVING POSSIBLE

Projektierungshandbuch

VLT® AutomationDrive FC 301/302

0,25-75 kW

www.danfoss.com/drives

Inhaltsverzeichnis	Projektierungshandbuch

Inhaltsverzeichnis
1 Einführung	8
1.1 Zweck des Projektierungshandbuchs	8
1.2 Zusätzliche Materialien	8
1.3 Abkürzungen, Symbole und Konventionen	8
1.4 Definitionen	9
1.5 Dokumentund Softwareversion	10
1.6 Übereinstimmung mit Vorschriften	10
1.6.1 CE-Zeichen	10
1.6.1.1 Niederspannungsrichtlinie	10
1.6.1.2 EMV-Richtlinie	11
1.6.1.3 Maschinenrichtlinie	11
1.6.2 UL-Konformität	11
1.6.3 Konformität mit Richtlinien in der Schifffahrt	11
1.7 Entsorgungshinweise	11
1.8 Sicherheit	11
2 Sicherheit	13
2.1 Sicherheitssymbole	13
2.2 Qualifiziertes Personal	13
2.3 Sicherheitsmaßnahmen	13
3 Grundlegende Betriebsprinzipien	15
3.1 Allgemeines	15
3.2 Beschreibung des Betriebs	15
3.3 Funktionsbeschreibung	15
3.3.1 Gleichrichterteil	15
3.3.2 Zwischenkreisabschnitt	15
3.3.3 Wechselrichterabschnitt	15
3.3.4 Bremsoption	15
3.3.5 Zwischenkreiskopplung	16
3.4 Bedienschnittstellen zur Steuerung	16
3.5 Anschlussplan	17
3.6 PI-Regler	19
3.6.1 Steuerverfahren	19
3.6.2 FC 301 vs. FC 302 Steuerverfahren	20
3.6.3 Regelungsstruktur in VVC+	21
3.6.4 Regelungsstruktur im Fluxvektor ohne Geber (nur FC 302)	22
3.6.5 Regelungsstruktur bei Fluxvektor mit Geber (nur FC 302)	23
3.6.6 PID	24

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3.6.6.1 PID-Drehzahlregelung	24
3.6.6.2 Optimieren des PID-Drehzahlreglers	26
3.6.6.3 PID-Prozessregler	27
3.6.6.4 Erweiterte PID-Regelung	28
3.6.7 Interner Stromgrenzenregler in Betriebsart VVC+	28
3.6.8 Handsteuerung (Hand On) und Fernsteuerung (Auto On)	28
3.7 Sollwertverarbeitung	30
3.7.1 Sollwerteinstellung	30
3.7.2 Sollwertgrenzen	32
3.7.3 Skalierung von Festsollwerten und Bussollwerten	32
3.7.4 Skalierung von Analogund Pulssollwerten und Istwert	33
3.7.5 Totzone um Null	33

4 Produktfunktionen	38
4.1 Automatisierte Betriebsfunktionen	38
4.1.1 Kurzschluss-Schutz	38
4.1.2 Überspannungsschutz	38
4.1.3 Erkennung fehlender Motorphasen	39
4.1.4 Erkennung der Netzphasen-Asymmetrie	39
4.1.5 Schalten am Ausgang	39
4.1.6 Überlastschutz	39
4.1.7 Blockierter Rotorschutz	39
4.1.8 Automatische Leistungsreduzierung	39
4.1.9 Automatische Energieoptimierung	40
4.1.10 Automatische Taktfrequenzmodulation	40
4.1.11 Automatische Leistungsreduzierung bei hoher Trägerfrequenz	40
4.1.12 Spannungsschwankungen	40
4.1.13 Resonanzdämpfung	40
4.1.14 Temperaturgeregelte Lüfter	40
4.1.15 EMV-Konformität	40
4.1.16 Galvanische Trennung der Steuerklemmen	40
4.2 Kundenspezifische Anwendungsfunktionen	41
4.2.1 Automatische Motoranpassung	41
4.2.2 Thermischer Motorschutz	41
4.2.3 Netzausfall	42
4.2.4 Integrierter PID-Regler	42
4.2.5 Automatischer Wiederanlauf	42
4.2.6 Motorfangschaltung	42
4.2.7 Volles Drehmoment bei gesenkter Drehzahl	42
4.2.8 Frequenzausblendung	42
4.2.9 Motor-Vorheizung	43

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4.2.10 4 programmierbare Parametersätze	43
4.2.11 Dynamische Bremse	43
4.2.12 Mechanische Bremssteuerung ohne Rückführung	43
4.2.13 Mechanische Bremssteuerung mit Rückführung/Mechanische Bremse bei Hu-
banwendungen	44
4.2.14 Smart Logic Control (SLC)	45
4.2.15 Safe Torque Off	46
4.3 Danfoss VLT® FlexConcept®	46

5 Systemintegration	48
5.1 Betriebsbedingungen	48
5.1.1 Luftfeuchtigkeit	48
5.1.2 Temperatur	48
5.1.3 Temperatur und Kühlung	48
5.1.4 Manuelle Leistungsreduzierung	49
5.1.4.1 Leistungsreduzierung beim Betrieb mit niedriger Drehzahl	49
5.1.4.2 Leistungsreduzierung wegen niedrigem Luftdruck	49
5.1.5 Störgeräusche	50
5.1.6 Vibrationen und Erschütterungen	50
5.1.7 Aggressive Umgebungen	50
5.1.7.1 Gase	50
5.1.7.2 Staubbelastung	50
5.1.7.3 Explosionsgefährdete Bereiche	51
5.1.8 Instandhaltung	51
5.1.9 Lagerung	51
5.2 Allgemeine EMV-Aspekte	52
5.2.1 EMV-Prüfergebnisse	53
5.2.2 Emissionsanforderungen	54
5.2.3 Störfestigkeitsanforderungen	54
5.2.4 Motorisolation	55
5.2.5 Motorlagerströme	55
5.3 Netzversorgungsstörung/-rückwirkung	56
5.3.1 Einfluss von Oberschwingungen in einer Energieverteilungsanlage	56
5.3.2 Normen und Anforderungen zur Oberschwingungsbegrenzung	57
5.3.3 Reduzierung, Vermeidung oder Kompensation von Oberschwingungen	58
5.3.4 Oberschwingungsberechnung	58
5.4 Galvanische Trennung (PELV)	58
5.4.1 PELV (Schutzkleinspannung) – Protective Extra Low Voltage	58
5.5 Bremsfunktionen	59
5.5.1 Auswahl des Bremswiderstands	59

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6 Produktspezifikationen	62
6.1 Elektrische Daten	62
6.1.1 Netzversorgung 200-240 V	62
6.1.2 Netzversorgung 380-500 V	64
6.1.3 Netzversorgung 525-600 V (nur FC 302)	67
6.1.4 Netzversorgung 525-690 V (nur FC 302)	70
6.2 Allgemeine technische Daten	72
6.2.1 Netzversorgung	72
6.2.2 Motorausgang und Motordaten	72
6.2.3 Umgebungsbedingungen	72
6.2.4 Kabelspezifikationen	73
6.2.5 Steuereingang/-ausgang und Steuerdaten	73
6.2.6 Leistungsreduzierung wegen erhöhter Umgebungstemperatur	77
6.2.6.1 Leistungsreduzierung wegen erhöhter Umgebungstemperatur, Bauform A	77
6.2.6.2 Leistungsreduzierung wegen erhöhter Umgebungstemperatur, Bauform B	77
6.2.6.3 Leistungsreduzierung wegen erhöhter Umgebungstemperatur, Bauform C	80
6.2.7 Gemessene Werte für dU/dt-Prüfung	82
6.2.8 Wirkungsgrad	85
6.2.9 Störgeräusche	85
7 Bestellen des Frequenzumrichters	86
7.1 Antriebskonfigurator	86
7.1.1 Typencode	86
7.1.2 Sprache	88
7.2 Bestellnummern	89
7.2.1 Optionen und Zubehör	89
7.2.2 Ersatzteile	91
7.2.3 Montagezubehör	91
7.2.4 VLT® AutomationDrive FC 301	92
7.2.5 Bremswiderstände für FC 302	96
7.2.6 Andere Flatpack-Bremswiderstände	103
7.2.7 Oberschwingungsfilter	105
7.2.8 Sinusfilter	107
7.2.9 du/dt-Filter	109
8 Mechanische Installation	111
8.1 Sicherheit	111
8.2 Abmessungen	112
8.2.1 Aufstellung	114
8.2.1.1 Abstand	114

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8.2.1.2 Wandmontage

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9 Elektrische Installation	116
9.1 Sicherheit	116
9.2 Kabel	117
9.2.1 Anzugsmoment	117
9.2.2 Einführungsöffnungen	118
9.2.3 Festziehen der Abdeckung, nachdem alle Anschlüsse vorgenommen wurden	122
9.3 Netzanschluss	122
9.3.1 Sicherungen und Trennschalter	126
9.3.1.1 Sicherungen	126
9.3.1.2 Empfehlungen	127
9.3.1.3 CE-Konformität	127
9.3.1.4 UL-Konformität	130
9.4 Motoranschluss	136
9.5 Schutz vor Erdableitstrom	138
9.6 Zusätzliche Anschlüsse	140
9.6.1 Relais	140
9.6.2 Trennschalter und Schütze	141
9.6.3 Zwischenkreiskopplung	142
9.6.4 Bremswiderstand	142
9.6.5 PC-Software	142
9.6.5.1 MCT 10	143
9.6.5.2 MCT 31	143
9.6.5.3 Harmonic Calculation Software (HCS)	143
9.7 Zusätzliche Motorinformationen	143
9.7.1 Motorkabel	143
9.7.2 Anschluss von mehreren Motoren	144
9.8 Sicherheit	146
9.8.1 Hochspannungsprüfung	146
9.8.2 EMV-Erdung	146
10 Anwendungsbeispiele	148
10.1 Häufig verwendete Anwendungen	148
10.1.1 Frequenzumrichtersystem mit Rückführung	153
10.1.2 Programmierung von Momentengrenze und Stopp	153
10.1.3 Programmieren der Drehzahlregelung	154
11 Optionen und Zubehör	156
11.1 Kommunikationsoptionen	156
11.2 I/O, Rückführungsund Sicherheitsoptionen	156

