Danfoss FC 202 VLT Aqua Drive User Guide

: June 17, 2024
: Danfoss

Table of Contents

FC 202 VLT Aqua Drive
Product Information
Specifications
Product Usage Instructions
Introduction
Product Overview
System Integration
Network Integration
- FAQ
Q: What is the power range of the product?
Q: What are the key environmental considerations during
Q: How can I address network disturbances?

FC 202 VLT Aqua Drive

“`html

Product Information

Specifications

Power Range: 0.25-90 kW
Website: vlt-drives.danfoss.com

Product Usage Instructions

Introduction

The product is designed to provide efficient motor control in
various applications. It offers a wide power range from 0.25 kW to
90 kW, making it suitable for different motor sizes.

Product Overview

The product operates in different stages including rectifier
part, intermediate circuit part, inverter part, braking option, and
load sharing. It supports various control structures with or
without feedback, allowing for flexible operation.

System Integration

Consider the environmental conditions during operation such as
humidity, temperature, cooling, electrical noise generated by the
motor, acoustic noise, vibrations, and aggressive surroundings.
Ensure compliance with IP classes and address issues like radio
frequency interference and galvanic isolation.

Network Integration

Analyze the network configuration and its effects on the
product. Address low-frequency interference, disturbances in the
network, and options to mitigate network issues. Manage radio
frequency interference for smooth integration.

FAQ

Q: What is the power range of the product?

A: The product has a power range of 0.25 kW to 90 kW.

Q: What are the key environmental considerations during

operation?

A: Environmental factors include humidity, temperature, cooling,
electrical noise, acoustic noise, vibrations, and aggressive
environments.

Q: How can I address network disturbances?

A: Analyze network configuration, consider low-frequency
interference, and explore options to limit disturbances for smooth
operation.

“`

MAKING MODERN LIVING POSSIBLE
Design guide VLT® AQUA Drive FC 202
0,25-90 kW
vlt-drives.danfoss.com

Inhoud

Design guide

Inhoud
1 Inleiding
1.1 Doel van de design guide 1.2 Indeling 1.3 Aanvullende hulpmiddelen 1.4 Afkortingen, symbolen en conventies 1.5 Definities 1.6 Document- en softwareversie 1.7 Goedkeuringen en certificeringen
1.7.1 CE-markering 1.7.1.1 Laagspanningsrichtlijn 1.7.1.2 EMC-richtlijn 1.7.1.3 Machinerichtlijn 1.7.1.4 ErP-richtlijn 1.7.2 C-tick-conformiteit 1.7.3 UL-conformiteit 1.7.4 Maritieme conformiteit 1.8 Veiligheid 1.8.1 Algemene veiligheidsprincipes
2 Productoverzicht
2.1 Inleiding 2.2 Beschrijving van de werking 2.3 Werkingsvolgorde
2.3.1 Gelijkrichterdeel 2.3.2 Tussenkringdeel 2.3.3 Omvormerdeel 2.3.4 Remoptie 2.3.5 Loadsharing 2.4 Regelstructuren 2.4.1 Regelstructuur zonder terugkoppeling 2.4.2 Regelstructuur met terugkoppeling 2.4.3 Lokale (Hand On) en externe (Auto On) besturing 2.4.4 Gebruik van referenties 2.4.5 Gebruik van terugkoppelingen 2.5 Automatische operationele functies 2.5.1 Kortsluitbeveiliging 2.5.2 Overspanningsbeveiliging 2.5.3 Detectie ontbrekende motorfase 2.5.4 Detectie onbalans netfasen

MG20N610

8 8 8 8 9 10 11 11 11 11 11 12 12 12 12 12 13 13
16 16 20 21 21 21 21 21 22 22 22 23 23 24 26 27 27 27 28 28
1

Inhoud 2

VLT® AQUA Drive FC 202
2.5.5 Schakelen aan de uitgang 2.5.6 Overbelastingsbeveiliging 2.5.7 Automatische reductie 2.5.8 Automatische energieoptimalisatie 2.5.9 Automatic Switching Frequency Modulation (ASFM) 2.5.10 Automatische reductie wegens hoge schakelfrequentie 2.5.11 Automatische reductie wegens overtemperatuur 2.5.12 Automatisch aan-/uitlopen 2.5.13 Stroomgrenscircuit 2.5.14 Prestaties bij spanningsschommelingen 2.5.15 Softstart van de motor 2.5.16 Resonantiedemping 2.5.17 Temperatuurgeregelde ventilatoren 2.5.18 EMC-conformiteit 2.5.19 Stroommeting op alle drie motorfasen 2.5.20 Galvanische scheiding van stuurklemmen 2.6 Klantspecifieke toepassingsfuncties 2.6.1 Automatische aanpassing motorgegevens 2.6.2 Thermische motorbeveiliging 2.6.3 Netstoring 2.6.4 Ingebouwde PID-regelaars 2.6.5 Automatische herstart 2.6.6 Vliegende start 2.6.7 Volledig koppel bij gereduceerd toerental 2.6.8 Frequentiebypass 2.6.9 Voorverwarming van de motor 2.6.10 Vier programmeerbare setups 2.6.11 Dynamisch remmen 2.6.12 Gelijkstroomrem 2.6.13 Slaapmodus 2.6.14 Startvoorwaarde 2.6.15 Smart Logic Control (SLC) 2.6.16 STO-functie 2.7 Fout-, waarschuwings- en alarmfuncties 2.7.1 Werking bij overtemperatuur 2.7.2 Waarschuwing bij hoge en lage referentie 2.7.3 Waarschuwing bij hoge en lage terugkoppeling 2.7.4 Onbalans fase of faseverlies 2.7.5 Waarschuwing bij hoge frequentie 2.7.6 Waarschuwing bij lage frequentie
Danfoss A/S © 09/2014 Alle rechten voorbehouden.

28 28 28 29 29 29 29 29 29 29 30 30 30 30 30 30 30 30 31 31 31 32 32 32 32 32 32 32 33 33 33 33 34 35 35 35 35 35 35 35
MG20N610

Inhoud

Design guide

2.7.7 Waarschuwing wegens hoge stroom 2.7.8 Waarschuwing bij lage stroom 2.7.9 Waarschuwing bij geen belasting/defecte band 2.7.10 Verbroken seriële interface 2.8 Gebruikersinterface en programmering 2.8.1 Lokaal bedieningspaneel 2.8.2 Pc-software 2.8.2.1 MCT 10 setupsoftware 2.8.2.2 VLT® Motion Control Tool MCT 31 2.8.2.3 Harmonic Calculation Software (HCS) 2.9 Onderhoud 2.9.1 Opslag

3 Systeemintegratie
3.1 Omgevingscondities tijdens bedrijf 3.1.1 Vochtigheid 3.1.2 Temperatuur 3.1.3 Koeling 3.1.4 Door de motor gegenereerde overspanning 3.1.5 Akoestische ruis 3.1.6 Trillingen en schokken 3.1.7 Agressieve omgevingen 3.1.8 Definities IP-klassen 3.1.9 Radiofrequente interferentie 3.1.10 Conformiteit met PELV en galvanische scheiding 3.1.11 Opslag
3.2 EMC, harmonischen en aardlekbeveiliging 3.2.1 Algemene aspecten van EMC- emissies 3.2.2 EMC-testresultaten 3.2.3 Emissie-eisen 3.2.4 Immuniteitseisen: 3.2.5 Motorisolatie 3.2.6 Motorlagerstromen 3.2.7 Harmonischen 3.2.8 Aardlekstroom
3.3 Netintegratie 3.3.1 Netconfiguratie en EMC-effecten 3.3.2 Laagfrequente interferentie in het net 3.3.3 Netstoringen analyseren 3.3.4 Opties voor het beperken van netstoringen 3.3.5 Radiofrequente interferentie

MG20N610

36 36 36 36 36 37 37 37 38 38 38 38
39 39 39 39 40 41 41 41 41 43 43 44 44 45 45 46 48 48 49 49 50 52 54 54 54 55 55 55
3

Inhoud 4

VLT® AQUA Drive FC 202
3.3.6 Classificatie van de bedrijfslocatie 3.3.7 Gebruik met geïsoleerde ingangsbron 3.3.8 Arbeidsfactorcorrectie 3.3.9 Vertraging ingangsvermogen 3.3.10 Nettransiënten 3.3.11 Werking met een stand-bygenerator 3.4 Motorintegratie 3.4.1 Afwegingen bij selecteren motor 3.4.2 Sinusfilter en dU /dt-filters 3.4.3 Correcte motoraarding 3.4.4 Motorkabels 3.4.5 Afscherming motorkabel 3.4.6 Aansluiten van meerdere motoren 3.4.7 Stuurdraadisolatie 3.4.8 Thermische motorbeveiliging 3.4.9 Uitgangscontactor 3.4.10 Remfuncties 3.4.11 Dynamisch remmen 3.4.12 Berekening remweerstand 3.4.13 Remweerstandkabels 3.4.14 Remweerstand en rem-IGBT 3.4.15 Energierendement 3.5 Extra ingangen en uitgangen 3.5.1 Bedradingsschema 3.5.2 Relaisaansluitingen 3.5.3 EMC-correcte elektrische aansluiting 3.6 Mechanische planning 3.6.1 Vrije ruimte 3.6.2 wandmontage 3.6.3 Toegang 3.7 Opties en accessoires 3.7.1 Communicatieopties 3.7.2 Ingang/uitgang, terugkoppeling en veiligheidsopties 3.7.3 Cascaderegelingsopties 3.7.4 Remweerstanden 3.7.5 Sinusfilters 3.7.6 dU /dt-filters 3.7.7 Common-modefilters 3.7.8 Harmonischenfilters 3.7.9 IP 21/NEMA type 1-behuizingsset
Danfoss A/S © 09/2014 Alle rechten voorbehouden.

56 56 56 57 57 57 58 58 58 58 58 58 59 61 61 61 61 61 62 63 63 63 65 65 66 67 68 68 68 69 69 73 73 73 75 75 75 75 76 76
MG20N610

Inhoud

Design guide

3.7.10 Bevestigingsset voor externe bediening van LCP

3.7.11 Montagebeugel voor behuizingsgrootte A5, B1, B2, C1 en C2

3.8 Seriële interface RS485

3.8.1 Overzicht

3.8.2 Netwerkaansluiting

3.8.3 RS485-busafsluiting

3.8.4 EMC-voorzorgsmaatregelen

3.8.5 Overzicht FC-protocol

3.8.6 Netwerkconfiguratie

3.8.7 Berichtframingstructuur FC-protocol

3.8.8 Voorbeelden FC-protocol

3.8.9 Modbus RTU-protocol

3.8.10 Berichtframingstructuur Modbus RTU

3.8.11 Toegang tot parameters

3.8.12 FC-omvormerstuurwoordprofiel

3.9 Checklist systeemontwerp

4 Toepassingsvoorbeelden

100

4.1 Overzicht toepassingsvoorbeelden

100

4.2 Speciale toepassingsfuncties

100

4.2.1 SmartStart

100

4.2.2 Snelmenu Water en pompen

101

4.2.3 29-1* Deragging Function

101

4.2.4 Voor-/nasmeren

102

4.2.5 29-5* Flow Confirmation

103

4.3 Voorbeelden toepassingssetup

104

4.3.1 Toepassing met dompelpomp

106

4.3.2 BASIC cascaderegelaar

108

4.3.3 Pompstaging met wisselende hoofdpomp

109

4.3.4 Systeemstatus en bediening

109

4.3.5 Bedradingsschema cascaderegelaar

110

4.3.6 Bedradingsschema voor pomp met variabel toerental

111

4.3.7 Bedradingsschema voor hoofdpompwisseling

111

5 Speciale omstandigheden

115

5.1 Handmatige reductie

115

5.2 Reductie wegens lange motorkabels of kabels met een grotere dwarsdoorsnede 116

5.3 Reductie wegens omgevingstemperatuur

116

6 Typecode en selectie

121

6.1 Bestellen

121

MG20N610

Inhoud

VLT® AQUA Drive FC 202

6.1.1 Typecode 6.1.2 Softwaretaal 6.2 Opties, accessoires en reserveonderdelen 6.2.1 Opties en accessoires 6.2.2 Reserveonderdelen 6.2.3 Accessoiretassen 6.2.4 Keuze van de remweerstand 6.2.5 Aanbevolen remweerstanden 6.2.6 Alternatieve remweerstanden, T2 en T4 6.2.7 Harmonischenfilters 6.2.8 Sinusfilters 6.2.9 dU/dt-filters 6.2.10 Common-modefilters
7 Specificaties
7.1 Elektrische gegevens 7.1.1 Netvoeding 1 x 200-240 V AC 7.1.2 Netvoeding 3 x 200-240 V AC 7.1.3 Netvoeding 1 x 380-480 V AC 7.1.4 Netvoeding 3 x 380-480 V AC 7.1.5 Netvoeding 3 x 525-600 V AC 7.1.6 Netvoeding 3 x 525-690 V AC
7.2 Netvoeding 7.3 Uitgangsvermogen van de motor en motorgegevens 7.4 Omgevingscondities 7.5 Kabelspecificaties 7.6 Stuuringang/-uitgang en stuurgegevens 7.7 Zekeringen en circuitbreakers 7.8 Vermogensklasse, gewicht en afmetingen 7.9 dU/dt-tests 7.10 Akoestische-ruiswaarden 7.11 Geselecteerde opties
7.11.1 VLT® General Purpose I/O MCB 101 7.11.2 VLT® Relay Card MCB 105 7.11.3 VLT® PTC Thermistor Card MCB 112 7.11.4 VLT® Extended Relay Card MCB 113 7.11.5 VLT® Sensor Input MCB 114 7.11.6 VLT® Extended Cascade Controller MCO 101 7.11.7 VLT® Advanced Cascade Controller MCO 102
8 Bijlage geselecteerde tekeningen

121 123 123 123 125 125 126 127 134 135 137 139 140
141 141 141 142 145 146 150 154 157 157 158 158 159 162 170 171 173 174 174 174 176 178 179 180 181
184
MG20N610

Inhoud

Design guide

8.1 Tekeningen voor aansluiting netvoeding (3 fasen)

184

8.2 Tekeningen voor motoraansluiting

187

8.3 Tekeningen voor relaisklemmen

189

8.4 Kabelinvoergaten

190

Trefwoordenregister

194

MG20N610

Inleiding
1 1 1 Inleiding

VLT® AQUA Drive FC 202

1.1 Doel van de design guide
Deze design guide voor Danfoss VLT® AQUA Drivefrequentieomvormers is bedoeld voor:
· project- en systeemengineers; · ontwerpadviseurs; · toepassings- en productspecialisten.
De design guide bevat technische informatie die u helpt om inzicht te krijgen in de mogelijkheden van de frequentieomvormer voor integratie in motorregel- en bewakingssystemen.
De design guide is bedoeld om ontwerpafwegingen en planningsgegevens te bieden voor integratie van de frequentieomvormer in een systeem. De design guide is van toepassing op diverse frequentieomvormers en opties voor uiteenlopende toepassingen en installaties.
Op basis van de uitgebreide productgegevens kunt u in de ontwerpfase een goed doordacht systeem ontwikkelen met optimale functionaliteit en maximaal rendement.
VLT® is een gedeponeerd handelsmerk.
1.2 Indeling
Hoofdstuk 1 Inleiding: het algemene doel van de design guide en conformiteit met internationale richtlijnen.
Hoofdstuk 2 Productoverzicht: de interne opbouw en functionaliteit van de frequentieomvormer en operationele functies.
Hoofdstuk 3 Systeemintegratie: omgevingseisen; EMC, harmonischen en aardlekken; netingang; motoren en motoraansluitingen; andere aansluitingen; mechanische planning; en beschrijvingen van beschikbare opties en accessoires.
Hoofdstuk 4 Toepassingsvoorbeelden: voorbeelden van producttoepassingen en richtlijnen voor gebruik.
Hoofdstuk 5 Speciale omstandigheden: details over ongebruikelijke bedrijfsomgevingen.
Hoofdstuk 6 Typecode en selectie: procedures voor het bestellen van apparatuur en opties om het beoogde gebruik van het systeem te realiseren.

Hoofdstuk 7 Specificaties: een compilatie van technische gegevens in de vorm van tabellen en afbeeldingen.
Hoofdstuk 8 Bijlage geselecteerde tekeningen: een compilatie van afbeeldingen ter illustratie van netvoedingsen motoraansluitingen, relaisklemmen en kabelingangen.
1.3 Aanvullende hulpmiddelen
Er zijn hulpmiddelen beschikbaar om inzicht te krijgen in geavanceerde bedienings- en programmeerfuncties van de frequentieomvormer en naleving van richtlijnen:
· De Bedieningshandleiding VLT® AQUA Drive FC 202
(in deze handleiding aangeduid als bedieningshandleiding) biedt gedetailleerde informatie over de installatie en het opstarten van de frequentieomvormer.
· De VLT® AQUA Drive FC 202 Design Guide bevat
ontwerp- en planningsinformatie die nodig is om de frequentieomvormer te kunnen integreren in een systeem.
· De Programmeerhandleiding VLT® AQUA Drive FC
202 (in deze handleiding aangeduid als programmeerhandleiding) gaat dieper in op het gebruik van parameters en bevat veel toepassingsvoorbeelden.
· In VLT® Frequency Converters – Safe Torque Off
Operating Instructions vindt u informatie over het gebruik van Danfoss- frequentieomvormers in toepassingen met functionele veiligheid. Deze handleiding wordt bij de frequentieomvormer geleverd als de STO-optie aanwezig is.
· De VLT® Brake Resistor Design Guide legt uit hoe u
de optimale remweerstand kunt selecteren.
Aanvullende documentatie en handleiding zijn te downloaden via danfoss.com/Product/Literature/Technical +Documentation.htm.
LET OP
Een deel van de informatie in deze documentatie is mogelijk niet van toepassing bij gebruik van beschikbare optionele apparatuur. Zorg dat u de bij de opties geleverde instructies doorleest met het oog op specifieke vereisten.
Neem contact op met een Danfoss-leverancier of ga naar www.danfoss.com voor aanvullende informatie.

