ACSM1. Manuale Hardware Moduli convertitore ACSM1-04 (da 55 a 110 kw)

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1 ACSM1 Manuale Hardware Moduli convertitore ACSM1-04 (da 55 a 110 kw)

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3 Moduli convertitore ACSM1-04 da 55 a 110 kw Manuale Hardware 3AUA REV A IT VALIDITÀ: ABB Oy. Tutti i diritti riservati.

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5 5 Norme di sicurezza Contenuto del capitolo Il presente capitolo contiene le norme di sicurezza da rispettare durante l'installazione, l'uso e la manutenzione del convertitore di frequenza. Il mancato rispetto di tali norme può mettere a repentaglio l'incolumità delle persone con rischio di morte, danneggiare il convertitore di frequenza, il motore o le apparecchiature comandate. Prima di effettuare interventi sull'unità, leggere le istruzioni di sicurezza. Uso di note e avvertenze Vi sono quattro tipi di norme di sicurezza all'interno del presente manuale: Avvertenza tensione pericolosa: segnala la presenza di alte tensioni che potrebbero mettere a rischio l'incolumità delle persone e/o danneggiare le apparecchiature. Avvertenza: indica le situazioni che potrebbero mettere a rischio l'incolumità delle persone e/o danneggiare le apparecchiature per cause diverse dalla presenza di elettricità. Avvertenza scariche: indica la presenza di scariche elettrostatiche che potrebbero danneggiare le apparecchiature. Avvertenza superficie calda: indica la presenza di superfici che potrebbero surriscaldarsi al punto tale da causare ustioni in caso di contatto. Norme di sicurezza

6 6 Installazione e interventi di manutenzione Le seguenti avvertenze devono essere rispettate da coloro che intervengono sul convertitore di frequenza, sul cavo motore o sul motore. AVVERTENZA. Il mancato rispetto delle seguenti istruzioni può mettere a repentaglio l'incolumità delle persone, con rischio di morte, o danneggiare le apparecchiature. L'installazione e la manutenzione del convertitore di frequenza devono essere effettuate solo da elettricisti qualificati. Non intervenire mai sul convertitore di frequenza, sul cavo motore o sul motore quando l'alimentazione di rete è collegata. Dopo aver disinserito l'alimentazione, attendere sempre 5 minuti per consentire la scarica dei condensatori del circuito intermedio prima di iniziare a intervenire sul convertitore di frequenza, sul motore o sul cavo motore. Misurando con un multimetro (impedenza di almeno 1 Mohm), assicurarsi sempre che: 1. Non ci sia tensione tra le fasi di ingresso del convertitore di frequenza U1, V1 e W1 e la terra. 2. Non ci sia tensione tra i morsetti UDC+ e UDC e la terra. 3. Non ci sia tensione tra i morsetti R+ e R e la terra. Convertitori di frequenza adibiti al controllo di un motore a magnete permanente: il convertitore di frequenza è alimentato da un motore a magnete permanente in rotazione, che lo mette sotto tensione anche quando è fermo e l'alimentazione è scollegata. Prima di procedere con le operazioni di manutenzione sul convertitore di frequenza, scollegare il motore dal convertitore di frequenza mediante un interruttore di sicurezza evitare l'avviamento di altri motori nello stesso sistema meccanico bloccare l'albero del motore verificare che il motore sia effettivamente privo di tensione, quindi collegare i morsetti U2, V2 e W2 del convertitore di frequenza tra di loro e al punto di terra (PE). Non intervenire sui cavi di controllo quando il convertitore di frequenza o i circuiti di controllo esterni sono alimentati. Anche quando il convertitore di frequenza non è alimentato, al suo interno possono esserci tensioni pericolose provenienti dai circuiti di controllo esterni. Non eseguire alcuna prova di isolamento o di rigidità dielettrica sul convertitore di frequenza né su alcuno dei suoi moduli. Se il convertitore viene installato in un sistema IT [un sistema di alimentazione senza messa a terra o con messa a terra ad alta resistenza (superiore a 30 ohm)] o a un sistema di alimentazione con una fase a terra, scollegare il filtro EMC interno del convertitore di frequenza (per le istruzioni, vedere pag. 49). Norme di sicurezza

7 7 Note: Anche quando il motore non è in funzione sono presenti tensioni pericolose sui morsetti U1, V1, W1 e U2, V2, W2 e UDC+, UDC, R+, R del circuito di alimentazione. In base ai cablaggi esterni, possono essere presenti tensioni pericolose (115 V, 220 V o 230 V) in corrispondenza delle uscite relè del convertitore di frequenza. Il convertitore di frequenza supporta la funzione "Safe Torque Off". Vedere pag. 40. AVVERTENZA. Il mancato rispetto delle seguenti istruzioni può mettere a repentaglio l'incolumità delle persone, con rischio di morte, o danneggiare le apparecchiature. Non tentare mai di riparare un convertitore guasto; contattare la sede locale ABB o il Centro assistenza autorizzato. Fare attenzione che la polvere determinata dall'esecuzione di fori non si infiltri nell'unità durante l'installazione. La presenza di polvere conduttiva di elettricità all'interno del convertitore potrebbe danneggiarlo o provocarne il malfunzionamento. Assicurare un sufficiente raffreddamento dell'unità. AVVERTENZA. Le schede a circuiti stampati contengono componenti sensibili alle scariche elettrostatiche. Durante la manipolazione delle schede indossare al polso una fascia con messa a terra. Toccare le schede solo se strettamente necessario. Norme di sicurezza

8 8 Avviamento e funzionamento Le seguenti avvertenze devono essere rispettate da coloro che pianificano il funzionamento del convertitore di frequenza, che lo avviano o lo utilizzano. AVVERTENZA. Il mancato rispetto delle seguenti istruzioni può mettere a repentaglio l'incolumità delle persone, con rischio di morte, o danneggiare le apparecchiature. Prima di regolare il convertitore di frequenza e di metterlo in funzione, assicurarsi che il motore e tutti i dispositivi comandati siano idonei per l'uso in tutto l'intervallo di velocità consentito dal convertitore stesso. Il convertitore di frequenza può essere regolato per far funzionare il motore a velocità superiori e inferiori alla velocità che si ottiene collegando direttamente il motore alla linea di alimentazione. Non attivare le funzioni di reset automatico dei guasti se possono verificarsi situazioni di pericolo. Quando tali funzioni sono attive, in caso di guasto il convertitore di frequenza viene resettato e riprende a funzionare automaticamente. Non controllare il motore con un contattore in c.a. o un dispositivo di sezionamento (scollegamento della rete); utilizzare piuttosto il pannello di controllo o i comandi esterni mediante la scheda degli I/O del convertitore o un adattatore bus di campo. Il numero massimo consentito di cicli di carica dei condensatori in c.c. (ossia di accensioni mediante alimentazione) è uno ogni due minuti. Convertitori di frequenza adibiti al controllo di un motore a magnete permanente: non superare la velocità nominale del motore. Un'eccessiva velocità del motore può determinare sovratensioni che potrebbero danneggiare il convertitore di frequenza. Note: Se è stata selezionata una sorgente esterna per il comando di marcia e tale sorgente è attiva, il convertitore riprende immediatamente a funzionare dopo un'interruzione della tensione di ingresso o il reset di un guasto, a meno che non abbia una configurazione marcia/arresto a 3 fili (impulso). Quando la postazione di controllo non è impostata sul funzionamento locale, il tasto di arresto sul pannello di controllo non arresta il convertitore di frequenza. AVVERTENZA. Le superfici dei componenti del convertitore di frequenza (come la resistenza di frenatura, se presente) possono raggiungere temperature elevate quando il sistema è in uso. Norme di sicurezza

