Danfoss VLT Parallel Drive Modules Design guide [zh]

ENGINEERING TOMORROW

设计指南

VLT® Parallel Drive Modules

250–1200 kW

vlt-drives.danfoss.com

目录设计指南

1 简介

1.1 本设计指南的目的

1.2 文档和软件版本

1.3 其他资源

2 安全性

2.1 安全符号

2.2 具备资质的人员

2.3 安全事项

3 批准和认证

3.1 CE 标志

3.2 低电压指令

3.3 EMC 指令

3.4 机械指令

3.5 符合 UL

3.6 通过 RCM 认证

3.7 出口管制法规

4 产品概述

4.1 变频器模块数据表

4.2 2 变频器系统的数据表

4.3 4 变频器系统的数据表

4.4 内部组件

4.5 背部通道冷却示例

5 产品功能

5.1 自动功能

5.2 可编程功能

5.3 Safe Torque Off (STO)

5.4 系统监测

6 规格

6.1 变频器模块尺寸

6.2 控制架尺寸

6.3 2 变频器系统尺寸

6.4 4 变频器系统尺寸

6.5 与功率相关的规格

6.5.1 VLT® HVAC Drive FC 102

6.5.2 VLT® AQUA Drive FC 202

6.5.3 VLT® AutomationDrive FC 302

MG37N241 Danfoss A/S © 11/2016 全权所有。 1

VLT® Parallel Drive Modules

6.6 变频器模块的主电源

6.7 电机输出和电机数据

6.8 12 脉冲变压器规范

6.9 变频器模块环境条件

6.10 电缆规格

6.11 控制输入/输出和控制数据

6.12 降容规格

7 订购信息

7.1 订购单

7.2 产品定制软件

7.3 选件和附件

7.3.1 通用输入输出模块 MCB 101 63

7.3.2 VLT® 通用 I/O MCB 101 的高低压绝缘

7.3.3 数字输入 - 端子 X30/1-4 65

7.3.4 模拟输入 - 端子 X30/11, 12 65

7.3.5 数字输出 - 端子 X30/6, 7 65

7.3.6 模拟输出 - 端子 X30/8 65

7.3.7 VLT® 编码器输入 MCB 102

7.3.8 VLT® 旋变器输入 MCB 103

7.3.9 VLT® Relay Card MCB 105

7.3.10 VLT® 24 V 直流电源 MCB 107

7.3.11 VLT® PTC 热敏电阻卡 MCB 112

7.3.12 VLT® Extended Relay Card MCB 113

7.3.13 制动电阻器 74

7.3.14 正弦波滤波器 74

7.3.15 dU/dt 滤波器 74

7.3.16 LCP 远程安装套件 74

7.4 系统设计检查清单

8 安装期间的注意事项

8.1 工作环境

8.2 最低系统要求

8.3 批准和认证的电气要求

8.4 熔断器和断路器

9 EMC 和谐波

9.1 关于 EMC 辐射的一般问题

9.2 EMC 测试结果

9.3 辐射要求

9.4 抗扰性要求

2 Danfoss A/S © 11/2016 全权所有。 MG37N241

目录设计指南

9.5 EMC 建议

9.6 关于谐波的一般问题

9.7 谐波分析

9.8 谐波在配电系统中的影响

9.9 谐波抑制标准和要求

9.10 VLT® 并联变频器模块谐波合规性

9.11 高低压绝缘

10 电机

10.1 电机电缆

10.2 电机线圈绝缘

10.3 电机轴承电流

10.4 电机热保护

10.5 电机端子连接器

10.6 极端运行条件

10.7 dU/dt 条件

10.8 电机并联

100

101

11 主电源

11.1 主电源配置

11.2 主电源端子连接

11.3 12 脉冲断路器配置

12 控制线路

12.1 控制电缆的布线

12.2 控制端子

12.3 继电器输出

13 制动

13.1 制动类型

13.2 制动电阻器

14 控制

14.1 速度和转矩控制概述

14.2 控制原理

14.3 VVC+ 高级矢量控制下的控制结构

103

106

109

111

116

118

14.4 无传感器磁通矢量中的控制结构

14.5 磁通矢量带反馈下的控制结构

14.6 VVC+ 下的内部电流控制

14.7 本地和远程控制

14.8 智能逻辑控制器

MG37N241 Danfoss A/S © 11/2016 全权所有。 3

118

119

120

VLT® Parallel Drive Modules

15 处理参考值

15.1 参考值极限

15.2 预设参考值的标定

15.3 模拟和脉冲参照值和反馈值标定

15.4 零周围的死区

16 PID 控制

16.1 速度 PID 控制

16.2 过程 PID 控制

16.3 优化 PID 控制

17 应用示例

17.1 电机自适应 (AMA)

17.2 模拟速度参考值

17.3 启动/停止

17.4 外部报警复位

17.5 带有手动电位计的速度参考值

17.6 加速/减速

122

123

124

128

130

134

135

136

137

17.7 RS485 网络连接

17.8 电机热敏电阻

17.9 带有智能逻辑控制的继电器设置

17.10 机械制动控制

17.11 编码器连接

17.12 编码器方向

17.13 闭环变频器系统

17.14 转矩极限和停止的编程

18 附录

18.1 免责声明

18.2 约定

18.3 词汇表

索引

138

139

140

142

145

4 Danfoss A/S © 11/2016 全权所有。 MG37N241

简介设计指南

1 简介

1.1 本设计指南的目的

本设计指南仅供项目和系统工程师、设计顾问以及应用和产品专家使用。提供的技术信息旨在了解变频器的功能，以便集成到电机控制和监测系统中。详细描述了系统集成的操作、要求和建议。提供了输入功率特性、电动机控制输出以及变频器周围工作环境的信息。

