schneider VW3 A7 101, VW3 A7 102, VW3 A7 103, VW3 A7 104 User Manual

Altivar 61/71

VW3 A7 101

VW3 A7 102

VW3 A7 103

VW3 A7 104

Unités de freinage sur résistances
Resistance braking units
Bremsmodule
Módulos de frenado en resistencias
Unità di frenatura su resistenze

Guide d’exploitation
User's manual
Bedienungsanleitung
Guía de explotación
Guida all’impiego

11/2009

1755883

www.schneider-electric.com

Unités de freinage sur résistances Page 3

Resistance braking units Page 24

Bremsmodule Seite 45

FRANÇAISDEUTSCHESPAÑOLITALIANO ENGLISH

Módulos de frenado en resistencias Página 66

Unità di frenatura su resistenze Pagina 87

1757084 11/2009 1
2 1757084 11/2009

Sommaire

Avant de commencer __________________________________________________________________________________________ 4
Les étapes de la mise en œuvre _________________________________________________________________________________ 5
Recommandations préliminaires _________________________________________________________________________________ 6
Caractéristiques de l’unité de freinage _____________________________________________________________________________ 7
Montage - Cablâge ___________________________________________________________________________________________ 10
Réglages des paramètres de l’unité de freinage / Diagnostic __________________________________________________________ 17
Raccordement ______________________________________________________________________________________________ 18
Principe de freinage et calcul ___________________________________________________________________________________ 19
Choix de l’unité de freinage ____________________________________________________________________________________ 23

FRANÇAIS

1757084 11/2009 3

Avant de commencer

Lire et observer ces instructions avant de commencer toute procédure avec cette
unité de freinage.

DANGER

TENSION DANGEREUSE

• Lisez et comprenez ce guide d’exploitation dans son intégralité avant d’installer et de
faire fonctionner l’unité de freinage. L’installation, le réglage, les réparations doivent
être effectuées par du personnel qualifié.

• L’utilisate<ur est responsable de la conformité avec toutes les normes électriques
internationales et nationales en vigueur concernant la mise à la terre de protection de
tous les appareils.

• De nombreuses pièces de cet appareil, y compris les cartes de circuit imprimé
fonctionnent à la tension du réseau. NE LES TOUCHEZ PAS.
N’utilisez que des outils dotés d’une isolation électrique.

• Ne touchez pas les composants non blindés ou les vis des borniers si l’appareil est
sous tension.

• Ne court-circuitez pas les bornes PA/+ et PC/- ou les condensateurs du bus DC.

• Installez et fermez tous les couvercles avant de mettre le variateur sous tension.

• Avant tout entretien ou réparation sur l’unité de freinage

- coupez l’alimentation.

- placez une étiquette "NE METTEZ PAS SOUS TENSION" sur le disjoncteur ou le

sectionneur en tête de l’installation.

- Verrouillez le disjoncteur ou le sectionneur en position ouverte.

• Avant d’intervenir dans l’appareil, coupez son alimentation. Attendre l’extinction du
voyant de charge du variateur. Suivez ensuite la procédure de mesure de tension du
bus DC décrite dans le guide d’installation du variateur pour vérifier si la tension
continue est inférieure à 45 V. Le voyant du variateur n’est pas un indicateur précis
de l’absence de tension du bus DC.

Si ces précautions ne sont pas respectées, cela entraînera la mort ou des
blessures graves.

FRANÇAIS

4 1757084 11/2009

Les étapes de la mise en œuvre

Les étapes 1 à 4
sont à faire hors
tension

b 1 Réceptionnez l’unité de freinage

v Assurez-vous que la référence inscrite sur l’étiquette est

conforme au bon de commande

v Ouvrez l’emballage, et vérifiez que l’unité de freinage n’a pas été

endommagée pendant le transport

b 2 Vérifiez la tension réseau

v Vérifiez que la tension réseau est compatible avec la

plage d’alimentation de l’unité de freinage (voir page 7

)

b 3 Montez l’unité de freinage

v Fixez l’unité de freinage avant de monter le châssis

de l'inductance DC sur le variateur en respectant
les préconisations de montage décrites dans ce
document.

b 4 Câblez l’unité de freinage

v Raccordez les bornes puissances BU- et BU+

de l'unité de freinage au variateur.

v Raccordez les câbles de contrôle.

b 5 Réglez sur le variateur les paramètres

de freinage

v Régler le paramètre pour supprimer

l'adaptation automatique de la rampe de
décélération [Adapt.rampe déc] (bra)

v Régler les paramètres nécessaires à la

protection de la résistance de freinage :

[PROTECTION R.FREINAGE] (brP-)

v Voir les recommandations page 17 et le

guide de programmation.

FRANÇAIS

1757084 11/2009 5

Recommandations préliminaires

L1

L2

L3

U

V

W

Résistance
de freinage

Unité de freinage

ATTENTION

RISQUE DE DETERIORATION DES EQUIPEMENTS

• Ne pas court-circuiter le bus DC ou les bornes PA - PB.

• Les résistances de freinage doivent être installées dans une ambiance ininflammable
et dépourvue d’humidité.