9 9 Sommario Norme di sicurezza Contenuto del capitolo Uso di note e avvertenze Installazione e interventi di manutenzione Avviamento e funzionamento Informazioni sul manuale Contenuto del capitolo Compatibilità Destinatari Categorie in base al codice Informazioni su prodotti e servizi Training sui prodotti Commenti sui manuali dei convertitori ABB Contenuto Flowchart di installazione e messa in servizio Termini e sigle L'ACSM1-04 Contenuto del capitolo L'ACSM Layout Circuito principale e interfacce di controllo Funzionamento Codice Pianificazione del montaggio in armadio Contenuto del capitolo Struttura dell'armadio Collocazione dei dispositivi Messa a terra delle strutture di montaggio Dimensioni principali e requisiti di spazio Raffreddamento e gradi di protezione Come evitare il ricircolo dell'aria calda All'esterno dell'armadio All'interno dell'armadio Requisiti EMC Scaldiglie per armadio Sommario

10 10 Installazione meccanica Contenuto della confezione Controllo della fornitura e identificazione del modulo convertitore Prima dell'installazione Requisiti relativi al luogo di installazione Collegamento a un sistema di alimentazione IT (senza messa a terra) o con una fase a terra Procedura di installazione Montaggio diretto a parete Montaggio a inserimento Dimensioni dei fori per il montaggio a inserimento Installazione della resistenza di frenatura Pianificazione dell'installazione elettrica Contenuto del capitolo Selezione e compatibilità del motore Protezione dell'isolamento del motore e dei cuscinetti Collegamento dell'alimentazione Dispositivo di sezionamento dell'alimentazione Europa Altre regioni Protezione da sovraccarico termico e da cortocircuito Protezione da sovraccarico termico Protezione da cortocircuito nel cavo motore Protezione da cortocircuito nel cavo di alimentazione o nel convertitore Tempo di intervento dei fusibili e degli interruttori automatici Interruttori automatici Protezione da sovraccarico termico nel motore Protezione da guasti a terra Dispositivi di arresto d'emergenza Safe Torque Off Selezione dei cavi di alimentazione Regole generali Tipi di cavi di alimentazione alternativi Schermatura del cavo motore Protezione dei contatti delle uscite relè e riduzione dei disturbi in presenza di carichi induttivi Compatibilità dei dispositivi di corrente residua (RCD) Selezione dei cavi di controllo Cavo relè Cavo del pannello di controllo Collegamento di un sensore di temperatura motore agli I/O del convertitore di frequenza Posizionamento dei cavi Canaline cavi di controllo Sommario

11 11 Installazione elettrica Contenuto del capitolo Controllo dell'isolamento del gruppo Convertitore Cavo di alimentazione Motore e cavo motore Gruppo resistenza di frenatura Collegamento a un sistema di alimentazione IT (senza messa a terra) Scollegamento del filtro EMC interno Collegamento dei cavi di alimentazione Schema di collegamento dei cavi di alimentazione Procedura Installazione dei capicorda [cavi da 16 a 70 mm 2 (da 6 a 2/0 AWG)] Installazione dei morsetti a vite [cavi da 16 a 185 mm 2 (da 3/0 a 400 AWG)] Messa a terra della schermatura del cavo del motore al lato motore Collegamento dei cavi di controllo Collegamenti di controllo all'unità di controllo JCU Ponticelli Alimentazione esterna per l'unità di controllo JCU (X1) Ingresso termistore (X4:8 9) Collegamento drive-to-drive (X5) Safe Torque Off (X6) Messa a terra del cavo di controllo Installazione delle opzioni Checklist di installazione Checklist Manutenzione Contenuto del capitolo Sicurezza Intervalli di manutenzione Dissipatore Ventola di raffreddamento Sostituzione ventola Condensatori Ricondizionamento Sostituzione Altri interventi di manutenzione Trasferimento dell'unità di memoria in un nuovo modulo convertitore Display a 7 segmenti sull'unità di controllo JCU Sommario

12 12 Dati tecnici Contenuto del capitolo Valori nominali Declassamento Declassamento per temperatura ambiente Declassamento per tensione di alimentazione c.a Declassamento per altitudine Carichi ciclici Dimensioni, pesi e rumorosità Caratteristiche di raffreddamento Fusibili del cavo di alimentazione Collegamento dell'alimentazione di ingresso in c.a Collegamento del motore Unità di controllo JCU Rendimento Raffreddamento Grado di protezione Condizioni ambiente Materiali Norme applicabili Marchio CE Conformità alla Direttiva europea sulla bassa tensione Conformità alla Direttiva europea EMC Definizioni Conformità alla norma EN (2004), categoria C Conformità alla norma EN (2004), categoria C Conformità alla norma EN (2004), categoria C Conformità alla Direttiva Macchine Marchio C-Tick Conformità alla norma IEC (2004) Marchio UL Checklist UL Protezione del prodotto negli USA Resistenze di frenatura Contenuto del capitolo Chopper e resistenze di frenatura con ACSM Chopper di frenatura Selezione della resistenza di frenatura Tabella dati chopper / selezione resistenza Installazione delle resistenze e cablaggio Protezione del convertitore mediante contattore Messa in servizio del circuito di frenatura Disegni dimensionali Contenuto del capitolo Modulo convertitore Resistenza di frenatura (JBR-09) Sommario

