ACS800 Technická příručka Frekvenční měniče ACS800-37LC (55 až 5200 kw)
Seznam přiřazených příruček Příručka Kód (EN) STANDARDNÍ PŘÍRUČKY ACS800-37LC Hardware Manual (Technická příručka) 3AUA0000065342 ACS800 IGBT Supply Control Program Firmware Manual (Příručka firmwaru řídicího programu IGBT napájecí jednotky) ACS800 Standard Control Program Firmware Manual (Příručka firmwaru standardního řídicího programu) 3AUA0000065342 1) 3AFE68315735 1) 3AFE64527592 1) VOLITELNÉ PŘÍRUČKY ACS800-1007LC Liquid Cooling Unit User s Manual 3AFE68621101 2) (Uživatelská příručka jednotky vodního chlazení) ACS800-607LC 3-phase Brake Units Hardware Manual 3AFE68835861 2) (Technická příručka 3fázové brzdné jednotky) ACS800 Brake Control Program Firmware Manual 3AFE68835631 2) (Příručka firmwaru řídicího programu brzdné jednotky) ACW 621 Braking Chopper Sections User s Manual 3BFE64314874 2) (Uživatelská příručka jednotky brzdného chopperu) ACS800 Sine Filters User s Manual 3AFE68389178 (Uživatelská příručka sinusového filtru) Adaaptéry fieldbus, moduly rozšíření V/V atd. 2) 1) Dodává se jako výtisk s frekvenčním měničem. 2) Dodává se jako výtisk s volitelným příslušenstvím Všechny příručky jsou dostupné ve formátu PDF na internetu. Viz kapitola Knihovny dokumentů v internetu na vnitřní straně zadní obálky.
Frekvenční měniče ACS800-37LC 55 až 5200 kw Technická příručka 3AUA0000065342 REV A CZ PLATNÉ OD: 2012-04-01 2012 ABB Oy. Veškerá práva vyhrazena
5 Obsah Seznam přiřazených příruček...................................................... 2 Obsah Bezpečnostní pokyny Co obsahuje tato kapitola........................................................ 13 Používání výstrah.............................................................. 13 Bezpečnost při instalaci a údržbě.................................................. 14 Elektrická bezpečnost...................................................... 14 Uzemnění........................................................... 15 Měniče pro motory s permanentními magnety............................... 16 Všeobecné bezpečnostní pokyny............................................. 17 Desky plošných spojů.................................................. 17 Optické kabely....................................................... 17 Použití ručně ovládaných zvedacích zařízení................................ 18 Práce se systémem vodního chlazení..................................... 18 Bezpečné spouštění a provoz..................................................... 19 Všeobecné bezpečnostní pokyny............................................. 19 Měniče s motory s permanentními magnety................................. 19 Úvod k této příručce Co obsahuje tato kapitola........................................................ 21 K čemu je určena.............................................................. 21 Komu je určena................................................................ 21 Další dokumenty............................................................... 22 Kategorizace dle velikosti rámů a kódy volitelného příslušenství.......................... 22 Blokové schéma instalace a uvedení do provozu...................................... 22 Termíny a zkratky.............................................................. 23 Princip činnosti a popis hardwaru Co obsahuje tato kapitola........................................................ 25 Přehled produktů............................................................... 25 Princip činnosti................................................................ 25 Průběhy střídavého napětí a proudu........................................... 25 Jednopólové schéma zapojení měniče.............................................. 27 Příklad zapojení obvodu (rámy R7i+R7i a R8i+R8i)............................... 27 Příklad zapojení obvodu (rám 2 R8i+2 R8i)..................................... 28 Blokový diagram hlavního obvodu s volitelným příslušenstvím........................... 29 Všeobecné informace o rozmístění skříní frekvenčního měřiče........................... 29 Rozmístění skříní (rámy R7i+R7i a R8i+R8i)......................................... 31 Rozmístění výklopného rámu................................................ 32 Rozmístění skříně pomocného ovládání............................................. 33 Obsah
6 Rozmístění skříně pro hlavní vypínač a odpojovač (rámy 2 R8i+2 R8i a větší)...............34 600 mm široká skříň........................................................34 1000 mm široká skříň.......................................................34 Rozmístění skříně modulů filtru LCL a napájení (rám 2 R8i a větší)........................35 Rozmístění výklopného rámu.................................................36 Rozmístění skříně modulu invertoru (rám 2 R8i).......................................37 Rozmístění skříně modulu invertoru (rám 3 R8i).......................................38 Rozmístění skříní modulů invertoru (rámy 4 R8i až 10 R8i).............................39 Rozmístění výklopného rámu skříní modulů invertoru...................................39 Přehled modulů napájení a invertoru (R7i a R8i).......................................40 Přehled svorek napájení a ovládání.................................................41 Řízení jednotky napájení.........................................................42 Hlavní vypínač-odpojovač Q1 (rámy R7i+R7i a R8i+R8i)............................42 Tlačítko odpojení napájecího transformátoru (+Q959)..............................42 Ovládací spínač...........................................................42 Spínač pomocného napájení Q100 (velikosti rámů 2 R8i a vyšší)....................42 Spínač uzemnění Q9 (volitelné příslušenství +F259)...............................42 Tlačítko nouzového zastavení.................................................43 Tlačítko Reset.............................................................43 Svorky a použití V/V v jednotce napájení........................................44 Připojení ke standardním svorkám V/V.....................................45 Řízení jednotky invertoru a motoru.................................................46 Ovládací panel............................................................46 Svorky a použití V/V v jednotce