MG20N610

Inleiding

Design guide

1.4 Afkortingen, symbolen en conventies

60° AVM A AC AD AEO AI AMA AWG °C CD CM CT DC DI DM D-TYPE EMC EMK ETR fJOG
fM fMAX
fMIN
fM,N FC g Hiperface®
pk HTL
Hz IINV ILIM IM,N IVLT,MAX IVLT,N
kHz LCP lsb m mA MCM MCT mH min ms msb

60° asynchrone vectormodulatie Ampère/AMP Wisselstroom Luchtontlading Automatische energieoptimalisatie Analoge ingang Automatische aanpassing motorgegevens American Wire Gauge Graden Celsius Constante ontlading Common mode Constant koppel Gelijkstroom Digitale ingang Differentiële modus Afhankelijk van de frequentieomvormer Elektromagnetische compatibiliteit Elektromotorische kracht Elektronisch thermisch relais De motorfrequentie wanneer de jogfunctie is geactiveerd Motorfrequentie De maximale uitgangsfrequentie die de frequentieomvormer op de uitgang schakelt De minimale motorfrequentie van de frequentieomvormer Nominale motorfrequentie Frequentieomvormer gram Hiperface® is een gedeponeerd handelsmerk van Stegmann Paardenkracht HTL-encoder (10-30 V) pulsen hoogspanningstransistorlogica Hertz Nominale uitgangsstroom van de omvormer Stroomgrens Nominale motorstroom De maximale uitgangsstroom De nominale uitgangsstroom die door de frequentieomvormer wordt geleverd Kilohertz Lokaal bedieningspaneel Minst significante bit Meter Milliampère Mille Circular Mil Motion Control Tool Inductantie in millihenry Minuut Milliseconde Meest significante bit

VLT
nF NLCP Nm ns Online-/offlineparameters
Pbr,cont.
PCB PCD PELV Pm
PM,N PM-motor Proces-PID
Rbr,nom
RCD Regen Rmin
RMS tpm Rrec
s SFAVM STW SMPS THD TLIM TTL
UM,N V VT VVC+

Het rendement van de frequentieomvormer gedefinieerd als de verhouding tussen uitgangsvermogen en ingangsvermogen Capaciteit in nanofarad Numeriek lokaal bedieningspaneel Newtonmeter Synchroon motortoerental Wijzigingen van onlineparameters worden onmiddellijk na het wijzigen van de datawaarde geactiveerd Nominaal vermogen van de remweerstand (gemiddeld vermogen tijdens continu remmen) Printed Circuit Board printplaat Procesdata Protective Extra Low Voltage Het nominale uitgangsvermogen van de frequentieomvormer als hoge overbelasting (HO) Nominaal motorvermogen Permanentmagneetmotor De PID- regelaar handhaaft het gewenste niveau voor toerental, druk, temperatuur enzovoort De nominale weerstandswaarde die zorgt voor een remvermogen op de motoras van 150/160% gedurende 1 minuut Reststroomapparaat Regeneratieve klemmen Door de frequentieomvormer toegestane minimale remweerstand Root Mean Square Toeren per minuut Aanbevolen weerstand van Danfoss-remweerstanden Seconde Stator Flux Asynchrone Vectormodulatie Statuswoord Schakelende voeding Totale harmonische vervorming Koppelbegrenzing TTL-encoder (5 V) pulsen transistor-transistorlogica Nominale motorspanning Volt Variabel koppel Voltage Vector Control

Tabel 1.1 Afkortingen

MG20N610

Inleiding

VLT® AQUA Drive FC 202

Conventies Genummerde lijsten geven procedures aan. Lijsten met opsommingstekens geven andere informatie en beschrijvingen van afbeeldingen aan. Cursieve tekst geeft een van de volgende zaken aan:
· Kruisverwijzing · Koppeling · Voetnoot · Parameternaam, naam parametergroep, parame-
teroptie
Alle afmetingen zijn in mm (inch). * geeft de standaardinstelling van een parameter aan.
De volgende symbolen worden gebruikt in dit document:
WAARSCHUWING
Geeft een potentieel gevaarlijke situatie aan die kan leiden tot ernstig of dodelijk letsel.
VOORZICHTIG
Geeft een potentieel gevaarlijke situatie aan die kan leiden tot licht of matig letsel. Kan tevens worden gebruikt om te waarschuwen tegen onveilige werkpraktijken.
LET OP
Geeft belangrijke informatie aan, waaronder situaties die kunnen leiden tot schade aan apparatuur of eigendommen.
1.5 Definities
Remweerstand De remweerstand is een module die het remvermogen dat bij regeneratief remmen wordt gegenereerd, kan absorberen. Dit regeneratieve remvermogen verhoogt de tussenkringspanning en een remchopper zorgt ervoor dat het vermogen wordt overgebracht naar de remweerstand.
Vrijloop De motoras bevindt zich in de vrije modus. Geen koppel op de motor.
CT-karakteristieken Constant-koppelkarakteristieken, gebruikt voor alle toepassingen, zoals transportbanden, verdringerpompen en kranen.
Initialisatie Bij initialisatie (14-22 Bedrijfsmodus) keert de frequentieomvormer terug naar de standaardinstelling.
Intermitterende belastingscyclus De nominale intermitterende belasting heeft betrekking op een reeks belastingscycli. Elke cyclus bestaat uit een belaste en een onbelaste periode. Het kan een periodieke cyclus of een niet-periodieke cyclus betreffen.

Arbeidsfactor De werkelijke arbeidsfactor (lambda) houdt rekening met alle harmonischen en is altijd lager dan de arbeidsfactor (cos phi), die alleen rekening houdt met de 1e harmonische van stroom en spanning.

cos =

P P

kW kVA

U x I x cos U x I

Cos phi wordt ook wel verschuivingsfactor genoemd.

Zowel lambda als cos phi worden in hoofdstuk 7.2 Netvoeding gespecificeerd voor Danfoss VLT®-frequentieomvormers.

De arbeidsfactor geeft aan in hoeverre een frequentieomvormer de netvoeding belast. Hoe lager de arbeidsfactor, hoe hoger de IRMS voor dezelfde kW- prestatie.

Bovendien betekent een hoge arbeidsfactor dat de harmonische stromen laag zijn. Alle Danfoss-frequentieomvormers zijn uitgerust met ingebouwde DC- spoelen in de DC-tussenkring. Dit zorgt voor een hoge arbeidsfactor en beperkt de totale harmonische vervorming (THD) op de netvoeding.

Setup U kunt parameterinstellingen in 4 setups opslaan. Het is mogelijk om tussen de 4 parametersetups te schakelen en 1 setup te bewerken terwijl een andere setup actief is.

Slipcompensatie De frequentieomvormer compenseert het slippen van de motor met een aanvulling op de frequentie op basis van de gemeten motorbelasting, waardoor het motortoerental vrijwel constant wordt gehouden.

Smart Logic Control (SLC) De SLC is een reeks door de gebruiker gedefinieerde acties die wordt uitgevoerd wanneer de bijbehorende, door de gebruiker gedefinieerde gebeurtenissen door de SLC worden geëvalueerd als TRUE. (Parametergroep 13-** Smart Logic).

Standaard FC-bus Omvat een RS485-bus met FC-protocol of MC-protocol. Zie 8-30 Protocol.

Thermistor Een temperatuurafhankelijke weerstand die geplaatst wordt op plaatsen waar de temperatuur moet worden bewaakt (frequentieomvormer of motor).

MG20N610

Inleiding

Design guide

Uitschakeling (trip) Een toestand die zich voordoet in foutsituaties, bijvoorbeeld als de frequentieomvormer wordt blootgesteld aan een overtemperatuur of wanneer de frequentieomvormer de motor, het proces of het mechanisme beschermt. Een herstart is niet mogelijk totdat de oorzaak van de fout is weggenomen en de uitschakelingsstatus is opgeheven. Hef de uitschakelingsstatus op door:
· reset te activeren of · de frequentieomvormer te programmeren om een
automatische reset uit te voeren.
Gebruik een uitschakeling (trip) niet voor persoonlijke veiligheid.
Uitschakeling met blokkering Een toestand die zich voordoet in foutsituaties waarbij de frequentieomvormer zichzelf beschermt en fysiek ingrijpen noodzakelijk is, bijv. als de frequentieomvormer wordt kortgesloten op de uitgang. Een uitschakeling met blokkering kan alleen worden opgeheven door de netvoeding af te schakelen, de oorzaak van de fout weg te nemen en de frequentieomvormer opnieuw aan te sluiten op het net. Een herstart is niet mogelijk totdat de uitschakelingsstatus is opgeheven door het activeren van de reset of, in sommige gevallen, doordat een automatische reset is geprogrammeerd. Gebruik een uitschakeling (trip) niet voor persoonlijke veiligheid.
VT-karakteristieken Variabel-koppelkarakteristieken voor pompen en ventilatoren.
1.6 Document- en softwareversie
Deze handleiding wordt regelmatig herzien en bijgewerkt. Alle suggesties voor verbetering zijn welkom.

Tabel 1.2 toont de documentversie en de bijbehorende softwareversie.

Versie MG20N6xx

Opmerkingen Vervangt MG20N5xx

Softwareversie 2.20 en later

Tabel 1.2 Document- en softwareversie

1.7 Goedkeuringen en certificeringen
Frequentieomvormers zijn ontworpen overeenkomstig de richtlijnen in deze sectie.

Meer informatie over goedkeuringen en certificaten is te vinden in het downloadgedeelte op http:// www.danfoss.com/BusinessAreas/DrivesSolutions/Documentations/.

1.7.1 CE-markering

Afbeelding 1.1 CE

De CE-markering (Communauté Européenne) geeft aan dat de fabrikant van het product voldoet aan alle relevante EUrichtlijnen. De EU-richtlijnen die van toepassing zijn op het ontwerp en de productie van frequentieomvormers, staan vermeld in Tabel 1.3.
LET OP
De CE-markering heeft geen betrekking op de kwaliteit van het product. Het is niet mogelijk om technische specificaties af te leiden uit de CE-markering.

LET OP
Frequentieomvormers met een ingebouwde veiligheidsfunctie moeten voldoen aan de Machinerichtlijn.

EU-richtlijn Laagspanningsrichtlijn EMC-richtlijn Machinerichtlijn1) ErP- richtlijn ATEX-richtlijn RoHS-richtlijn

Versie 2006/95/EC 2004/108/EC 2006/42/EC 2009/125/EC 94/9/EC 2002/95/EC

Tabel 1.3 EU-richtlijnen die van toepassing zijn op frequentieomvormers

Enkel frequentieomvormers met een ingebouwde veiligheidsfunctie moeten voldoen aan de Machinerichtlijn.

Conformiteitsverklaringen zijn leverbaar op aanvraag.

1.7.1.1 Laagspanningsrichtlijn

De Laagspanningsrichtlijn is van toepassing op alle elektrische apparaten in het spanningsbereik van 50-1000 V AC en 75-1600 V DC.
De richtlijn heeft tot doel om de persoonlijke veiligheid te waarborgen en schade aan eigendommen te voorkomen bij gebruik van elektrische apparatuur die correct is geïnstalleerd en correct wordt onderhouden, in de toepassing waarvoor deze apparatuur is bedoeld.
1.7.1.2 EMC-richtlijn

De EMC-richtlijn (elektromagnetische compatibiliteit) heeft tot doel om de elektromagnetische interferentie te beperken en de immuniteit van elektrische apparatuur en installaties te verbeteren. De basiseis voor bescherming

MG20N610

Inleiding

VLT® AQUA Drive FC 202

van EMC-richtlijn 2004/108/EG stelt dat apparaten die elektromagnetische interferentie (EMI) genereren, of waarvan de werking door EMI kan worden beïnvloed, zodanig moeten zijn ontworpen dat het genereren van elektromagnetische interferentie wordt beperkt en dat ze een adequaat niveau van ongevoeligheid ten opzichte van EMI bieden wanneer ze correct worden geïnstalleerd en onderhouden, en worden gebruikt zoals bedoeld.
Elektrische apparaten die zelfstandig worden gebruikt of deel uitmaken van een systeem, moeten zijn voorzien van de CE-markering. Systemen hoeven niet te zijn voorzien van de CE-markering, maar moeten wel voldoen aan de basiseisen voor bescherming volgens de EMC-richtlijn.
1.7.1.3 Machinerichtlijn
De Machinerichtlijn heeft tot doel om de persoonlijke veiligheid te waarborgen en schade aan eigendommen te voorkomen bij gebruik van mechanische apparatuur in toepassingen waarvoor de apparatuur bedoeld is. De Machinerichtlijn is van toepassing op machines die bestaan uit een groep onderling verbonden componenten of apparaten waarvan er ten minste één mechanische bewegingen kan uitvoeren.
Frequentieomvormers met een ingebouwde veiligheidsfunctie moeten voldoen aan de Machinerichtlijn. Frequentieomvormers zonder veiligheidsfunctie vallen niet onder de Machinerichtlijn. Wanneer een frequentieomvormer is geïntegreerd in een machinesysteem, kan Danfoss informatie verstrekken over de veiligheidsaspecten met betrekking tot de frequentieomvormer.
Wanneer frequentieomvormers worden gebruikt in machines met ten minste één bewegend deel, moet de machinefabrikant een verklaring afgeven dat het product voldoet aan alle relevante statuten en veiligheidsmaatregelen.
1.7.1.4 ErP-richtlijn
De ErP-richtlijn is de Europese Ecodesignrichtlijn voor energiegerelateerde producten. De richtlijn definieert de eisen voor ecologisch ontwerp voor energiegerelateerde producten, inclusief frequentieomvormers. De richtlijn heeft tot doel om het energierendement en het milieubeschermingsniveau te verhogen, waarbij tevens de zekerheid van de energievoorziening wordt versterkt. De milieueffecten van energiegerelateerde producten omvatten het energieverbruik gedurende de volledige levensduur van het product.

1.7.2 C-tick-conformiteit
Afbeelding 1.2 C-Tick
Het C-tick-label geeft aan dat het product voldoet aan de relevante technische normen voor elektromagnetische compatibiliteit (EMC). C-tick-conformiteit is vereist voor elektrische en elektronische producten die op de markt worden gebracht in Australië en Nieuw-Zeeland.
De C-tick-verordening heeft betrekking op emissies via geleiding en straling. Voor frequentieomvormers moet u de emissielimieten volgen die zijn gespecificeerd in EN-IEC 61800-3.
Op verzoek kan een conformiteitsverklaring worden afgegeven.
1.7.3 UL-conformiteit
UL Listed
Afbeelding 1.3 UL
LET OP
525-690 V-frequentieomvormers zijn niet gecertificeerd voor UL.
De frequentieomvormer voldoet aan de eisen van UL 508C ten aanzien van het behoud van het thermische geheugen. Zie hoofdstuk 2.6.2 Thermische motorbeveiliging voor meer informatie.
1.7.4 Maritieme conformiteit
Eenheden met beschermingsklasse IP 55 (NEMA 12) of hoger voorkomen vonkvorming en zijn geclassificeerd als elektrische apparaten met beperkt explosiegevaar overeenkomstig het Europees Verdrag inzake het internationale vervoer van gevaarlijke goederen over de binnenwateren (ADN).
Ga naar www.danfoss.com voor aanvullende informatie over goedkeuringen voor maritieme toepassingen.

MG20N610

Inleiding

Design guide

Voor eenheden met beschermingsklasse IP 20/Chassis, IP 21/NEMA 1 of IP 54 moet u het risico op vonkvorming als volgt vermijden:
· Installeer geen netschakelaar. · Zorg dat 14-50 RFI-filter is ingesteld op [1] Aan. · Verwijder alle relaisstekkers die zijn gemarkeerd
als RELAY. Zie Afbeelding 1.4.
· Controleer of er relaisopties zijn geïnstalleerd, en
zo ja welke? De enige toegestane relaisoptie is VLT® Extended Relay Card MCB 113.

1 2

130BD832.10

Het strikt opvolgen van de veiligheidsmaatregelen en kennisgevingen is verplicht voor een veilige werking van de frequentieomvormer.
1.8.2 Gekwalificeerd personeel
Een probleemloze en veilige werking van de frequentieomvormer is alleen mogelijk als de frequentieomvormer op correcte en betrouwbare wijze wordt vervoerd, opgeslagen, geïnstalleerd, gebruikt en onderhouden. Deze apparatuur mag uitsluitend worden geïnstalleerd of bediend door gekwalificeerd personeel.
Gekwalificeerd personeel is gedefinieerd als opgeleide medewerkers die bevoegd zijn om apparatuur, systemen en circuits te installeren, in bedrijf te stellen en te onderhouden overeenkomstig relevante wetten en voorschriften. Daarnaast moet het gekwalificeerde personeel bekend zijn met de instructies en veiligheidsmaatregelen die in deze bedieningshandleiding staan beschreven.
WAARSCHUWING
HOGE SPANNING
Frequentieomvormers bevatten hoge spanning wanneer ze zijn aangesloten op een netingang, DC-voeding of loadsharing. Als de installatie, het opstarten en het onderhoud niet worden uitgevoerd door gekwalificeerd personeel, kan dit leiden tot ernstig of dodelijk letsel.
· Installatie, opstarten en onderhoud mogen
uitsluitend worden uitgevoerd door gekwalificeerd personeel.

1, 2

Relaisstekkers

Afbeelding 1.4 Positie van relaisstekkers

Op verzoek wordt een verklaring van de fabrikant afgegeven.
1.8 Veiligheid
1.8.1 Algemene veiligheidsprincipes
Frequentieomvormers bevatten componenten die onder hoge spanning staan en kunnen bij onjuiste hantering dodelijk letsel veroorzaken. Deze apparatuur mag uitsluitend worden geïnstalleerd of bediend door gekwalificeerd personeel. Voer geen reparatiewerkzaamheden uit voordat de spanning naar de frequentieomvormer is onderbroken en de voorgeschreven ontladingstijd voor het afvoeren van opgeslagen elektrische energie is verstreken.

MG20N610

Inleiding

VLT® AQUA Drive FC 202

WAARSCHUWING
ONBEDOELDE START
Wanneer de frequentieomvormer is aangesloten op de netvoeding, DC-voeding of loadsharing, kan de motor op elk moment starten. Een onbedoelde start tijdens programmeer-, onderhouds- of reparatiewerkzaamheden kan leiden tot ernstig of dodelijk letsel of tot schade aan apparatuur of eigendommen. De motor kan worden gestart via een externe schakelaar, een seriële buscommando, een ingangsreferentiesignaal van het LCP of door het opheffen van een foutconditie. Om een onbedoelde motorstart te voorkomen:
· Onderbreek de netvoeding naar de frequentie-
omvormer.
· Druk op [Off/Reset] op het LCP voordat u
parameters gaat programmeren.
· De frequentieomvormer, motor en eventuele
door de motor aangedreven apparatuur moeten volledig bedraad en gemonteerd zijn voordat de frequentieomvormer op de netvoeding, DCvoeding of loadsharing wordt aangesloten.
WAARSCHUWING
ONTLADINGSTIJD
De frequentieomvormer bevat DC-tussenkringcondensatoren waarop spanning kan blijven staan, ook wanneer de frequentieomvormer niet van spanning wordt voorzien. Als u de aangegeven wachttijd na afschakeling niet in acht neemt voordat u onderhouds- of reparatiewerkzaamheden uitvoert, kan dit leiden tot ernstig of dodelijk letsel.
· Stop de motor. · Onderbreek de netvoeding en externe DC-
tussenkringvoedingen, inclusief backupvoedingen, UPS-eenheden en DC- tussenkringaansluitingen naar andere frequentieomvormers.
· Schakel aanwezige PM-motoren af of blokkeer
ze.
· Wacht tot de condensatoren volledig zijn
ontladen voordat u onderhouds- of reparatiewerkzaamheden uitvoert. De vereiste wachttijd staat vermeld in Tabel 1.4.