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Inhaltsverzeichnis	Projektierungshandbuch

11.2.1 VLT® Universal-E/A-Optionsmodul MCB 101	156
11.2.2 VLT® Drehgeber-Option MCB 102	157
11.2.3 VLT® Resolver-Option MCB 103	159
11.2.4 VLT® Relaiskarte MCB 105	161
11.2.5 VLT® Sichere SPS-Schnittstellenoption MCB 108	163
11.2.6 VLT® PTC-Thermistorkarte MCB 112	164
11.2.7 VLT® Erweiterte Relaiskarte MCB 113	166
11.2.8 VLT® Sensoreingangsoption MCB 114	167
11.2.9 VLT® Safe Option MCB 15x	168
11.2.10 VLT® Adapter der C-Option MCF 106	171
11.3 Motion Control-Optionen	171
11.4 Zubehör	173
11.4.1 Bremswiderstände	173
11.4.2 Sinusfilter	173
11.4.3 du/dt-Filter	174
11.4.4 Common Mode Filter	174
11.4.5 Oberschwingungsfilter	174
11.4.6 IP21/Typ 1-Gehäusesatz	174
11.4.7 Fern-Einbausatz für LCP	176
11.4.8 Befestigungskonsole für die Bauformen A5, B1, B2, C1 und C2	177

12 RS-485 Installation und Konfiguration	179
12.1 Installieren und einrichten	179
12.1.1 Übersicht	179
12.2 Netzwerkanschluss	180
12.3 -Busabschluss	180
12.4 RS-485 Installation und Konfiguration	180
12.5 Übersicht zum FC-Protokoll	181
12.6 Netzwerkkonfiguration	181
12.7 Aufbau der Telegrammblöcke für FC-Protokoll	181
12.7.1 Inhalt eines Zeichens (Byte)	181
12.7.2 Telegrammaufbau	181
12.7.3 Telegrammlänge (LGE)	181
12.7.4 Frequenzumrichteradresse (ADR)	181
12.7.5 Datensteuerbyte (BCC)	182
12.7.6 Das Datenfeld	182
12.7.7 Das PKE-Feld	183
12.7.8 Parameternummer (PNU)	183
12.7.9 Index (IND)	183
12.7.10 Parameterwert (PWE)	183

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Inhaltsverzeichnis	Projektierungshandbuch

12.7.11 Unterstützte Datentypen	184
12.7.12 Umwandlung	184
12.7.13 Prozesswörter (PCD)	184
12.8 Beispiele	185
12.8.1 Schreiben eines Parameterwerts	185
12.8.2 Lesen eines Parameterwertes	185
12.9 Übersicht zu Modbus RTU	185
12.9.1 Voraussetzungen	185
12.9.2 Was der Benutzer bereits wissen sollte	185
12.9.3 Übersicht zu Modbus RTU	185
12.9.4 Frequenzumrichter mit Modbus-RTU	186
12.10 Netzwerkkonfiguration	186
12.11 Aufbau der Modbus RTU-Telegrammblöcke	186
12.11.1 Frequenzumrichter mit Modbus-RTU	186
12.11.2 Modbus RTU-Meldungsaufbau	186
12.11.3 Start-/Stoppfeld	187
12.11.4 Adressfeld	187
12.11.5 Funktionsfeld	187
12.11.6 Datenfeld	187
12.11.7 CRC-Prüffeld	187
12.11.8 Adressieren von Einzelregistern	188
12.11.9 Steuern des Frequenzumrichters	189
12.11.10 Von Modbus RTU unterstützte Funktionscodes	189
12.11.11 Modbus-Ausnahmecodes	189
12.12 Zugriff auf Parameter	190
12.12.1 Parameterverarbeitung	190
12.12.2 Datenspeicherung	190
12.12.3 IND (Index)	190
12.12.4 Textblöcke	190
12.12.5 Umrechnungsfaktor	190
12.12.6 Parameterwerte	190
12.13 Danfoss FC-Steuerprofil	191
12.13.1 Steuerwort gemäß FC-Profil (8-10 Steuerprofil = FC-Profil)	191
12.13.2 Zustandswort gemäß FC-Profil (STW) (8-10 Steuerprofil = FC-Profil)	192
12.13.3 Bus (Drehzahl) Sollwert	193
12.13.4 Steuerwort gemäß PROFIdrive-Profil (CTW)	194
12.13.5 Zustandswort gemäß PROFIdrive-Profil (STW)	195
Index	197

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Einführung	Projektierungshandbuch

1	1	1 Einführung

1.1 Zweck des Projektierungshandbuchs

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

VLT® ist eine eingetragene Marke.

1.2 Zusätzliche Materialien

Es stehen weitere Ressourcen zur Verfügung, die Ihnen helfen, erweiterten Betrieb sowie erweiterte Programmierungen und Konformität mit allen einschlägigen Normen für Frequenzumrichter zu verstehen.

•Das Produkthandbuch stellt Ihnen detaillierte Informationen zur Installation und Inbetriebnahme des Frequenzumrichters zur Verfügung.

•Das Programmierhandbuch enthält umfassende Informationen für die Arbeit mit Parametern sowie viele Anwendungsbeispiele.

•Das VLT® Produkthandbuch Sicher abgeschaltetes Moment (Safe Torque Off) enthält eine Beschreibung zur Verwendung von Danfoss Frequenzumrichtern in funktionalen Sicherheitsanwendungen.

•Zusätzliche Veröffentlichungen und Handbücher sind von Danfoss erhältlich. Siehe danfoss.com/ Product/Literature/Technical+Documentation.htm für Auflistungen.

•Für die Frequenzumrichter stehen Optionsmodule zur Verfügung, die einige der in diesen Dokumenten enthaltenen Informationen ändern können. Bitte prüfen Sie die Anleitungen dieser Optionsmodule auf besondere Anforderungen.

Wenden Sie sich für weitere Informationen an einen

Danfoss-Händler oder besuchen Sie www.danfoss.com.

1.3Abkürzungen, Symbole und Konventionen

Konventionen

Nummerierte Listen enthalten Verfahren.

Aufzählungslisten enthalten andere Informationen und

Beschreibungen von Abbildungen.

Kursiver Text enthält:

•Querverweise

•Links

•Fußnoten

•Parameternamen, Parametergruppennamen, Parameteroptionen

60° AVM	60° Asynchrone Vektormodulation
A	Ampere
AC	Wechselstrom
AD	Luftentladung
AI	Analogeingang
AMA	Automatische Motoranpassung
AWG	American Wire Gauge = Amerikanisches
	Drahtmaß
°C	Grad Celsius
CD	Konstante Entladung (Constant Discharge)
CM	Gleichtakt (Common Mode)
CT	Konstantes Drehmoment (Constant Torque)
DC	Gleichstrom
DI	Digitaleingänge
DM	Gegentakt (Differential Mode)
D-TYPE	Abhängig vom Frequenzumrichter
EMV	Elektromagnetische Verträglichkeit
ETR	Elektronisches Thermorelais
fJOG	Motorfrequenz bei aktivierter JOG-Funktion
fM	Motorfrequenz
fMAX	Die maximale Ausgangsfrequenz des Frequen-
	zumrichters gilt an seinem Ausgang.
fMIN	Die minimale Motorfrequenz vom Frequen-
	zumrichter.
fM,N	Motornennfrequenz
FC	Frequenzumrichter
g	Gramm
Hiperface®	Hiperface® ist eine eingetragene Marke von
	Stegmann.
HP	Horsepower
HTL	HTL-Drehgeber (10-30 V) Pulse -
	Hochspannungs-Transistorlogik
Hz	Hertz
IINV	Wechselrichter-Nennausgangsstrom
ILIM	Stromgrenze
IM,N	Motornennstrom
IVLT,MAX	Der maximale Ausgangsstrom
IVLT,N	Der vom Frequenzumrichter gelieferte
	Nennausgangsstrom
kHz	Kilohertz
LCP	LCP Bedieneinheit
lsb	Least Significant Bit (geringstwertiges Bit)
m	Meter
mA	Milliampere
MCM	Mille Circular Mil
MCT	Motion Control Tool
mH	Millihenry (Induktivität)
min	Minute