invertoru........................................46 Desky obvodů..................................................................46 Štítek typového označení.........................................................46 Štítek frekvenčního měniče...................................................46 Štítky modulů napájení, invertorů a brzdné jednotky...............................47 Klíč typového označení..........................................................48 Typový kód pro základní konfiguraci............................................48 Kódy volitelného příslušenství.................................................48 Mechanická instalace Co obsahuje tato kapitola.........................................................53 Kontrola místa instalace..........................................................53 Potřebné nářadí................................................................53 Překontrolování dodávka.........................................................54 Přemístění jednotky.............................................................54 Přemístění jednotky jeřábem.................................................54 Přemístění jednotky vidlicovým nakladačem nebo paletovým vozíkem.................55 Přemístění jednotky na válcích (nepřípustné u námořních skříní).....................55 Položení jednotky na záda...................................................55 Umístění jednotky...............................................................56 Přehled montážních postupů......................................................57 Upevnění skříně k podlaze a stěně (neplatí pro námořní provedení jednotek)................58 Alternativa 1 svorky.......................................................58 Alternativa 2 použití otvorů uvnitř skříně.......................................59 Upevnění jednotky k podlaze a ke stěně (námořní jednotky, volitelné příslušenství +C121)......60 Obsah
7 Spojování dílčích jednotek....................................................... 61 Příprava spojek trubek kapaliny............................................... 61 Upevnění skříní k sobě..................................................... 61 Propojení vedení kapaliny................................................... 62 Spojení svorka PE......................................................... 62 Připojení stejnosměrné svorka................................................ 63 Různé....................................................................... 64 Kabelový kanál v podlaze pod skříní........................................... 64 Elektrické sváření.......................................................... 65 Plánování elektrické instalace měniče. Co obsahuje tato kapitola........................................................ 67 Volba odpojovacího zařízení napájecího napětí (odpojovače)............................ 67 Překontrolování komptability motoru a frekvenčního měniče............................. 67 Ochrana izolace motoru a ložisek............................................. 68 Požadavky na izolaci motoru, ložisek a na filtr u měniče............................ 69 Motory chráněné před explozí (EX)....................................... 70 Motory s high-output a IP 23 motory....................................... 71 Motory HXR a AMA................................................... 71 Motory ABB s typy jinými než M2_, M3_, HX_ a AM_......................... 71 Rezistory pro brzdění měniče............................................ 71 Pokud je napětí stejnosměrného meziobvodu zvýšeno nastavením parametru...... 71 Výpočet doby náběhu a špičkového sdruženého napětí....................... 71 Sinusové filtry........................................................ 72 Volba silových kabelů........................................................... 72 Všeobecná pravidla........................................................ 72 Typické velikosti silových kabelů.............................................. 74 Alternativní typy silových kabelů.............................................. 76 Stínění kabelu motoru...................................................... 76 Přídavné požadavky pro USA................................................ 77 Kabelové kanály...................................................... 77 Opláštěný kabel / stíněný napájecí kabel................................... 77 Volba ovládacích kabelů......................................................... 77 Všeobecná pravidla........................................................ 77 Kabel pro relé............................................................. 78 Kabel pro ovládací panel.................................................... 78 Koaxiální kabely (pro použití s Advant Controllers AC 80/AC 800).................... 78 Vedení kabelů................................................................. 78 Separátní kanály pro ovládací kabely.......................................... 79 Ochrana měniče, vstupního napájecího kabelu, motoru a motorového kabelu v případech zkratů a proti tepelnému přetížení........................................ 79 Ochrana měniče a vstupního napájecího kabelu ve zkratových situacích............... 79 Ochrana motoru a motorového kabelu ve zkratových situacích...................... 80 Ochrana měniče, motorového kabelu a vstupního napájecího kabelu před tep.přetížením. 80 Ochrana motoru před teplotním přetížením...................................... 80 Izolační požadavky pro obvod teplotního senzoru motoru...................... 81 Ochrana měniče před chybami zemnění v měniči, motoru nebo motorovém kabelu........... 81 Implementace funkce nouzového zastavení.......................................... 81 Implementace jednotky s funkcí prevence před neočekávaným startem.................... 82 Obsah