Spanning

Minimale wachttijd

[V]

(minuten)

200-240

0,25-3,7 kW

–

5,5-45 kW

380-480

0,37-7,5 kW

–

11-90 kW

525-600

0,75-7,5 kW

–

11-90 kW

525-690

–

1,1-7,5 kW

11-90 kW

Er kan hoge spanning aanwezig zijn, ook wanneer de waarschu-

wingsleds uit zijn.

Tabel 1.4 Ontladingstijd

WAARSCHUWING
GEVAAR VOOR LEKSTROOM
De aardlekstroom bedraagt meer dan 3,5 mA. Een onjuiste aarding van de frequentieomvormer kan leiden tot ernstig of dodelijk letsel.
· Zorg dat de apparatuur correct is geaard door
een erkende elektrisch installateur.

WAARSCHUWING
GEVAARLIJKE APPARATUUR
Het aanraken van draaiende assen en elektrische apparatuur kan leiden tot ernstig of dodelijk letsel.
· De installatie, het opstarten en het onderhoud
mogen uitsluitend worden uitgevoerd door hiervoor opgeleid en gekwalificeerd personeel.
· Zorg dat alle elektrische werkzaamheden
worden uitgevoerd overeenkomstig de nationale en lokale elektriciteitsvoorschriften.
· Volg de procedures in dit document.

WAARSCHUWING
ONBEDOELD DRAAIEN VAN DE MOTOR WINDMILLING
Het onbedoeld draaien van permanentmagneetmotoren wekt spanning op waardoor de eenheid kan worden geladen; dit kan leiden tot ernstig of dodelijk letsel of schade aan apparatuur.
· Zorg dat permanentmagneetmotoren zijn
geblokkeerd om onbedoeld draaien te voorkomen.

MG20N610

Inleiding

Design guide

VOORZICHTIG
GEVAAR BIJ INTERNE FOUT
Een interne fout in de frequentieomvormer kan leiden tot ernstig letsel als de frequentieomvormer niet goed is afgesloten.
· Controleer voordat u de spanning inschakelt of
alle veiligheidsafdekkingen op hun plaats zitten en stevig zijn vastgezet.

MG20N610

130BD889.10

Productoverzicht

VLT® AQUA Drive FC 202

2 Productoverzicht
2.1 Inleiding
Dit hoofdstuk geeft een overzicht van de primaire componenten en circuits van de frequentieomvormer. Het beschrijft de interne elektrische en signaalverwerkingsfuncties. Ook een beschrijving van de interne regelstructuur is opgenomen.
Het hoofdstuk beschrijft tevens automatische en optionele frequentieomvormerfuncties die beschikbaar zijn voor het ontwerpen van robuuste besturingssystemen met geavanceerde prestaties op het gebied van regeling en statusrapportage.
2.1.1 Product speciaal ontworpen voor water- en afvalwatertoepassingen
De VLT® AQUA Drive FC 202 is ontworpen voor water- en afvalwatertoepassingen. De geïntegreerde SmartStartwizard en het snelmenu Water en pompen leiden de gebruiker door het inbedrijfstellingsproces. De standaarden optionele functies omvatten:
· Cascaderegeling · Droogloopdetectie · Einde-curvedetectie · Motorwisseling · Deragging · Initiële en uiteindelijke ramp · Aan-/uitloop afsluit-/terugslagklep · STO · Detectie weinig flow · Voorsmeren · Flowbevestiging · Leidingvulmodus · Slaapmodus · Realtimeklok · Wachtwoordbeveiliging · Overbelastingsbeveiliging · Smart Logic Control · Bewaking minimumtoerental · Vrij programmeerbare tekst voor informatie,
waarschuwingen en alarmen

2.1.2 Energiebesparing
In vergelijking met alternatieve regelsystemen en technieken is een frequentieomvormer hét energiebesparingssysteem voor het regelen van ventilatoren pompsystemen.
Bij gebruik van een frequentieomvormer voor het regelen van de flow leidt een verlaging van het pomptoerental van 20% in typische toepassingen tot een energiebesparing van zo’n 50%. Afbeelding 2.1 toont een voorbeeld van de haalbare energiebesparing.

(mwg) Hs 60 50 40 30 20 10

100

(kW) Pshaft 60 50 40 30 20 10

100

1650rpm 1350rpm

200

300

400 (m3 /h)

1650rpm

1350rpm

200

300

400 (m3 /h)

Energiebesparing

Afbeelding 2.1 Voorbeeld: Energiebesparing

MG20N610

Productoverzicht

Design guide

2.1.3 Voorbeeld van energiebesparing
In Afbeelding 2.2 is te zien dat de flow wordt geregeld door wijziging van het pomptoerental, gemeten in tpm. Bij een toerentalreductie van slechts 20% ten opzichte van het nominale toerental wordt ook de flow met 20% verlaagd. Dit komt omdat de flow recht evenredig is met het toerental. Het elektriciteitsverbruik neemt echter af met bijna 50%. Als het systeem slechts een paar dagen per jaar een flow hoeft te leveren die gelijk is aan 100%, terwijl het gemiddelde gedurende de rest van het jaar minder is dan 80% van de nominale flow, bedraagt de hoeveelheid bespaarde energie zelfs meer dan 50%.
Afbeelding 2.2 laat zien hoe de flow, de druk en het energieverbruik van centrifugaalpompen afhankelijk zijn van het toerental (tpm).
100%
80%

175HA208.10

2.1.4 Klepregeling versus snelheidsregeling voor centrifugaalpompen
Klepregeling Omdat de druk in watersystemen varieert, moet de flow op basis hiervan worden aangepast. Veelgebruikte methoden voor het aanpassen van de flow zijn smoren of recirculatie met behulp van kleppen.
Een recirculatieklep die te ver is geopend, kan ertoe leiden dat de pomp aan het einde van de pompcurve werkt, met een hoog debiet bij een lage pompopvoerhoogte. Deze condities betekenen niet alleen een verspilling van energie vanwege het hoge toerental van de pomp, maar ze kunnen ook leiden tot pompcavitatie en vervolgens tot schade aan de pomp.
Het smoren van de flow met een regelklep voegt een drukval toe over de klep (HP-HS). Dit is te vergelijken met het gelijktijdig accelereren en aan de rem trekken in een poging om de snelheid van een auto te verlagen. Afbeelding 2.3 laat zien dan smoren ertoe leidt dat de systeemcurve bij punt (2) op de pompcurve afbuigt naar een punt met een aanzienlijk lager rendement (1).

50% 25% 12,5%

Flow ~n

Pressure ~n2 Power ~n3

50%

80% 100%

Afbeelding 2.2 Affiniteitswetten voor centrifugaalpompen

Flow :

Q1 Q2

n1 n2

Druk :

H1 H2

n1 2 n2

Vermogen :

P1 P2

n1 3 n2

Uitgaand van een gelijk rendement in het toerentalbereik.

Q = flow Q1 = flow 1 Q2 = gereduceerde flow H = druk H1 = druk 1 H2 = gereduceerde druk

P = vermogen P1 = vermogen 1 P2 = gereduceerd vermogen n = toerentalregeling n1 = toerental 1 n2 = gereduceerd toerental

Tabel 2.1 Affiniteitswetten

MG20N610

130BD894.10

Productoverzicht

VLT® AQUA Drive FC 202

Head or pressure 60
7605 75 78 80 80 7578 130BD890.10 Head or Pressure

100% speed 1 2

Throttled

Unthrottled

Flow

Head or pressure

Pump curve

Operating point
1

Natural operating point
2

Throttled

system Unthrottled

system 3

Hp Hs

Flow

Werkpunt bij gebruik van een smoorklep

Natuurlijk werkpunt

Werkpunt bij gebruik van snelheidsregeling

Afbeelding 2.3 Flowreductie bij klepregeling (smoren)

Snelheidsregeling Dezelfde flow kan worden aangepast door het toerental van de pomp te verlagen, zoals getoond in Afbeelding 2.4. Als het toerental wordt verlaagd, komt de pompcurve lager te lopen. Het werkpunt is het nieuwe snijpunt van de pompcurve en de systeemcurve (3). De energiebesparing is te berekenen door de affiniteitswetten toe te passen zoals beschreven in hoofdstuk 2.1.3 Voorbeeld van energiebesparing.

Pump curve

Operating point

Speed reduction

1 system

Unthrottled

Natural Operating point
2 Hp
Hs

Flow

Werkpunt bij gebruik van een smoorklep

Natuurlijk werkpunt

Werkpunt bij gebruik van snelheidsregeling

Afbeelding 2.4 Flowreductie bij snelheidsregeling

130BD892.10

140 130 120 110 100 90 80 70 P(%) 60 50 40 30 20 10

Recirculation

Throttle control

Cycle control

VSD control

Ideal pump control

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Q(%)

Afbeelding 2.5 Vergelijkende debietregelingscurves

2.1.5 Voorbeeld met wisselende flow gedurende 1 jaar
De berekeningen in dit voorbeeld zijn gebaseerd op pompkarakteristieken die staan vermeld op een pompdatablad, zoals getoond in Afbeelding 2.7.
Het verkregen resultaat toont een energiebesparing van meer dan 50% bij de gegeven flowverdeling over een jaar; zie Afbeelding 2.6. De terugverdientijd hangt af van de prijs van elektriciteit en de prijs van de frequentieomvormer. In dit voorbeeld is de terugverdientijd minder dan een jaar in vergelijking met een systeem met kleppen en een constant toerental.

MG20N610

Productoverzicht

Design guide

[h] t 2000

1500

1000 500

100

200

300

400

[m3 /h]

t [h] Q [m³/h]

Duur van flow. Zie ook Tabel 2.2. Stromingssnelheid

Afbeelding 2.6 Flowverdeling over 1 jaar (duur versus stromingssnelheid)

Afbeelding 2.7 Energieverbruik bij verschillende toerentallen

175HA210.11

Stromi ngssn elheid

Verdeling

% Duur

[m³/h] 350 5 300 15 250 20 200 20 150 20 100 20 10 0 [h] 438 1314 1752 1752 1752 1752 8760

Regeling met kleppen

Vermo gen [kW] 42,51) 38,5 35,0 31,5 28,0 23,02)

Verbruik
[kWh] 18.615 50.589 61.320 55.188 49.056 40.296 275.064

Regeling

met

frequentieom-

vormer

Vermo Verbruik

gen

[kW] [kWh]

42,51) 18.615

29,0 38.106

18,5 32.412

11,5 20.148

6,5 11.388

3,53)

6.132

26.801

Tabel 2.2 Resultaat

Gemeten vermogen bij punt A1 2) Gemeten vermogen bij punt B1 3) Gemeten vermogen bij punt C1

2.1.6 Verbeterde regeling

Het gebruik van een frequentieomvormer voor het regelen van de flow of de druk in een systeem zorgt voor een betere regeling. Een frequentieomvormer kan het toerental van de ventilator of pomp variëren, wat een variabele regeling van flow en druk oplevert. Bovendien kan een frequentieomvormer het toerental van de ventilator of de pomp snel aanpassen aan nieuwe flowof drukcondities in het systeem. Zorg voor een eenvoudige procesregeling (flow, niveau of druk) door gebruik te maken van de ingebouwde PIregelaar.

2.1.7 Ster-driehoekschakeling of softstarter

Voor het starten van grote motoren is het in veel landen nodig om apparatuur te gebruiken die de opstartstroom beperkt. In meer traditionele systemen wordt vaak een ster-driehoekschakeling of softstarter gebruikt. Dergelijke motorstarters zijn niet meer nodig bij gebruik van een frequentieomvormer.

Zoals in Afbeelding 2.8 te zien is, verbruikt een frequentieomvormer niet meer stroom dan de nominale stroom.

MG20N610

Productoverzicht

VLT® AQUA Drive FC 202

% Full load current 175HA227.10

800 700 600 500 400 300 200 100
0 0

12,5

37,5

1 VLT® AQUA Drive FC 202 2 Ster-driehoekschakeling 3 Softstarter 4 Start direct op netvoeding
Afbeelding 2.8 Startstroom

50Hz
Full load & speed

2.2 Beschrijving van de werking
De frequentieomvormer voorziet de motor van een gereguleerde hoeveelheid netspanning om het motortoerental te regelen. De frequentieomvormer levert een variabele frequentie en spanning aan de motor.
De frequentieomvormer is onderverdeeld in 4 hoofdmodules:
· Gelijkrichter · DC-tussenkring · Omvormer · Besturing en regeling
Afbeelding 2.9 is een blokschema van de interne componenten van de frequentieomvormer. Zie Tabel 2.3 voor de bijbehorende functies.

Afbeelding 2.9 Blokschema frequentieomvormer

Gebied

Titel

1 Netingang

2 Gelijkrichter

3 DC-bus

4 DC-reactoren

Condensatorbatterij

6 Omvormer

Uitgang naar motor

8 Stuurcircuits

Functies
· 3-fasenetvoeding naar de frequen-
tieomvormer
· De gelijkrichterbrug zet de
inkomende AC-stroom om naar DC-stroom die in de omvormer kan worden gebruikt.
· De DC-tussenkring verwerkt de
DC-stroom.
· Filteren de DC-tussenkring-
spanning.
· Bieden beveiliging tegen nettran-
siënten.
· Beperken de RMS-stroom. · Verhogen de arbeidsfactor naar
het voedende net.
· Beperken de harmonischen op de
AC-ingang.
· Slaat de DC-spanning op. · Biedt tijdelijke bescherming bij
kortstondige netonderbreking.
· Zet het DC-signaal om naar een
geregelde pulsbreedtegemoduleerde AC-golfvorm voor een regelbaar variabel uitgangssignaal naar de motor.
· Geregeld 3-fase-uitgangsvermogen
naar de motor.
· Ingangsvermogen, interne
verwerking, uitgangssignalen en motorstroom worden bewaakt voor een efficiënte werking en regeling.
· De gebruikersinterface en externe
commando’s worden bewaakt en uitgevoerd.
· Biedt mogelijkheden voor status-
uitgang en -regeling.

Tabel 2.3 Legenda bij Afbeelding 2.9
1. De frequentieomvormer zet wisselspanning afkomstig van de netvoeding om in gelijkspanning.
2. De gelijkspanning wordt vervolgens omgezet in een wisselstroom met variabele amplitude en frequentie.

MG20N610

Productoverzicht

Design guide

De frequentieomvormer voorziet de motor van variabele spanning/stroom en frequentie en maakt zo toerenregeling mogelijk bij 3-fase, standaard asynchrone motoren en permanentmagneetmotoren met niet-uitspringende magneten.

De frequentieomvormer kan werken op basis van diverse motorbesturingsprincipes, waaronder speciale motormodus U/f en VVC+. Het kortsluitgedrag van de frequentieomvormer hangt af van de 3 stroomtransductoren in de motorfasen.

Afbeelding 2.10 Opbouw frequentieomvormer

2.3 Werkingsvolgorde
2.3.1 Gelijkrichterdeel
Op het moment dat er vermogen aan de frequentieomvormer wordt geleverd, komt dit binnen via de netklemmen (L1, L2 en L3) en gaat het vervolgens naar de netschakelaar en/of de RFI-filteroptie, afhankelijk van de configuratie van de eenheid.
2.3.2 Tussenkringdeel
Na het gelijkrichterdeel gaat de spanning naar het tussenkringdeel. Een filtercircuit, bestaande uit de DCbusinductor en de DC-condensatorbatterij, vlakt de gelijkgerichte spanning af.
De DC-businductor voorziet in serie-impedantie voor de wisselende stroom. Dit draagt bij aan het filteringsproces en beperkt tevens de harmonische vervorming naar het AC-ingangssignaal, die gewoonlijk optreedt in gelijkrichtercircuits.
2.3.3 Omvormerdeel
Zodra een startcommando en een snelheidsreferentie aanwezig zijn, beginnen in het omvormerdeel de IGBT’s te schakelen om het uitgangssignaal te creëren. Dit uitgangssignaal, gegenereerd door het Danfoss VVC+ PWM-principe op de stuurkaart, zorgt voor optimale prestaties en minimale verliezen in de motor.

2.3.4 Remoptie
Frequentieomvormers die zijn uitgerust met de dynamische-remoptie, zijn tevens voorzien van een remIGBT plus de klemmen 81 (R-) en 82 (R+) voor het aansluiten van een externe remweerstand.
De rem-IGBT dient ervoor om de spanning in de tussenkring te beperken als de maximale spanningslimiet wordt overschreden. Hiervoor wordt de extern gemonteerde weerstand over de DC-bus geschakeld om de overtollige DC-spanning af te voeren die aanwezig is op de buscondensatoren.
Externe plaatsing van de remweerstand heeft het voordeel dat de weerstand kan worden geselecteerd op basis van de toepassingsbehoeften. De energie wordt buiten het bedieningspaneel afgevoerd en de frequentieomvormer wordt beschermd tegen oververhitting bij eventuele overbelasting van de remweerstand.
Het stuursignaal van de rem-IGBT is afkomstig van de stuurkaart en wordt aan de rem-IGBT geleverd via de voedingskaart en de gatedriverkaart. Daarnaast bewaken de voedingskaart en de stuurkaart de aansluiting van de rem-IGBT en de remweerstand op kortsluiting en overbelasting. Zie hoofdstuk 7.1 Elektrische gegevens voor voorzekeringspecificaties. Zie ook hoofdstuk 7.7 Zekeringen en circuitbreakers.