• S’assurer que l’unité de freinage est raccordée suivant la bonne polarité.

Si ces précautions ne sont pas respectées, cela peut entraîner des lésions
corporelles et/ou des dommages matériels.

Réception

S’assurer que la référence du matériel inscrite sur l’étiquette est conforme au bordereau de livraison correspondant au bon de commande.
Ouvrir l’emballage et vérifier que le matériel n’a pas été endommagé pendant le transport.

Pour une bonne mise en service il est nécessaire de bien déterminer l’unité de freinage, protections et montage. Dans tous les cas, pour
plus d’informations, contacter votre support local.

Décharge capacité !

Avant toute intervention sur ou dans l’unité de freinage, déconnecter le réseau d’alimentation puissance et attendre 15 minutes pour que
le bus DC se décharge totalement. Mesurer la tension sur le bus DC avant toute intervention. Celle-ci doit être inférieure à 60 V DC.

FRANÇAIS

Redémarrage automatique !

Dans certains cas, en fonction de son paramétrage, le variateur peut redémarrer automatiquement lors d’une remise sous tension. Il faut
se garantir de la sécurité des équipements et des personnes environnantes.

Généralité

Si un moteur ralentit sur une rampe de décélération, il travaille en générateur. Un variateur utilise un redresseur et ne peut pas régénérer
de l’énergie électrique sur le réseau distributeur.
Dans le cas d’un fonctionnement en générateur, la tension aux bornes du bus DC augmente du fait de la régénération d’énergie du moteur
vers le variateur. Ceci entraîne un verrouillage du variateur en défaut surtension bus DC.

La puissance régénérée dans le variateur dépend de l’inertie de la charge à freiner et du temps de freinage souhaité.

Le variateur se protège contre le verrouillage en surtension bus DC en auto-adaptant sa rampe de décélération. Si un temps de décélération
plus court est nécessaire, il faut utiliser une UNITE DE FREINAGE.

L’unité de freinage est un module extérieur piloté et contrôlé par le variateur. Si la tension aux bornes du bus DC excède une valeur
préréglée, une résistance extérieure est connectée dans le circuit continu pour dissiper l’énergie.
Le choix de la résistance mini doit être fait par rapport aux tableaux des caractéristiques de l’unité de freinage, sa puissance dépend de l’application.

Il est préconisé d’utiliser un contacteur de ligne dans la séquence d'alimentation du variateur. Ce contacteur doit s'ouvrir lors de l'apparition d'un défaut.

6 1757084 11/2009

Caractéristiques de l’unité de freinage

250 kW

110 s

420 kW

0 kW
120 s10 s

440 kW

110 s

750 kW

0 kW
120 s10 s

350 kW

65 s

450 kW

0 kW

60 s15 s

Caractéristiques électriques

Type d’unité de freinage

Tension nominale du réseau et
d’alimentation du variateur (valeur

efficace)

Seuil d’enclenchement

Tension maximale du bus continu

Puissance
maximale de
freinage à

c 785 V (1)
c 1075 V (1)

Puissance continue maximale

Pourcentage du

c 785 V (1)

temps de
conduction à
puissance
constante à

c 1075 V (1)

Temps de cycle (2)

Puissance de freinage sur
un mouvement vertical (3)

VW3 A7 101 VW3 A7 102 VW3 A7 103 VW3 A7 104

V a 380 - 15 %…480 + 10 % a 500 - 15 %…690 + 10 %

V c 785 ± 1 % c 1075 ± 1 %

V 850 1100

kW 420 750 -

- 450 900

kW 200 400 300 400

5 % à 420 kW 5 % à 750 kW ­ 15 % à 320 kW 15 % à 550 kW
50 % à 250 kW 50 % à 440 kW

- 5 % à 450 kW 5 % à 900 kW
15 % à 400 kW 15 % à 600 kW
50 % à 350 kW 50 % à 500 Kw

s ≤ 240 ≤ 140

500 kW

65 s

FRANÇAIS

900 kW

0 kW

60 s15 s

(1)Seuil d’enclenchement de l’unité de freinage.
(2)Un cycle supérieur est possible mais il ne faut pas dépasser la puissance continue maximale de l'unité de freinage.
(3)Valeurs données pour un temps de cycle de :

- 240 s pour VW3 A7 101, 102

- 140 s pour VW3 A7 103, 104.

Protection

Type d’unité de freinage VW3 A7 101 VW3 A7 102 VW3 A7 103 VW3 A7 104
Protection thermique

Intégrée par sonde thermique et gérée par le variateur .

1757084 11/2009 7

Caractéristiques de l’unité de freinage

Caractéristiques de montage de l'unité de freinage.

VW3 A7 101 VW3 A7 102 VW3 A7 103 VW3 A7 104

Pour variateur ATV61HC25N4,

Température de
l’air ambiant

au voisinage de

FRANÇAIS

l’appareil

Degré de protection haut IP20 (1) IP20

Pertes à la puissance nominale W 550 1050 650 1150
Ventilation forcée m3/h 100 600
Position Toujours à gauche du variateur
Montage Vertical

Distance par rapport au variateur mm - Entre 110 et 1000 mm.
Raccordement puissance Fourni avec l'unité de

Raccordement contrôle Fourni avec l'unité de freinage

Pour
fonctionnement

Pour stockage °C - 25…+ 70

ATV61HC31N4,
ATV71HC20N4,
ATV71HC25N4,
ATV71HC28N4.