8 Implementace funkce bezpečného vypnutí momentu...................................83 Implementace funkce ride-through (přímo skrz) při ztrátě napětí...........................83 Napájecí napětí pro pomocné okruhy...............................................84 Svorky pro připojení externího ovládacího napětí (volitelné příslušenství +G307).........84 Jednotky bez volitelného pomocného transformátoru ovládání a bez svorky pro připojení externího ovládacího napětí (volitelné příslušenství +G307).............................84 Použití kondenzátorů kompenzačního účiníku měniče..................................84 Implementace bezpečnostního spínače mezi měnič a motor.............................85 Použití stykače mezi měničem a motorem............................................85 Implementace bypassu..........................................................86 Příklad bypassu............................................................86 Přepnutí zdroje napájení motoru z měniče na přímé napájení...................86 Přepnutí zdroje napájení motoru z přímého napájení na měnič..................87 Ochrana kontaktů reléových výstupů................................................87 Zohlednění PELV u instalací s nadmořskou výškou nad 2000 metrů.......................88 Elektrická instalace Co obsahuje tato kapitola.........................................................89 Kontrola izolace po montáži.......................................................89 Frekvenční měnič..........................................................89 Kabely napájení...........................................................89 Motor a kabely motoru......................................................89 Jednotka brzdných rezistorů (externí rezistory)...................................90 Kontrola komptability s IT (neuzemněnou) a v rozích uzemněnou sítí v systému TN...........90 Připojení svorek kabelu silového napájení............................................91 Schéma zapojení..........................................................91 Postup připojení...........................................................91 Připojení motorového kabelu - jednotky bez společné výstupní skříně motoru +H359..........92 Schéma zapojení modul jednoho invertoru pohání jeden motor.....................92 Schéma zapojení moduly paralelních invertorů pohání jeden motor..................93 Postup připojení...........................................................94 Připojení kabelu motoru (jednotky se společnou výstupní skříní pro motor +H359)............96 Schéma zapojení..........................................................96 Postup připojení...........................................................96 Připojení externího napájecího zdroje pro pomocné obvody..............................98 Rámy R7i R7i a R8i R8i....................................................98 Rámy 2 R8i a větší.........................................................99 Standardní jednotka bez transformátoru pomocného ovládacího napětí nebo svorek pro připojení externího ovládacího napětí.........................99 Jednotky s volitelným pomocným transformátorem napětí ovládání a bez svorek pro připojení externího ovládacího napětí (+G307).................99 Jednotky se svorkami pro připojení externího ovládacího napětí (volitelné příslušenství +G307) a bez volitelného pomocného transformátoru napětí ovládání............100 Připojení ovládacích kabelů pro jednotku napájení....................................100 Připojení ovládacích kabelů pro jednotku invertoru....................................101 Schéma zapojení standardních V/V...........................................101 Postup připojení..........................................................102 Připojení PC..................................................................103 Obsah
9 Instalace volitelných modulů..................................................... 103 Kabeláž V/V a modulů fieldbus.............................................. 104 Kabeláž modulu rozhraní pulzního snímače.................................... 104 Spojení optickým kabelem.................................................. 104 Kontrolní seznam instalace Co obsahuje tato kapitola....................................................... 105 Kontrolní seznam instalace...................................................... 105 Rozběh Co obsahuje tato kapitola....................................................... 107 Postupy pro uvádění do provozu.................................................. 107 Bezpečnost............................................................. 107 Kontrolu proveďte bez zapojení napětí......................................... 107 Zapojení napětí na přívodní svorky a pomocný obvod............................ 108 Sepněte hlavní stykač/vypínač.............................................. 108 Kontrola nastavení zařízení monitorujícího chybu uzemnění....................... 108 Nastavení řídicího programu jednotky napájení................................. 108 Nastavení řídicího programu jednotky střídače.................................. 108 Nastavení řídicího programu jednotky vodního chlazení............................... 108 Spuštění jednotku invertoru................................................. 108 Kontrola při zátěži........................................................ 109 Přepínání ovládacího panelu mezi jednotkou napájení a jednotkou invertoru............... 110 Specifické parametry ACS800-37LC v programu řízení napájení IGBT.................... 111 Označení a zkratky....................................................... 111 Parametry.............................................................. 111 Standardní hodnoty parametrů s ACS800-37LC................................. 113 ACS800-37LC-specifické parametry v aplikačním programu............................ 113 Označení a zkratky....................................................... 113 Aktuální signály a parametry jednotky napájení v programu jednotky invertoru......... 113 Hledání poruch LED........................................................................ 115 Varovné a poruchové zprávy..................................................... 115 Varovné a poruchové zprávy z jednotky nejsou monitorovány ovládacím panelem...... 115 Konfliktní ID čísla......................................................... 116 Údržba Co obsahuje tato kapitola....................................................... 117 Intervaly údržby............................................................... 117 Ventilátory................................................................... 117 Výměna ventilátoru chlazení pro modul měniče (rámy R7i a R8i).................... 117 Výměna přídavných ventilátorů ve vstupní skříni (rámy R7i+R7i a R8i+R8i)........... 118 Výměna přídavných ventilátorů ve skříni řízení (rámy 2 R8i+2 R8i a vyšší)........... 119 Výměna ventilátoru ve skříni vstupu (rámy 2 R8i+2 R8i a vyšší).................... 120 Výměna chladicích ventilátorů ve skříni modulu napájení.......................... 121 Obsah
