Danfoss VLT Parallel Drive Modules Design guide [de]

ENGINEERING TOMORROW

Projektierungshandbuch

VLT® AutomationDrive FC 302

90–710 kW, Baugrößen D und E

www.danfoss.de/vlt

Inhaltsverzeichnis Projektierungshandbuch

Inhaltsverzeichnis

1 Einführung

1.1 Zweck des Projektierungshandbuchs

1.2 Zusätzliche Materialien

1.3 Dokument- und Softwareversion

1.4 Konventionen

2 Sicherheit

2.1 Sicherheitssymbole

2.2 Qualifiziertes Personal

2.3 Sicherheitsmaßnahmen

3 Zulassungen und Zertifizierungen

3.1 Vorschriften/Compliance-Abnahmen

3.2 Gehäuse-Schutzarten

4 Produktübersicht

4.1 VLT® High-power-Frequenzumrichter

4.2 Gehäusegröße nach Nennleistung

4.3 Übersicht der Gehäuse, 380–500 V

4.4 Übersicht der Gehäuse, 525–690 V

4.5 Verfügbarkeit der Bausätze

5 Produktfunktionen

5.1 Automatisierte Betriebsfunktionen

5.2 Kundenspezifische Anwendungsfunktionen

5.3 Dynamisches Bremsen – Übersicht

5.4 Mechanische Bremssteuerung – Übersicht

5.5 Zwischenkreiskopplung – Übersicht

5.6 Rückspeiseeinheit

5.7 Rückwandkühlkanal - Übersicht

6 Optionen und Zubehör

6.1 Feldbusgeräte

6.2 Funktionserweiterungen

6.3 Bewegungssteuerungs- und Relaiskarten

6.4 Bremswiderstände

6.5 Sinusfilter

6.6 du/dt-Filter

6.7 Gleichtaktfilter

6.8 Oberschwingungsfilter

6.9 Gehäuseoptionen

Inhaltsverzeichnis

VLT® AutomationDrive FC 302

7 Spezifikationen

7.1 Elektrische Daten, 380-500 V

7.2 Elektrische Daten, 525-690 V

7.3 Netzversorgung

7.4 Motorausgang und Motordaten

7.5 Umgebungsbedingungen

7.6 Kabelspezifikationen

7.7 Steuereingang/-ausgang und Steuerdaten

7.8 Gehäusegewichte

8 Außen- und Klemmenabmessungen

8.1 D1h – Außen- und Klemmenabmessungen

8.2 D2h – Außen- und Klemmenabmessungen

8.3 D3h – Außen- und Klemmenabmessungen

8.4 D4h – Außen- und Klemmenabmessungen

8.5 D5h – Außen- und Klemmenabmessungen

8.6 D6h – Außen- und Klemmenabmessungen

8.7 D7h – Außen- und Klemmenabmessungen

8.8 D8h – Außen- und Klemmenabmessungen

8.9 E1h – Außen- und Klemmenabmessungen

8.10 E2h-Außen- und Klemmenabmessungen

8.11 E3h-Außen- und Klemmenabmessungen

8.12 E4h-Außen- und Klemmenabmessungen

9 Überlegungen zur mechanischen Installation

9.1 Lagerung

9.2 Anheben der Einheit

9.3 Betriebsumgebung

9.4 Montagekonfigurationen

9.5 Kühlung

9.6 Leistungsreduzierung

10 Allgemeine Überlegungen zur elektrischen Installation

10.1 Sicherheitshinweise

10.2 Anschlussdiagramm

10.3 Anschlüsse

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113

119

125

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10.4 Steuerkabel und -klemmen

10.5 Sicherungen und Trennschalter

10.6 Motor

10.7 Bremsung

10.8 Fehlerstromschutzschalter und Isolationswiderstandsüberwachung (IRM)

150

153

155

157

160

Inhaltsverzeichnis Projektierungshandbuch

10.9 Ableitstrom

10.10 IT-Netz

10.11 Wirkungsgrad

10.12 Störgeräusche

10.13 dU/dt-Bedingungen

10.14 Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) – Übersicht

10.15 EMV-gerechte Installation

10.16 Oberschwingungen – Übersicht

11 Grundlegende Betriebsprinzipien eines Frequenzumrichters

11.1 Beschreibung des Betriebs

11.2 Frequenzumrichtersteuerungen

12 Anwendungsbeispiele

12.1 Programmieren eines Frequenzumrichtersystems mit Rückführung

12.2 Anschlusskonfigurationen für eine automatische Motoranpassung (AMA)

12.3 Anschlusskonfigurationen für einen analogen Drehzahlsollwert

12.4 Anschlusskonfigurationen für Start/Stopp

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168

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188

12.5 Anschlussbeispiel für externe Alarmquittierung

12.6 Anschlusskonfigurationen für Drehzahlsollwert unter Verwendung eines manuellen Potenziometers

12.7 Anschlussbeispiel für Drehzahl auf/Drehzahl ab

12.8 Anschlusskonfigurationen für RS485-Netzwerkverbindung

12.9 Anschlusskonfigurationen für einen Motorthermistor

12.10 Anschlusskonfiguration für eine Relaiskonfiguration mit Smart Logic Control

12.11 Anschlussbeispiel für mechanische Bremssteuerung

12.12 Anschlusskonfiguration für den Drehgeber

12.13 Anschlusskonfiguration für Drehmoment und Stoppgrenze

13 Bestellung eines Frequenzumrichters

13.1 Antriebskonfigurator

13.2 Bestellnummern für Optionen und Zubehör

13.3 Bestellnummern für Filter und Bremswiderstände

13.4 Ersatzteile

14 Anhang

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191

192

193

194

195

199

204

205

14.1 Abkürzungen und Symbole

14.2 Definitionen

Index

205

206

208

Einführung

VLT® AutomationDrive FC 302

1 Einführung

1.1 Zweck des Projektierungshandbuchs

Dieses Projektierungshandbuch ist vorgesehen für:

Projektingenieure und Anlagenbauer

•

Planer

•

Anwendungs- und Produktspezialisten

•

Das Projektierungshandbuch liefert technische Informationen zu den Einsatzmöglichkeiten und Funktionen des Frequenzumrichters und erläutert die Integration in Systeme zur Motorsteuerung und -überwachung.

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.

Für die Frequenzumrichter stehen Optionsmodule

•

zur Verfügung, die einige der in diesen Dokumenten enthaltenen Informationen ändern können. Spezifische Anforderungen finden Sie in den Anweisungen, die den Optionen beiliegen.

Zusätzliche Veröffentlichungen und Handbücher sind bei Danfoss erhältlich. Siehe drives.danfoss.de/downloads/ portal/#/ für Auflistungen.

1.3 Dokument- und Softwareversion

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

Ausgabe Anmerkungen Softwareversion

MG38C2xx Inhalt D1h bis D8h hinzugefügt 8.03

Tabelle 1.1 Dokument- und Softwareversion

Die Bedienungsanleitung 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.

Die Bedienungsanleitung VLT® FC Series - Safe

•

Torque Off enthält eine Beschreibung zur Verwendung von Danfoss-Frequenzumrichtern in Anwendungen mit funktionaler Sicherheit. Dieses Handbuch ist im Lieferumfang des Frequenzumrichters enthalten, wenn die Safe Torque OffOption vorhanden ist.

Das Projektierungshandbuch VLT® Brake Resistor

•

MCE 101 beschreibt die Auswahl des optimalen Bremswiderstands.

Das Projektierungshandbuch VLT® Advanced

•

Harmonic Filters AHF 005/AHF 010 beschreibt Oberschwingungen, verschiedene Abhilfemaßnahmen und das Funktionsprinzip des erweiterten Oberschwingungsfilters. Diese Anleitung beschreibt auch, wie Sie den richtigen Filter für eine bestimmte Anwendung auswählen.

Im Projektierungshandbuch für Ausgangsfilter wird

•

erläutert, warum es notwendig ist, Ausgangsfilter für bestimmte Anwendungen zu verwenden und wie man den optimalen dU/dt oder Sinusfilter auswählt.

1.4 Konventionen

Nummerierte Listen zeigen Vorgehensweisen.

•

Aufzählungslisten zeigen weitere Informationen

•

und Beschreibung der Abbildungen.

Kursivschrift bedeutet:

•

- Querverweise.

- Link.

- Fußnoten.

- Parameternamen, Parametergrup-

pennamen, Parameteroptionen.

Alle Abmessungen in Zeichnungen sind in mm

•

angegeben.

Ein Sternchen (*) kennzeichnet die Werksein-

•

stellung eines Parameters.

Sicherheit Projektierungshandbuch

2 Sicherheit

2.1 Sicherheitssymbole

Folgende Symbole kommen in diesem Handbuch zum Einsatz:

WARNUNG

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

ENTLADEZEIT

Der Frequenzumrichter enthält Zwischenkreiskondensatoren, die auch bei abgeschaltetem Frequenzumrichter geladen sein können. Auch wenn die Warn-LED nicht leuchten, kann Hochspannung anliegen. Das Nichteinhalten der in Tabelle 2.1 angegebenen Wartezeit nach dem Trennen der Stromversorgung vor Wartungs- oder Reparaturarbeiten kann zu schweren Verletzungen oder sogar zum Tod führen!

VORSICHT

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

HINWEIS

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

2.2 Qualifiziertes Personal

Nur qualifiziertes Personal darf dieses Gerät installieren oder bedienen.

2 2

WARNUNG

1. Stoppen Sie den Motor.

2. Trennen Sie die Netzversorgung und alle externen DC-Zwischenkreisversorgungen, einschließlich externer Batterie-, USV- und DCZwischenkreisverbindungen mit anderen Frequenzumrichtern.

3. Trennen oder verriegeln Sie den Motor.

4. Warten Sie, damit die Kondensatoren vollständig entladen können. Siehe Tabelle 2.1.

5. Verwenden Sie vor der Durchführung von Wartungs- oder Reparaturarbeiten ein geeignetes Spannungsmessgerät, um sicherzustellen, dass die Kondensatoren vollständig entladen sind.

Qualifiziertes Fachpersonal sind per Definition geschulte Mitarbeiter, die gemäß den einschlägigen Gesetzen und Vorschriften zur Installation, Inbetriebnahme und Instandhaltung von Betriebsmitteln, Systemen und Schaltungen berechtigt sind. Außerdem muss das Personal mit allen Anweisungen und Sicherheitsmaßnahmen gemäß dieser Anleitung vertraut sein.

Sicherheitsmaßnahmen

2.3

WARNUNG

HOCHSPANNUNG

Bei Anschluss an das Versorgungsnetz, DC-Versorgung, Zwischenkreiskopplung oder Permanentmagnetmotoren führen Frequenzumrichter Hochspannung. Erfolgen Installation, Inbetriebnahme und Wartung von Frequenzumrichtern nicht durch qualifiziertes Personal, kann dies zum Tod oder zu schweren Verletzungen führen!

Installation, Inbetriebnahme und Wartung der

•

Frequenzumrichter dürfen ausschließlich von qualifiziertem Personal vorgenommen werden.