此外，还包括安全特征、故障状态监控、运行状态报告、串行通讯功能以及可编程选件。还提供了设计详情，例如现场要求、电缆、熔断器、控制线路、设备尺寸和重量以及系统集成需要规划的其他关键信息。

在设计阶段，查阅详细的产品信息能开发出拥有最佳功能和效率且设计良好的系统。

VLT® 为注册商标。

1.2 文档和软件版本

我们将对本手册定期进行审核和更新。欢迎所有改进建议。

表 1.1

列出了文档版本和相应的软件版本。

VLT® 制动电阻器 MCE 101 设计指南

•

为任何应用选择正确的制动电阻器。

VLT® FC 系列输出滤波器设计指南

•

任何应用选择正确的输出滤波器。

VLT® Parallel Drive Modules

•

详细介绍了总线选件套件的安装。

明

VLT® Parallel Drive Modules

•

详细介绍了风道选件套件的安装。

明

还可从 Danfoss 获得补充资料和手册。请参阅

drives.danfoss.com/knowledge-center/technicaldocumentation/

中的列表。

介绍如何

介绍如何为

总线套件安装说

风道套件安装说

1 1

版本备注软件版本

MG37N2xx 更新规格 7.5x

表 1.1 文档和软件版本

其他资源

1.3

利用其他资源来了解高级的变频器功能和编程：

VLT® Parallel Drive Modules

•

安装指南

装。

VLT® Parallel Drive Modules 250–1200 kW

•

用户指南

试方面的详细步骤。还介绍了用户界面、应用示例、故障排查和规格。

请参考适用于创建变频器系统中使用的特定

•

VLT® Parallel Drive Modules 系列的 VLT HVAC Drive FC 102、VLT® AQUA Drive FC 202 和 VLT® AutomationDrive FC 302 编程指南。该编程指南更详细地介绍了如何使用参数，并且提供了许多应用示例。

VLT® FC 系列、D 机架维护手册

•

护信息，其中包括适用于 VLT® Parallel Drive Modules 的信息。

VLT® 变频器 – Safe Torque Off 操作指南

•

包含安全规范并介绍 Safe Torque Off 功能的操作和规格。

介绍这些变频器模块的机械和电气安

介绍了启动、基本操作设置和功能测

250–1200 kW

详细介绍了维

MG37N241 Danfoss A/S © 11/2016 全权所有。 5

安全性

VLT® Parallel Drive Modules

2 安全性

2.1 安全符号

本手册使用了下述符号：

警告

表明某种潜在危险情况，将可能导致死亡或严重伤害。

小心

表明某种潜在危险情况，将可能导致轻度或中度伤害。这还用于防范不安全的行为。

注意

表示重要信息，包括可能导致设备或财产损坏的情况。

2.2 具备资质的人员

要实现 VLT® Parallel Drive Modules 的无故障和安全安全运行，必须保证正确可靠的运输、存放和安装。仅允许具备资质的人员安装本设备。

警告

漏电电流危险 (>3.5 mA)

漏电电流超过 3.5 mA。如果不将变频器系统正确接地，将可能导致死亡或严重伤害。遵守对漏电电流超过 3.5 mA 的设备进行保护性接地的国家和地方法规。变频器技术在高功率下利用高频切换。这会在接地线路中产生漏电电流。变频器系统输出功率端子中的故障电流可能包含直流成分，这些直流成分可能对滤波电容器充电，从而导致瞬态地电流。接地漏电电流取决于不同的系统配置，包括射频干扰滤波、屏蔽型电动机电缆和变频器系统功率。 EN/IEC 61800-5-1（功率变频器系统产品标准）要求，如果漏电电流超过 3.5 mA，则需要特别注意。

必须采用下述方式之一来增强接地措施：

由经认证的电气安装商确保设备正确接地。

•

地线的截面积至少为 10 mm2 (6 AWG)。

•

采用两条单独的并且均符合尺寸规格的接地线。

•

有关详细信息，请参阅 EN 60364-5-54 § 543.7。

具备资质的人员是指经过培训且经授权按照相关法律和法规安装设备、系统和电路的人员。此外，该人员还必须熟悉本文档中所述的说明和安全措施。

安全事项

2.3

警告

高电压

变频器系统与交流主电源输入线路相连时带有高电压。如果执行变频器系统安装的人员缺乏资质，将可能导致死亡或严重伤害。

只能由具备资质的人员安装变频器系统。

•

警告

放电时间

变频器模块包含直流回路电容器。当主电源输入变频器后，即使切断电源，这些电容器可能仍有电。即使警告指示灯熄灭，也可能存在高压。在切断电源后，如果没有等待 20 分钟过后就执行维护或修理作业，则可能导致死亡或严重伤害。

1. 停止电机。

2. 断开交流主电源、远程直流电源（包括备用电池）、UPS 以及与其它变频器的直流回路连接。

3. 断开或锁定永磁电机。

4. 请至少等待 20 分钟，当电容器完全放电后，再执行维护或修理作业。

6 Danfoss A/S © 11/2016 全权所有。 MG37N241

批准和认证设计指南

3 批准和认证

变频器按照本部分所述的指令要求进行设计。

表 3.1 认证

3.1 CE 标志

CE 标志 (Communauté européenne) 表示该产品制造商遵守所有适用的 EU 指令。变频器设计和生产所适用的 3 个 EU 指令分别为低电压指令、 EMC 指令和（针对具有集成安全功能的装置）机械指令。

CE 标志旨在消除 ECU 中 EC 和 EFTA 成员国之间自由贸易的技术壁垒。CE 标志并不监管产品的质量。从 CE 标志中无法获得技术规格信息。

3.2 低电压指令

变频器被归类为电子元件，根据 2014/35/EU 低电压指令必须贴有 CE 标志。该指令适用于电压范围为 50–1000 V 交流和 75–1500 V 直流的所有电气设备。