MG20N610

Productoverzicht

VLT® AQUA Drive FC 202

2.3.5 Loadsharing
Eenheden met de ingebouwde loadsharingoptie bevatten de klemmen (+) 89 DC en (-) 88 DC. Binnen in de frequentieomvormer zijn deze klemmen vóór de DCtussenkringspoel en de buscondensatoren aangesloten op de DC-bus.
Neem voor meer informatie contact op met Danfoss.
De loadsharingklemmen zijn aan te sluiten in 2 verschillende configuraties.
1. Bij de eerste methode worden de klemmen gebruikt om de DC-tussenkringen van meerdere frequentieomvormers aan elkaar te koppelen. Hierdoor kan een eenheid die in de regeneratieve modus staat, de overtollige tussenkringspanning delen met een andere eenheid die een motor aandrijft. Loadsharing kan zo de noodzaak van externe dynamische-remweerstanden beperken, terwijl tegelijkertijd energie wordt bespaard. Het is mogelijk om een oneindig aantal eenheden op deze wijze aan te sluiten, op voorwaarde dat elke eenheid dezelfde nominale spanning heeft. Daarnaast kan het, afhankelijk van het vermogen en het aantal eenheden, nodig zijn om DCspoelen en DC-zekeringen in de DCtussenkringaansluitingen en AC-spoelen op het net aan te sluiten. Bij een dergelijke configuratie moeten specifieke afwegingen worden gemaakt. Neem contact op met Danfoss voor assistentie.

2. Bij de tweede methode wordt de frequentieomvormer uitsluitend gevoed via een DC-bron. Hiervoor is het volgende vereist:
2a Een DC-bron.
2b Een voorziening die bij het opstarten van de DC-bus een soft-charge uitvoert.
Ook hier geldt dat bij een dergelijke configuratie speciale overwegingen komen kijken. Neem contact op met Danfoss voor assistentie.
2.4 Regelstructuren
2.4.1 Regelstructuur zonder terugkoppeling
Bij een regeling zonder terugkoppeling reageert de frequentieomvormer op ingangscommando’s die handmatig worden gegeven via de LCP-toetsen of extern worden gegeven via de analoge/digitale ingangen of een seriële bus.
In de getoonde configuratie in Afbeelding 2.11 werkt de frequentieomvormer op basis van een regeling zonder terugkoppeling. De frequentieomvormer ontvangt ingangssignalen via het LCP (handmodus) of via een extern signaal (automodus). Het signaal (de snelheidsreferentie) wordt na ontvangst onderworpen aan de minimale en maximale begrenzingen van het motortoerental (in tpm en Hz), aanen uitlooptijden en de draairichting van de motor. Vervolgens wordt de referentie doorgegeven aan de motor.

130BB153.10

Reference handling Remote reference
Auto mode
Hand mode

Remote Linked to hand/auto
Local

Reference

P 4-13 Motor speed high limit [RPM] P 4-14 Motor speed high limit [Hz]

P 3-4 Ramp 1 P 3-5 Ramp 2
Ramp

100% 0%

To motor control

Local reference scaled to RPM or Hz

P 4-11 Motor speed low limit [RPM]

LCP Hand on, off and auto on keys

P 3-13 Reference site

P 4-12 Motor speed low limit [Hz]

Afbeelding 2.11 Blokschema voor een regeling zonder terugkoppeling

100% -100%

P 4-10 Motor speed direction

MG20N610

Productoverzicht

Design guide

2.4.2 Regelstructuur met terugkoppeling
Bij een regeling met terugkoppeling kan de frequentieomvormer dankzij een interne PID-regelaar de systeemreferentie en terugkoppelingssignalen gebruiken om als zelfstandige regeleenheid te werken. Wanneer de frequentieomvormer zelfstandig werkt op basis van een

regeling met terugkoppeling, kan hij status- en alarmmeldingen genereren. Daarnaast bevat hij veel andere programmeerbare opties voor externe systeembewaking.

Afbeelding 2.12 Blokschema voor een terugkoppelingsregelaar

Denk bijvoorbeeld aan een pomptoepassing waarbij het toerental van de pomp zodanig wordt geregeld dat de statische druk in een leiding constant blijft (zie Afbeelding 2.12). De frequentieomvormer ontvangt een terugkoppelingssignaal van een sensor in het systeem. Hij vergelijkt de terugkoppeling met de waarde van een setpointreferentie en bepaalt of en in hoeverre deze 2 signalen van elkaar verschillen. Vervolgens wordt het motortoerental aangepast om dit verschil op te heffen.
Het gewenste statische-druksetpoint is het referentiesignaal naar de frequentieomvormer. Een statischedruksensor meet de actuele statische druk in de leiding en levert deze in de vorm van een terugkoppelingssignaal terug aan de frequentieomvormer. Als het terugkoppelingssignaal hoger is dan de setpointreferentie, zal de frequentieomvormer het toerental verlagen om de druk te verlagen. Omgekeerd geldt dat wanneer de leidingdruk lager is dan de setpointreferentie, de frequentieomvormer het toerental zal verhogen om de pompdruk te verhogen.
Hoewel de standaardwaarden voor de frequentieomvormer bij een regeling met terugkoppeling in veel gevallen aanvaardbare prestaties zal opleveren, kunt u de regeling van het systeem vaak optimaliseren door een aantal parameters van de terugkoppelingsregelaar nauwkeurig aan te passen. Voor deze optimalisatie is Autotuning beschikbaar.
Andere programmeerbare functies omvatten:

· Omgekeerde regeling het motortoerental
neemt toe wanneer een terugkoppelingssignaal hoog is.
· Startfrequentie zorgt dat het systeem snel een
bedrijfsstatus bereikt voordat de PID-regelaar de besturing overneemt.
· Ingebouwd laagdoorlaatfilter beperkt ruis in het
terugkoppelingssignaal.
2.4.3 Lokale (Hand On) en externe (Auto On) besturing
De frequentieomvormer kan handmatig worden bestuurd via het LCP dan wel extern via analoge of digitale ingangen en een seriële bus.
Actieve referentie en configuratiemodus De actieve referentie is een lokale referentie of een externe referentie. Externe referentie is de standaardinstelling.
· De lokale referentie is te gebruiken in de
handmodus. Om de handmodus in te schakelen, moet u de parameterinstellingen in parametergroep 0-4* LCP-toetsenbord aanpassen. Zie de programmeerhandleiding voor meer informatie.
· De externe referentie is te gebruiken in de
automodus; dit is de standaardmodus. In de automodus is het mogelijk om de frequentieomvormer te besturen via de digitale ingangen en diverse seriële interfaces (RS485, USB of een optionele veldbus).
· Afbeelding 2.13 toont welke configuratiemodus
actief is op basis van de geselecteerde actieve referentie (lokaal of extern).

MG20N610

Productoverzicht

VLT® AQUA Drive FC 202

· Afbeelding 2.14 toont de handmatige configura-
tiemodus bij gebruik van de lokale referentie.

Afbeelding 2.13 Actieve referentie

Local reference

P 1-00 Configuration
mode
open loop
Scale to RPM or
Hz
Local ref.

Scale to closed loop
unit
closed loop
Afbeelding 2.14 Configuratiemodus
Toepassingsbesturingsprincipe Er is altijd een referentie actief, hetzij de externe referentie of de lokale referentie. Ze kunnen niet op hetzelfde moment actief zijn. Selecteer het toepassingsbesturingsprincipe (d.w.z. zonder terugkoppeling of met terugkoppeling) in 1-00 Configuratiemodus, zoals aangegeven in Tabel 2.4. Wanneer de lokale referentie actief is, moet u het toepassingsbesturingsprincipe instellen in 1-05 Local Mode Configuration. Selecteer de referentieplaats in 3-13 Referentieplaats, zoals aangegeven in Tabel 2.4.

130BD893.10

Zie de programmeerhandleiding voor meer informatie.

[Hand On] [Auto On] LCP-toetsen Hand Hand Off Auto Auto Off Alle toetsen Alle toetsen

Referentieplaats 3-13 Referentieplaats
Gekoppeld Hand/Auto Gekoppeld Hand/Auto Gekoppeld Hand/Auto Gekoppeld Hand/Auto Lokaal Extern

Actieve referentie
Lokaal Lokaal Extern Extern Lokaal Extern

Tabel 2.4 Configuraties met lokale en externe referentie

2.4.4 Gebruik van referenties

Het gebruik van referenties is van toepassing op regelingen met en zonder terugkoppeling.

Interne en externe referenties In de frequentieomvormer kunnen maximaal 8 interne digitale referenties worden geprogrammeerd. De actieve interne digitale referentie kan extern worden geselecteerd via digitale stuuringangen of de seriële-communicatiebus.

Er kunnen ook externe referenties naar de frequentieomvormer worden gestuurd; dit gebeurt meestal via een analoge stuuringang. Alle referentiebronnen en de busreferentie worden bij elkaar opgeteld om de totale externe referentie te bepalen. De externe referentie, de digitale referentie, het setpoint of de som van deze 3 kan worden geselecteerd als de actieve referentie. Deze referentie kan worden geschaald.

De geschaalde referentie wordt als volgt berekend:

Referentie = X + X ×

Y 100

waarbij X de externe referentie, de digitale referentie of de

som van deze referenties is en Y 3-14 Ingestelde relatieve

ref. is in [%].

Als Y, 3-14 Ingestelde relatieve ref., is ingesteld op 0%, heeft de schaling geen invloed op de referentie.

Externe referentie Een externe referentie bestaat uit de volgende elementen (zie Afbeelding 2.15):
· Digitale referenties · Externe referenties:

– Analoge ingangen

– Pulsfrequentie-ingangen

– Digitale-potentiometeringangen

– Seriële-communicatiebusreferenties
· Een digitale relatieve referentie · Een setpoint op basis van terugkoppeling

MG20N610

Productoverzicht

Design guide

Afbeelding 2.15 Blokschema voor het gebruik van externe referenties

MG20N610

Productoverzicht

VLT® AQUA Drive FC 202

2.4.5 Gebruik van terugkoppelingen
Het gebruik van terugkoppelingen kan worden geconfigureerd voor toepassingen waarbij een geavanceerde regeling nodig is, bijvoorbeeld met meerdere setpoints en meerdere terugkoppelingstypen (zie Afbeelding 2.16). De volgende 3 regelingstypen komen het vaakst voor:
Eén zone, één setpoint Dit type regeling is een eenvoudige terugkoppelingsconfiguratie. Setpoint 1 wordt opgeteld bij een andere referentie (indien aanwezig) en het terugkoppelingssignaal wordt geselecteerd.
Multi-zone, één setpoint Dit type regeling gebruikt 2 of 3 terugkoppelingssensoren maar slechts één setpoint. De terugkoppelingen kunnen worden opgeteld, afgetrokken of gemiddeld. Bovendien kan de maximum- of minimumwaarde worden gebruikt. Setpoint 1 wordt uitsluitend in deze configuratie gebruikt.
Multi-zone, setpoint/terugkoppeling Het setpoint-/terugkoppelingspaar met het grootste verschil bepaalt het toerental van de frequentieomvormer. De maximumwaarde probeert om alle zones op of onder

de bijbehorende setpoints te houden, terwijl de minimumwaarde probeert om alle zones op of boven de bijbehorende setpoints te houden.
Voorbeeld Een toepassing met 2 zones en 2 setpoints. Het setpoint van zone 1 is 15 bar en de terugkoppeling is 5,5 bar. Het setpoint van zone 2 is 4,4 bar en de terugkoppeling is 4,6 bar. Als de maximumwaarde is geselecteerd, dan worden het setpoint en de terugkoppeling van zone 2 naar de PIDregelaar gestuurd, aangezien deze het kleinste verschil laat zien (terugkoppeling is hoger dan het setpoint, wat resulteert in een negatief verschil). Als de minimumwaarde is geselecteerd, dan worden het setpoint en de terugkoppeling van zone 1 naar de PID-regelaar gestuurd, aangezien deze het grootste verschil laten zien (de terugkoppeling is lager dan het setpoint, wat resulteert in een positief verschil).

Afbeelding 2.16 Blokschema voor verwerking van terugkoppelingssignalen

MG20N610

Productoverzicht

Design guide

Terugkoppelingsconversie In sommige toepassingen is het nuttig om het terugkoppelingssignaal te converteren. Een voorbeeld hiervan is het gebruik van een druksignaal om een terugkoppeling van de flow te leveren. Aangezien de vierkantswortel van druk evenredig is met de flow, levert de vierkantswortel van het druksignaal een waarde op die evenredig is met de flow; zie Afbeelding 2.17.
Afbeelding 2.17 Terugkoppelingsconversie
2.5 Automatische operationele functies
Automatische operationele functies zijn actief zodra de frequentieomvormer in bedrijf is. Voor de meeste functies is geen programmering of setup vereist. Het besef dat deze functies aanwezig zijn, kan het systeemontwerp helpen optimaliseren en mogelijk de toevoeging van overbodige componenten of functionaliteit voorkomen.
Zie de programmeerhandleiding voor details over eventuele instellingen die nodig zijn, met name voor motorparameters. De frequentieomvormer heeft een reeks ingebouwde beschermingsfuncties om zichzelf en de aangedreven motor te beschermen.
2.5.1 Kortsluitbeveiliging
Motor (fase-fase) De frequentieomvormer is tegen kortsluiting beveiligd door middel van stroommetingen in elk van de 3 motorfasen of in de DC-tussenkring. Een kortsluiting tussen 2 uitgangsfasen veroorzaakt een overstroom in de omvormer. De omvormer wordt uitgeschakeld als de kortsluitstroom de toegestane waarde overschrijdt (Alarm 16 Uit & blokk.). Netzijde Een frequentieomvormer die correct werkt, beperkt de stroom die hij uit de voeding kan opnemen. Desondanks wordt het gebruik van zekeringen en/of circuitbreakers aan de voedingszijde aanbevolen. Dit biedt bescherming wanneer er een component in de frequentieomvormer defect raakt (eerste storing). Zie hoofdstuk 7.7 Zekeringen en circuitbreakers voor meer informatie.

LET OP
Het gebruik van zekeringen en/of circuitbreakers is verplicht als moet worden voldaan aan IEC 60364 (voor CE) of NEC 2009 (voor UL).
Remweerstand De frequentieomvormer is beveiligd tegen kortsluiting in de remweerstand.
Loadsharing Om de DC-bus te beschermen tegen kortsluiting en de frequentieomvormers te beschermen tegen overbelasting, moet u DC-zekeringen installeren in serie met de loadsharingklemmen van alle aangesloten eenheden. Zie hoofdstuk 2.3.5 Loadsharing voor meer informatie.
2.5.2 Overspanningsbeveiliging
Door de motor gegenereerde overspanning De spanning in de tussenkring neemt toe wanneer de motor als generator werkt. Dit gebeurt in de volgende gevallen:
· De belasting drijft de motor aan (bij een
constante uitgangsfrequentie van de frequentieomvormer); de belasting wekt bijvoorbeeld energie op.
· Als gedurende het vertragen (uitlopen) het
traagheidsmoment hoog is, is de wrijving laag en de uitlooptijd te kort om de energie te kunnen afvoeren als een verlies in de frequentieomvormer, de motor en de installatie.
· Een onjuiste instelling van de slipcompensatie
kan leiden tot een hogere DC-tussenkringspanning.
· Tegen-EMK bij gebruik van een PM-motor. In
geval van vrijlopen bij hoge toerentallen bestaat de kans dat de tegen-EMK van de PM-motor de maximale spanningstolerantie van de frequentieomvormer overschrijdt en schade veroorzaakt. Om dit tegen te gaan, wordt de waarde van 4-19 Max. uitgangsfreq. automatisch begrensd op basis van een interne berekening die is gebaseerd op de waarde van 1-40 Tegen-EMK bij 1000 TPM, 1-25 Nom. motorsnelheid en 1-39 Motorpolen.
LET OP
Voorzie de frequentieomvormer van een remweerstand om te voorkomen dat de motor overtoeren maakt (bijv. vanwege overmatige ‘windmilling’ of ongecontroleerde waterstroming).
De overspanning kan worden afgehandeld door gebruik te maken van een remfunctie (2-10 Remfunctie) of een overspanningsbeveiliging (2-17 Overspanningsreg.).

MG20N610

Productoverzicht

VLT® AQUA Drive FC 202

Overspanningsbeveiliging (OVC) OVC beperkt de kans op een uitschakeling (trip) van de frequentieomvormer als gevolg van een overspanning op de DC- tussenkring. Dit wordt bereikt door automatisch de uitlooptijd te verlengen.
LET OP
OVC kan worden geactiveerd voor PM-motoren (PM VVC +).
Remfuncties Sluit een remweerstand aan om overtollige remenergie af te voeren. Het aansluiten van een remweerstand voorkomt een extreem hoge DC- tussenkringspanning tijdens het remmen.
Een AC-rem is een alternatief om het remmen te verbeteren zonder een remweerstand te gebruiken. Deze functie voorkomt overmagnetisering van de motor wanneer deze als generator werkt en extra energie opwekt. Deze functie kan de OVC verbeteren. Door de elektriciteitsverliezen in de motor te verhogen, kan de OVC-functie het remkoppel verhogen zonder de overspanningslimiet te overschrijden.
LET OP
AC-rem is minder effectief dan dynamisch remmen met een weerstand.
2.5.3 Detectie ontbrekende motorfase
De functie voor ontbrekende motorfase (4-58 Motorfasefunctie ontbreekt) is standaard ingeschakeld om beschadiging van de motor in geval van een ontbrekende motorfase te voorkomen. De standaardinstelling is 1000 ms, maar deze kan worden aangepast voor een snellere detectie.
2.5.4 Detectie onbalans netfasen
Gebruik bij ernstige onbalans van het net verkort de levensduur van de motor. De condities worden als ernstig beschouwd wanneer de motor continu in bedrijf is met een bijna nominale belasting. Bij de standaardinstelling schakelt de frequentieomvormer uit (trip) in geval van onbalans van het net (14-12 Functie bij onbalans netsp.).
2.5.5 Schakelen aan de uitgang
Het toevoegen van een schakelaar aan de uitgang tussen de motor en de frequentieomvormer is toegestaan. Er kunnen foutmeldingen worden gegenereerd. Schakel vliegende start in om een draaiende motor op te vangen.

