ABB machinery drives. Hårdvaruhandledning ACS850-04 frekvensomriktarmoduler (55 till 200 kw, 60 till 200 hk)

ABB machinery drives Hårdvaruhandledning ACS850-04 frekvensomriktarmoduler (55 till 200 kw, 60 till 200 hk)

Lista över relaterade användarhandledningar Hårdvaruhandledningar och snabbguider Kod (engelska) Kod (svenska) ACS850-04 drive modules (0.37 to 45 kw) hardware 3AUA0000045496 3AUA0000054938 manual ACS850-04 drive modules (55 to 200 kw, 60 to 200 hp) 3AUA0000045487 3AUA0000071014 hardware manual ACS850-04 drive modules (200 to 500 kw, 250 to 600 hp) 3AUA0000026234 3AUA0000068289 hardware manual ACS850-04 drive modules (160 to 560 kw, 200 to 700 hp) 3AUA0000081249 3AUA0000097793 hardware manual ACS850-04 drive modules (0.37 to 45 kw) quick installation 3AUA0000045495 3AUA0000045495 guide ACS850-04 drive modules (55 to 160 kw, 75 to 200 hp) 3AUA0000045488 3AUA0000045488 quick installation guide Beskrivning av systemprogramvara och snabbguider ACS850 standard control program quick start-up guide 3AUA0000045498 3AUA0000045498 ACS850 standard control program firmware manual 3AUA0000045497 3AUA0000053435 ACS850 crane control program supplement (to std ctrl prg) 3AUA0000081708 ACS850-04 drives with SynRM motors (option +N7502) 3AUA0000123521 supplement Användarhandledningar och guider för tillval ACS850 Common DC configuration for ACS850-04 drives application guide ATEX-certified Safe disconnection function for ACS850 drives (+Q971) application guide Safe torque off function for ACS850 and ACQ810 drives application guide Application programming for ACS850 and ACQ810 drives application guide 3AUA0000073108 3AUA0000074343 3AFE68929814 3AUA0000078664 Handböcker och snabbguider för I/O-moduler, fältbussmoduler etc. Du kan söka handböcker och annan produktdokumentation i PDF-format i vårt dokumentbibliotek på Internet. Se Document library on the Internet på den bakre pärmens insida. För dokumentation som inte ingår i Dokumentbibliotek, kontakta ABB.

ACS850-04 frekvensomriktarmoduler (55 till 200 kw, 60 till 200 hk) Hårdvaruhandledning 3AUA0000071014 Rev C SV GÄLLER FRÅN: 2012-06-20 2012 ABB Oy. Med ensamrätt.

5 Säkerhetsinstruktioner Vad kapitlet innehåller Kapitlet beskriver de säkerhetsinstruktioner som måste tillämpas vid installation, drift och service av frekvensomriktaren. Underlåtelse att följa säkerhetsinstruktionerna kan medföra kroppsskada och dödsfall, liksom skador på frekvensomriktaren, motorn och den drivna utrustningen. Läs säkerhetsinstruktionerna innan du börjar arbeta med utrustningen. Användning av varnings- och OBS-markeringar Det förekommer fyra typer av säkerhetsinstruktioner i denna användarhandledning: Varning för farlig spänning varnar för situationer där höga spänningar kan orsaka kroppsskada och/eller skada på utrustning. Allmän varning varnar för förhållanden, andra än sådana som är relaterade till elektricitet, som kan orsaka skada på personer och/eller skada på utrustningen. Varning för elektrostatisk urladdning varnar för elektrostatisk urladdning som kan skada utrustningen. Varning för heta ytor varnar för komponentytor som kan bli så varma att de orsakar brännskador vid beröring. Säkerhetsinstruktioner

6 Installations- och underhållsarbete Dessa säkerhetsinstruktioner riktar sig till alla som arbetar med frekvensomriktaren, motorkabeln eller motorn. VARNING! Underlåtenhet att följa instruktionerna kan medföra personskador och dödsfall samt utrustningsskador. Endast kvalificerad elektriker får installera och underhålla frekvensomriktaren. Arbeta aldrig med frekvensomriktaren, motorkabeln eller motorn när matningsspänning är applicerad. När matningen har frånskilts, vänta alltid 5 minuter för att låta mellanledskondensatorerna ladda ur innan något arbete utförs på frekvensomriktare, motor eller motorkabel. Kontrollera följande genom att mäta med en multimeter (impedans minst 1 Mohm): 1. Att det inte finns någon spänning mellan någon av frekvensomriktarens ingångsfaser (U1, V1 och W1), och jord. 2. Att det inte finns spänning mellan någon av anslutningarna UDC+ och UDC-, och jord. 3. Att det inte finns spänning mellan någon av anslutningarna R+ och R-, och jord. Frekvensomriktare som styr en permanentmagnetmotor: En roterande permanentmagnetmotor matar energi till frekvensomriktaren, vilken därmed blir spänningsförande, även om den är avstängd och matningsspänningen är bruten. Före underhållsarbete på frekvensomriktaren: Skilj motorn från frekvensomriktaren med hjälp av en säkerhetsbrytare Förhindra att någon annan motor i samma mekaniska system kan starta Lås motoraxeln Kontrollera genom mätning att motorn faktiskt är spänningslös. Koppla därefter samman frekvensomriktarens plintar U2, V2 och W2 med varandra och med skyddsjord. Arbeta aldrig med styrkablarna om frekvensomriktaren eller dess externa styrkretsar är spänningssatta. Externt matade manöverkretsar kan leda farliga spänningar även om matningen till frekvensomriktaren är bruten. Gör inga isolations- eller spänningshållfasthetstest på frekvensomriktaren. Koppla loss frekvensomriktarens interna EMC-filter (anvisningar finns på sidan 52) om frekvensomriktaren ska installeras i ett IT-nät (ett icke-direktjordat nät eller ett högresistent jordat nät [över 30 ohm]) eller ett impedansjordat nät. Säkerhetsinstruktioner