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Einführung	Projektierungshandbuch

ms	Millisekunden
msb	Most Significant Bit (höchstwertiges Bit)
ηVLT	Der Wirkungsgrad des Frequenzumrichters
	wird als das Verhältnis zwischen Leistungs-
	abgabe und Leistungsaufnahme definiert.
nF	Nanofarad
NLCP	Numerische LCP-Bedieneinheit
Nm	Newtonmeter
ns	Synchrone Motordrehzahl
Online-/Offline-	Änderungen der Online-Parameter werden
Parameter	sofort nach Änderung des Datenwertes
	aktiviert.
Pbr,cont.	Nennleistung des Bremswiderstands
	(Durchschnittsleistung beim kontinuierlichen
	Bremsen)
PCB	Leiterplatte
PCD	Prozessdaten
PELV	Schutzkleinspannung – Protective extra low
	voltage
Pm	Nenn-Ausgangsleistung des Frequenzum-
	richters als HO
PM,N	Motornennleistung
PM Motor	Permanentmagnet-Motor
PID-Prozess	Der PID-Regler sorgt dafür, dass Drehzahl,
	Druck, Temperatur usw. konstant gehalten
	werden.
Rbr,nom	Der Nenn-Widerstandswert, mit dem an der
	Motorwelle für eine Dauer von 1 Minute eine
	Bremsleistung von 150/160 % gewährleistet
	wird.
RCD	Fehlerstromschutzschalter
rückspeisefähig	Generatorische Klemmen
Rmin	Zulässiger Mindestwert des Frequenzum-
	richters für den Bremswiderstand
EFF	Effektivwert
U/min [UPM]	Umdrehungen pro Minute
Rrec	Widerstandswert und Widerstand des
	Bremswiderstands
s	Sekunde
SFAVM	Statorfluss-orientierte asynchrone Vektormodu-
	lation
STW (ZSW)	Zustandswort
SMPS	Schaltnetzteil
THD	Gesamtoberschwingungsgehalt – Total
	Harmonic Distortion
TLIM	Drehmomentgrenze
TTL	Pulse des TTL-Drehgebers (5 V) - Transistor-
	Transistor-Logik
UM,N	Motornennspannung
V	Volt
VT	Variables Drehmoment
VVC+	Spannungsvektorsteuerung – Voltage Vector
	Control

Tabelle 1.1 Abkürzungen

Folgende Symbole kommen in diesem Dokument zum	1	1
Einsatz:

WARNUNG

Kennzeichnet eine potenziell gefährliche Situation, die den Tod oder schwere Verletzungen zur Folge haben kann.

VORSICHT

Kennzeichnet eine potenziell gefährliche Situation, die leichte Verletzungen zur Folge haben kann. Die Kennzeichnung kann ebenfalls als Warnung vor unsicheren Verfahren dienen.

HINWEIS

Kennzeichnet wichtige Informationen, einschließlich Situationen, die zu Geräteoder sonstigen Sachschäden führen können.

1.4 Definitionen

Motorfreilauf

Die Motorwelle dreht im Leerlauf. Kein Drehmoment am Motor.

Bremswiderstand

Der Bremswiderstand kann die bei generatorischer Bremsung erzeugte Bremsleistung aufnehmen. Während generatorischer Bremsung erhöht sich die Zwischenkreisspannung. Ein Bremschopper stellt sicher, dass die generatorische Energie an den Bremswiderstand übertragen wird.

CT-Kennlinie

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

Initialisieren

Bei der Initialisierung (14-22 Betriebsart) werden die Werkseinstellungen des Frequenzumrichters wiederhergestellt.

Aussetzbetrieb (Arbeitszyklus)

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

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.

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1 1 Schlupfausgleich

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

Smart Logic Control (SLC)

Die SLC ist eine Folge benutzerdefinierter Aktionen, die ausgeführt werden, wenn die zugeordneten benutzerdefinierten Ereignisse durch den Smart Logic Controller als „wahr“ ermittelt werden. (Parametergruppe 13-** Smart Logic.

FC-Standardbus

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

Thermistor

Ein temperaturabhängiger Widerstand, mit dem die Temperatur des Frequenzumrichters oder des Motors überwacht wird.

Abschaltung

Ein Zustand, der in Fehlersituationen eintritt, z. B. bei einer Übertemperatur des Frequenzumrichters oder wenn der Frequenzumrichter den Motor, Prozess oder Mechanismus schützt. Der Neustart wird verzögert, bis die Fehlerursache behoben wurde und der Alarmzustand über die [Reset]- Taste am LCP quittiert wird. In einigen Fällen erfolgt die Aufhebung automatisch (durch vorherige Programmierung). Sie dürfen Abschaltung nicht zu Zwecken der Personensicherheit verwenden.

Abschaltblockierung

Ein Zustand, der in Fehlersituationen eintritt, in denen der Frequenzumrichter aus Sicherheitsgründen abschaltet und ein manueller Eingriff erforderlich ist, z. B. bei einem Kurzschluss am Ausgang des Frequenzumrichters. 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. Sie dürfen Abschaltung nicht zu Zwecken der Personensicherheit verwenden.

VT-Kennlinie

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

Leistungsfaktor

Der Wirkleistungsfaktor (Lambda) berücksichtigt alle Oberschwingungen und ist immer kleiner als der Leistungsfaktor (cosphi), der nur die 1. Oberschwingung von Strom und Spannung berücksichtigt.

cosϕ =	P kW	=	Uλ x Iλ x cosϕ
	P kVA		Uλ x Iλ

Cosphi wird auch als Verschiebungsleistungsfaktor bezeichnet.

Lambda und Cosphi sind für Danfoss VLT® Frequenzumrichter in Kapitel 6.2.1 Netzversorgung aufgeführt.

Der Leistungsfaktor gibt an, wie stark ein Frequenzumrichter die Netzversorgung belastet.

Je niedriger der Leistungsfaktor, desto höher der Ieff bei gleicher kW-Leistung.

Darüber hinaus weist ein hoher Leistungsfaktor darauf hin, dass der Oberschwingungsstrom sehr niedrig ist.

Alle Danfoss Frequenzumrichter verfügen über eingebaute Zwischenkreisdrosseln, durch die ein hoher Leistungsfaktor erzielt und die gesamte Spannungsverzerrung THD der Netzversorgung deutlich reduziert wird.

1.5 Dokumentund Softwareversion

Dieses Handbuch wird regelmäßig geprüft und aktualisiert. Alle Verbesserungsvorschläge sind willkommen. Tabelle 1.2 zeigt die Dokumentenversion und die entsprechende Softwareversion an.

Ausgabe	Anmerkungen	Softwareversion
MG33BFxx	Ersetzt MG33BExx	6,72

Tabelle 1.2 Dokumentund Softwareversion

1.6 Übereinstimmung mit Vorschriften

Frequenzumrichter werden in Übereinstimmung mit den in diesem Abschnitt beschriebenen Richtlinien konstruiert.

1.6.1 CE-Zeichen

Das CE-Zeichen (Communauté Européenne) zeigt an, dass der Hersteller des Produkts alle relevanten EU-Richtlinien einhält. Die 3 EU-Richtlinien, die für Auslegung und Konstruktion von Frequenzumrichtern sind die Niederspannungsrichtlinie, die EMV-Richtlinie und die Maschinenrichtlinie (für Geräte mit integrierter Sicherheitsfunktion).

Die CE-Kennzeichnung soll für einen freien Handel zwischen der EG und Mitgliedsstaaten der EFTA (Europäische Freihandelsassoziation) innerhalb der EWE technische Barrieren beseitigen. Über die Qualität eines Produkts sagt die CE-Kennzeichnung nichts aus. Auch gibt sie keinen Aufschluss zu technischen Spezifikationen.

1.6.1.1 Niederspannungsrichtlinie

Frequenzumrichter werden als elektronische Komponenten klassifiziert und müssen in Übereinstimmung mit der Niederspannungsrichtlinie die CE-Kennzeichnung tragen. Die Richtlinie gilt für alle elektrischen Geräte im Spannungsbereich von 50–1000 V AC und 75–1600 V DC.

Die Richtlinie schreibt vor, dass aufgrund der Konstruktion der Betriebsmittel gewährleistet ist, dass diese bei einer ordnungsmäßigen Installation und Wartung sowie einer bestimmungsmäßigen Verwendung die Sicherheit von Menschen und Nutztieren sowie die Erhaltung von

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Sachwerten nicht gefährden. Danfoss CE-Kennzeichnungen		1.6.2 UL-Konformität		1	1
sind mit der Niederspannungsrichtlinie konform und liefern
auf Wunsch eine Konformitätserklärung.		UL-gelistet

1.6.1.2 EMV-Richtlinie

Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) bedeutet, dass elektromagnetische Störungen zwischen Geräten deren Leistung nicht beeinträchtigt. Die grundlegende Schutzanforderung der EMV-Richtlinie 2004/108/EG gibt vor, dass Betriebsmittel, die elektromagnetische Störungen verursachen oder deren Betrieb durch diese Störungen beeinträchtigt werden kann, bei einer ordnungsmäßigen Installation und Wartung sowie einer bestimmungsmäßigen Verwendung so ausgelegt sein müssen, dass ihre erreichten elektromagnetischen Störungen begrenzt sind und die Betriebsmittel eine bestimmte Störfestigkeit aufweisen.

Ein Frequenzumrichter kann als Stand-alone-Gerät oder als Teil einer komplexeren Anlage eingesetzt werden. Als Stand-alone-Einheiten oder als Teil einer Anlage verwendete Geräte müssen CE-Kennzeichnungen verwenden. Anlagen müssen nicht über eine CEKennzeichnung verfügen, jedoch den grundlegenden Schutzanforderungen der EMV-Richtlinie entsprechen.