2.5.6 Overbelastingsbeveiliging
Koppelbegrenzing De koppelbegrenzingsfunctie beschermt de motor tegen overbelasting, bij alle toerentallen. De koppelbegrenzing is in te stellen in 4-16 Koppelbegrenzing motormodus of 4-17 Koppelbegrenzing generatormodus, terwijl de instelling in 14-25 Uitsch.vertr. bij Koppelbegr. bepaalt hoe lang het duurt voordat de koppelbegrenzingswaarschuwing een uitschakeling (trip) veroorzaakt.
Stroomgrens De piekstroombegrenzing is in te stellen in 4-18 Stroombegr..
Snelheidsbegrenzing Gebruik de volgende parameters om de lage en hoge begrenzing voor het bedrijfstoerental in te stellen:
· 4-11 Motorsnelh. lage begr. [RPM] of · 4-12 Motorsnelh. lage begr. [Hz] en
4-13 Motorsnelh. hoge begr. [RPM], of
· 4-14 Motor Speed High Limit [Hz] Het bedrijfstoerental kan bijvoorbeeld worden ingesteld op een bereik van 30 tot 50/60 Hz. 4-19 Max. uitgangsfreq. begrenst de maximale uitgangssnelheid van de frequentieomvormer.
ETR ETR is een elektronische functie die een bimetaalrelais simuleert op basis van interne metingen. De karakteristieken worden getoond in Afbeelding 2.18.
Spanningslimiet Om de transistoren en de tussenkringcondensatoren te beschermen, schakelt de frequentieomvormer uit wanneer een bepaald hard gecodeerd spanningsniveau is bereikt.
Overtemperatuur De frequentieomvormer heeft ingebouwde temperatuursensoren en reageert onmiddellijk op kritische waarden op basis van hard gecodeerde begrenzingen.
2.5.7 Automatische reductie
De frequentieomvormer controleert voortdurend op kritische niveaus:
· Hoge temperatuur op de stuurkaart of het
koellichaam
· Hoge motorbelasting · Hoge DC-tussenkringspanning · Laag motortoerental
Als reactie op een kritisch niveau past de frequentieomvormer de schakelfrequentie aan. Bij hoge interne temperaturen en een laag motortoerental kunnen de

MG20N610

Productoverzicht

Design guide

frequentieomvormers ook het PWM-patroon naar SFAVM forceren.
LET OP
Automatische reductie werkt anders wanneer 14-55 Uitgangsfilter is ingesteld op [2] Sinusfilter vast.
2.5.8 Automatische energieoptimalisatie
Automatische energieoptimalisatie (AEO) zorgt ervoor dat de frequentieomvormer voortdurend de belasting op de motor bewaakt en de uitgangsspanning aanpast voor een optimaal rendement. Bij een lichte belasting wordt de spanning gereduceerd en wordt de motorstroom geminimaliseerd. Dit resulteert in een hoger rendement, een lagere opwarming en een stillere werking van de motor. Het is niet nodig om een V/Hz-curve te selecteren, omdat de frequentieomvormer de motorspanning automatisch aanpast.
2.5.9 Automatic Switching Frequency Modulation (ASFM)
De frequentieomvormer genereert korte elektrische pulsen om een AC-golfpatroon te creëren. De schakelfrequentie geeft het tempo van deze pulsen aan. Een lage schakelfrequentie (trage pulsfrequentie) veroorzaakt hoorbaar geluid ruis in de motor. Daarom gaat de voorkeur uit naar een hogere schakelfrequentie. Een hogere schakelfrequentie genereert echter warmte in de frequentieomvormer, wat de hoeveelheid beschikbare stroom voor de motor kan beperken.
ASFM regelt deze condities automatisch om de hoogst mogelijke schakelfrequentie te bieden zonder oververhitting van de frequentieomvormer te veroorzaken. Door een gereguleerde hoge schakelfrequentie te leveren, werkt de motor stiller bij lage toerentallen, wanneer hoorbaar geluid een kritische factor is, terwijl het volledige uitgangsvermogen aan de motor wordt geleverd wanneer dit nodig is.
2.5.10 Automatische reductie wegens hoge schakelfrequentie
De frequentieomvormer is bedoeld voor een continue werking met volledige belasting bij schakelfrequenties van 3,0 tot 4,5 kHz (dit frequentiebereik hangt af van de vermogensklasse). Een schakelfrequentie die hoger is dan het maximaal toegestane bereik genereert meer warmte in de frequentieomvormer, waardoor de uitgangsstroom moet worden gereduceerd.
Een automatische functie van de frequentieomvormer is een belastingafhankelijke regeling van de schakelfrequentie. Dankzij deze functie kan de motor profiteren van

de hoogst mogelijke schakelfrequentie op basis van de belasting.
2.5.11 Automatische reductie wegens overtemperatuur
Automatische reductie wegens overtemperatuur dient om uitschakeling (trip) van de frequentieomvormer bij hoge temperaturen te voorkomen. Interne temperatuursensoren meten de condities om de vermogenscomponenten te beschermen tegen oververhitting. De frequentieomvormer kan zijn schakelfrequentie automatisch verlagen om de bedrijfstemperatuur binnen veilige limieten te houden. Na verlaging van de schakelfrequentie kan de frequentieomvormer ook de uitgangsfrequentie en de stroom met maar liefst 30% verlagen om uitschakeling (trip) wegens overtemperatuur te voorkomen.
2.5.12 Automatisch aan-/uitlopen
Wanneer een motor een belasting te snel probeert te versnellen ten opzichte van de beschikbare stroom, kan dit leiden tot uitschakeling (trip) van de frequentieomvormer. Hetzelfde geldt voor een te snelle vertraging. Automatisch aan-/uitlopen biedt bescherming in deze situaties door de aan-/uitlooptijd (versnellen of vertragen) te verlengen op basis van de beschikbare stroom.
2.5.13 Stroomgrenscircuit
Wanneer een belasting de beschikbare stroomwaarde van de frequentieomvormer bij normaal bedrijf (in geval van een ondergedimensioneerde frequentieomvormer of motor) overschrijdt, zorgt de stroomgrens ervoor dat de uitgangsfrequentie wordt verlaagd, waardoor de motor vertraagt en de belasting lager wordt. Er is een instelbare timer beschikbaar om de werking onder deze condities te beperken tot 60 s of minder. De fabrieksinstelling voor deze limiet bedraagt 110% van de nominale motorstroom, om overstroombelasting te minimaliseren.
2.5.14 Prestaties bij spanningsschommelingen
De frequentieomvormer is bestand tegen netschommelingen zoals:
· transiënten; · kortstondige uitval; · korte spanningsdalingen; · stootspanningen.
De frequentieomvormer compenseert ingangsspanningen die ±10% afwijken van de nominale spanning automatisch, om de volledige motorspanning en het volledige nominale koppel te leveren. Wanneer een automatische herstart is

MG20N610

Productoverzicht

VLT® AQUA Drive FC 202

geselecteerd, start de frequentieomvormer automatisch weer op na een spanningstrip. Bij gebruik van een vliegende start voert de frequentieomvormer voorafgaand aan de start een synchronisatie met de motorrotatie uit.
2.5.15 Softstart van de motor
De frequentieomvormer voorziet de motor van de juiste hoeveelheid stroom om de massatraagheid van de belasting te overwinnen en de motor op toeren te brengen. Dit voorkomt dat de maximale netspanning wordt geschakeld op een stilstaande of traag draaiende motor, wat een hoge stroom en warmte zou genereren. Deze interne softstartfunctie beperkt de thermische en mechanische belasting, verlengt de levensduur van de motor en voorziet in een stillere werking van het systeem.
2.5.16 Resonantiedemping
Geluid door hoogfrequente motorresonantie kan worden geëlimineerd door middel van resonantiedemping. Frequentiedemping kan zowel automatisch als handmatig worden geselecteerd.
2.5.17 Temperatuurgeregelde ventilatoren
De interne koelventilatoren worden geregeld op basis van temperatuursensoren in de frequentieomvormer. De koelventilator werkt vaak niet bij lage belastingen of in de slaapmodus of in stand-by. De regeling beperkt de ruis, verhoogt het rendement en verlengt de levensduur van de ventilator.
2.5.18 EMC-conformiteit
Elektromagnetische interferentie (EMI) of radiofrequente interferentie (RFI, in geval van radiofrequentie) is interferentie die een elektrisch circuit kan verstoren vanwege elektromagnetische inductie of straling vanaf een externe bron. De frequentieomvormer is ontworpen om te voldoen aan de EMC-productnorm voor frequentieomvormers, IEC 61800-3, en aan de Europese norm EN 55011. Om te voldoen aan de emissieniveaus van EN 55011 moet de motorkabel zijn afgeschermd en correct zijn aangesloten. Zie hoofdstuk 3.2.2 EMC-testresultaten voor meer informatie over EMC-prestaties.
2.5.19 Stroommeting op alle drie motorfasen
De uitgangsstroom naar de motor wordt continu gemeten op alle 3 fasen om de frequentieomvormer en de motor te beschermen tegen kortsluiting, aardfouten en faseverlies. Aardfouten op de uitgang worden meteen gedetecteerd. Bij verlies van een motorfase stopt de frequentieomvormer onmiddellijk en geeft hij aan welke fase ontbreekt.

2.5.20 Galvanische scheiding van stuurklemmen
Alle stuurklemmen en uitgangsrelaisklemmen zijn galvanisch gescheiden van de netvoeding. Dit betekent dat het stuurcircuit volledig is beschermd tegen de ingangsstroom. De uitgangsrelaisklemmen hebben een eigen aarding nodig. Deze galvanische scheiding voldoet aan de strenge eisten voor extra lage spanning (PELV Protective Extra Low Voltage).
De galvanische scheiding bestaat uit de volgende componenten:
· Voeding, inclusief signaalscheiding · Gatedriver voor de IGBT’s, triggertransformatoren
en optische koppelingen
· Hall-effect-uitgangsstroomtransductoren
2.6 Klantspecifieke toepassingsfuncties
Klantspecifieke toepassingsfuncties zijn de meest gangbare functies die in de frequentieomvormer worden geprogrammeerd voor verbeterde systeemprestaties. Hiervoor is minimale programmering of setup vereist. Het besef dat deze functies beschikbaar zijn, kan het systeemontwerp helpen optimaliseren en mogelijk de toevoeging van overbodige componenten of functionaliteit voorkomen. Zie de programmeerhandleiding voor instructies over het activeren van deze functies.
2.6.1 Automatische aanpassing motorgegevens
Automatische aanpassing motorgegevens (AMA) is een geautomatiseerde testprocedure voor het meten van de elektrische kenmerken van de motor. De AMA stelt een nauwkeurig elektronisch model van de motor op. Dit stelt de frequentieomvormer in staat om optimale prestaties en rendement te berekenen op basis van de gebruikte motor. Het uitvoeren van de AMA-procedure maximaliseert tevens de functie voor automatische energieoptimalisatie van de frequentieomvormer. De AMA wordt uitgevoerd zonder dat de motor draait en zonder de belasting van de motor los te koppelen.

MG20N610

Productoverzicht

Design guide

2.6.2 Thermische motorbeveiliging
Thermische motorbeveiliging is mogelijk op 3 manieren:
· Door middel van directe temperatuurmeting via
een van de volgende hulpmiddelen:
– Een PTC-sensor in de motorwikkelingen, aangesloten op een standaard analoge of digitale ingang
– Een Pt 100 of Pt 1000 in de motorwikkelingen en motorlagers, aangesloten op een VLT® Sensor Input Card MCB 114.
– Een PTC-thermistoringang op een VLT® PTC Thermistor Card MCB 112 (ATEXgoedgekeurd)
· Een thermomechanische schakelaar (type Klixon)
op een digitale ingang
· Via het ingebouwde elektronische thermische
relais (ETR) voor asynchrone motoren
ETR berekent de motortemperatuur door het meten van stroom, frequentie en bedrijfstijd. De frequentieomvormer geeft de thermische belasting op de motor weer als percentage en kan een waarschuwing genereren bij een programmeerbaar overbelastingssetpoint. Programmeerbare opties in geval van een overbelasting stellen de frequentieomvormer in staat om de motor te stoppen, het uitgangsvermogen te verlagen of de conditie te negeren. De frequentieomvormer voldoet aan I2t klasse 20-normen met betrekking tot overbelasting van de motor, ook bij lage toerentallen.

175ZA052.11

t [s] 2000
1000 600 500 400 300 200
100 60 50 40 30 20
10 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0
Afbeelding 2.18 ETR-kenmerken

fOUT = 1 x f M,N fOUT = 2 x f M,N fOUT = 0,2 x f M,N
IM IMN

De X-as in Afbeelding 2.18 toont de verhouding tussen Imotor en Imotor nominaal. De Y-as toont de tijd in seconden voordat het ETR uitschakelt en daarmee de frequentieomvormer uitschakelt. De curves tonen het karakteristieke

nominale toerental, bij twee keer het nominale toerental en bij 0,2 keer het nominale toerental. Bij lagere toerentallen schakelt het ETR uit bij een lagere warmteontwikkeling vanwege de verminderde koeling van de motor. Op die manier is de motor beschermd tegen oververhitting, ook bij lage toerentallen. De ETR-functie berekent de motortemperatuur op basis van de actuele stroom en het actuele toerental. De berekende temperatuur kan worden uitgelezen via 16-18 Motor therm..
2.6.3 Netstoring
Tijdens een netstoring blijft de frequentieomvormer in bedrijf tot de tussenkringspanning daalt tot onder het minimale stopniveau, dat gewoonlijk 15% onder de laagste nominale voedingsspanning van de frequentieomvormer ligt. De netspanning vóór de storing en de motorbelasting bepalen hoe lang het duurt voordat de frequentieomvormer gaat vrijlopen.
De frequentieomvormer kan worden geconfigureerd (14-10 Netstoring) om tijdens een netstoring op een bepaalde manier te reageren, zoals:
· uitschakeling met blokkering zodra de DC-
tussenkring geen vermogen meer kan leveren;
· vrijloop, gevolgd door een vliegende start
wanneer de netspanning is hersteld (1-73 Vlieg. start);
· kinetische backup; · gecontroleerde uitloop.
Vliegende start Deze optie maakt het mogelijk een motor op te vangen wanneer deze vrij draait als gevolg van een netstoring. Deze optie is relevant voor centrifuges en ventilatoren.
Kinetische backup Deze optie zorgt ervoor dat de frequentieomvormer blijft werken zolang er energie beschikbaar is in het systeem. In geval van kortstondige uitval van de netvoeding wordt de werking hervat zodra de netvoeding is hersteld, zonder dat de toepassing wordt gestopt of de frequentieomvormer de controle verliest. Er zijn diverse varianten van kinetische backup beschikbaar.
Configureer het gedrag van de frequentieomvormer bij een netstoring in 14-10 Netstoring en 1-73 Vlieg. start.
2.6.4 Ingebouwde PID-regelaars
De 4 ingebouwde proportionele, integrerende, differentiërende (PID) regelaars maken het gebruik van extra regelapparatuur overbodig.

MG20N610

Productoverzicht

VLT® AQUA Drive FC 202

Een van de PID-regelaars handhaaft een constante regeling van systemen met terugkoppeling, waarbij een geregelde druk, flow, temperatuur of andere systeemvereisten moeten worden gehandhaafd. De frequentieomvormer kan het motortoerental zelfstandig regelen op basis van terugkoppelingssignalen van externe sensoren. De frequentieomvormer is in staat om 2 terugkoppelingssignalen van 2 verschillende apparaten te verwerken. Deze functie maakt het mogelijk om een systeem met uiteenlopende terugkoppelingsvereisten te regelen. De frequentieomvormer maakt regelbeslissingen door de 2 twee signalen te vergelijken om de systeemprestaties te optimaliseren.
Gebruik de 3 extra en onafhankelijke regelaars om andere procesapparatuur te regelen, zoals chemische voedingspompen, klepregeling of voor beluchting met verschillende niveaus.
2.6.5 Automatische herstart
De frequentieomvormer kan worden geprogrammeerd om de motor automatisch te herstarten na een minder ernstige uitschakeling (trip), zoals een kortstondig spanningsverlies of een spanningsschommeling. Door deze functie wordt een handmatige reset onnodig en wordt de geautomatiseerde werking van extern bestuurde systemen verbeterd. Het aantal herstartpogingen en het tijdsinterval tussen pogingen kunnen worden begrensd.
2.6.6 Vliegende start
Een vliegende start stelt de frequentieomvormer in staat om een synchronisatie uit te voeren met een draaiende motor, ook als deze op volle toeren draait, en in beide draairichtingen. Dit voorkomt uitschakelingen (trips) wanneer er te veel stroom wordt getrokken. Het minimaliseert de mechanische belasting op het systeem, aangezien de motor geen abrupte wijzigingen in het toerental krijgt wanneer de frequentieomvormer start.
2.6.7 Volledig koppel bij gereduceerd toerental
De frequentieomvormer volgt een variabele V/Hz-curve om ook bij gereduceerde toerentallen een volledig motorkoppel te genereren. Een volledig uitgangskoppel kan samenvallen met het maximale nominale bedrijfstoerental van de motor. Dit is anders dan bij omvormers met variabel koppel, die een lager motorkoppel bieden bij lage toerentallen, of omvormers met constant koppel, die overmatige spanning, warmte en motorgeluid produceren wanneer ze niet op volle toeren werken.

2.6.8 Frequentiebypass
In sommige toepassingen kan het systeem bepaalde bedrijfstoerentallen hebben die mechanische resonantie veroorzaken. Dit kan overmatig veel geluid veroorzaken en mogelijk schade toebrengen aan mechanische componenten in het systeem. De frequentieomvormer heeft 4 programmeerbare bypassfrequentiebandbreedtes. Deze stellen de motor in staat om toerentallen die systeemresonantie opwekken, over te slaan.
2.6.9 Voorverwarming van de motor
Om een motor in een koude of vochtige omgeving voor te verwarmen, kan continu een kleine hoeveelheid DC-stroom naar de motor worden gevoerd om deze te beschermen tegen condensatie en een koude start. Hierdoor is mogelijk geen verwarmingstoestel meer nodig.
2.6.10 Vier programmeerbare setups
De frequentieomvormer heeft 4 setups die afzonderlijk kunnen worden geprogrammeerd. Via de optie Multi setup is het mogelijk om via digitale ingangen of via seriële commando’s te schakelen tussen afzonderlijk geprogrammeerde functies. Afzonderlijke setups worden bijvoorbeeld gebruikt om referenties te wijzigen, of voor dag-/ nachtbedrijf of zomer-/winterbedrijf, of om meerdere motoren te regelen. De actieve setup wordt weergegeven op het LCP.
Setupgegevens kunnen van de ene frequentieomvormer naar een andere worden overgezet door de gegevens te downloaden vanuit het afneembare LCP.
2.6.11 Dynamisch remmen
Dynamische remmen vindt plaats door middel van:
· Weerstandsrem
Een rem-IGBT zorgt ervoor dat de overspanning onder een bepaalde drempel blijft door de remenergie van de motor af te voeren naar de aangesloten remweerstand (2-10 Remfunctie = [1]).
· AC-rem
De remenergie wordt verdeeld in de motor door de verliescondities in de motor te wijzigen. De AC-remfunctie kan niet worden gebruikt in toepassingen met een hoge wisselfrequentie omdat dit leidt tot oververhitting van de motor (2-10 Remfunctie = [2]).

