manuel de configuration

Manuel de configuration du FC 300

Table des matires

Table des matires 1 Guide de lecture du prsent Manuel de configurationGuide de lecture du prsent Manuel de configuration Symboles Abrviations Dfinitions 5 5 5 6 6 11 11 15 17 17 19 19 20 21 22 23 23 26 27 27 28 31 34 38 40 42 44 44 44 44 47 47 48 52 59 59 61

2 Scurit et conformitPrcautions de scurit Environnements agressifs

3 Prsentation du AutomationDrive FC 300Vue gnrale du produit Principe de contrle Contrles du AutomationDrive FC 300 AutomationDrive FC 301 vs. AutomationDrive FC 302 Principe de contrle Structure de contrle en VVCplus contrle vectoriel avanc Structure de contrle en flux avec retour codeur Contrle de courant interne en mode VVCplus Contrle local (Hand On) et distant (Auto On) Limites de rf. Mise l'chelle des rfrences prdfinies et des rfrences du bus Mise l'chelle des rfrences et du retour analogiques et d'impulsions Zone morte autour de zro Rgulateur PID de vitesse Rgulateur PID de process Mthode de rglage de Ziegler Nichols Rsultats des essais CEM PELV : tension extrmement basse de protection Fonction de freinage sur le AutomationDrive FC 300 Freinage de maintien mcanique Freinage dynamique Slection de la rsistance de freinage Contrle avec la fonction de freinage Commande de frein mcanique Frein mcanique pour applications de levage Arrt de scurit du AutomationDrive FC 300

Structure de contrle en flux sans retour (AutomationDrive FC 302 uniquement) 22

4 Slection du AutomationDrive FC 300Donnes lectriques - 200-240 V Donnes lectriques - 380-500 V

MG.33.BC.04 - VLT est une marque dpose Danfoss

1

Table des matires


Donnes lectriques - 525-600 V Donnes lectriques - 525-690 V Spcifications gnrales Bruit acoustique Conditions du/dt Conditions spciales Adaptations automatiques pour garantir les performances

67 70 78 84 84 89 96 97 97 98 121 125 125 125 125 125 126 128 135 137 139 143 146 153 153 154 157 160 161 161 172 177 179 180 181 181 182 182

5 CommandeSystme de configuration du variateur Code de type du formulaire de commande

6 Installation mcanique - Chssis de taille A, B et C 7 Installation mcanique - chssis de taille D, E et FPr-installation Prparation du site d'installation Rception du variateur de frquence Transport et dballage Levage Encombrement Installation mcanique Emplacements des bornes - chssis de taille D Emplacements des bornes - chssis de taille E Emplacements des bornes - chssis de taille F Refroidissement et circulation d'air

8 Installation lectriqueRaccordements - chssis de taille A, B et C Raccordement au secteur et mise la terre Raccordement du moteur Raccordement de relais Connexions - chssis de taille D, E et F Connexions de l'alimentation Fusibles Sectionneurs, disjoncteurs et contacteurs Protection thermique du moteur Raccordement en parallle des moteurs Isolation du moteur Courants des paliers de moteur Cbles de commande et bornes Passage des cbles de commande

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Table des matires

Bornes de commande Commutateurs S201, S202 et S801 Installation lectrique, bornes de commande Exemple de cblage de base Installation lectrique, cbles de commande Sortie relais Raccordements supplmentaires Connexion d'un PC au variateur de frquence Logiciel PC du AutomationDrive FC 300 Relais de protection diffrentielle Programmation finale et test

184 184 185 186 187 189 190 191 192 197 198 201 202 202 203 203 204 205 205 206 207 209 211 211 211 212 213 216 218 219 221 222 224 225 227 228 229 231 232 232

9 Exemples d'applicationRaccordement du codeur Direction du codeur Systme de variateur de boucle ferme Programmation de la limite de couple et d'arrt Commande de frein mcanique avance pour les applications de levage. Adaptation automatique au moteur (AMA) Programmation du contrleur logique avanc Exemple d'application du SLC Carte thermistance PTC MCB 112 Commande de couple, boucle ouverte

10 Options et accessoiresInstallation des modules d'option l'emplacement A Installation des modules d'option l'emplacement B Montage des options dans l'emplacement C Usage gnral module entre/sortie MCB 101 Option de codeur MCB 102 Option du rsolveur MCB 103 Option de relais MCB 105 Option de secours 24 V MCB 107 carte thermistance PTC MCB 112 Carte relais tendue MCB 113 MCF 106 A/B dans l'adaptateur de l'option C Rsistances de freinage Kit de montage externe pour LCP Kit de protection IP21/IP4X/TYPE 1 Support de montage pour chssis de taille A5, B1,B2, C1 et C2 Filtres sinus Options Forte Puissance


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Table des matires


Options de panneau de chssis de taille F

232 235 235 237 237 242 243 245 250 251 261

11 Installation et configuration de l'interface RS-485Installation et configuration de l'interface RS-485 Configuration du rseau Structure des messages du protocole FC - AutomationDrive FC 300 Exemples Vue d'ensemble du Modbus RTU Structure des messages du Modbus RTU Comment accder aux paramtres Profil de contrle FC Danfoss

Indice

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1 Guide de lecture du prsent Manuel de configuration

1 Guide de lecture du prsent Manuel de configuration1.1.1 Guide de lecture du prsent Manuel de configurationCe Manuel de configuration prsente tous les aspects du AutomationDrive FC 300.

1

Documentation disponible pour le AutomationDrive FC 300 Le Manuel d'utilisation du variateur VLT AutomationDrive MG.33.AX.YY fournit les informations ncessaires l'installation et au fonctionnement du variateur. Le Manuel d'utilisation des VLT AutomationDrive forte puissance MG.33.UX.YY Le Manuel de configuration du variateur VLT AutomationDrive MG.33.BX.YY donne toutes les informations techniques concernant le variateur ainsi que la conception et les applications client. Le Guide de programmation du variateur VLT AutomationDrive MG.33.MX.YY fournit des informations sur la programmation et comporte une description complte des paramtres. Le Manuel d'utilisation du VLT AutomationDrive Profibus MG.33.CX.YY fournit les informations requises pour le contrle, le suivi et la programmation du variateur via un bus de terrain Profibus. Le Manuel d'utilisation de DeviceNet pour VLT AutomationDrive MG.33.DX.YY fournit les informations requises pour le contrle, le suivi et la programmation du variateur via un bus de terrain DeviceNet. X = numro de rvision YY = code de langue

Des documents techniques portant sur les variateurs Danfoss sont aussi disponibles en ligne sur www.danfoss.com/BusinessAreas/DrivesSolutions/Documentations/Technical+Documentation.

1.1.2 SymbolesSymboles utiliss dans ce manuel.

N.B.! Indique un fait porter l'attention du lecteur.

Indique un avertissement d'ordre gnral.

Indique un avertissement de haute tension.

*

Indique la configuration par dfaut.


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1 Guide de lecture du prsent Manuel de configuration1.1.3 Abrviations


1

Courant alternatif Calibre amricain des fils Ampre/AMP Adaptation automatique au moteur Limite de courant Degr Celsius Courant continu Dpend du variateur Compatibilit lectromagntique Electronic Thermal Relay (relais thermique lectronique) Variateur de frquence Gramme Hertz Kilohertz Panneau de commande local Mtre Inductance en millihenry Milliampre Milliseconde Minute Motion Control Tool Nanofarad Newton-mtres Courant moteur nominal Frquence moteur nominale Puissance moteur nominale Tension moteur nominale Description Tension extrmement basse de protection Carte circuits imprims Courant de sortie nominal onduleur Tours par minute Bornes rgnratrices Seconde Vitesse du moteur synchrone Limite de couple Volts Courant maximal de sortie Courant nominal de sortie fourni par le variateur de frquence

AC AWG A AMA ILIM C DC D-TYPE CEM ETR FC g Hz kHz LCP m mH mA ms min MCT nF Nm IM,N fM,N PM,N UM,N par. PELV PCB IINV tr/min Regen s ns TLIM V IVLT,MAX IVLT,N

1.1.4 DfinitionsVariateur de frquence : Roue libre L'arbre moteur se trouve en fonctionnement libre. Pas de couple sur le moteur. IVLT,MAX Courant maximal de sortie. IVLT,N Courant nominal de sortie fourni par le variateur de frquence. UVLT, MAX Tension de sortie maximum. Entre : Ordre de commande Le moteur raccord peut tre lanc et arrt l'aide du LCP et des entres digitales. Les fonctions sont rparties en deux groupes. Les fonctions du groupe 1 ont une priorit suprieure aux fonctions du groupe 2. Moteur : fJOG Frquence du moteur lorsque la fonction jogging est active (via des bornes numriques). Groupe 2 Groupe 1 Rinitialisation, arrt roue libre, rinitialisation et arrt roue libre, arrt rapide, freinage par injection de courant continu, arrt et touche Off. Dmarrage, impulsion de dmarrage, inversion, dmarrage avec inversion, jogging et gel sortie

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Manuel de configuration du FC 300fM


Frquence du moteur. Sortie du variateur de frquence. La frquence de sortie est lie la vitesse de l'arbre du moteur en fonction du nombre de ples et de la frquence de glissement. fMAX La frquence de sortie maximum que le variateur de frquence applique sa sortie. La frquence de sortie maximum est rgle aux paramtres 4-12, 4-13 et 4-19. fMIN La frquence moteur minimale du variateur de frquence. Dfaut : 0 Hz. fM,N Frquence nominale du moteur (donnes de la plaque signaltique). IM Courant du moteur. IM,N Courant nominal du moteur (donnes de la plaque signaltique). nM,N Vitesse nominale du moteur (donnes de la plaque signaltique). ns Vitesse moteur synchrone

1

ns =PM,N

2 par. . 1 23 60 s par. . 1 39

Puissance nominale du moteur (donnes de la plaque signaltique).

TM,N Couple nominal (moteur).

UM Tension instantane du moteur.

UM,N Tension nominale du moteur (donnes de la plaque signaltique).

Couple de dcrochage

VLT Le rendement du variateur de frquence est dfini comme le rapport entre la puissance dgage et la puissance absorbe.

Ordre de dmarrage dsactiv Ordre d'arrt faisant partie du groupe 1 d'ordres de commande, voir ce groupe.


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1 Guide de lecture du prsent Manuel de configurationOrdre d'arrt


1

Voir Ordres de commande.