°C - 10…+ 50

bas IP00 (1) IP00

Fixé sur le variateur

freinage

ATV61HC40N4,
ATV61HC50N4,
ATV61HC63N4,
ATV71HC31N4,
ATV71HC40N4,
ATV71HC50N4.

Vertical
Fixé sur le mur ou le fond de l'armoire à coté du variateur.

Fourni avec l'unité de freinage pour une distance de 110 ± 5 mm.
Le raccordement est de type "bus barres souple". Si nécessaire, il
peut être coupé à la distance adéquate. Dans ce cas il faut veiller à ne
pas détériorer l'isolant. Il est également nécessaire de refaire les trous
de fixations.

ATV61HC25Y,
ATV61HC31Y,
ATV61HC40Y,
ATV71HC20Y,
ATV71HC25Y,
ATV71HC31Y.

ATV61HC50Y,
ATV61HC63Y,
ATV61HC80Y,
ATV71HC40Y,
ATV71HC50Y,
ATV71HC63Y.

(1)Ou IP31 avec kit VW3 A9 114.

8 1757084 11/2009

Caractéristiques de l’unité de freinage

310

1150

11,5

1120

15

265

22,5

22,5

15

370 (2)

377 (1)

670

1190

540

27,5

102,5

660

540 22,597,5

4xØ

950

Unité de freinage VW3 A7 101

Unités de freinage VW3 A7 102, 103, 104

ATV71HC20N4...HC28N4 avec

unité de freinage VW3 A7 101

ATV71HC20N4D...HC28N4D avec

unité de freinage VW3 A7 101

(1 ) avec les vi s
(2) sans les vis

Dimensions

FRANÇAIS

Nota : La présence de l’unité de freinage VW3 A7 101 ne modifie pas la profondeur de l’ensemble : variateur + unité de freinage.

Caractéristiques des résistances de freinage

Valeur minimale de la résistance de freinage
à associer avec l'unité de freinage (1)

Capacité de raccordement maximum 2 x 185 mm²

Protection thermique - Par calcul intégré au variateur

(1) Il est possible de monter en parallèle plusieurs résistances de freinage sur la même unité de freinage. Dans ce cas, ne pas oublier de
tenir compte de la valeur de résistance total.

ohm 1,05 0,7 2 1

VW3 A7 101 VW3 A7 102 VW3 A7 103 VW3 A7 104

2 x 350 MCM

(voir guide de programmation, paramètre brP-).

- Par relais thermique externe.

4 x 185 mm²

4 x 350 MCM

4 x 185 mm²

4 x 350 MCM

4 x 185 mm²

4 x 350 MCM

1757084 11/2009 9

Montage - Cablâge

A

Précautions d’installation

Introduction :
L'unité de freinage VW3A7101 doit être utilisée uniquement sur les calibres ATV71H C20N4, C25N4, C28N4 et ATV61H C25N4 et C31N4.
L’unité de freinage VW3A7102 doit être utilisée uniquement sur les calibres ATV71H C31N4, C40N4, C50N4 et ATV61H C40N4, C50N4
et C63N4.
L’unité de freinage VW3A7103 doit être utilisée uniquement sur les calibres ATV71H C20Y, C25Y, C31Y et ATV61H C25Y, C31Y et C40Y.
L’unité de freinage VW3A7104 doit être utilisée uniquement sur les calibres ATV71H C40Y, C50Y, C63Y et ATV61H C50Y, C63Y et C80Y.

Montage mécanique :
L'unité de freinage VW3A7101 se fixe mécaniquement sur le coté gauche du variateur.

FRANÇAIS

Les unités de freinage VW3A7102, 103 et 104 se fixent mécaniquement à gauche du variateur, sur le mur ou sur la platine de montage du
variateur.
Les unités de freinage doivent être placées à 110 mm (± 5 mm) du variateur. Cette distance est imposée par les barres de raccordement
fournies avec les unités de freinage. Il est toutefois possible d'augmenter la distance jusqu'à 1 mètre avec des barres de raccordement
(63 x 5 x 1 mm pour VW3A7102 et 104 ou 32 x 4 x 1 pour VW3A7103) d'une fourniture personnelle.

Important : L’écartement entre les barres souples de raccordement de la puissance BU+ et BU- ne doit pas dépasser 10 mm.

Raccordement électrique :
Après le montage mécanique, effectuer le raccordement de la partie puissance entre le variateur et l'unité de freinage BU+ et BU-.
Effectuer le raccordement des câbles de contrôle X20, X92, X3, X3A et X3B pour VW3A7101 ou X1 et X2 pour VW3A7102.
Effectuer le raccordement de la résistance de freinage aux bornes PA et PB.