MG20N610

Productoverzicht

Design guide

2.6.12 Gelijkstroomrem
Voor sommige toepassingen kan het nodig zijn om een motor te remmen om deze te vertragen of tot stilstand te brengen. Door de motor te voorzien van DC-stroom remt de motor, waardoor het gebruik van een afzonderlijke motorrem mogelijk overbodig is. U kunt DC-remmen instellen om in te schakelen bij een vooraf bepaalde frequentie of na ontvangst van een signaal. U kunt ook de remtijd programmeren.
2.6.13 Slaapmodus
De slaapmodus stopt de motor automatisch wanneer de vraag te laag is gedurende een gespecificeerde tijd. Wanneer de systeemvraag toeneemt, start de frequentieomvormer de motor weer. De slaapmodus bespaart energie en beperkt motorslijtage. De frequentieomvormer is altijd beschikbaar voor bedrijf wanneer de ingestelde reactiveringsvraag wordt bereikt, wat niet het geval is bij gebruik van een vaste verlagingsperiode.
2.6.14 Startvoorwaarde
De frequentieomvormer kan wachten op een extern signaal systeem gereed voordat hij start. Wanneer deze functie actief is, blijft de frequentieomvormer gestopt totdat hij toestemming krijgt om te starten. Startvoorwaarde zorgt ervoor dat het systeem of de hulpapparatuur de juiste status heeft voordat de frequentieomvormer toestemming krijgt om de motor te starten.
2.6.15 Smart Logic Control (SLC)
Smart Logic Control (SLC) is een reeks van gebruikersgedefinieerde acties (zie 13-52 SL-controlleractie [x]) die door de SLC wordt uitgevoerd als de bijbehorende gebruikersgedefinieerde gebeurtenis (zie 13-51 SL Controller Event [x]) door de SLC wordt geëvalueerd als TRUE. De voorwaarde voor een gebeurtenis kan een bepaalde status zijn of een logische regel of comparator- operand die het resultaat TRUE oplevert. Dit leidt tot een bijbehorende actie, zoals aangegeven in Afbeelding 2.19.

130BB671.13

Par. 13-51 SL Controller Event
Running Warning Torque limit Digital input X 30/2 . . .
Par. 13-43 Logic Rule Operator 2

Par. 13-52 SL Controller Action
Coast Start timer Set Do X low Select set-up 2 . . .

. . . . . .
Par. 13-11 Comparator Operator
= TRUE longer than..
. . . . . .
Afbeelding 2.19 SLC-gebeurtenis en -actie
Gebeurtenissen en acties zijn genummerd en in paren (toestanden) aan elkaar gekoppeld. Dit betekent dat actie [0] wordt uitgevoerd wanneer gebeurtenis [0] plaatsvindt (de waarde TRUE krijgt). Hierna worden de omstandigheden van gebeurtenis [1] geëvalueerd en bij de evaluatie TRUE wordt actie [1] uitgevoerd, enzovoort. Er wordt steeds slechts één gebeurtenis geëvalueerd. Als een gebeurtenis wordt geëvalueerd als FALSE gebeurt er niets (in de SLC) tijdens het huidige scaninterval en worden er geen andere gebeurtenissen geëvalueerd. Dit betekent dat bij het starten van de SLC gebeurtenis [0] (en enkel gebeurtenis [0]) tijdens elk scaninterval wordt geëvalueerd. Alleen wanneer gebeurtenis [0] als TRUE wordt geëvalueerd, voert de SLC actie [0] uit en begint hij met het evalueren van gebeurtenis [1]. Er kunnen 1 tot 20 gebeurtenissen en acties worden geprogrammeerd. Nadat de laatste gebeurtenis/actie is geëvalueerd, begint de cyclus opnieuw vanaf gebeurtenis [0]/actie [0]. Afbeelding 2.20 toont een voorbeeld met 4 gebeurtenissen/ acties:

MG20N610

Productoverzicht

VLT® AQUA Drive FC 202

Afbeelding 2.20 Volgorde van uitvoering wanneer 4 gebeurtenissen/acties zijn geprogrammeerd

Comparatoren Comparatoren worden gebruikt om continue variabelen (uitgangsfrequentie, uitgangsstroom, analoge ingang enz.) te vergelijken met vast ingestelde waarden.

Par. 13-10 Comparator Operand
Par. 13-12 Comparator Value

Par. 13-11 Comparator Operator
= TRUE longer than. . . . . . .

Afbeelding 2.21 Comparatoren

Logische regels Combineer maximaal 3 booleaanse ingangen (TRUE/FALSEingangen) van timers, comparatoren, digitale ingangen, statusbits en gebeurtenissen die de logische operatoren AND, OR en NOT gebruiken.

Par. 13-41

Par. 13-40

Logic Rule Operator 1

Logic Rule Boolean 1

Par. 13-42
Logic Rule Boolean 2 . . . . . .

Par. 13-43 Logic Rule Operator 2
. . . . . .

Par. 13-44 Logic Rule Boolean 3
Afbeelding 2.22 Logische regels

De logische regels, timers en comparatoren zijn ook beschikbaar voor gebruik buiten de SLC-reeks.
Zie hoofdstuk 4.3 Voorbeelden toepassingssetup voor een voorbeeld van SLC.3

130BB673.10

130BB672.10

2.6.16 STO-functie
De frequentieomvormer is leverbaar met STO-functionaliteit via stuurklem 37. STO schakelt de stuurspanning uit van de vermogenshalfgeleiders van de eindtrap van de frequentieomvormer. Dit voorkomt dat de spanning wordt gegenereerd die nodig is om de motor te laten draaien. Wanneer STO (klem 37) wordt geactiveerd, genereert de frequentieomvormer een alarm en schakelt de eenheid uit (trip), waarbij de motor vrijloopt tot stop. Een handmatige herstart is vereist. De STO-functie is te gebruiken als noodstop voor de frequentieomvormer. Gebruik de normale stopfunctie in de normale bedrijfsmodus, wanneer de STO-functie niet is vereist. Bij gebruik van een automatische herstart moet u ervoor zorgen dat wordt voldaan aan de vereisten van ISO 12100-2 paragraaf 5.3.2.5.
Aansprakelijkheidsbepalingen Het is de verantwoordelijkheid van de gebruiker om ervoor te zorgen dat het personeel dat de STO-functie installeert en bedient:
· de veiligheidsvoorschriften ten aanzien van
veiligheid, gezondheid en ongevallenpreventie heeft doorgelezen en begrepen;
· beschikt over een goede kennis van de algemene
en veiligheidsnormen die van toepassing zijn op de specifieke toepassing.
Onder gebruiker wordt het volgende verstaan:
· Integrator · Operator · Servicemonteur · Onderhoudsmonteur
Normen Voor het gebruik van de STO-functie op klem 37 is het noodzakelijk dat de gebruiker voldoet aan alle veiligheidsbepalingen, inclusief de relevante wetten, voorschriften en richtlijnen. De optionele STO-functie voldoet aan de volgende normen:
· EN 954-1: 1996 Categorie 3 · IEC 60204-1: 2005 categorie 0 ongeregelde stop · IEC 61508: 1998 SIL2 · IEC 61800-5-2: 2007 STO-functie · IEC 62061: 2005 SIL CL2 · ISO 13849-1: 2006 Categorie 3 PL d · ISO 14118: 2000 (EN 1037) voorkoming van een
onbedoelde start
De hier verstrekte informatie en instructies zijn niet voldoende voor een juist en veilig gebruik van de STOfunctie. Zie de VLT® Safe Torque Off Operating Instructions voor volledige informatie over STO.

MG20N610

Productoverzicht

Design guide

Beschermende maatregelen
· Veiligheidssystemen mogen uitsluitend worden
geïnstalleerd en in bedrijf worden gesteld door gekwalificeerd en bekwaam personeel.
· De eenheid moet worden geïnstalleerd in een IP
54-behuizing of vergelijkbare omgeving. Voor speciale toepassingen is een hogere IP-klasse vereist.
· De kabel tussen klem 37 en de externe
beveiliging moet zijn beveiligd tegen kortsluiting overeenkomstig ISO 13849-2 tabel D.4.
· Wanneer externe krachten invloed uitoefenen op
de motoras (bijv. zwevende lasten) moeten extra maatregelen worden getroffen (bijv. een veiligheidshoudrem) om gevaren te elimineren.
2.7 Fout-, waarschuwings- en alarmfuncties
De frequentieomvormer bewaakt veel aspecten van de systeemwerking, waaronder netcondities, motorbelasting en prestaties, maar ook de status van de frequentieomvormer. Een alarm of waarschuwing hoeft niet altijd te wijzen op een probleem met de frequentieomvormer zelf. Het kan ook een conditie buiten de frequentieomvormer zijn die wordt bewaakt op prestatielimieten. De frequentieomvormer beschikt over diverse voorgeprogrammeerde reacties op fouten, waarschuwingen en alarmen. Selecteer extra alarm- en waarschuwingsfuncties om de systeemprestaties te verbeteren of aan te passen.
Deze sectie beschrijft gangbare alarm- en waarschuwingsfuncties. Het besef dat deze functies beschikbaar zijn, kan het systeemontwerp helpen optimaliseren en mogelijk de toevoeging van overbodige componenten of functionaliteit voorkomen.
2.7.1 Werking bij overtemperatuur
De frequentieomvormer genereert standaard een alarm en uitschakeling (trip) bij overtemperatuur. Als Autoreductie en waarschuwing is geselecteerd, zal de frequentieomvormer een waarschuwing geven over de conditie. Hij blijft echter wel in bedrijf en probeert zichzelf te koelen door eerst zijn schakelfrequentie te verlagen. Zo nodig zal hij vervolgens de uitgangsfrequentie verlagen.
Autoreductie vormt geen vervanging voor de gebruikersinstellingen voor reductie wegens de omgevingstemperatuur (zie hoofdstuk 5.3 Reductie wegens omgevingstemperatuur).
2.7.2 Waarschuwing bij hoge en lage referentie
Bij een regeling zonder terugkoppeling wordt het toerental van de frequentieomvormer rechtstreeks geregeld door een referentiesignaal. Op het display wordt een

knipperende waarschuwing wegens hoge of lage referentie weergegeven wanneer het geprogrammeerde maximum of minimum is bereikt.
2.7.3 Waarschuwing bij hoge en lage terugkoppeling
Bij een regeling met terugkoppeling worden de geselecteerde waarden voor hoge en lage terugkoppeling bewaakt door de frequentieomvormer. Op het display wordt in voorkomende gevallen een knipperende waarschuwing wegens een hoge dan wel lage waarde weergegeven. De frequentieomvormer kan ook bij een regeling zonder terugkoppeling terugkoppelingssignalen bewaken. Hoewel de signalen niet van invloed zijn op de werking van de frequentieomvormer in een regeling zonder terugkoppeling, kunnen ze wel nuttig zijn om lokaal of via seriële communicatie een indicatie van de systeemstatus te geven. De frequentieomvormer verwerkt 39 verschillende meeteenheden.
2.7.4 Onbalans fase of faseverlies
Overmatige rimpelstroom in de DC-bus duidt op onbalans van de netfase of faseverlies. Wanneer een voedingsfase naar de frequentieomvormer ontbreekt, wordt standaard een alarm gegenereerd en wordt de eenheid uitgeschakeld (trip) om de DC-buscondensatoren te beschermen. Andere opties zijn het genereren van een waarschuwing plus het verlagen van de uitgangsstroom tot 30% van de maximale stroom of het genereren van een waarschuwing terwijl normaal bedrijf wordt voortgezet. Het in bedrijf houden van een eenheid die op een niet- gebalanceerde lijn is aangesloten, kan wenselijk zijn totdat de onbalans is gecorrigeerd.
2.7.5 Waarschuwing bij hoge frequentie
Nuttig bij het gefaseerd inschakelen van aanvullende apparatuur zoals pompen of koelventilatoren, omdat de frequentieomvormer warm kan worden bij een hoog motortoerental. In de frequentieomvormer kan een specifieke hoge frequentie worden ingesteld. Als de uitgangsfrequentie hoger wordt dan de ingestelde waarschuwingsfrequentie, geeft de eenheid een waarschuwing wegens hoge frequentie weer. Een digitale uitgang van de frequentieomvormer kan een signaal naar externe apparatuur sturen zodat deze gefaseerd wordt ingeschakeld.
2.7.6 Waarschuwing bij lage frequentie
De frequentieomvormer kan waarschuwen bij een laag motortoerental, wat nuttig is bij het gefaseerd uitschakelen van aanvullende apparatuur. Het is mogelijk om een specifieke lage frequentie in te stellen waarbij een

MG20N610

130BP066.10

Productoverzicht

VLT® AQUA Drive FC 202

waarschuwing moet worden gegenereerd en een extern apparaat moet worden uitgeschakeld. De eenheid zal geen waarschuwing wegens lage frequentie genereren wanneer hij wordt gestopt en ook niet bij het opstarten. Na het opstarten kan een waarschuwing pas worden gegenereerd nadat de bedrijfsfrequentie is bereikt.
2.7.7 Waarschuwing wegens hoge stroom
Deze functie is vergelijkbaar met de waarschuwing bij hoge frequentie, behalve dan dat er nu een hoge stroom wordt ingesteld waarbij een waarschuwing moet worden gegenereerd en gefaseerd aanvullende apparatuur moet worden ingeschakeld. De functie is niet actief bij stoppen of bij het opstarten. De functie wordt na het opstarten pas actief nadat de ingestelde bedrijfsstroom is bereikt.
2.7.8 Waarschuwing bij lage stroom
Deze functie is vergelijkbaar met de waarschuwing bij lage frequentie (zie hoofdstuk 2.7.6 Waarschuwing bij lage frequentie), behalve dan dat er nu een lage stroom wordt ingesteld waarbij een waarschuwing moet worden gegenereerd en aanvullende apparatuur moet worden uitgeschakeld. De functie is niet actief bij stoppen of bij het opstarten. De functie wordt na het opstarten pas actief nadat de ingestelde bedrijfsstroom is bereikt.
2.7.9 Waarschuwing bij geen belasting/ defecte band
Deze functie kan worden gebruikt voor het bewaken van een situatie zonder belasting, bijvoorbeeld bij een V-riem. Als in de frequentieomvormer een lage stroomgrens is ingesteld, kan de frequentieomvormer worden geprogrammeerd om een alarm te genereren en de eenheid uit te schakelen of om in bedrijf te blijven en een waarschuwing te genereren wanneer verlies van de belasting wordt gedetecteerd.
2.7.10 Verbroken seriële interface
De frequentieomvormer kan het verlies van seriële communicatie detecteren. Het is mogelijk om een vertragingstijd van maximaal 99 s in te stellen om te voorkomen dat wordt gereageerd op onderbrekingen op de seriëlecommunicatiebus. Wanneer de vertragingstijd is verstreken, kan de eenheid onder meer de volgende opties uitvoeren:
· het laatste toerental handhaven; · naar het maximale toerental gaan; · naar een vooraf ingesteld toerental gaan; · stoppen en een waarschuwing genereren.

2.8 Gebruikersinterface en programmering
De frequentieomvormer gebruikt parameters voor het programmeren van de toepassingsfuncties. Parameters bieden een beschrijving van een functie en een menu met selecteerbare opties of opties voor het invoeren van numerieke waarden. Afbeelding 2.23 toont een voorbeeld van een programmeringsmenu.

1107 tpm

3,84 A

1 (1)

Hoofdmenu

0- Bediening/display 1- Belasting & motor 2- Remmen 3- Ref./Ramp.

Afbeelding 2.23 Voorbeeld van programmeringsmenu

Lokale gebruikersinterface Voor lokale programmering zijn parameters toegankelijk via de toetsen [Quick Menu] of [Main Menu] op het LCP.
Het snelmenu is bedoeld om de frequentieomvormer voor te bereiden op de eerste inschakeling en voor het instellen van de motorkarakteristieken. Het hoofdmenu biedt toegang tot alle parameters en biedt geavanceerde toepassingsspecifieke programmeeropties.
Externe gebruikersinterface Voor externe programmering biedt Danfoss een softwareprogramma voor het aanmaken, opslaan en overzetten van programmeergegevens. Met behulp van de MCT 10 setupsoftware kan de gebruiker een pc aansluiten op de frequentieomvormer en de frequentieomvormer rechtstreeks programmeren zonder gebruik te hoeven maken van het LCP- toetsenbord. De programmering van de frequentieomvormer kan ook offline worden gedaan en op eenvoudige wijze op de frequentieomvormer worden gedownload. Het is mogelijk om het volledige profiel van de frequentieomvormer naar de pc te downloaden voor backup of analyse. Er zijn een USB-connector en RS485klem beschikbaar om de pc aan te sluiten op de frequentieomvormer.
MCT 10 setupsoftware is gratis te downloaden via www.VLT-software.com. U kunt ook een cd met de software bestellen met behulp van onderdeelnummer 130B1000. De gebruikershandleiding bevat uitgebreide bedieningsinstructies. Zie ook hoofdstuk 2.8.2 Pc-software.
Stuurklemmen programmeren
· Voor elke klem zijn specifieke functies
beschikbaar die door de klem kunnen worden uitgevoerd.
· Functies worden ingeschakeld via de parameters
die aan de klem zijn gekoppeld.

MG20N610

Productoverzicht

Design guide

· Voor een juiste werking van de frequentieom-
vormer moeten de klemmen:
– correct worden bedraad; – worden geprogrammeerd voor de
gewenste functie.
2.8.1 Lokaal bedieningspaneel
Het lokale bedieningspaneel (LCP) is een grafisch display aan de voorzijde van de eenheid en voorziet in de gebruikersinterface door middel van druktoetsen en toont statusmeldingen, waarschuwingen en alarmen, parameters voor programmering en meer. Er is een numeriek display beschikbaar, met beperkte displayopties. Afbeelding 2.24 toont het LCP.

Status 1234rpm

10,4A

1(1) 43,5Hz

43,5Hz

Run OK

Status

Quick Menu

Main Menu

Alarm Log

2.8.2 Pc-software
De pc wordt aangesloten via een standaard USB-kabel (host/apparaat) of via de RS485-interface.
USB is een seriële bus die gebruikmaakt van 4 afgeschermde draden, waarbij pen 4 (aarde) is verbonden met de afscherming in de USB-poort van de pc. Als de pc via een USB-kabel wordt aangesloten op een frequentieomvormer, bestaat er een risico op beschadiging van de USB-hostcontroller in de pc. Alle standaard pc’s worden geproduceerd zonder galvanische scheiding in de USBpoort. Een verschil in aardpotentiaal dat wordt veroorzaakt door het niet opvolgen van de aanbevelingen in de bedieningshandleiding, kan leiden tot beschadiging van de USBhostcontroller via de afscherming van de USB-kabel. Het wordt aangeraden om een USB-isolator met galvanische scheiding te gebruiken om de USB- hostcontroller in de pc te beschermen tegen verschillen in aardpotentiaal op het moment dat de pc via een USBkabel wordt aangesloten op de frequentieomvormer. Gebruik geen pc-voedingskabel met een geaarde stekker wanneer de pc via een USB-kabel wordt aangesloten op de pc. Deze beperkt het verschil in aardpotentiaal maar elimineert niet alle potentiaalverschillen, vanwege de aardverbinding en afscherming in de USB-poort van de pc.

