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

Altivar 61/71

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

VW3 A7 101

VW3 A7 102

VW3 A7 103

VW3 A7 104

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www.schneider-electric.com

Unités de freinage sur résistances

Resistance braking units

Bremsmodule

Módulos de frenado en resistencias

Unità di frenatura su resistenze

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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

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FRANÇAIS

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.

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Les étapes de la mise en œuvre

b 1 Réceptionnez l’unité de freinage

vAssurez-vous que la référence inscrite sur l’étiquette est conforme au bon de commande

vOuvrez l’emballage, et vérifiez que l’unité de freinage n’a pas été endommagée pendant le transport

Les étapes 1 à 4 sont à faire hors tension

b 2 Vérifiez la tension réseau

vVérifiez 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

vFixez 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 BUet BU+ de l'unité de freinage au variateur.

v Raccordez les câbles de contrôle.

b 5 Réglez sur le variateur les paramètres de freinage

vRégler le paramètre pour supprimer l'adaptation automatique de la rampe de décélération [Adapt.rampe déc] (bra)

vRégler les paramètres nécessaires à la protection de la résistance de freinage : [PROTECTION R.FREINAGE] (brP-)

vVoir les recommandations page 17 et le guide de programmation.

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Recommandations préliminaires

FRANÇAIS

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.

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.

L1		U
L2		V
L3		W
		Résistance
	Unité de freinage	de freinage

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.

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.

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Caractéristiques de l’unité de freinage

Caractéristiques électriques
Type d’unité de freinage			VW3 A7 101		VW3 A7 102			VW3 A7 103		VW3 A7 104	FRANÇAIS
Tension nominale du réseau et		V	a 380 - 15 %…480 + 10 %					a 500 - 15 %…690 + 10 %
d’alimentation du variateur (valeur
efficace)
Seuil d’enclenchement		V	c 785 ± 1 %					c 1075 ± 1 %
Tension maximale du bus continu		V	850					1100
Puissance	c 785 V (1)	kW	420		750			-
maximale de	c 1075 V (1)		-					450		900
freinage à
Puissance continue maximale		kW	200		400			300		400
Pourcentage du	c 785 V (1)		5 % à 420 kW		5 % à 750 kW			-
temps de			15 % à 320 kW		15 % à 550 kW
conduction à			50 % à 250 kW		50 % à 440 kW
puissance	c 1075 V (1)		-					5 % à 450 kW		5 % à 900 kW
constante à
								15 % à 400 kW		15 % à 600 kW
								50 % à 350 kW		50 % à 500 Kw
Temps de cycle (2)		s	≤ 240					≤ 140
Puissance de freinage sur
un mouvement vertical (3)			250 kW 420 kW			750 kW		450 kW		900 kW
					440 kW			350 kW		500 kW
				0 kW					0 kW		0 kW
			110 s		110 s		0 kW	65 s		65 s
				120 s		10 s		15 s	60 s
			10 s				120 s			15 s	60 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 .

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Caractéristiques de l’unité de freinage

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Caractéristiques de montage de l'unité de freinage.

			VW3 A7 101	VW3 A7 102	VW3 A7 103	VW3 A7 104
Pour variateur			ATV61HC25N4,	ATV61HC40N4,	ATV61HC25Y,	ATV61HC50Y,
			ATV61HC31N4,	ATV61HC50N4,	ATV61HC31Y,	ATV61HC63Y,
			ATV71HC20N4,	ATV61HC63N4,	ATV61HC40Y,	ATV61HC80Y,
			ATV71HC25N4,	ATV71HC31N4,	ATV71HC20Y,	ATV71HC40Y,
			ATV71HC28N4.	ATV71HC40N4,	ATV71HC25Y,	ATV71HC50Y,
				ATV71HC50N4.	ATV71HC31Y.	ATV71HC63Y.
Température de	Pour	°C	- 10…+ 50
l’air ambiant	fonctionnement
au voisinage de
	Pour stockage	°C	- 25…+ 70
l’appareil
Degré de protection		haut	IP20 (1)	IP20
		bas	IP00 (1)	IP00
Pertes à la puissance nominale		W	550	1050	650	1150
Ventilation forcée		m3/h	100	600
Position			Toujours à gauche du	variateur
Montage			Vertical	Vertical
			Fixé sur le variateur	Fixé sur le mur ou le fond de l'armoire à coté du variateur.
Distance par rapport au variateur		mm	-	Entre 110 et 1000 mm.
Raccordement puissance			Fourni avec l'unité de	Fourni avec l'unité de freinage pour une distance de 110 ± 5 mm.
			freinage	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.
Raccordement contrôle			Fourni avec l'unité de	freinage

(1)Ou IP31 avec kit VW3 A9 114.