1.6.1.3 Maschinenrichtlinie

Frequenzumrichter werden gemäß der Niederspannungsrichtlinie als elektronische Komponenten eingestuft, jedoch müssen Frequenzumrichter mit integrierter Sicherheitsfunktion mit der Maschinenrichtlinie 2006/42/EG konform sein. Frequenzumrichter ohne Sicherheitsfunktion fallen nicht unter die Maschinenrichtlinie. Wird ein Frequenzumrichter jedoch in ein Maschinensystem integriert, so stellt Danfoss Informationen zu Sicherheitsaspekten des Motors zur Verfügung.

Die Maschinenrichtlinie 2006/42/EG bezieht sich auf Maschinen, die aus einem Aggregat mehrerer zusammenwirkender Komponenten oder Betriebsmittel bestehen, von denen mindestens eine(s) mechanisch beweglich ist. Die Richtlinie schreibt vor, dass aufgrund der Konstruktion der Betriebsmittel gewährleistet ist, dass diese bei einer ordnungsmäßigen Installation und Wartung sowie einer bestimmungsmäßigen Verwendung die Sicherheit von Menschen und Nutztieren sowie die Erhaltung von Sachwerten nicht gefährden.

Wenn Frequenzumrichter in Maschinen mit mindestens einem beweglichen Teil eingesetzt werden, muss der Maschinenhersteller eine Erklärung zur Verfügung stellen, in der die Übereinstimmung mit allen relevanten gesetzlichen Bestimmungen und Sicherheitsrichtlinien bestätigt wird. Danfoss Die CE-Kennzeichnungen sind mit der Maschinenrichtlinie für Frequenzumrichter mit integrierter Sicherheitsfunktion konform und liefern auf Wunsch eine Konformitätserklärung.

Abbildung 1.1 UL

HINWEIS

Frequenzumrichter der Bauform T7 (525-690 V) sind nicht nach UL-Anforderungen zertifiziert.

Der Frequenzumrichter erfüllt die Anforderungen der UL508C bezüglich des thermischen Gedächtnisses. Weitere Informationen können Sie dem Abschnitt Thermischer Motorschutz im Projektierungshandbuch entnehmen.

1.6.3Konformität mit Richtlinien in der Schifffahrt

Für eine Übereinstimmung mit dem Europäischen Übereinkommen über die internationale Beförderung gefährlicher Güter auf Binnenwasserstraßen (ADN) siehe

Kapitel 9.8.3 ADN-konforme Installation .

1.7 Entsorgungshinweise

Sie dürfen elektrische Geräte und Geräte mit elektrischen Komponenten nicht zusammen mit normalem Hausmüll entsorgen.

Sammeln Sie diese separat gemäß den lokalen Bestimmungen und den aktuell gültigen Gesetzen und führen Sie sie dem Recycling zu.

Tabelle 1.3 Entsorgungshinweise

1.8 Sicherheit

Frequenzumrichter enthalten Hochspannungskomponenten und können bei unsachgemäßer Handhabung tödliche Verletzungen verursachen. Die Geräte sollten nur von ausgebildeten Technikern installiert und betrieben werden. Reparaturarbeiten dürfen erst begonnen werden, wenn der Frequenzumrichter vom Netz getrennt und der festgelegte Zeitraum für die Entladung gespeicherter elektrischer Energie verstrichen ist.

Weitere Informationen entnehmen Sie dem Produkthandbuch, das dem Gerät bei Lieferung beiliegt und online verfügbar ist unter:

•Entladungszeit und

•detaillierte Sicherheitshinweise und Warnungen.

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			Einführung	Projektierungshandbuch
1	1		Für einen sicheren Betrieb des Frequenzumrichters ist die
			strikte Befolgung von Sicherheitsmaßnahmen und -
			hinweisen unbedingt erforderlich.

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Sicherheit	Projektierungshandbuch

2 Sicherheit

2.1 Sicherheitssymbole

Folgende Symbole kommen in diesem Dokument zum Einsatz:

WARNUNG

Kennzeichnet eine potenziell gefährliche Situation, die den Tod oder schwere Verletzungen zur Folge haben kann.

VORSICHT

Kennzeichnet eine potenziell gefährliche Situation, die leichte Verletzungen zur Folge haben kann. Die Kennzeichnung kann ebenfalls als Warnung vor unsicheren Verfahren dienen.

HINWEIS

Kennzeichnet wichtige Informationen, einschließlich Situationen, die zu Geräteoder sonstigen Sachschäden führen können.

2 2

WARNUNG

UNERWARTETER ANLAUF

Wenn der Frequenzumrichter an das Versorgungsnetz angeschlossen ist, kann der Motor jederzeit anlaufen, wodurch die Gefahr von schweren oder tödlichen Verletzungen sowie von Geräteoder Sachschäden besteht. Der Motor kann über einen externen Schalter, einen seriellen Bus-Befehl, ein Eingangssollwertsignal vom LCP oder nach einem quittierten Fehlerzustand anlaufen.

1.Ist ein unerwarteter Anlauf des Motors gemäß den Bestimmungen zur Personensicherheit unzulässig, trennen Sie den Frequenzumrichter vom Netz.

2.Drücken Sie vor der Programmierung von Parametern die Taste [Off] am LCP.

3.Frequenzumrichter, Motor und alle angetriebenen Geräte müssen bei Anschluss des Frequenzumrichters an das Versorgungsnetz betriebsbereit sein.

2.2 Qualifiziertes Personal

Der einwandfreie und sichere Betrieb des Frequenzumrichters setzt voraus, dass Transport, Lagerung, Montage, Bedienung sowie Instandhaltung sachgemäß und zuverlässig erfolgen. Nur qualifiziertes Fachpersonal darf diese Geräte installieren oder bedienen.

Als qualifiziertes Personal werden geschulte Mitarbeiter bezeichnet, die autorisiert sind, Geräte, Systeme und Schaltkreise gemäß geltenden Gesetzen und Bestimmungen zu installieren, instand zu halten und zu warten. Ferner muss das Personal mit den Anweisungen und Sicherheitsmaßnahmen in diesem Dokument vertraut sein.

2.3 Sicherheitsmaßnahmen

WARNUNG

HOCHSPANNUNG!

Bei Anschluss an die Netzspannung führen Frequenzumrichter Hochspannung. Erfolgen Installation, Inbetriebnahme und Wartung nicht durch qualifiziertes Personal, kann dies Tod oder schwere Verletzungen zur Folge haben.

•Nur qualifiziertes Personal darf Installation, Inbetriebnahme und Wartung vornehmen.

WARNUNG

ENTLADUNGSZEIT

Der Frequenzumrichter enthält Zwischenkreiskondensatoren, die auch bei abgeschaltetem Frequenzumrichter geladen sein können. Das Nichteinhalten der vorgesehenen Entladungszeit nach dem Trennen der Stromversorgung vor Wartungsoder Reparaturarbeiten kann zu schweren oder tödlichen Verletzungen führen!

1.Stoppen Sie den Motor.

2.Trennen Sie die Netzversorgung, die Permanentmagnet-Motoren und die externen DC-Zwischenkreisversorgungen, einschließlich externer Batterie, USVund DC-Zwischenkreis- verbindungen zu anderen Frequenzumrichtern.

3.Führen Sie Wartungsoder Reparaturarbeiten erst nach vollständiger Entladung der Kondensatoren durch. Die entsprechende Wartezeit finden Sie in Tabelle 2.1.

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Sicherheit	Projektierungshandbuch

				Spannung	Mindestwartezeit (Minuten)
				[V]
2		2			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
				Auch wenn die Warn-LED nicht leuchten, kann Hochspannung
				vorliegen.
				Tabelle 2.1 Entladungszeit

WARNUNG

GEFAHR VON ABLEITSTROM

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

•Stellen Sie die korrekte Erdung der Geräte durch einen zertifizierten Elektroinstallateur sicher.

VORSICHT

POTENZIELLE GEFAHR IM FALLE EINES INTERNEN FEHLERS

Es besteht Verletzungsgefahr, wenn der Frequenzumrichter nicht ordnungsgemäß geschlossen wird.

•Vor dem Einschalten des Stroms müssen Sie sicherstellen, dass alle Sicherheitsabdeckungen eingesetzt und sicher befestigt sind.

WARNUNG

GEFAHR DURCH ANLAGENKOMPONENTEN!

Ein Kontakt mit drehenden Wellen und elektrischen Betriebsmitteln kann zu schweren Personenschäden oder sogar tödlichen Verletzungen führen.

•Stellen Sie sicher, dass Installations-, Inbetriebnahmeund Wartungsarbeiten ausschließlich von geschultem und qualifiziertem Personal durchgeführt wird.

•Alle Elektroarbeiten müssen den VDEVorschriften und anderen lokal geltenden Elektroinstallationsvorschriften entsprechen.

•Befolgen Sie die Verfahren in diesem Handbuch.

VORSICHT

WINDMÜHLEN-EFFEKT

Bei einem unerwarteten Drehen von PermanentmagnetMotoren besteht die Gefahr von Personenund Sachschäden.

•Stellen Sie sicher, dass die PermanentmagnetMotoren blockiert sind, so dass sie unter keinen Umständen drehen können.

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Grundlegende Betriebsprinzi...	Projektierungshandbuch

3 Grundlegende Betriebsprinzipien

3.1 Allgemeines

Dieses Kapitel enthält eine Übersicht über die primären Baugruppen und Schaltkreise des Frequenzumrichters. Es dient zur Beschreibung der internen elektrischen und Signalverarbeitungsfunktionen. Eine Beschreibung der internen Regelungsstruktur ist ebenfalls enthalten.