Back 130BB465.10
130BT308.10

Info Cancel

Warn. Alarm

Hand

Off

Auto on

Reset

Afbeelding 2.24 Lokaal bedieningspaneel

Afbeelding 2.25 USB-aansluiting
2.8.2.1 MCT 10 setupsoftware
De MCT 10 setupsoftware is bedoeld voor inbedrijfstelling en onderhoud van de frequentieomvormer, inclusief geleide programmering van de cascaderegelaar, de realtimeklok, de Smart Logic Controller en preventief onderhoud. Deze software biedt u eenvoudige controle over de details en een algemeen overzicht van systemen, groot of klein. Het programma kan werken met alle frequentieomvormerseries, VLT® AAF-filters en VLT® Softstarter-gerelateerde data.

MG20N610

Productoverzicht

VLT® AQUA Drive FC 202

Voorbeeld 1: Gegevens in de pc opslaan met behulp van MCT 10 setupsoftware
1. Sluit een pc via een USB-poort of de RS485interface aan op de eenheid.
2. Start de MCT 10 setupsoftware.
3. Selecteer de USB-poort of de RS485-interface.
4. Selecteer copy.
5. Selecteer het gedeelte project.
6. Selecteer paste.
7. Selecteer save as.
Alle parameters zijn nu opgeslagen.
Voorbeeld 2: Gegevens overzetten van LCP naar frequentieomvormer met behulp van MCT 10 setupsoftware
1. Sluit een pc via een USB-poort of de RS485interface aan op de eenheid.
2. Start de MCT 10 setupsoftware.
3. Selecteer Open de opgeslagen bestanden worden getoond.
4. Open het relevante bestand.
5. Selecteer Write to drive.
Alle parameters worden nu overgezet naar de frequentieomvormer.
Er is een aparte handleiding beschikbaar voor de MCT 10 setupsoftware. Download de software en de handleiding op www.danfoss.com/BusinessAreas/DrivesSolutions/Softwaredownload/.
2.8.2.2 VLT® Motion Control Tool MCT 31
De MCT 31 harmonischencalculator voor de pc vereenvoudigt het schatten van de harmonische vervorming in een bepaalde toepassing. De harmonische vervorming van zowel Danfoss-frequentieomvormers als frequentieomvormers van andere fabrikanten dan Danfoss met aanvullende hulpmiddelen voor harmonischenreductie, zoals Danfoss AHF-filters en 12-18-pulsgelijkrichters, kunnen worden berekend.
MCT 31 is ook te downloaden via www.danfoss.com/ BusinessAreas/DrivesSolutions/Softwaredownload/.
2.8.2.3 Harmonic Calculation Software (HCS)
HCS is een geavanceerde versie van de harmonischencalculator. De berekende resultaten worden vergeleken met relevante normen en kunnen vervolgens worden afgedrukt.
Ga voor meer informatie naar www.danfoss-hcs.com/ Default.asp?LEVEL=START

2.9 Onderhoud
Danfoss-frequentieomvormermodellen tot 90 kW zijn onderhoudsvrij. High Power- frequentieomvormers (met een nominaal vermogen van 110 kW of hoger) hebben ingebouwde filtermatten die door de gebruiker periodiek moeten worden gereinigd, afhankelijk van de mate waarin ze worden blootgesteld aan stof en verontreinigende stoffen. In de meeste omgevingen worden de volgende onderhoudsintervallen aanbevolen: circa 3 jaar voor koelventilatoren en circa 5 jaar voor condensatoren.
2.9.1 Opslag
Net als alle elektronische apparatuur moeten frequentieomvormers worden opgeslagen op een droge locatie. Periodiek formeren (laden van de condensator) is niet nodig tijdens opslag.
Het wordt aanbevolen om de apparatuur in de afgedichte verpakking te laten tot aan de installatie.

MG20N610

Systeemintegratie

Design guide

3 Systeemintegratie

Dit hoofdstuk beschrijft de afwegingen die moeten worden gemaakt bij integratie van de frequentieomvormer in een systeemontwerp. Het hoofdstuk is opgedeeld in de volgende secties:
· Hoofdstuk 3.1 Omgevingscondities tijdens bedrijf
De omgevingscondities voor de frequentieomvormer tijdens bedrijf hebben betrekking op de omgeving, behuizingen, temperatuur, reductie en andere aandachtspunten.
· Hoofdstuk 3.3 Netintegratie
Input naar de frequentieomvormer vanaf de netzijde, waaronder vermogen, harmonischen, bewaking, bekabeling, zekeringen en andere aandachtspunten.
· Hoofdstuk 3.2 EMC, harmonischen en aardlekbevei-
liging Input (regeneratie) vanaf de frequentieomvormer naar het stroomnet, waaronder vermogen, harmonischen, bewaking en andere aandachtspunten.
· Hoofdstuk 3.4 Motorintegratie
Output vanaf de frequentieomvormer naar de motor, waaronder motortypen, belasting, bewaking, bekabeling en andere aandachtspunten.
· Hoofdstuk 3.5 Extra ingangen en uitgangen,
Hoofdstuk 3.6 Mechanische planning Integratie van de frequentieomvormerinput en output voor optimaal systeemontwerp, waaronder afstemming van frequentieomvormer en motor, systeemkarakteristieken en andere aandachtspunten.
Een alomvattend systeemontwerp anticipeert op mogelijke probleemgebieden bij het implementeren van de effectiefste combinatie van omvormerfuncties. Onderstaande informatie biedt richtlijnen voor het plannen en specificeren van een motorregelsysteem met frequentieomvormers.
Operationele functies voorzien in uiteenlopende ontwerpconcepten, van een eenvoudige motortoerentalregeling tot een volledig geïntegreerd automatiseringssysteem met afhandeling van terugkoppelingen, signalering van de bedrijfsstatus, geautomatiseerde reacties op fouten, externe programmering, en meer.
Een volledig ontwerpconcept houdt rekening met uitgebreide specificatie van behoeften en gebruik.

· Type frequentieomvormers · Motoren · Netvereisten · Regelstructuur en programmering · Seriële communicatie · Maat, vorm en gewicht van apparatuur · Vereisten voor voedings- en stuurkabels; type en
lengte
· Zekeringen · Hulpapparatuur · Transport en opslag
Zie hoofdstuk 3.9 Checklist systeemontwerp voor een praktische gids voor selectie en ontwerp.
Inzicht in functies en strategieopties kan het systeemontwerp helpen optimaliseren en mogelijk de toevoeging van overbodige componenten of functionaliteit voorkomen.
3.1 Omgevingscondities tijdens bedrijf
3.1.1 Vochtigheid
Hoewel de frequentieomvormer correct kan werken bij een hoge vochtigheidsgraad (tot 95% relatieve vochtigheid), moet u condensatie vermijden. Het risico op condensatie is met name aanwezig wanneer de frequentieomvormer kouder is dan de vochtige omgevingslucht. Vocht in de lucht kan ook condenseren op de elektronische componenten en kortsluiting veroorzaken. Condensatie treedt op in eenheden zonder voeding. We adviseren om kastverwarming te installeren wanneer condensvorming mogelijk is vanwege de omgevingscondities. Vermijd installatie in gebieden waar vorst kan optreden.
Een andere mogelijkheid is om de frequentieomvormer in de stand-bymodus te laten werken (waarbij de eenheid is aangesloten op het net). Dit verkleint de kans op condensatie. Zorg dat er voldoende vermogensdissipatie plaatsvindt om het circuit van de frequentieomvormer vrij van vocht te houden.
3.1.2 Temperatuur
Voor alle frequentieomvormers zijn een minimale en maximale omgevingstemperatuur gespecificeerd. Het vermijden van extreme omgevingstemperaturen verlengt de levensduur van de apparatuur en optimaliseert de algehele systeembetrouwbaarheid. Volg de vermelde

MG20N610

Systeemintegratie

VLT® AQUA Drive FC 202

aanbevelingen op voor optimale prestaties en een maximale levensduur van de apparatuur.
· Hoewel de frequentieomvormer kan werken bij
temperaturen tot -10 °C, is een juiste werking bij nominale belasting enkel gegarandeerd bij temperaturen van 0 °C en hoger.
· Overschrijdt de maximumtemperatuur niet. · De levensduur van elektronische componenten
neemt met 50% af voor elke 10 °C bij gebruik boven de ontwerptemperatuur.
· Ook apparaten met een beschermingsklasse van
IP 54, IP 55 of IP 66 moeten voldoen aan de gespecificeerde omgevingstemperatuurbereiken.
· Aanvullende klimaatregeling van de kast of instal-
latieplek kan noodzakelijk zijn.
3.1.3 Koeling
Frequentieomvormers dissiperen vermogen in de vorm van warmte. Volg de volgende aanbevelingen voor effectieve koeling van de eenheid op.
· De maximale luchttemperatuur die de behuizing
ingaat, mag nooit hoger zijn dan 40 °C (104 °F).
· De gemiddelde etmaaltemperatuur mag niet
hoger zijn dan 35 °C (95 °F).
· Monteer de eenheid zodanig dat er voldoende
luchtstroming mogelijk is om de koelribben te koelen. Zie hoofdstuk 3.6.1 Vrije ruimte voor de juiste vrije ruimte bij montage.
· Houd aan de voor- en achterzijde een minimale
vrije ruimte aan voor luchtkoeling. Zie de bedieningshandleiding voor de exacte installatievereisten.
3.1.3.1 Ventilatoren
De frequentieomvormer heeft ingebouwde ventilatoren om te zorgen voor optimale koeling. De hoofdventilator forceert de luchtstroom langs de koelribben op het koellichaam en koelt zo de interne lucht. Bij bepaalde vermogensklassen is dicht bij de stuurkaart een kleine secundaire ventilator gemonteerd, die ervoor zorgt dat de interne lucht circuleert, om warmteophoping te voorkomen.
De hoofdventilator wordt geregeld door de interne temperatuur in de frequentieomvormer en het toerental neemt geleidelijk toe met de temperatuur. Dit beperkt de ruis en verlaagt het energieverbruik wanneer de noodzaak laag is, en zorgt voor maximale koeling wanneer dit nodig is. De ventilatorbesturing kan via 14-52 Ventilatorreg. worden aangepast aan elke toepassing, en biedt ook bescherming tegen de negatieve effecten van koelen in

koude klimaten. In geval van overtemperatuur in de frequentieomvormer worden de schakelfrequentie en het schakelpatroon gereduceerd. Zie hoofdstuk 5.1 Reductie voor meer informatie.

3.1.3.2 Berekening van de vereiste luchtstroming voor het koelen van de frequentieomvormer

De luchtstroom die nodig is voor het koelen van de frequentieomvormer, of van meerdere frequentieomvormers in één kast, kan als volgt worden berekend:

1. Bepaal het vermogensverlies bij het maximale uitgangsvermogen voor alle frequentieomvormers aan de hand van de gegevenstabellen in hoofdstuk 7 Specificaties.

2. Tel hierbij de vermogensverlieswaarden op van alle frequentieomvormers die op hetzelfde moment kunnen werken. De totale som is de warmte Q die moet worden overgedragen. Vermenigvuldig het resultaat met de factor f, die te vinden is in Tabel 3.1. Voorbeeld: f = 3,1 m³ x K/Wh op zeeniveau.

3. Bepaal de hoogste temperatuur van de lucht die de behuizing ingaat. Trek deze temperatuur af van de vereiste temperatuur in de behuizing, bijvoorbeeld 45 °C (113 °F).

4. Deel het totaal van stap 2 door het totaal van stap 3.

De berekening wordt uitgedrukt door de formule:

f Ti

x Q – TA

waarbij

V = luchtstroom in m³/h

f = factor in m³ x K/Wh

Q = over te dragen warmte in W

Ti = temperatuur in de behuizing in °C

TA = omgevingstemperatuur in °C

f = cp x (soortelijke warmte van lucht x dichtheid van

lucht)

LET OP

Soortelijke warmte van lucht (cp) en dichtheid van lucht () zijn geen constanten, maar zijn afhankelijk van temperatuur, vochtigheidsgraad en atmosferische druk. Daarom zijn ze afhankelijk van de hoogte boven zeeniveau.

MG20N610

Systeemintegratie

Design guide

Tabel 3.1 toont typische waarden van de factor f, berekend voor verschillende hoogtes.

Hoogte
[m] 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500

Soortelijke warmte van lucht cp [kJ/kgK] 0,9480 0,9348 0,9250 0,8954 0,8728 0,8551 0,8302 0,8065

Dichtheid van lucht Factor

[kg/m³] 1,225 1,167 1,112 1,058 1,006 0,9568 0,9091 0,8633 [m3K/Wh] 3,1 3,3 3,5 3,8 4,1 4,4 4,8 5,2

Tabel 3.1 Factor f, berekend voor verschillende hoogtes

Voorbeeld Wat is de vereiste luchtstroom voor het koelen van 2 frequentieomvormers (warmteverliezen 295 W en 1430 W) die gelijktijdig werken en die geïnstalleerd zijn in een behuizing met een temperatuurpiek van 37 °C?
1. De som van de warmteverliezen van beide frequentieomvormers is 1725 W.
2. Het vermenigvuldigen van 1725 W met 3,3 m³ x K/Wh geeft 5693 m x K/h.
3. Het aftrekken van 37 °C van 45 °C geeft 8 °C (=8 K).
4. Het delen van 5693 m x K/h door 8 K geeft: 711,6 m³/h.
Om de luchtstroom in CFM uit te drukken, gebruikt u de conversie 1 m³/h = 0,589 CFM.
Voor bovenstaand voorbeeld: 711,6 m³/h = 418,85 CFM.

3.1.4 Door de motor gegenereerde overspanning

De DC-spanning in de tussenkring (DC-bus) neemt toe wanneer de motor als generator werkt. Dit kan gebeuren op 2 manieren:

· De belasting drijft de motor aan wanneer de
frequentieomvormer werkt bij een constante uitgangsfrequentie. Dit wordt gewoonlijk aangeduid als een negatieve belasting.
· Als gedurende het vertragen het traagheids-
moment van de belasting hoog is en de vertragingstijd van de frequentieomvormer op een te lage waarde is ingesteld.
De frequentieomvormer kan de energie niet terugvoeren naar de ingang. Daarom begrenst hij de energie die van de motor wordt geaccepteerd, wanneer automatisch terugregelen is ingeschakeld. De frequentieomvormer

probeert dit te doen door automatisch de uitlooptijd te verlengen als de overspanning optreedt tijdens het vertragen. Als dit niet lukt, of als de belasting de motor aandrijft terwijl hij bij een constante frequentie werkt, schakelt de frequentieomvormer uit en wordt een foutmelding gegenereerd wanneer een kritisch DCbusspanningsniveau is bereikt.
3.1.5 Akoestische ruis
De akoestische ruis van de frequentieomvormer is afkomstig uit 3 bronnen:
· DC-(tussenkring)spoelen · RFI-filter (-spoel) · Interne ventilatoren
Zie Tabel 7.60 voor de nominale waarden voor akoestische ruis.
3.1.6 Trillingen en schokken
De frequentieomvormer is getest volgens een procedure die is gebaseerd op IEC 68-2-6/34/35 en 36. Tijdens deze tests wordt de eenheid gedurende 2 uur blootgesteld aan krachten van 0,7 g, over het bereik van 18 tot 1000 Hz willekeurig, in 3 richtingen. Alle frequentieomvormers van Danfoss voldoen aan de vereisten die gelden wanneer de eenheid aan de wand of op de vloer is gemonteerd of in panelen die met bouten aan de wand of de vloer zijn bevestigd.
3.1.7 Agressieve omgevingen
3.1.7.1 Gassen
Agressieve gassen, zoals waterstofsulfide, chloor of ammoniak, kunnen de elektrische en mechanische componenten van de frequentieomvormer beschadigen. Vervuiling van de koellucht kan op termijn ook PCB-sporen en deurafdichtingen aantasten. Agressieve verontreinigende stoffen zijn vaak aanwezig in afvalwaterzuiveringsinstallaties of zwembaden. Een duidelijk teken van een agressieve omgeving is gecorrodeerd koper.
In agressieve omgevingen wordt het gebruik van dichte IPbehuizingen aanbevolen, in combinatie met printplaten met vormvolgende coating. Zie Tabel 3.2 voor de waarden van vormvolgende coatings.
LET OP
De frequentieomvormer is standaard uitgevoerd met een klasse 3C2-coating. Een klasse 3C3-coating is op aanvraag leverbaar.

MG20N610

Systeemintegratie

VLT® AQUA Drive FC 202

Type gas

3C1 Eenheid

Zeezout n.v.t. Zwavel- mg/m³ oxiden Waterst mg/m³ ofsulfid e Chloor mg/m³ Waterst mg/m³ ofchlori de Waterst mg/m³ offluori de Ammon mg/m³ iak Ozon mg/m³ Stikstof mg/m³

Geen 0,1 0,01
0,01 0,01
0,003
0,3 0,01 0,1

Klasse

3C2

3C3

Gemidd Max. Gemid Max.

elde waarde delde waarde

waarde 1)

Zoute nevel

0,3

1,0

5,0

0,1

0,5

3,0

0,1

0,03 0,3

1,0

0,1

0,5

1,0

5,0

0,01 0,03 0,1

3,0

1,0

3,0

0,05 0,1

0,1

0,3

0,5

1,0

3,0

9,0

Tabel 3.2 Classificatie van vormvolgende coatings 1) De maximale waarden hebben betrekking op kortstondige piekwaarden gedurende maximaal 30 minuten per dag.