13 13 Informazioni sul manuale Contenuto del capitolo Compatibilità Il presente capitolo descrive il contenuto del manuale e ne individua i destinatari. Contiene una flowchart relativa alle fasi di controllo, all'installazione e alla messa in servizio del convertitore di frequenza. La flowchart fa riferimento ai capitoli/sezioni di questo manuale e di altri manuali. Il manuale è compatibile con ACSM1-04 (telai E). Destinatari Il presente manuale è destinato al personale addetto alla pianificazione dell'installazione, all'installazione, messa in servizio, uso e manutenzione del convertitore di frequenza. Leggere il manuale prima di intervenire sul convertitore. Si presume che i destinatari del manuale possiedano nozioni di base in materia di elettricità, cablaggi e componenti elettrici, e che conoscano i simboli utilizzati negli schemi elettrici. Il presente manuale è destinato ai lettori di tutto il mondo. Nel manuale vengono usate sia le unità di misura del sistema metrico che quelle del sistema britannico. Categorie in base al codice + Le istruzioni, i dati tecnici e i disegni dimensionali che riguardano soltanto alcune selezioni opzionali sono contrassegnati con + seguito dal codice, es. +L500. Le opzioni incluse nel convertitore di frequenza possono essere identificate dai codici + visibili sull'etichetta di identificazione del convertitore stesso. Gli elenchi delle selezioni corrispondenti ai codici + sono contenuti nel capitolo L'ACSM1-04 alla voce Codice. Informazioni su prodotti e servizi Training sui prodotti Per qualsiasi domanda o chiarimento sul prodotto, rivolgersi al rappresentante ABB locale citando il codice e il numero di serie dell'unità. Per un elenco di contatti relativamente alla vendita e all'assistenza, visitare il sito e selezionare Drives Sales, Support and Service network. Per informazioni sulle iniziative di training relative ai prodotti ABB, visitare e selezionare Drives Training courses. Informazioni sul manuale

14 14 Commenti sui manuali dei convertitori ABB Vogliamo conoscere le opinioni e i commenti degli utenti in merito ai nostri manuali. Visitare e selezionare Document Library Manuals feedback form (LV AC drives). Contenuto Segue una breve descrizione dei capitoli del manuale. Norme di sicurezza contiene norme di sicurezza relative all'installazione, alla messa in servizio, all'uso e alla manutenzione del convertitore di frequenza. Informazioni sul manuale contiene un elenco delle fasi di controllo degli elementi di fornitura, installazione e messa in servizio del convertitore di frequenza e fa riferimento a capitoli/sezioni di questo manuale e di altri dedicate ad attività particolari. L'ACSM1-04 descrive il modulo convertitore. Pianificazione del montaggio in armadio fornisce istruzioni sull'installazione del modulo convertitore in un armadio definito dall'utente. Installazione meccanica contiene istruzioni relative alle modalità di collocamento e montaggio del convertitore di frequenza. Pianificazione dell'installazione elettrica offre consigli sulla scelta del motore e dei cavi, sulle funzioni di protezione e sul posizionamento dei cavi. Installazione elettrica descrive il cablaggio del convertitore di frequenza. Checklist di installazione contiene un elenco per il controllo dell'installazione meccanica ed elettrica del convertitore di frequenza. Manutenzione fornisce indicazioni relative agli interventi di manutenzione periodica insieme alle istruzioni operative. Dati tecnici contiene le specifiche tecniche del convertitore di frequenza, ad esempio i dati di targa, i telai e i requisiti tecnici, le disposizioni atte ad assicurare la conformità ai requisiti CE e ad altre marcature, oltre alla politica di garanzia. Resistenze di frenatura descrive le modalità di selezione, protezione e cablaggio delle resistenze di frenatura. Disegni dimensionali contiene i disegni dimensionali del convertitore di frequenza e delle apparecchiature collegate. Informazioni sul manuale

15 15 Flowchart di installazione e messa in servizio Compito Pianificare l'installazione. Verificare le condizioni ambientali, i dati di targa, i requisiti per il flusso dell'aria di raffreddamento, il collegamento dell'alimentazione, la compatibilità del motore, il collegamento del motore e altri dati tecnici. Selezionare i cavi. Vedere Pianificazione del montaggio in armadio (pag. 23) Pianificazione dell'installazione elettrica (pag. 37) Dati tecnici (pag. 69) Manuali dei dispositivi opzionali (se inclusi) Rimuovere l'imballo e controllare gli elementi forniti. Verificare che siano presenti tutti i moduli opzionali e le apparecchiature richieste. È possibile avviare solo unità integre. Installazione meccanica: Contenuto della confezione (pag. 29) Se il convertitore non è stato utilizzato per oltre un anno, è necessario il ricondizionamento dei relativi condensatori del collegamento in c.c. Contattare la sede locale ABB per ulteriori informazioni. Controllare il luogo dell'installazione. Installazione meccanica: Prima dell'installazione (pag. 30) Dati tecnici (pag. 69) Se il convertitore viene collegato a un sistema IT (senza messa a terra) o con una fase a terra, controllare di aver scollegato il filtro EMC interno del convertitore. Norme di sicurezza: Installazione e interventi di manutenzione (pag. 6) Installare il convertitore di frequenza in un armadio. Installazione meccanica: Procedura di installazione (pag. 30) Posizionare i cavi. Pianificazione dell'installazione elettrica: Posizionamento dei cavi (pag. 44) Controllare l'isolamento del cavo di alimentazione, del motore e del cavo motore, e del cavo della resistenza (se presente). Installazione elettrica: Controllo dell'isolamento del gruppo (pag. 48) Informazioni sul manuale

16 16 Compito Collegare i cavi di alimentazione. Collegare i cavi di controllo e i cavi di controllo ausiliari. Vedere Installazione elettrica: Collegamento dei cavi di alimentazione: (pag. 54) e Collegamento dei cavi di controllo: (pag. 57) Per i dispositivi opzionali: Resistenze di frenatura (pag. 81) Manuali dei dispositivi opzionali (se inclusi) Controllare l'installazione. Checklist di installazione (pag. 63) Mettere in servizio il convertitore di frequenza. Manuale firmware appropriato Mettere in servizio il chopper di frenatura, se necessario. Resistenze di frenatura (pag. 81) Funzionamento del convertitore di frequenza: avvio, arresto, controllo velocità, ecc. Manuale firmware appropriato Informazioni sul manuale

17 17 Termini e sigle Termine/sigla EMC FIO-01 FIO-11 FEN-01 FEN-11 FEN-21 FCAN-0x FDNA-0x FENA-0x FPBA-0x Telaio IGBT I/O JBR-xx JCU JMU RFI Spiegazione Compatibilità elettromagnetica. Estensione degli I/O digitali opzionali per ACSM1. Estensione degli I/O analogici opzionali per ACSM1. Interfaccia encoder TTL opzionale per ACSM1. Interfaccia encoder assoluto opzionale per ACSM1. Interfaccia resolver opzionale per ACSM1. Adattatore CANopen opzionale per ACSM1. Adattatore DeviceNet opzionale per ACSM1. Adattatore Ethernet/IP opzionale per ACSM1. Adattatore DP PROFIBUS opzionale per ACSM1. Telaio del modulo convertitore di frequenza. Questo manuale contiene informazioni su ACSM1-04 con telai E. Insulated Gate Bipolar Transistor; un tipo di semiconduttore pilotato in tensione, ampiamente utilizzato negli inverter per la loro facile controllabilità e l'alta frequenza di commutazione. Input/Output, ingresso/uscita. Serie di resistenze di frenatura opzionali per ACSM1. Unità di controllo del modulo convertitore. La JCU viene installata sopra il modulo di alimentazione. I segnali di controllo degli I/O esterni sono collegati alla JCU o alle estensioni degli I/O opzionali montate su di essa. Unità di memoria collegata all'unità di controllo del convertitore di frequenza. Radio-Frequency Interference, interferenze da radiofrequenza. Informazioni sul manuale