该指令规定，设备设计必须确保设备在正确安装、维护和按预期方式使用情况下不会危及人员和家畜的安全和健康并保护财产。DanfossCE 标志符合低电压指令，并根据要求提供符合标准声明。

机械指令 2006/42/EC 涵盖由一组互相连接的部件或设备（其中至少一个部件或设备可进行机械运动）组成的机器。该指令规定，设备设计必须确保设备在正确安装、维护和按预期方式使用情况下不会危及人员和家畜的安全和健康并保护财产。

将变频器用于至少有一个活动部件的机器时，机器制造商必须提供声明，说明遵守所有相关法规和安全措施。 DanfossCE 标志遵守具有集成安全功能的变频器的机械指令，并按要求提供符合标准声明。

3.5 符合 UL

为确保变频器符合 UL 安全要求，请参阅

认证的电气要求

。

章 8.3 批准和

3.6 通过 RCM 认证

RCM 认证标志表示符合电磁兼容性 (EMC) 的适用技术标准。RCM 认证标志是澳大利亚和新西兰市场中电气和电子设备必须带有的标志。RCM 认证标志的监管规定仅处理传送和干扰辐射。对于变频器，使用 EN/IEC 61800-3 中指明的辐射极限。可根据要求提供合规性声明。

3.7 出口管制法规

变频器受地区和/或国家出口管制法规的约束。

ECCN 编号用于对受出口管制法规约束的所有变频器进行分类。

可在变频器随附的文件中找到 ECCN 编号。

3 3

EMC 指令

3.3

电磁兼容性 (EMC) 表示设备之间的电磁干扰不会影响它们的性能。EMC 指令 2014/30/EU 的基本保护要求规定，产生电磁干扰 (EMI) 或其运行可能受 EMI 影响的设备在设计时必须限制电磁干扰的产生，并且在正确安装、维护和按预期方式使用情况下应具备适度的抗电磁干扰等级。

变频器可用作独立设备或更复杂安装的组成部分。独立使用或作为系统组成部分的设备必须带有 CE 标志。系统不一定带有 CE 标志，但必须符合 EMC 指令的基本保护要求。

机械指令

3.4

变频器被归类为电子元件，受低电压指令管制，但具有集成安全功能的变频器必须遵守机械指令 2006/42/EC。无安全功能的变频器无需遵守机械指令。如果将变频器集成到机械系统， Danfoss 提供了与变频器相关的安全方面信息。

如果要进行再出口，则出口商负责确保符合相关出口管制法规。

MG37N241 Danfoss A/S © 11/2016 全权所有。 7

130BF015.10

(1.6)

1122 (44.2)

1048

(41.3)

346 (13.6)

376 (14.8)

产品概述

4 产品概述

4.1 变频器模块数据表

VLT® Parallel Drive Modules

380–500 V 的额定功率

•

- HO： 160–250 kW (250–350 hp)。

525–690 V 的额定功率

•

- HO： 160–315 kW (200–450 hp)。

•

重量

- 125 kg (275 lb)。

防护等级

- IP 00。

- NEMA 类型 00。

图 4.1 变频器模块尺寸

可用 Danfoss 选件

2 变频器模块系统

•

4 变频器模块系统

•

8 Danfoss A/S © 11/2016 全权所有。 MG37N241

130BF016.10

2260

(89.0)

2201

(86.7)

808 (31.8) 636 (25.0)

(2.3)

产品概述设计指南

4.2 2 变频器系统的数据表

380–500 V 的额定功率

•

- HO： 250–450 kW (350–600 hp)。

- NO: 315–500 kW (450–600 hp)。

525–690 V 的额定功率

•

- HO： 250–560 kW (300–600 hp)。

- NO: 315–630 kW (350–650 hp)。

•

重量

- 450 kg (992 lb)。

防护等级

- IP54（图中所示）。IP 等级根据客户要求确定。

- NEMA 类型 12（图中所示）。

4 4

图 4.2 配备尺寸最小的机柜的 2 变频器系统

可用 Danfoss 选件

6 脉冲母线套件

•

12 脉冲母线套件

•

背部进入/背部排出冷却套件

•

背部进入/顶部排出冷却套件

•

底部进入/背部排出冷却套件

•

底部进入/顶部排出冷却套件

•

MG37N241 Danfoss A/S © 11/2016 全权所有。 9

130BF017.10

636 (25.0)

2201

(86.7)

805 (31.7)

749 (29.5)

1608 (63.3)

(2.3)

(2.0)

2254

(88.7)

产品概述

4.3 4 变频器系统的数据表

VLT® Parallel Drive Modules

380–500 V 的额定功率

•

- HO： 500–800 kW (650–1200 hp)。

- NO: 560–1000 kW (750–1350 hp)。

525–690 V 的额定功率

•

- HO： 630–1000 kW (650–1150 hp)。

- NO: 710–1200 kW (750–1350 hp)。

•

重量

- 910 kg (2000 lb)。

防护等级

- IP54（图中所示）。IP 等级根据客户要求确定。

- NEMA 类型 12（图中所示）。

图 4.3 配备尺寸最小的机柜的 4 变频器系统

可用 Danfoss 选件

6 脉冲母线套件

•

12 脉冲母线套件

•

背部进入/背部排出冷却套件

•

背部进入/顶部排出冷却套件

•

底部进入/背部排出冷却套件

•

底部进入/顶部排出冷却套件

•

10 Danfoss A/S © 11/2016 全权所有。 MG37N241

产品概述设计指南

4.4 内部组件

该驱动器系统由安装商使用 VLT® Parallel Drive Modules 基本套件和任何所选的选件套件进行设计，以满足指定的电源要求。基本套件包含连接硬件和并行连接的 2 个或 4 个变频器模块。