Spannung Nennleistung

(normale Überlast)

380–500 90–250 kW

125–350 HP

380–500 315–500 kW

450–650 HP

525–690 55–315 kW

60–350 HP

525–690 355–710 kW

400–750 HP

Tabelle 2.1 Entladezeit für die Bauformen D1h bis D8h und E1h bis E4h

Gehäuse Minuten zum

Entladen

D1h–D8h 20

E1h–E4h 40

D1h–D8h 20

E1h–E4h 40

WARNUNG

GEFAHR DURCH ABLEITSTRÖME

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

Lassen Sie die ordnungsgemäße Erdung der

•

Geräte durch einen zertifizierten Elektroinstallateur überprüfen.

e30bd832.10

Sicherheit

VLT® AutomationDrive FC 302

HINWEIS

NETZABSCHIRMUNG ALS SICHERHEITSOPTION

Eine optionale Netzabschirmung ist für Gehäuse der Schutzart IP21/IP54 (Typ 1/Typ 12) erhältlich. Schutzabdeckung um gemäß BGV A2, VBG 4 vor der versehentlichen Berührung der Leistungsklemmen zu schützen.

2.3.1 ADN-konforme Installation

Um Funkenbildung in Übereinstimmung mit dem Europäischen Übereinkommen über die internationale Beförderung gefährlicher Güter auf Binnenwasserstraßen (ADN) zu vermeiden, müssen Sie Vorsichtsmaßnahmen für Frequenzumrichter mit Schutzart IP00 (Gehäuse), IP20 (Gehäuse), IP21 (Typ 1) oder IP54 (Typ 12) treffen.

Installieren Sie keinen Netzschalter

•

Vergewissern Sie sich, dass Parameter 14-50 EMV-

•

Filter auf [1] Ein eingestellt ist.

Entfernen Sie alle Relaisstecker mit der

•

Kennzeichnung RELAIS. Siehe Abbildung 2.1.

Kontrollieren Sie, welche Relaisoptionen installiert

•

sind, falls vorhanden. Die einzige zulässige Relaisoption ist die VLT® Extended Relay Card

MCB 113.

1, 2 Relaisstecker

Abbildung 2.1 Position der Relaisstecker

Zulassungen und Zertifizier... Projektierungshandbuch

3 Zulassungen und Zertifizierungen

Dieser Abschnitt bietet eine kurze Beschreibung der verschiedenen Zulassungen und Zertifizierungen, die auf Danfoss-Frequenzumrichtern zu finden sind. Nicht alle Zulassungen sind auf allen Frequenzumrichtern zu finden.

3.1 Vorschriften/Compliance-Abnahmen

HINWEIS

AUFERLEGTE BEGRENZUNGEN DER AUSGANGSFREQUENZ

Ab Softwareversion 6.72 ist die Ausgangsfrequenz des Frequenzumrichters auf 590 Hz begrenzt (bedingt durch Exportkontrollvorschriften). Die Softwareversionen 6.xx begrenzen ebenfalls die maximale Ausgangsfrequenz auf 590 Hz, diese Versionen können jedoch nicht geflasht werden, d. h. weder als Downgrade noch als Upgrade.

3.1.1.1 CE-Zeichen

Das CE-Zeichen (Communauté Européenne) zeigt an, dass der Hersteller des Produkts alle relevanten EU-Richtlinien einhält. Die geltenden EU-Richtlinien zu Ausführung und Konstruktion des Frequenzumrichters sind in Tabelle 3.1 aufgeführt.

HINWEIS

Über die Qualität eines Produkts sagt die CEKennzeichnung nichts aus. Auch gibt sie keinen Aufschluss zu technischen Spezifikationen.

EU-Richtlinie Version

Niederspannungsrichtlinie 2014/35/EU EMV-Richtlinie 2014/30/EU

Maschinenrichtlinie EU-Ökodesignrichtlinie 2009/125/EC ATEX-Richtlinie 2014/34/EU RoHS-Richtlinie 2002/95/EC

Tabelle 3.1 Frequenzumrichter betreffende EU-Richtlinien

1) Konformität mit der Maschinenrichtlinie ist nur bei Frequenzumrichtern mit integrierter Sicherheitsfunktion erforderlich.

2014/32/EU

HINWEIS

Frequenzumrichter mit integrierter Sicherheitsfunktion, wie z. B. Safe Torque Off (STO), müssen mit der Maschinenrichtlinie konform sein.

Konformitätserklärungen sind auf Anfrage erhältlich.

Niederspannungsrichtlinie

Frequenzumrichter müssen seit 1. Januar 2014 die CEKennzeichnung in Übereinstimmung mit der Niederspannungsrichtlinie erfüllen. Die Niederspannungs-

richtlinie gilt für alle elektrischen Geräte im Spannungsbereich von 50–1000 V AC und 75–1500 V DC.

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

EMV-Richtlinie

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

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

Maschinenrichtlinie

Der Zweck der Maschinenrichtlinie ist die Gewährleistung der Personensicherheit und die Vermeidung von Beschädigungen der Anlage und Geräte, wenn Nutzer die mechanischen Betriebsmittel bestimmungsgemäß verwenden. Die Maschinenrichtlinie bezieht sich auf Maschinen, die aus einem Aggregat mehrerer zusammenwirkender Komponenten oder Betriebsmittel bestehen, von denen mindestens eine(s) mechanisch beweglich ist.

Frequenzumrichter mit integrierter Sicherheitsfunktion müssen mit der Maschinenrichtlinie 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 Frequenzumrichters zur Verfügung.

Kommen Frequenzumrichter in Maschinen mit mindestens einem beweglichen Teil zum Einsatz, muss der Maschinenhersteller eine Erklärung zur Verfügung stellen, die die Übereinstimmung mit allen relevanten gesetzlichen Bestimmungen und Sicherheitsrichtlinien bestätigt.

3 3

Zulassungen und Zertifizier...

VLT® AutomationDrive FC 302

3.1.1.2 EU-Ökodesignrichtlinie

Die Ökodesignrichtlinie ist die europäische Richtlinie zur umweltgerechten Gestaltung energieverbrauchsrelevanter Produkte, zu denen auch Frequenzumrichter gehören. Die

Richtlinie hat eine verbesserte Energieeffizienz und allgemeine Umweltverträglichkeit von Elektrogeräten bei gleichzeitiger Erhöhung der Sicherheit der Energieversorgung zum Ziel. Die Einflüsse der energieverbrauchsrelevanten Produkte auf die Umwelt umfassen den Energieverbrauch über die gesamte Produktlebensdauer.

3.1.1.3 UL-Zulassung

Die Underwriters Laboratory(UL)-Markierung zertifiziert die Sicherheit und Umweltverträglichkeit von Produkten anhand von Standardprüfungen. Frequenzumrichter der Bauform T7 (525-690 V) sind nur für 525–600 V nach ULAnforderungen zertifiziert. Der Frequenzumrichter erfüllt die Anforderungen der UL 61800-5-1 bezüglich der thermischen Sicherung. Weitere Informationen finden Sie unter Kapitel 10.6.1 Thermischer Motorschutz.

3.1.1.4 CSA/cUL

Die CSA/cUL-Zulassung ist für Frequenzumrichter mit einer Nennspannung bis 600 V. Der Standard gewährleistet, dass der Frequenzumrichter – wenn er gemäß der mitgelieferten Bedienungs-/Installationsanleitung installiert wird – die UL-Standards für elektrische und thermische Sicherheit erfüllt. Diese Kennzeichnung zertifiziert, dass das Produkt alle vorgeschriebenen technischen Spezifikationen und Prüfungen erfüllt. Eine Konformitätserklärung ist auf Anfrage erhältlich.

3.1.1.7 TÜV

Der TÜV SÜD ist eine europäische Sicherheitsorganisation, die die Betriebssicherheit des Frequenzumrichters gemäß EN/IEC 61800-5-2 zertifiziert. Der TÜV SÜD testet Produkte und überwacht ihre Produktion, um sicherzustellen, dass Unternehmen ihre Vorschriften einhalten.

3.1.1.8 RCM

Die Regulatory Compliance Mark (RCM, Konformitätskennzeichnung) zeigt die Konformität von Telekommunikationsund EMV/Funkverkehr-Geräten durch den EMVKennzeichnungshinweis der australischen Kommunikationsund Medienbehörden an. Die RCM ist mittlerweile eine einzelne Konformitätskennzeichnung, die die Kontrollzeichen A-Tick und C-Tick beinhaltet. RCM-Konformität ist für die Platzierung elektrischer und elektronischer Geräte auf dem Markt in Australien und Neuseeland erforderlich.

3.1.1.9 Schiffsanwendungen

Schiffe und Öl-/Gasplattformen müssen von mindestens einer Schiffszertifizierungsgesellschaft zertifiziert werden, um eine Zulassungslizenz und Versicherungsschutz erhalten zu können. Die Danfoss-Frequenzumrichter verfügen über Zertifizierungen von bis zu 12 Klassifikationsgesellschaften.

Die Anzeige- oder Druckfunktion für die Zulassungen und Zertifizierungen für Schiffsanwendungen finden Sie im Downloadbereich unter drives.danfoss.com/industries/ marine-and-offshore/marine-type-approvals/#/.

3.1.2 Exportkontrollvorschriften

3.1.1.5 EAC

Die EurAsian Conformity(EAC)-Kennzeichnung zeigt an, dass das Produkt mit allen Anforderungen und technischen Vorschriften konform ist, die für das Produkt gelten laut der eurasischen Zollunion, die sich aus den Mitgliedstaaten der eurasischen Wirtschaftsunion zusammensetzt.

Das EAC-Logo muss sich sowohl auf dem Typenschild als auch auf der Verpackung befinden. Alle innerhalb des EACBereichs verwendeten Produkte sind bei Danfoss zu kaufen.

Frequenzumrichter können regionalen und/oder nationalen Exportkontrollvorschriften unterliegen.

Frequenzumrichter, die Exportkontrollvorschriften unterliegen, sind mit einer ECCN-Nummer gekennzeichnet. Die ECCN-Nummer finden Sie in den Dokumenten, die Sie mit dem Frequenzumrichter erhalten.

Im Falle einer Wiederausfuhr ist der Exporteur dafür verantwortlich, die Einhaltung aller geltenden Exportkontrollvorschriften sicherzustellen.

3.1.1.6 UKrSEPRO

Das UKrSEPRO-Zertifikat gewährleistet die Qualität und Sicherheit von Produkten und Dienstleistungen sowie Fertigungsstabilität nach den ukrainischen Regulierungsstandards. Das UkrSepro-Zertifikat ist ein erforderliches Dokument für die Zollabfertigung sämtlicher Produkte, die in die Ukraine ein- oder aus ihr ausgeführt werden.

Zulassungen und Zertifizier... Projektierungshandbuch

3.2 Gehäuse-Schutzarten

Die Frequenzumrichter der VLT®-Serie sind mit unterschiedlichen Gehäuseschutzarten erhältlich, um optimal auf die Anforderungen der Anwendung eingehen zu können. Die Schutzart wird jeweils auf Grundlage zweier internationaler Normen angegeben:

Bei einer Prüfung nach UL-Typ wird die

•

Konformität der Gehäuse mit der NEMA(National Electrical Manufacturers Association)-Norm ermittelt. Die Bau- und Prüfvorschriften für Gehäuse sind definiert in „NEMA Standards Publication 250-2003“ und in UL 50, Elfte Ausgabe.

IP-Schutzarten (International Protection, Internati-

•

onaler Schutz), definiert von der IEC (International Electrotechnical Commission, Internationale Elektrotechnische Kommission) in allen anderen Staaten weltweit.