10 Výměna ventilátorů modulu invertoru (2 R8i a vyšší).............................122 Výměna přídavných ventilátorů ve skříni společných svorek motoru..................122 Snížený výkon................................................................123 Výměna modulů napájení a invertoru...............................................124 Instalace navijáku..............................................................128 Instalace instalačního stojanu....................................................129 Kondenzátory.................................................................130 Reformátování kondenzátorů................................................130 Výměna kondenzátorů.....................................................130 Ovládací panel................................................................130 Čistění ovládacího panelu...................................................130 Výměna baterie záložního napájení paměti rozbočovací jednotky PPCS (APBU-xx)..........131 Interní chladicí oběh Všeobecně...................................................................133 Schéma interního systému chlazení...............................................133 Připojení k chladicí jednotce......................................................134 Připojení k chladicí jednotce ACS800-1007LC...................................134 Připojení k speciální chladicí jednotce.........................................134 Všeobecné požadavky.................................................134 Regulace teploty chladicí kapaliny........................................134 Instalace...........................................................134 Plnění a odvzdušnění interního chladicího okruhu.....................................135 Sestava měniče s chladicí jednotkou ACS800-1007LC.............................135 Sestava měniče s vlastní chladicí jednotkou.....................................135 Vypouštění interního chladicího okruhu.............................................136 Přidávání inhibitorů.............................................................136 Specifikace...................................................................137 Teplotní limity............................................................137 Limity tlaku..............................................................137 Kvalita vody.............................................................138 Ochrana proti zamrznutí a korozi.............................................138 Koncentrace glykolu..................................................138 Materiály................................................................139 Technické údaje Co obsahuje tato kapitola........................................................141 Jmenovité hodnoty.............................................................141 Definice.................................................................142 Snižování hodnot.........................................................142 Snižování hodnot podle teploty..........................................142 Snižování hodnot podle nadmořské výšky.................................143 Tabulka ekvivalence typů........................................................143 1fázové brzdné choppery (volitelné příslušenství +D150) a rezistory (volit. příslušenství +D151) 144 3fázové brzdné jednotky (volitelné příslušenství +D152)................................145 Pojistky......................................................................146 Pojistky hlavního střídavého obvodu...........................................146 Pojistky hlavního stejnosměrného obvodu......................................148 Obsah
11 Rozměry, hmotnosti a požadavky na volný prostor.................................... 149 Ztrátový výkon, data chlazení a hluk............................................... 151 Data okruhu interního chlazení................................................... 152 Data svorek a průchodek pro vstupní silové kabely................................... 153 Data svorek a průchodek pro kabely motoru......................................... 154 Jednotky bez společné výstupní skříně (bez příslušenství +H359).................. 154 Jednotky se společnou výstupní skříní (CMT) (volitelné příslušenství +H359)......... 155 Data svorek a průchodek pro kabely rezistorů....................................... 155 Data svorek a průchodek pro ovládací kabely....................................... 155 Specifikace napájecí elektrické sítě............................................... 156 Data připojení motoru.......................................................... 156 Data připojení brzdných rezistorů................................................. 156 Data připojení řídicí jednotky (RDCU/RMIO)......................................... 157 Analogové vstupy......................................................... 157 Výstup konstantního napětí................................................. 157 Pomocný napěťový výstup.................................................. 157 Analogové výstupy........................................................ 157 Digitální vstupy........................................................... 157 Reléové výstupy.......................................................... 158 DDCS spojení optickým kabelem............................................ 158 Napájecí vstup 24 V DC.................................................... 158 Schéma izolace a zemnění................................................. 159 Okolní podmínky.............................................................. 160 Účinnost.................................................................... 160 Krytí........................................................................ 160 Materiály.................................................................... 161 Proudová spotřeba pomocných obvodů............................................ 162 Platné normy................................................................. 