Rfrences : Rfrence analogique Un signal analogique appliqu l'entre 53 ou 54. Le signal peut tre une tension 0-10 V (FC 301 et FC 302) ou -10 -+10V (FC 302) ou un signal de courant 0-20 mA ou 4-20 mA. Rfrence binaire Signal appliqu au port de communication srie (RS-485 borne 68 69). Rf.prdfinie Rfrence prdfinie pouvant tre rgle de -100 % +100 % de la plage de rfrence. Huit rfrences prdfinies peuvent tre slectionnes par l'intermdiaire des bornes digitales. Rf. impulsions Une rfrence d'impulsions applique la borne 29 ou 33, slectionne au par. 5-13 ou 5-15 [32]. Mise l'chelle au groupe de paramtres 5-5*. RefMAX Dtermine la relation entre l'entre de rfrence 100 % de la valeur de l'chelle complte (gnralement 10 V, 20 mA) et la rfrence rsultante. Valeur de rfrence maximum dfinie au Par. 3-03 Rf. max.. RefMIN Dtermine la relation entre l'entre de rfrence la valeur 0 % (gnralement 0 V, 0 mA, 4 mA) et la rfrence rsultante. Valeur de rfrence minimum dfinie au Par. 3-02 Rfrence minimale. Autres : Entres analogiques Les entres analogiques permettent de contrler diverses fonctions du variateur de frquence. Il en existe deux types : Entre de courant, 0-20 mA et 4-20 mA Entre de tension, 0-10 V CC (AutomationDrive FC 301) Entre de tension, -10 - +10 V CC (AutomationDrive FC 302). Sorties analogiques Les sorties analogiques peuvent fournir un signal de 0-20 mA, 4-20 mA. Adaptation automatique au moteur, AMA L'AMA est un algorithme qui dtermine les paramtres lectriques du moteur raccord l'arrt. Rsistance de freinage La rsistance de freinage est un module capable d'absorber la puissance de freinage gnre lors du freinage par rcupration. Lors du freinage la tension du circuit intermdiaire augmente et un hacheur veille dvier le surplus d'nergie vers la rsistance de freinage. Caractristiques de couple constant (CC) Caractristiques de couple constant que l'on utilise pour toutes les applications, telles que convoyeurs bande, pompes volumtriques et grues. Entres digitales Les entres digitales permettent de contrler diverses fonctions du variateur de frquence. Sorties digitales Le variateur de frquence est dot de deux sorties semi-conducteurs qui peuvent fournir un signal 24 V CC (max. 40 mA). DSP Processeur de signal numrique. ETR Le relais thermique lectronique est un calcul de la charge thermique en fonction de la charge instantane et du temps. Son objectif est d'estimer la temprature du moteur. Hiperface Hiperface est une marque dpose de Stegmann. Initialisation Si l'on effectue une initialisation (voir Par. 14-22 Mod. exploitation), le variateur de frquence reprend les valeurs par dfaut. Cycle d'utilisation intermittent Une utilisation intermittente fait rfrence une squence de cycles d'utilisation. Chaque cycle consiste en une priode en charge et une priode vide. Le fonctionnement peut tre priodique ou non priodique.

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Manuel de configuration du FC 300LCP


Le panneau de commande local constitue une interface complte d'utilisation et de programmation du variateur de frquence. Le panneau de commande est dbrochable et peut tre install une distance maximale de 3 mtres du variateur de frquence, par exemple sur un panneau frontal l'aide du kit de montage en option. NLCP Panneau de commande local numrique, interface d'utilisation et de programmation du variateur de frquence. L'affichage est numrique et le panneau sert essentiellement afficher les valeurs de process. Le NLCP n'a pas de fonction d'enregistrement ni de copie. lsb Bit de plus faible poids. msb Bit de plus fort poids. MCM Abrviation de Mille Circular Mil, unit de mesure amricaine de la section de cble. 1 MCM = 0,5067 mm2. Paramtres en ligne/hors ligne Les modifications apportes aux paramtres en ligne sont actives directement aprs modification de la valeur de donnes. Les modifications apportes aux paramtres hors ligne sont seulement actives aprs avoir appuy sur la touche [OK] du LCP. Process PID Le rgulateur PID maintient les vitesse, pression, temprature, etc. souhaites en adaptant la frquence de sortie la variation de charge. PCD Donnes de process Entre impulsions/codeur incrmental Un capteur numrique externe utilis pour l'information de retour de la vitesse et de la direction du moteur. Les codeurs sont utiliss pour le retour de prcision haute vitesse et les applications ultra-dynamiques. La connexion du codeur se fait soit aux bornes 32 et 32 soit par l'option de codeur MCB 102. RCD Relais de protection diffrentielle. Process On peut enregistrer des rglages de paramtres dans quatre process. Il est possible de passer d'un process l'autre et d'en diter un pendant qu'un autre est actif. SFAVM Type de commutation appel S tator F lux oriented A synchronous V ector M odulation (modulation vectorielle asynchrone flux statorique orient, Par. 14-00 Type modulation). Compensation du glissement Le variateur de frquence compense le glissement du moteur en augmentant la frquence en fonction de la charge du moteur mesure, la vitesse du moteur restant ainsi quasiment constante. Contrleur de logique avance (SLC) Le SLC est une squence d'actions dfinies par l'utilisateur excutes lorsque les vnements associs dfinis par l'utilisateur sont valus comme tant VRAI par le contrleur logique avanc. (Groupe de paramtres 13-xx Logique avance. STW tat largi Bus standard FC Inclut le rseau RS-485 avec protocole FC ou protocole MC. Voir le Par. 8-30 Protocole. Thermistance Rsistance dpendant de la temprature place l'endroit o l'on souhaite surveiller la temprature (variateur de frquence ou moteur). THD Taux de distortion harmonique total, indique la contribution totale des harmoniques. Alarme tat rsultant de situations de panne, p. ex. en cas de surchauffe du variateur de frquence ou lorsque celui-ci protge le moteur, le processus ou le mcanisme. Le redmarrage est impossible tant que l'origine de la panne n'a pas t rsolue ; l'tat de dclenchement est annul par un reset ou, dans certains cas, grce un reset programm automatiquement. Le dclenchement ne peut pas tre utilis des fins de scurit des personnes.

1


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1 Guide de lecture du prsent Manuel de configurationDclenchement verrouill


1

tat rsultant de situations de panne lorsque le variateur de frquence assure sa propre protection et ncessitant une intervention physique, p. ex. si la sortie du variateur fait l'objet d'un court-circuit. Un dclenchement verrouill peut tre annul par coupure de l'alimentation secteur, rsolution de l'origine de la panne et reconnexion du variateur de frquence. Le redmarrage est impossible tant que l'tat de dclenchement n'a pas t annul par un reset ou, dans certains cas, grce un reset programm automatiquement. Le dclenchement ne peut pas tre utilis des fins de scurit des personnes. Caractristiques de couple variable (CV) Caractristiques de CV que l'on utilise pour les pompes et les ventilateurs. VVCplus Si on la compare au contrle standard de proportion tension/frquence, la commande vectorielle de tension (VVCplus) amliore la dynamique et la stabilit, la fois lorsque la rfrence de vitesse est modifie et lorsqu'elle est associe au couple de charge.

60 AVM Type de modulation appel 60 A synchronous V ector M odulation (modulation vectorielle asynchrone, Par. 14-00 Type modulation).

Facteur de puissance Le facteur de puissance est le rapport entre I1 et IRMS.

Facteur de puissance =

3 x U x I 1 cos 3xU xI

RMS

Facteur de puissance pour alimentation triphase :

=

I1 I 1 x cos 1 = puisque cos 1 = 1 I RMS I RMS2 2 2 2 I 1 + I 5 + I 7 + .. + I n

Le facteur de puissance indique dans quelle mesure le variateur de frquence impose une charge l'alimentation secteur. Plus le facteur de puissance est bas, plus l'IRMS est lev pour la mme performance en kW.

I RMS =

En outre, un facteur de puissance lev indique que les diffrents courants harmoniques sont faibles. Tous les variateurs de frquence Danfoss ont des bobines CC dans le circuit CC pour avoir un facteur de puissance lev et pour rduire le THD sur l'alimentation principale.

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2 Scurit et conformit

2 Scurit et conformit2.1 Prcautions de scurit2.1.1 Prcautions de scuritLa tension qui traverse le variateur de frquence est dangereuse lorsque l'appareil est reli au secteur. Toute installation incorrecte du moteur, du variateur de frquence ou du bus de terrain risque d'endommager l'appareil et de provoquer des blessures graves ou mortelles. Se conformer donc aux instructions de ce manuel et aux rglementations de scurit locales et nationales.

2

Normes de scurit 1. L'alimentation lectrique doit imprativement tre coupe avant toute intervention sur le variateur de frquence. S'assurer que l'alimentation secteur est bien coupe et que le temps ncessaire s'est coul avant de dconnecter les bornes du moteur et du secteur. 2. La touche [OFF] du panneau de commande du variateur de frquence ne coupe pas l'alimentation lectrique et ne doit donc en aucun cas tre utilise comme interrupteur de scurit. 3. Le variateur doit tre correctement mis la terre afin de protger l'utilisateur contre la tension d'alimentation et le moteur contre les surcharges, conformment aux rglementations locales et nationales. 4. 5. Le courant de fuite la terre dpasse 3,5 mA. Le rglage d'usine ne prvoit pas de protection contre la surcharge du moteur. Pour activer cette fonction, rgler le Par. 1-90 Protect. thermique

mot. sur la valeur Arrt ETR [4] ou la valeur Avertissement ETR [3].6. Ne pas dconnecter les bornes d'alimentation du moteur et du secteur lorsque le variateur de frquence est connect au secteur. S'assurer que l'alimentation secteur est bien coupe et que le temps ncessaire s'est coul avant de dconnecter les bornes du moteur et du secteur. 7. Attention : le variateur de frquence comporte d'autres sources de tension que L1, L2 et L3 lorsque la rpartition de charge (connexion de circuit intermdiaire CC) ou l'alimentation externe 24 V CC sont installes. Vrifier que toutes les sources de tension sont dbranches et que le temps ncessaire s'est coul avant de commencer la rparation. Avertissement dmarrages imprvus 1. Le moteur peut tre stopp l'aide des entres digitales, des commandes de bus, des rfrences analogiques ou de l'arrt local lorsque le variateur de frquence est reli au secteur. Ces modes d'arrt ne sont pas suffisants lorsque la scurit des personnes (p. ex. risque de blessure provoqu par un contact avec des pices de machine en mouvement aprs un dmarrage intempestif) exige l'limination de tout risque de dmarrage imprvu. Dans de tels cas, l'alimentation secteur doit tre dconnecte ou la fonction Arrt de scurit doit tre active. 2. Le moteur peut dmarrer lors du rglage des paramtres. Si cela peut compromettre la scurit des personnes (p. ex. risque de blessure provoqu par un contact avec des pices de machine en mouvement), le dmarrage du moteur doit tre empch, par exemple l'aide de la fonction

Arrt de scurit ou d'une dconnexion sre du raccordement du moteur.3. Un moteur l'arrt, raccord l'alimentation secteur, peut se mettre en marche en cas de panne des composants lectroniques du variateur de frquence, aprs une surcharge temporaire ou si l'on intervient sur une panne de secteur ou un raccordement dfectueux du moteur. Si tout dmarrage intempestif doit tre vit pour des raisons de scurit des personnes (p. ex. risque de blessure provoqu par un contact avec des pices de machine en mouvement), les fonctions d'arrt normales du variateur de frquence ne sont pas suffisantes. Dans de tels cas, l'alimentation secteur doit tre dconnecte ou la fonction Arrt de scurit doit tre active. N.B.! Lors de l'utilisation de la fonction Arrt de scurit, toujours respecter les instructions du chapitre Arrt de scurit du Manuel de Configuration du VLT AutomationDrive.

4.