基础套件包含以下组件：

变频器模块

•

控制架

•

线束

•

- 带有 44 针连接头（位于电缆的两端）的带状电缆。

- 带有 16 针连接头（位于电缆的两端）的带状电缆。

- 带有 2 针连接头（位于电缆的一端）的直流熔断器微型开关电缆。

直流熔断器

•

微型开关

•

其他组件，如母线套件和背部风道冷却套件，都是可用来自定义变频器系统的选件。

图 4.4

所示为使用 4 个变频器模块的系统。使用 2 个变频器模块的系统与此类似，连接硬件除外。图中的变频器系统展示出冷却套件和母线选件套件。不过，安装人员可使用其他连接方法，包括定制的母线或电缆。

注意

安装人员负责决定变频器系统结构的细节，包括连接。此外，如果安装人员未使用 Danfoss 推荐的设计，则必须另外获得监管批准。

4 4

MG37N241 Danfoss A/S © 11/2016 全权所有。 11

130BE836.10

产品概述

VLT® Parallel Drive Modules

面积标题功能

1 机柜（安装商

提供）

2 直流母线（母

线套件选件的

一部分） 3 线束用于将各种组件连接到控制架。 4 LCP 本地控制模块，图中所示为安装在机柜门上。允许操作人员监视和控制系统及电机。 5 控制架包含一个 MDCIC（多变频器控制接口卡）、一个控制卡、一个 LCP、一个安全继电器和一个 SMPS（开关模式电

6 变频器模块可并行安装 2 个或 4 个变频器模块以形成一个变频器系统。 7 母线套件（可选）用于并联变频器模块的电机、主电源和接地端子。该套件可作为可选套件从 Danfoss 订购，也可由板厂制造。

8 底部进入/背

部排出冷却套

件（可选）

图 4.4 无 EMI/EMC 屏蔽层的 4 变频器系统概述

用于放置变频器模块和其他变频器系统组件。

用于并联变频器模块的直流端子。该套件可从 Danfoss 订购或由板厂制造。

源）。MDCIC 与 LCP 连接，控制卡与每个变频器模块中的功率卡连接。

用于将空气从机箱底部导入，通过变频器模块的背部通道然后从机箱顶部排出。可将机箱内部的热量降低 85%。该套件可作为可选套件从 Danfoss 订购。请参考

章 4.5.1 背部通道冷却示例

。

12 Danfoss A/S © 11/2016 全权所有。 MG37N241

130BF018.10

130BF019.11

产品概述设计指南

4.5 背部通道冷却示例

图 4.5 冷却套件气流（从左至右）、背部进入/背部排出、背部进入/顶部排出、底部进入/顶部排出、底部进入/背部排出

4 4

图 4.6 带有背部进入/背部排出冷却套件（左）和底部进入/顶部排出冷却套件（右）的 2 变频器机柜

MG37N241 Danfoss A/S © 11/2016 全权所有。 13

产品功能

5 产品功能

VLT® Parallel Drive Modules

5.1 自动功能

载波频率使变频器变热，从而限制向电动机供应的电流量。使用绝缘栅双极晶体管 (IGBT) 意味着较非常高的速

这些自动功能分为 3 类：

默认打开，但可通过编程禁用。

•

默认关闭，但可通过编程启用。

•

总是启用。

•

度切换。

自动切换频率调制可自动调节这些状况，从而提供最高的载波频率而不会使变频器过热。通过提供经调节的高载波频率，能够在可听噪音控制至关重要的情况下在慢速时消除电动机运行噪音，并在需要时为电动机提供全输出功

5.1.1 自动能量优化

自动能量优化 (AEO) 用于 HVAC 应用。此功能指示变频器持续监测电动机上的负载，并调整输出电压以最大限度提高效率。在轻负载情况下，电压降低，电动机电流减至最小。电动机效率提高、热度下降，运行更安静。由于变频器自动调节电动机电压，因此无需选择 V/Hz 曲线。

率。

5.1.3 高载波频率自动降容。

变频器适用于在围内的载波频率之间持续全负载运行。如果载波频率高于最大频率，则变频器的输出电流将自动降容。

表 5.1

中所示的最小频率至最大频率范

5.1.2 自动切换频率调制

变频器生成较短的电脉冲，以形成交流波形。载波频率为这些脉冲的速率。低载波频率（较慢脉冲速率）会使电动机发出噪音，因此最好选择较高的载波频率。但是较高的

功率

kW (hp) 250 (350) 3000 2000 8000 3000 315 (450) 2000 1500 6000 2000 355 (500) 2000 1500 6000 2000 400 (550) 2000 1500 6000 2000 450 (600) 2000 1500 6000 2000 500 (650) 2000 1500 6000 2000 560 (750) 2000 1500 6000 2000 630 (900) 2000 1500 6000 2000

710 (1000) 2000 1500 6000 2000 800 (1200) 2000 1500 6000 2000

开关频率

最小值

最大值

出厂设置

表 5.1 380–500 V 的载波频率运行范围

功率

kW (hp) 250 (300) 3000 2000 8000 3000 315 (350) 2000 1500 6000 2000 355 (400) 2000 1500 6000 2000 400 (400) 2000 1500 6000 2000 500 (500) 2000 1500 6000 2000 560 (600) 2000 1500 6000 2000 630 (650) 2000 1500 6000 2000 710 (750) 2000 1500 6000 2000 800 (950) 2000 1500 6000 2000