7 Noter: Även när motorn är stoppad finns det farliga spänningar på kraftplintarna U1, V1, W1 och U2, V2, W2 samt UDC+, UDC-, R+ och R-. Beroende på extern kabeldragning kan det förekomma farliga spänningar (115 V, 220 V eller 230 V) på frekvensomriktarens reläutgångar. Frekvensomriktaren stöder funktionen Safe Torque Off. Se sidan 43. VARNING! Underlåtenhet att följa instruktionerna kan medföra personskador och dödsfall samt utrustningsskador. Försök aldrig reparera en felbehäftad frekvensomriktare. Kontakta närmaste ABB-återförsäljare eller auktoriserad verkstad. Var noga med att inga borrspån kommer in i frekvensomriktaren under installation. Elektriskt ledande stoft i frekvensomriktaren kan leda till felfunktion och skador. Säkerställ tillräcklig kylning. VARNING! På kretskorten sitter komponenter som är känsliga mot elektrostatisk urladdning. Bär jordningsarmband vid hantering av kretskorten. Vidrör inte kretskorten om det inte är nödvändigt. Säkerhetsinstruktioner

8 Idrifttagning och drift Dessa varningar riktar sig till alla som planerar idrifttagning och drift av frekvensomriktaren, samt till operatörerna. VARNING! Underlåtenhet att följa instruktionerna kan medföra personskador och dödsfall samt utrustningsskador. Före inställning och driftsättning av frekvensomriktaren, kontrollera att motorn och all driven utrustning lämpar sig för drift inom hela det varvtalsområde som frekvensomriktaren erbjuder. Frekvensomriktaren kan styra motorn till varvtal högre eller lägre än det varvtal som skulle bli aktuellt om motorn vore ansluten direkt till det matande nätet. Aktivera inte automatisk felåterställning om denna funktion skulle kunna leda till farliga situationer. Om någon av dessa funktioner aktiveras återställs frekvensomriktaren och startar om efter ett fel. Använd inte en AC-kontaktor eller nätfrånskiljare för att starta och stoppa motorn. Använd i stället manöverpanelen eller externa kommandon via I/Okortet i frekvensomriktaren. Maximalt tillåtet antal laddningscykler för DCkondensatorerna (dvs. laddning genom nätspänningstillslag) är en per period om två minuter. Frekvensomriktare som styr en permanentmagnetmotor: Låt inte motorn arbeta vid varvtal över sitt märkvarvtal. Övervarvning av motorn leder till överspänning som kan ge frekvensomriktaren bestående skador. Noter: Om en yttre källa för startkommando är vald och är i läge TILL kommer frekvensomriktaren att starta omedelbart efter spänningsåterkomst eller felåterställning, utom om frekvensomriktaren är konfigurerad för pulsstyrning (3-tråds) av start- och stoppfunktioner. När styrplatsen inte är satt till Lokal kommer tangenten STOP på manöverpanelen inte att stoppa frekvensomriktaren. VARNING! Ytorna på frekvensomriktarens systemkomponenter (som bromsmotstånd) bli heta när systemet är i drift. Säkerhetsinstruktioner

9 Innehållsförteckning Säkerhetsinstruktioner Vad kapitlet innehåller............................................................ 5 Användning av varnings- och OBS-markeringar........................................ 5 Installations- och underhållsarbete.................................................. 6 Idrifttagning och drift............................................................. 8 Table of contents Inledning till denna användarhandledning Vad kapitlet innehåller........................................................... 15 Kompatibilitet.................................................................. 15 Avsedd målgrupp.............................................................. 15 Indelning efter byggstorlek....................................................... 15 Indelning efter +kod............................................................. 15 Innehåll...................................................................... 16 Flödesschema för installation och idrifttagning........................................ 17 Termer och förkortningar......................................................... 19 Funktionsprincip och hårdvarubeskrivning Vad kapitlet innehåller........................................................... 21 Produktöversikt................................................................ 21 Layout.................................................................. 21 Kraftanslutningar och styrgränssnitt............................................ 22 Huvudkrets och drift........................................................ 23 Typbeteckningsnyckel........................................................... 24 Planering av skåpinstallation Vad kapitlet innehåller........................................................... 27 Skåpkonstruktion............................................................... 27 Placering av enheter....................................................... 27 Jordning av monteringsstrukturer............................................. 27 Krav på fritt utrymme............................................................ 28 Kylning och skyddsklasser....................................................... 29 Förebygg återcirkulation av varm luft........................................... 30 Utanför skåpet....................................................... 30 Inuti skåpet.......................................................... 30 Värmeelement i skåp............................................................ 31 EMC-fordringar................................................................ 31 Innehållsförteckning

10 Mekanisk installation Förpackningens innehåll.........................................................33 Förflyttning, uppackning och leveranskontroll.....................................33 Före installation................................................................34 Krav på installationsplatsen..................................................34 Anslutning till ett IT-nät (icke-jordat) eller impedansjordat nät........................34 Installationsförfarande...........................................................34 Ytmontering...............................................................34 Installation av bromsmotstånd................................................34 Planering av elektrisk installation Vad kapitlet innehåller...........................................................35 Skydd av motorisolation och lager..................................................35 Kontroll av kompatibilitet mellan motor och frekvensomriktare............................35 ABB SynRM-motorer........................................................35 Asynkronmotorer och synkrona permanentmagnetmotorer..........................35 Kravtabell................................................................37 Extra krav för explosionssäkra motorer (EX).................................38 Ytterligare krav för andra typer av ABB-motorer än M2_, M3_, M4_, HX_ och AM_...........................................38 Tillkommande krav för bromsningstillämpningar...............................38 Extra krav för högeffektmotorer och IP23-motorer från ABB.....................38 Tillkommande krav för högeffektmotorer och IP23-motorer från andra tillverkare än ABB.............................................39 Ytterligare data för beräkning av stigtid och toppspänning fas-fas.................39 Observera om sinusfilter................................................40 Matningsanslutning.............................................................40 Frånskiljare för matningsspänning..................................................41 Europa...................................................................41 Övriga regioner............................................................41 Skydd mot överhettning och kortslutning.............................................41 Överbelastningsskydd.......................................................41 Skydd mot kortslutning i motorkabeln...........................................41 Skydd mot kortslutning i matningskabel eller frekvensomriktare......................41 Utlösningstid för säkringar och effektbrytare.................................42 Effektbrytare.........................................................42 Överhettningsskydd för motor.................................................42 Jordfelsskydd..................................................................42 Nödstoppanordningar............................................................42 Safe torque off.................................................................43 Val av matningskablar...........................................................44 Generella regler...........................................................44 Alternativa kraftkabeltyper....................................................45 Motorkabelskärm...........................................................45 Skydd av reläutgångskontakter och dämpning av störningar vid induktiva laster..............46 Val av styrkablar................................................................47 Reläkabel................................................................47 Kabel till manöverpanel......................................................47 Innehållsförteckning