Standard-Frequenzumrichter der Danfoss VLT® Serie sind in verschiedenen Schutzarten erhältlich, um die Anforderungen von IP00 (Gehäuse), IP20 (geschütztes Gehäuse), IP21 (UL-Typ 1) oder IP54 (UL-Typ 12) zu erfüllen. In diesem Handbuch wird der UL-Typ als Typ geschrieben. Zum Beispiel: IP21/Typ 1.

Typ 12 – Mehrzweckgehäuse sind für den Einsatz im Innenbereich vorgesehen und schützen die enthaltenen Einheiten vor den folgenden Verunreinigungen:

Fasern

•

Fussel

•

Staub und Schmutz

•

Leichtes Spritzwasser

•

Sickerwasser

•

Tropfen und externe Kondensation nicht-

•

korrosiver Flüssigkeiten

Das Gehäuse darf keine Löcher und keine Auslässe oder Öffnungen für Installationsrohre aufweisen, falls hierfür nicht ölbeständige Dichtungen zur Montage öldichter oder staubdichter Mechanismen verwendet werden. Die Türen sind ebenfalls mit ölbeständigen Dichtungen ausgerüstet. Zusätzlich verfügen Gehäuse für Kombinationsregler über Schwingtüren mit horizontaler Drehachse, die mit einem Werkzeug geöffnet werden müssen.

IP-Standard

Tabelle 3.2 bietet einen Quervergleich der beiden Normen. Tabelle 3.3 erläutert die Bedeutung der IP-Nummer und

definiert den Schutzgrad. Die Frequenzumrichter erfüllen die Bestimmungen beider Normen.

3 3

UL-Typ-Standard

Typ 1 – Gehäuse für den Einsatz im Innenbereich, die dem Personal einen gewissen Schutz vor versehentlichem Kontakt mit den enthaltenen Einheiten und einen gewissen Schutz gegen fallenden Schmutz bieten.

Erste Kennziffer

0 – Kein Schutz. 1 – Geschützt bis 50 mm (2,0 in). Schutz vor Berührung mit der Hand. 2 – Geschützt bis 12,5 mm (0,5 in). Schutz vor Berührung mit dem Finger. 3 – Geschützt bis 2,5 mm (0,1 in). Schutz vor Berührung durch Werkzeug. 4 – Geschützt bis 1,0 mm (0,04 in). Schutz vor Berührung mit Drähten. 5 – Schutz vor schädlichen Staubablagerungen im Innern. 6 – Schutz vor Eindringen von Staub (staubdicht). – 0 Kein Schutz. – 1 Schutz vor senkrecht fallendem Tropfwasser. – 2 – 3 – 4 Schutz vor Spritzwasser. – 5 Schutz vor Strahlwasser. – 6 Schutz vor starkem Strahlwasser. – 7 Schutz vor eindringendem Wasser beim zeitweiligen Untertauchen. – 8 Schutz vor eindringendem Wasser beim dauerhaften Untertauchen.

Zweite Kennziffer

Schutzniveau

Schutz vor schräg fallendem Tropfwasser (15° gegenüber der Senkrechten). Schutz vor Sprühwasser (bis 60° gegenüber der Senkrechten).

NEMA undULIP

Gehäuse IP00 Geschütztes Gehäuse NEMA 1 IP21 NEMA 12 IP54

Tabelle 3.2 Querverweis NEMA- und IP-Nummer

IP20

Tabelle 3.3 Aufschlüsselung der IP-Nummer

Produktübersicht

4 Produktübersicht

VLT® AutomationDrive FC 302

1)Hp1)

4.1

VLT® High-power-Frequenzumrichter

Die in diesem Handbuch beschriebenen VLT® Frequenzumrichter sind als freistehende, wandhängende oder

schrankmontierte Geräte erhältlich. Jeder VLT®-Umrichter

ist für alle Standardmotoren konfigurierbar, kompatibel und optimiert, was die Einschränkungen der MotorAntriebspakete vermeidet.

Vorteile von VLT®-Umrichtern

In verschiedenen Gehäusegrößen und

•

Schutzarten erhältlich.

Der Wirkungsgrad von 98% reduziert die Betriebs-

•

kosten.

Das einzigartige Design der Rückwandkühlung

•

reduziert den Bedarf an mehr Kühlaggregaten, was zu geringeren Installations- und wiederkehrenden Kosten führt.

Geringere Leistungsaufnahme für Kontrollraum-

•

Kühlgeräte.

Reduzierte Betriebskosten.

•

Konsistente Benutzerschnittstelle über die

•

gesamte Bandbreite von Danfoss Frequenzumrichtern.

Anwendungsorientierte Inbetriebnahme-

•

Assistenten.

Mehrsprachige Benutzerschnittstelle.

•

55 60 D1h/D3h/D5h/D6h 75 75 D1h/D3h/D5h/D6h

90 100 D1h/D3h/D5h/D6h 110 125 D1h/D3h/D5h/D6h 132 150 D1h/D3h/D5h/D6h 160 200 D2h/D4h/D7h/D8h 200 250 D2h/D4h/D7h/D8h 250 300 D2h/D4h/D7h/D8h 315 350 D2h/D4h/D7h/D8h 355 400 E1h/E3h 400 400 E1h/E3h 500 500 E1h/E3h 560 600 E1h/E3h 630 650 E2h/E4h 710 750 E2h/E4h

Tabelle 4.2 Gehäuse-Nennleistungen, 525–690 V

1) Alle Nennleistungen sind für hohe Überlast angegeben. Ausgang wird bei 690 V (kW ) und 575 V (hp) gemessen.

Verfügbare Gehäuse

Gehäusegröße nach Nennleistung

4.2

kW1)Hp

90 125 D1h/D3h/D5h/D6h 110 150 D1h/D3h/D5h/D6h 132 200 D1h/D3h/D5h/D6h 160 250 D2h/D4h/D7h/D8h 200 300 D2h/D4h/D7h/D8h 250 350 D2h/D4h/D7h/D8h 315 450 E1h/E3h 355 500 E1h/E3h 400 550 E1h/E3h 450 600 E2h/E4h 500 650 E2h/E4h

Tabelle 4.1 Gehäuse-Nennleistungen, 380–500 V

1) Alle Nennleistungen sind für hohe Überlast angegeben. Ausgangsleistung wird bei 400 V (kW ) und 460 V (hp) angegeben.

Verfügbare Gehäuse

Produktübersicht Projektierungshandbuch

4.3 Übersicht der Gehäuse, 380–500 V

Baugröße D1h D2h D3h D4h D5h D6h D7h D8h

Nennleistung

Ausgang bei 400 V (kW) Ausgang bei 460 V (hp) 125–200 250–350 125–200 250–350 125–200 125–200 250–350 250–350

Schutzart

IP IP21/54 IP21/54 IP20 IP20 IP21/54 IP21/54 IP21/54 IP21/54 NEMA Typ 1/12 Typ 1/12 Typ Gehäuse Typ Gehäuse Typ 1/12 Typ 1/12 Typ 1/12 Typ 1/12

Hardware-Optionen

Edelstahl-Kühlkanal O O O O O O O O Netzabschirmung O O – – O O O O Integrierte Heizung O O – – O O O O EMV-Filter (Klasse A1) O O O O O O O O Safe Torque Off S S S S S S S S Keine Bedieneinheit O O O O O O O O Numerische Bedieneinheit Grafische Bedieneinheit O O O O O O O O Sicherungen O O O O O O O O

Kühlkörperzugang Bremschopper – – O O O O O O Anschlussklemmen der Rückspeiseeinheit Zwischenkreiskopplungsklemmen Sicherungen + Zwischenkreiskopplung Trennschalter – – – – – O – O Trennschalter – – – – – O – O Schütze – – – – – O – O 24 V DC-Versorgung O O O O O O O O

Abmessungen

Höhe, mm (in) 901 (35.5) 1107 (43.6) 909 (35.8)

Breite, mm (in) 325 (12.8) 325 (12.8) 250 (9.8) 375 (14.8) 325 (12.8) 325 (12.8) 420 (16.5) 420 (16.5) Tiefe, mm (in) 379 (14.9) 379 (14.9) 375 (14.8) 375 (14.8) 381 (15.0) 381 (15.0) 386 (15.2) 406 (16.0) Gewicht, kg (lb) 62 (137) 125 (276) 62 (137)

90–132 160–250 90–132 160–250 90–132 90–132 160–250 160–250

O O O O O O O O

– – O O O O O O

– – O O – – – –

1004 (39.5)

108 (238)

1027 (40.4)

125 (276)

179 (395)

1324 (52.1) 1663 (65.5) 1978 (77.9) 2284 (89.9)

99 (218) 128 (282) 185 (408) 232 (512)

4 4

Tabelle 4.3 Frequenzumrichter D1h–D8h, 380–500 V

1) Alle Nennleistungen sind für hohe Überlast angegeben. Ausgangsleistung wird bei 400 V (kW) und 460 V (hp) angegeben.

2) S = Standard, O = Optional und ein Bindestrich zeigt an, dass die Option nicht verfügbar ist.

3) Der Kühlkörperzugang ist bei der Edelstahl-Kühlkanaloption nicht verfügbar.

4) Mit optionalen Anschlussklemmen für Zwischenkreiskopplung oder Rückspeiseeinheit.

Produktübersicht

Baugröße E1h E2h E3h E4h

Nennleistung

Ausgang bei 400 V (kW) 315–400 450–500 315–400 450–500 Ausgang bei 460 V (hp) 450–550 600–650 450–550 600–650

Schutzart

IP IP21/54 IP21/54 UL-Typ Typ 1/12 Typ 1/12 Gehäuse Gehäuse

Hardware-Optionen

Edelstahl-Kühlkanal O O O O Netzabschirmung O O – – Integrierte Heizung O O – – EMV-Filter (Klasse A1) O O O O Safe Torque Off S S S S Keine Bedieneinheit O O O O Grafische Bedieneinheit O O O O Sicherungen S S O O Kühlkörperzugang O O O O Bremschopper O O O O Zwischenkreisklemmen O O O O Zwischenkreiskopplungsklemmen – – O O Sicherungen + Zwischenkreiskopplung – – O O Trennschalter O O – – Trennschalter – – – – Schütze – – – – 24 V DC-Versorgung (SMPS, 5 A) – – – –

Abmessungen

Höhe, mm (in) 2043 (80.4) 2043 (80.4) 1578 (62.1) 1578 (62.1) Breite, mm (in) 602 (23.7) 698 (27.5) 506 (19.9) 604 (23.9) Tiefe, mm (in) 513 (20.2) 513 (20.2) 482 (19.0) 482 (19.0) Gewicht, kg (lb) 295 (650) 318 (700) 272 (600) 295 (650)

VLT® AutomationDrive FC 302

IP20

Tabelle 4.4 E1h–E4h Frequenzumrichter, 380–500 V

1) Alle Nennleistungen sind für hohe Überlast angegeben. Ausgangsleistung wird bei 400 V (kW) und 460 V (hp) angegeben.

2) Wenn das Gehäuse mit Zwischenkreiskopplungs- oder Rückspeisungsanschlüssen konfiguriert wird, hat es die Schutzart IP00, andernfalls die Schutzart IP20.

3) S = Standard, O = Optional und ein Bindestrich zeigt an, dass die Option nicht verfügbar ist.