163 Značení CE.................................................................. 163 Shoda s evropskou směrnicí pro zařízení pracující s nízkým napětím................ 163 Shoda s evropskou směrnicí pro EMC........................................ 163 Shoda s evropskou směrnicí pro strojírenská zařízení................................. 164 Validace provozu bezpečnostních funkcí....................................... 164 Autorizované osoby.................................................. 164 Zprávy testů akceptance............................................... 164 Prohlášení o zabudování................................................... 165 Značení C-tick.............................................................. 166 Shoda se směrnicí EN 61800-3:2004.............................................. 166 Definice................................................................ 166 Kategorie C2............................................................ 166 Kategorie C3............................................................ 166 Kategorie C4............................................................ 167 Značení UL.................................................................. 167 Kontrolní seznam UL...................................................... 167 Značení CSA................................................................. 168 Certifikace................................................................... 168 Patentová ochrana v USA....................................................... 168 Obsah
12 Rozměry Co obsahuje tato kapitola........................................................169 Tabulky rozměrů...............................................................169 Velikosti rámů R7i+R7i a R8i+R8i (dolní přívod/vývod).................................171 Velikosti rámů R7i+R7i a R8i+R8i (námořní provedení jednotek, +C121)...................172 Další informace Požadavky na informace o produktu a na servis......................................173 Produktová školení.............................................................173 Zajištění zpětné vazby v oblasti příruček měničů ABB..................................173 Knihovny dokumentů v internetu..................................................173 Obsah
13 Bezpečnostní pokyny Co obsahuje tato kapitola Používání výstrah Tato kapitola obsahuje bezpečnostní pokyny, kterými se musíte řídit při instalaci, provozování a údržbě měniče. Budete-li je ignorovat, může dojít k úrazu nebo usmrcení, nebo poškození měniče, motoru nebo poháněného zařízení. Než začnete pracovat s jednotkou, přečtěte si tyto bezpečnostní pokyny. Výstrahy upozorňují na podmínky, které mohou způsobit vážný úraz nebo smrt a/ nebo poškodit zařízení. Také vám sdělí, jak se vyhnout nebezpečí. Používají se následující výstražné symboly: Varování před nebezpečným napětím Varování před nebezpečným napětím upozorňuje na vysoké napětí, které může způsobit úraz a/nebo poškodit zařízení. Obecné varování upozorňuje na podmínky, které nesouvisí s elektřinou a mohou způsobit úraz a/nebo poškodit zařízení. Varování před elektrostatickým výbojem upozorňuje na elektrostatický výboj, který může poškodit zařízení. Bezpečnostní pokyny
14 Bezpečnost při instalaci a údržbě Elektrická bezpečnost Tato varování jsou určena všem, kteří pracují na měniči, kabelu motoru nebo samotném motoru. VAROVÁNÍ! Ignorování následujících pokynů může vést k úrazu nebo usmrcení či k poškození zařízení: Měniče smí instalovat a udržovat pouze kvalifikovaný elektrikář. Před zahájením práce na frekvenčním měniči odpojte celý měnič od napájecího napětí. Hlavní vypínač na dveřích skříně nevypíná napětí od vstupní svorkovnice měniče. Nikdy nepracujte na měniči, kabelu motoru nebo na motoru, pokud je připojeno napájecí napětí. Po odpojení vstupního napájecího napětí vždy počkejte před zahájením prací na měniči, motoru nebo kabelu motoru 5 minut, aby se mohly vybít kondenzátory meziobvodu. Měřením pomocí multimetru (impedance minimálně 1 MOhm) napětí mezi svorkami UDC+ a UDC- (L+ a L ), aby se zajistilo, že měnič je vybit před zahájením práce. Před zahájením práce použijte dočasné uzemnění. Nepracujte na ovládacích kabelech, když je měnič připojen k napětí nebo k externím ovládacím obvodům. Externě napájené obvody mohou způsobit nebezpečné napětí v měniči, i když je hlavní vypínač napájecího napětí vypnut. Neprovádějte jakékoliv testy izolace nebo napětí na měniči nebo na modulech měniče. Při opětném připojování kabelu motoru vždy překontrolujte správné pořadí fází. Při opětném kabelu motoru vždy překontrolujte správné pořadí fází. Živé části uvnitř dveří jsou chráněny proti přímému kontaktu. Mimořádnou pozornost je nutné věnovat manipulaci s kovovými kryty. Pokyn: Svorky kabelu motoru v měniči mají nebezpečné vysoké napětí, když je zapnuto vstupní napájecí napětí, nezávisle na tom, zda motor běží či neběží. Svorky stejnosměrné sběrnice a ovládání brzdění (R+, R-, R1.1, R1.2, R1.3, R2.1, R2.2. a R2.3) jsou pod nebezpečným napětím (přes 500 V). V závislosti na externím zapojení může být nebezpečné napětí (115 V, 220 V nebo 230 V) na svorkách reléových výstupů systému měniče. Funkce prevence neočekávaného startu (volitelné příslušenství +Q950) a funkce bezpečného vypnutí momentu (volitelné příslušenství +Q968) neodpojuje napětí od hlavního obvodu ani od přídavných obvodů. Při instalaci v místech s nadmořskou výškou nad 2000 svorky na desce RMIO a u připojených modulů volitelného příslušenství nesplňují požadavky ochrany proti nízkému napětí (PELV) uvedené v EN 61800-5-1. Bezpečnostní pokyny
15 Uzemnění Tyto pokyny jsou určeny všem, kteří odpovídají za uzemnění měniče VAROVÁNÍ! Nedodržení těchto pokynů může způsobit úraz, usmrcení nebo poruchu zařízení a zvyšovat elektromagnetické rušení: Uzemněte měnič, motor a sousední zařízení, abyste zajistili bezpečnost osob za všech okolností a snížili elektromagnetické vyzařování a citlivost na rušení. Ujistěte se, že zemnicí vodiče mají odpovídající velikost podle bezpečnostních předpisů. V případě instalace více jednotek připojujte každý měnič k ochranné zemi (PE) odděleně. Neinstalujte měnič s EMC filtrem varianty +E202 pro neuzemněný napájecí systém nebo systém s vysokoimpedančním uzemněním (nad 30 Ohm). Pokyn: Stínění napájecích kabelů jsou vhodná jako zemnicí vodiče zařízení pouze v případě, že mají správnou velikost v souladu s bezpečnostními předpisy. Vzhledem k tomu, že normální svodový proud měniče je vyšší než 3,5 ma stř. nebo 10 ma ss. (podle normy EN 50178, 5.2.11.1), vyžaduje se připojení k pevně instalovanému ochrannému uzemnění dle EN 61800-5-1, 4.3.5.5.2. Viz také Volba silových kabelů, strana 72. Bezpečnostní pokyny