11 Anslutning av en motortemperaturgivare till frekvensomriktarens I/O....................... 47 Kabelförläggning............................................................... 47 Styrkabelkanaler.......................................................... 48 Elektrisk installation Vad kapitlet innehåller........................................................... 49 Avtagning av kåpa.............................................................. 49 Kontroll av installationens isolation................................................. 51 Frekvensomriktare......................................................... 51 Matningskabel............................................................ 51 Motor och motorkabel...................................................... 51 Bromsmotstånd........................................................... 51 Anslutning till ett IT-nät (icke-jordat)................................................ 52 Byggstorlek E0: Inaktivering av det interna EMC-filtret (tillval +E202 ingår)............. 52 Byggstorlek E: Inaktivering av det interna EMC-filtret (tillval +E202 ingår).............. 59 Kretsschema för matningskabel................................................... 63 Kretsschema för matningskabel............................................... 63 Procedur................................................................ 64 Byggstorlek E0: Installation av skruvplintar................................. 64 Byggstorlek E: Installation av kabelsko (kablar 16 till 70 mm 2 [AWG6 till AWG2/0])................................. 65 Byggstorlek E: Installation av skruvplintar (kablar 95 till 240 mm 2 [AWG3/0 till 400MCM]).............................. 66 Jordning av motorkabelskärm vid motoränden............................... 66 DC-anslutning............................................................ 67 Installation av tillvalsmoduler...................................................... 68 Mekanisk installation....................................................... 68 Elektrisk installation........................................................ 68 Anslutning av styrkablarna....................................................... 69 Styranslutningar för JCU-enheten............................................. 69 Byglar................................................................... 70 Extern matning för JCU-enhet (XPOW).................................... 70 DI6 (XDI:6) som en termistoringång....................................... 71 Drift till drift-buss (XD2D)............................................... 72 Säker momentfrånkoppling (XSTO)....................................... 73 Jordning och förläggning av styrkablar......................................... 73 Montering av kabelöverfallsplåt.......................................... 74 Förläggning av styrkablar............................................... 75 Installationschecklista Vad kapitlet innehåller........................................................... 77 Checklista.................................................................... 77 Innehållsförteckning

12 Underhåll Vad kapitlet innehåller...........................................................79 Säkerhet......................................................................79 Underhållsintervall..............................................................79 Kylflänsar.....................................................................80 Kylfläkt.......................................................................81 Byte av fläkt (byggstorlek E0).................................................81 Byte av fläkt (byggstorlek E)..................................................82 Byte av extra kylfläkt (byggstorlek E0)..........................................83 Kondensatorer.................................................................83 Omformatering............................................................83 Byte.....................................................................83 Andra underhållsåtgärder.........................................................84 Flyttning av minnesenheten till en ny frekvensomriktarmodul.........................84 Tekniska data Vad kapitlet innehåller...........................................................85 Märkdata.....................................................................85 400 V AC-matning..........................................................85 480 V AC-matning..........................................................85 500 V AC-matning..........................................................86 Nedstämpling.............................................................86 Nedstämpling på grund av omgivningstemperatur............................86 Nedstämpling på grund av installationshöjd.................................86 Mått, vikt och ljudnivå............................................................87 Kylegenskaper.................................................................87 Matningskabelsäkringar..........................................................87 AC-matningsanslutning..........................................................88 DC-anslutning..................................................................88 Motoranslutning................................................................88 JCU-styrenhet.................................................................88 Verkningsgrad.................................................................90 Kylning.......................................................................90 Kapslingsklass.................................................................90 Miljövillkor.....................................................................91 Material.......................................................................92 Tillämpade standarder...........................................................92 CE-märkning..................................................................93 Överensstämmelse med Lågspänningsdirektivet..................................93 Överensstämmelse med det europeiska EMC-direktivet............................93 Definitioner...........................................................93 Överensstämmelse med EN 61800-3 : 2004, kategori C2.......................93 Överensstämmelse med EN 61800-3: 2004, kategori C3.......................94 Överensstämmelse med EN 61800-3: 2004, kategori C4.......................94 Överensstämmelse med Maskindirektivet............................................94 C-Tick-märkning................................................................94 UL-märkning...................................................................95 UL-checklista..............................................................95 Innehållsförteckning

13 Måttritningar Vad kapitlet innehåller........................................................... 97 Frekvensomriktarmodul, byggstorlek E0............................................. 98 Frekvensomriktarmodul, byggstorlek E.............................................. 99 Motståndsbromsning Vad kapitlet innehåller.......................................................... 101 Bromschopperenheter och bromsmotstånd med frekvensomriktaren...................... 101 Bromschopperenheter..................................................... 101 Val av bromsmotstånd..................................................... 101 Chopperdata/urvalstabell för bromsmotstånd................................... 102 Motståndsinstallation och kabeldragning........................................... 103 Kontaktor för frekvensomriktaren............................................. 103 Idrifttagning av bromskrets...................................................... 104 du/dt och common mode-filtrering Vad kapitlet innehåller.......................................................... 105 När krävs du/dt eller common mode-filtrering?....................................... 105 Filtertyper................................................................... 106 du/dt-filter.............................................................. 106 Common mode-filter...................................................... 106 Tekniska data................................................................ 107 du/dt-filter............................................................... 107 Mått och vikt........................................................ 107 Kapslingsklass...................................................... 107 Common mode-filter...................................................... 107 Installation................................................................... 107 Ytterligare information Frågor om produkter och service................................................. 109 Produktutbildning.............................................................. 109 Kommentarer om ABB Drives handböcker.......................................... 109 Dokumentbibliotek på Internet.................................................... 109 Innehållsförteckning