900 (1050) 2000 1500 6000 2000

1000 (1150) 2000 1500 6000 2000

表 5.2 525–690 V 的载波频率运行范围

14 Danfoss A/S © 11/2016 全权所有。 MG37N241

开关频率

最小值

最大值

出厂设置

产品功能设计指南

5.1.4 温度过高自动降容

温度过高自动降容操作可防止变频器在高温时出现跳闸现象。内部温度传感器测量条件可防止功率组件出现过热现象。变频器可自动降低其载波频率以将其工作温度维持在安全极限范围内。降低载波频率后，变频器最多还可降低 30% 的输出频率和电流，避免出现过温跳闸现象。

5.1.5 自动加减速

相对可用电流而言，如果电动机尝试过快加速负载，则会导致变频器跳闸。同样适用于过快减速。自动加减速通过增大电动机加减速率（加速或减速）来匹配可用电流，来防止出现这些情况。

5.1.6 电流极限控制

当负载超出变频器正常运行的电流容量时（由于变频器或电动机过小），电流极限将降低输出频率，以降低电动机速度和负载。可调计时器可限制将此种情况的运行时间限制为 60 s 或以下。出厂默认极限为电动机额定电流的 110%，以便最大限度降低过流压力。

5.1.7 短路保护

变频器提供带有快速故障跳闸电路的内置短路保护装置。对 3 个输出相的每个相测量电流。5–10 毫秒后，如果电流超过允许值，则逆变器中的所有晶体管都将关闭。此电路提供最快电流检测速度以及防止误跳闸的最高保护等级。两个输出相位之间产生短路可导致过流跳闸。

5.1.8 接地故障保护

5.1.10 电动机软启动

变频器向电动机提供适当电流，以克服负载惯量，并将电动机加速至所需速度。如此可避免向静止或低速运行的电动机提供全主电源电压，防止生成高电流和高温。此自带软启动功能可降低热负荷和机械压力，增加电动机寿命，并让系统更加安静的运行。

5.1.11 共振衰减

可通过共振衰减消除高频率电动机共振噪音。可进行自动或手动选择频率衰减。

5.1.12 温控风扇

内部冷却风扇由变频器的传感器进行温度控制。冷却风扇在低负载运行过程中或处于睡眠模式或待机模式时通常不运行。这可降低噪音、提高效率并延长风扇的使用寿命。

5.1.13 符合 EMC 标准

电磁干扰 (EMI) 或射频干扰 (RFI) 是因电磁感应或外部源辐射而影响电路的干扰。变频器的设计符合 IEC 61800-3 的 EMC 产品标准。有关 EMC 性能的详细信息，请参阅

5.2

以下功能是变频器中设置的用于增强系统性能的最常用功能。这些功能只需进行最小的编程或设置。了解这些功能的存在可优化系统设计并可以避免安装多余的部件或功能。有关激活这些功能的说明，请参阅产品特定的

指南》

章 9.2 EMC 测试结果

可编程功能

。

《编程

5 5

从电流传感器收到反馈后，控制电路将把每个变频器模块中的 3 相电流值相加。如果所有 3 个输出相电流之和不为 0，则表明存在泄漏电流。如果与 0 的偏差超过预定数值，变频器将发出接地故障警报。

5.1.9 功率波动性能

变频器可承受的主电源波动，例如：

瞬态。

•

瞬间压降。

•

短时间压降。

•

电涌。

•

变频器可自动补偿±10%的额定输入电压，从而提供全额定电动机电压和转矩。一旦选择了自动重启，变频器在电压跳闸后将自动启动。变频器可通过飞车启动功能在启动前与电动机转动同步。

5.2.1 电动机自适应

电动机自动整定 (AMA) 为用于测量电动机电气特性的自动测试程序。AMA 提供电动机的准确电子型号。它使变频器能够利用电动机计算出最佳性能和效率。运行 AMA 程序还可以最大限度发挥变频器的自动能量优化功能。无需转动电动机和使负载与电动机解耦即可执行 AMA 程序。

5.2.2 电机热保护

电动机热保护有 2 种方式。

一种方法是使用电动机热敏电阻。变频器随速度和负载变化监视电动机温度以检测过热状态。

另一种方法是通过测量电流、频率和运行时间计算电动机的温度。变频器以百分比形式显示电动机上的热负载，并可以在可编程的过载设置点发出警告。过载时可编程选件使变频器能够停止电动机、减少输入或忽略状况。即使在低速，变频器也可以达到 I2t Class 20 电子电动机过载标准。

MG37N241 Danfoss A/S © 11/2016 全权所有。 15

产品功能

VLT® Parallel Drive Modules

5.2.3 内置 PID 控制器

内置比例-积分-微分 (PID) 控制器可用，无需使用辅助控制设备， PID 控制器维持闭环系统的稳定控制，且必须在其中保持调节压力、流量、温度或其它系统要求。变频器可以响应远程传感器的反馈信号，提供自主控制的电机速度。

变频器可以接受来自 2 个不同设备的 2 个反馈信号。此功能允许根据不同的反馈要求调节系统。变频器通过对两个信号进行比较来做出旨在优化系统性能的控制决定。

5.2.4 自动重启

变频器可以通过编程在非关键跳闸（比如瞬时停电或波动）后自动重新启动电动机。此功能消除了手动复位，并增强了远程控制系统的自动化操作。可以限制重新启动尝试次数以及尝试间隔时间。

5.2.5 飞车启动

飞车启动允许变频器在任何一个方向与全速旋转的工作电动机同步。此功能可防止因过电流消耗而跳闸。它最大限度地减少了系统的机械应力，因为在变频器启动时电动机的速度没有骤变。