18 18 Informazioni sul manuale

19 19 L'ACSM1-04 Contenuto del capitolo L'ACSM1-04 Layout Il presente capitolo contiene una breve descrizione del principio operativo e della struttura del convertitore del frequenza. L'ACSM1-04 è un modulo convertitore di frequenza IP20 per il controllo dei motori in c.a. Il cliente deve installarlo in un armadio. L'ACSM1-04 è disponibile in diversi telai a seconda della potenza di uscita. Tutti i telai utilizzano la stessa unità di controllo (tipo JCU). Questo manuale contiene informazioni su ACSM1-04 con telai E. Uscita dell'aria di raffreddamento Unità di controllo JCU Display a 7 segmenti Ingresso alimentazione esterna da 24 V Uscita relè JCU Unità di controllo Ingressi/uscite digitali Slot 1 e 2 per estensioni I/O opzionali e interfaccia encoder/resolver Collegamenti di alimentazione in c.a., c.c., resistenza di frenatura e motore Ingresso aria di raffreddamento con ventola Ingressi analogici Ingresso termistore Uscite analogiche Collegamento drive-to-drive Collegamento Safe Torque Off Collegamento pannello di controllo / PC Slot 3 per adattatore bus di campo opzionale Collegamento unità di memoria (JMU) L'ACSM1-04

20 20 Circuito principale e interfacce di controllo Lo schema seguente indica le interfacce di controllo e il circuito principale del convertitore di frequenza. Per ulteriori informazioni sull'unità di controllo JCU, vedere il capitolo Installazione elettrica. Unità di alimentazione Unità di controllo (JCU), installata sull'unità di alimentazione Opzione 1 Estensione I/O digitale o analogica (FIO-01, FIO-11) Interfaccia encoder incrementale o assoluto, o interfaccia resolver (FEN-01, FEN-11, FEN-21) Slot 1 Display di stato a 7 segmenti (vedere pag. 67) Ingresso alimentazione esterna da 24 V (vedere pag. 59) I/O digitali Opzione 2 Connettività come con Opzione 1. Nota: due estensioni I/O o interfacce di retroazione dello stesso tipo non possono essere collegate contemporaneamente. Opzione 3 Adattatore bus di campo (FPBA-0x, FCAN-0x, FDNA-0x, FENA-0x ecc.) Slot 2 Slot 3 I/O analogici Ingresso termistore Collegamento drive-to-drive Collegamento Safe Torque Off Collegamento pannello di controllo (opzionale) o PC Unità di memoria (JMU) contenente il programma applicativo (vedere pag. 67) ACSM1-04 Raddrizzatore + = ~ U1 V1 W1 R- Alimentazione in c.a. = ~ UDC+ R+ UDC- U2 V2 W2 Uscita motore Banco condensatori Inverter Chopper di frenatura Resistenza di frenatura (opzionale) L'ACSM1-04

21 21 Funzionamento La seguente tabella descrive il funzionamento del circuito principale in sintesi. Componente Chopper di frenatura Resistenza di frenatura Banco condensatori Inverter Raddrizzatore Descrizione Conduce l'energia generata da un motore in decelerazione dal bus in c.c. alla resistenza di frenatura. Il chopper di frenatura è integrato nell'acsm1-04; le resistenze di frenatura sono opzioni esterne. Dissipa l'energia rigenerativa convertendola in calore. Immagazzina energia per stabilizzare la tensione in c.c. del circuito intermedio. Converte la tensione c.c. in c.a. e viceversa. Il motore viene controllato commutando gli IGTB dell'inverter. Converte la tensione in c.a. trifase in tensione in c.c. Codice Il codice contiene informazioni sulle specifiche e sulla configurazione del convertitore di frequenza. I primi numeri da sinistra si riferiscono alla configurazione di base (es. ACSM1-04AS-09A5-4). Seguono le selezioni opzionali, precedute da segni + (es. +L501). Di seguito è riportata una descrizione delle principali selezioni. Non tutte le selezioni sono disponibili per tutti i tipi di convertitore; fare riferimento a ACSM1 Ordering Information, disponibile su richiesta. Vedere anche la sezione Controllo della fornitura e identificazione del modulo convertitore a pag. 29. Selezione Alternative Serie prodotti Serie prodotti ACSM1 Tipo (1) 04 Modulo convertitore di frequenza. Se nessuna opzione è selezionata: IP20, pannello di controllo assente, filtro EMC interno, induttanza di rete interna, chopper di frenatura, schede rivestite, Safe Torque Off, Guida rapida (in più lingue), ultima versione firmware, programmazione SP del convertitore Tipo (2) A Modulo raffreddato ad aria (con dissipatore) Tipo (3) S Firmware controllo velocità e coppia M Firmware controllo movimento Taglia Vedere Dati tecnici: Valori nominali. Range di tensione V, 400 V (valore nominale), 415 V, 440 V, 460 V o 480 Vca + opzioni Bus di campo K... +K451: FDNA-01 adattatore DeviceNet +K454: FPBA-01 adattatore PROFIBUS DP +K457: FCAN-01 adattatore CANopen +K466: FENA-01 adattatore Ethernet/IP Estensioni I/O e interfacce di feedback L... +L500: FIO-11 estensione I/O analogici +L501: FIO-01 estensione I/O digitali +L516: FEN-21 interfaccia resolver +L517: FEN-01 interfaccia encoder incrementale +L518: FEN-11 interfaccia encoder assoluto Configurazione unità di memoria N... Funzioni e programmi soluzione L'ACSM1-04