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Caractéristiques de l’unité de freinage

Dimensions

Unité de freinage VW3 A7 101

Unités de freinage VW3 A7 102, 103, 104

ATV71HC20N4...HC28N4 avec unité de freinage VW3 A7 101

670

1190
	540
102,5	27,5

ATV71HC20N4D...HC28N4D avec
unité de freinage VW3 A7 101
		11,5	310
				15
950		1150		1120
4xØ
97,5	540	22,5		15
	660
		22,5	265	22,5

(1)avec les vis

(2)sans les vis

377 (1)

370 (2)

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

		VW3 A7 101	VW3 A7 102	VW3 A7 103	VW3 A7 104
Valeur minimale de la résistance de freinage	ohm	1,05	0,7	2	1
à associer avec l'unité de freinage (1)
Capacité de raccordement maximum		2 x 185 mm²	4 x 185 mm²	4 x 185 mm²	4 x 185 mm²
		2 x 350 MCM	4 x 350 MCM	4 x 350 MCM	4 x 350 MCM
Protection thermique		- Par calcul intégré	au variateur
		(voir guide de programmation, paramètre brP-).
		- Par relais thermique externe.

(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.

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Montage - Cablâge

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.

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 BUne 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

1Fixer mécaniquement le variateur

2Enlever le capot du variateur en respectant les consignes de sécurités décrites dans ce document

3Enlever la partie amovible A du coté gauche du variateur.

A

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Montage - Cablâge

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

5x

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BU+ BU-

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

6Raccorder la résistance de freinage en PA et PB

BU+ BU-

		BU-
		BU+
X3	BU+	B
	BU-

	BU-
	BU+
BU+
BU-
PA	X3	BU+
PB
		-
		BU

B

BU+ BU-

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Montage - Cablâge

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7Raccorder 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

		X20	X20
			X92
	X20	X20
		X92
		X3	X3
			X3A
		X3A
		X3B
		X3	X3B
			X3
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
		4x

C

E	D

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Montage - Cablâge

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

1Installer mécaniquement le variateur et l’unité de freinage.

2Enlever le capot du variateur en respectant les consignes de sécurités décrites dans ce document.

3Enlever la partie amovible A située à l’intérieur du variateur.

4Connecter les bornes BUet BU+ du variateur aux bornes BUet 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 BUne doit pas dépasser 10 mm.

A

VW3 A7 102

B

B

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110

±

5

A

VW3 A7 103

B B

110 +/- 5

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Montage - Cablâge

A

VW3 A7 104

B

B

110,50

5Raccorder 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.

VW3 A7 102

X2 X1

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Montage - Cablâge

VW3 A7 103

X1

X2

VW3 A7 104

X2 X1

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Montage - Cablâge

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

min. 100 mm

0 mm

0 mm

UF

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°.

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.

min. 100 mm

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.

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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-), sous menu [RAMPE] (rPt-), mettre le paramètre [Adapt. rampe déc] (brA)	FRANÇAIS
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-), régler le paramètre [Seuil Freinage] (Ubr).

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-), mettre le paramètre

[Equilibre Freinage] (bbA) à [Oui] (YES).

Diagnostic

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

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.

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Raccordement

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

3 AC

										Liaison contrôle
L1			L2		L3
			ATV71
					BU +
					BU –
	U			V	W

M

	Résistance
TH	de freinage
Liaison puissance
BU+ PA
BU– PB
Unité de freinage

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

	3 AC						3 AC

L1	L2	L3	L1	L2	L3
	ATV71			ATV71
		BU +			BU +
		BU –			BU –
U	V	W	U	V	W
	M			M

TH Résistance	TH	Résistance
de freinage		de freinage

BU + PA	BU + PA
BU – PB	BU – PB

Unité de freinage

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).