Produktübersicht Projektierungshandbuch

4.4 Übersicht der Gehäuse, 525–690 V

Baugröße D1h D2h D3h D4h D5h D6h D7h D8h

Nennleistung

Ausgang bei 690 V (kW) Ausgang bei 575 V (hp) 60–150 200–350 60–150 200–350 60–150 60–150 200–350 200–350

Schutzart

IP IP21/54 IP21/54 IP20 IP20 IP21/54 IP21/54 IP21/54 IP21/54 NEMA Typ 1/12 Typ 1/12 Typ Gehäuse Typ Gehäuse Typ 1/12 Typ 1/12 Typ 1/12 Typ 1/12

Hardware-Optionen

Edelstahl-Kühlkanal – – O O – – – – Netzabschirmung O O O O O O O O Integrierte Heizung O O O O O O O O Safe Torque Off S S S S S S S S Keine Bedieneinheit O O O O O O O O Numerische Bedieneinheit Grafische Bedieneinheit O O O O O O O O Sicherungen O O O O O O O O

Kühlkörperzugang Bremschopper – – O O O O O XO Anschlussklemmen der Rückspeiseeinheit Zwischenkreiskopplungsklemmen Sicherungen + Zwischenkreiskopplung Trennschalter – – – – O O O O Trennschalter – – – – – O – O Schütze – – – – – O – O 24 V DC-Versorgung O O O O O O O O

Abmessungen

Höhe, mm (in) 901 (35.5) 1107 (43.6) 909 (35.8)

55–132 160–315 55–132 160–315 55–132 55–132 160–315 160–315

O O O O O O O O

– – O O – – – –

– – O O O O O O

– – O O – – – –

1004 (39.5)

108 (238)

1027 (40.4)

125 (276)

179 (395)

1324 (52.1) 1663 (65.5) 1978 (77.9) 2284 (89.9)

99 (218) 128 (282) 185 (408) 232 (512)

4 4

Tabelle 4.5 Frequenzumrichter D1h–D8h, 525–690 V

1) Alle Nennleistungen sind für hohe Überlast angegeben. Ausgang wird bei 690 V (kW) und 575 V (hp) gemessen.

2) S = Standard, O = Optional und ein Bindestrich zeigt an, dass die Option nicht verfügbar ist.

3) Der Kühlkörperzugang ist bei der Edelstahl-Kühlkanaloption nicht verfügbar.

4) Mit optionalen Anschlussklemmen für Zwischenkreiskopplung oder Rückspeiseeinheit.

Produktübersicht

Baugröße E1h E2h E3h E4h

Nennleistung

Ausgang bei 690 V (kW) 355–560 630–710 355–560 630–710 Ausgang bei 575 V (hp) 400–600 650–750 400–600 650–750

Schutzart

IP IP21/54 IP21/54 UL-Typ Typ 1/12 Typ 1/12 Gehäuse Gehäuse

Hardware-Optionen

Edelstahl-Kühlkanal O O O O Netzabschirmung O O – – Integrierte Heizung O O – – EMV-Filter (Klasse A1) – – – – Safe Torque Off S S S S Keine Bedieneinheit O O O O Grafische Bedieneinheit O O O O Sicherungen S S O O Kühlkörperzugang O O O O Bremschopper O O O O Zwischenkreisklemmen O O O O Zwischenkreiskopplungsklemmen – – O O Sicherungen + Zwischenkreiskopplung – – O O Trennschalter O O – – Trennschalter – – – – Schütze – – – – 24 V DC-Versorgung (SMPS, 5 A) – – – –

Abmessungen

VLT® AutomationDrive FC 302

IP20

Tabelle 4.6 E1h–E4h Frequenzumrichter, 525–690 V

1) Alle Nennleistungen sind für hohe Überlast angegeben. Ausgang wird bei 690 V (kW) und 575 V (hp) gemessen.

2) Wenn das Gehäuse mit Zwischenkreiskopplungs- oder Rückspeisungsanschlüssen konfiguriert wird, hat es die Schutzart IP00, andernfalls die Schutzart IP20.

3) S = Standard, O = Optional und ein Bindestrich zeigt an, dass die Option nicht verfügbar ist.

Produktübersicht Projektierungshandbuch

4.5 Verfügbarkeit der Bausätze

Beschreibung der Bausätze

Wetterschutzabdeckung mit NEMA 3R O O – – – – – – – – – – NEMA 3R-Schutz für Bausatz für rückseitigen Kühlkanal – Einlass Rücks./Auslass Rücks. USB für Türeinbau O O O O O O O O S S – – Bedieneinheit, numerisch O O O O O O O O O O O O

Bedieneinheit, grafisch Kabel für Bedieneinheit, 3 m (9 ft) O O O O O O O O O O O O Befestigungssatz für numerische Bedieneinheit (Bedieneinheit, Befestigungen, Dichtung und Kabel) Befestigungssatz für grafische Bedieneinheit (Bedieneinheit, Befestigungen, Dichtung und Kabel) Befestigungssatz für alle Bedieneinheiten (Befestigungen, Dichtung und Kabel) Berührungsschutz – – – – – – – – O O – – Erdungsschiene – – – – – – – – O O – – Eingangsplattenoption O O O O O O O O – – – – Klemmenleisten O O O O O O O O O O O O Bausatz für oberen Eingang der Feldbuskabel O O O O O O O O O O O O Sockel O O – – O O O O S S – – Kühlkanal – Einlass Unters./Auslass Obers. – – O O – – – – – – O O Kühlkanal – Einlass Unters./Auslass Rücks. O O O O – – – – – – O O Kühlkanal – Einlass Rücks./Auslass Obers. – – – – – – – – – – O O Kühlkanal – Einlass Rücks./Auslass Rücks. O O O O O O O O O O O O Kühlkanal – Auslass Obers. (nur) – – O O – – – – – – – –

D1h D2h D3h D4h D5h D6h D7h D8h E1h E2h E3h E4h

– – O O – – – – – – – –

O O O O O O O O O O O O

4 4

Tabelle 4.7 Verfügbare Bausätze für die Bauformen D1h bis D8h und E1h bis E4h

1) S = Standard, O = Optional und ein Bindestrich zeigt an, dass der Bausatz nicht verfügbar ist. Bausatzbeschreibungen und Teilenummern finden Sie unter Kapitel 13.2.6 Bestellnummern für Bausätze D1h–D8h und Kapitel 13.2.7 Bestellnummern für Bausätze E1h–E4h.

2) Die grafische Bedieneinheit wird standardmäßig mit den Gehäusen D1h–D8h sowie E1h–E4h geliefert. Diesen Bausatz können Sie erwerben, wenn Sie mehr als eine grafische Bedieneinheit benötigen.

Produktfunktionen

VLT® AutomationDrive FC 302

5 Produktfunktionen

Die Last treibt den Motor bei konstanter

5.1 Automatisierte Betriebsfunktionen

Automatisierte Betriebsfunktionen sind aktiv, wenn der Frequenzumrichter in Betrieb ist. Die meisten dieser Funktionen erfordern keine Programmierung oder Konfiguration. Der Frequenzumrichter verfügt über eine Reihe von integrierten Schutzfunktionen zum Selbstschutz und zum Schutz des angetriebenen Motors.

Detaillierte Informationen zu einer erforderlichen Konfiguration, insbesondere von Motorparametern, finden Sie im Programmierhandbuch.

5.1.1 Kurzschlussschutz

Motor (Phase-Phase)

Der Frequenzumrichter ist durch seine Strommessung in jeder der drei Motorphasen gegen Kurzschlüsse geschützt. Ein Kurzschluss zwischen zwei Ausgangsphasen bewirkt einen Überstrom im Wechselrichter. Der Frequenzumrichter wird abgeschaltet, sobald sein Kurzschlussstrom den zulässigen Wert (Alarm 16 Abschaltblockierung) überschreitet.

Netzseite

Ein ordnungsgemäß arbeitender Frequenzumrichter begrenzt die Stromaufnahme vom Netz. Wir empfehlen, versorgungsseitig Sicherungen und/oder Trennschalter als Schutz für den Fall einer Bauteilstörung im Inneren des Frequenzumrichters zu verwenden (erster Fehler). Netzseitige Vorsicherungen sind für die UL-Konformität obligatorisch.

HINWEIS

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

Bremswiderstand

Der Frequenzumrichter ist vor Kurzschlüssen im Bremswiderstand geschützt.

Zwischenkreiskopplung

Installieren Sie zum Schutz des DC-Busses gegen Kurzschlüsse sowie des Frequenzumrichters gegen Überlast DC-Sicherungen in Reihe an den Zwischenkreiskopplungen aller angeschlossenen Geräte.

5.1.2 Überspannungsschutz

Vom Motor erzeugte Überspannung

Die Spannung im Zwischenkreis erhöht sich beim generatorischen Betrieb des Motors. Diese Situation tritt in folgenden Fällen auf:

•

Ausgangsfrequenz des Frequenzumrichters an, d. h. die Last erzeugt Energie.

Während der Verzögerung (Rampe Ab) ist die

•

Reibung bei hohem Trägheitsmoment niedrig und die Rampenzeit zu kurz, um die Energie als Verlustleistung im Frequenzumrichter abzugeben.

Eine falsche Einstellung beim Schlupfausgleich

•

ruft eine höhere Zwischenkreisspannung hervor.

Gegen-EMK durch PM-Motorbetrieb. Bei Freilauf

•

mit hoher Drehzahl kann die Gegen-EMK des PMMotors möglicherweise die maximale Spannungstoleranz des Frequenzumrichters überschreiten und Schäden verursachen. Der Wert von Parameter 4-19 Max Output Frequency wird automatisch basierend auf einer internen Berechnung anhand des Werts von

Parameter 1-40 Back EMF at 1000 RPM, Parameter 1-25 Motor Nominal Speed und Parameter 1-39 Motor Poles berechnet.

HINWEIS

Statten Sie den Frequenzumrichter zur Vermeidung einer zu hohen Motordrehzahl (z. B. aufgrund eines zu starken Windmühleneffekts) mit einem Bremswiderstand aus.

Sie können die Überspannung mithilfe einer Bremsfunktion (Parameter 2-10 Brake Function) und/oder einer Überspannungssteuerung (Parameter 2-17 Over-voltage Control) beseitigen.

Bremsfunktionen

Schließen Sie einen Bremswiderstand ist zur Ableitung der überschüssigen Bremsenergie an. Bei angeschlossenem Bremswiderstand ist beim Bremsen eine höhere Zwischenkreisspannung verfügbar.

Eine AC-Bremse ist eine Alternative für ein verbessertes Bremsen ohne Verwendung eines Bremswiderstands. Diese Funktion regelt die Übermagnetisierung des Motors im Generatorbetrieb. Durch Erhöhen der elektrischen Verluste im Motor kann die OVC-Funktion das Bremsmoment erhöhen, ohne die Überspannungsgrenze zu überschreiten.

HINWEIS

Die AC-Bremse ist nicht so wirksam wie das dynamische Bremsen mit einem Widerstand.

Überspannungssteuerung (OVC)

Durch die automatische Verlängerung der Rampe-Ab-Zeit reduziert die Überspannungssteuerung die Gefahr einer Abschaltung des Frequenzumrichters aufgrund einer Überspannung im Zwischenkreis.