Darüber hinaus enthält es Beschreibungen der verfügbaren automatisierten und optionalen Frequenzumrichterfunktionen zur Auslegung robuster Betriebssysteme mit einer hohen Leistung bei Steuerungsund Statusprotokollierung.

3.2 Beschreibung des Betriebs

Der Frequenzumrichter liefert zur Regelung der Motordrehzahl eine geregelte Menge von Netzstrom an einen dreiphasigen Standard-Induktionsmotor. Der Frequenzumrichter liefert variable Frequenz und Spannung an den Motor.

Der Frequenzumrichter ist in vier Hauptmodule unterteilt.

•Gleichrichter

•Zwischenkreis

•Wechselrichter

•Steuerung und Regelung

In Kapitel 3.3 Funktionsbeschreibung werden diese Module detaillierter beschrieben. Darüber hinaus wird erklärt, wie Leistungsund Steuersignale innerhalb des Frequenzumrichters übertragen werden.

3.3 Funktionsbeschreibung
3.3.1 Gleichrichterteil	3 3

Wenn der Strom zunächst am Frequenzumrichter angelegt wird, fließt er durch die Eingangsklemmen (L1, L2 und L3) und weiter zu der Schalterbzw. EMV-Filteroption, je nach Gerätekonfiguration.

3.3.2 Zwischenkreisabschnitt

Hinter dem Gleichrichterabschnitt gelangt die Spannung zum Zwischenkreisabschnitt. Eine Sinusfilterschaltung, bestehend aus der DC-Busdrossel und der DC-Bus-Konden- satorbatterie, glättet diese gleichgerichtete Spannung.

Die DC-Busdrossel liefert eine Reihenimpedanz zur Änderung des Stroms. Hierdurch wird der Filterungsprozess bei gleichzeitiger Reduzierung der Oberschwingungsverzerrung, die in der Eingangswechselstromwellenform in Gleichrichterkreisen in der Regel vorhanden ist, unterstützt.

3.3.3 Wechselrichterabschnitt

Sobald Startbefehl und Drehzahlsollwert vorhanden sind, leiten die IGBTs im Wechselrichterabschnitt den Schaltvorgang zur Erzeugung des Ausgangssignals ein. Die Signalform, die vom Danfoss VVC+ PWM-Verfahren an der Steuerkarte erzeugt wird, ermöglicht optimale Leistung und minimale Verluste im Motor.

3.3.4 Bremsoption

Bei Frequenzumrichtern mit der dynamischen Bremsoption

ist ein Brems-IGBT zusammen mit den Klemmen 81(R-) und

82(R+) zum Anschluss eines externen Bremswiderstands

vorgesehen.

Die Funktion des Brems-IGBT ist die Begrenzung der

Spannung im Zwischenkreis, wenn die maximal erlaubte

Spannungsgrenze überschritten wird. Dazu schaltet er den

externen Widerstand in den Zwischenkreis, um die

übermäßige DC-Spannung der Zwischenkreiskonden-

satoren zu reduzieren. Übermäßige Zwischenkreisspannung

entsteht in der Regel durch eine durchziehende Last, durch

die generatorische Energie in den Zwischenkreis zurückge-

speist wird. Dies ist zum Beispiel der Fall, wenn die Last

Abbildung 3.1 Interne Steuerlogik

den Motor antreibt, wodurch die Spannung an den DC-

Buskreis zurückgeführt wird.

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Grundlegende Betriebsprinzi...	Projektierungshandbuch

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 Umrichter vor Überhitzung schützt, falls der Bremswiderstand überlastet.

3 3 Das IGBT-Gate-Signal des Brems-IGBTs wird von der Steuerkarte generiert und über Leistungskarte und IGBTAnsteuerkarte an das Brems-IGBT übermittelt. Zusätzlich überwachen Leistungsund Steuerkarte das Brems-IGBT und die Bremswiderstandsverbindung bzgl. Kurzschluss und Überlast.

3.3.5 Zwischenkreiskopplung

Geräte mit eingebauter Zwischenkreiskopplung enthalten die Klemmen (+) 89 DC und (-) 88 DC. Innerhalb des Frequenzumrichters werden diese Klemmen mit dem DCBus an der Eingangsseite der DC-Zwischenkreisdrossel und der Buskondensatoren verbunden.

Für die Verwendung der Zwischenkreiskopplungsklemmen stehen 2 Konfigurationen zur Verfügung.

Im ersten Verfahren werden die Klemmen verwendet, um die DC-Buskreise mehrerer Frequenzumrichter miteinander zu verbinden. Auf diese Weise kann ein im generatorischen Betrieb befindliches Gerät überschüssige Busspannung an ein anderes Gerät weitergeben, das den Motor antreibt. Durch diese Zwischenkreiskopplung wird der Bedarf an externen dynamischen Bremswiderständen reduziert und Energie gespart. Theoretisch ist die Anzahl der Geräte, die auf diese Weise miteinander verbunden werden können, unendlich. Jedoch müssen alle Geräte die gleiche Nennspannung aufweisen. Darüber hinaus kann es je nach Größe und Anzahl der Geräte erforderlich sein, DCZwischenkreisdrosseln und DC-Sicherungen am Zwischenkreis sowie AC-Drosseln am Netz zu installieren. Für eine solche Konfiguration sind spezifische Überle-

gungen erforderlich. Zur detaillierten Planung sollte vorab die Abteilung Anwendungskonstruktion von Danfoss kontaktiert werden.

Im zweiten Verfahren wird der Frequenzumrichter ausschließlich von einer DC-Quelle gespeist. Daher gestaltet sich die Konfiguration hier etwas komplizierter. Zunächst wird eine externe DC-Quelle benötigt. Zudem ist eine Vorrichtung zum Vorladen des DC-Bus bei der NetzEinschaltung erforderlich. Schließlich ist eine Spannungsquelle erforderlich, die die Lüfter im Gerät versorgt. Auch für diese Konfiguration sollte zunächst vorab die Abteilung Anwendungskonstruktion von Danfoss kontaktiert werden.

3.4 Bedienschnittstellen zur Steuerung

3.4.1 Steuerverfahren

Der Frequenzumrichter empfängt Steuersignale von mehreren Quellen.

•LCP Bedieneinheit (Hand-Betrieb)

•Programmierbare Analog-, Digitalund Analog/ Digital-Steuerklemmen (Betriebsart Auto)

•RS-485-, USBoder serielle Kommunikationsschnittstellen (Betriebsart Auto)

Bei ordnungsgemäßer Verdrahtung und Programmierung liefern die Steuerklemmen Istwert, Sollwert und weitere Eingangssignale an den Frequenzumrichter; Ausgangsstatus und Fehlerbedingungen vom Frequenzumrichter, Relais zum Betrieb der Zusatzeinrichtungen und serielle Schnittstelle. Ein Bezugspotential von 24 V steht ebenfalls zur Verfügung. Die Steuerklemmen sind für verschiedene Funktionen programmierbar, indem Sie die Parameteroptionen bis zur Bedieneinheit (LCP) an der Vorderseite des Geräts oder an externen Quellen auswählen. Die meisten Steuerkabel stellt der Kunde bereit, alternativ können Sie sie aber auch ab Werk bestellen.

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3.5	Anschlussplan
	3-phase	92	(L2)							(V) 97	<![if ! IE]> <![endif]>130BD599.11
		91	(L1)							(U) 96
	power	93	(L3)							(W) 98
	input
		95	PE							(PE) 99
											Motor
	DC bus	88	(-)				Switch Mode
							Power Supply
		89	(+)
							10 V DC		24 V DC	(R+) 82	Brake
							15 mA	130/200 mA			resistor
		50	(+10 V OUT)			+	-	+	-
	+10 V DC									(R-) 81
				S201
	0/-10 V DC-
		53	(A IN)	<![if ! IE]> <![endif]>2 1	<![if ! IE]> <![endif]>ON
	+10 V DC					ON=0/4-20 mA				relay1
	0/4-20 mA			S202						03
						OFF=0/-10 V DC -
	0/-10 V DC -	54	(A IN)	<![if ! IE]> <![endif]>2 1	<![if ! IE]> <![endif]>ON	+10 V DC				02	240 V AC, 2 A
	+10 V DC
	0/4-20 mA	55	(COM A IN)							01

12	(+24 V OUT)						* relay2
							06	240 V AC, 2 A
13	(+24 V OUT)		P 5-00				05	400 V AC, 2 A
18	(D IN)		24 V (NPN)				04
			0 V (PNP)
19	(D IN)		24 V (NPN)				(COM A OUT) 39	Analog Output
			0 V (PNP)
								0/4-20 mA
							(A OUT) 42
20	(COM D IN)
27	(D IN/OUT)		24 V (NPN)	S801
		24 V	0 V (PNP)			ON=Terminated
				<![if ! IE]> <![endif]>2 1	<![if ! IE]> <![endif]>ON
						OFF=Open
*		0 V		5V
			24 V (NPN)
29	(D IN/OUT)
		24 V	0 V (PNP)
					S801		0 V
		0 V		RS-485				RS-485
							(N RS-485) 69
			24 V (NPN)	Interface
32	(D IN)							: Chassis
			0 V (PNP)				(P RS-485) 68	: Ground
33	(D IN)		24 V (NPN)				(COM RS-485) 61	**
			0 V (PNP)					: PE
*								: Ground 1
	(D IN)
37								: Ground 2

Abbildung 3.2 Anschlussplan des Grundgeräts

A=Analog, D=Digital

*Klemme 37 (optional) wird für Safe Torque Off (sicher abgeschaltetes Moment) verwendet. Installationsanweisungen für das sicher abgeschaltete Moment (Safe Torque Off) finden Sie im Produkthandbuch Sicher abgeschaltetes Moment (Safe Torque Off) für Danfoss VLT® Frequenzumrichter. Klemme 37 ist nicht Teil von FC 301 (außer Bauform A1). Relais 2 und Klemme 29 haben im FC 301 keine Funktion.