Des signaux de commande internes ou venant du variateur de frquence peuvent, en de rares occasions, tre activs par erreur, tre retards ou ne pas se produire totalement. Lorsqu'ils sont utiliss dans des situations critiques pour la scurit, p. ex. contrle de la fonction de frein lectromcanique dans une application de levage, il ne faut pas tenir compte exclusivement de ces signaux de commande.

Tout contact avec les parties lectriques, mme aprs la mise hors tension de l'appareil, peut causer des blessures graves ou mortelles.


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Veiller galement dconnecter d'autres entres de tension comme l'alimentation externe 24 V CC, la rpartition de charge (connexion de circuit intermdiaire CC) et le raccordement moteur en cas de sauvegarde cintique. Les systmes o sont installs les variateurs de frquence, doivent, si ncessaire, tre quips de dispositifs de protection et de surveillance supplmentaires, conformment aux rglementations de scurit en vigueur, p. ex. lgislation sur les outils mcaniques, rglementations sur la prvention des accidents, etc. Des modifications sur les variateurs de frquence au moyen du logiciel d'exploitation sont autorises.

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Applications de levage : Les fonctions du variateur de frquence pour le contrle des freins mcaniques ne sont pas considres comme un circuit de scurit principal. Elles doivent toujours venir en complment pour le contrle des freins externes.

Mode protection Lorsqu'une limite matrielle au niveau du courant moteur ou de la tension du circuit CC est dpasse, le variateur passe en mode protection. Le mode protection implique un changement de la stratgie de modulation PWM et une frquence de commutation basse pour minimiser les pertes. Cela continue pendant 10 s aprs la dernire panne et augmente la fiabilit et la robustesse du variateur tout en rtablissant le contrle complet du moteur. Dans les applications de levage, le mode protection n'est pas utilisable car le variateur n'est gnralement pas capable de quitter ce mode et cela allonge donc la dure avant d'activer le frein, ce qui n'est pas recommand. Le mode protection peut tre dsactiv en rglant sur zro le Par. 14-26 Temps en U limit., ce qui signifie que le variateur s'arrte immdiatement si l'une des limites matrielles est dpasse.

N.B.! Il est recommand de dsactiver le mode protection pour les applications de levage (Par. 14-26 Temps en U limit. = 0).

Les condensateurs du circuit intermdiaire restent chargs aprs que l'alimentation a t dconnecte. Pour viter tout risque d'lectrocution, dconnecter le variateur du secteur avant de commencer l'entretien. Si un moteur PM est utilis, veiller ce qu'il soit dconnect. Avant toute intervention sur le variateur de frquence, patienter le temps indiqu ci-dessous au minimum :

Tension 380 - 500 V

525 - 690 V

Puissance 0,25 - 7,5 kW 11 - 75 kW 90 - 200 kW 250 - 800 kW 11-75 kW (chssis de taille B et C) 37-315 kW (chssis de taille D) 355 - 1000 kW

Temps d'attente 4 minutes 15 minutes 20 minutes 40 minutes 15 minutes 20 minutes 30 minutes

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Manuel de configuration du FC 3002.2.1 Instruction de mise au rebut


Cet quipement contient des composants lectriques et ne peut pas tre jet avec les ordures mnagres. Il doit tre collect sparment avec les dchets lectriques et lectroniques conformment la lgislation locale en vigueur.

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AutomationDrive FC 300 Manuel de configuration Version logicielle : 5.5x

Ce Manuel de configuration concerne l'ensemble des variateurs de frquence AutomationDrive FC 300 avec logiciel version 5.5x. Voir le numro de la version du logiciel au Par. 15-43 Version logiciel.

2.4.1 Conformit et marquage CEQu'est-ce que la conformit et le marquage CE ? Le marquage CE a pour but de rduire les barrires commerciales et techniques au sein de l'AELE et de l'UE. L'UE a instaur la marque CE pour indiquer de manire simple que le produit satisfait aux directives spcifiques de l'UE. La marque CE n'est pas un label de qualit ni une homologation des caractristiques du produit. Les variateurs de frquence sont concerns par trois directives de l'Union europenne : Directive machines (98/37/CEE) Cette directive du 1er janvier 1995 rglemente l'ensemble des machines prsentant des pices mobiles critiques. Le variateur de frquence n'est pas concern par cette directive car son fonctionnement est essentiellement lectrique. Cependant, si un variateur de frquence est livr pour une machine, nous prcisons les rgles de scurit applicables au variateur de frquence. Pour cela, nous tablissons une "dclaration du fabricant". Directive basse tension (73/23/CEE) Dans le cadre de cette directive du 1er janvier 1997, le marquage CE doit tre appos sur les variateurs de frquence. Il s'applique tous les matriels et appareils lectriques utiliss dans les plages de tension allant de 50 1000 V CA et de 75 1500 V CC. Danfoss appose le marquage CE selon cette directive et dlivre un certificat de conformit la demande. Directive CEM (89/336/CEE) CEM est l'abrviation de compatibilit lectromagntique. Il y a compatibilit lectromagntique quand les perturbations mutuelles des divers composants et appareils ne nuisent pas leur bon fonctionnement. La directive CEM est en vigueur depuis le 1er janvier 1996.Danfoss appose le marquage CE selon cette directive et dlivre un certificat de conformit la demande. Pour excuter une installation correcte d'un point de vue de la CEM, se reporter aux instructions du Manuel de configuration. En outre, nous prcisons les normes respectes par nos produits. Nous proposons les filtres indiqus dans les caractristiques techniques et nous pouvons vous aider atteindre le meilleur rsultat possible en termes de CEM.

Dans la plupart des cas, le variateur de frquence est utilis par des professionnels en tant que composant complexe intgr un plus vaste ensemble (appareil, systme ou installation). Nous attirons l'attention du lecteur sur le fait que la mise en conformit dfinitive de l'unit, du systme ou de l'installation en matire de CEM incombe l'installateur.


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2 Scurit et conformit2.4.2 Champ d'application


Dans ses Principes d'application de la directive du Conseil 89/336/CEE, l'UE prvoit trois types d'utilisation d'un variateur de frquence. Voir ci-aprs pour la CEM et le marquage CE.

2

1.

Le variateur de frquence est directement vendu au client final. titre d'exemple, le variateur est vendu une grande surface de bricolage. L'utilisateur final n'est pas un spcialiste. Il installe lui-mme le variateur de frquence VLT pour commander, par exemple, une machine de bricolage ou un appareil lectromnager. Aux termes de la directive CEM, ce variateur de frquence doit porter le marquage CE.

2.

Le variateur est vendu pour une installation dans une usine. L'usine est construite par des professionnels de l'industrie. Il peut s'agir d'une installation de production ou d'un groupe de chauffage/ventilation conu et mis en place par des professionnels. Aux termes de la directive CEM, ni le variateur de frquence VLT ni l'installation globale ne sont tenus de porter le marquage CE. L'installation doit toutefois satisfaire aux exigences essentielles de CEM prvues dans la directive. L'on peut s'en assurer en utilisant des composants, des appareils et des systmes marqus CE conformment aux dispositions de la directive CEM.

3.

Le variateur de frquence vendu est une pice constitutive d'un systme complet. Il peut s'agir par exemple d'un systme de climatisation, commercialis comme tant complet. Aux termes de la directive CEM, l'ensemble du systme doit porter le marquage CE. Le fabricant peut assurer le marquage CE prvu dans les dispositions de la directive CEM en utilisant des composants marqus CE ou en contrlant la CEM du systme. Le fabricant n'est pas tenu de contrler l'ensemble du systme s'il opte pour la mise en uvre exclusive de composants marqus CE.

2.4.3 Variateur de frquence Danfoss et marquage CELe marquage CE se rvle une bonne chose s'il remplit sa mission initiale

Mais le marquage CE peut couvrir des ralits fort diffrentes. En d'autres termes, il est ncessaire d'analyser au cas par cas ce qui se cache derrire une marque CE donne.

Les spcifications couvertes peuvent s'avrer tre trs diffrentes et une marque CE peut donc donner tort l'installateur un sentiment de scurit si le variateur de frquence est un simple composant intervenant dans un systme ou dans un appareil.

Danfoss appose le marquage CE sur ses variateurs de frquence conformment aux dispositions de la directive basse tension. Nous garantissons donc que le variateur satisfait la directive basse tension si son montage a correctement t effectu. Danfoss dlivreNous dlivrons un certificat de conformit qui atteste le marquage CE selon la directive basse tension.

Cette marque CE est galement reconnue par la directive CEM sous rserve d'avoir suivi les instructions CEM relatives au filtrage et l'installation. La dclaration de conformit prvue dans la directive CEM est dlivre sur cette base.

Le manuel de configuration prvoit une notice exhaustive afin de garantir une installation conforme aux recommandations en matire de CEM. En outre, Danfoss prcise les normes respectes par les diffrents produits.

Danfoss vous propose son aide pour atteindre le meilleur rsultat possible en termes de CEM.

2.4.4 Conformit avec la directive CEM 89/336/CEEComme cela a dj t mentionn, le variateur de frquence est le plus souvent utilis par des professionnels en tant que composant complexe intgr un plus vaste ensemble (appareil, systme ou installation). Nous attirons l'attention du lecteur sur le fait que la mise en conformit dfinitive de l'unit, du systme ou de l'installation en matire de CEM incombe l'installateur. Afin d'aider l'installateur dans son travail, Danfoss a rdig, pour son systme de commande motoris, un manuel d'installation permettant de satisfaire la rglementation CEM. Les normes et valeurs d'essais des systmes de commande motoriss sont satisfaites condition de respecter les instructions d'installation spcifiques la CEM, voir le chapitre Immunit CEM. Le variateur de frquence a t conu en conformit avec les normes CEI/EN 60068-2-3, EN 50178 pkt. 9.4.2.2 50 C.

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Manuel de configuration du FC 3002.5.1 Environnements agressifs


Un variateur de frquence renferme un grand nombre de composants mcaniques et lectroniques qui sont tous, dans une certaine mesure, sensibles aux effets de l'environnement.

Il ne doit pas tre install dans des environnements o les liquides, les particules ou les gaz en suspension dans l'air risquent d'attaquer et d'endommager les composants lectroniques. Les risques de pannes augmentent si les mesures de protection ncessaires ne sont pas prises, ce qui rduit la vie du variateur de frquence.

2

Des liquides transports par l'air peuvent se condenser dans le variateur de frquence et entraner la corrosion des composants et pices mtalliques. La vapeur, l'huile et l'eau de mer peuvent aussi provoquer la corrosion des composants et pices mtalliques. L'usage d'quipements munis d'une protectionIP54/55 est prconis dans ce type d'environnement. Pour une protection supplmentaire dans de tels environnements, des circuits imprims tropicaliss peuvent tre commands en option.

Des particules en suspension dans l'air telles que des particules de poussire peuvent provoquer des pannes mcaniques, lectriques ou thermiques dans le variateur de frquence. La prsence de particules de poussire autour du ventilateur du variateur de frquence est un indicateur typique de niveaux excessifs de particules en suspension. L'usage d'quipements avec une protection IP54/55 ou d'une armoire pour les quipements IP00/IP20/TYPE 1 est prconis dans les environnements trs poussireux.

Dans des environnements tempratures et humidit leves, des gaz corrosifs tels que des mlanges de sulfure, d'azote et de chlore engendrent des processus chimiques sur les composants du variateur de frquence.