16 Měniče pro motory s permanentními magnety Tato přídavná upozornění jsou určena pro měniče motorů s permanentními magnety. VAROVÁNÍ! Nedodržení těchto pokynů může způsobit úraz, usmrcení nebo poruchu zařízení a zvyšovat elektromagnetické rušení: Za běhu motoru s permanentními magnety nepracujte na měniči. I při vypnutém napájení, napájí otáčející se motor s permanentními magnety stejnosměrný meziobvod měniče a pod napětím jsou také svorky napájení, a to i v případě, že měnič je zastavený. Před zahájení montáže a údržby u frekvenčního měniče: Zastavte motor. Překontrolujte, zda není napětí na silových svorkách měniče podle kroku 1 nebo 2, nebo podle obou kroků, pokud je to možné. 1. Odpojte motor od měniče pomocí bezpečnostního spínače nebo podobných prostředků. Změřte, zda není napětí na vstupních i výstupních svorkách měniče (L1, L2, L3, U1, V1, W1, U2, V2, W2, R+, R-). 2. Zajistěte, aby se motor nemohl točit během provádění práce. Zajistěte také, aby jiné systémy jako např. hydraulické systémy, převodovky atd. nebyly schopny otáčet přímo motorem nebo jím otáčet přes mechanické spoje jako jsou pásy, válce, lana atd. Změřte, zda není napětí na vstupních i výstupních svorkách měniče (L1, L2, L3, U1, V1, W1, U2, V2, W2, R+, R-, R1.1, R1.2, R1.3, R2.1, R2.2. a R2.3). Uzemněte výstupní svorky měniče tak, že je spojíte navzájem a se svorkou PE Bezpečnostní pokyny
17 Všeobecné bezpečnostní pokyny Tyto pokyny jsou určeny všem, kteří instalují a provádějí servis u měniče. VAROVÁNÍ! Nedodržení následujících pokynu muže způsobit zranění, smrtelný úraz nebo poškození zařízení: Během montáže zakryjte měnič, aby se prach z vrtání, brusný prach nebo cizí objekty nemohly dostat do frekvenčního měniče. Elektricky vodivý prach uvnitř jednotky může způsobit poškození nebo vede k chybné funkci zařízení. Zajistěte dostatečné větrání jednotky. Postupujte mimořádně opatrně při manipulace s těžkou jednotkou měniče, napájecího zdroje a modulů filtrů. Dávejte pozor na horké povrchy. Některé díly uvnitř skříně měniče, jako jsou chladiče výkonových polovodičů, zůstávají horké po určitou dobu po odpojení elektrického napájení. Dávejte pozor rotační chladicí ventilátory. Ty mohou totiž pokračovat v otáčení ještě po určitou dobu po odpojení napájecího napětí. Doporučení: Jednotku neupevňujte pomocí nýtu nebo svařování. Pokud je nezbytné sváření elektrickým obloukem pro montáž měniče, postupujte podle pokynů uvedených v kapitole Mechanická instalace. Rovněž zajistěte nevdechování výparů při sváření. Pokud není správné připojen zpětný vodič, tak mohou svářecí obvody poškodit elektronické vybavení skříně. Desky plošných spojů VAROVÁNÍ! Nedodržení následujících pokynu muže způsobit poškození desek plošných spojů: Deska tištěného spoje obsahuje komponenty, které jsou citlivé na elektrostatické výboje. Při manipulaci s deskou použijte uzemňovací pásek na zápěstí. Nedotýkejte se zbytečně desek. Optické kabely VAROVÁNÍ! Nedodržení následujících pokynu muže způsobit chybnou funkci zařízení nebo poškození optických vláknových kabelů: Manipulujte s optickými kabely s mimořádnou opatrností. Při odpojování optických kabelů vždy táhněte za konektor a ne za vlastní kabel. Nedotýkejte se konců vláken holou rukou, protože vlákna jsou mimořádně citlivá na znečištění. Minimální povolená poloměr ohybu je 35 mm. Bezpečnostní pokyny
18 Použití ručně ovládaných zvedacích zařízení Tato upozornění jsou určena všem, kdo používají ručně ovládaná zvedací zařízení dodávaná s měničem při výměně modulu napájení nebo měniče. VAROVÁNÍ! Nedodržení následujících pokynu muže způsobit zranění, smrtelný úraz nebo poškození zařízení: Před prvním použitím zvedacího zařízení odviňte přibližně 2 metry kabelu, potom naviňte kabel zpět na buben a zajistěte, aby byl dostatečně napnut a nevznikal tak uvolněný kabel na levé straně bubnu. Při spuštění modulu pamatujte na to, že pokud je kabel na bubnu navinut s uvolněním, tak to může způsobit náhlý pokles jednotky až o několik centimetrů. Po použití zvedacího zařízení naviňte kabel na buben a zajistěte jeho dostatečné napnutí na bubnu, aby kabel nebyl uvolněný na levé straně bubnu. Práce se systémem vodního chlazení Tato upozornění jsou určena všem, kteří jsou zodpovědní za montážní a údržbové práce u systémů vodního chlazení měniče. VAROVÁNÍ! Nedodržení následujících pokynu muže způsobit zranění, smrtelný úraz nebo poškození zařízení: Dávejte pozor na horké kapaliny. Nepracujte s jednotkami systémů vodního chlazení, dokud se nesníží tlak zastavením čerpadel. Teplé chladivo s vysokým tlakem (6 bar, max. 50 C) je během provozu v interním okruhu chlazení. Před zapnutím napájení zajistěte, aby byl vnitřní chladicí okruh naplněn chladivem. Spuštění čerpadel v suchém stavu způsobí jejich poškození. Kromě toho také nebude zajištěno chlazení měniče. Jednotky s volitelným příslušenstvím chladicí jednotky (+C199, +C140, +C141): Neotvírejte vstupní nebo výstupní ventily čerpadla před naplněním vnitřního okruhu chlazení. Čerpadla jsou z výroby naplněna směsí vody, glykolu a inhibitoru, který zamezuje vzniku koroze a tyto ventily jsou ve výrobě po naplnění uzavřeny. Zamezte kontaktu chladiva s pokožkou, zvláště u nemrznoucích směsí. Chladivo se nesmí pozřít. Pokud dojde k pozření nebo ke kontaktu s očima, vyhledejte ihned lékařskou pomoc. Spojky hadic vedení kapaliny se u vnější jednotky nesmí nadměrně utahovat, ponechejte přibližně 2 až 3 mm závitu vidět mezi šroubeními. Nadměrné utažení by mohlo způsobit zlomení hadice. Vypusťte okruh chlazení z jednotky před jejím skladováním při teplotách pod 0 C. Zamezte zamrznutí systému vodního chlazení. Pokud jsou okolní teploty pod +5 C, přidejte do chladicí kapaliny nemrznoucí smět a inhibitor koroze. Provoz při teplotách pod nulou není povolen ani s nemrznoucí směsí. 2 mm Bezpečnostní pokyny