Produktfunktionen Projektierungshandbuch

HINWEIS

Sie können OVC für einen PM-Motor mit allen Steuerverfahren aktivieren, PM VVC+, Flux OL und Flux CL für PMMotoren aktivieren.

HINWEIS

Aktivieren Sie die Überspannungssteuerung nicht bei Hubanwendungen.

5.1.3 Erkennung fehlender Motorphasen

Die Motorphasenüberwachung (Parameter 4-58 Motorphasen Überwachung) ist werkseitig aktiviert, um Beschädigungen des Motors im Falle es Ausfalls einer Motorphase zu verhindern. Die Werkseinstellung ist 1.000 ms, für eine schnellere Erkennung kann diese jedoch geändert werden.

5.1.4 Netzasymmetrie Erkennung

Ein Betrieb bei starker Netzasymmetrie kann die Lebensdauer des Motors und des Umrichters reduzieren. Die Bedingungen gelten als schwer, wenn der Motor bei nahezu nomineller Last kontinuierlich betrieben wird. Bei der Werkseinstellung wird der Frequenzumrichter bei einer Netzasymmetrie (Parameter 14-12 Netzphasen-Unsymmetrie) abgeschaltet.

5.1.5 Schalten am Ausgang

Das Hinzufügen eines Schalters am Ausgang zwischen Motor und Frequenzumrichter ist zulässig. Jedoch können Fehlermeldungen angezeigt werden. Danfoss empfiehlt eine Nutzung dieser Funktion nicht für 525–690-V-Frequenzumrichter, die an ein IT-Netz angeschlossen sind.

5.1.6 Überlastschutz

Drehmomentgrenze

Die Drehmomentgrenze schützt den Motor unabhängig von der Drehzahl vor Überlast. Die Drehmomentgrenze wird in Parameter 4-16 Momentengrenze motorisch und Parameter 4-17 Momentengrenze generatorisch gesteuert. Die Verzögerungszeit zwischen DrehmomentgrenzenWarnung und Abschaltung wird in Parameter 14-25 Drehmom.grenze Verzögerungszeit definiert.

Stromgrenze

Die Stromgrenze wird kontrolliert in Parameter 4-18 Stromgrenze, und die Zeit vor der Abschaltung des Frequenzumrichters wird in Parameter 14-24 Stromgrenze Verzögerungszeit festgelegt.

Drehzahlgrenze

Minimale Drehzahl: Parameter 4-11 Min. Drehzahl [UPM] oder Parameter 4-12 Min. Frequenz [Hz] begrenzt den minimalen Drehzahlbereich des Frequenzumrichters. Maximale Drehzahl: Parameter 4-13 Max. Drehzahl [UPM] oder Parameter 4-19 Max. Ausgangsfrequenz begrenzt die maximale Drehzahl, die der Frequenzumrichter liefern kann.

Elektronisches Thermorelais (ETR)

Bei ETR handelt es sich um eine elektronische Funktion, die anhand interner Messungen ein Bimetallrelais simuliert. Die Kennlinie wird in Abbildung 5.1 gezeigt.

Spannungsgrenze

Der Frequenzumrichter wird nach Erreichen eines bestimmten fest programmierten Spannungsniveaus abgeschaltet, um die Transistoren und die Zwischenkreiskondensatoren zu schützen.

Übertemperatur

Der Frequenzumrichter verfügt über integrierte Temperatursensoren und reagiert aufgrund von fest programmierten Grenzen sofort auf kritische Werte.

5.1.7 Blockierter Rotorschutz

Es kann zu Situationen kommen, wenn der Rotor aufgrund von übermäßiger Last oder aufgrund anderer Faktoren blockiert ist. Der blockierte Rotor kann nicht für eine ausreichende Kühlung sorgen, was wiederum zu einer Überhitzung der Motorwicklung führen kann. Der Frequenzumrichter kann den blockierten Rotor per PM FluxRegelung ohne Rückführung und PM VVC+-Regelung (Parameter 30-22 Blockierter Rotorschutz) erkennen.

5.1.8 Automatische Leistungsreduzierung

Der Frequenzumrichter prüft ständig, ob folgende kritische Werte vorliegen:

Hohe Temperatur an Steuerkarte oder Kühlkörper.

•

Hohe Motorbelastung.

•

Hohe Zwischenkreisspannung.

•

Niedrige Motordrehzahl.

•

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

HINWEIS

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

5 5

Produktfunktionen

VLT® AutomationDrive FC 302

5.1.9 Automatische Energieoptimierung

Die Automatische Energieoptimierung (AEO) gibt dem Frequenzumrichter vor, die Motorlast kontinuierlich zu überwachen und die Ausgangsspannung für eine maximale Effizienz anzupassen. Bei geringer Last wird die Spannung reduziert, und der Motorstrom wird minimiert. Der Motor profitiert von:

Gesteigerter Effizienz

•

Reduzierter Motorerwärmung

•

Leiserem Betrieb.

•

Sie müssen keine V/Hz-Kurve wählen, da der Frequenzumrichter die Motorspannung automatisch anpasst.

5.1.10 Automatische Taktfrequenzmodulation

Der Frequenzumrichter erzeugt kurze elektrische Impulse zur Bildung einer AC-Sinuskurve. Die Taktfrequenz ist die Rate dieser Impulse. Eine niedrige Taktfrequenz (langsame Pulsrate) führt zu Störgeräuschen im Motor, weshalb vorzugsweise eine höhere Taktfrequenz verwendet werden sollte. Eine hohe Taktfrequenz erzeugt jedoch wiederum Wärme im Frequenzumrichter, wodurch der verfügbare Ausgangsstrom zum Motor begrenzt wird.

5.1.12 Ausgleich der Leistungsschwankung

Der Frequenzumrichter hält den nachfolgend gelisteten Netzereignissen stand:

Transienten

•

Vorübergehenden Netzausfällen.

•

Kurzen Spannungsabfällen.

•

Überspannungen.

•

Der Frequenzumrichter gleicht Schwankungen in der Eingangsspannung von ±10 % der Nennspannung automatisch aus, um die volle Motornennspannung und das volle Drehmoment bereitstellen zu können. Wenn Sie den automatischen Wiederanlauf ausgewählt haben, läuft der Frequenzumrichter nach einer Überspannungsabschaltung automatisch wieder an. Bei aktivierter Motorfangschaltung synchronisiert der Frequenzumrichter vor dem Start die Motordrehung.

5.1.13 Resonanzdämpfung

Resonanzdämpfung unterbindet hochfrequente Motorresonanzgeräusche. Hierbei steht Ihnen die automatische oder manuelle Frequenzdämpfung zur Auswahl.

5.1.14 Temperaturgeregelte Lüfter

Die automatische Taktfrequenzmodulation regelt diese Zustände automatisch, damit ohne Überhitzen des Frequenzumrichters die höchste Taktfrequenz zur Verfügung steht. Die geregelte hohe Taktfrequenz reduziert die Betriebsgeräusche des Motors bei niedrigen Drehzahlen, wenn eine Geräuschdämpfung wichtig ist, und stellt die volle Ausgangsleistung zum Motor zur Verfügung.

5.1.11 Automatische Leistungsreduzierung wegen erhöhter Taktfrequenz

Der Frequenzumrichter ist für den Dauerbetrieb bei Volllast bei Taktfrequenzen zwischen 1,5 und 2 kHz für 380–500 V und 1 kHz–1,5 kHz für 525–690 V ausgelegt. Dieser Frequenzbereich ist von der Leistungsgröße abhängig. Überschreitet die Taktfrequenz den maximal zulässigen Bereich, erzeugt sie eine erhöhte Wärmeabgabe im Frequenzumrichter, was eine Reduzierung des Ausgangsstroms erfordert.

Der Frequenzumrichter umfasst eine automatische Funktion zur lastabhängigen Taktfrequenzregelung. Mit dieser Funktion kann der Motor von einer der zulässigen Last entsprechenden, hohen Taktfrequenz profitieren.

Sensoren im Frequenzumrichter regeln den Betrieb der internen Kühllüfter. Der Kühllüfter läuft meist nicht bei Betrieb mit niedriger Last, im Energiesparmodus oder Standby. Die Sensoren helfen, den Geräuschpegel zu senken, erhöhen die Effizienz und verlängern die Nutzungsdauer der Lüfter.

5.1.15 EMV-Konformität

Elektromagnetische Störungen (EMI) und Funkfrequenzstörungen (EMV) sind Interferenzen, die einen Stromkreis durch elektromagnetische Induktion oder Strahlung von einer externen Quelle beeinträchtigen. Der Frequenzumrichter ist so konzipiert, dass er die Anforderungen der EMV-Produktnorm für Frequenzumrichter, IEC 61800-3, und die Europäische Norm EN 55011, erfüllt. Motorkabel müssen abgeschirmt und ordnungsgemäß abgeschlossen werden, um die Emissionswerte der Norm EN 55011 einzuhalten. Weitere Informationen zur EMV-Leistung finden Sie unter Kapitel 10.14.1 EMV-Prüfergebnisse.

1,21,0 1,4

100

1,81,6 2,0

2.000

500

200

400 300

1.000

600

t [s]

175ZA052.11

fOUT = 0,2 x f M,N

fOUT = 2 x f M,N

fOUT = 1 x f M,N

IMN

Produktfunktionen Projektierungshandbuch

5.1.16 Galvanische Trennung der Steuerklemmen

Alle Steuerklemmen und Ausgangsrelaisklemmen sind galvanisch von der Netzversorgung getrennt, was für einen umfassenden Schutz des Steuerteils vor den Eingangssignalen sorgt. Die Ausgangsrelaisklemmen müssen separat geerdet werden. Diese Isolierung entspricht den strengen Anforderungen der PELV-Richtlinie (Protective Extra Low Voltage, Schutzkleinspannung).

Die Komponenten, aus denen die galvanische Trennung besteht, umfassen:

Stromversorgung, einschließlich Signaltrennung.

•

Treiberstufen der IGBTs, Triggertransformatoren

•

und Optokoppler.

Die Ausgangsstrom-Halleffektwandler.

•

5.2 Kundenspezifische

Anwendungsfunktionen

Bei kundenspezifischen Anwendungsfunktionen handelt es sich um die gängigsten Funktionen, die Sie zur Verbesserung der Systemleistung in den Frequenzumrichter einprogrammieren können. Sie erfordern einen minimalen Programmierungs- oder Einrichtungsaufwand. Anweisungen zur Aktivierung dieser Funktionen finden Sie im Programmierhandbuch.

5.2.1 Automatische Motoranpassung

Die automatische Motoranpassung (AMA) ist ein automatisierter Testalgorithmus zur Messung der elektrischen Motorparameter. Die AMA stellt ein genaues elektronisches Modell des Motors bereit. Mit dieser Funktion kann der Frequenzumrichter optimale Leistung und Effizienz berechnen. Indem Sie das AMA-Verfahren durchführen, wird die Energieoptimierungsfunktion des Frequenzumrichters verbessert. Die AMA wird bei Motorstillstand durchgeführt. Ein Abkoppeln der Last vom Motor ist nicht nötig.

5.2.3 Thermischer Motorschutz

Für die Bereitstellung des thermischen Motorschutzes gibt es folgende Möglichkeiten:

Direkte Temperaturmessung

•

- mittels PTC- oder KTY-Sensor in den mit

einem der Analog- oder Digitaleingänge verbundenen Motorwicklungen.