5.2.10 电动机预热

为了在寒冷或潮湿环境中预热电动机，可以不间断地为电动机注入少量直流电流，以避免其出现冷凝和冷启动效应。使用此功能，不必再使用空间加热器。

5.2.11 4 种可编程菜单

变频器有 4 个菜单，可单独对它们进行编程。通过使用 “多重菜单”，可以在通过数字输入或串行命令激活的独立编程功能之间切换。独立菜单有多种用途，比如更改参考值、用于昼/夜或夏/冬运行，或控制多台电动机。LCP 上显示出激活的菜单。

通过下载可拆卸 LCP 的信息，可以在变频器之间复制菜单数据。

5.2.12 直流制动

某些应用可能需要制动电动机以降速或停止。制动电动机时使用直流电流，无需再单独执行电动机制动。可将直流制动设置为在预定频率或在收到信号后激活。还可编程制动速率。

5.2.13 高起步转矩

5.2.6 睡眠模式

当需求在指定时间内较低时，睡眠模式会自动停止电机。当系统需求增加后，变频器会重新启动电动机。睡眠模式可节约能源以及降低电动机磨损。与延时时钟不同，变频器在达到预设的唤醒需求水平时始终可以运行。

5.2.7 允许运行

变频器可在启动前，等待远程系统就绪信号。当激活此功能时，变频器将保持停止，直到收到启动许可。允许运行可确保允许变频器启动电动机前，系统或辅助设备处于正确状态。

5.2.8 降低速度时的满转矩

变频器遵循一个变化 V/ Hz 曲线，即使在降低速度时也可以提供电机满转矩。满输出扭矩可以与电动机的最大设计工作速度相一致。此可变转矩曲线不同于以低速提供降低的电动机转矩的变矩器，也不同于在低于全速时产生过量电压、热量和电动机噪音的恒转矩变矩器。

5.2.9 频率旁路

在一些应用中，系统的运行速度可能会造成机械谐振。此机械谐振会产生过量噪音，并可能损坏系统的机械部件。变频器有 4 个可编程旁路频率带宽。电动机可以利用这些带宽跳过产生系统谐振的速度。

对于高惯量负载或高摩擦负载，可另外增加转矩以启动。可通过设置允许在有限时间段内使用起步电流的 110% 或最大电流的 160%。

5.2.14 旁路

自动或手动旁路是一个可用选项。使用旁路，电动机可在变频器未运行时全速运行并可进行常规维护或紧急旁路。

5.2.15 功率损耗保持运行

在功率损耗期间，变频器继续转动电机，直到直流回路电压降至最小工作水平以下，即比最低额定变频器电压低 15%。变频器额定工作电压为 380–460 V、550–600 V，有些为 690 V。功率损耗保持运行时间取决于负载下的变频器和以及出现功率损耗时的主电源电压。

5.2.16 过载

当需要转矩来维持或加快到超过电流限值的指定频率时，变频器将试图继续运行。变频器将自动降低加速度或降低输出频率。如果过电流要求的降低程度不够，则变频器将关机并在 1.5 秒内显示出故障。电流限制水平是可设置的。过电流跳闸延迟用于指定变频器在关机前在电流限值内运行的时间。限制水平可设置为 0–60 秒，或者，对于无限运行，受变频器和电机热保护的制约。

16 Danfoss A/S © 11/2016 全权所有。 MG37N241

130BA967.12

Digital Input

PTC Sensor

Non-Hazardous AreaHazardous

Area

X44/

PTC Thermistor Card

MCB 112

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Safety Device

Manual Restart

SIL 2

Safe AND Input

Safe Output

Safe Input

DI DI

Safe Stop

Par. 5-19

Terminal 37 Safe Stop

12 13 18 19 27 29 32 33 20 37

e.g. Par 5-15

产品功能设计指南

5.3 Safe Torque Off (STO)

VLT® AutomationDrive FC 302 的标配是通过控制端子 37 提供 Safe Torque Off 功能。VLT® HVAC DriveFC 102 和 VLT® AQUA Drive FC 202 也具有 STO 功能。

STO 可以停止变频器输出级的功率半导体的控制电压，从而阻止生成使电机旋转所要求的电压。当安全转矩停止 (T37) 被激活后，变频器将发出报警、发生跳闸并使电动机惯性停车至停止。此后需要用手动方式重新启动。在急停情况下，可以使用安全力矩停止功能将变频器停止。在正常工作模式下，当无需安全转矩停止功能时，请使用常规停止功能。采用自动重新启动时，必须符合 ISO 12100-2 第 5.3.2.5 款的要求。

VLT® AutomationDriveFC 302 安全力矩扭矩停止功能可用于异步、同步和永磁式电动机。功率半导体内可能会出现 2 个故障。如果在使用同步或永磁电机时功率半导体内出现 2 个故障，则会导致电机出现残余旋转。旋转度可以按下述方式计算：角度 =360/(极数)。在使用同步或永磁电机的应用中，必须考虑这一问题，并确保此方案对安全的影响不大。异步电机不存在此问题。

5.3.1 责任条件

外部安全设备的重启输入。例如，在该系统中，将

数 5-19 端子 37 安全停止器 W

或

[8] PTC 1 和继电器 A/W

参阅

VLT® PTC 热敏电阻卡 MCB 112 操作手册

设置为

[7] PTC 1 和继电

。有关详细信息，请

。

参

5 5

用户有责任通过以下方式确保人员了解如何安装和操作安全力矩停止功能：

用户是指集成人员、操作人员、服务人员、维护人员。

5.3.2 其他信息

有关 Safe Torque Off 的更多信息，包括安装和调试，请参考

5.3.3

热敏电阻模块 MCB 112 通过了 Ex 认证，它使用端子 37 作为其与安全有关的断开机制。如果已连接，则必须通过 MCB 112 的输出 X44/12 与相关安全传感器（紧急停止按钮或安全防护开关）之间的“与”运算结果来激活 Safe Torque Off。Safe Torque Off 端子 37 的输出仅在来自 MCB 112 输出 X44/12 和来自安全传感器的信号都为高时才为高 (24 V)。如果这两个信号中至少有一个为低，则端子 37 的输出也将为低。带有这个“与”逻辑的安全设备自身必须符合 IEC 61508 的 SIL 2 等级。从带有安全“与”逻辑的安全设备的输出到安全力矩停止端子 37 之间的连接必须带有短路保护。