22 22 L'ACSM1-04

23 23 Pianificazione del montaggio in armadio Contenuto del capitolo Il presente capitolo illustra la pianificazione dell'installazione di un modulo convertitore di frequenza in un armadio definito dall'utente. I punti illustrati sono fondamentali per l'uso corretto e sicuro del convertitore. Nota: gli esempi di installazione forniti in questo manuale hanno il solo scopo di aiutare l'installatore nella pianificazione dell'installazione. L'installazione deve sempre essere predisposta ed eseguita nel rispetto delle normative locali e delle leggi vigenti. ABB declina ogni responsabilità in merito a installazioni non conformi alle leggi locali e/o ad altre normative. Struttura dell'armadio La struttura dell'armadio deve essere abbastanza robusta da sostenere il peso dei componenti del convertitore di frequenza, dei circuiti di controllo e degli altri dispositivi installati al suo interno. L'armadio deve proteggere il modulo convertitore dai contatti ed essere conforme ai requisiti di protezione contro polvere e umidità (vedere il capitolo Dati tecnici). Collocazione dei dispositivi Per facilitare l'installazione e la manutenzione, si raccomanda di lasciare spazio a sufficienza tra i dispositivi installati, garantendo un adeguato flusso d'aria di raffreddamento e rispettando le distanze obbligatorie e i requisiti di spazio dei cavi e delle relative strutture di supporto. Per alcuni esempi di layout, vedere la sezione Raffreddamento e gradi di protezione di seguito. Messa a terra delle strutture di montaggio Verificare che tutte le traverse e gli scaffali su cui sono montati i componenti del convertitore dispongano di una messa a terra adeguata, e che le superfici di collegamento non siano verniciate. Nota: accertarsi che i componenti siano stati messi a terra correttamente mediante i punti di fissaggio alla base di installazione. Pianificazione del montaggio in armadio

24 24 Dimensioni principali e requisiti di spazio I moduli possono essere installati affiancati. Di seguito sono illustrati i requisiti di spazio e le dimensioni principali dei moduli convertitore. Per ulteriori dettagli, vedere il capitolo Disegni dimensionali. 415 [16.34 ]* [12.34 ] Spazio libero sopra il modulo: 200 mm (7,9") 700 [27.56 ] Spazio libero sotto il modulo: 300 mm (12") * Comprese le opzioni installate sull'unità di controllo JCU. Il cablaggio di alcuni moduli opzionali richiede ulteriori 50 mm (2") circa di profondità. La temperatura dell'aria di raffreddamento che entra nell'unità non deve superare il valore massimo consentito per la temperatura ambiente (vedere Condizioni ambiente nel capitolo Dati tecnici). Tenerne conto durante l'installazione di componenti adiacenti che producono calore, quali altri convertitori, induttanze di rete e resistenze di frenatura. Pianificazione del montaggio in armadio

25 25 Raffreddamento e gradi di protezione L'armadio deve prevedere spazi liberi sufficienti a garantire un adeguato raffreddamento dei componenti. Rispettare le distanze minime prescritte per ciascun componente. Le prese di ingresso e di uscita dell'aria devono essere dotate di grate che guidino il flusso d'aria proteggano dai contatti impediscano l'ingresso di spruzzi d'acqua all'interno dell'armadio. Il disegno seguente illustra due soluzioni tipiche per il raffreddamento dell'armadio. La presa di ingresso dell'aria si trova sul fondo dell'armadio, mentre l'uscita è in alto, nella parte superiore dello sportello o sul tetto. Uscita aria Ingresso aria Il flusso di aria di raffreddamento attraverso i moduli deve rispettare i requisiti esposti nel capitolo Dati tecnici: flusso dell'aria di raffreddamento Nota: i valori riportati in Dati tecnici si riferiscono a un carico nominale continuo. Se il carico è inferiore al nominale, è richiesta una quantità minore di aria di raffreddamento. temperatura ambiente consentita. Accertarsi che gli ingressi e le uscite dell'aria abbiano dimensioni sufficienti. Oltre alla perdita di potenza del modulo convertitore, è necessario ventilare anche il calore dissipato dai cavi e dagli altri dispositivi opzionali. Per raffreddare la temperatura dei componenti negli armadi IP22 sono di norma sufficienti le ventole interne dei moduli. Negli armadi IP54, vengono utilizzati filtri particolarmente spessi per evitare l'ingresso di spruzzi d'acqua nell'armadio. Ciò comporta l'installazione di apparecchiature di raffreddamento supplementari, quali ventole di aspirazione dell'aria calda. Il luogo di installazione deve essere sufficientemente ventilato. Pianificazione del montaggio in armadio

26 26 Come evitare il ricircolo dell'aria calda Tipico montaggio verticale Montaggio a inserimento Armadio (vista laterale) AREA CALDA Uscita aria principale Ingr. flusso aria princ. AREA CALDA Armadio (vista laterale) Uscita aria Deflettori aria Deflettore aria AREA FREDDA AREA FREDDA Ingresso aria principale Ingresso aria Ingr. flusso aria princ. All'esterno dell'armadio Impedire la circolazione dell'aria calda all'esterno dell'armadio dirigendo il flusso d'aria calda in uscita lontano dalla zona della presa d'aria in ingresso nell'armadio. Di seguito vengono elencate alcune possibili soluzioni: grate che guidano il flusso dell'aria in corrispondenza delle prese di ingresso e uscita prese di ingresso e uscita aria su lati diversi dell'armadio presa aria fredda sullo sportello anteriore in basso e ventola di aspirazione supplementare sul tetto dell'armadio. All'interno dell'armadio Impedire la circolazione dell'aria calda all'interno dell'armadio con deflettori aria a tenuta; accertarsi che le aperture dell'aria nel modulo convertitore rimangano libere. Di norma non è richiesto l'uso di guarnizioni. Pianificazione del montaggio in armadio

27 27 Requisiti EMC In genere, minore il numero e la dimensione dei fori nell'armadio, migliore è l'attenuazione delle interferenze. Il diametro massimo consigliato per un foro nel contatto metallico galvanizzato nella struttura di copertura dell'armadio è di 100 mm. Prestare particolare attenzione alle grate di ingresso e uscita dell'aria di raffreddamento. Il miglior collegamento galvanico tra i pannelli in acciaio viene ottenuto saldandoli tra loro ed eliminando la necessità di fori. Se la saldatura non è praticabile, si consiglia di non verniciare le giunzioni tra i pannelli e dotarle di speciali strisce conduttive EMC per ottenere un adeguato collegamento galvanico. In genere le strisce affidabili si compongono di una massa in silicone coperta da una reticella metallica. Il contatto al tocco, non serrato, delle superfici metalliche non è sufficiente, per cui è necessaria una guarnizione conduttiva tra di esse. La distanza massima raccomandata tra le viti di fissaggio è di 100 mm. È necessario predisporre una rete di messa a terra ad alta frequenza sufficiente all'interno dell'armadio, per evitare differenze di tensione e la formazione di strutture radianti ad alta impedenza. Una buona messa a terra ad alta frequenza si ottiene con trecce di rame corte e piatte che garantiscono una bassa induttanza. Non è possibile utilizzare una messa a terra ad alta frequenza su un punto, a causa delle lunghe distanze all'interno dell'armadio. Per la conformità EMC del primo ambiente (definita in Conformità alla Direttiva europea EMC nel capitolo Dati tecnici) il convertitore di frequenza deve disporre di una messa a terra ad alta frequenza a 360 delle schermature del cavo motore in corrispondenza dei punti di ingresso. Per la messa a terra è possibile utilizzare una schermatura in calza metallica come illustrato di seguito. Fascette Schermatura del cavo scoperta Calza metallica Piastra passacavi Cavo Piastra inferiore dell'armadio Pianificazione del montaggio in armadio