- mittels PT100 oder PT1000 in den mit

der VLT® Sensor Input Card MCB 114 verbundenen Motorwicklungen und Motorlagern.

- mittels PTC-Thermistoreingang an der

VLT® PTC Thermistor Card MCB 112 (mit ATEX-Zulassung).

mittels des mechanischen Thermoschalters

•

(Klixon-Schalter) an einem Digitaleingang.

mittels des integrierten elektronischen Thermo-

•

relais (ETR).

Die ETR-Funktion berechnet die Motortemperatur, indem es den Strom, die Frequenz und die Betriebszeit misst. Der Frequenzumrichter zeigt die thermische Belastung des Motors in Prozent an und kann bei einem programmierbaren Überlast-Sollwert eine Warnung ausgeben. Durch die programmierbaren Optionen bei einer Überlast kann der Frequenzumrichter den Motor stoppen, die Ausgangsleistung reduzieren oder den Zustand ignorieren. Sogar bei niedrigen Drehzahlen erfüllt der Frequenzumrichter die Normen der I2t Klasse 20 für elektronische Motorüberwachung.

5 5

5.2.2 Integrierter PID-Regler

Der integrierte, proportionale, differentiale PID-Regler macht zusätzliche Steuergeräte überflüssig. Der PID-Regler sorgt für eine konstante Steuerung von Systemen mit Rückführung, bei denen eine Regelung von Druck, Durchfluss, Temperatur oder einer anderen Systemanforderung aufrecht erhalten werden muss.

Der Frequenzumrichter kann zwei Istwertsignale von zwei verschiedenen Geräten verarbeiten. Der Frequenzumrichter ergreift Steuerungsmaßnahmen, indem er die beiden Signale zur Optimierung der Systemleistung vergleicht.

Abbildung 5.1 ETR-Eigenschaften

Produktfunktionen

VLT® AutomationDrive FC 302

Die X-Achse zeigt das Verhältnis zwischen Motorstrom (I

) und Motornennstrom (I

motor

die Zeit in Sekunden, bevor ETR eingreift und den Frequenzumrichter abschaltet. Die Kurven zeigen das Verhalten der Nenndrehzahl bei Nenndrehzahl x 2 und Nenndrehzahl x 0,2. Bei geringerer Drehzahl schaltet das ETR aufgrund einer geringeren Kühlung des Motors schon bei geringerer Wärmeentwicklung ab. So wird der Motor auch in niedrigen Drehzahlbereichen vor Überhitzung geschützt. Die ETR-Funktion berechnet die Motortemperatur anhand der Istwerte von Strom und Drehzahl. Sie können die

berechnete Temperatur als Anzeigeparameter in Parameter 16-18 Therm. Motorschutz ablesen. Für Ex-e-Motoren in ATEX-Bereichen ist auch eine spezielle Ausführung des ETR verfügbar. Mit dieser Funktion können Sie eine spezifische Kurve zum Schutz des Ex-e-Motors eingeben. Konfigurationsanweisungen finden Sie im Programmierhandbuch.

motor, nom

). Die Y-Achse zeigt

5.2.4 Thermischer Motorschutz für Ex-e-

Motoren

Der Frequenzumrichter ist mit einer ATEX ETR Temperaturüberwachung-Funktion zum Betrieb von Ex-e-Motoren gemäß EN-60079-7 ausgestattet. In Kombination mit einer ATEX-zugelassenen PTC-Überwachungsvorrichtung wie die

VLT® PTC Thermistor Card MCB 112 oder einer externen Vorrichtung ist für die Installation keine separate Zulassung einer ausgewiesenen Zertifizierungsstelle erforderlich.

Die ATEX ETR-Temperaturüberwachungsfunktion ermöglicht die Verwendung eines Ex-e-Motors anstelle eines teureren, größeren und schwereren Ex-d-Motors. Die Funktion gewährleistet, dass der Frequenzumrichter den Motorstrom zur Vermeidung einer Überhitzung begrenzt.

Anforderungen für den Ex-e-Motor

Stellen Sie sicher, dass der Ex-e-Motor für einen

•

Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen (ATEXZone 1/21, ATEX-Zone 2/22) mit Frequenzumrichtern zugelassen ist. Der Motor muss für die jeweiligen explosionsgefährdeten Bereiche zertifiziert sein.

Installieren Sie den Ex-e-Motor entsprechend der

•

Motorzulassung in Bereich 1/21 oder 2/22 des explosionsgefährdeten Bereichs.

Kompatibilität von Motor und Frequenzumrichter

Für gemäß EN-60079-7 zertifizierte Motoren stellt der Motorenhersteller eine Datenliste einschließlich Grenzen und Regeln als Datenblatt oder auf dem Motor-Typenschild bereit. Berücksichtigen Sie während Planung, Installation, Inbetriebnahme, Betrieb und Wartung die vom Hersteller bereitgestellten Grenzen und Regeln für:

Abbildung 5.2 zeigt, wo die Anforderungen auf dem MotorTypenschild angegeben sind.

Bei der Anpassung von Frequenzumrichter und Motor legt Danfoss die folgenden zusätzlichen Anforderungen fest, um einen ausreichenden thermischen Motorschutz zu gewährleisten:

HINWEIS

Installieren Sie den Frequenzumrichter außerhalb des explosionsgefährdeten Bereichs.

Stellen Sie sicher, dass der Ex-e-Motor mit einer

•

ATEX-zugelassenen Motorüberlastschutzvorrichtung ausgestattet ist. Diese Vorrichtung überwacht die Temperatur in den Motorwick-

lungen. Im Falle eines kritischen Temperaturniveaus oder einer Fehlfunktion schaltet die Vorrichtung den Motor ab.

Mit der VLT® PTC Thermistor Card MCB 112 können Sie gemäß ATEX-Zulassung die Motortemperatur überwachen. Es ist Voraussetzung, dass der Frequenzumrichter gemäß DIN 44081 oder 44082 mit 3 bis 6 in Reihe geschalteten PTCThermistoren ausgestattet ist.

- Alternativ können Sie auch eine externe

PTC-Schutzvorrichtung mit ATEXZulassung verwenden.

Ein Sinusfilter ist erforderlich, wenn

•

- Lange Kabel (Spannungsspitzen) oder

erhöhte Netzspannung, Spannungen erzeugt, die die maximal zulässige Spannung an den Motorklemmen überschreiten.

- Die minimale Taktfrequenz des Frequen-

zumrichters erfüllt nicht die Anforderung des Motorenhersteller. Die minimale Taktfrequenz des Frequenzumrichters wird in Parameter 14-01 Taktfrequenz als Werkseinstellung angezeigt.

Minimale Taktfrequenz.

•

Maximalen Strom.

•

Minimale Motorfrequenz.

•

Maximale Motorfrequenz.

•

Überschreiten Sie nicht das maximal zulässige

•

Verhältnis zwischen Frequenzumrichtergröße und Motorgröße. Typische Werte sind I

Berücksichtigen Sie alle Spannungsabfälle

•

zwischen Frequenzumrichter und Motor. Wenn der Motor mit einer niedrigeren Spannung als in der U/f-Kennlinie aufgeführt betrieben wird, kann sich der Strom erhöhen, wodurch ein Alarm ausgelöst wird.

VLT, n

≤2xI

m,n

130BD888.10

CONVERTER SUPPLY VALID FOR 380 - 415V FWP 50Hz 3 ~ Motor

MIN. SWITCHING FREQ. FOR PWM CONV. 3kHz l = 1.5XI

M,N

tOL = 10s tCOOL = 10min

MIN. FREQ. 5Hz MAX. FREQ. 85 Hz

PWM-CONTROL

f [Hz]

Ix/I

M,N

PTC °C DIN 44081/-82

Manufacture xx

EN 60079-0 EN 60079-7

СЄ 1180 Ex-e ll T3

5 15 25 50 85

0.4 0.8 1.0 1.0 0.95

xЗ

2 3 4

Produktfunktionen Projektierungshandbuch

Motorfangschaltung

Mit dieser Funktion kann der Frequenzumrichter einen Motor, der aufgrund eines Netzausfalls unkontrolliert läuft, „fangen“. Diese Option ist für Zentrifugen und Lüfter relevant.

Kinetischer Speicher

Mit dieser Funktion wird sichergestellt, dass der Frequenzumrichter so lange weiterläuft, wie Energie im System vorhanden ist. Bei kurzen Netzausfällen wird der Betrieb wiederhergestellt, sobald das Netz wieder verfügbar ist, ohne dabei die Anwendung anzuhalten oder die Kontrolle zu verlieren. Sie können mehrere Varianten des kinetischen Speichers auswählen.

Das Verhalten des Frequenzumrichters bei einem Netzausfall können Sie in Parameter 14-10 Netzausfall- Funktion und Parameter 1-73 Motorfangschaltung konfigurieren.

5 5

1 Minimale Taktfrequenz 2 Maximaler Strom 3 Minimale Motorfrequenz 4 Maximale Motorfrequenz

Abbildung 5.2 Motor-Typenschild mit Frequenzumrichteranforderungen

Weitere Informationen finden Sie im Anwendungsbeispiel in Kapitel 12 Anwendungsbeispiele.

5.2.5 Netzausfall

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

In (Parameter 14-10 Netzausfall-Funktion) können Sie für den Frequenzumrichter unterschiedliche Verhaltensweisen für Netzausfälle konfigurieren:

Abschaltblockierung, sobald die Leistung des

•

Zwischenkreises verbraucht ist.

Motorfreilauf mit Motorfangschaltung, sobald die

•

Netzversorgung zurückkehrt (Parameter 1-73 Motorfangschaltung).

Kinetischer Speicher.

•

Geregelte Rampe ab.

•

5.2.6 Automatischer Wiederanlauf

Sie können den Frequenzumrichter so programmieren, dass er den Motor nach einer Abschaltung aufgrund eines leichten Fehlers, wie vorübergehender Netzausfall oder Netzschwankung, automatisch neu startet. Durch diese Funktion entfällt die Notwendigkeit eines manuellen Resets und der automatisierte Betrieb für ferngesteuerte Systeme wird verbessert. Die Anzahl der Neustartversuche und die Dauer zwischen den Versuchen können begrenzt sein.

5.2.7 Volles Drehmoment bei gesenkter Drehzahl

Der Frequenzumrichter folgt einer variablen V/Hz-Kurve, damit das volle Motordrehmoment sogar bei gesenkten Drehzahlen vorhanden ist. Das volle Ausgangsmoment kann mit der maximalen ausgelegten Betriebsdrehzahl des Motors übereinstimmen. Dieser Frequenzumrichter unterscheidet sich von Frequenzumrichtern mit variablem und konstantem Drehmoment. Frequenzumrichter mit variablem Drehmoment bieten bei niedrigen Drehzahlen ein reduziertes Motordrehmoment. Bei Frequenzumrichtern mit konstantem Drehmoment sind die Verluste und das Motorgeräusch hoch, wenn nicht die volle Drehzahl erreicht wird.

5.2.8 Frequenzausblendung

In bestimmten Anwendungen kann die Anlage Betriebsdrehzahlen aufweisen, die eine mechanische Resonanz erzeugen. Diese mechanische Resonanz kann zu übermäßiger Geräuschentwicklung führen und mechanische Komponenten in der Anlage beschädigen. Der Frequenzumrichter verfügt über 4 programmierbare Ausblendfrequenzbandbreiten. Anhand dieser Bandbreiten kann der Motor Drehzahlen überspringen, die Resonanzen in der Anlage verursachen.

