Convertisseur de fréquence 8200 - HVAC Global Drive
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Global Drive L Convertisseur de fréquence 8200 - HVAC Entraînements centrifuges 080997 EVF 1 L Global Drive Convertisseur de fréquence 8200 - HVAC 8200 - HVAC Les convertisseurs de fréquence pour la climatisation et l’environnement 080997 EVF 2 L Global Drive Convertisseur de fréquence 8200 - HVAC Contenu • Régulation de vitesse au lieu d’une régulation par clapets • Caractéristiques réseau • Exemples d’applications • Applications spécifiques • Vue d’ensemble • Résumé 080997 EVF 3 Global Drive L Convertisseur de fréquence 8200 - HVAC Régulation de vitesse au lieu d’une régulation par clapets 080997 EVF 4 L Global Drive Convertisseur de fréquence 8200 - HVAC Les lois de proportionnalité Débit: Q1 / Q2 = n1 / n2 Q, p, P /% 100 90 80 Pression: p1 / p2 = (n1 / n2)2 70 60 Q p P 50 40 30 20 10 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 Puissance: P1 / P2 = (n1 / n2)3 speed n /% 080997 EVF 5 L Global Drive Convertisseur de fréquence 8200 - HVAC Régulation de vitesse au lieu d’une régulation par clapets M L Position Electrovanne STP SH PRG RUN Convertisseur de fréquence Couplage 3 3 Réseau Réseau 080997 EVF 6 Global Drive L Convertisseur de fréquence 8200 - HVAC Avantages de la régulation de vitesse • Économie d’énergie • Réduction de la pollution de l’environnement • Réduction de l’émission de bruit • Éviter une surcharge réseau • Réduction de l’usure • Espacement des entretiens pour la maintenance 080997 EVF 7 Global Drive L Convertisseur de fréquence 8200 - HVAC Avantages de la régulation de vitesse • Disparition des Couplages Étoile-Triangle • Compensation de l’énergie réactive disparaît • Simplification de câblage • Utilisation de moteurs asynchrones standards • Faible coût • Intégration simple dans l’automatisation 080997 EVF 8 Global Drive L Convertisseur de fréquence 8200 - HVAC Les points importants • 3-phases 0.37 - 250 kW • Conforme aux normes CE • Construction compacte • Montage et utilisation facile 080997 EVF 9 Global Drive L Convertisseur de fréquence 8200 - HVAC Les points importants • Bon rapport qualité-prix • Une grande quantité d’accessoires • Un réseau commercial important • Une qualité de produit élevée grâce à des lignes de montage modernes 080997 EVF 10 Global Drive L Convertisseur de fréquence 8200 - HVAC Propriétés • Régulateur de process (PID) intégré pour régulation de débit, de niveau, de température, de pression et d’humidité • Commutation Local/Distance pour phases de mise en service, dépannage • Suppression des fréquences de résonances mécaniques • Accélération/Arrêt sans à-coups par des rampes en S 080997 EVF 11 Global Drive L Convertisseur de fréquence 8200 - HVAC Propriétés • Surveillance courroies • Surveillance des phases moteur (822x/4x) • Contrôle lors de la commutation entre plusieurs moteurs connecté à un même variateur • Inversion de la consigne • Régulation de niveau 080997 EVF 12 Global Drive L Convertisseur de fréquence 8200 - HVAC Propriétés • Redémarrage à la volée avec reprise de la vitesse moteur • Contrôle de pression en boucle ouverte Masse volumique constante quel que soit la température • Régulation de vitesse avec consigne analogique et bouclage par l’entrée fréquence 0 - 10 kHz 080997 EVF 13 Global Drive L Convertisseur de fréquence 8200 - HVAC Station d’épuration 080997 EVF 14 Global Drive L Convertisseur