De telles ractions chimiques affecteront et endommageront rapidement les composants lectroniques. Dans de tels environnements, installer l'quipement dans une armoire bien ventile en tenant distance du variateur tout gaz agressif. Pour une protection supplmentaire dans de tels environnements, un revtement pour circuits imprims peut tre command en option.

N.B.! L'installation de variateurs de frquence dans des environnements agressifs non seulement augmente le risque d'arrts mais rduit galement la dure de vie du variateur.

Avant l'installation du variateur, il faut contrler la prsence de liquides, de particules et de gaz dans l'air ambiant. Pour cela, observer les installations existantes dans l'environnement. L'existence de liquides nocifs en suspension dans l'air est signale par la prsence d'eau ou d'huile sur les pices mtalliques ou la corrosion de ces dernires.

Des niveaux excessifs de poussire sont souvent prsents dans les armoires d'installation et installations lectriques existantes. Le noircissement des rails en cuivre et des extrmits de cble des installations existantes est un indicateur de prsence de gaz agressifs en suspension dans l'air.

N.B.! Les protections D et E sont dotes d'une option de canal de ventilation arrire en acier inoxydable qui fournit une protection supplmentaire dans les environnements agressifs. Une ventilation adquate est toujours ncessaire pour les composants internes du variateur. Contacter Danfoss pour des informations complmentaires.

Le variateur de frquence est test l'aide de procdures reposant sur les normes indiques :

Le variateur de frquence rpond aux spcifications destines aux units montes sur les murs et au sol des locaux industriels ainsi qu'aux panneaux fixs sur les sols et murs.

CEI/EN 60068-2-6 : CEI/EN 60068-2-64 :

Vibrations (sinusodales) - 1970 Vibrations, alatoires bande large


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2 Scurit et conformitN.B.!


Les chssis D et E sont dots d'une option de canal de ventilation arrire en acier inoxydable qui fournit une protection supplmentaire dans les environnements agressifs. Une ventilation adquate est toujours ncessaire pour les composants internes du variateur. Contacter l'usine pour des informations complmentaires.

2

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3 Prsentation du AutomationDrive FC 300

3 Prsentation du AutomationDrive FC 3003.1 Vue gnrale du produitLa taille du chssis dpend du type de protection, de la plage de puissance et de la tension secteur Chssis de taille A1 A2 A3 A5

3

Protection IP 20/21 de l'armoire NEMA Chssis/Type 1 Puissance nominale 0,25-1,5 kW (200-240 V) en surcharge leve 0,37-1,5 kW (380-480 V) - surcouple 160 % Chssis de taille B1

20/21 Chssis/Type 1 0,25-3 kW (200240 V) 0,37-4,0 kW (380-480/500 V) 0,75-4 kW (525-600 V) B2

20/21 Chssis/Type 1 3,7 kW (200-240 V) 5,5-7,5 kW (380-480/500 V) 5,5-7,5 kW (525-600 V) B3

55/66 Type 12 0,25-3,7 kW (200-240 V) 0,37-7,5 kW (380-480/500 V) 0,75-7,5 kW (525-600 V) B4

Protection IP 21/55/66 de l'armoire NEMA Type 1/Type 12 Puissance nominale 5,5-7,5 kW (200-240 V) en surcharge leve 11-15 kW (380-480/500 V) - surcouple 160 % 11-15 kW (525-600 V) Chssis de taille C1

21/55/66 Type 1/Type 12 11 kW (200-250 V) 18,5-22 kW (380-480/500V) 18,5-22 kW (525-600 V) 11-22 kW (525-690 V) C2

20 Chssis 5,5-7,5 kW (200-240 V) 11-15 kW (380-480/500 V) 11-15 kW (525-600 V) C3

20 Chssis 11-15 kW (200-240 V) 18,5-30 kW (380-480/500 V) 18,5-30 kW (525-600 V) C4

Protection IP 21/55/66 de l'armoire NEMA Type 1/Type 12 Puissance nominale 15-22 kW (200-240 V) en surcharge leve 30-45 kW (380-480/500V) - surcouple 160 % 30-45 kW (525-600 V)

30-37 55-75 55-90 30-75

21/55/66 Type 1/Type 12 kW (200-240 V) kW (380-480/500V) kW (525-600 V) kW (525-690 V)

20 Chssis 18,5-22 kW (200-240 V) 37-45 kW (380-480/500 V) 37-45 kW (525-600 V)

20 Chssis 30-37 kW (200-240 V) 55-75 kW (380-480/500 V) 55-90 kW (525-600 V)


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Chssis de taille

D1

D2

D3

D4

3Protection IP de l'armoi- NEMA re 21/54 Type 1/Type 12 21/54 Type 1/Type 12 00 Chssis 00 Chssis

Puissance nominale 90-110 kW 400 V en surcharge leve - (380-500 V) surcouple 160 % 37-132 kW 690 V (525-690 V) Chssis de taille E1

132-200 kW 400 V (380-500 V) 160-315 kW 690 V (525-690 V) E2

90-110 kW 400 V (380-500 V) 37-132 kW 690 V (525-690 V) F1/F3

132-200 kW 400 V (380-500 V) 160-315 kW 690 V (525-690 V) F2/F4

Protection IP 21/54 Type 1/Type 12 de l'armoi- NEMA re Puissance nominale 250-400 kW 400 V en surcharge leve - (380-500 V) surcouple 160 % 355-560 kW 690 V (525-690 V)

00 Chssis 250-400 kW 400 V (380-500 V) 355-560 kW 690 V (525-690 V)

21/54 Type 1/Type 12 450-630 kW 400 V (380-500 V) 630-800 kW 690 V (525-690 V)

21/54 Type 1/Type 12 710-800 kW 400 V (380-500 V) 900-1 000 kW 690 V (525-690 V)

N.B.! Les chssis F prsentent quatre tailles diffrentes, F1, F2, F3 et F4 Les tailles F1 et F2 consistent en un botier mtallique d'onduleur droite et un botier mtallique de redresseur gauche. Les tailles F3 et F4 disposent d'un botier mtallique d'options supplmentaire gauche du botier du redresseur. F3 correspond F1 avec une armoire d'options supplmentaire. F4 est une protection F2 avec un botier mtallique d'options supplmentaire.

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Manuel de configuration du FC 3003.2.1 Principe de contrle


Un variateur de frquence redresse la tension alternative rseau (CA) en une tension continue (CC) puis convertit cette dernire en une tension (CA) d'amplitude et de frquence variables.

La tension/le courant et la frquence variables qui alimentent le moteur offrent des possibilits infinies de rgulation de vitesse pour les moteurs standard triphass courant alternatif et les moteurs synchrones mAgntisation permanente.

3.2.2 Contrles du AutomationDrive FC 300Le variateur de frquence peut contrler la vitesse ou le couple sur l'arbre moteur. Le rglage du Par. 1-00 Mode Config. dtermine le type de contrle.

3

Contrle de vitesse : Il en existe deux types : Contrle en boucle ouverte qui ne ncessite pas de signal de retour du moteur (sans capteur). Le contrle PID en boucle ferme ncessite un signal de retour de vitesse vers une entre. Un contrle de la vitesse en boucle ferme correctement optimis sera plus prcis qu'un contrle en boucle ouverte. Slectionne l'entre utiliser comme signal de retour du PID de vitesse au Par. 7-00 PID vit.source ret..

Commande de couple (AutomationDrive FC 302 uniquement) : La fonction de commande de couple est utilise dans les applications o le couple sur l'arbre de sortie du moteur contrle l'application, telle que contrle de la tension. La commande de couple est slectionne au par. 1-00, soit en boucle ouverte VVC+ [4] ou en boucle ferme contrle de flux avec retour de vitesse du moteur [2]. Le rglage du couple s'effectue en ajustant une rfrence analogique, digitale ou contrle par bus. Le facteur de limite de vitesse max. est dfini au par. 4-21. En cas d'utilisation de la commande de couple, il est recommand de raliser une procdure d'AMA complte car les donnes correctes du moteur sont cruciales pour une performance optimale. La boucle ferme en mode flux avec le retour codeur offre de meilleures performances dans les quatre quadrants et toutes les vitesses du moteur. Boucle ouverte en mode VVC+. Cette fonction est utilise dans des applications mcaniques robustes mais la prcision est limite. La fonction de couple en boucle ouverte fonctionne uniquement dans une direction de vitesse. Le couple est calcul sur la base de la mesure de courant interne du variateur de frquence. Voir l'Exemple d'application Couple boucle ouverte.

Rfrence vitesse/couple : La rfrence pour ces contrles peut tre soit une rfrence unique soit la somme de plusieurs rfrences, y compris celles mises l'chelle de manire relative. L'utilisation des rfrences est dtaille plus loin dans ce chapitre.


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3.2.3 AutomationDrive FC 301 vs. AutomationDrive FC 302 Principe de contrleLe AutomationDrive FC 301 est un variateur de frquence usage gnral destin aux applications vitesse variable. Son principe de fonctionnement repose sur la commande vectorielle de tension (VVCplus). Le variateur AutomationDrive FC 301 ne peut grer que des moteurs asynchrones. Le principe de dtection du courant dans le AutomationDrive FC 301 repose sur la mesure du courant sur le circuit intermdiaire ou la phase moteur. La protection contre tout dfaut de mise la terre ct moteur est rsolue par un circuit de dsaturation dans les IGTB raccords la carte de commande. Le comportement relatif aux courts-circuits sur le AutomationDrive FC 301 dpend du transducteur de courant dans le circuit intermdiaire positif et de la protection de dsaturation avec signal de retour des trois IGBT infrieurs et du frein.

3

Illustration 3.1: AutomationDrive FC 301

Le AutomationDrive FC 302 est un variateur de frquence haute performance destin aux applications exigeantes. Le variateur de frquence peut grer divers types de principe de fonctionnement de moteur, tels que le mode spcial U/f, VVCplus ou le vecteur de flux. Le AutomationDrive FC 302 peut prendre en charge des moteurs synchrones aimant permanent (servomoteurs sans balais) ainsi que des moteurs asynchrones normaux cage. Le comportement relatif aux courts-circuits sur le AutomationDrive FC 302 dpend des trois transducteurs de courant dans les phases moteur et de la protection de dsaturation avec signal de retour du frein.

Illustration 3.2: AutomationDrive FC 302

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3.2.4 Structure de contrle en VVCplus contrle vectoriel avancStructure de contrle en VVCplus dans les configurations boucles ouverte et ferme :

3

Dans la configuration illustre ci-dessus, le Par. 1-01 Principe Contrle Moteur est rgl sur VVCplus [1] et le Par. 1-00 Mode Config. sur Boucle ouverte vit. [0]. La rfrence rsultante du systme de gestion des rfrences est reue et soumise la limite de rampe et de vitesse avant d'tre transmise au contrle du moteur. La sortie du contrle est alors limite par la limite de frquence maximale. Si le Par. 1-00 Mode Config. est rgl sur Boucle ferme vit. [1], la rfrence rsultante passe de la limite de rampe et de vitesse un rgulateur PID de vitesse. Les paramtres du rgulateur PID de vitesse se trouvent dans le groupe de paramtres 7-0*. La rfrence rsultante du rgulateur PID de vitesse est transmise au contrle du moteur soumis la limite de frquence. Slectionner Process [3] au Par. 1-00 Mode Config. afin d'utiliser le rgulateur PID de process pour le contrle en boucle ferme, de la vitesse ou de la pression par exemple, dans l'application contrle. Les paramtres du PID de process se trouvent dans les groupes de paramtres 7-2* et 7-3*.