. . . . . .

Par. 13-11 Comparator Operator

Par. 13-43 Logic Rule Operator 2

Par. 13-51 SL Controller Event

Par. 13-52 SL Controller Action

130BB671.13

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

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

= TRUE longer than..

. . . . . .

Produktfunktionen

VLT® AutomationDrive FC 302

5.2.9 Motor-Vorheizung

Zum Vorheizen eines Motors in kalten oder feuchten Umgebungen kann ein kleiner, kontinuierlicher Gleichstrom am Motor angelegt werden, um diesen vor Kondensation und einem Kaltstart zu schützen. Diese Funktion macht den Einsatz eines Heizgeräts überflüssig.

5.2.10 Programmierbare Parametersätze

Der Frequenzumrichter verfügt über 4 voneinander

unabhängig programmierbare Parametersätze. Über Externe Anwahl können Sie über Digitaleingänge oder die serielle Kommunikation zwischen mehreren unabhängig programmierten Funktionen umschalten. Es werden unabhängige Konfigurationen verwendet, zum Beispiel zur Änderung von Sollwerten, für einen Tages-/Nachtbetrieb bzw. einen Sommer-/Winterbetrieb oder zur Steuerung mehrerer Motoren. Die Bedieneinheit zeigt die aktive Konfiguration.

Sie können Konfigurationsdaten zwischen Frequenzumrichtern kopieren, indem Sie die Informationen vom abnehmbaren LCP herunterladen.

5.2.11 Smart Logic Control (SLC)

Smart Logic Control (SLC) ist eine Folge benutzerdefinierter Aktionen (siehe Parameter 13-52 SL-Controller Aktion [x]), die ausgeführt werden, wenn das zugehörige benutzerdefinierte Ereignis (siehe Parameter 13-51 SL-Controller Ereignis [x]) durch die SLC als WAHR ermittelt wird. Die Bedingung für ein Ereignis kann ein bestimmter Status sein oder wenn der Ausgang einer Logikregel oder einer Vergleicher-Funktion WAHR wird. Der Zustand führt zu einer zugehörigen Aktion, wie in Abbildung 5.3 gezeigt.

Abbildung 5.3 SLC-Ereignis und Aktion

Die Ereignisse und Aktionen sind paarweise verknüpft. Wenn also das Ereignis [0] erfüllt ist (WAHR), dann wird Aktion [0] ausgeführt. Nach Ausführung der ersten Aktion werden die Bedingungen des nächsten Ereignisses ausgewertet. Wird dieses Ereignis als wahr ausgewertet, wird die entsprechende Aktion ausgeführt. Es wird jeweils nur ein Ereignis ausgewertet. Ist das Ereignis FALSCH, wird während des aktuellen Abtastintervalls keine Aktion (im SLC) ausgeführt und es werden keine anderen Ereignisse ausgewertet. Wenn der SLC startet, wertet er bei jedem Abtastintervall nur Ereignis [0] aus. Nur wenn Ereignis [0] als wahr bewertet wird, führt der SLC Aktion [0] aus und beginnt, das nächste Ereignis auszuwerten. Es ist möglich, zwischen 1 und 20 Ereignisse und Aktionen zu programmieren. Wenn das letzte Ereignis/die letzte Aktion durchgeführt wurde, startet die Sequenz ausgehend von Ereignis [0]/ Aktion [0] erneut. Abbildung 5.4 zeigt ein Beispiel mit 4 Ereignissen/Aktionen:

130BA062.13

Zustand 1 Ereignis 1/ Aktion 1

Zustand 2 Ereignis 2/ Aktion 2

Start Ereignis P13-01

Zustand 3 Ereignis 3/ Aktion 3

Zustand 4 Ereignis 4/ Aktion 4

Stop Ereignis P13-02

Par. 13-11 Comparator Operator

TRUE longer than.

. . .

Par. 13-10 Comparator Operand

Par. 13-12 Comparator Value

130BB672.10

. . . . . .

Par. 13-43 Logic Rule Operator 2

Par. 13-41 Logic Rule Operator 1

Par. 13-40 Logic Rule Boolean 1

Par. 13-42 Logic Rule Boolean 2

Par. 13-44 Logic Rule Boolean 3

130BB673.10

Produktfunktionen Projektierungshandbuch

Haftungsbedingungen

Der Kunde muss sicherstellen, dass das Personal über Installation und Betrieb der Funktion Safe Torque Off informiert ist, insbesondere durch:

Sorgfältiges Lesen der Sicherheitsvorschriften im

•

Hinblick auf Arbeitsschutz und Unfallverhütung.

Verstehen der allgemeinen und Sicherheitsricht-

•

linien in der Bedienungsanleitung Safe Torque Off.

Gute Kenntnisse über die allgemeinen und Sicher-

•

heitsnormen der jeweiligen Anwendung.

Abbildung 5.4 Ausführungsreihenfolge bei einer Programmierung von 4 Ereignissen/Aktionen

5.3 Dynamisches Bremsen – Übersicht

Dynamisches Bremsen verzögert den Motor mit einer der folgenden Methoden:

AC-Bremse

Vergleicher

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

•

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

DC-Bremse

•

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

Abbildung 5.5 Vergleicher

Bremswiderstand

•

Ein Brems-IGBT leitet die Bremsenergie vom Motor an den angeschlossenen Bremswiderstand

Logikregeln

Es ist möglich, 3 boolesche Eingänge (WAHR/FALSCH) von Timern, Vergleichern, Digitaleingängen, Statusbits und Ereignissen über UND, ODER, NICHT miteinander zu verknüpfen.

(Parameter 2-10 Bremsfunktion = [1]) und verhindert so, dass die Überspannung einen bestimmten Grenzwert überschreitet. Weitere Informationen zur Auswahl eines Bremswiderstands finden Sie im Projektierungshandbuch

VLT® Brake Resistor MCE 101.

Bei Frequenzumrichtern mit der Bremsoption ist ein BremsIGBT 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 an den Zwischenkreis ein, um die

Abbildung 5.6 Logikregeln

überhöhte Gleichspannung der Zwischenkreiskondensatoren abzuführen. Die externe Anschaltung eines Bremswiderstands bietet Vorteile. So lässt sich der

5.2.12 Safe Torque Off

Widerstand angepasst an die Anforderungen der Anwendung auswählen. Die Energie wird aus dem Schalt-

Die Funktion Safe Torque Off (STO) dient zum Stoppen des Antriebs im Notfall.

schrank abgeleitet und der Frequenzumrichter vor Überhitzung geschützt, sollte die Spannung zu einer Überlastung des Bremswiderstands führen.

Weitere Informationen zur Funktion Safe Torque Off einschließlich Installation und Inbetriebnahme finden Sie in der Bedienungsanleitung Safe Torque Off.

5 5

Produktfunktionen

Das IGBT-Gate-Signal des Brems-IGBTs wird von der Steuerkarte generiert und über Leistungskarte und IGBT-Ansteuerkarte an das Brems-IGBT übermittelt. Zusätzlich überwachen Leistungs- und Steuerkarten das Brems-IGBT bzgl. Kurzschluss. Die Leistungskarte überwacht zudem den Bremswiderstand bzgl. Überlasten.

VLT® AutomationDrive FC 302

5.4 Mechanische Bremssteuerung – Übersicht

Eine mechanische Haltebremse ist ein externes Gerät, das direkt an der Motorwelle befestigt ist und statische Bremsungen durchführt. Bei einer statischen Bremsung wird der Motor nach Anhalten der Last arretiert. Eine mechanische Bremse wird entweder über eine SPS oder direkt über einen Digitalausgang des Frequenzumrichters gesteuert.

HINWEIS

Eine sichere Steuerung einer mechanischen Bremse über einen Frequenzumrichter ist nicht möglich. In der Installation

muss eine Redundanzschaltung für die Bremsansteuerung vorhanden sein.

5.4.1 Mechanische Bremse ohne Rückführung

In Hub- und Vertikalförderanwendungen muss üblicherweise eine elektromechanische Bremse gesteuert werden können. Ein Relaisausgang (Relais 1 oder Relais 2) oder ein programmierter Digitalausgang (Klemme 27 oder 29) ist erforderlich. Normalerweise muss dieser Ausgang geschlossen (spannungsfrei) sein, solange der Frequenzumrichter den Motor nicht kontrollieren kann. Wählen Sie in Parameter 5-40 Relaisfunktion (Arrayparameter), Parameter 5-30 Klemme 27 Digitalausgang oder Parameter 5-31 Klemme 29 Digitalausgang [32] Mechanische Bremse bei Anwendungen mit einer elektromagnetischen Bremse.

Wenn Sie [32] Mechanische Bremse wählen, bleibt die mechanische Bremse beim Start normalerweise geschlossen, bis der Ausgangsstrom über dem in Parameter 2-20 Bremse öffnen bei Motorstrom gewählten Wert liegt. Beim Stopp wird die mechanische Bremse geschlossen, wenn die Drehzahl unter den in Parameter 2-21 Bremse schliessen bei Motordrehzahl gewählten Wert sinkt. Tritt am Frequenzumrichter ein Alarmzustand wie etwa eine Überspannung ein, so wird umgehend die mechanische Bremse aktiviert. Die mechanische Bremse wird auch bei der Funktion Safe Torque Off betätigt.

Berücksichtigen Sie beim Einsatz der elektromagnetischen Bremse Folgendes:

Verwenden Sie einen Relaisausgang oder Digitalausgang (Klemme 27 oder 29). Verwenden Sie ggf. ein Schütz.

•

Stellen Sie sicher, dass der Ausgang ausgeschaltet ist, solange der Frequenzumrichter den Motor nicht antreiben

•

kann. weil beispielsweise die Last zu schwer ist oder der Motor noch nicht montiert ist.

Wählen Sie vor dem Anschließen der mechanischen Bremse in Parametergruppe 5-4* Relais (oder in Parametergruppe

•

5-3* Digitalausgänge) die Option [32] Mechanische Bremse.

Die Bremse wird gelöst, wenn der Motorstrom den eingestellten Wert in Parameter 2-20 Bremse öffnen bei

•

Motorstrom überschreitet.

Die Bremse wird aktiviert, wenn die Ausgangsfrequenz geringer als die in Parameter 2-21 Bremse schliessen bei

•

Motordrehzahl oder Parameter 2-22 Bremse schließen bei Motorfrequenz eingestellte Frequenz ist und der Frequenzumrichter einen Stoppbefehl ausgibt.

HINWEIS

Stellen Sie bei Vertikalförder- oder Hubanwendungen sicher, dass die Last im Notfall oder bei einer Fehlfunktion gestoppt werden kann. Befindet sich der Frequenzumrichter im Alarmmodus oder besteht eine Überspannungssituation, greift die mechanische Bremse sofort ein.

Stellen Sie für Vertikalförder- und Hubanwendungen sicher, dass die Drehmomentgrenzen in Parameter 4-16 Momentengrenze motorisch und Parameter 4-17 Momentengrenze generatorisch niedriger als die Stromgrenze in Parameter 4-18 Stromgrenze eingestellt sind. Es wird ebenfalls empfohlen, dass Sie Parameter 14-25 Drehmom.grenze Verzögerungszeit auf 0, Parameter 14-26 WR-Fehler Abschaltverzögerung auf 0 und Parameter 14-10 Netzausfall-Funktion auf [3] Motorfreilauf ein.