de fréquence 8200 - HVAC Pompes 080997 EVF 15 Global Drive L Convertisseur de fréquence 8200 - HVAC Pompe de surpression 080997 EVF 16 Global Drive L Convertisseur de fréquence 8200 - HVAC Château d’eau 080997 EVF 17 Global Drive L Convertisseur de fréquence 8200 - HVAC Compresseurs 080997 EVF 18 Global Drive L Convertisseur de fréquence 8200 - HVAC Climatisation et ventilation 080997 EVF 19 L Global Drive Convertisseur de fréquence 8200 - HVAC Système global STP SH PRG RUN L L BUS DRI VE Systembus Lenze INTERBUS S IN Lenze PROFI BUS-DP Liaison DC 24V DC Lenze CAN 24V DC ON IN OUT S1 Lenze OFF 24V DC Lecom Li InterBus ProfiBus GDC LECOM A/B/Li L Module de freinage Pompe Moteur Ventilateur System2.ds4 080997 EVF 20 Global Drive L Convertisseur de fréquence 8200 - HVAC Composants supplémentaires • Selfs réseau • Filtres RFI • Filtres moteurs • Fusibles réseau • Module d’alimentation et de renvoi sur le réseau • Diverses interfaces • Manuel de mise en service 080997 EVF 21 Global Drive L Convertisseur de fréquence 8200 - HVAC Le système d’entraînement Global Drive 080997 EVF 22 Global Drive L Convertisseur de fréquence 8200 - HVAC Résumé • Une économie d’énergie donc une réduction des coûts grâce à une régulation de vitesse par convertisseur de fréquence • Plage de puissance triphasée 0,37 - 250 kW • Adaptation optimale des fonctions aux applications de pompes et de ventilateurs – régulateur PID intégré – Contrôle des courroies – Suppression des fréquences de résonances mécaniques – Commutation local/distance • Un système évolutif 080997 EVF 23 L Global Drive Convertisseur de fréquence 8200 - HVAC Partie B Exemples d’applications 080997 EVF 24 L Global Drive Convertisseur de fréquence 8200 - HVAC Régulation de niveau Cuve L Consigne de remplissage 0-10 V , 0/4-20 mA STP SH PRG RUN E1 8279 7 8 + 39 - Capteur de niveau 0-10 V , 0-20 mA Z 2* X1 w v u M 3 Pompe Evacuation Arrivée Z 1* K1 F1 L1 L2 L 3 080997 EVF 25 Global Drive L Convertisseur de fréquence 8200 - HVAC Régulation de niveau : les fonctions • Régulateur PID • Consigne inversée 080997 EVF 26 L Global Drive Convertisseur de fréquence 8200 - HVAC Régulation de niveau : le paramétrage Configuration C005 = -6- Mode de fonctionnement Gain de la consigne C027 = -100% Inversion de la consigne 080997 EVF 27 L Global Drive Convertisseur de fréquence 8200 - HVAC Pompes avec régulation de pression L 2102 Consigne de pression Afficheur avec entrée analogique par ex. par bus Messages 62 7 8 9 K11 K12 K14 20 28 E1 E2 RFR Down Up E3 E4 JOG H/Re Pression réelle Capteur de pression + p 0-10 V 0/4-20 mA Z2 * X1 w v u M 3 Pompe Z 1* K1 F1 L1 L 2 L3 080997 EVF 28 L Global Drive Convertisseur de fréquence 8200 - HVAC Régulation de pression : les fonctions • Régulateur PID Régulation classique, consigne par bus de terrain et valeur réelle par l’entrée analogique borne 8 • Commutation Local/Distance Commutation entre une consigne donnée par bus de terrain et une consigne manuelle par clavier • Consigne de vitesse fixe par JOG 080997 EVF 29 L Global Drive Convertisseur de fréquence 8200 - HVAC Régulation de pression : le paramétrage Mode de commande C001 = -3- Consigne par LECOM Configuration C005 = -7- Configuration des bornes C007 = -26- Boucle fermée Consigne par E1/Retour par borne 8 H/R JOG1 UP DOWN JOG1 C037 = 16,67 Hz Consigne fixe Val. Réelle PID C051 Display Gain PID C070 = 1,00 Temps d‘intégration régulateur PID C071 = 100 ms Partie différentielle régulateur PID C072 = 0.0 080997 EVF 30 L Global Drive Convertisseur de fréquence 8200 - HVAC Ventilateur avec régulation d’humidité L3 L2 L1 8220/40 avec clavier de commande F1 K1 Z 1* Evacuation L Défauts SH Capteur d'humidité 0-10 V 0/4-20 mA Affichages STP PRG RUN Surveillance phases moteur 8279 - 62 7 8 9 K11 K12 K14 Humidité réelle E1 Consigne d'humidité 0-10 V 0-20 mA 39 X1 w v u + Humidité M 3 Ventilateur Z 2* Arrivée 080997 EVF 31 Global Drive L Convertisseur de fréquence 8200 - HVAC Régulation d’humidité : les fonctions • Régulateur PID consigne analogique par borne E1 via le module 8279 et valeur réelle par borne 8 • Consigne inversée • Surveillance courroies 080997 EVF 32 Global Drive L Convertisseur de fréquence 8200 - HVAC Régulation d’humidité : les fonctions • Surveillance phases moteur • Redémarrage à la volée sur moteur en roue libre • Suppression des positions de résonances mécaniques • Accélération/Arrêt sans a-coups par des rampes en S 080997 EVF 33 L Global Drive Convertisseur de fréquence 8200 - HVAC Régulation d’humidité : les fonctions Configuration C005 = -7- Configuration des bornes Mode de régulation C007 = -28C014 = -3- Activation C597 = -2surveillance phases moteur Limitation de C599 = 5% courant surveillance phases moteur Relais K 1 C008 = -15- Fonctionnement en boucle fermée JOG1/2/3 I-OFF D/F courbe quadratique U/fd2 avec boost Umin Avertissement « Défaillance phases moteur » Seuil de courant en % du courant nominal variateur Fonction sélectionnée : Avertissement Défaillance phases moteur 080997 EVF 34 L Global Drive Convertisseur de fréquence 8200 - HVAC Régulation d’humidité : les fonctions Relais K 2 C117 = -12- Seuil de courant C156 = 50% Réglage entrée analogique Gain PID C027 = - 100% Courant apparent moteur C54 < Seuil C156 Seuil de courant en % du courant nominal de l’appareil Consigne inversée C070 = 1,00 Temps d‘intégration C071 = 100 ms du régulateur PID Partie différentielle du C072 = 0.0 régulateur PID Condition de C142 = -3redemarrage Redémarrage à la 080997 EVF volée 35 L Global Drive Convertisseur de fréquence 8200 - HVAC Régulation d’humidité : les fonctions Réglage entrée fréquence Gain entrée fréquence C425 = -2- Offset entrée fréquence C427 = 0% Réglage rampes en S C182 = 0,5s Saut de fréquence 1 - 3 C625 = 10 Hz C626 = 20 Hz C627 = 30 Hz C628 = 10% Plage Période 10ms, Résolution 1/100 C426 = 100% Arrêt / démarrage sans accoups Suppression résonances mécaniques 080997 EVF 36 L Global Drive Convertisseur de fréquence 8200 - HVAC Séchoir industriel L Outlet S1 Actual humidity value analog digital 0 - 10 V Dryer humidity setpoint 3 V1 FU2 822x 824x V2 Material humid dry L 3 InterBus PROFIBUS System bus LECOM A/B/Li 3 L R- Brake chopper FU1 822x PLC PC Trocken.Ds4 080997 EVF 37 L Global Drive Convertisseur de fréquence 8200 - HVAC Climatisation 8210/20/40 with operating terminal L cold water 0 - 10 V 0/4 - 20 mA Speed setpoint Control DDC SH Belt u v w STP PRG M 3 RUN M ist collector 7 8 L E3 0 - 10 V 0/4 - 20 mA Speed setpoint Water injection Control DDC heat exchange STP SH PRG Unit 1 circulating pump RUN Z 2* M 7 8 water treatment hot water 3 w v u Unit 2 Z 2* Z1 * L1 L2 L3 F1 K1 Z 1* 080997 EVF 38 Global Drive L Convertisseur de fréquence 8200 - HVAC Climatisation: les fonctions • Surveillance des courroies • Détection de coupure réseau Contrôle la décélération et arrête le