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3.2.5 Structure de contrle en flux sans retour (AutomationDrive FC 302 uniquement)Structure de contrle dans les configurations boucles ouverte et ferme flux sans retour.

3

Dans la configuration illustre, le Par. 1-01 Principe Contrle Moteur est rgl sur Flux ss retour [2] et le Par. 1-00 Mode Config. sur Boucle ouverte vit. [0]. La rfrence rsultante du systme de gestion des rfrences est soumise aux limites de rampe et de vitesse telles que dtermines par les rglages des paramtres indiqus.

Un signal de retour de la vitesse estime est gnr destination du PID de vitesse afin de contrler la frquence de sortie. Le PID de vitesse peut tre rgl avec ses paramtres P, I et D (groupe de paramtres 7-0*). Slectionner Process [3] au Par. 1-00 Mode Config. afin d'utiliser le rgulateur PID de process pour le contrle en boucle ferme, de la vitesse ou de la pression par exemple, dans l'application contrle. Les paramtres du PID de process se trouvent dans le groupe de paramtres 7-2* et 7-3*.

3.2.6 Structure de contrle en flux avec retour codeurStructure de contrle dans la configuration Flux retour codeur (uniquement disponible dans le AutomationDrive FC 302) :

Dans la configuration illustre, le Par. 1-01 Principe Contrle Moteur est rgl sur Flux retour codeur [3] et le Par. 1-00 Mode Config. sur Boucle ferme vit. [1].

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Dans cette configuration, le contrle du moteur repose sur un signal de retour d'un codeur mont directement sur le moteur (dfini au Par. 1-02 Source

codeur arbre moteur).Slectionner Boucle ferme vit. [1] au Par. 1-00 Mode Config. afin d'utiliser la rfrence rsultante comme entre du rgulateur PID de vitesse. Les paramtres du rgulateur PID de vitesse se trouvent dans le groupe de paramtres 7-0*. Slectionner Couple [2] au Par. 1-00 Mode Config. pour utiliser la rfrence rsultante directement comme une rfrence de couple. La commande de couple ne peut tre slectionne que dans la configuration Flux retour codeur (Par. 1-01 Principe Contrle Moteur). Lorsque ce mode est slectionn, l'unit de rfrence est le Nm. Il ne ncessite aucun retour concernant le couple rel puisque celui-ci est calcul sur la base de la mesure de courant du variateur de frquence. Slectionner Process [3] au Par. 1-00 Mode Config. afin d'utiliser le rgulateur PID de process pour le contrle en boucle ferme, de la vitesse ou d'une variable de process par exemple, dans l'application contrle.

3

3.2.7 Contrle de courant interne en mode VVCplusLe variateur de frquence comporte un contrleur de limite de courant intgr qui est activ lorsque le courant du moteur et donc le couple dpassent les limites de couple rgles aux Par. 4-16 Mode moteur limite couple, Par. 4-17 Mode gnrateur limite couple et Par. 4-18 Limite courant. Si le variateur est en limite de courant en mode moteur ou en mode gnrateur, il tente de descendre le plus rapidement possible en dessous des limites de couple rgles sans perdre le contrle du moteur.

3.2.8 Contrle local (Hand On) et distant (Auto On)Le variateur de frquence peut tre actionn manuellement via le panneau de commande local (LCP) ou distance via les entres analogiques et digitales et le bus srie. Si l'autorisation est donne aux Par. 0-40 Touche [Hand on] sur LCP, Par. 0-41 Touche [Off] sur LCP, Par. 0-42 Touche [Auto on] sur LCP et Par. 0-43 Touche [Reset] sur LCP, il est possible de dmarrer et d'arrter le variateur via le LCP l'aide des touches [Hand ON] et [Off]. Les alarmes peuvent tre rinitialises via la touche [RESET]. Aprs avoir appuy sur la touche [Hand ON], le variateur de frquence passe en mode local et suit la rfrence locale qui peut tre dfinie l'aide de la touche flche sur le LCP.

Aprs avoir appuy sur la touche [Auto On], le variateur passe en mode Auto et suit (par dfaut) la rfrence distante. Dans ce mode, il est possible de contrler le variateur via les entres digitales et diverses interfaces srie (RS-485, USB ou un bus de terrain en option). Consulter des informations complmentaires concernant le dmarrage, l'arrt, les rampes variables et les configurations de paramtres, etc. dans le groupe de paramtres 5-1* (entres digitales) ou le groupe de paramtres 8-5* (communication srie).130BP046.10

Rfrence active et mode de configuration

La rfrence active peut correspondre la rfrence locale ou distante. Au Par. 3-13 Type rfrence, la rfrence locale peut tre slectionne en permanence en rglant sur Local [2]. Pour slectionner en permanence la rfrence distante, rgler sur A distance [1]. En rglant sur Mode hand/auto [0] (par dfaut), le type de rfrence dpend du mode activ (mode Hand ou mode Auto).


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3

Hand On LCP Auto, Hand, Off Hand Hand -> Off Auto Auto -> Off Toutes les touches Toutes les touches

Par. 3-13 Type rfrence Mode hand/auto Mode hand/auto Mode hand/auto Mode hand/auto Local A distance

Rfrence active Local Local A distance A distance Local A distance

Le tableau indique les conditions dans lesquelles la rfrence locale ou distante est active. L'une d'elles est toujours active mais les deux ne peuvent pas l'tre en mme temps. Par. 1-00 Mode Config. dtermine le type de principe de fonctionnement de l'application ( savoir Vitesse, Couple ou Process) utilis lorsque la rfrence distante est active (voir conditions dans tableau ci-dessus). Par. 1-05 Configuration mode Local dtermine le type de principe de fonctionnement de l'application utilis lorsque la rfrence locale est active.

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3.3 Utilisation des rfrencesRfrence locale La rfrence locale est active lorsque le variateur fonctionne avec la touche Hand On active. Ajuster la rfrence l'aide des flches haut/bas et droite/ gauche respectivement. Rfrence distante Le systme de gestion des rfrences permettant de calculer la rfrence distante est illustr ci-aprs.

3


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La rfrence distante est calcule une fois chaque intervalle de balayage et comporte initialement deux types d'entre de rfrence : 1. X (rfrence externe) : addition (voir Par. 3-04 Fonction rfrence) de quatre rfrences maximum slectionnes en externe, comprenant toute combinaison (dtermine par le rglage des Par. 3-15 Ress.? Rf. 1, Par. 3-16 Ress.? Rf. 2 et Par. 3-17 Ress.? Rf. 3) d'une rfrence prdfinie fixe (Par. 3-10 Rf.prdfinie), de rfrences analogiques variables, de rfrences d'impulsions digitales variables et de rfrences de bus srie variables, et ce quel que soit le variateur de frquence contrl ([Hz], [tr/min], [Nm], etc.). 2. Y (rfrence relative) : addition d'une rfrence prdfinie fixe (Par. 3-14 Rf.prdf.relative) et d'une rfrence analogique variable (Par. 3-18 Echelle rf.relative) en [%].

3

Les deux types d'entre de rfrence sont associes dans le calcul suivant : rfrence distante = X + X * Y / 100 %. Si la rfrence relative n'est pas utilise, le par. 3-18 doit tre rgl sur Pas de fonction et le par. 3-14 0%. Les fonctions rattrapage/ralentissement et gel rfrence peuvent toutes deux tre actives par les entres digitales sur le variateur de frquence. Les fonctions et les paramtres sont dcrits dans le Guide de programmation, MG33MXYY. La mise l'chelle des rfrences analogiques est dcrite dans les groupes de paramtres 6-1* et 6-2* et celle des rfrences d'impulsions digitales est dcrite dans le groupe de paramtres 5-5*. Les limites et plages de rfrence sont dfinies dans le groupe de paramtres 3-0*.

3.3.1 Limites de rf.Par. 3-00 Plage de rf. Les Par. 3-02 Rfrence minimale et Par. 3-03 Rf. max. dfinissent ensemble la plage autorise de la somme de toutes les rfrences. Cette dernire est verrouille si ncessaire. La relation entre la rfrence rsultante (aprs verrouillage) et la somme de toutes les rfrences est illustre ci-aprs.

La valeur du Par. 3-02 Rfrence minimale ne peut pas avoir une valeur infrieure 0, moins que le Par. 1-00 Mode Config. ne soit rgl sur [3] Process. Dans ce cas, les relations entre la rfrence rsultante (aprs verrouillage) et la somme de toutes les rfrences sont telles que dcrites droite.

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3.3.2 Mise l'chelle des rfrences prdfinies et des rfrences du busLes rfrences prdfinies sont mises l'chelle selon les rgles suivantes : Si Par. 3-00 Plage de rf. : [0] Min - Max, la rfrence 0 % est gale 0 [unit] o "unit" peut tre toute unit ( savoir tr/min, m/s, bar, etc.) et la rfrence 100 % est gale Max. (Par. 3-03 Rf. max.), (Par. 3-02 Rfrence minimale). Si Par. 3-00 Plage de rf. :[1] -Max - +Max, la rfrence 0 % est gale 0 [unit], la rfrence -100 % est gale -Rf. max. et la rfrence 100 % est gale Rf. max. Les rfrences de bus sont mises l'chelle selon les rgles suivantes : Si Par. 3-00 Plage de rf. : [0] Min - Max. pour obtenir une rsolution maximum sur la rfrence de bus, la mise l'chelle est la suivante : la rfrence 0 % est gale Rf. min. et la rfrence 100 % est gale Rf. max. Si Par. 3-00 Plage de rf. : [1] -Max - +Max, la rfrence -100 % est gale -Rf. max. et la rfrence 100 % Rf. max.

3

3.3.3 Mise l'chelle des rfrences et du retour analogiques et d'impulsionsLes rfrences et le signal de retour sont mis l'chelle partir des entres analogiques et d'impulsions de la mme faon. La seule diffrence est qu'une rfrence au-dessus ou en dessous des "valeurs limites" minimum et maximum spcifies (P1 et P2 sur le graphique ci-dessous) est verrouille, contrairement un signal de retour au-dessus ou en dessous de ces limites.