Description des différentes phases de montage mécaniques et électriques de l'unité de freinage
VW3A7101

1 Fixer mécaniquement le variateur
2 Enlever le capot du variateur en respectant les consignes de sécurités décrites dans ce document
3 Enlever la partie amovible A du coté gauche du variateur.

10 1757084 11/2009

Montage - Cablâge

5x

BU-

BU+

X3

BU-

BU+

BU+

BU-

BU+

BU-

X3

BU-

BU+

BU+

BU-

BU+

BU+

BU-

PA

PB

BU-

B

B

4 Fixer l'unité de freinage sur le coté gauche du variateur. Il y a 5 points de fixation (5xM8).

FRANÇAIS

5 Raccorder le bus barres B entre les bornes BU- et BU+ du variateur et les bornes BU- et BU+ de l'unité de freinage

6 Raccorder la résistance de freinage en PA et PB

1757084 11/2009 11

Montage - Cablâge

X3

X92

X20

X20

X3A

X3B

X3

X3

X92

X20

X20

X3A

X3B

X3

4x

C

E

D

7 Raccorder les câbles de contrôle :

- Raccorder le câble de contrôle X20 de l'unité de freinage au câble X20 du variateur

- Raccorder le câble de contrôle X92 de l'unité de freinage au connecteur X92 du variateur

- Déconnecter le câble X3 du variateur, du connecteur X3 situé sur la carte du variateur

- Raccorder le câble X3 du variateur au câble X3B de l'unité de freinage

- Raccorder le câble X3A de l'unité de freinage au connecteur X3 situé sur la carte du variateur

FRANÇAIS

8

Fixer sur le mur ou sur le fond de l'armoire le chassis de l'inductance DC (C). Voir recommandation du guide d'installation du variateur

9 Retirer la partie amovible (D) du chassis de l'inductance DC
10 Fixer le capot (E) de l'unité de freinage sur le chassis de l'inductance DC
11 Installer la ou les inductances DC en suivant les recommandations du guide d'installation du variateur

12 1757084 11/2009

Montage - Cablâge

1

1

0

±

5

A

B

B

VW3 A7 102

VW3 A7 103

Description des différentes phases de montage mécaniques et électriques des unités de freinage
VW3A7102, VW3A7103 et VW3A7104.

1 Installer mécaniquement le variateur et l’unité de freinage.
2 Enlever le capot du variateur en respectant les consignes de sécurités décrites dans ce document.
3 Enlever la partie amovible A située à l’intérieur du variateur.
4 Connecter les bornes BU- et BU+ du variateur aux bornes BU- et BU+ de l’unité de freinage à l’aide des barres de raccordement B.

Important : L’écartement entre les barres souples de raccordement de la puissance BU+ et BU- ne doit pas dépasser 10 mm.

FRANÇAIS

A

B

B

110 +/- 5

1757084 11/2009 13

Montage - Cablâge

VW3 A7 104

X2 X1

VW3 A7 102

FRANÇAIS

A

B

B

5 Raccorder les câbles de contrôle et d’alimentation du ventilateur :

- Raccorder le câble contrôle X1 venant de l’unité de freinage au connecteur X1 du variateur via le passage du câble contrôle.

- Raccorder le câble d’alimentation du ventilateur venant de l’unité de freinage au connecteur X2 du variateur.

0

5

,

0

1

1

14 1757084 11/2009

Montage - Cablâge

VW3 A7 103

VW3 A7 104

X1

FRANÇAIS

X2

1757084 11/2009 15

X2

X1

Montage - Cablâge

0 mm

UF

0 mm

min. 100 mm

min. 100 mm

Précautions de montage des unités de freinage VW3 A7 102, 103 et 104

Les unités de freinage sont prévues pour être installées en position verticale. Le raccordement
de l’unité de freinage s’effectue par le dessous. Si le câblage est réalisé correctement l’unité
de freinage répond au degré de protection IP20.

Le refroidissement de l’unité de freinage est réalisé par un ventilateur incorporé. Pour ce faire,
il est important de garder une libre circulation d’air autour de l’unité de freinage
L’air de refroidissement doit être non poussiéreux, non gazeux et sec.

Installer l’appareil verticalement à +/- 10°.

FRANÇAIS

Eviter de le placer à proximité d’éléments chauffants. Eviter tout particulièrement la présence
d’éléments chauffants sous le variateur ou l’unité de freinage
Respecter un espace libre suffisant pour assurer la circulation de l’air nécessaire au
refroidissement.

Précaution de montage des résistances de freinage.

Le corps de la résistance (degré de protection IP23) peut atteindre une température de 350°C.
Il faut placer ces résistances à l’abri des risques de contacts directs et les éloigner de tout matériel.
Il faut assurer leurs ventilation, pour évacuer l’énergie dissipée.

16 1757084 11/2009

Réglages des paramètres de l’unité de freinage / Diagnostic

Paramètres de freinage à régler sur le variateur

Consulter le guide de programmation sur le Cédérom fourni avec le variateur.