19 Bezpečné spouštění a provoz Všeobecné bezpečnostní pokyny Tato upozornění jsou určena všem, kteří plánují používání nebo provozují měnič. VAROVÁNÍ! Nedodržení následujících pokynů může způsobit úraz, usmrcení nebo poruchu zařízení: Před nastavením a uvedením měniče do provozu se ujistěte, že motor a všechna poháněná zařízení jsou vhodná k provozu v celém otáčkovém rozsahu zajišťovaném měničem. Měnič uvádí elektrické motory a poháněné stroje do rozšířeného provozního režimu. Jednotku lze nastavit tak, aby se motor otáčel vyšší a nižší rychlostí, než by měl při přímém připojení k elektrické síti. Mohou-li se vyskytnout nebezpečné situace, neaktivujte funkce automatického nulování poruch ve standardním aplikačním programu. Pokud se aktivují, mohou uvést měnič do výchozího stavu a pokračovat v provozu po výskytu poruchy. Neovládejte motor rozpojovacím zařízením (pro síť); místo toho použijte tlačítka ovládacího panelu a, nebo příkazy zadávané prostřednictvím desky V/V v jednotce. Maximální počet nabíjecích cyklů stejnosměrných kondenzátorů v měniči (např. při spouštění po zapnutí napájení) je pět během deseti minut. Funkce prevence neočekávaného startu a funkce bezpečného vypnutí momentu nepoužívejte pohonu, když je jednotka v provozu. Místo toho použijte povel Stop. Pokyn: Pokud je vybrán vnější zdroj pro příkaz ke spuštění a je zapnutý, měnič (se standardním aplikačním programem) se spustí ihned po vynulování poruchy v případě, že není nakonfigurován pro (impulsní) spouštění/zastavování pomocí tří vodičů. Jestliže není nastaveno místní ovládání Local (na stavovém řádku displeje není zobrazeno L), pak stop tlačítko na ovládacím panelu měnič nezastaví. Chcete-li jednotku zastavit z ovládacího panelu, stiskněte tlačítko LOC/REM a potom stiskněte stop tlačítko. Měniče s motory s permanentními magnety Tato upozornění jsou určena pro měniče motorů s permanentními magnety VAROVÁNÍ! Neroztáčejte motor na vyšší než jmenovité otáčky. Překročení jmenovitých otáček motoru vede k přepětí, které může způsobit explozi kondenzátorů ve stejnosměrném meziobvodu. Bezpečnostní pokyny
20 Bezpečnostní pokyny
21 Úvod k této příručce Co obsahuje tato kapitola K čemu je určena Komu je určena V této kapitole je popsáno, komu je tato příručka určena a je popsán její obsah. Obsahuje diagram postupných kroku kontroly dodávky, instalace a uvádění měniče do provozu. Postupový diagram obsahuje odkazy na kapitoly/odstavce této a jiných příruček. Tato příručka je určena pro hardware frekvenčního měniče ACS800-37LC. Informace pro firmware a pro další volitelná zařízení jsou v dalších přídavných příručkách. Tato příručka je určena těm, kteří plánují instalaci měniče, instalují jej, uvádějí do provozu, používají a provádějí servis. Před prací na měniči si přečtěte příručku. Předpokládá se, že čtenář je znalý základu elektrotechniky, obeznámený s instalací vedení, elektrickými součástmi a symboly v elektrických schématech. Tato příručka je napsána pro uživatele z celého světa. Jsou uváděny jak jednotky SI, tak anglosaské jednotky. Následuje stručný popis kapitol obsažených v této příručce. Kapitola Bezpečnostní pokyny obsahuje bezpečnostní pokyny pro instalaci, uvádění do provozu, provoz a údržbu měniče. Kapitola Úvod k této příručce je úvodem k této příručce. Kapitola Princip činnosti a popis hardwaru popisuje principy činnosti a konstrukci měniče. Kapitola Mechanická instalace uvádí, jak se přemístí a umístní a namontuje měnič. Kapitola Plánování elektrické instalace měniče. obsahuje pokyny pro výběr motoru a kabelů, pro ochranu, krytí a pro vedení kabeláže. Kapitola Elektrická instalace obsahuje pokyny pro zapojení měniče. Kapitola Kontrolní seznam instalace obsahuje seznam kontrol pro mechanickou a elektrickou instalaci měniče. Kapitola Údržba obsahuje pokyny pro preventivní údržbu. Kapitola Hledání poruch obsahuje pokyny pro odstranění závad. Úvod k této příručce
22 Další dokumenty Kapitola Technické údaje obsahuje technické specifikace měniče, tzn. jmenovité hodnoty, velikosti rámů a technické požadavky na měniče, opatření pro splnění požadavku na označení CE a jiná označení. Kapitola Rozměry obsahuje informace o rozměrech frekvenčního měniče. Viz Seznam přiřazených příruček na vnitřní straně přední obálky. Kategorizace dle velikosti rámů a kódy volitelného příslušenství Pokyny, technické údaje a rozměrové výkresy týkající se pouze určité velikosti rámu jsou označeny symbolem velikosti rámu (jako např. 2 R8i+2 R8i, atd.). Velikost rámu není uvedena na identifikačním štítku měniče. Pro určení velikosti rámu vašeho měniče viz odstavectabulka ekvivalence typů na straně 143. Pokyny a technické údaje týkající se pouze určitého volitelného příslušenství jsou označeny kódem volitelného příslušenství, např. +E202. Volitelné příslušenství obsažené v měniči lze identifikovat z kódu volitelného příslušenství viditelného na identifikačním štítku měniče. Výběr volitelného příslušenství je uveden v odstavci Klíč typového označení na straně 48. Blokové schéma instalace a uvedení do provozu Úloha Naplánujte instalaci. Překontrolujte podmínky okolního prostředí, jmenovité hodnoty, realizaci požadovaného externího chlazení, vstupní silové svorky, kompatibilitu motoru a další technická data. Zvolte kabely. Viz Technické údaje, strana 141 Plánování elektrické instalace měniče., strana 67 Příručky volitelného příslušenství (pokud je použito volitelné příslušenství) Vybalte a překontrolujte frekvenční měnič. Překontrolujte typový kód uvedený na štítku podle údajů na faktuře. Pokud má být frekvenční měnič připojen k izolované síti označované jako IT (neuzemněné) nebo v plovoucím systému uzemnění překontrolujte, aby nebyl připojen interní EMC/RFI filtr +E202. Zkontrolujte, zda jsou k dispozici všechny potřebné volitelné moduly a volitelné vybavení a zda jsou v pořádku. Mechanická instalace, strana 53 Princip činnosti a popis hardwaru, strana 25 Pokyny pro odpojení filtru EMC/RFI vám sdělí regionální zastoupení ABB. Pokud nebyl měnič v provozu déle než jeden rok, je nutno naformátovat kondenzátory v ss meziobvodu. Příslušné pokyny vám sdělí regionální zastoupení ABB. Spustit lze pouze nepoškozené jednotky Překontrolujte místo pro instalaci. Kontrola místa instalace, strana 53 Úvod k této příručce