Les valeurs limites P1 et P2 sont dfinies par les paramtres suivants en fonction de l'entre analogique ou d'impulsions utilise

ANA 53 ANA 53 S201=ON ANA 54 ANA 54 S202=ON Entre impulEntre impulsions 33 S201=OFF S202=OFF sions 29 P1 = (valeur entre minimum, valeur rfrence minimum) Valeur rfrence minimum Par. 6-14 Val.re Par. 6-14 Val.ret./ Par. 6-24 Val.re Par. 6-24 Val.ret./ Par. 5-52 Val.ret. Par. 5-57 Val.ret./ Valeur entre minimum

[V] [V] P2 = (valeur entre maximum, valeur rfrence maximum) Valeur rfrence maximum Par. 6-15 Val.re Par. 6-15 Val.ret./ Par. 6-25 Val.re Par. 6-25 Val.ret./ Par. 5-53 Val.ret. Par. 5-58 Val.ret./

t./Rf.bas.born. Rf.bas.born.53 53 Par. 6-10 Ech.m Par. 6-12 Ech.min in.U/born.53 .I/born.53 [mA]

t./Rf.bas.born. Rf.bas.born.54 /Rf.bas.born.29 Rf.bas.born.33 54 Par. 6-20 Ech.m Par. 6-22 Ech.min Par. 5-50 F.bas Par. 5-55 F.bas born. in.U/born.54 .I/born.54 [mA] born.29 [Hz] 33 [Hz]

Valeur entre maximum

t./ Rf.haut.born.53 Rf.haut.born. 53 Par. 6-11 Ech.m Par. 6-13 Ech.max ax.U/born.53 .I/born.53 [mA][V]

t./ Rf.haut.born.54 /Rf.haut.born. Rf.haut.born.33 Rf.haut.born. 29 54 Par. 6-21 Ech.m Par. 6-23 Ech.ma Par. 5-51 F.haute Par. 5-56 F.haute ax.U/born. x.I/born.54[mA] born.29 [Hz] born.33 [Hz] 54[V]


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3 Prsentation du AutomationDrive FC 3003.3.4 Zone morte autour de zro


Dans certains cas, la rfrence (dans de rares cas, le signal de retour aussi) doit prsenter une zone morte autour de zro (c'est--dire qu'il faut veiller ce que la machine soit arrte lorsque la rfrence est proche de zro). Pour activer la zone morte et en dfinir la largeur, procder comme suit : La valeur de la rfrence minimum (voir tableau ci-dessus pour la pertinence des paramtres) ou de la rfrence maximum doit tre gale zro. En d'autres termes, P1 ou P2 doit tre sur l'axe X dans le graphique ci-dessous.

3

Et les deux points dfinissant le graphique de mise l'chelle se trouvent dans le mme quadrant.

Les dimensions de la zone morte sont dfinies par P1 ou P2, comme illustr dans le graphique ci-dessous.

Par consquence, une valeur limite de rfrence de P1 = (0 V, 0 tr/min) ne rsulte pas en une zone morte. Une valeur limite de rfrence de p. ex. P1 = (1 V, 0 tr/min) rsulte en une zone morte de -1 V +1 V dans ce cas, tant que la valeur limite P2 est place sur Quadrant 1 ou Quadrant 4.

28




Cas 1 : rfrence positive avec zone morte, entre digitale pour dclencher l'inversion. Ce cas illustre comment l'entre de rfrence, dont les limites sont comprises entre Min et Max, est verrouille.

3


29



Cas 2 : rfrence positive avec zone morte, entre digitale pour dclencher l'inversion. Rgles de verrouillage. Ce cas illustre comment l'entre de rfrence, dont les limites ne sont pas comprises entre -Max et +Max, est verrouille par rapport aux limites haute et basse avant ajout la rfrence externe. Et comment la rfrence externe est verrouille sur -Max et +Max par l'algorithme de rfrence.

3

Cas 3 : rfrence ngative positive avec zone morte, le signe dtermine le sens, -Max - +Max.

30




3.4 Rgulateur PID3.4.1 Rgulateur PID de vitesseLe tableau rpertorie les configurations o le contrle de la vitesse est actif.

Par. 1-00 Mode Config. [0] [1] [2] [3] Boucle ouverte vit. Boucle ferme vit. Couple Process

Par. 1-01 Principe Contrle Moteur Principe contrle moteur U/f Flux ss retour VVCplus Inactif Inactif ACTIF N.A. ACTIF N.A. N.A. N.A. N.A. Inactif ACTIF

Flux retour codeur N.A. ACTIF Inactif ACTIF

3

Remarque : "N.A." signifie que le mode spcifique n'est absolument pas disponible. "Inactif" signifie que le mode spcifique est disponible mais que le contrle de la vitesse n'est pas actif dans ce mode.

Remarque : le rgulateur PID de vitesse fonctionne avec le rglage des paramtres par dfaut, mais le rglage prcis des paramtres est fortement recommand afin d'optimiser le rendement du contrle du moteur. Il est tout particulirement recommand de rgler de manire approprie les deux principes de contrle du moteur si l'on souhaite obtenir un rendement optimal.


31

3 Prsentation du AutomationDrive FC 300Les paramtres suivants sont pertinents en matire de contrle de la vitesse : Paramtre Par. 7-00 PID vit.source ret. Par. 7-02 PID vit.gain P Par. 7-03 PID vit.tps intg. Par. 7-04 PID vit.tps diff.


3

Par. 7-05 PID vit.limit gain D

Par. 7-06 PID vit.tps filtre

Description de la fonction Slectionner l'entre qui fournit le signal de retour au rgulateur PID de vitesse. Plus la valeur est leve, plus le contrle est rapide. Cependant, une valeur trop leve peut entraner des oscillations. limine l'erreur de vitesse en tat stable. Une valeur faible entrane une raction rapide. Cependant, une valeur trop faible peut entraner des oscillations. Fournit un gain proportionnel la vitesse de modification du signal de retour. Le rglage de ce paramtre 0 dsactive le diffrenciateur. Dans le cas d'une application, pour laquelle la rfrence ou le retour change trs vite, d'o un changement rapide de l'erreur, le diffrenciateur peut rapidement devenir trop dominant. Cela rsulte du fait qu'il ragit aux changements au niveau de l'cart. Plus l'cart change rapidement, plus le gain du diffrenciateur est important. Il est donc possible de limiter le gain diffrentiel de manire pouvoir rgler un temps diffrentiel raisonnable en cas de modifications lentes et un gain raisonnablement fixe en cas de modifications rapides. Un filtre passe-bas attnue les oscillations du signal de retour et amliore la stabilit de l'tat. Un filtre trop important risque cependant de dtriorer la performance dynamique du rgulateur PID de vitesse. Rglages pratiques du par. 7-06 partir du nombre d'impulsions par tour du codeur (PPR) : Codeur PPR Par. 7-06 PID vit.tps filtre 512 10 ms 1024 5 ms 2048 2 ms 4096 1 ms

Est donn ci-aprs un exemple de la mthode de programmation du contrle de la vitesse :

Dans ce cas, le rgulateur PID de vitesse est utilis pour maintenir une vitesse de moteur constante indpendamment des variations de charge sur le moteur.

La vitesse requise du moteur est rgle via un potentiomtre raccord la borne 53. La plage de vitesse est comprise entre 0 et 1500 tr/min correspondant 0-10 V sur le potentiomtre.

Le dmarrage et l'arrt sont commands par un commutateur raccord la borne 18.

Le rgulateur PID de vitesse surveille le rgime effectif du moteur l'aide d'un codeur incrmental 24 V (HTL) comme signal de retour. Le capteur du signal de retour est un codeur (1024 impulsions par tour) raccord aux bornes 32 et 33.

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Dans la liste de paramtres ci-dessous, l'on suppose que tous les autres paramtres et commutateurs conservent leur valeur par dfaut. Les points suivants doivent tre programms dans l'ordre indiqu, voir l'explication des rglages dans le Guide de programmation : Fonction N de par. Rglage 1) Veiller ce que le moteur fonctionne correctement. Procder comme suit : Rgler les paramtres du moteur conformment aux donnes 1-2* Tel que spcifi par la plaque signaltique du moteur de la plaque signaltique Excuter une adaptation automatique au moteur Par. 1-29 Adaptation [1] AMA active compl.

auto. au moteur (AMA)

2) Vrifier que le moteur fonctionne et que le codeur est correctement raccord. Procder comme suit : Appuyer sur la touche Hand On du LCP. Vrifier que le moteur Dfinir une rfrence positive. fonctionne et noter son sens de rotation (qui sera donc le "sens positif"). N.A. (paramtre en lecture seule) Remarque : une valeur croisAller au Par. 16-20 Angle moteur. Faire doucement tourner le Par. 16-20 Angle moteur dans le sens positif. La rotation doit tre aussi lente moteur sante repart 0 lorsqu'elle atteint 65535. que possible (seulement quelques tours par minute) de manire pouvoir dterminer si la valeur au Par. 16-20 Angle moteur augmente ou diminue. Si le Par. 16-20 Angle moteur dcrot, modifier le sens de ro- Par. 5-71 Sens [1] Sens anti-horaire (si le Par. 16-20 Angle moteur dcrot) tation du codeur au Par. 5-71 Sens cod.born.32 33. cod.born.32 33 3) Veiller ce que les limites du variateur soient dfinies des valeurs sres Dfinir des limites acceptables pour les rfrences. Par. 3-02 Rfrence 0 tr/min (par dfaut) minimale 1 500 tr/min (par dfaut) Par. 3-03 Rf. max. rglage par dfaut Vrifier que les rglages des rampes correspondent aux ca- Par. 3-41 Temps rglage par dfaut pacits du variateur et aux spcifications de fonctionnement d'accl. rampe 1 Par. 3-42 Temps dautoris de l'application. Dfinir des limites acceptables pour la vitesse et la frquence Par. 4-11 Vit. mot., 0 tr/min (par dfaut) du moteur. limite infr. [tr/min] 1 500 tr/min (par dfaut) Par. 4-13 Vit. mot., 60 Hz (valeur par dfaut : 132 Hz)

3

cl. rampe 1

limite supr. [tr/ min] Par. 4-19 Frq.sort.li m.hte fig.

4) Configurer le contrle de la vitesse et slectionner le principe de contrle du moteur Activation du contrle de la vitesse Par. 1-00 Mode Con- [1] Boucle ferme vit. Slection du principe de contrle du moteur Par. 1-01 Principe Contrle Moteur [3] Flux retour codeur

5) Configurer la rfrence et la mettre l'chelle par rapport au contrle de la vitesse Dfinir l'entre ANA 53 comme source de rfrence Par. 3-15 Ress.? Rf. Inutile (par dfaut)

1

Mettre l'entre ANA 53 0 tr/min (0 V) sur 1500 tr/min (10 V) 6-1* Inutile (par dfaut) 6) Configurer le signal du codeur 24 V HTL comme signal de retour pour le contrle du moteur et de la vitesse Dfinir les entres digitales 32 et 33 comme entres du co- Par. 5-14 E.di[0] Inactif (par dfaut) deur git.born.32 Par. 5-15 E.diChoisir la borne 32/33 comme signal de retour du moteur

git.born.33 Par. 1-02 Source co- Inutile (par dfaut) deur arbre moteur Choisir la borne 32/33 comme signal de retour du PID de vi- Par. 7-00 PID Inutile (par dfaut) tesse vit.source ret.

7) Rgler les paramtres du rgulateur PID de vitesse Consulter si ncessaire les consignes de rglage ou procder 7-0* Voir les consignes ci-aprs au rglage manuel 8) Termin ! Enregistrer le rglage des paramtres sur le LCP afin de les Par. 0-50 Copie LCP [1] Lect.PAR.LCP conserver.