14 Innehållsförteckning

15 Inledning till denna användarhandledning Vad kapitlet innehåller Kompatibilitet Avsedd målgrupp Detta kapitel definierar den avsedda målgruppen samt handledningens innehåll. Här finns ett flödesschema över de enskilda stegen vid mottagningskontroll, installation och idrifttagning av frekvensomriktaren. I flödesschemat refereras till olika kapitel/avsnitt i denna handledning och andra dokument. Denna användarhandledning avser frekvensomriktarmoduler ACS850-04 (byggstorlekarna E0 och E). Denna handledning är avsedd för personer som planerar installationen, installerar, driftsätter, använder och underhåller frekvensomriktaren. Läs användarhandledningen före varje åtgärd med frekvensomriktaren. Läsaren förväntas ha grundläggande kunskap om elteknik, kabeldragning, elektriska komponenter och elschemasymboler. Användarhandledningen riktar sig till läsare över hela världen. I den svenska översättningen anges i första hand SI-enheter. Indelning efter byggstorlek Indelning efter +kod Vissa instruktioner, tekniska data och måttritningar om endast gäller vissa frekvensomriktarbyggstorlekar är märkta med en symbol för byggstorleken i fråga (E0 eller E). Byggstorleken anges inte på frekvensomriktarens märkskylt. Byggstorleken hos varje frekvensomriktarmodul anges även i datatabellerna i Tekniska data. Instruktioner, tekniska data och måttskisser som endast gäller vissa tillval är markerade med +koder, t.ex. +L500. Tillvalen som ingår i frekvensomriktaren kan identifieras utgående från de +koder som visas på märkskylten. +-koderna listas i Funktionsprincip och hårdvarubeskrivning under Typbeteckningsnyckel. Inledning till denna användarhandledning

16 Innehåll Nedan sammanfattas handledningens innehåll i korthet. Säkerhetsinstruktioner anger säkerhetsföreskrifter för installation, driftsättning, drift och underhåll av frekvensomriktaren. Inledning till denna användarhandledning innehåller en checklista för leverans och installation av frekvensomriktaren, med referenser till de kapitel/avsnitt i handboken där särskilda moment behandlas. Funktionsprincip och hårdvarubeskrivning beskriver frekvensomriktarmodulen. Planering av skåpinstallation ger ledning för planering av installation av frekvensomriktarmodulen i ett användardefinierat skåp. Mekanisk installation beskriver uppställning och montering av frekvensomriktaren. Planering av elektrisk installation ger information om val av motor och kablar, skyddsåtgärder och kabelförläggning. Elektrisk installation beskriver anslutning av frekvensomriktaren. Installationschecklista innehåller en checklista för mekanisk och elektrisk installation av frekvensomriktaren. Underhåll listar nödvändiga regelbundna underhållsåtgärder och ger arbetsinstruktioner. Tekniska data innehåller tekniska specifikationer av frekvensomriktaren, t.ex. märkdata, storlekar och tekniska krav, samt åtgärder för att uppfylla CE-krav, och andra märkningskrav. Måttritningar innehåller måttskisser för frekvensomriktarmodulerna. Motståndsbromsning beskriver hur man väljer, skyddar och ansluter bromsmotstånd. du/dt och common mode-filtrering listar d U /d t - och common mode-filtertillvalen för frekvensomriktaren. Inledning till denna användarhandledning

17 Flödesschema för installation och idrifttagning Uppgift Planera installationen. Kontrollera miljöförhållanden, märkdata, erforderligt kylluftflöde, nätanslutning, motorkompatibilitet, motoranslutning, och andra tekniska data. Välj kablarna. Se Planering av skåpinstallation (sidan 27) Planering av elektrisk installation (sidan 35) Tekniska data (sidan 85) Handledning för tillvalsutrustning (om tillvalsutrustning ingår) Packa upp och kontrollera utrustningen. Kontrollera att alla nödvändiga tillvalsmoduler och utrustningsdelar finns med och är av rätt typ. Endast intakta enheter får köras igång. Mekanisk installation: Förpackningens innehåll (sidan 33) Om frekvensomriktaren inte har varit i drift på mer än ett år måste DC-mellanledskondensatorerna omformateras. Begär ytterligare information från ABB. Kontrollera installationsplatsen. Mekanisk installation: Före installation (sidan 34) Tekniska data (sidan 85) Om frekvensomriktaren skall anslutas till ett IT-nät (icke-direktjordat) eller ett impedansjordat nät, kontrollera att frekvensomriktarens inbyggda EMCfilter har inaktiverats. Elektrisk installation: Anslutning till ett IT-nät (icke-jordat) (sidan 52) Installera frekvensomriktaren i ett skåp. Mekanisk installation: Installationsförfarande (sidan 34) Förlägg kablarna. Planering av elektrisk installation: Kabelförläggning (sidan 47) Kontrollera isolationen av matningskabeln, motorn och motorkabeln, samt eventuell motståndskabel. Elektrisk installation: Kontroll av installationens isolation (sidan 51) Anslut kraftkablarna. Anslut styrkablarna, samt styrkablarna till tillvalsenheter Elektrisk installation: Kretsschema för matningskabel: (sidan 63) och Anslutning av styrkablarna: (sidan 69) För tillvalsutrustning: Motståndsbromsning (sidan 101) Handböcker för eventuell tillvalsutrustning Inledning till denna användarhandledning

18 Uppgift Se Kontrollera installationen. Installationschecklista (sidan 77) Sätt frekvensomriktaren i drift. Aktuell Beskrivning av systemprogramvara Ta bromschoppern i drift vid behov. Motståndsbromsning (sidan 101) Drift av frekvensomriktaren: start, stopp, varvtalsstyrning etc. Aktuell Beskrivning av systemprogramvara Inledning till denna användarhandledning