**Schließen Sie die Abschirmung nicht an.

3 3

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	Grundlegende Betriebsprinzi...	Projektierungshandbuch
		2	<![if ! IE]> <![endif]>130BD529.12
3	3
	1		3
			4
			5
			u
			v
	9		w
	10	11	PE
	L1
	L2
	L3
	PE
		8
		6
			7

1	Übergeordnete Steuerung (SPS)	5	Kabelisolierung (abisoliert)	9	Steuerkabel (abgeschirmt)
2	Frequenzumrichter	6	Kabelverschraubung	10	Potentialausgleich min. 16 mm2
3	Ausgangsschütz	7	Motor, 3-Phasen und PE-Leiter	11	Abstand zwischen Steuerkabel,
			(abgeschirmt)		Motorkabel und Netzkabel (min. 200 mm)
4	Kabelschelle	8	Netz, 3-Phasen und verstärkter PE-Leiter
			(nicht abgeschirmt)

Abbildung 3.3 EMV-konformer elektrischer Anschluss

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Weitere Informationen zu EMV finden Sie unter Kapitel 4.1.15 EMV-Konformität.

HINWEIS

EMV-STÖRUNGEN

Verwenden Sie für Motorund Steuerleitungen abgeschirmte Kabel und verlegen Sie die Kabel für Netzversorgung, Motorund Steuerleitungen getrennt. Die Nichtbeachtung dieser Vorgabe kann zu nicht vorgesehenem Verhalten oder reduzierter Leistung der Anlage führen. Ein Mindestabstand von 200 mm zwischen Leistungsund Motorkabeln sowie Steuerleitungen ist erforderlich.

3.6 PI-Regler

3.6.1 Steuerverfahren

Ein Frequenzumrichter richtet Wechselspannung vom Netz in Gleichspannung um, aus der er anschließend eine Wechselspannung mit variabler Amplitude und Frequenz erzeugt.

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

Sie können den Frequenzumrichter für die Regelung der Drehzahl oder des Drehmoments an der Motorwelle konfigurieren. Einstellung von 1-00 Regelverfahren bestimmt die Art der Regelung.

Drehzahlregelung

Es gibt zwei Arten der Drehzahlregelung:

•Drehzahlregelung ohne Istwertrückführung vom Motor (ohne Geber).

•Drehzahlregelung mit Istwertrückführung mit PIDRegelcharakteristik. Eine korrekt optimierte Drehzahlregelung mit Istwertrückführung arbeitet mit einer wesentlich höheren Genauigkeit als eine ohne Istwertrückführung.

Wählt, welcher Eingang zur Rückführung des PID-Drehzah- listwerts in 7-00 Drehgeberrückführung verwendet werden soll.

Drehmomentregelung

Die Drehmomentregelung ist Teil der Motorregelung in Anwendungen, in denen das Drehmoment an der Motorwelle die Anwendung zur Spannungsregelung regelt. Drehmomentregelung kann in 1-00 Regelverfahren gewählt werden, entweder als VVC+ [4] Drehmoment ohne Rückführung oder [2] Fluxvektor-Steuerprinzip mit Drehgeber. Die Drehmomenteinstellung erfolgt durch Festlegung eines analogen, digitalen oder busgesteuerten Sollwerts. Die maximale Drehzahlgrenze wird in 4-21 Variable Drehzahlgrenze festgelegt. Bei Betrieb mit Drehmomentregelung

empfehlen wir, eine komplette AMA auszuführen, da die richtigen Motordaten von großer Bedeutung für optimale Leistung sind.

•

3 3

Regelung mit Rückführung im Fluxvektorbetrieb mit Geberrückführung bietet überlegene Leistung in allen vier Quadranten und bei allen Motordrehzahlen.

•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 Drehrichtung. Das Drehmoment wird anhand der internen Strommessung des Frequenzumrichters berechnet.

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 3.7 Sollwertverarbeitung erklärt.

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3.6.2 FC 301 vs. FC 302 Steuerverfahren

Der FC 301 ist ein Frequenzumrichter für Anwendungen mit einfachen bis mittleren Anforderungen an Dynamik und Genauigkeit. Das Steuerverfahren basiert auf VVC+ (Voltage Vector Control).

Der FC 301 kann zur Steuerung von Asynchronsowie PM-Motoren verwendet werden.

3 3 Das Strommessprinzip im FC 301 wird mit einer Summenstrommessung im DC-Zwischenkreis oder in der Motorphase realisiert. Der Erdschlussschutz auf Motorseite wird durch eine Schutzbeschaltung an den IGBT gewährleistet.

Das Kurzschlussschutzverhalten beim FC 301 hängt von der Strommessung im positiven DC-Zwischenkreis und dem Entsättigungsschutz mit Rückführung von den 3 unteren IGBT und der Bremse ab.

Abbildung 3.4 Steuerverfahren FC 301

Der FC 302 ist ein Hochleistungsfrequenzumrichter mit Servoeigenschaften für anspruchsvolle Anwendungen. Er verfügt über verschiedene Arten von Motorsteuerprinzipien, wie U/f-Sondermotor-Modus, VVC+ oder Fluxvektor-Motorregelung. Der FC 302 ist in der Lage, permanent erregte Synchronmotoren (bürstenlose Servomotoren) sowie normale KäfigläuferAsynchronmotoren zu steuern.

Der Kurzschlussschutz beim FC 302 wird von Stromwandlern in allen 3 Motorphasen und einem Entsättigungsschutz mit Rückführung von der Bremse sicher realisiert.

Abbildung 3.5 Steuerverfahren FC 302

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3.6.3 Regelungsstruktur in VVC+

3 3

Abbildung 3.6 Regelungsstruktur bei VVC+-Konfigurationen mit und ohne Rückführung

Siehe Aktive/Inaktive Parameter in verschiedenen Antriebssteuerungsmodi im Programmierhandbuch für eine Übersicht der verfügbaren Steuerungskonfigurationen, je nach Verwendung eines AC-Motors oder Vollpol-PM-Motors. In der in

Abbildung 3.6 gezeigten Konfiguration ist 1-01 Steuerprinzip auf [1] VVC+ eingestellt und 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 1-00 Regelverfahren auf [1] Mit Drehgeber eingestellt ist, wird der resultierende Sollwert von der Rampenbegrenzung und Drehzahlgrenze 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 1-00 Regelverfahren, um die Prozess-PID-Regelung zur Regelung mit Rückführung z. B. bei einer Druckoder Durchflussregelung zu verwenden. Die PID-Prozess-Parameter befinden sich in Parametergruppe 7-2* PID-Prozess Istw. und 7-3* PID-Prozessregler.

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3.6.4 Regelungsstruktur im Fluxvektor ohne Geber (nur FC 302)

3 3

Abbildung 3.7 Regelungsstruktur bei Konfigurationen mit Fluxvektor mit und ohne Geber

Siehe Aktive/Inaktive Parameter in verschiedenen Antriebssteuerungsmodi im Programmierhandbuch für eine Übersicht der verfügbaren Steuerungskonfigurationen, je nach Verwendung eines AC-Motors oder Vollpol-PM-Motors. In der gezeigten Konfiguration ist 1-01 Steuerprinzip auf [2] Fluxvektor ohne Geber eingestellt und 1-00 Regelverfahren auf [0] Ohne Rückführung. Der resultierende Sollwert aus dem Sollwertsystem wird entsprechend der angegebenen Parametereinstellungen durch die Rampenund Drehzahlbegrenzungen geführt.

Ein errechneter Drehzahlistwert wird zur Steuerung der Ausgangsfrequenz am PID-Drehzahlregler erzeugt.

Der PID-Drehzahlregler muss mit seinen Parametern P, I und D (Parametergruppe 7-0* PID-Drehzahlregler) eingestellt werden.

Wählen Sie [3] PID-Prozess in 1-00 Regelverfahren, um die Prozess-PID-Regelung zur Regelung mit Rückführung z. B. bei einer Druckoder Durchflussregelung zu verwenden. Die Parameter für Prozess-PID-Regelung befinden sich in Parametergruppe

7-2* PID-Prozess Istw. und 7-3* PID-Prozessregler.

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3.6.5 Regelungsstruktur bei Fluxvektor mit Geber (nur FC 302)

3 3

Abbildung 3.8 Regelungsstruktur bei Konfiguration mit Fluxvektor mit Geber (nur bei FC 302 verfügbar)

Siehe Aktive/Inaktive Parameter in verschiedenen Antriebssteuerungsmodi im Programmierhandbuch für eine Übersicht der verfügbaren Steuerungskonfigurationen, je nach Verwendung eines AC-Motors oder Vollpol-PM-Motors. In der gezeigten Konfiguration ist 1-01 Steuerprinzip auf [3] Fluxvektor mit Geber und 1-00 Regelverfahren auf [1] Mit Drehgeber eingestellt.