3.4.2 Rglage du rgulateur PID de vitesseLes consignes de rglage suivantes sont pertinentes lorsque l'on utilise l'un des principes de contrle du moteur avec flux dans les applications o la charge est principalement inerte (faible quantit de frottement).La valeur du Par. 7-02 PID vit.gain P dpend de l'inertie combine du moteur et de la charge ; la largeur de bande slectionne peut tre calcule l'aide de la formule suivante :

Par. . 7 02 =

Inertie totale k gm 2 x par. . 1 25 x Largeur de bande Par. . 1 20 x 9550

rad / s


33



Remarque : le Par. 1-20 Puissance moteur [kW] est la puissance du moteur exprime en [kW] (c.--d. saisir 4 kW au lieu de 4 000 W dans la formule). 20 rad/s est une valeur pratique pour la largeur de bande. Vrifier le rsultat du calcul du Par. 7-02 PID vit.gain P par rapport la formule suivante (inutile si l'on utilise un signal de retour haute rsolution tel que SinCos) :

Par. . 7 02MAXIMUM =

0.01 x 4 x Codeur Rsolution x Par. . 7 06 x Max couple max. % 2x

5 ms est une bonne valeur de dpart pour le Par. 7-06 PID vit.tps filtre (une rsolution de codeur plus faible ncessite une valeur de filtre plus leve). Une ondulation de couple max. de 3 % est gnralement acceptable. Pour les codeurs incrmentaux, la rsolution se trouve soit au Par. 5-70 Pts/tr

3

cod.born.32 33 (24 V HTL sur variateur standard), soit au Par. 17-11 Rsolution (PPR) (5 V TTL sur option MCB 102).Gnralement, la limite pratique maximum du Par. 7-02 PID vit.gain P est dtermine par la rsolution du codeur et le temps de filtre du signal de retour, mais d'autres facteurs de l'application peut restreindre le Par. 7-02 PID vit.gain P une valeur plus faible. Pour attnuer le dpassement, le Par. 7-03 PID vit.tps intg. peut tre rgl sur 2,5 s environ (varie selon l'application). Par. 7-04 PID vit.tps diff. doit tre rgl sur 0 jusqu' ce que tout le reste soit rgl. Le cas chant, pour terminer le rglage, augmenter cette valeur par petits incrments.

3.4.3 Rgulateur PID de processLe rgulateur PID de process peut servir contrler les paramtres de l'application mesurs par un capteur (c.--d. pression, temprature, dbit) et affects par le moteur raccord par l'intermdiaire d'une pompe, d'un ventilateur ou autre.

Le tableau rpertorie les configurations o le contrle de process est possible. Lorsqu'un principe de contrle du moteur vecteur de flux est utilis, veiller galement rgler les paramtres du rgulateur PID de vitesse. Se reporter la section relative la Structure de contrle quant l'activation du contrle de la vitesse.

Par. 1-00 Mode Config. [3] Process

Par. 1-01 Principe Contrle Moteur U/f VVCplus N.A. Process

Flux ss retour Process & vitesse

Flux retour codeur Process & vitesse

Remarque : le rgulateur PID de process fonctionne avec le rglage des paramtres par dfaut, mais le rglage prcis des paramtres est fortement recommand afin d'optimiser le rendement du contrle de l'application. Les deux principes de contrle du moteur avec flux dpendent largement, pour pouvoir atteindre leur rendement optimal, du rglage appropri du rgulateur PID de vitesse (avant mme le rglage du rgulateur PID de process).

Illustration 3.3: Diagramme du rgulateur PID de process

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Manuel de configuration du FC 300Les paramtres suivants sont pertinents en matire de contrle de process


Description de la fonction Slectionner la source (c.--d. entre analogique ou impulsions) qui fournit le signal de retour au rgulateur PID de process. Facultatif : dterminer si le rgulateur PID de process doit obtenir un signal de retour supplPar. 7-22 PID proc./2 retours mentaire (et en spcifier la source). Si une source supplmentaire est slectionne, les deux signaux de retour sont ajouts avant d'tre utiliss dans le rgulateur PID de process. Par. 7-30 PID proc./Norm.Inv. Sous [0] Normal, le contrle de process rpond par une augmentation de la vitesse du moteur si le signal de retour passe en dessous de la rfrence. Dans la mme situation, mais sous [1] Inverse, le contrle de process rpond par une vitesse dcroissante. La fonction anti-saturation implique l'initialisation de l'intgrateur une frquence correspondant Par. 7-31 PID proc./Anti satur. la frquence de sortie actuelle lorsqu'une limite de frquence ou de courant ou de tension est atteinte. Cela empche l'intgration d'un cart qui ne peut, en aucun cas, tre compens par un changement de vitesse. Pour dsactiver cette fonction, slectionner [0] Inactif. Par. 7-32 PID proc./Frq.dm. Dans certaines applications, un temps trs long s'coule avant d'atteindre la vitesse/point de consigne requis. Dans ces applications, rgler la vitesse fixe du moteur sur le variateur de frquence avant d'activer le rgulateur de process peut prsenter un avantage. Pour cela, rgler une valeur de dmarrage du PID de process (vitesse) au Par. 7-32 PID proc./Frq.dm.. Plus la valeur est leve, plus le contrle est rapide. Cependant, une valeur trop leve peut Par. 7-33 PID proc./Gain P entraner des oscillations. Par. 7-34 PID proc./Tps intgral. limine l'erreur de vitesse en tat stable. Une valeur faible entrane une raction rapide. Cependant, une valeur trop faible peut entraner des oscillations. Par. 7-35 PID proc./Tps diff. Fournit un gain proportionnel la vitesse de modification du signal de retour. Le rglage de ce paramtre 0 dsactive le diffrenciateur. Par. 7-36 PID proc./ Limit.gain D. Dans le cas d'une application, pour laquelle la rfrence ou le retour change trs vite, d'o un changement rapide de l'erreur, le diffrenciateur peut rapidement devenir trop dominant. Cela rsulte du fait qu'il ragit aux changements au niveau de l'cart. Plus l'cart change rapidement, plus le gain du diffrenciateur est important. Il est donc possible de limiter le gain diffrentiel de manire pouvoir rgler un temps diffrentiel raisonnable en cas de modifications lentes. Pour les applications dans lesquelles il existe une corrlation acceptable (et quasiment linaire) Par. 7-38 Facteur d'anticipation PID process entre la rfrence de process et la vitesse du moteur ncessaire l'obtention de cette rfrence, le facteur d'anticipation peut servir obtenir une meilleure performance dynamique du rgulateur PID de process. Par. 5-54 Tps filtre pulses/29 (borne impulsions En cas d'oscillation du signal de retour de courant/tension, il est possible d'amortir ces oscillations 29), Par. 5-59 Tps filtre pulses/33 (borne impul- au moyen d'un filtre de retour. Cette constante de temps est l'expression de la limite de vitesse sions 33), Par. 6-16 Const.tps.fil.born.53 (borne des ondulations prsentes sur le signal de retour. Exemple : si le filtre passe-bas a t rgl sur 0,1 s, la limite de vitesse est de 10 RAD/s (rciproque analogique 53), Par. 6-26 Const.tps.fil.born.54 de 0,1 s), ce qui correspond (10/(2 x )) = 1,6 Hz. Cela signifie que tous les courants/tensions (borne analogique 54) dviant de plus de 1,6 oscillation par seconde sont attnus par le filtre. La commande ne portera que sur un signal de retour dont la frquence (vitesse) varie de moins de 1,6 Hz. Le filtre passe-bas amliore la stabilit de l'tat mais la slection d'un temps de filtre trop important risque de dtriorer la performance dynamique du rgulateur PID de process.

Paramtre Par. 7-20 PID proc./1 retour

3


35

3 Prsentation du AutomationDrive FC 3003.4.4 Exemple de rgulateur PID de processVoici un exemple de rgulateur PID de process utilis dans une installation de ventilation :


3

Dans un systme de ventilation, la temprature doit pouvoir tre rgle de -5 35 C l'aide d'un potentiomtre de 0 10 V. La temprature dfinie doit rester constante ; c'est le but de l'emploi d'un rgulateur de process.

Il s'agit d'une commande inverse, ce qui signifie que lorsque la temprature monte, la vitesse du ventilateur augmente afin de livrer davantage d'air. Lorsque la temprature baisse, la vitesse diminue. Le transmetteur utilis est un capteur thermique dont la plage de service est de -10 C +40 C, 4-20 mA. Vitesse min./max. : 300/1 500 tr/min.

N.B.! Exemple d'un transmetteur deux fils

1. 2. 3.

Dmarrage/arrt via commutateur raccord la borne 18. Rfrence thermique via potentiomtre (-5-35 C, 0-10 V CC) raccord la borne 53. Signal de retour de temprature via metteur (-10-40 C, 4-20 mA) raccord la borne 54. Commutateur S202 rgl sur ON (entre courant).

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Manuel de configuration du FC 300Exemple de configuration du rgulateur PID de process


Fonction

Initialiser le variateur de frquence [2] Initialisation - mettre hors tension puis sous tension - appuyer sur reset 1) Rgler les paramtres du moteur : Rgler les paramtres du moteur conformment aux 1-2* Comme indiqu sur la plaque signaltique du moteur donnes de la plaque signaltique Effectuer une adaptation automatique au moteur 1-29 [1] AMA active compl. (AMA) complte 2) Vrifier que le moteur tourne dans le bon sens. Lorsque le moteur est connect au variateur de frquence avec une phase directe telle que U-U, V-V, W-W, l'arbre moteur tourne gnralement dans le sens horaire, vu de l'extrmit de l'arbre. Appuyer sur la touche Hand On du LCP. Vrifier la direction de l'arbre en appliquant une rfrence manuelle. Si le moteur tourne l'inverse du sens requis : 4-10 Slectionner la direction correcte de l'arbre moteur 1. Changer la direction du moteur au Par. 4-10 Direc-

N de par. 14-22

Rglage

3

tion vit. moteur2. Mettre hors tension, attendre que le circuit intermdiaire soit dcharg, interchanger deux des phases moteur Rgler le mode de configuration 1-00 [3] Process Rgler la configuration du mode Local 1-05 [0] Boucle ouverte vit. 3) Rgler la configuration de la rfrence, c.--d. la plage d'utilisation des rfrences. Mettre l'chelle l'entre analogique au par. 6-xx Dfinir les units de rfrence/retour 3-01 [60] C, unit afficher Dfinir la rfrence min. (10 C) 3-02 -5 C Dfinir la rfrence max. (80 C) 3-03 35 C Si la valeur dfinie est dtermine partir d'une valeur 3-10 [0] 35% Par. 3 10(0) prdfinie (paramtre de tableau), rgler les autres ((Par. 3 03) ( par. 3 02)) = 24, 5 C Rf = sources de rfrence sur Pas de fonction. 100 Par. 3-14 Rf.prdf.relative Par. 3-18 Echelle rf.relative [0] = Pas de reset 4) Rgler les limites du variateur de frquence : Rgler les temps de rampe sur une valeur approprie 3-41 20 s telle que 20 s 3-42 20 s 300 RPM Rgler les limites de la vitesse min. 1500 tr/min Rgler la limite max. de la vitesse du moteur 60 Hz Entrer la frquence de sortie max. Rgler S201 ou S202 sur la fonction d'entre analogique souhaite (volts (V) ou milliampres (I)) N.B. ! Les commutateurs sont sensibles ; mettre hors tension puis sous tension en conservant le rglage par dfaut de V 5) Mettre l'chelle les entres analogiques utilises pour la rfrence et le signal de retour Rgler la tension basse de la borne 53 6-10 0V Rgler la tension haute de la borne 53 6-11 10 V Rgler la valeur de retour basse de la borne 54 6-24 -5 C Rgler la valeur de retour haute de la borne 54 6-25 35 C Dfinir la source du retour 7-20 [2] Entre ANA 54 6) Rglages basiques du PID PID proc./Norm.Inv. 7-30 [0] Normal PID proc./Anti satur. 7-31 [1] On PID proc./Frq.dm. 7-32 300 tr/min Enregistrer les paramtres sur le LCP 0-50 [1] Lect.PAR.LCP Optimisation de l'appareil de commande de processus

Maintenant, les rglages de base ont t effectus et tout ce qui reste faire est d'optimiser le gain proportionnel, le temps d'intgration et le temps de diffrenciation (Par. 7-33 PID proc./Gain P, Par. 7-34 PID proc./Tps intgral., Par. 7-35 PID proc./Tps diff.). Dans la plupart des process, il est possible d'effectuer cela en suivant les lignes directives telles qu'indiques ci-dessous.