19 Termer och förkortningar Term/förkortning EMC FIO-01 FIO-11 FIO-21 FEN-01 FEN-11 FEN-21 FEN-31 FCAN-01 FDNA-01 FECA-01 FENA-11 FLON-01 FSCA-01 FPBA-01 Byggstorlek IGBT I/O JCU JMU PELV RFI STO SynRM Förklaring Elektromagnetisk kompatibilitet Digital I/O-utbyggnadsmodul (tillval) för ACS850 Analog I/O-utbyggnadsmodul (tillval) för ACS850 Analog/digital I/O-utbyggnadsmodul (tillval) för ACS850 TTL-pulsgivarmodul (tillval) för ACS850 Absolutpulsgivarmodul (tillval) för ACS850 Resolvermodul (tillval) för ACS850 HTL-pulsgivarmodul (tillval) för ACS850 CANopen-fältbussmodul (tillval) för ACS850 DeviceNet -fältbussmodul (tillval) för ACS850 EtherCAT -fältbussmodul (tillval) Ethernet/IP -fältbussmodul (tillval) för ACS850 LONWORKS -fältbussmodul (tillval) för ACS850 Modbus-fältbussmodul (tillval) för ACS850 PROFIBUS DP-fältbussmodul (tillval) för ACS850 Storlek hos frekvensomriktarmodul Den här handledningen gäller byggstorlekarna E0 och E för ACS850-04. För att fastställa byggstorleken hos en frekvensomriktarmodul, se märkskylten på modulen eller datatabellerna i Tekniska data. Insulated Gate Bipolar Transistor en spänningsstyrd krafthalvledare som ofta används i växelriktare på grund av sin goda styrbarhet och höga kopplingsfrekvens Ingång/utgång Styrenhet för frekvensomriktarmodul. JCU sitter ovanpå kraftmodulen. De externa I/O-signalerna är anslutna till JCU, eller tillvals-i/o-moduler. Minnesenheten som sitter på frekvensomriktarens styrenhet Extra låg skyddspänning Radiofrekvent störning Safe torque off (säkert vridmoment av) Synkron reluktansmotor Inledning till denna användarhandledning

20 Inledning till denna användarhandledning

21 Funktionsprincip och hårdvarubeskrivning Vad kapitlet innehåller Produktöversikt Layout Detta kapitel beskriver frekvensomriktarens funktionsprincip och uppbyggnad. ACS850-04 är en IP20-frekvensomriktarmodul för styrning av AC-motorer, synkrona permanentmagnetmotorer och synkrona reluktansmotorer från ABB (SynRMmotorer). Produkten är avsedd att installeras i skåp av kund. ACS850-04 finns i flera byggstorlekar, beroende på uteffekt. Alla byggstorlekar använder samma styrenhet (typ JCU). Den här handledningen gäller endast byggstorlekarna E0 och E. Kylluftutlopp JCU-styrenhet med komplett kåpa borttagen Extern 24 V-matning Reläutgångar JCUstyrenhet +24 V-utgång Digitala ingångar Kortplats 1 och 2 för I/O-tillval och pulsgivar- /resolvermodul Digitala in- och utgångar Referensspänning och analoga ingångar Analoga utgångar Drift till drift-buss Kortplats 3 för tillvalet modul Anslutning för Säkert moment frånkopplat AC-matning, DC, bromsmotstånd och motoranslutningar Kylluftsinlopp med fläkt Anslutning för manöverpanel/pc Anslutning för minnesenhet (JMU) Funktionsprincip och hårdvarubeskrivning

22 Kraftanslutningar och styrgränssnitt Figuren visar frekvensomriktarens kraftanslutningar och styrgränssnitt. Plats 1 / plats 2 FIO-01 (digital I/Outbyggnadsmodul) FIO-11 (analog I/Outbyggnadsmodul) FIO-21 (digital/analog I/Outbyggnadsmodul) FEN-01(inkrementell [TTL]- pulsgivarmodul) FEN-11 (absolutpulsgivarmodul) FEN-21 (resolvergränssnitt) FEN-31 (inkrementell [TTL]- pulsgivarmodul) Obs! Två pulsgivar- /resolvermoduler av samma typ kan inte vara anslutna samtidigt Plats 3 (fältbussmodul) FCAN-01 (CANopen) FDNA-01 (DeviceNet ) FECA-01 (EtherCAT ) FENA-11 (Ethernet/IP ) FLON-01 (LONWORKS ) FSCA-01 (Modbus) FPBA-01 (PROFIBUS DP) Fxx Fxx Fxxx Fack 1 Fack 2 Fack 3 Styrenhet (JCU) Minnesenhet 1) Extern matning XPOW Reläutgångar 2) XRO1 3 +24 V-utgång XD24 Digitala ingångar 2) XDI Digitala XDIO ingångar/utgångar 2) Referensspänning och XAI analoga ingångar 2) Analoga utgångar 2) XAO Drift till drift-buss XD2D Säkert moment frånkopplat XSTO Manöverpanel eller PC 1) Se sidan 84. För ytterligare information om dessa anslutningar, se sid 69. För specifikationer, se sidan 88. 2) Programmerbart 3-fas matning PE L1 L2 L3 PE U1 V1 W1 Effektenhet Bromschopper R- UDC+ R+ UDC- U2 V2 W2 M 3 ~ AC-motor Bromsmotstånd (tillval) t Funktionsprincip och hårdvarubeskrivning

23 Huvudkrets och drift AC-matning UDC+ UDC- U1 V1 W1 ACS850-04 + Likriktare Kondensatorbank Växelriktare U2 V2 W2 R- R+ Bromschopper (se kapitel Motståndsbromsning på sidan 101) du/dt-filter (se kapitel du/dt och common mode-filtrering på sidan 105) Motorutgång Bromsmotstånd (se kapitel Motståndsbromsning på sidan 101) Denna tabell beskriver kortfattat huvudkretsens funktion. Komponent Beskrivning Likriktare Omvandlar trefas växelspänning till likspänning. Växelriktare Omvandlar likspänning till växelspänning och vice versa. Motorn styrs genom modulering av växelriktarens IGBT-moduler. Kondensatorbank Energilagringsenhet som stabiliserar mellanledets likspänning. Bromschopper Leder energin som genereras av en retarderande motor från DC-mellanledet till ett bromsmotstånd. Bromschoppern är inbyggd i ACS850-04. Bromsmotstånd är externa tillval. Bromsmotstånd Omvandlar den regenerativa energin till värme. du/dt-filter Se sidan 105. Funktionsprincip och hårdvarubeskrivning