• Dans le menu [1.7 FONCTIONS D’APPLI.] (FUn-)
en position [Non] (nO)

• Protéger la résistance de freinage par le variateur : Dans le menu [1.8 GESTION DEFAUTS.] (FLt-), ajuster les paramètres du sous menu

[PROTECTION R.FREINAGE] (brP-)

• Le seuil d'enclenchement de l'unité de freinage est pré-règlé en usine et est adapté à tous les types de réseaux. Toutefois, les utilisateurs
experts peuvent modifier ce réglage pour satisfaire à certaines applications spécifiques.
Dans le menu [1.4 CONTROLE MOTEUR] (drC-)

Pour les calibres ATV71H C20N4 à C50N4 et ATV61H C25N4 à C63N4 :

- Pour un réseau triphasé 400 V le seuil est compris entre 660 V DC et 820 V DC

- Pour un réseau triphasé 440 V le seuil est compris entre 720 V DC et 820 V DC

- Pour un réseau triphasé 460 V le seuil est compris entre 750 V DC et 820 V DC

- Pour un réseau triphasé 480 V le seuil est compris entre 770 V DC et 820 V DC
Valeur conseillée 785 V DC (réglage d’usine)

Pour les calibres ATV71H C20Y à C63Y et ATV61H C25Y à C80Y :

- Pour un réseau triphasé 500 V le seuil est compris entre 817 V DC et 1080 V DC

- Pour un réseau triphasé 600 V le seuil est compris entre 980 V DC et 1080 V DC

- Pour un réseau triphasé 690 V le seuil est 1080 V DC
Valeur conseillée 1080 V DC (réglage d’usine)

• Dans le cas où plusieurs variateurs possédant chacun une unité de freinage sont raccordés au même bus DC, alors il est possible
d'ajuster automatiquement les seuils de déclenchement : dans le menu [1.4 CONTROLE MOTEUR] (drC-)

[Equilibre Freinage] (bbA)

.

.

à [Oui] (YES).

, sous menu [RAMPE] (rPt-), mettre le paramètre [Adapt. rampe déc] (brA)

, régler le paramètre [Seuil Freinage] (Ubr).

.

.

, mettre le paramètre

Diagnostic

La surveillance de l’unité de freinage et la surveillance de la résistance de freinage associée sont assurées par le variateur.

FRANÇAIS

La surveillance porte notamment sur :

- surcharge de la résistance.

- court-circuit de la résistance.

Consulter le guide de programmation sur le Cédérom fourni avec le variateur en cas d’affichage d’un défaut.

1757084 11/2009 17

Raccordement

UWV

L1 L3

3 AC

L2

M

+

PB

PA

–

ATV71

TH

BU

BU

+

BU

–

BU

Résistance
de freinage

Unité de freinage

Liaison contrôle

Liaison puissance

UWV

L1 L3

3 AC

L2

M

+

PB

PA

–

ATV71 ATV71

TH

UWV

L1 L3

3 AC

L2

M

+

PB

PA

–

TH

BU

BU

BU

BU

+

BU

–

BU

+

BU

–

BU

Unité de freinage

Unité de freinage

Résistance
de freinage

Résistance
de freinage

Raccordement d’un variateur à une unité de freinage et une résistance de freinage

FRANÇAIS

Raccordement de deux variateurs sur un même BUS DC tous deux raccordés à une unité de freinage

Nota : Bus DC

Il est possible d’avoir des variateurs de calibres différents connectés sur un bus DC (avec recommandation 1 taille maximum entre les
calibres).

18 1757084 11/2009

Principe de freinage et calcul

III

IVIII

1

2

3

Moteur en marche
avant

Générateur en

marche arrière

Générateur en
marche avant

Moteur en marche

arrière

- n (REV) + n (FWD)

- C

+ C

P

Cn⋅

955,

-------------

=

n

C

P

t

t

t

t

P

P

C

0

n

1

c

f

f

f

f

f

f

freinage

C

t

t

^
P

f

–
P

f

^
P

f

Pour obtenir un bon rapport de fonctionnement entre un variateur et une unité de freinage, le couple et la vitesse moteur doivent être
parfaitement connus dans les différents quadrants de fonctionnement.
Si ces deux valeurs possèdent un signe opposé, nous obtenons le diagramme couple vitesse suivant :

FRANÇAIS

1 Ralentissement d’un moteur jusqu’à zéro de vitesse avec un couple constant
2 Transitoire dans un mouvement de levage lors d’une inversion de sens montée / descente
3 Ralentissement et inversion de sens d’un moteur à couple constant

Règle générale, la puissance est :

Ainsi, la puissance moteur (+P) s’exprime dans le quadrant I (+C, +n) et III (-C, -n).
La puissance générateur (-P) s’exprime dans le quadrant II (+C, -n) et IV (-C, +n).

En principe, les cas de charge génératrice sont séparés en deux groupes :

1 Puissance de freinage durant la décélération

Vitesse moteur

n

1

Couple de la charge

C

c

Couple de freinage

C

f

Puissance max. de freinage

Puissance moyenne de freinage durant t

tfTemps de freinage

La puissance de freinage se caractérise par une puissance crête obtenue en
début de décélération, qui décroît jusqu’à 0 proportionnellement à la vitesse.