1. 2.

Dmarrer le moteur Rgler le Par. 7-33 PID proc./Gain P sur 0,3 et l'augmenter jusqu' ce que le signal de retour commence, nouveau, varier de manire continue. Ensuite, diminuer la valeur jusqu' ce que le signal de retour se soit stabilis. Maintenant, diminuer le gain proportionnel de 40-60 %.

3.

Rgler le Par. 7-34 PID proc./Tps intgral. sur 20 s et diminuer la valeur jusqu' ce que le signal de retour commence, nouveau, varier de manire continue. Augmenter le temps d'intgration jusqu' ce que le signal de retour se stabilise, suivi d'une augmentation de 15-50 %.

4.

N'utiliser le Par. 7-35 PID proc./Tps diff. que pour les systmes action trs rapide (temps de diffrenciation). La valeur caractristique est de quatre fois le temps d'intgration rgl. Le diffrenciateur devrait uniquement tre utilis une fois que le rglage du gain proportionnel et le temps d'intgration entirement optimiss. Veiller ce que les oscillations du signal de retour soient suffisamment attnues par le filtre passebas.


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N.B.! Si ncessaire, il est possible d'activer plusieurs fois dmarrage/arrt de manire provoquer un changement du signal de retour.

3

3.4.5 Mthode de rglage de Ziegler NicholsL'on peut utiliser diffrentes mthodes de rglage du PID du variateur de frquence. L'une de ces approches consiste utiliser une technique dveloppe dans les annes 1950 ; elle a nanmoins rsist au temps et reste largement utilise encore aujourd'hui. Cette mthode est connue sous le nom de mthode de rglage de Ziegler Nichols.

N.B.! La mthode dcrite ne doit pas tre utilise sur les applications qui pourraient tre endommages par les oscillations cres par des rglages de contrle marginalement stables.

Les critres de rglage des paramtres reposent sur l'valuation du systme la limite de la stabilit plutt que sur une rponse graduelle. L'on augmente le gain proportionnel jusqu' ce que des oscillations continues soient observes (telles que mesures sur le signal de retour), c.--d. jusqu' ce que le systme devienne marginalement stable. Le gain correspondant (Ku) est appel gain final. La priode d'oscillation (Pu) (connue sous le nom de priode finale) est dtermine conformment aux indications de la figure 1.

Illustration 3.4: Figure 1 : Systme marginalement stable

Pu doit tre mesur lorsque l'amplitude d'oscillation est relativement faible. L'on "recule" nouveau partir de ce gain, comme illustr dans le tableau 1. Ku est le gain auquel l'oscillation est obtenue.

Type de contrle Contrle PI Contrle strict PID Dpassement PID

Gain proportionnel 0,45 * Ku 0,6 * Ku 0,33 * Ku

Temps intgral 0,833 * Pu 0,5 * Pu 0,5 * Pu

Temps de drive 0,125 * Pu 0,33 * Pu

Tableau 1 : Rglages de Ziegler Nichols pour le rgulateur, sur la base d'une limite de stabilit.L'exprience a montr que le rglage du rgulateur selon la mthode de Ziegler Nichols donne une bonne rponse en boucle ferme pour de nombreux systmes. L'oprateur peut ritrer les rglages finaux du rgulateur afin d'obtenir un contrle satisfaisant.

Description pas pas :

tape 1 : ne slectionner que Gain proportionnel, ce qui signifie que le temps intgral est slectionn la valeur maximale, tandis que le temps de diffrenciation est slectionn zro.

tape 2 : augmenter la valeur du gain proportionnel jusqu' ce que le point d'instabilit soit atteint (oscillations soutenues). La valeur critique du gain,

Ku, est atteinte.tape 3 : mesurer la priode d'oscillation pour obtenir la constante de temps critique, Pu.

tape 4 : utiliser le tableau ci-dessus pour calculer les paramtres du rgulateur PID ncessaires.

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3.5 Gnralits concernant les normes CEM3.5.1 Gnralits concernant l'mission CEMLes interfrences lectriques sont gnralement produites par conduction des frquences comprises entre 150 kHz et 30 MHz. Des interfrences rayonnes manant du systme d'entranement (30 MHz-1 GHz) sont notamment gnres par l'onduleur, le cble reli au moteur et le systme motoris. Comme le montre la figure ci-dessous, les interfrences sont imputables aux capacits de fuite affectant le cble moteur et au rapport dV/dt lev de la tension de sortie d'alimentation du moteur. La mise en uvre d'un cble blind reli au moteur augmente le courant de fuite (voir la figure ci-dessous) car les cbles blinds ont une capacit par rapport la terre suprieure celle des cbles non blinds. L'absence de filtrage du courant de fuite se traduit par une perturbation accentue du rseau dans la plage d'interfrence radiolectrique infrieure 5 MHz environ. tant donn que le courant de fuite (I1) est ramen l'unit via le blindage (I 3), en principe, il existe uniquement un faible champ lectromagntique (I4) mis par le cble blind du moteur, conformment la figure ci-dessous.

3

Le blindage rduit l'interfrence rayonne mais augmente les perturbations basses frquences sur le secteur. Le blindage du cble moteur doit tre reli la fois au ct moteur et au ct variateur. Pour cela, il convient d'utiliser les colliers pour blindage intgrs afin d'viter des extrmits blindes torsades (queues de cochon). Elles augmentent l'impdance du blindage des frquences leves, ce qui rduit l'effet du blindage et accrot le courant de fuite (I4). En cas d'utilisation de cbles blinds pour le bus de terrainbus de terrain, le relais, les cbles de commande, l'interface signal et la rsistance de freinage, le blindage doit tre raccord aux appareils aux deux extrmits. Dans certaines situations, il peut s'avrer ncessaire d'interrompre le blindage pour viter les boucles de courant.

En cas de raccordement du blindage sur une plaque destine au montage du variateur de frquence, cette plaque doit tre mtallique du fait que les courants de blindage doivent tre reconduits l'appareil. Il importe galement d'assurer un bon contact lectrique partir de la plaque de montage travers les vis de montage et jusqu'au chssis du variateur de frquence.

N.B.! En cas d'utilisation de cbles non blinds, certaines exigences en matire d'mission ne sont pas respectes mais les exigences d'immunit sont respectes.

Utiliser des cbles de moteur et de frein aussi courts que possible pour rduire le niveau d'interfrences mises par le systme dans son ensemble (appareil + installation). viter de placer les cbles du moteur et du frein ct de cbles sensibles aux perturbations. Les interfrences radiolectriques suprieures 50 MHz (rayonnes) sont gnres en particulier par les lectroniques de commande.


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3 Prsentation du AutomationDrive FC 3003.5.2 Rsultats des essais CEM


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Les rsultats des essais suivants ont t obtenus sur un systme regroupant un variateur de frquence VLT (avec des options, le cas chant), un cble de commande blind, un botier de commande dot d'un potentiomtre et un cble moteur blind. Filtre de type RFI mission par conduction mission par rayonnement Normes et exigences EN 55011 Classe B Classe A Classe A Classe B Classe A groupe 1 Habitat, com- groupe 1 groupe 2 Habitat, comEnvironnement inmerce et in- EnvironneEnvironnement merce et indusdustriel dustrie lgre ment indusindustriel trie lgre triel EN/CEI 61800-3 Catgorie C1 Catgorie Catgorie C3 Catgorie C1 Catgorie C2 EnvironneC2 Environnement Environnement Environnement prement premier, Environne- second, indus- premier, habitat mier, habitat et comhabitat et ment pretriel et commerce merce commerce mier, habitat et commerce H1 AutomationDrive FC 301: 0-37 kW 200-240 V 10 m 50 m 75 m Non Oui 0-75 kW 380-480 V 10 m 50 m 75 m Non Oui AutomationDrive FC 302: 0-37 kW 200-240 V 50 m 150 m 150 m Non Oui 0-75 kW 380-480 V 50 m 150 m 150 m Non Oui H2 AutomationDrive FC 301/ 0-3,7 kW 200-240 V Non Non 5m Non Non AutomationDrive FC 302: 5,5-37 kW 200-240 V Non Non 25 m Non Non 0-7,5 kW 380-480 V Non Non 5m Non Non 11-75 kW 380-480 V Non Non 25 m Non Non 90-800 kW 380-500 V Non Non 150 m Non Non Non Non 25 m Non Non 11-22 kW 525-690 V 1) Non Non 25 m Non Non 30-75 kW 525-690 V 2) Non Non 150 m Non Non 37-1000 kW 525-690 V3) H3 AutomationDrive FC 301: 0-1,5 kW 200-240 V 2,5 m 25 m 50 m Non Oui 0-1,5 kW 380-480 V 2,5 m 25 m 50 m Non Oui H4 AutomationDrive FC 302 90-800 kW 380-500 V Non 150 m 150 m Non Oui Non 100 m 100 m Non Oui 11-22 kW 525-690 V 1) 2) Non 150 m 150 m Non Oui 30-75 kW 525-690 V Non 30 m 150 m Non Non 37-315 kW 525-690 V3) Hx AutomationDrive FC 302 0,75-75 kW 525-600 V Tableau 3.1: Rsultats des essais CEM (mission, immunit) 1) Chssis de taille B 2) Chssis de taille C 3) Chssis de taille D, E et F HX, H1, H2 ou H3 est dfini dans le code de type en pos. 16 - 17 pour les filtres CEM HX - aucun filtre CEM intgr dans le variateur de frquence (units de 600 V uniquement) H1 - filtre CEM intgr. Conforme la norme EN 55011 classe A1/B et EN/CEI 61800-3 catgorie 1/2 H2 - pas de filtre CEM supplmentaire. Conforme EN 55011 classe A2 et EN/CEI 61800-3 catgorie 3 H3 - filtre CEM intgr. Conforme la norme EN 55011 classe A1/B et EN/CEI 61800-3 catgorie 1/2 (chssis de taille A1 uniquement) H4 - filtre CEM intgr. Conforme EN 55011 classe A1 et EN/CEI 61800-3 catgorie 2

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Manuel de configuration du FC 3003.5.3 Conditions d'mission

3 Prsentation du AutomationDrive FC

manuel de configuration

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