24 Typbeteckningsnyckel Typbeteckningsnyckeln ger information om frekvensomriktarens specifikation och konfiguration. De första tecknen från vänster anger grundkonfigurationen (till exempel ACS850-04-290A-5). Därefter anges tillvalen, föregågna av tecknet + (t.ex. +L501). Nedan beskrivs de viktigaste tillvalen. Alla val är inte nödvändigtvis tillgängliga för alla typer. Se ACS850-04 Ordering Information, som kan beställas. Se även avsnitt Förflyttning, uppackning och leveranskontroll på sidan 33. Val Alternativ Produktserie Produktserie ACS850 Typ 04 Frekvensomriktarmodul. När inga tillval har valts: IP20 (UL öppen typ), enkel frontkåpa, ingen manöverpanel, inget EMC-filter, kretskort med hölje, Säkert moment frånkopplat, ACS850 standardstyrprogram, Quick installation guide (multilingual), snabbguide för installation (flerspråkig) och CD med alla handledningar Storlek Se Tekniska data: Märkdata. Spänningsområde 5 380 500 V AC + tillval Motståndsbromsning D +D150: Bromschopper Filter E +E210: EMC/RFI-filter, C3, andra miljön, obegränsat (jordade och icke-jordade nätverk) +E202: EMC/RFI-filter, C2, första miljön, begränsat (jordat nätverk) Mekanik i manöverpanel och styrenhet J +0C168: Ingen kåpa över styrenhet, ingen manöverpanel +J400: Manöverpanel monterad på frekvensomriktarmodulens frontkåpa +J410: Manöverpanel med sats för dörrinfälld monteringsplattform, inklusive 3 m kabel +J414: Manöverpanelens monteringsplattform (manöverpanel ingår ej) Fältbuss K... +K451: FDNA-01 DeviceNet -fältbussmodul +K454: FPBA-01 PROFIBUS-DP-fältbussmodul +K457: FCAN-01 CANopen-fältbussmodul +K473: FENA-11 Ethernet/IP -fältbussmodul +K458: FSCA-01 Modbus-fältbussmodul +K452: FLON-01 LONWORKS -fältbussmodul +K469: FECA-01 EtherCAT -fältbussmodul I/O-utbyggnads- och återkopplingsgränssnitt L... +L500: FIO-11 analog I/O-utbyggnadsmodul +L501: FIO-01 digital I/O-utbyggnadsmodul +L519: FIO-21 analog/digital I/O-utbyggnadsmodul +L502: FEN-31 HTL-pulsgivarmodul +L516: FEN-21-resolvermodul +L517: FEN-01 TTL-pulsgivarmodul +L518: FEN-11 absolutpulsgivarmodul Program N... +N5050, +N3050: Kranstyrningsprogram. Se ACS850 crane control program supplement (to std ctrl prg) (3AUA0000081708 [engelska]). +N7502: SynRM-styrprogram Specialutföranden P +P904: Förlängd garanti +Q971: ATEX-certifierad säker frånkoppling Funktionsprincip och hårdvarubeskrivning

25 Val Hård- och mjukvarudokumentation på specificerat språk (Handledningar på engelska levereras oavsett val om det inte finns några handledningar på det valda språket) Alternativ R +R700: Engelska +R701: Tyska +R702: Italienska +R703: Nederländska +R704: Danska +R705: Svenska +R706: Finska +R707: Franska +R708: Spanska +R709: Portugisiska +R710: Brasiliansk portugisiska +R711: Ryska +R712: Kinesiska +R714: Turkiska 00579470 Funktionsprincip och hårdvarubeskrivning

26 Funktionsprincip och hårdvarubeskrivning

27 Planering av skåpinstallation Vad kapitlet innehåller Detta kapitel ger ledning för planering inför installation av frekvensomriktarmodulen i ett användardefinierat skåp. Denna information är avgörande för säker och problemfri användning av frekvensomriktaren. Obs! Installationen måste alltid konstrueras och utföras i enlighet med tillämpliga lokala föreskrifter. ABB åtar sig inget som helst ansvar för installationer som inte uppfyller lokala lagar och/eller andra föreskrifter. Skåpkonstruktion Skåpramen måste vara stark nog att bära de frekvensomriktarkomponenter, styrenheter och annan utrustning som installeras i skåpet. Skåpet måste skydda frekvensomriktarmodulen mot kontakt och uppfylla kraven på skydd mot damm och fukt (se Tekniska data). Placering av enheter För enkel installation och underhåll rekommenderas en luftig komponentplacering. För tillräckligt kylluftflöde, obligatoriska mellanrum samt kablar och kabelstöd krävs mycket utrymme. För layoutexempel, se Kylning och skyddsklasser nedan. Jordning av monteringsstrukturer Se till att alla tvärstag och konsoler som frekvensomriktarkomponenterna är monterade på är korrekt jordade och deras kontaktytor omålade. Obs! Kontrollera att komponenterna är korrekt jordade via sina fästelement mot monteringsytan. Planering av skåpinstallation

28 Krav på fritt utrymme Modulerna kan installerad sida vid sida. Måtten för frekvensomriktarmodulerna anges i Måttritningar. Kraven på fritt utrymme (gäller för båda byggstorlekarna) anges nedan. Erforderligt fritt utrymme ovanför modulen: 200 mm Fritt utrymme framför modulen: 50 mm Erforderligt fritt utrymme under modulen: 300 mm Temperaturen hos kylluften som sugs in i enheten får inte överstiga maximalt tillåten omgivningstemperatur (se Miljövillkor i Tekniska data). Observera detta krav vid installation av värmegenererande komponenter (som andra drivsystem, nätreaktorer och bromsmotstånd) i närheten. Planering av skåpinstallation

29 Kylning och skyddsklasser Skåpet måste ge tillräckligt med fritt utrymme kring komponenterna för att garantera tillräcklig kylning. Observera de minimikrav på fritt utrymme som gäller för varje komponent. Luftinloppen och -utloppen måste vara utrustade med galler som styr luftflödet skyddar mot kontakt hindrar vatten att tränga in i skåpet. Ritningen nedan visar två typiska lösningar för skåpkylning. Luftinloppet är längst ner på skåpet, medan utloppet är i överdelen, antingen i dörrens överkant eller på taket. Luftutlopp Luftinlopp Arrangera kylluftflödet genom modulerna så att kraven i kapitlet Tekniska data uppfylls: kylluftflöde Obs! Värdena i Tekniska data avser kontinuerlig märklast. Om belastningen understiger märkvärdet krävs mindre kylluft. tillåten omgivningstemperatur. Säkerställ att in- och utloppsöppningarna för kylluft är tillräckligt stora. Observera att inte bara förlusteffekten från frekvensomriktarmodulen utan även värme från kablar och tillvalsutrustning måste ventileras bort. De inbyggda kylfläktarna i modulerna räcker vanligen för att hålla komponenternas temperatur tillräckligt låg i IP22-skåp. I IP54-skåp används tjocka filtermattor för att förebygga att vatten stänker in i skåpet. Detta förhållande kräver extra kylutrustning, t.ex. en frånluftsfläkt. Installationsplatsen måste vara tillräckligt ventilerad. Planering av skåpinstallation