Exemple : Arrêt de centrifuges, translation, inversion de sens,...

f

1757084 11/2009 19

Principe de freinage et calcul

n

P

t

t

t

C

c

freinage

f

f

1

2

0

-n

t

+n

P

t

f

J ω⋅

C

fCr

+

------------------

=

ω

2π n⋅

60

--------------

=

C

f

ΣJn1n2–()⋅

955, t

f

⋅

----------------------------------

=

P

ˆ

f

Cfn1⋅

955,

----------------

=

P

f

P

ˆ

f

2

-----

=

n

2

n

Moteur Réducteur

Machine

1

1

2

J = J + J J

moteur

i =

n
n

machine

2

J

i

machinerapportées

rapportées

J =

^
P

f

–
P

f

2 Freinage à vitesse constante

A vitesse constante, la puissance de freinage est constante durant tout le freinage.
En dynamique rapide (rampe de décélération < 2 s) la puissance crête dure plus
longtemps à cause de l’inertie de la charge.

Exemple : Mouvement vertical en descente, banc de test moteur/générateur,
convoyeurs inclinés,…

FRANÇAIS

L’utilisation d’un variateur

L’utilisation d’une machine asynchrone dans les quadrants II et IV fait travailler le moteur comme un générateur et renvoie l’énergie
électrique vers le bus DC du variateur via son pont onduleur.
La tension continue du variateur ne peut pas être régénérée sur le réseau d’alimentation.
C’est la raison pour laquelle, dans un mode de fonctionnement en générateur la tension du bus DC augmente.

Si durant le freinage l’énergie renvoyée sur le bus DC est supérieure aux pertes engendrées dans le moteur et le variateur, alors la tension
du bus DC augmente.
Pour faire face à ce problème il est nécessaire d’augmenter le temps de décélération ou d’utiliser une unité de freinage.

La puissance régénérée dépend de l’inertie de la charge et du temps de la rampe de décélération.

Le variateur prévient contre le verrouillage en surtension en auto-adaptant le temps de la rampe de décélération. Pour garder un temps de
rampe court (ou suivre la rampe de décélération) ou pour travailler avec une charge entraînante, il est nécessaire d’utiliser une option
freinage comme l’unité de freinage.

Calcul de la puissance de freinage

1) Calcul du temps de freinage à partir de l’inertie

CfCouple de freinage du moteur [Nm]

ΣJ

Total des inerties rapportées au moteur
Vitesse moteur avant réducteur [r/min]

n

20 1757084 11/2009

1

n

2

t

f

Vitesse moteur après réducteur [r/min]
Temps de freinage [s]

Puissance crête de freinage [W]

Puissance moyenne de freinage
durant le temps t

f

[kgm2]

[W]

Principe de freinage et calcul

W

mv

2

⋅

2

---------------

=

P

f

W

t

f

-----

=

P

ˆ

f

Pf2⋅=

^
P

f

–
P

f

P

f

Cfn⋅
955,

-------------

=

2) Freinage d’une charge en mouvement horizontal avec une décélération constante (ex. : chariot)

W Energie cinétique [Joule]
m Masse [kg]
v Vitesse [m/s]

Temps de freinage [s]

t

f

Puissance crête de freinage [W]

FRANÇAIS

Puissance moyenne de freinage durant le temps t

[W]

f

3) Freinage d’une charge active (ex. : banc de test)

–

Puissance moyenne de freinage durant le temps tf[W]

P

f

couple de freinage [Nm]

C

f

n Vitesse de freinage moteur [r/min]

1757084 11/2009 21

Principe de freinage et calcul

Pfmgv⋅⋅=

P

ˆ

f

mga+()v

J ω

2

⋅

t

f

--------------

+⋅⋅=

ω

2π n⋅

60

--------------

=

–
P

f

^
P

f

P

ˆ

fR

PˆP

ch earg

–()η

2

total

×= P

fR

PP

ch earg

–()η

2

total

×=

η

totalηmecηmot

× 098,×=

^
P

fR

–
P

fR

4) Freinage d’un mouvement vertical en descente

Puissance moyenne de freinage durant le temps t

f

[W]

Puissance crête de freinage [W]

FRANÇAIS

m Masse [kg]
g Accélération 9,81 m/s

2

a Décélération [m/s2]
v Vitesse linéaire en descente [m/s]
J moment d’inertie [kgms

2

]
ω Vitesse angulaire [rad/s]
t

Temps d’arrêt en descente [s]

f

n Vitesse moteur en descente [r/min]

Tous les calculs de puissance de freinage sont vrais uniquement si l’on considère qu’il n’y a pas de pertes (η= 1) et qu’il n’y a pas de couple résistant.
Parce que tous les points sont importants, une exacte considération est nécessaire :

1 Pertes dans le système
Les pertes générées dans le moteur (travail en générateur, quadrants II et IV) procurent une aide pendant la phase de freinage. Dans tous
les cas, le rendement doit être calculé au carré de la puissance de freinage.
2 Couple résistant
Il peut exister éventuellement un couple résistant lié aux frottements mécaniques, de l’air et au couple quadratique opposé des ventilateurs.
Ces phénomènes, peu pris en considération, réduisent la puissance de freinage. Le couple résistant ou la puissance doit être déduit de la
puissance de freinage calculée.
3 Couple entraînant
Des phénomènes supplémentaires, tels que le vent, peuvent entraîner une augmentation de la puissance de freinage.