阅读并理解与健康、安全和事故预防有关的安全

•

规定。

理解本说明中的一般性和安全规范以及

•

频器 – Safe Torque Off 操作指南

说明。

熟悉与特定应用有关的一般标准和安全标准。

•

VLT® 变频器 – Safe Torque Off 操作指南

随 VLT® PTC 热敏电阻卡 MCB 112 一起安装外部安全设备

图 5.1

VLT® 变

中的补充

。

显示出

图 5.1 安全力矩停止应用和 MCB 112 应用组合的安装要点示意图

随 MCB 112 一起使用外部安全设备时的参数设置如果连接了 MCB 112，则可对

停止

（端子 37 Safe Torque Off）使用选项

[9]

。

参数 5-19 端子 37 安全停止和 [3] 安全停车警告

或没有任何外部安全设备的系统。如果在

37 安全停止安全停车警告

出下述反应：发出性停车而不会自动重启。仅当 MCB 112 使用 Safe Torque Off 功能时，才可选择

参数 5-19 端子 37 安全停止

中错误选择了

，则一旦 MCB 112 被触发，变频器便会做

仍可用，但适用于不带 MCB 112

报警 72，危险故障

报警和 [5] PTC 1 警告数 5-19 端子 37 安全停止

安全设备触发了 Safe Torque Off，变频器将会做出下述反应：发出车而不会自动重启。组合使用外部安全设备和 MCB 112 时，必须选择

报警 72，危险故障

数 5-19 端子 37 安全停止

参数 5-19 端子 37 安全

[4]

至

选项

[1]* 安全停车报警

参数 5-19 端子

[1]* 安全停车报警或 [3]

并使电机安全地惯

中的选项

。如果错误选择了

的选项

[4]

并使变频器安全地惯性停

或

[4] PTC 1

参

[5]

且外部

参

的选项

[6]

至

[9]

。

MG37N241 Danfoss A/S © 11/2016 全权所有。 17

产品功能

VLT® Parallel Drive Modules

注意

[7] PTC 1 和继电器 W

（位于动重启（当外部安全设备再次被禁用时）。

自动重启仅在下述情况中才被允许：

有关 MCB 112 的详细信息，请参阅

PTC 热敏电阻卡 MCB 112 112 操作指南

参数 5-19 端子 37 安全停止

“防止意外重启”功能由安全转矩关断系统的其

•

它部件来实现。

未激活安全转矩关断功能时，可以排除亲临危险

•

区域的需要。尤其是，必须遵守 ISO 12100-2 2003 的第 5.3.2.5 条。

。

5.4 系统监测

变频器可以监测系统运行的许多方面，包括：

主电源条件。

•

电机负载和性能。

•

变频器状态。

•

报警或警告并不一定意味着变频器自身存在问题。这可能是监测变频器外部，了解性能极限的条件。变频器具有各种预编程故障、警告和报警响应。可选择其他报警和警告功能以增强或修改系统性能。

和

[8] PTC 1 和继电器 A/W

中）被启用以自

章 7.3.11 VLT

和

VLT® PTC 热敏电阻卡 MCB

5.4.4 电源电压不平衡或缺相

直流母线脉动电流过大表示电源电压不平衡或缺相。当变频器缺少电源相位时，默认操作是发出报警，并让变频器发生跳闸，以保护直流总线电容器。其他选项为发出警告，并将输出电流降低至 30% 的全电流，或发出警告，并继续正常操作。运行连接至不平衡线路的变频器时，直到纠正不平衡情况后，才能达到满意状态。

5.4.5 频率过高警告

切入诸如泵或冷却风扇等额外设备时有用，变频器可在电动机速度较高时发出警告。可在变频器中输入特定高频设置。如果设备输出频率超出设置的警告频率，设备将显示频率过高警告。变频器发出的数字输出可向外部设备发送切入信号。

5.4.6 频率过低警告

关闭设备时，变频器会在电动机速度较低时变热。可发出警告的选择特定低频设置，并关闭外部设备。在达到工作频率前，变频器不会在停止时或启动时发出频率过低警告。

5.4.7 电流过高警告

此部分介绍常见报警和警告功能。了解这些功能的存在可优化系统设计并可以避免安装多余的部件或功能。

5.4.1 高温运行

默认情况下，变频器将发出报警并在过热时跳闸。如果选择

自动降容和警告

持运行状态，并首先通过降低其载波频率来试图冷却自身。然后，在必要情况下，可降低输出频率。

，则变频器将发出情况警告，但仍保

5.4.2 参考值过高和过低警告

在开环模式中，参考值信号直接控制变频器的速度。当达到编程的最大值或最小值时，显示屏会显示闪烁参考值过高或过低警告。

5.4.3 反馈过高和过低警告

在闭环操作中，通过变频器监测选定的高反馈值和低反馈值。适当的情况下，显示屏会显示闪烁高或闪烁低警告。变频器还可监测开环模式运行的反馈信号。尽管信号不会影响变频器在开环模式下的操作，但其有助于通过本地或串行通信来指示系统状态。变频器可处理 39 种不同测量单位。