3.1.7.2 Blootstelling aan stof

Het installeren van frequentieomvormers in omgevingen met een hoge blootstelling aan stof is vaak onvermijdelijk. Stof is van invloed op wand- of framegemonteerde eenheden met beschermingsklasse IP 55 of IP 66, en tevens op in kasten gemonteerde apparaten met beschermingsklasse IP 21 of IP 20. Houd rekening met de in deze sectie beschreven 3 aspecten wanneer frequentieomvormers in dergelijke omgevingen worden geïnstalleerd.
Minder koeling Stof creëert afzettingen op de buitenkant van het apparaat en intern op printplaten en de elektronische componenten. Deze afzettingen werken als een isolatielaag en belemmeren de warmteoverdracht naar de omgevingslucht, waardoor de koelcapaciteit afneemt. De componenten worden warmer. Dit veroorzaakt een snellere veroudering van de componenten, waardoor de levensduur van de eenheid wordt verkort. Stofafzettingen op het koellichaam achter in de eenheid verkorten eveneens de levensduur van de eenheid.
Koelventilatoren De luchtstroom voor het koelen van de eenheid wordt geproduceerd door koelventilatoren, die zich gewoonlijk aan de achterzijde van het apparaat bevinden. De ventilatorrotors bevatten kleine lagers waarin stof kan binnendringen en als schuurmiddel kan fungeren. Dit resulteert in beschadiging van de lagers en uitval van de ventilator.

Filters High Power-frequentieomvormers zijn uitgerust met koelventilatoren die warme lucht in de apparatuur naar buiten afvoeren. Vanaf bepaalde vermogensklassen zijn deze ventilatoren uitgerust met filtermatten. Deze filters kunnen bij gebruik in stoffige omgevingen snel verstopt raken. In dergelijke situaties moeten voorzorgsmaatregelen worden getroffen.
Periodiek onderhoud In de bovenstaande situaties verdient het aanbeveling om de frequentieomvormer tijdens het periodieke onderhoud te reinigen. Verwijder stof van het koellichaam en de ventilatoren en reinig de filtermatten.
3.1.7.3 Explosiegevaarlijke omgevingen
Systemen in explosiegevaarlijke omgevingen moeten aan speciale voorwaarden voldoen. EU-richtlijn 94/9/EG beschrijft het gebruik van elektronische apparatuur in explosiegevaarlijke omgevingen.
Bij motoren die door frequentieomvormers worden geregeld in explosiegevaarlijke omgevingen, moet de temperatuur worden bewaakt met behulp van een PTCtemperatuursensor. Motoren met ontstekingsbeveiligingsklasse d of e zijn goedgekeurd voor een dergelijke omgeving.
· De d-classificatie houdt in dat vonken die
mogelijk ontstaan, binnen een beschermd gebied worden gehouden. Hoewel geen speciale goedkeuring nodig is, zijn speciale bedrading en omkasting wel vereist.
· De combinatie d/e komt het vaakst voor in
explosiegevaarlijke omgevingen. De motor zelf biedt een ontstekingsbescherming volgens klasse d, terwijl de motorbedrading en de aansluitomgeving voldoen aan de e-classificatie. De beperking op de e-aansluitingsruimte behelst de maximale spanning die in deze ruimte is toegestaan. De uitgangsspanning van een frequentieomvormer is gewoonlijk begrensd op de netspanning. De modulatie van de uitgangsspanning kan voor klasse e ongeoorloofde hoge piekspanningen produceren. In de praktijk is het gebruik van een sinusfilter bij de uitgang van de frequentieomvormer een effectief middel gebleken om de hoge piekspanning af te zwakken.
LET OP
Installeer een frequentieomvormer niet in een explosiegevaarlijke omgeving. Installeer de frequentieomvormer in een kast buiten deze zone. Het gebruik van een sinusfilter bij de uitgang van de frequentieomvormer wordt ook aanbevolen om de dU/dt-spanningsverhoging af te zwakken. Houd de motorkabels zo kort mogelijk.

MG20N610

Systeemintegratie

Design guide

LET OP
Frequentieomvormers met de MCB 112-optie zijn uitgerust met PTB- gecertificeerde thermistorsensorbewaking voor explosiegevaarlijke omgevingen. Afgeschermde motorkabels zijn niet nodig wanneer frequentieomvormers zijn uitgerust met sinusfilters op de uitgang.

3.1.8 Definities IP-klassen

Tegen binnendringing Tegen toegang tot

van vaste vreemde

gevaarlijke delen

voorwerpen

door

0 (geen bescherming)

(geen bescherming)

1 Diameter 50 mm

Rug van hand

2 Diameter van 12,5 mm Vinger

Eerste cijfer 3 Diameter van 2,5 mm Gereedschap

4 Diameter van 1,0 mm Draad

5 Beschermd tegen stof Draad

6 Stofdicht

Draad

Tegen binnendringing

van water met

schadelijke gevolgen

0 (geen bescherming)

1 Verticaal druppelend

water

2 Druppelend water onder

een hoek van 15°

Tweede 3 Sproeiend water

cijfer

4 Opspattend water

5 Waterstralen

6 Krachtige waterstralen

7 Korte onderdompeling

8 Langdurige onderdom-

peling

Aanvullende informatie

speciaal voor

Rug van hand

Eerste

Vinger

letter

Gereedschap

Draad

Aanvullende informatie

speciaal voor

H Hoogspanningsapparaat

M Apparaat beweegt

tijdens watertest Extra letter
S Apparaat stationair

tijdens watertest

W Weersomstandigheden

Tabel 3.3 Definities IEC 60529 voor IP-klassen

3.1.8.1 Kastopties en IP-klasse
De frequentieomvormers van Danfoss zijn leverbaar met 3 verschillende beschermingsklassen:
· IP 00 of IP 20 voor installatie in een kast. · IP 54 of IP 55 voor lokale montage. · IP 66 voor kritische omgevingscondities, zoals een
extreem hoge (lucht)vochtigheid of hoge concentraties stof of agressieve gassen.
3.1.9 Radiofrequente interferentie
Het belangrijkste doel in de praktijk is om een systeem te creëren dat stabiel werkt zonder radiofrequente interferentie tussen componenten. Om een hoog immuniteitsniveau te realiseren, wordt aangeraden om frequentieomvormers te gebruiken met hoogwaardige RFIfilters.
Gebruik filters van categorie C1, zoals gespecificeerd in EN 61800-3; deze voldoen aan de grenswaarden van klasse B van de algemene norm EN 55011.
Breng waarschuwingen op de frequentieomvormer aan als RFI-filters niet overeenkomen met categorie C1 (categorie C2 of lager). De verantwoordelijkheid voor een juiste markering berust bij de operator.
In de praktijk zijn er 2 benaderingswijzen voor RFI-filters:
· Geïntegreerd in de apparatuur
– Geïntegreerde filters nemen ruimte in de kast in, maar besparen op extra kosten voor montage, bedrading en materiaal. Het belangrijkste voordeel is echter de perfecte EMC-conformiteit en de bekabeling van geïntegreerde filters.
· Externe opties
– Optionele externe RFI-filters die op de ingang van de frequentieomvormer zijn geïnstalleerd, veroorzaken een spanningsval. In de praktijk betekent dit dat de maximale netspanning niet beschikbaar is op de ingang van de frequentieomvormer en dat het gebruik van een frequentieomvormer met een hoger vermogen nodig kan zijn. De maximale lengte van de motorkabel overeenkomstig de EMC-limieten bedraagt 1-50 m. Daarnaast moeten kosten worden gemaakt voor materiaal, bekabeling en montage. EMC-conformiteit wordt niet getest.

MG20N610

130BA056.10

Systeemintegratie

VLT® AQUA Drive FC 202

LET OP
Om een werking van de frequentieomvormer zonder interferentie te waarborgen, moet u altijd een RFI-filter van categorie C1 gebruiken.
LET OP
VLT® AQUA Drive-eenheden worden standaard geleverd met geïntegreerde RFI- filters die voldoen aan categorie C1 (EN 61800-3) voor gebruik met 400 V-netsystemen en vermogensklassen tot 90 kW of aan categorie C2 voor vermogensklassen van 110-630 kW. VLT® AQUA Driveeenheden voldoen aan categorie C1 met afgeschermde motorkabels tot 50 m of aan categorie C2 met afgeschermde motorkabels tot 150 m. Zie Tabel 3.4 voor meer informatie.
3.1.10 Conformiteit met PELV en galvanische scheiding
Zorg voor bescherming tegen elektrische schokken wanneer de elektrische voeding van het type extra lage spanning (PELV Protective Extra Low Voltage) is en de installatie voldoet aan lokale en nationale PELVvoorschriften.
Om aan de PELV-eisen te voldoen, moet alle aansluitingen aan PELV voldoen. De thermistor moet bijvoorbeeld versterkt/dubbel geïsoleerd zijn. Alle stuurklemmen en relaisklemmen van Danfoss-frequentieomvormers voldoen aan de PELV-eisen, met uitzondering van geaarde driehoekschakelingen (één zijde geaard) boven 400 V.
(Gegarandeerde) galvanische scheiding wordt verkregen door te voldoen aan de eisen voor hogere isolatie en door de relevante kruip-/spelingafstanden in acht te nemen. Deze vereisten worden beschreven in de norm NEN-EN-IEC 61800-5-1.
Elektrische scheiding wordt geboden zoals aangegeven in Afbeelding 3.1. De genoemde componenten voldoen aan de vereisten van zowel PELV als galvanische scheiding.

3 M

1 Netvoeding (SMPS) inclusief scheiding van het V DC-signaal, dat de tussenkringspanning aangeeft
2 Gatedriver voor de IGBT’s 3 Stroomtransductoren 4 Optische koppeling, remmodule 5 Interne aanloopstroom-, RFI- en temperatuurmeetcircuits. 6 Eigen relais a Galvanische scheiding voor de 24 V-backupoptie b Galvanische scheiding voor de RS485-standaardbusinterface
Afbeelding 3.1 Galvanische scheiding

Installatie op grote hoogte Installaties op hoogtes boven de limieten voor grote hoogte voldoen mogelijk niet aan de PELV-eisen. De scheiding tussen componenten en kritische delen is mogelijk onvoldoende. Er bestaat een kans op overspanning. Beperk de kans op overspanning door gebruik te maken van externe beschermende apparatuur of galvanische scheiding.
Neem voor installaties op grote hoogte contact op met Danfoss in verband met PELV-conformiteit.
· 380-500 V (behuizing A, B en C): boven 2000 m
(6500 ft)
· 380-500 V (behuizing D, E en F): boven 3000 m
(9800 ft)
· 525-690 V: boven 2000 m (6500 ft)
3.1.11 Opslag
Net als alle elektronische apparatuur moeten frequentieomvormers worden opgeslagen op een droge locatie. Periodiek formeren (laden van de condensator) is niet nodig tijdens opslag.
Het wordt aanbevolen om de apparatuur in de afgedichte verpakking te laten tot aan de installatie.

MG20N610

Systeemintegratie

Design guide

3.2 EMC, harmonischen en aardlekbeveiliging
3.2.1 Algemene aspecten van EMC-emissies
Frequentieomvormers (en andere elektrische apparaten) genereren elektronische of magnetische velden die storingen kunnen veroorzaken in de omgeving. De elektromagnetische compatibiliteit (EMC) van deze effecten hangt af van het vermogen en de harmonische kenmerken van de apparatuur.
Onbeheerste interactie tussen elektrische apparaten in een systeem kan de compatibiliteit aantasten en een betrouwbare werking verstoren. Interferentie kan optreden in de vorm van harmonische vervorming op het net, elektrostatische ontladingen, snelle spanningsschommelingen of hoogfrequente interferentie. Elektrische apparaten genereren niet alleen interferentie, maar worden ook beïnvloed door interferentie van andere gegenereerde bronnen.
Elektrische verstoringen ontstaan meestal bij frequenties in het bereik van 150 kHz to 30 MHz. Via de lucht verspreide interferentie van het frequentieomvormersysteem binnen een bereik van 30 MHz tot 1 GHz wordt gegenereerd door de omvormer, de motorkabel en de motor. Capacitieve stromen in de motorkabel in combinatie met een hoge dU/dt van de motorspanning genereren lekstromen, zoals te zien is in Afbeelding 3.2. Het gebruik van een afgeschermde motorkabel verhoogt de lekstroom (zie Afbeelding 3.2), omdat afgeschermde kabels een hogere capaciteit naar aarde hebben dan nietafgeschermde kabels. Als de lekstroom niet wordt gefilterd, zal deze meer interferentie in het net veroorzaken in het frequentiebereik lager dan ongeveer 5 MHz. Omdat de lekstroom (I1) via de afscherming (I3) naar de eenheid wordt teruggevoerd, zal de afgeschermde motorkabel in principe slechts een klein elektromagnetisch veld (I4) opwekken, zoals te zien is in Afbeelding 3.2.

De afscherming vermindert de interferentie door straling, maar verhoogt de laagfrequentinterferentie op het net. Sluit de afscherming van de motorkabel aan op zowel de behuizing van de frequentieomvormer als de motorbehuizing. De beste manier om dit te doen, is door ingebouwde afschermingsklemmen te gebruiken om gedraaide uiteinden (pigtails) te vermijden. Pigtails verhogen de impedantie van de afscherming bij hogere frequenties, waardoor het effect van de afscherming afneemt en de lekstroom (I4) toeneemt. Als voor relais, stuurkabel, signaalinterface en rem een afgeschermde kabel wordt gebruikt, moet u de afscherming aan beide uiteinden op de behuizing monteren. In enkele situaties zal het echter noodzakelijk zijn de afscherming te onderbreken om stroomlussen te vermijden.
Wanneer de afscherming op een montageplaat voor de frequentieomvormer moet worden geplaatst, moet deze montageplaat van metaal zijn, om de afschermstromen naar de eenheid terug te leiden. Zorg ook voor een goed elektrisch contact van de montageplaat, via de montagebouten, naar het chassis van de frequentieomvormer.
Bij gebruik van niet-afgeschermde kabels wordt niet voldaan aan bepaalde emissievereisten, hoewel er wel aan de meeste immuniteitsvereisten wordt voldaan.
Om het interferentieniveau van het totale systeem (eenheid + installatie) zo veel mogelijk te beperken, moet de bekabeling van de motor en remweerstand zo kort mogelijk zijn. Voorkom dat signaalgevoelige kabels naast motorkabels en remweerstandskabels worden geïnstalleerd. Radiostoring van meer dan 50 MHz (via de lucht) wordt met name gegenereerd door de besturingselektronica.

MG20N610

175ZA062.12

Systeemintegratie

z PE PE

VLT® AQUA Drive FC 202

CS U
I1 V

W I2 I3
CS I4

1 Aarddraad 2 Afscherming

3 Netvoeding 4 Frequentieomvormer

Afbeelding 3.2 Genereren van lekstromen

6
5 Afgeschermde motorkabel 6 Motor

3.2.2 EMC-testresultaten
De volgende testresultaten zijn verkregen bij gebruik van een systeem met een frequentieomvormer, een afgeschermde stuurkabel, een besturingskast met potentiometer en een afgeschermde motorkabel (Ölflex Classic 100 CY), bij de nominale schakelfrequentie. Tabel 3.4 geeft de maximale motorkabellengtes voor conformiteit.
LET OP
De omstandigheden kunnen aanzienlijk variëren voor andere setups.
LET OP
Zie Tabel 3.17 voor parallelle motorkabels.

MG20N610

Systeemintegratie

Design guide

RFI-filtertype
Normen EN 55011 en voorschriften
EN-IEC 61800-3

H1 FC 202 H2 FC 202
H3 FC 202 H4 FC 202 Hx1) FC 202

0,25-45 kW 200-240 V T2

1,1-7,5 kW 200-240 V S2

0,37-90 kW 380-480 V T4

7,5 kW 380-480 V

0,25-3,7 kW 200-240 V T2

5,5-45 kW 200-240 V T2

1,1-7,5 kW 200-240 V S2

0,37-7,5 kW 380-480 V T4

11-90 kW 380-380 V4) T4

7,5 kW 380-480 V

11-30 kW 525-690 V1,4) T7

37-90 kW 525-690 V2,4) T7

0,25-45 kW 200-240 V T2 0,37-90 kW 380-480 V T4

1,1-30 kW 525-690 V1) T7 37-90 kW 525-690 V2) T7

1,1-90 kW 525-600 V T6 15-22 kW 200-240 V S2 11-37 kW 380-480 V S4

Emissie via geleiding

Kabellengte [m]

Klasse B

Klasse A

Groep 1

Groep 2

Woonhuizen, Industriële

Industriële

kantoren en omgeving

omge-

lichte

ving

industrie

Categorie C1 Categorie C2 Categorie C3

Eerste

Tweede

omgeving omgeving

omge-

Woonhuizen Woonhuizen en ving

en kantoren kantoren

Industrieel

Emissie via straling

Kabellengte [m]

Klasse B

Klasse A

Groep 1

Groep 2

Woonhuizen, Industriële Industriële

kantoren en omgeving

omgeving

lichte

industrie

Categorie C1 Categorie C2 Categorie C3

Eerste omgeving Woonhuizen en kantoren

Second environment Industrial

150

Nee

100/1505)

Nee

150

Nee

100/1505)

Nee

100

Nee

150

Nee

Tabel 3.4 EMC-testresultaten (emissie) Maximale lengte motorkabel

Behuizingsgrootte B2. 2) Behuizingsgrootte C2. 3) Hx-versies kunnen worden gebruikt overeenkomstig EN-IEC 61800-3 categorie C4. 4) T7, 37-90 kW voldoet aan klasse A groep 1 met 25 m motorkabel. Er gelden bepaalde restricties voor de installatie (neem contact op met Danfoss voor meer informatie). 5) 100 m voor fase-nul, 150 m voor fase-fase (maar niet bij TT of TN). Eenfasige frequentieomvormers zijn niet bedoeld voor een 2-fasevoeding van een TT- of TN-netwerk. HX, H1, H2, H3, H4 of H5 wordt gedefinieerd voor EMC-filters op pos. 16-17 in de typecode. Hx geen geïntegreerd EMC-filter in de frequentieomvormer. H1 geïntegreerd EMC-filter. Voldoet aan EN 55011 klasse A1/B en EN-IEC 61800-3 categorie 1/2. H2 een beperkt RFI-filter met enkel condensatoren en zonder een common-modespoel. Voldoet aan EN 55011 klasse A2 en EN-IEC 61800-3 categorie 3. H3 geïntegreerd EMC-filter. Voldoet aan EN 55011 klasse A1/B en EN-IEC 61800-3 categorie 1/2. H4 geïntegreerd EMC- filter. Voldoet aan EN 55011 klasse A1 en EN-IEC 61800-3 categorie 2. H5 maritieme versies. Verstevigde versie; voldoet aan dezelfde emissieniveaus als H2-ver

Danfoss FC 202 VLT Aqua Drive User Guide

FC 202 VLT Aqua Drive

Product Information

Specifications

Product Usage Instructions

Introduction

Product Overview

System Integration

Network Integration

FAQ

Q: What is the power range of the product?

Q: What are the key environmental considerations during

Q: How can I address network disturbances?

References

Read User Manual Online (PDF format)

Download This Manual (PDF format)

Danfoss User Manuals

Related Manuals