La puissance de freinage nécessaire est calculée de la manière suivante :

η

total

P

charge

η

variateur

Puissance réelle max de freinage [W]

Puissance réelle continue de freinage [W]

Rendement total

[W]

Puissance de freinage liée au couple résistant

Rendement variateur = 0,98

22 1757084 11/2009

Choix de l’unité de freinage

P

ˆ

max

U

2

d

R

---------

=

^
P

max

P
R

----

P

ˆ

max

U2d

R

----------

=

P

ˆ

max

Pour le freinage, la sélection de la résistance de freinage se fait en concordance avec la puissance requise et le cycle de freinage.

En général :

Puissance maximale de freinage disponible avec l’unité de freinage [W]

P
U
I Courant thermique de la résistance de freinage (voir le réglage TH) [A]

Puissance thermique de freinage en permanence [W]

contin

Niveau de commande de l’unité de freinage [V]

d

Nota : Le variateur dispose d’une protection interne de la résistance de freinage. (Voir guide de programmation). On peut aussi utiliser

un relais thermique.

Relais thermique
P = puissance nominale de la résistance de Freinage
R = valeur de la résistance

2

P = R I

Dans les formules, il y a :

Pcontinue = I

⇒ I = = valeur du calibre du relais thermique

= Puissance unité de freinage

2

R (P Résistance)

FRANÇAIS

1757084 11/2009 23

Contents

Before you begin_____________________________________________________________________________________________ 25
Steps for setting up the braking unit______________________________________________________________________________ 26
Preliminary recommendations __________________________________________________________________________________ 27
Characteristics of the braking unit _______________________________________________________________________________ 28
Installation - Wiring___________________________________________________________________________________________ 31
Setting the braking unit parameters/Diagnostics ____________________________________________________________________ 38
Connection _________________________________________________________________________________________________ 39
Braking principle and calculation ________________________________________________________________________________ 40
Selecting the braking unit ______________________________________________________________________________________ 44

ENGLISH

24 1757084 11/2009

Before you begin

Read and understand these instructions before performing any procedure with this
braking unit.

DANGER

HAZARDOUS VOLTAGE

• Read and understand this User’s Manual before installing or operating the braking
unit. Installation, adjustment, repair and maintenance must be performed by qualified
personnel.

• The user is responsible for compliance with all international and national electrical
standards in force concerning protective grounding of all equipment.

• Many parts in this equipment, including printed circuit boards, operate at line voltage.
DO NOT TOUCH.
Use only electrically insulated tools.

• DO NOT touch unshielded components or terminal strip screw connections with
voltage present.

• DO NOT short across terminals PA and PC or across the DC bus capacitors.

• Install and close all the covers before applying power or starting and stopping the
drive.

• Before servicing the braking unit

- Disconnect all power.

- Place a “DO NOT TURN ON” label on the disconnect at the head of the installation.

- Lock the disconnect in the open position.

• Disconnect the power supply before working on the equipment. Wait for the charging
LED to go off. Then follow the DC bus voltage measurement procedure described in
the drive Installation Manual to verify that the DC voltage is less than 45 VDC. The
drive LEDs are not accurate indicators of the absence of DC bus voltage.

Failure to follow these instructions will result in death or serious injury.

ENGLISH

1757084 11/2009 25

Steps for setting up the braking unit

Steps 1 to 4 must
be performed
with the power
off

b 1 Take delivery of the braking unit

v Check that the catalog number printed on the label is the same

as that on the purchase order.

v Remove the braking unit from its packaging and check that it has

not been damaged in transit.

b 2 Check the line voltage

v Check that the line voltage is compatible with the

voltage range of the braking unit (see page 28

).

b 3 Install the braking unit

v Install the braking unit before mounting the DC

choke chassis on the drive, taking care to follow
the installation instructions described in this
document.

b 4 Wire the braking unit

v Connect power terminals BU- and BU+ on

the braking unit to the drive.

v Connect the control cables.

b 5 Set the braking parameters on the drive

v Set the parameter to inhibit automatic

adaptation of the deceleration ramp

[Dec ramp adapt.] (bra)

v Set the parameters necessary for

protecting the braking resistor:

[DB RES. PROTECTION] (brP-)

v See the recommendations on page 38

and

the Programming Manual.

ENGLISH

26 1757084 11/2009

Preliminary recommendations

L1

L2

L3

U

V

W

Braking
resistor

Braking unit

CAUTION

RISK OF EQUIPMENT DAMAGE

• Do not short-circuit the DC bus or PA - PB terminals.

• The braking resistors should be installed in a non-flammable atmosphere with no humidity.

• Ensure that the braking unit is connected with the correct polarity.

Failure to follow these instructions can result in injury and/or equipment damage.