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Principe de freinage et calcul

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 :

Générateur en	+ C	Moteur en marche	FRANÇAIS
marche arrière		avant
2
II		I
- n (REV)		+ n (FWD)
III		IV
	1
3
Moteur en marche		Générateur en
arrière	- C	marche avant

1Ralentissement d’un moteur jusqu’à zéro de vitesse avec un couple constant

2Transitoire dans un mouvement de levage lors d’une inversion de sens montée / descente

3Ralentissement et inversion de sens d’un moteur à couple constant

Règle générale, la puissance est :	P =	C n
		9------------, 55

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

n			n1	Vitesse moteur
n1			Cc	Couple de la charge
			Cf	Couple de freinage
			^	Puissance max. de freinage
0			Pf
	tf		t
			–	Puissance moyenne de freinage durant tf
C	Cc		Pf
	tf		tf	Temps de freinage	^
			t
		Cf	La puissance de freinage se caractérise par une puissance crête		Pf	obtenue en
			début de décélération, qui décroît jusqu’à 0 proportionnellement à la vitesse.
P	t	f	Exemple : Arrêt de centrifuges, translation, inversion de sens,...
freinage			t
		Pf
		Pf

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Principe de freinage et calcul

FRANÇAIS

2 Freinage à vitesse constante

n										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
+n 1				t f						longtemps à cause de l’inertie de la charge.
0									t	Exemple : Mouvement vertical en descente, banc de test moteur/générateur,
										convoyeurs inclinés,…
-n2
Cc									t
Pfreinage
									t
						Pf

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

J ω tf = -----------------

Cf + Cr

ω 2π n

= --------------

60

ΣJ (n1 – n2)

Cf = ---------------------------------

9, 55 tf

	ˆ			Cf n1
	Pf =			---------------
				9, 55
				ˆ
				Pf
	Pf
				= ----
				2

Cf

Couple de freinage du moteur

[Nm]

Machine

ΣJ

Total des inerties rapportées au moteur

[kgm2]

n1

Vitesse moteur avant réducteur

[r/min]

Moteur

Réducteur

n2

Vitesse moteur après réducteur

[r/min]

tf

Temps de freinage

[s]

n 1

n 2

^

Puissance crête de freinage

[W]

Pf

–

Puissance moyenne de freinage

[W]

Pf

durant le temps tf

n1

J = J moteur+ J rapportées

i =

J machine

n2

Jrapportées

=

J machine

i 2

20

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Principe de freinage et calcul

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

m v

2

W

Pf

=

-----

ˆ

W

=

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

Pf = Pf

2

2

tf

W

Energie cinétique

[Joule]

m

Masse

[kg]

v

Vitesse

[m/s]

tf

Temps de freinage

[s]

^

Puissance crête de freinage

[W]

Pf

	–	Puissance moyenne de freinage durant le temps tf[W]
	Pf

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

Cf n Pf = -------------

9, 55

–	Puissance moyenne de freinage durant le temps tf	[W]
Pf
Cf	couple de freinage	[Nm]
n	Vitesse de freinage moteur	[r/min]

FRANÇAIS

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FRANÇAIS

Principe de freinage et calcul

4) Freinage d’un mouvement vertical en descente

					ˆ	J ω2			2π n
Pf			= m g v					ω =
					Pf = m	(g + a) v + -------------			--------------
						tf			60
–			Puissance moyenne de freinage durant le temps tf [W]
Pf
^			Puissance crête de freinage				[W]
Pf
m			Masse				[kg]
g			Accélération				9,81 m/s2
a			Décélération				[m/s2]
v			Vitesse linéaire en descente				[m/s]
J			moment d’inertie				[kgms2]
ω			Vitesse angulaire				[rad/s]
tf			Temps d’arrêt en descente				[s]
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 :

ˆ

ˆ

2

2

ηtotal = ηmec × ηmot × 0, 98

=

PfR =

(P – Pch arge) × η

PfR

(P – Pch arge) × η

total

total

^

Puissance réelle max de freinage

[W]

PfR

–

Puissance réelle continue de freinage

[W]

PfR

ηtotal

Rendement total

Pcharge

Puissance de freinage liée au couple résistant

[W]

ηvariateur

Rendement variateur = 0,98

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Choix de l’unité de freinage

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 :