此功能类似于频率过高警告（请参阅

警告

），用于发出警告和切入外部设备的高电流设置除外。在达到设置的工作电流前，在停止或启动时不会激活此功能。

章 5.4.5 频率过高

5.4.8 电流过低警告

此功能类似于频率过低警告（请参阅

警告

），用于发出警告和关闭外部设备的低电流设置除外。在达到设置的工作电流前，在停止或启动时不会激活此功能。

章 5.4.6 频率过低

5.4.9 无负载/皮带断裂警告

此功能可用于监测 V 形带。在变频器中存储低电流极限后，如果检测到缺失负载，可将变频器设置为发出报警并跳闸或继续运行并发出警告。

5.4.10 缺失串行接口

变频器可检测到串行接口缺失。最多可选择 18000 s 的延时时间，避免因串行通讯总线中断而做出响应。超出延迟时，可使用选项来：

维持最后速度。

•

转至最大速度。

•

转至预置速度。

•

停止并发出警告。

•

346

(13.6)

868

[34.2]

856.6

(33.7)

1051

(41.4)

1096

(43.1)

1122

(44.2)

130

(5.1)

(1.6)

1048

(41.3)

280

(11.0)

107

(4.2)

213

(8.4)

320

(12.6)

271

(10.7)

(3.7)

130BE654.11

376

(14.8)

规格设计指南

6 规格

6.1 变频器模块尺寸

6.1.1 外部尺寸

图 6.1

显示的变频器模块的尺寸与其安装有关。

图 6.1 VLT® Parallel Drive Modules 安装尺寸

说明变频器重量 [kg (lb)] 长 x 宽 x 深 [mm (in)] 变频器模块 125 (275) 1121.7 x 346.2 x 375 (44.2 x 13.6 x 14.8)

表 6.1 变频器重量和尺寸

130BE748.10

319 (12.6)

200 (7.9)

0 (0.0)

376 (14.8)

Brake terminals

236.8 (9.0)

293 (11.5)

0 (0.0)

33 (1.3)

91 (3.6)

149 (5.8)

211 (8.3)

319 (12.6)

265 (10.4)

130BE749.10

Section A-A Mains Terminals

Section B-B Motor and Brake Terminals

Brake terminal

Motor terminal

Mains terminal

284 (11.2)

0 (0.0)

306 (12.1)

255 (10.0)

规格

6.1.2 端子尺寸

VLT® Parallel Drive Modules

图 6.2 变频器模块端子尺寸（正视图）

图 6.3 变频器模块端子尺寸（侧视图）

130BE751.10

105.5 (4.15)

236 (9.3)

126 (4.9)

95 (3.7)

规格设计指南

6.1.3 直流母线尺寸

图 6.4 直流母线尺寸（正视图和侧视图）

130BF029.10

705

(27.8)

332

(13.1)

规格

6.2 控制架尺寸

VLT® Parallel Drive Modules

图 6.5 控制架尺寸

130BF026.10

405

(15.9)

808 (31.8)

796

(31.3)

1959

(77.1)

2261

(89.0)

636

(25.0)

338

(13.3)

636

(25.0)

105

2201

(86.7)

规格设计指南

6.3 2 变频器系统尺寸

图 6.6 2 变频器系统外部尺寸（正视图、侧视图和门打开视图）

659

(76.0)

556

(21.9)

522

(20.6)

491

(19.3)

460

(18.1)

363

(14.3)

101

(4.0)

113

(4.5)

185

(7.3)

218

(8.6)

401

(15.8)

130BF027.10

规格

VLT® Parallel Drive Modules

1 主电源跳线母线（模块 1） 3 主电源跳线母线（模块 2） 2 制动端子 4 主电源端子

图 6.7 2 变频器系统主电源端子（侧视图和正视图）

130BF028.10

465 (18.3)

516 (20.3)

669 (27.5)

262 (10.3)0317 (12.5)

348 (13.7)

380 (15.0)

467 (18.4)

564 (22.2)

276 (10.9)

593 (23.4)

669 (26.3)

677 (26.7)

131 (12.3)

381 (15.0)

465 (18.3)

规格设计指南

1 电机跳线母线（模块 1） 4 电机跳线母线（模块 2） 2 电机端子 5 制动端子 3 接地端子 – –

图 6.8 2 变频器系统电机和接地端子（正视图和侧视图）

130BF034.10

139 (5.5)

71.5 (2.8)

84 (3.3)

103 (4.0)

627 (24.7)

671 (26.4)

711 (28.0)

274 (10.8)

97 (3.8)

181 (7.1)

532 (21.0)

534 (21.0)

137 (5.4)

179 (7.1)

89 (3.5)

188 (7.4)

344 (13.5)

323 (12.8)

165 (6.5)

373 (14.7)0311 (12.3)

286 (11.3)

416 (16.4)

291 (11.5)

568 (22.4)

556 (21.9)

456 (18.0)

436 (17.2)

416 (16.4)

(3.8)

规格

VLT® Parallel Drive Modules

图 6.9 2 变频器系统直流母线和继电器（侧视图和正视图）

130BF033.10

796

(31.3)

105

800

(31.5)

1600 (63.0)

631

(24.8)

631

(24.8)

1970

(77.6)

2200

(86.6)

2254

(88.7)

1800

(71.0)

规格设计指南

6.4 4 变频器系统尺寸

图 6.10 4 变频器系统外部尺寸（正视图、侧视图和门打开视图）

130BF030.10

485

(19.1)

445

(17.5)

456

(18.0)

416

(16.4)

331

(13.0)

291

(11.5)

222

(8.7)

2089 (82.2)

791

(31.1)

827

(32.5)

671

(26.4)

711

(28.0)

897

(35.3)

937

(36.9)

规格

VLT® Parallel Drive Modules

图 6.11 2 变频器跳线接头（侧视图和正视图）

+ 126 hidden pages