28 28 Si raccomanda di applicare una messa a terra a 360 ad alta frequenza delle schermature dei cavi di controllo in corrispondenza dei punti di ingresso. Per la messa a terra delle schermature è possibile utilizzare tamponi conduttivi della schermatura, premuti contro di essa da entrambe le direzioni: Schermatura del cavo scoperta Tampone della schermatura (conduttivo) Piastra inferiore dell'armadio Gommino passacavo Cavo Scaldiglie per armadio Utilizzare una scaldiglia qualora vi sia il rischio di condensa all'interno dell'armadio. La funzione primaria delle scaldiglie è di mantenere l'aria secca; tuttavia possono servire anche per il riscaldamento a basse temperature. Installare la scaldiglia secondo le istruzioni fornite dal produttore. Pianificazione del montaggio in armadio

29 29 Installazione meccanica Contenuto della confezione Il convertitore viene fornito in una scatola di compensato, contenente: Il modulo convertitore ACSM1-04, con le opzioni montate in fabbrica Una piastra fissacavi per il cablaggio di controllo, con viti Morsettiere a vite da collegare alle testate dei morsetti sull'unità di controllo JCU Guida rapida all'installazione (in più lingue). Controllo della fornitura e identificazione del modulo convertitore Controllare che non siano presenti segni di danneggiamento. Prima di procedere all'installazione e all'uso, verificare le informazioni riportate sull'etichetta di identificazione del modulo convertitore per assicurarsi che l'unità sia di tipo corretto. L'etichetta è collocata sul lato sinistro del modulo convertitore. Codice + opzioni (vedere pag. 21) Marchi di conformità Valori nominali Numero di targa La prima cifra del numero di targa si riferisce all'impianto di produzione. La seconda e la terza cifra indicano l'anno di produzione, mentre la quarta e la quinta cifra indicano la settimana. Le cifre dalla 6 a 10 indicano un numero intero che parte ogni settimana da Installazione meccanica

30 30 Prima dell'installazione Verificare che il luogo di installazione risponda ai requisiti sotto riportati. Per i dettagli relativi ai telai vedere la sezione Disegni dimensionali. Requisiti relativi al luogo di installazione Per le condizioni di esercizio consentite del convertitore di frequenza, vedere Dati tecnici. L'ACSM1-04 deve essere installato in posizione verticale. La parete deve essere quanto più possibile liscia, di materiale non infiammabile e sufficientemente robusta per sorreggere il peso del convertitore. Il pavimento/supporto sottostante deve essere di materiale non infiammabile. Collegamento a un sistema di alimentazione IT (senza messa a terra) o con una fase a terra Se il convertitore deve essere alimentato da un sistema con una fase a terra o da un sistema IT [un sistema di alimentazione senza messa a terra o con messa a terra ad alta resistenza (superiore a 30 ohm)], scollegare il filtro EMC interno. Poiché la procedura comporta la rimozione dei coperchi del modulo convertitore, è opportuno eseguirla prima dell'installazione. Per istruzioni, vedere pag. 49. Procedura di installazione Montaggio diretto a parete 1. Contrassegnare le ubicazioni dei quattro fori. I punti di montaggio sono mostrati in Disegni dimensionali. 2. Fissare le viti o i bulloni nelle posizioni contrassegnate. 3. Posizionare il convertitore in corrispondenza delle viti poste sulla parete. Nota: sollevare il convertitore solo utilizzando i fori di sollevamento. 4. Serrare le viti. Installazione meccanica

31 31 Montaggio a inserimento È disponibile un kit di installazione per il montaggio a inserimento. Il kit consente l'installazione del modulo convertitore nella parete di un condotto dell'aria di raffreddamento in modo che parte del modulo sporga all'interno del condotto. Conservare le viti rimosse durante la procedura, poiché verranno utilizzate in un secondo momento per il fissaggio dei componenti di montaggio a inserimento. Collare superiore Golfare di sollevamento Collare inferiore Supporti laterali Installazione meccanica

32 32 1. Poggiare il modulo convertitore con la parte posteriore su una superficie piana. 2. Rimuovere i morsetti di terra (3 2 viti) e le tre viti adiacenti. 3. Rimuovere le viti con la freccia su ciascun lato del coperchio del modulo. (La fila di viti intermedia viene utilizzata in un secondo momento per il fissaggio dei supporti laterali del kit di montaggio). Installazione meccanica

33 33 4. Collegare i morsetti di terra al collare inferiore. 5. Far scorrere il collare inferiore sul modulo convertitore nella posizione illustrata. Fissare attraverso i fori (indicati dalle frecce) utilizzando le tre viti smontate al passo 2. Installazione meccanica

34 34 6. Far scorrere il collare superiore sul modulo convertitore nella posizione illustrata. 7. Fissare i supporti laterali al modulo convertitore e ai collari. Ogni supporto è fissato ai collari mediante quattro dadi e al modulo convertitore mediante tre delle sei viti smontate al passo 3. Installazione meccanica

35 35 8. Unire i collari fissando i golfari su entrambi i lati. Fissare ulteriori golfari secondo necessità. 9. Utilizzare il disegno seguente per praticare il foro nel condotto. Fissare il modulo ai bordi con le viti. AVVERTENZA. Con il kit fissato al modulo convertitore, non sollevare il modulo per un solo golfare. Utilizzare sempre almeno due golfari. Nota: se il convertitore viene sottoposto a vibrazioni, è necessario fissarlo anche mediante i fori di montaggio standard sul dissipatore. Installazione meccanica

36 36 Dimensioni dei fori per il montaggio a inserimento Installazione della resistenza di frenatura Vedere il capitolo Resistenze di frenatura a pag. 81. Installazione meccanica