	ˆ		U2d
	Pmax =		---------
			R
	^	Puissance maximale de freinage disponible avec l’unité de freinage [W]
	Pmax
	Pcontin	Puissance thermique de freinage en permanence			[W]
	Ud	Niveau de commande de l’unité de freinage			[V]
	I	Courant thermique de la résistance de freinage (voir le réglage TH) [A]

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	I =	P
		---	= valeur du calibre du relais thermique
P = R I		R
			ˆ	U2d
Dans les formules, il y a : Pmax =				----------
				R
ˆ	= Puissance unité de freinage
Pmax
Pcontinue = I2R (P Résistance)

FRANÇAIS

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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

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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

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ENGLISH

Steps for setting up the braking unit

b 1 Take delivery of the braking unit

vCheck that the catalog number printed on the label is the same as that on the purchase order.

vRemove the braking unit from its packaging and check that it has not been damaged in transit.

Steps 1 to 4 must be performed with the power off

b 2 Check the line voltage

vCheck that the line voltage is compatible with the voltage range of the braking unit (see page 28).

b 3 Install the braking unit

vInstall 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 BUand BU+ on the braking unit to the drive.

v Connect the control cables.

b 5 Set the braking parameters on the drive

vSet the parameter to inhibit automatic adaptation of the deceleration ramp [Dec ramp adapt.] (bra)

vSet the parameters necessary for protecting the braking resistor: [DB RES. PROTECTION] (brP-)

vSee the recommendations on page 38 and the Programming Manual.

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Preliminary recommendations

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.

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.

L1		U
L2		V
L3		W
		Braking
	Braking unit	resistor

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

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.

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Characteristics of the braking unit

ENGLISH

Electrical characteristics
Type of braking unit			VW3 A7 101		VW3 A7 102			VW3 A7 103		VW3 A7 104
Nominal voltage of line supply		V	380a - 15%…480a + 10%					500a - 15%…690a + 10%
and drive supply (rms value)
Engage threshold		V	785c ± 1%					1075c ± 1%
Maximum DC bus voltage		V	850					1100
Maximum braking	785 V c (1)	kW	420		750			-
power at	1075 V c (1)		-					450		900
Maximum continuous power		kW	200		400			300		400
Percentage of	785 V c (1)		5% at 420 kW		5% at 750 kW			-
conduction			15% at 320 kW		15% at 550 kW
time at constant			50% at 250 kW		50% at 440 kW
power at	1075 V c (1)		-					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)		s	≤ 240					≤ 140
Braking power on a vertical
movement (3)			250 kW 420 kW			750 kW		450 kW		900 kW
					440 kW			350 kW		500 kW
				0 kW					0 kW		0 kW
			110 s		110 s		0 kW	65 s		65 s
				120 s		10 s		15 s	60 s
			10 s				120 s			15 s	60 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.

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.

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Characteristics of the braking unit

Braking unit installation characteristics

			VW3 A7 101	VW3 A7 102	VW3 A7 103	VW3 A7 104
For drive			ATV61HC25N4,	ATV61HC40N4,	ATV61HC25Y,	ATV61HC50Y,
			ATV61HC31N4,	ATV61HC50N4,	ATV61HC31Y,	ATV61HC63Y,
			ATV71HC20N4,	ATV61HC63N4,	ATV61HC40Y,	ATV61HC80Y,
			ATV71HC25N4,	ATV71HC31N4,	ATV71HC20Y,	ATV71HC40Y,
			ATV71HC28N4.	ATV71HC40N4,	ATV71HC25Y,	ATV71HC50Y,
				ATV71HC50N4.	ATV71HC31Y.	ATV71HC63Y.
Ambient air	Operation	°C (°F)	- 10…+ 50 (14…122)
temperature
	Storage	°C (°F)	- 25…+ 70 (- 13…+ 158)
around the device
Degree of protection		top	IP20 (1)	IP20
		bottom	IP00 (1)	IP00
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	Vertical
			Mounted on drive	Wall-mounted or in the bottom of the enclosure next to the drive
Distance from the drive		mm	-	Between 110 and 1000 mm.
Power connection			Supplied with the	Supplied with the braking unit for a distance of 110 ± 5 mm.
			braking unit	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.
Control connection			Supplied with the braking unit

(1)IP31 with VW3A9114 kit

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