23 Úloha Viz Položte kabely. Vedení kabelů, strana 78 Instalujte vedení skříně. Mechanická instalace, strana 53 Překontrolujte izolaci motoru a kabelu motoru. Kontrola izolace po montáži, strana 89 Připojte kabely napájecího napětí. Připojte kabely ovládání a kabely přídavného ovládání. Elektrická instalace, strana 89 Překontrolujte instalaci. Kontrolní seznam instalace, strana 105 Uveďte frekvenční měnič do provozu. Rozběh, strana 107 a a příslušná příručka firmwaru Termíny a zkratky Termín/zkratka AGPS APBU ASTO Brzdný chopper Brzdný modul Brzdný rezistor CMF Skříň pro společný vývod motoru DDCS EMC Vysvětlení Napájecí deska měniče. Volitelná deska uvnitř měniče používaná pro implementaci funkce prevence neočekávaného startu. Optické propojovací jednotky používané pro spojení jednotek vláknovou optikou s využitím protokolu PPCS. Jednotka se používá k propojení paralelně připojovaných jednotek napájení a modulů měniče k RDCU. Deska bezpečného vypnutí momentu. Deska volitelného příslušenství používaná pro implementaci funkce bezpečného vypnutí momentu. V případě potřeby odvádí nepotřebnou energii z meziobvodu měniče do brzdného rezistoru. Chopper je v činnosti, když stejnosměrné napětí meziobvodu překročí limit maximální hodnoty. Toto zvýšení napětí je zpravidla způsobeno decelerací (brzděním) při vysokém setrvačném momentu motoru. Brzdný chopper je uzavřen do kovového krytu. Viz Brzdný chopper. Převádí na teplo nepotřebnou energii vznikající při brzdění a přiváděnou z brzdného chopperu. Důležitá součást brzdného obvodu. Viz Brzdný chopper. Filtr souhlasného napětí. Skříň pro svorky motoru Komunikační systém distribuovaných měničů; protokol používaný pro komunikaci přes optické kabely uvnitř měniče a mezi měniči ABB. Elektromagnetická kompatibilita Úvod k této příručce
24 Termín/zkratka Rám (velikost) IGBT IGBT modul napájení IGBT napájecí jednotka (ISU) Invertor (střídač) Modul invertoru (střídače) Jednotka invertoru (střídače) (INU) Filtr LCL PPCS RAPI RDCU RMIO STO THD Vysvětlení Vztahuje se k výkonovým modulům napájení, které mají podobnou mechanickou konstrukci, například: moduly měniče v rámu R8i rám 2 R8i + 2 R8i obsahuje dva moduly napájení velikosti R8i a dva moduly měniče R8i. Pro určení velikosti rámu a typu měniče viz Tabulka ekvivalence typů na straně 143.. Bipolární tranzistor s izolovaným hradlem Obousměrný IGBT můstek a další komponenty uzavřené uvnitř kovového krytu. Používá se jako napájecí modul v regeneračních měničích a v měničích s nízkými harmonickými frekvencemi. IGBT napájecí moduly řízené jednou řídicí deskou a veškeré další potřebné komponenty. Viz IGBT modul napájení. Převádí stejnosměrný proud a napětí na střídavý proud a napětí. Můstek invertoru, další příslušné komponenty a kondenzátory stejnosměrného meziobvodu uzavřené uvnitř kovového krytu. Modul(y) invertoru(ů) řízené jednou řídicí deskou a veškeré další potřebné komponenty. Jedna jednotka invertoru se typicky používá pro řízení jednoho motoru. Viz Modul invertoru. Filtr cívka-kondenzátor-cívka pro zeslabení harmonických Systém pro komunikaci výkonových desek; protokol používaný v propojení optickými kabely a řídicí výstupní polovodiče výkonových modulů. Deska rozhraní přídavného napájení Jednotka řízení měniče. RDCU je separátní jednotkou sestávající z desek RMIO vestavěných do plastového krytu. Deska řízení motoru a V/V. RMIO je univerzální řídicí deska a rozhraní V/V používaná řídicím programem zavedeným do desky. RMIO je často používaná v řadě produktů ACS800 např. pro řízení modulů měniče, jednotek invertorů, napájecích jednotek, jednotek chlazení, brzdných jednotek atd. Viz také RDCU. Funkce bezpečného vypnutí momentu Celkové harmonické zkreslení Úvod k této příručce
25 Princip činnosti a popis hardwaru Co obsahuje tato kapitola Přehled produktů Princip činnosti Tato kapitola ve zkratce popisuje princip činnosti a konstrukci frekvenčního měniče. ACS800-37LC je skříňový, kapalinou chlazený, frekvenční měnič určený k ovládání asynchronních střídavých motorů a synchronních motorů s permanentními magnety. Měnič sestává z napájení a jednotky invertoru, které mají vlastní RDCU řídicí jednotky a ovládací programy. Parametry každého programu lze prohlížet a měnit pomocí ovládacího panelu. Měnič na straně připojení k vedení usměrňuje třífázový střídavý proud na stejnosměrný proud pro stejnosměrný meziobvod měniče. Stejnosměrný meziobvod dále napájí motorovou část měniče, která pohání motor. Měnič na straně připojení k vedení je aktivní jednotkou, která, společně s LCL filtrem (induktor-kondenzátor-induktor) umožňuje zajistit nízké harmonické na přívodu svorek měniče. Měnič na straně připojení k síti ve standardním zapojení ovládá napětí obvodu stejnosměrného proudu až po špičkovou hodnotu sdruženého napětí. Napětí stejnosměrné reference lze také nastavit na vyšší hodnotu prostřednictvím parametru. Ovládání IGBT elektrických polovodičů vychází z metody přímého ovládání točivého momentu, která se používá také v ovládání měniče motoru. Měřeny jsou dva fázové proudy a stejnosměrné napětí meziobvodu a hodnoty jsou použity pro ovládání. Průběhy střídavého napětí a proudu Střídavý proud je při jednotkovém účiníku sinusový. Jednotka napájení IGBT negeneruje charakteristický proud nebo napětí harmonických jako tradiční 6 nebo 12pulzní můstky. Celkové harmonické zkreslení (THD) napětí v bodu společného spojení závisí na zkratovém poměru jen z malé zčásti. Vysokofrekvenční spínání a vysoké du/dt mírně deformuje tvar vln napětí na vstupu do měniče. Princip činnosti a popis hardwaru
26 Typické fázové proudy (i U ) a fázová napětí (u U ) jsou znázorněny v následujícím grafu. I, U u U i U t [ms] Níže jsou uvedeny příklad spektra a hodnoty THD proudu na vstupu měniče. Každá harmonická je přítomna v procentech jmenovitého proudu. n udává pořadové číslo harmonické. I [%] 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 THD 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 n Princip činnosti a popis hardwaru
27 Jednopólové schéma zapojení měniče Příklad zapojení obvodu (rámy R7i+R7i a R8i+R8i) Tento diagram reprezentuje měnič v rámu R7i+R7i a R8i+R8i Bez všech EMC, filtru du/dt nebo brzdového příslušenství. Stejnosměrná sběrnice Jednotka napájení Jednotka invertoru M M 230/115 V stř. 230/115 V stř. Hlavní napájení Hlavní vypínač odpojovač Hlavní stykač Filtr LCL M 3~ Nabíjecí obvod 230 V AC nebo 115 V AC (+G304) Monitoring poruchy zemnění (+Q954) Jednotka napájení a jednotka invertoru mají své vlastní ovládací deska a řídicí program. Princip činnosti a popis hardwaru