variateur en cas de coupure réseau • Suppression des fréquences de résonances mécaniques 080997 EVF 39 L Global Drive Convertisseur de fréquence 8200 - HVAC Climatisation : le paramétrage Mode de commande C001 = -0- Consigne par borne 8 Mode de régulation C014 = -3- Relai K 1 C008 = -14- courbe quadratique U/fd2 avec boost Umin Courant aparent < seuil courant réglé C156 (Surveillance courroie) Seuil de courant C156 = 50% Fréquences masquées 1-3 Fenêtre de suppression de Fréquences masquées C625 C626 C627 C628 = = = = 10 Hz 20 Hz 30 Hz 10% Elimination des résonnances mécaniques 080997 EVF 40 L Global Drive Convertisseur de fréquence 8200 - HVAC Climatisation : le paramétrage Seuil de tension circuit Intermédiaire pour régulation de la tension de ce circuit C988 = 81% PAR 2 Changement du jeu de paramètre via régulation du circuit intermédiaire active PAR 1 C2105 = 5s C105 = 0.5s C2007 = -0- C007 = -2- Les temps d‘accélération et de décélération doivent être ajustés en fonction de la charge de l‘entraînement 080997 EVF 41 L Global Drive Convertisseur de fréquence 8200 - HVAC Chapitre C Détails techniques 080997 EVF 42 L Global Drive Convertisseur de fréquence 8200 - HVAC Choix de variateur pour surcharge maxi de 150% P 8227 90 kW 8226 75 kW 8225 55 kW 8224 45 kW 8223 8222 8221 30 kW 22 kW 15 kW 8246 11 kW 8245 5.5 kW 8218 8217 8216 8215 11 kW 7.5 kW 5.5 kW 4.0 kW 8214 8213 8212 8211 3.0 kW 2.2 kW 1.5 kW 8244 3.0 kW 8243 1.5 kW 0,.75 kW 8242 0.75 kW 8241 0.37 kW 3 x 400V/460V AC 3 x 400V/480V AC 8234 200 kW 8233 160 kW 8232 132 kW 8231 110 kW 3 x 400V/480V AC 080997 EVF 43 L Global Drive Convertisseur de fréquence 8200 - HVAC P Choix de variateur pour surcharge maxi de 120% 8226 110 kW 90 kW 8225 75 kW 8224 55 kW 8223 8222 8221 37 kW 30 kW 22 kW 8227 8218 8217 8216 8215 11 kW 11 kW 5.5 kW 5.5 kW 8246 11 kW 8245 7.5 kW 8214 8213 8212 8211 3.0 kW 3.0 kW 1.5 kW 8244 4.0 kW 8243 2.2 kW 8242 1.1 kW 0.55 kW 1.5 kW 8241 3 x 400V/460V AC 3 x 400V/480V AC 8234 250 kW 8233 200 kW 8232 160 kW 8231 132 kW 3 x 400V/480V AC 080997 EVF 44 L Global Drive Convertisseur de fréquence 8200 - HVAC Synoptique pour C005 = 0 X1 8 1 A fdmax D 7 Analog setpoint ... .. fdmax ) unipolar ( fdmin 1 S1/4 250R C034 Master current value 0...20mA / 4...20mA C010 fdmin Keyboard, LECOM, motor potentiometer function -1- , -3- . -12- C046 Keyboard, LECOM Locked frequencies -0C037 C038 C039 3 JOGSetpoints fdmax JOG-setpoints -1-..-3- Release JOG-setpoint -0E1 E2 E3 E4 1 free digital -1-1 Inputs Ramp function generator Stop LU, OU t 0 LECOM Ctrl enable DC brake C012 C625 bis C628 Direction of ratation C013 C105 RFG-S-shape E1 E2 E3 E4 1,0*fdmax digital Inputs fdmax Output frequency -fdmax C182 Ti S-shape Automatic DC brake threshold 080997 EVF 45 Global Drive L Convertisseur de fréquence 8200 - HVAC Synoptique pour C005 = 1...7 080997 EVF 46 Global Drive L Convertisseur de fréquence 8200 - HVAC Configurations C005 : -0-1-, -2-3-6-, -7- Fonctionnement en boucle ouverte - Réglage usine consigne par borne 8 Fonctionnement en boucle ouverte avec consigne additionnelle (borne 8 et entrée Fréquence E1) Fonctionnement en boucle ouverte Consigne fréquence avec limitation du courant apparent Fonctionnement en boucle fermée 080997 EVF 47 Global Drive L Convertisseur de fréquence 8200 - HVAC Régulateur PID Consigne : Valeur réelle : Activation par Clavier, LECOM, JOG, borne 8 ou borne E1 (par ex. Pantin) par C181 Borne 8 ou borne E1 Affichage de la valeur réelle par C051 C005 = -6- ou -7- Programmation : Gain Vp (0 ... 