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

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

Wählen Sie [2] Drehmomentregler in 1-00 Regelverfahren, um den resultierenden Sollwert direkt als Drehmomentsollwert zu benutzen. Drehmomentregelung kann nur in der Konfiguration Fluxvektor mit Geber (1-01 Steuerprinzip) gewählt werden. 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.

Wählen Sie [3] PID-Prozess in 1-00 Regelverfahren, um die PID-Prozessregelung zur Regelung mit Rückführung z. B. bei einer Druckoder Durchflussregelung zu verwenden.

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3.6.6 PID

3.6.6.1 PID-Drehzahlregelung

Die PID-Drehzahlregelung erhält ungeachtet der sich ändernden Motorlast eine konstante Motordrehzahl aufrecht.

3	3
		1-00 Regelverfahren	1-01 Steuerprinzip
			U/f	VVC+	Fluxvektor ohne Geber	Fluxvektor mit Geber
		[0] Ohne Rückführung	AKTIV	AKTIV	AKTIV	N.v.
		[1] Mit Drehgeber	N.v.	Nicht aktiv	N.v.	AKTIV
		[2] Drehmomentregler	N.v.	N.v.	N.v.	Nicht aktiv
		[3] PID-Prozess	Nicht aktiv	Nicht aktiv	Nicht aktiv	N.v.
		[4] Drehmom. o. Rück.	N.v.	Nicht aktiv	N.v.	N.v.
		[5] Wobbel	Nicht aktiv	Nicht aktiv	Nicht aktiv	Nicht aktiv
		[6] Flächenwickler	Nicht aktiv	Nicht aktiv	Nicht aktiv	N.v.
		[7] Erw.PID-Drehz.m.Rück.	Nicht aktiv	Nicht aktiv	Nicht aktiv	N.v.
		[8] Erw.PID-Drehz.o.Rück.	N.v.	Nicht aktiv	N.v.	Nicht aktiv

Tabelle 3.1 Steuerkonfigurationen mit aktiver Drehzahlregelung

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

HINWEIS

Die PID-Drehzahlregelung funktioniert mit der Standard-Parametereinstellung (Werkseinstellungen), Sie sollten sie jedoch zur Optimierung der Motorsteuerung anpassen. Insbesondere das Potential der beiden Verfahren zur FluxMotorsteuerung hängt stark von der richtigen Einstellung ab.

Tabelle 3.2 fasst alle Eigenschaften zusammen, die für die Drehzahlregelung konfiguriert werden können. Siehe VLT® AutomationDrive FC 301/FC 302 Programmierhandbuch für detaillierte Informationen zur Programmierung.

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Grundlegende Betriebsprinzi...	Projektierungshandbuch
Parameter	Funktionsbeschreibung
7-00 Drehgeberrückführung	Legt den Eingang fest, von der der PID-Drehzahlregler den Istwert erhalten soll.
7-02 Drehzahlregler P-	Je höher der Wert, desto schneller die Regelung. Ein zu hoher Wert kann jedoch zu Schwingungen
Verstärkung	führen.
7-03 Drehzahlregler I-Zeit	Eliminiert eine Abweichung von der stationären Drehzahl. Je niedriger der Wert, desto schneller die
							3		3
	Reaktion. Ein zu niedriger Wert kann jedoch zu Schwingungen führen.
7-04 Drehzahlregler D-Zeit	Liefert Zuwachs proportional zur Veränderungsrate des Istwerts. Die Einstellung Null deaktiviert den
	Differentiator.
	Kommt es in einer Anwendung zu sehr schnellen Änderungen des Solloder Istwertes, so kann der
	Differentiator rasch zum Überschwingen neigen. Er reagiert auf Änderungen der Regelabweichung. Je
7-05 Drehzahlregler D-Verstärk./	schneller sich die Regelabweichung ändert, desto höher fällt auch die Differentiationsverstärkung aus.
Grenze	Sie können die Differentiationszeit daher begrenzen, so dass sowohl eine angemessene Differentiati-
	onszeit bei langsamen Änderungen als auch eine angemessene Verstärkung bei schnellen Änderungen
	eingestellt werden kann.
	Ein Tiefpassfilter, das Schwingungen auf dem Istwertsignal dämpft und die stationäre Leistung
	verbessert. Bei einer zu langen Filterzeit nimmt jedoch die dynamische Leistung der PID-Drehzahlre-
	gelung ab.
	Einstellungen von Parameter 7-06 aus der Praxis anhand der Anzahl von Pulsen pro Umdrehung am
7-06 Drehzahlregler Tiefpassfil-	Drehgeber (PPR):
terzeit	Drehgeber-PPR		7-06 Drehzahlregler Tiefpassfilterzeit
	512		10 ms
	1024		5 ms
	2048		2 ms
	4096		1 ms
7-07 Drehzahlregler Getriebe-	Der Frequenzumrichter multipliziert den Drehzahlistwert mit diesem Verhältnis.
faktor
7-08 Drehzahlregler Vorsteuerung	Das Sollwertsignal umgeht den Drehzahlregler mit dem angegebenen Wert. Diese Funktion erhöht die
	dynamische Leistung der Drehzahlregelschleife.
7-09 Speed PID Error Correction	Der Drehzahlfehler zwischen Rampe und aktueller Geschwindigkeit wird mit der Einstellung in diesem
w/ Ramp	Parameter verglichen. Wenn der Drehzahlfehler diesen Parametereintrag übersteigt, wird er über einen
	Beschleunigungsbzw. Verzögerungsvorgang auf kontrollierte Weise korrigiert.

Tabelle 3.2 Relevante Parameter für die Drehzahlregelung

Nehmen Sie die Programmierung in der genannten Reihenfolge vor (siehe Erläuterung der Einstellungen im Programmierhandbuch)

In Tabelle 3.3 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 mit Hilfe der Daten vom	1-2*	Siehe Motor-Typenschild
Typenschild ein
Führen Sie eine Automatische Motoranpassung durch	1-29 Autom.	[1] Aktivieren Sie die komplette AMA
	Motoranpassung
2) Prüfen Sie, ob der Motor läuft und der Drehgeber ordnungsgemäß angeschlossen ist. Gehen Sie wie folgt vor:
Drücken Sie die Taste [Hand On] am LCP. Prüfen Sie, ob		Stellen Sie einen positiven Sollwert ein.
der Motor läuft und in welche Richtung er sich dreht
(nachfolgend „positive Richtung“ genannt).
Gehen Sie zu 16-20 Rotor-Winkel. Drehen Sie den Motor	16-20 Rotor-Winkel	N.v. (Anzeigeparameter) Anmerkung: Ein ansteigender
langsam in die positive Richtung. Das Drehen muss so		Wert läuft bei 65535 über und startet erneut bei 0.
langsam erfolgen (nur wenige U/min), dass Sie feststellen
können, ob der Wert in 16-20 Rotor-Winkel zuoder
abnimmt.
Wenn 16-20 Rotor-Winkel abnimmt, ändern Sie die	5-71 Kl. 32/33	[1] Linkslauf (wenn 16-20 Rotor-Winkel ansteigt)
Drehgeberrichtung in 5-71 Kl. 32/33 Drehgeber Richtung.	Drehgeber
	Richtung

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				Funktion		Parameter	Einstellung
				3) Stellen Sie sicher, dass die Grenzwerte des Frequenzumrichters auf sichere Werte eingestellt sind
				Stellen Sie zulässige Grenzwerte für die Sollwerte ein.		3-02 Minimaler	0 U/min (Werkseinstellung)
						Sollwert	1500 U/min (Werkseinstellung)
						3-03 Maximaler
3		3				Sollwert
				Stellen Sie sicher, dass die Rampeneinstellungen		3-41 Rampenzeit	Werkseinstellung
				innerhalb des Leistungsbereichs des Frequenzumrichters		Auf 1	Werkseinstellung
				liegen und zulässigen Spezifikationen für den		3-42 Rampenzeit
				Anwendungsbetrieb entsprechen.		Ab 1
				Stellen Sie zulässige Grenzwerte für die Motordrehzahl		4-11 Min. Drehzahl	0 U/min (Werkseinstellung)
				und -frequenz ein.		[UPM]	1500 U/min (Werkseinstellung)
						4-13 Max. Drehzahl	60 Hz (Werkseinstellung 132 Hz)
						[UPM]
						4-19 Max.
						Ausgangsfrequenz
				4) Konfigurieren Sie die Drehzahlregelung und wählen Sie das Verfahren für die Motorsteuerung.
				Aktivierung der Drehzahlregelung		1-00 Regelverfahren	[1] Mit Drehgeber
				Auswahl des Steuerprinzips		1-01 Steuerprinzip	[3] Fluxvektor mit Geber
				5) Konfigurieren und skalieren Sie den Sollwert für den Drehzahlregler
				Stellen Sie Analogeingang 53 als variablen Sollwert ein		3-15 Variabler	Nicht notwendig (Werkseinstellung)
						Sollwert 1
				Skalieren Sie den Analogeingang 53 0 UPM (0 V) auf		6-1*	Nicht notwendig (Werkseinstellung)
				1500 UPM (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 HTL-Drehgebe-		5-14 Klemme 32	[0] Ohne Funktion (Werkseinstellung)
				reingänge ein		Digitaleingang
						5-15 Klemme 33
						Digitaleingang
				Wählen Sie Klemme 32/33 als Motor-Istwert		1-02 Drehgeber	Nicht notwendig (Werkseinstellung)
						Anschluss
				Wählen Sie Klemme 32/33 als Drehgeberrückführung		7-00 Drehgeber-	Nicht notwendig (Werkseinstellung)
						rückführung
				7) Stellen Sie die Parameter für die PID-Drehzahlregelung ein
				Verwenden Sie ggf. die Einstellungsanweisungen oder		7-0*	Siehe Anweisungen
				stellen Sie manuell ein
				8) Speichern Sie abschließend
				Speichern Sie die Parametereinstellung im LCP		0-50 LCP-Kopie	[1] Speichern in LCP