30 Förebygg återcirkulation av varm luft Typisk vertikal montering Skåp (vy från sidan) HETT OMRÅDE Huvudluftflöde ut Luftledplåtar SVALT OMRÅDE Huvudluftflöde in Utanför skåpet Hindra återcirkulation av varm luft genom att leda bort den varma luften från det område där kylluft sugs in. Möjliga lösningar listas nedan: galler som leder luftflödet vid in- och utlopp luftinlopp och luftutlopp på olika sidor av skåpet kylluftinlopp i nederkanten av dörren och en extra frånluftsfläkt på skåpets tak. Inuti skåpet Förebygg cirkulering av varm luft inuti skåpet med läckageskyddade luftledplåtar. Se till att frekvensomriktarmodulens luftventiler är fria. Vanligen behövs inga tätningar Planering av skåpinstallation

31 Värmeelement i skåp EMC-fordringar Använd värmeelement i skåpet om det finns risk för kondensbildning. Värmeelementets primära uppgift är att hålla luften torr, men det kan även behövas för drift vid låga temperaturer. Vid placering av värmeelement, följ värmartillverkarens instruktioner. Allmänt gäller att ju färre och mindre hål det är i skåpet desto bättre dämpas störningar. Max rekommenderad diameter för ett hål i en galvaniskt ledande metallisk yta i skåpets yttre skal är 100 mm. Var särskilt uppmärksam på in- och utloppsgaller för kylluft. Bästa möjliga galvaniska kontakt mellan stålpaneler ges av svetsning, eftersom inga hål krävs. Om svetsning inte är möjlig, bör fogarna mellan plåtarna lämnas omålade och försedda med speciella ledande EMC-remsor för att åstadkomma tillräcklig galvanisk kontakt. Vanligtvis räcker det med flexibel silikonmassa, täckt med ett metallnät. Metallisk kontakt utan tryck mellan ytor är inte tillräcklig. I stället krävs en ledande tätning mellan ytorna. Maximalt tillåtet avstånd mellan fästskruvarna är 100 mm. Det måste finnas ett högfrekvensjordningssystem i skåpet som eliminerar potentialskillnader och högimpediva störande kretsar. Ett effektivt högfrekvensjordningssystem kan åstadkommas med korta flätade kopparband som ger låg induktans. Enpunkts högfrekvensjordning kan inte tillämpas på grund av de långa avstånden i skåpet. Den första miljöns överensstämmelse med EMC-direktivet (definieras i Överensstämmelse med det europeiska EMC-direktivet i kapiteltekniska data) för frekvensomriktaren kräver 360 högfrekvensjordning av motorkabelskärmarna vid deras genomföringar. Jordningen kan utföras med en flätad skärmstrumpa så som visas nedan. Buntband Exponerad kabelskärm Skärmstrumpa Genomföringsplåt Kabel Skåpets bottenplatta Planering av skåpinstallation

32 360 runtomgående högfrekvensjordning av styrkabelskärmarna vid deras genomföringar rekommenderas. Skärmarna kan jordas mellan ledande skärmtätningar som pressas mot kabelskärmarna från båda riktningarna: Exponerad kabelskärm Skärmtätning (el. ledande) Skåpets bottenplatta Kabelkrage Kabel Planering av skåpinstallation

33 Mekanisk installation Förpackningens innehåll Frekvensomriktaren levereras i en låda tillverkad av plywood och kartong. Lådan innehåller: frekvensomriktarmodulen med fabriksinstallerade tillval en kabelöverfallsplåt för styrkablar med skruvar skruvplintar att montera på anslutningarna på JCU-styrenheten monteringssats för manöverpanelen, om beställd med tillvalskod +J410 tryckta snabbguider (flerspråkiga), handledningar på CD, tryckta handledningar om de har beställts. Förflyttning, uppackning och leveranskontroll Flytta transportenheten till installationsplatsen med hjälp av en gaffelvagn. Kontrollera att alla poster som visas i förpackningsritningen också har levererats. Kontrollera att utrustningen inte uppvisar några synliga skador. Före installation och drift, kontrollera informationen på märkskylten för att verifiera att korrekt typ av enhet har levererats. Etiketten sitter på vänster sida av frekvensomriktarmodulen. Typbeteckningsnyckel + tillval (se sidan 24) Godkännandemärken Byggstorlek Märkdata Serienummer Serienumrets första siffra identifierar fabriken. 2:a och 3:e siffran anger tillverkningsår, medan 4:e och 5:e siffran anger tillverkningsvecka. Siffrorna 6 till 10 är ett rullande löpnummer som börjar på 00001. Mekanisk installation

34 Före installation Kontrollera installationsplatsen med avseende på de krav som anges nedan. Se Måttritningar för information om olika byggstorlekar. Krav på installationsplatsen Se Tekniska data för information om tillåten driftmiljö för frekvensomriktaren. Frekvensomriktaren ska monteras vertikalt. Ytan som frekvensomriktaren monteras på ska vara i möjligaste mån vertikal och jämn, och bestå av icke brännbart material. Den skall vara tillräckligt stark för att bära frekvensomriktarens vikt. Golvet/ytan under frekvensomriktaren måste vara av icke brännbart material. Anslutning till ett IT-nät (icke-jordat) eller impedansjordat nät Det interna EMC-filtret måste inaktiveras om frekvensomriktaren ska matas från ett impedansjordat nät eller ett IT-nät [ett icke-direktjordat nät eller ett högresistent jordat nät (över 30 ohm)]. Eftersom frekvensomriktarmodulens kåpor ska avlägsnas är det praktiskt att gå igenom proceduren innan frekvensomriktaren installeras. Se sidan 52 för anvisningar. Installationsförfarande Ytmontering 1. Markera för de fyra hålen. Fästpunkterna visas i Måttritningar. 2. Skruva in skruvar vid markeringarna. 3. Placera frekvensomriktaren på skruvarna som skruvats in i ytan. Obs! Lyft frekvensomriktaren endast i lyfthålen. 4. Dra åt skruvarna. Installation av bromsmotstånd Se Motståndsbromsning på sidan 101. Mekanisk installation