300) Intégrale Tn (10ms ... 9999s) Dérivée Kd (0,0 ... 5,0) Influence du régulateur (0 ... 100 %) 080997 EVF 48 Global Drive L Convertisseur de fréquence 8200 - HVAC Régulateur PID • Mise à zéro de l ’influence ou de l’intégrale par validation d’une entrée numérique sur le bornier de commande • Fréquence pré-réglée en option • Réglage d’une valeur de consigne (ex: position pantin) via C181 • Lecture de la valeur actuelle en C051 • Limitation de la plage de régulation par réglage de l’entrée analogique 080997 EVF 49 L Global Drive Convertisseur de fréquence 8200 - HVAC Rampes en S Setpoint / V Time / s • Démarrage et arrêt sans a-coups de l’entraînement • Lignes de transport, ascenseurs • Rampes en S • C182 : Temps 0.00 - 50.00 s 080997 EVF 50 L Global Drive Convertisseur de fréquence 8200 - HVAC Niveau actif des entrées numériques C114 E4 E3 E2 E1 0 0 0 0 0 Réglage Usine 1 0 0 0 1 2 0 0 1 0 3 0 0 1 1 4 0 1 0 0 5 0 1 0 1 6 0 1 1 0 7 0 1 1 1 8 1 0 0 0 9 1 0 0 1 10 1 0 1 0 11 1 0 1 1 12 1 1 0 0 13 1 1 0 1 14 1 1 1 0 15 1 1 1 1 0: Entrée non inversée 1: Entrée inversée 1: Fonction de l'entrée indépendant de C001 080997 EVF 51 L Global Drive Convertisseur de fréquence 8200 - HVAC Priorité des entrées numériques C115 E4 E3 E2 E1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 2 0 0 1 0 3 0 0 1 1 4 0 1 0 0 5 0 1 0 1 6 0 1 1 0 7 0 1 1 1 8 1 0 0 0 9 1 0 0 1 10 1 0 1 0 11 1 0 1 1 12 1 1 0 0 13 1 1 0 1 14 1 1 1 0 15 1 1 1 1 0: Fonction entrée Ex déterminée par C001 1: Fonction entrée Ex indépendante de C001 Réglage usine 080997 EVF 52 Global Drive L Convertisseur de fréquence 8200 - HVAC Commutation Local / Distance • Commutation Local / Distance par l’entrée E4 • Extension de C007 • Commutation M/R : LECOM <------> Fonction potentiomètre motorisé LECOM <------> Consigne analogique par borne Potentiomètre motorisé <---> Consigne analogique par borne 080997 EVF 53 L Global Drive Convertisseur de fréquence 8200 - HVAC Surveillance des courroies pour 8220/8240 Sorties relais K2 : Courant moteur inférieur au seuil C156 Courant moteur inférieur au seuil C156 et fd > QMIN Courant moteur inférieur au seuil C156 et consigne atteinte C156 : Seuil de courant 0...150% Inominal Appareil 080997 EVF 54 Global Drive L Convertisseur de fréquence 8200 - HVAC Freinage sans chopper Changement du jeu de paramètre par mesure de tension dans le bus CC (2 points de contrôle) C988 active le changement de jeu de paramètre C988 = 0 ... 200% C988 = 100% corresponds à une tension de bus de 594 V UG < C988: jeu de paramètre 1 actif UG > C988: jeu de paramètre 2 actif 080997 EVF 55 Global Drive L Convertisseur de fréquence 8200 - HVAC Freinage sans chopper Applications : 1) Arrêt rapide d’un entraînement sans utilisation d’un chopper de freinage 2) Décélération contrôlée du moteur dans le cas d’une coupure réseau 080997 EVF 56 Global Drive L Convertisseur de fréquence 8200 - HVAC Freinage sans chopper Dispositions : 1) Prolongation du temps de décélération Surexcitation du moteur 2) Commutation sur une rampe Arrêt Rapide par le bornier 080997 EVF 57 L Global Drive Convertisseur de fréquence 8200 - HVAC Module d’extension 8279 • Optionnel Side view Front view • Enfichable sur le variateur • 2ème entrée analogique • Consigne d’entrée 0 - 10 V, 0 - 20 mA 20 28 S2S1 E1 E2 E3 E4 39 8279 080997 EVF 58