Tabelle 3.3 Programmierreihenfolge

3.6.6.2 Optimieren des PID-Drehzahlreglers

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

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

GesamtTrägheit kgm2 x Par.. 1ì 25

	Par . 7ì 02 =		x Bandbreite rad / s
		Par . 1ì 20 x 9550

HINWEIS

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 7-02 Drehzahlregler P- Verstärkung mit der folgenden Formel (nicht erforderlich bei einem hochauflösenden Istwert wie z. B. einem SinCosIstwert):

	Par . 7ì 02MAX =	0.01 x 4 x DrehgeberAuflösung x Par . 7ì 06	x
		2 x π

Max. Drehmoment Rippel %

Ein empfohlener Ausgangswert für 7-06 Drehzahlregler Tiefpassfilterzeit ist 5 ms (eine niedrigere Drehgeberauf-

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lösung erfordert einen höheren Filterwert). Normalerweise ist ein max. Drehmomentrippel von 3 % zulässig. Für Inkrementalgeber finden Sie die Drehgeberauflösung in

5-70 Kl. 32/33 Drehgeber Aufl. [Pulse/U] (24V HTL bei Standard-Frequenzumrichter) oder 17-11 Inkremental Auflösung [Pulse/U] (5 V TTL für Drehgeber-Option MCB 102).

Generell wird die passende Obergrenze von 7-02 Drehzahlregler P-Verstärkung anhand der Drehgeberauflösung und der Istwert-Filterzeit ermittelt. Andere Faktoren in der Anwendung können den 7-02 Drehzahlregler P-Verstärkung jedoch auf einen niedrigeren Wert begrenzen.

Zum Minimieren der Übersteuerung können Sie

7-03 Drehzahlregler I-Zeit (je nach Anwendung) auf ca. 2,5 Sek. einstellen.

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

3.6.6.3 PID-Prozessregler

Mit dem PID-Prozessregler können Sie Anwendungsparameter steuern, die mit einem Sensor messbar sind (d. h. Druck, Temperatur, Fluss) und vom angeschlossenen Motor über eine Pumpe, einen Lüfter oder ein anderes Gerät beeinflusst werden können.

Tabelle 3.4 zeigt die Konfigurationen, bei denen die
Prozessregelung möglich ist. Wenn ein Verfahren der Flux-
Vektorsteuerung verwendet wird, ist zu beachten, dass Sie
auch die Parameter für den PID-Drehzahlregler einstellen
müssen. Lesen Sie Kapitel 3.6 PI-Regler, um zu sehen, wo
die Drehzahlregelung aktiviert ist.						3		3
1-00 Regelver-	1-01 Steuerprinzip
fahren
	U/f	VVC+	Fluxvektor	Fluxvektor
			ohne	mit Geber
			Geber
[3] PID-Prozess	Nicht	PID-Prozess	Prozess	Prozess
	aktiv		und	und
			Drehzahl	Drehzahl

Tabelle 3.4 Steuerungskonfigurationen mit Prozessregelung

HINWEIS

Die PID-Prozessregelung funktioniert mit der StandardParametereinstellung, sollte jedoch zur Optimierung der Anwendungssteuerung angepasst werden. Insbesondere das Potential der beiden Verfahren zur FluxMotorsteuerung hängt stark von der richtigen Einstellung der PID-Drehzahlregelung (vor dem Einstellen der PID-Prozessregelung) ab.

Abbildung 3.9 Diagramm für PID-Prozessregler

Tabelle 3.5 fasst alle Eigenschaften zusammen, die für die Prozessregelung konfiguriert werden können.

Parameter	Funktionsbeschreibung
7-20 PID-Prozess Istwert 1	Legt den Eingang (Analog oder Puls) fest, von dem die PID-Prozessregelung den Istwert
	erhalten soll.
7-22 PID-Prozess Istwert 2	Gegebenenfalls: Legt fest, ob (und von woher) die PID-Prozessregelung ein zusätzliches
	Istwertsignal erhält. Wenn ein weiterer Istwertanschluss ausgewählt wurde, werden die
	beiden Istwertsignale vor der Verwendung im PID-Prozessregler addiert.

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				Parameter	Funktionsbeschreibung
				7-30 Auswahl Normal-/Invers-Regelung	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.
3		3		7-31 PID-Prozess Anti-Windup	Die Anti-Windup-Funktion bewirkt, dass im Falle des Erreichens einer Frequenzoder
					Drehmomentgrenze der Integrator auf eine Verstärkung eingestellt wird, die der aktuellen
					Frequenz entspricht. So vermeiden Sie, dass bei einer Abweichung, die mit einer Drehzahl-
					änderung ohnehin nicht auszugleichen wäre, weiter integriert wird. Sie können die
					Funktion durch Auswahl von [0] Aus deaktivieren.
				7-32 PID-Prozess Reglerstart bei	In einigen Anwendungen kann das Erreichen der gewünschten Drehzahl bzw. des
					Sollwerts sehr 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 7-32 PID-Prozess Reglerstart bei.
				7-33 PID-Prozess P-Verstärkung	Je höher der Wert, desto schneller die Regelung. Ein zu hoher Wert kann jedoch zu
					Schwingungen führen.
				7-34 PID-Prozess 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.
				7-35 PID-Prozess D-Zeit	Liefert Zuwachs proportional zur Veränderungsrate des Istwerts. Die Einstellung Null
					deaktiviert den Differentiator.
				7-36 PID-Prozess D-Verstärkung/Grenze	Kommt es in einer Anwendung zu sehr schnellen Änderungen des Solloder 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 D-Verstärkung daher begrenzen, um
					eine angemessene Differentiationszeit für langsame Änderungen einzustellen.
				7-38 PID-Prozess Vorsteuerung	In Anwendungen mit einer ausgeglichenen (und in etwa linearen) Beziehung zwischen
					dem Sollwert und der dafür erforderlichen Motordrehzahl können Sie die Dynamik der
					Regelung gegebenenfalls mit Hilfe der Vorsteuerung steigern.
				5-54 Pulseingang 29 Filterzeit (Pulseingang	Sofern beim Istwertsignal Rippelströme bzw. -spannungen auftreten, können diese mit
				29),	Hilfe eines Tiefpassfilters gedämpft werden. Diese Zeitkonstante ist ein Ausdruck für eine
				5-59 Pulseingang 33 Filterzeit (Pulseingang	Drehzahlgrenze der Rippel, die beim Istwertsignal auftreten.
				33),	Beispiel: Ist das Tiefpassfilter auf 0,1 s eingestellt, so ist die Eckfrequenz 10 RAD/s,
				6-16 Klemme 53 Filterzeit (Analogeingang	(Kehrwert von 0,1 s), was (10/(2 x π)) = 1,6 Hz entspricht. Dies führt dazu, dass alle
				53),	Ströme/Spannungen, die um mehr als 1,6 Schwingungen pro Sekunde schwanken, heraus-
				6-26 Klemme 54 Filterzeit (Analogeingang 54)	gefiltert werden. Es wird also nur ein Istwertsignal geregelt, das mit einer Frequenz
				6-36 Klemme X30/11 Filterzeit	(Drehzahl) von unter 1,6 Hz schwankt.
				6-46 Klemme X30/12 Filterzeit	Das Tiefpassfilter verbessert die stationäre Leistung, bei einer zu langen Filterzeit nimmt
				35-46 Term. X48/2 Filter Time Constant	jedoch die dynamische Leistung des PID-Prozessreglers ab.

Tabelle 3.5 Relevante Parameter für die Prozessregelung

3.6.6.4 Erweiterte PID-Regelung

Informationen zu erweiterten PID-Regelparametern finden Sie im VLT® AutomationDrive FC 301/FC 302 Programmierhandbuch

Wenn der Frequenzumrichter während des Motorbetriebs oder im generatorischen Betrieb die aktuellen Grenzwerte erreicht, versucht das Gerät schnellstmöglich, die eingestellten Drehmomentgrenzen wieder zu unterschreiten, ohne die Kontrolle über den Motor zu verlieren.

3.6.7Interner Stromgrenzenregler in Betriebsart VVC+

Wenn der Motorstrom bzw. das Motordrehmoment die in

4-16 Momentengrenze motorisch, 4-17 Momentengrenze generatorisch und 4-18 Stromgrenze festgelegten Drehmomentgrenzen überschreitet, wird die integrierte Stromgrenzenregler aktiviert.

3.6.8Handsteuerung (Hand On) und Fernsteuerung (Auto On)

Der Frequenzumrichter kann vor Ort manuell über das LCP oder im Fernbetrieb über Analogund Digitaleingänge oder die serielle Bus-Schnittstelle gesteuert werden. Falls in

0-40 [Hand On]-LCP Taste, 0-41 [Off]-LCP Taste, 0-42 [Auto

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