Produktfunktionen Projektierungshandbuch

Abbildung 5.7 Mechanische Bremssteuerung ohne Rückführung

5 5

5.4.2 Mechanische Bremse mit Rückführung

Der VLT® AutomationDrive FC302 besitzt eine mechanische Bremssteuerung, die für Hub- und Vertikalförderanwendungen ausgelegt ist und folgende Funktionen unterstützt:

2 Kanäle für den Istwert der mechanischen Bremse für einen zusätzlichen Schutz gegen unerwartetes Verhalten

•

aufgrund eines Kabelbruchs.

Überwachung der Rückführung der mechanischen Bremse über den gesamten Zyklus. Die Überwachung trägt zum

•

Schutz der mechanischen Bremse bei – insbesondere, wenn mehrere Frequenzumrichter mit derselben Welle verbunden sind.

Keine Rampe Auf, bis die Rückführung bestätigt, dass die mechanische Bremse geöffnet ist.

•

Verbesserte Lastregelung beim Stopp.

•

Sie können den Übergang bei der Übertragung der Last von der Bremse an den Motor konfigurieren.

•

Parameter 1-72 Startfunktion [6] Mech. Bremse aktiviert die mechanische Bremssteuerung für Hubanwendungen. Der Hauptunterschied zur normalen mechanischen Bremssteuerung besteht darin, dass die mechanische Bremsfunktion für Vertikalförder- und Hubanwendungen das Bremsrelais direkt steuern kann. Es wird also nicht eine Stromstärke für die Freigabe der Bremse festgelegt, sondern das auf die geschlossene Bremse ausgeübte Drehmoment definiert, aufgrund dessen die Bremse gelöst wird. Durch die direkte Drehmomentfestlegung ist die Konfiguration für Hub- und Vertikalförderanwendungen weitaus unkomplizierter.

Die Strategie der mechanischen Bremse für Vertikalförder- und Hubanwendungen basiert auf einem dreistufigen Prozess, wobei Motorsteuerung und Lüften der Bremse synchronisiert werden, um ein möglichst reibungsloses Öffnen der Bremse zu erreichen.

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

2. Drehmoment auf geschlossene Bremse ausüben. Wenn die Last von der mechanischen Bremse gehalten wird, kann ihre Größe nicht ermittelt werden, sondern nur ihre Richtung. In dem Moment, in dem sich die Bremse öffnet, muss der Motor die Last übernehmen. Um diese

Mech.Bremse

Relais

Drehmoment-Sollw.

Motor-drehzahl

Vormagnetis. Drehmomen-

trampenzeit P. 2-27

Drehmomentsollw. 2-26

Verstärkungsfaktor P. 2-28

Bremsfreigabezeit P. 2-25

Rampe 1 Auf P. 3-41

Rampe 1 Ab P. 3-42

Stoppverzögerung P. 2-24

Bremsverzögerung aktivieren P. 2-23

1 2 3

130BA642.12

Produktfunktionen

VLT® AutomationDrive FC 302

Übernahme zu erleichtern, wird ein vom Anwender definiertes Drehmoment (Parameter 2-26 Drehmomentsollw.) in Hubrichtung angewendet. Dieser Prozess initialisiert den Drehzahlregler, der schließlich die Last übernimmt. Um den Verschleiß des Getriebes aufgrund von Spiel zu reduzieren, wird das Drehmoment beschleunigt.

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

Abbildung 5.8 Sequenz zum Lüften der Bremse bei mechanischer Bremsansteuerung für Vertikalförder- und Hubanwendungen

Parameter 2-26 Drehmomentsollw. bis Parameter 2-33 Speed PID Start Lowpass Filter Time sind nur für die mechanische Bremssteuerung bei Hubanwendungen (FLUX mit Motor-Istwert) verfügbar. Sie können Parameter 2-30 Position P Start Proportional Gain bis Parameter 2-33 Speed PID Start Lowpass Filter Time für einen sehr sanften Übergang von der Drehzahlregelung zur Positionssteuerung während Parameter 2-25 Bremse lüften Zeit - der Zeitraum, in der die Last von der mechanischen Bremse an den Frequenzumrichter übertragen wird.

Parameter 2-30 Position P Start Proportional Gain bis Parameter 2-33 Speed PID Start Lowpass Filter Time sind aktiviert, wenn Parameter 2-28 Verstärkungsfaktor auf 0 eingestellt ist. Nähere Informationen finden Sie unter Abbildung 5.8.

HINWEIS

Ein Beispiel der erweiterten mechanischen Bremssteuerung für Hub- und Vertikalförderanwendungen finden Sie unter Kapitel 12 Anwendungsbeispiele.

5.5 Zwischenkreiskopplung – Übersicht

Die Zwischenkreiskopplung ist eine Funktion, die den Anschluss der DC-Kreise von mehreren Frequenzumrichtern ermöglicht, wodurch ein System aus mehreren Frequenzumrichtern zum Antrieb einer mechanischen Last gebildet werden kann. Eine Zwischenkreiskopplung bietet die folgenden Vorteile:

Energieeinsparungen

Ein Motor, der generatorisch läuft, kann Antriebe einspeisen die im Fahrbetrieb laufen.

130BF758.10

380 V

2x aR-32 2x aR-12

3x 0.23mH

11 kW FC-302

4 kW FC-302

3x 0.81 mH

3x gG-40

3x gG-16

Common mains disconnect switch

Mains connecting point for additional drives in the load sharing application

DC connecting point for additional drives in the load sharing application

91 92 93

96 97 98

82 81 82 81

89 88 89 88

Produktfunktionen Projektierungshandbuch

Weniger Ersatzteilbedarf

In der Regel wird nur ein Bremswiderstand für das gesamte Frequenzumrichtersystem anstatt eines Bremswiderstands pro Frequenzumrichter benötigt.

Pufferung

Im Falle eines Netzausfall können alle verbundenen Frequenzumrichter über den Zwischenkreis versorgt werden. Die Anwendung kann ihren Betrieb fortsetzen oder eine kontrollierte Abschaltung durchführen.

Voraussetzungen

Die folgenden Voraussetzungen müssen erfüllt sein, bevor eine Zwischenkreiskopplung in Betracht gezogen werden kann:

Der Frequenzumrichter muss über Zwischenkreiskopplungsklemmen verfügen.

•

Die Produktserie muss identisch sein. Sie können nur VLT® AutomationDrive FC302-Frequenzumrichter mit anderen

•

VLT® AutomationDrive FC302-Frequenzumrichtern verwenden.

Die Frequenzumrichter müssen räumlich nah beieinander aufgestellt werden, damit die Verkabelung zwischen

•

ihnen eine Länge von 25 m (82 ft) nicht überschreitet.

Die Frequenzumrichter müssen dieselbe Nennspannung aufweisen.

•

Falls ein Bremswiderstand zu einer Zwischenkreiskopplungskonfiguration hinzugefügt wird, müssen alle Frequen-

•

zumrichter mit einem Bremschopper ausgestattet sein.

An den Anschlüssen der Zwischenkreiskopplung müssen Sicherungen installiert werden.

•

5 5

Ein Schaltbeispiel für eine Zwischenkreiskopplung, finden Sie unter Abbildung 5.9.

Abbildung 5.9 Diagramm einer Zwischenkreiskopplungsanwendung, in der bewährte Verfahren angewendet werden

Zwischenkreiskopplung

Geräte mit eingebauter Zwischenkreiskopplung enthalten die Klemmen (+) 89 DC und (-) 88 DC. Innerhalb des Frequenzumrichters sind diese Klemmen mit dem DC-Bus an der Eingangsseite der DC-Zwischenkreisdrossel und den Zwischenkreiskondensatoren verbunden.

Für die Verwendung der Zwischenkreiskopplungsklemmen stehen 2 Konfigurationen zur Verfügung.

Die Klemmen dienen dazu, die DC-Buskreise mehrerer Frequenzumrichter miteinander zu verbinden. In dieser

•

Konfiguration kann ein im generatorischen Betrieb befindliches Gerät überschüssige DC-Busspannung an ein anderes Gerät weitergeben, das den Motor antreibt. Diese Zwischenkreiskopplung reduziert den Bedarf an externen dynamischen Bremswiderständen und spart Energie. Theoretisch ist die Anzahl der Geräte, die Sie auf

130BG068.10

225 mm (8.9 in)

Produktfunktionen

diese Weise miteinander verbinden können, unendlich, sofern alle Geräte die gleiche Nennspannung aufweisen. Darüber hinaus kann es je nach Größe und Anzahl der Geräte erforderlich sein, DC-Zwischenkreisdrosseln und DCSicherungen am Zwischenkreis sowie AC- Netzdrosseln eingangsseitig zu installieren. Für eine derartige Konfiguration sind besondere Überlegungen erforderlich.

Der Frequenzumrichter wird ausschließlich von einer DC-Quelle gespeist. Diese Konfiguration erfordert Folgendes:

•

- Eine DC-Quelle.

- Eine Vorrichtung zum Vorladen des DC-Busses bei Netz-Einschaltung.

VLT® AutomationDrive FC 302

5.6 Rückspeiseeinheit

Rückspeisung geschieht üblicherweise in Anwendungen mit kontinuierlichem Bremsen, wie z. B. Krane/Hubwerke, Abwärts-

förderer und Zentrifugen, bei denen die Energie aus einem abgebremsten Motor gewonnen wird.

Eine der folgenden Optionen sorgt für die Ableitung der überschüssigen Energie aus dem Frequenzumrichter:

Der Bremschopper ermöglicht die Ableitung der überschüssigen Energie in Form von Wärme in den Bremswiders-

•

tandspulen.

Rückspeiseklemmen ermöglichen den Anschluss einer Rückspeiseeinheit eines Drittanbieters an einen Frequenzum-

•

richter, sodass überschüssige Energie an das Stromnetz abgegeben wird.

Die Rückspeisung überschüssiger Energie in das Stromnetz ist bei Anwendungen mit kontinuierlichem Bremsen die effizienteste Nutzung dieser Energie.

Rückwandkühlkanal - Übersicht

5.7

Dank eines einzigartigen rückseitigen Kanals wird Kühlluft über Kühlkörper geleitet, wobei nur äußerst wenig Luft über die Steuerelektronik strömt. Es gibt eine IP54-/Typ-12-Dichtung zwischen dem Rückwandkühlkanal und dem Elektronikbereich

des VLT® Frequenzumrichters. Diese Rückwandkühlung ermöglicht die direkte Abführung von 90 % der Wärmeverluste aus dem Gehäuse. Dieses Design verbessert die Zuverlässigkeit und verlängert die Komponentenlebensdauer, indem es die Innentemperaturen und die Verunreinigung der elektronischen Komponenten drastisch reduziert. Unterschiedliche Rückwandkühlungssätze sind verfügbar, die die Luftzirkulation je nach den individuellen Bedürfnissen umleiten.

5.7.1 Luftzirkulation für Gehäuse D1h–D8h

Abbildung 5.10 Standard-Luftzirkulationskonfiguration für die Bauformen D1h/D2h (Links), D3h/D4h (Mitte), and D5h–D8h (Rechts).

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Danfoss VLT Parallel Drive Modules Design guide [de]

Specifications and Main Features

Frequently Asked Questions

User Manual