Receipt

Ensure that the equipment reference marked on the label conforms to the delivery note corresponding to the purchase order.
Open the packaging and check that the equipment has not been damaged in transit.

For successful setup, it is important to check that the braking unit, protection devices and mounting are correct. For more information, please
contact your local representative.

Capacitor discharge!

Before any operation on or in the braking unit, disconnect the power line supply and wait 15 minutes for the DC bus to discharge completely.
Measure the voltage on the DC bus before any intervention. This should be less than 60 V DC.

Automatic restart!

In certain cases, depending on its parameter setting, the drive may restart automatically when the power is restored. The safety of nearby
equipment and people must be assured.

General

As a motor slows down on a deceleration ramp, it is working as a generator. A standard drive uses a rectifier that cannot return electrical
energy to the distribution network.
During operation as a generator, the voltage at the DC bus terminals increases due to the regeneration of energy from the motor to the
drive. This locks out the drive on a DC bus overvoltage fault.

The regenerated power in the drive depends on the inertia of the load to be braked and the required braking time.

ENGLISH

The drive protects itself against locking out due to DC bus overvoltage by auto-adapting its deceleration ramp. If a shorter deceleration time
is required, a BRAKING UNIT must be used.

The braking unit is an external module that is controlled by the drive. If the voltage at the DC bus terminals exceeds a preset value, an
external resistor is connected in the DC circuit to dissipate the energy.
The minimum resistance should be chosen in relation to the braking unit characteristics tables, and its power rating depends on the
application.

It is advisable to use a line contactor in the drive power supply sequence. This contactor must open when a fault occurs.

1757084 11/2009 27

Characteristics of the braking unit

250 kW

110 s

420 kW

0 kW

120 s10 s

440 kW

110 s

750 kW

0 kW

120 s10 s

500 kW

65 s

900 kW

0 kW

60 s15 s

Electrical characteristics

Type of braking unit

Nominal voltage of line supply

VW3 A7 101 VW3 A7 102 VW3 A7 103 VW3 A7 104

V 380a - 15%…480a + 10% 500a - 15%…690a + 10%

and drive supply (rms value)

Engage threshold

Maximum DC bus voltage

Maximum braking
power at

785 V c (1)
1075 V c (1)

Maximum continuous power

Percentage of

785 V c (1)

conduction
time at constant
power at

1075 V c (1)

V 785c ± 1% 1075c ± 1%

V 850 1100

kW 420 750 -

- 450 900

kW 200 400 300 400

5% at 420 kW 5% at 750 kW ­ 15% at 320 kW 15% at 550 kW
50% at 250 kW 50% at 440 kW

- 5% at 450 kW 5% at 900 kW
15% at 400 kW 15% at 600 kW
50% at 350 kW 50% at 500 kW

Cycle time (2)

ENGLISH

Braking power on a vertical

s ≤ 240 ≤ 140

movement (3)

350 kW

65 s

(1) Braking unit engage threshold
(2)A longer cycle is possible, but the maximum continuous power of the braking unit must not be exceeded.
(3)Values given for a cycle time of

- 240 s for VW3 A7 101, 102

- 140 s for VW3 A7 103, 104.

450 kW

0 kW

60 s15 s

Protection

Type of braking unit VW3 A7 101 VW3 A7 102 VW3 A7 103 VW3 A7 104
Thermal protection

Integrated, via thermal probe, and controlled by the drive.

28 1757084 11/2009

Characteristics of the braking unit

Braking unit installation characteristics

VW3 A7 101 VW3 A7 102 VW3 A7 103 VW3 A7 104

For drive ATV61HC25N4,

Ambient air
temperature

around the device

Degree of protection top IP20 (1) IP20

Loss at nominal power W 550 1050 650 1150
Forced ventilation m3/h 100 600
Position Always on the left of the drive
Installation Vertical

Distance from the drive mm - Between 110 and 1000 mm.
Power connection Supplied with the

Control connection Supplied with the braking unit

Operation °C (°F) - 10…+ 50 (14…122)
Storage °C (°F) - 25…+ 70 (- 13…+ 158)

bottom IP00 (1) IP00

ATV61HC31N4,
ATV71HC20N4,
ATV71HC25N4,
ATV71HC28N4.

Mounted on drive

braking unit

ATV61HC40N4,
ATV61HC50N4,
ATV61HC63N4,
ATV71HC31N4,
ATV71HC40N4,
ATV71HC50N4.

Vertical
Wall-mounted or in the bottom of the enclosure next to the drive

Supplied with the braking unit for a distance of 110 ± 5 mm.
A "flexible busbar" type connection is used. If necessary, it can be cut
at the appropriate distance. In this case, care must be taken not to
damage the insulation. The fixing holes must also be remade.

ATV61HC25Y,
ATV61HC31Y,
ATV61HC40Y,
ATV71HC20Y,
ATV71HC25Y,
ATV71HC31Y.

ATV61HC50Y,
ATV61HC63Y,
ATV61HC80Y,
ATV71HC40Y,
ATV71HC50Y,
ATV71HC63Y.

ENGLISH

(1)IP31 with VW3A9114 kit

1757084 11/2009 29