35 Planering av elektrisk installation Vad kapitlet innehåller Detta kapitel innehåller instruktioner som måste följas vid val av motor, kablar, skydd, kabelförläggning och driftsätt för drivsystemet. Om de rekommendationer som ges av ABB inte följs kan frekvensomriktaren drabbas av fel som inte täcks av garantin. Obs! Installationen måste alltid utföras i enlighet med tillämpliga lokala föreskrifter. ABB åtar sig inget som helst ansvar för installationer som inte uppfyller lokala lagar och/eller andra föreskrifter. Skydd av motorisolation och lager Frekvensomriktaren arbetar med modern IGBT-växelriktarteknik. Utspänningen från frekvensomriktaren består oberoende av utfrekvens av pulser vars spänning är ungefär lika med mellanledsspänningen och vars stigtid är mycket kort. Pulsernas spänning kan nästan fördubblas vid motoranslutningarna, beroende på dämpningsoch reflektionsegenskaperna hos motorkabel och anslutningar. Detta kan orsaka ökad påkänning på motorns och motorkabelns isolation. Moderna frekvensomriktare för varvtalsreglerade drivsystem, med branta spänningspulsflanker och höga modulationsfrekvenser, kan ge upphov till strömmar genom motorns rullningslager. Sådana strömmar orsakar med tiden erosionsskador på lagrens löpbanor och rullkroppar. Tillvalet du/dt-filter skyddar motorisolationen och minskar lagerströmmarna. Tillvalet common mode-filtrering reducerar i första hand lagerströmmar. Isolerande lager vid N-änden (icke-drivänden) förebygger lagerströmmar. Kontroll av kompatibilitet mellan motor och frekvensomriktare Använd en asynkronmotor, en synkron permanentmagnetmotor eller en synkron reluktansmotor från ABB (SynRM, tillval +N7502) med frekvensomriktaren. ABB SynRM-motorer ABB erbjuder kompatibla paket med en SynRM-motor och en frekvensomriktare, se ACS850-04 drives with SynRM motors (option +N7502) supplement (3AUA0000123521 [engelska]). Asynkronmotorer och synkrona permanentmagnetmotorer Flera asynkronmotorer kan vara anslutna till frekvensomriktaren samtidigt. Endast 1 st synkron permanentmagnetmotor kan anslutas till frekvensomriktarens utgång. Vi rekommenderar att en säkerhetsbrytare installeras mellan den synkrona permanentmagnetmotorn och frekvensomriktarens utgång för att kunna skilja motorn från frekvensomriktaren vid underhållsarbete på drivsystemet. Planering av elektrisk installation

36 Välj motorstorlek och frekvensomriktartyp från märkdatatabellerna i Tekniska data, utgående från nätspänning och motorlast. Använd PC-verktyget DriveSize för att göra ett noggrannare val. 1. Kontrollera att motordata ligger inom tillåtet område för styrprogrammet: motorns märkspänning inom området 1/2..2 U N Motorns märkström är 1/6... 2 I Hd för frekvensomriktaren vid DTC-reglering och 0... 2 I Hd vid skalär styrning. Styrsättet väljs via en styrprogramparameter. 2. Kontrollera att motorspänningsdata uppfyller tillämpningens krav: När skall motorns märkspänning vara Ingen motståndsbromsning används U N Frekventa eller långvariga bromscykler 1,21 U N förekommer U N Inspänning för frekvensomriktaren Se kapitlet Motståndsbromsning på sidan 101. 3. Konsultera motortillverkaren innan du i ett drivsystem använder en motor vars märkspänning skiljer sig från AC-matningsspänningen. 4. Kontrollera att motorisolationssystemet klarar av maximala spänningstoppar vid motoranslutningarna. Se Kravtabell nedan för information om krav på motorisolationssystem och frekvensomriktarfilter. Exempel 1: När matningspänningen är 440 V och frekvensomriktaren uteslutande arbetar i motorisk drift kan de maximala spänningstopparna vid motoranslutningarna uppskattas enligt följande: 440 V 1,35 2 = 1190 V. Kontrollera att motorisoleringen tål denna spänning. Planering av elektrisk installation

37 Kravtabell Följande tabell visar hur man väljer motorisolationssystem och när tillvalen du/dtfilter, common mode-filter och isolerande lager i N-änden (icke-drivänden) krävs. Om man inte tar hänsyn till dessa krav eller installerar felaktigt kan motorns livslängd förkortas eller motorlagren skadas. I sådana fall gäller inte garantin. Motortyp Nominell Krav på matningsspänning Motorisolationssystem ABB du/dt common mode-filter, isolerande lager i N-änden P N < 100 kw och byggstorlek < IEC 315 P N < 134 hk och byggstorlek < NEMA 500 ABB-motorer Plocklindade M2_, M3_ och M4_ U N < 500 V Standard - 500 V < U N < 600 V Standard + du/dt eller Förstärkt - 600 V < U N < 690 V Förstärkt + du/dt (kabellängd < 150 m) 600 V < U N < 690 V Förstärkt - (kabellängd > 150 m) Formlindade HX_ och AM_ 380 V < U N < 690 V Standard ej tillg. Gamla* formlindade HX_ och modulär 380 V < U N < 690 V Kontrollera med motortillverkaren. + du/dt för spänningar över 500 V + N + CMF Plocklindade HX_ och AM_ ** 0 V < U N < 500 V Emaljerad tråd, glasfibertejp + N + CMF 500 V < U N < 690 V + du/dt + N + CMF HDP Konsultera motortillverkaren. ej ABB-motorer Plocklindade och formlindade U N < 420 V Standard: Û LL = 1300 V - 420 V < U N < 500 V Standard: Û LL = 1300 V + du/dt eller Förstärkt: Û LL = 1600 V, 0,2 - mikrosekunder stigtid 500 V < U N < 600 V Förstärkt: Û LL = 1600 V + du/dt eller Förstärkt: Û LL = 1800 V - 600 V < U N < 690 V Förstärkt: Û LL = 1800 V + du/dt Förstärkt: Û LL = 2000 V, 0,3 - mikrosekunder stigtid *** * tillverkad före 1998-01-01 ** För motorer tillverkade före 1998-01-01, kontrollera om motortillverkaren har ytterligare instruktioner. *** Om spänningen i frekvensomriktarens DC-mellanled ökas från märknivå genom motståndsbromsning, kontrollera med motortillverkaren om det krävs ytterligare utgångsfilter i det aktuella frekvensomriktardriftområdet. Planering av elektrisk installation