37 37 Pianificazione dell'installazione elettrica Contenuto del capitolo Il presente capitolo contiene le indicazioni da rispettare durante la selezione del motore, dei cavi, dei dispositivi di protezione, del posizionamento dei cavi e della modalità di funzionamento del convertitore. Qualora non ci si attenga alle raccomandazioni fornite da ABB, il convertitore potrebbe presentare problemi non coperti dalla garanzia. Nota: l'installazione deve sempre essere predisposta ed eseguita nel rispetto delle normative locali e delle leggi vigenti. ABB declina ogni responsabilità per installazioni non conformi alla legislazione locale e/o ad altre normative. Selezione e compatibilità del motore Selezionare il motore (a induzione in c.a. trifase) in base alla tabella dei valori nominali riportata nel capitolo Dati tecnici. La tabella mostra le tensioni del motore tipiche per ogni tipo di convertitore. All'uscita dell'inverter può essere collegato un solo motore sincrono a magnete permanente. Si raccomanda di installare un interruttore di sicurezza tra il motore sincrono a magnete permanente e l'uscita del convertitore di frequenza per isolare il motore durante eventuali interventi di manutenzione sul convertitore. Protezione dell'isolamento del motore e dei cuscinetti L'uscita del convertitore comprende, a prescindere dalla frequenza di uscita, impulsi pari a circa 1,35 volte la tensione di rete equivalente con un tempo di salita molto breve. Ciò avviene per tutti i convertitori basati sulla moderna tecnologia inverter IGBT. La tensione degli impulsi può essere circa il doppio in corrispondenza dei morsetti motore, in base alle caratteristiche di attenuazione e riflessione del cavo motore e dei morsetti. Questo, a sua volta, può causare un'ulteriore sollecitazione del motore e dell'isolamento del cavo motore. I moderni convertitori di frequenza a velocità variabile, caratterizzati da rapidi impulsi di salita della tensione e da elevate frequenze di commutazione, possono determinare il passaggio di impulsi di corrente attraverso i cuscinetti del motore, che gradualmente potrebbero eroderne le piste e gli elementi rotanti. La sollecitazione dell'isolamento del motore può essere evitata usando i filtri opzionali ABB du/dt. I filtri du/dt riducono anche le correnti d'albero. Per evitare danni ai cuscinetti del motore, selezionare e installare i cavi attenendosi alle istruzioni fornite nel manuale hardware. Il filtraggio opzionale du/dt è inoltre consigliato se si utilizza un motore non ABB. Si consiglia di utilizzare un cuscinetto lato opposto comando isolato e il motore è avvolto a filo o se la sua potenza supera i 100 kw. Pianificazione dell'installazione elettrica

38 38 Collegamento dell'alimentazione Utilizzare un collegamento fisso alla linea di alimentazione in c.a. AVVERTENZA. Ai sensi della norma IEC è necessaria un'installazione fissa quando le perdite di corrente del dispositivo superano di norma 3,5 ma. Dispositivo di sezionamento dell'alimentazione Installare un dispositivo di sezionamento (scollegamento dell'alimentazione) ad azionamento manuale tra la fonte di alimentazione in c.a. e il convertitore di frequenza. Il dispositivo di sezionamento deve prevedere la possibilità di essere bloccato in posizione aperta durante gli interventi di installazione e manutenzione. Europa Per assicurare la conformità dell'applicazione alla Direttiva Macchine dell'unione Europea secondo la norma EN , Sicurezza macchine, il dispositivo di sezionamento deve essere dei seguenti tipi: un interruttore di manovra-sezionatore di categoria d'uso AC-23B (EN ) un sezionatore dotato di un contatto ausiliario che in tutti i casi faccia in modo che i dispositivi di commutazione interrompano il circuito di alimentazione prima dell'apertura dei contatti principali del sezionatore (EN ) un interruttore idoneo all'isolamento in conformità alla norma EN Altre regioni Il dispositivo di sezionamento deve essere conforme alle norme di sicurezza applicabili. Protezione da sovraccarico termico e da cortocircuito Protezione da sovraccarico termico Affinché il convertitore di frequenza protegga se stesso e i cavi di ingresso e del motore da sovraccarico termico, i cavi devono essere dimensionati in base alla corrente nominale del convertitore. Non è necessario installare altri dispositivi di protezione termica. AVVERTENZA. Se il convertitore è collegato a motori multipli, è necessario installare un interruttore di protezione da sovraccarico termico o un interruttore automatico per la protezione di ciascun cavo e motore. Questi dispositivi possono richiedere un fusibile dedicato per interrompere la corrente di cortocircuito. Pianificazione dell'installazione elettrica

39 39 Protezione da cortocircuito nel cavo motore Affinché il convertitore protegga il cavo motore e il motore in caso di cortocircuito, il cavo motore deve essere dimensionato in base alla corrente nominale del convertitore. Non sono richiesti altri dispostivi di protezione. Protezione da cortocircuito nel cavo di alimentazione o nel convertitore Proteggere il cavo di alimentazione con fusibili o con un interruttore automatico. Indicazioni sui fusibili vengono fornite nel capitolo Dati tecnici. Una volta posizionati nella scheda di distribuzione, i fusibili gg IEC standard o i fusibili T di tipo UL proteggono il cavo di ingresso in caso di cortocircuito, limitano i danni al convertitore di frequenza ed evitano danni a carico delle apparecchiature adiacenti qualora si verificasse un cortocircuito all'interno del convertitore. Tempo di intervento dei fusibili e degli interruttori automatici Verificare che il tempo di intervento del fusibile sia inferiore a 0,5 secondi. Il tempo di intervento dipende dal tipo di fusibile, dall'impedenza della rete di alimentazione e dalla sezione, dal materiale e dalla lunghezza del cavo di alimentazione. I fusibili US devono essere di tipo "non-time delay" (non ritardati). Interruttori automatici Le caratteristiche di protezione degli interruttori automatici dipendono dalla tensione di alimentazione, dal tipo e dalla configurazione del dispositivo. Vi sono inoltre limitazioni che riguardano la capacità di cortocircuito della rete di alimentazione. Per informazioni sugli interruttori approvati e sulle caratteristiche della rete di alimentazione, contattare la sede ABB locale. Protezione da sovraccarico termico nel motore Secondo le normative, il motore deve essere protetto dal sovraccarico termico e la corrente deve essere scollegata in caso di sovraccarico. Il convertitore di frequenza include una funzione di protezione da sovraccarico termico nel motore che protegge il motore e scollega la corrente se necessario. Secondo le impostazioni parametriche del convertitore, la funzione controlla un valore di temperatura calcolata (basata su un modello termico del motore) oppure la temperatura effettiva rilevata dai sensori di temperatura del motore. L'utente può perfezionare ulteriormente il modello termico inserendo altri dati relativi al carico e al motore. L'ACSM1-04 è dotato di un collegamento dedicato per i sensori PTC o KTY84. Per le impostazioni parametriche relative alla protezione da sovraccarico termico nel motore, vedere pag. 59 del presente manuale e il Manuale firmware. Protezione da guasti a terra Il convertitore di frequenza è dotato di una funzione di protezione interna dai guasti a terra atta a proteggere l'unità da guasti di terra a livello del motore e del cavo motore. Non si tratta di una funzione di sicurezza personale o anti-incendio. La funzione di protezione dai guasti a terra può essere disabilitata mediante un parametro; vedere il Manuale firmware. Il filtro di rete interno comprende condensatori collegati tra il circuito principale e il telaio. Questi condensatori e la presenza di cavi motore lunghi aumentano le perdite di corrente verso terra e possono attivare gli interruttori per correnti di guasto. Pianificazione dell'installazione elettrica

40 40 Dispositivi di arresto d'emergenza Per motivi di sicurezza, installare i dispositivi di arresto d'emergenza in corrispondenza di ciascuna postazione di controllo operatore e di altre postazioni operative che possano richiedere tali funzioni. Nota: la pressione del pulsante di arresto sul pannello di controllo del convertitore di frequenza non determina l'arresto d'emergenza del motore né la separazione del convertitore da potenziali pericolosi. Safe Torque Off Il convertitore supporta la funzione Safe Torque Off secondo le norme EN ; EN (1997); IEC/EN : 1997; EN 61508: 2002 ed EN 1037: (Al momento della stampa, in attesa di certificazione). La funzione Safe Torque Off disattiva la tensione di controllo dei semiconduttori dell'alimentazione del punto di uscita del convertitore, impedendo all'inverter di generare la tensione richiesta per la rotazione del motore (vedere lo schema seguente). Grazie a questa funzione, è possibile eseguire le operazioni di breve durata (come la pulizia) e/o gli interventi di manutenzione sulle parti non elettriche del macchinario senza disinserire l'alimentazione. ACSM V X6:1 X6:2 Collegamento Safe Torque Off su JCU Interruttore di attivazione X6:3 X6:4 UDC+ Circuito di controllo Punto di uscita (1 fase mostrata) U2/V2/W2 UDC- Note: I contatti dell'interruttore di attivazione devono aprirsi/chiudersi entro 200 ms l'uno dall'altro. La lunghezza massima del cavo tra il convertitore e l'interruttore di attivazione è 25 m (82 ft). Pianificazione dell'installazione elettrica

41 41 AVVERTENZA. La funzione Safe Torque Off non disconnette la tensione dei circuiti principali e ausiliari dal convertitore. È pertanto possibile eseguire interventi di manutenzione sulle parti elettriche del convertitore o del motore solo dopo aver isolato il convertitore dall'alimentazione di rete. Nota: quando un convertitore in funzione viene arrestato utilizzando la funzione Safe Torque Off, la tensione di alimentazione al motore viene interrotta e il motore si ferma per inerzia. Per ulteriori informazioni su questa funzione, vedere Safe Torque Off Function, Application Guide (3AFE [inglese]). Selezione dei cavi di alimentazione Regole generali Eseguire il dimensionamento dei cavi di rete (potenza di ingresso) e del motore in base alle normative locali. Il cavo deve essere in grado di sostenere la corrente di carico del convertitore di frequenza. Vedere il capitolo Dati tecnici per i valori nominali di corrente. Il cavo deve essere idoneo per una temperatura massima ammissibile del conduttore in uso continuo di almeno 70 C (USA: 75 C [167 F]). La conduttività del conduttore PE deve essere uguale a quella di un conduttore di fase (ovvero, devono avere identica sezione). Il cavo da 600 Vca è accettato per tensioni fino a 500 Vca. Per i requisiti EMC vedere il capitolo Dati tecnici. Per soddisfare i requisiti EMC dei marchi CE e C-tick è richiesto l'utilizzo di un cavo motore schermato simmetrico (vedere la figura che segue). Benché per il cablaggio di ingresso sia consentito l'uso di un sistema a quattro conduttori, è consigliabile utilizzare un cavo simmetrico schermato. Rispetto a un sistema a quattro conduttori, l'uso di un cavo schermato simmetrico riduce le emissioni elettromagnetiche dell'intero convertitore, le correnti d'albero e l'usura del motore. La lunghezza del cavo motore e del relativo cavo a spirale PE (schermatura intrecciata) dev'essere ridotta al minimo per limitare le emissioni elettromagnetiche. Pianificazione dell'installazione elettrica

42 42 Tipi di cavi di alimentazione alternativi Segue una descrizione dei tipi di cavi di alimentazione utilizzabili con il convertitore di frequenza. Cavo motore (consigliato anche per cablaggio alimentazione) Cavo con schermatura di tipo simmetrico: tre conduttori di fase e un conduttore PE concentrico o con altra struttura simmetrica, e una schermatura. Nota: se la conducibilità della schermatura del cavo non è sufficiente, è necessario un conduttore PE separato. Conduttore PE e schermatura Schermatura Schermatura PE PE Consentito per cablaggio alimentazione Schermatura Un sistema a quattro conduttori: tre conduttori di fase e un conduttore di protezione. PE PE Schermatura del cavo motore Per funzionare come conduttore di protezione, la schermatura deve avere la stessa sezione di un conduttore di fase quando sono realizzati nello stesso metallo. Per un'efficace soppressione delle emissioni in radiofrequenza irradiate e condotte, la conducibilità della schermatura deve essere almeno pari a 1/10 della conducibilità del conduttore di fase. Questi requisiti possono essere facilmente soddisfatti con l'impiego di una schermatura di alluminio o rame. I requisiti minimi della schermatura del cavo motore del convertitore di frequenza sono riportati di seguito. Si tratta di uno strato concentrico di fili di rame con un'elica aperta di nastro di rame. Migliore e più stretta è la schermatura, minori sono il livello delle emissioni e le correnti portanti. Guaina isolante Schermatura in fili di rame Elica di nastro di rame Isolante interno Nucleo del cavo Pianificazione dell'installazione elettrica

43 43 Protezione dei contatti delle uscite relè e riduzione dei disturbi in presenza di carichi induttivi Lo spegnimento dei carichi induttivi (relè, contattori, motori) determina transitori di tensione. L'uscita relè sul convertitore di frequenza è protetta con varistori (250 V) dai picchi da sovratensione. Si raccomanda inoltre di dotare i carichi induttivi di circuiti di attenuazione dei disturbi [varistori, filtri RC (c.a.) o a diodi (c.c.)] per minimizzare le emissioni elettromagnetiche durante lo spegnimento. Se i disturbi non vengono soppressi, possono collegarsi in modo capacitivo o induttivo ad altri conduttori del cavo di controllo, rischiando di causare malfunzionamenti in altre parti del sistema. Installare il dispositivo di protezione il più vicino possibile al carico induttivo, non all'uscita relè. Varistore Uscita relè 230 Vca Filtro RC Uscita relè 230 Vca Diodo Uscita relè 24 Vcc Compatibilità dei dispositivi di corrente residua (RCD) I convertitori ACSM1-04 sono adatti per l'utilizzo con dispositivi di corrente residua di tipo B. Si possono applicare anche altre misure di protezione in caso di contatto diretto o indiretto, come la separazione dall'ambiente mediante isolamento doppio o rinforzato, o l'isolamento dal sistema di alimentazione mediante trasformatore. Selezione dei cavi di controllo Tutti i cavi di controllo devono essere schermati. Per i segnali analogici è necessario utilizzare un doppino intrecciato con doppia schermatura. Per il cablaggio dell'encoder a impulsi, seguire le istruzioni fornite dal produttore dell'encoder o del motore. Utilizzare un doppino schermato individualmente per ciascun segnale. Non utilizzare un ritorno comune per segnali analogici diversi. Pianificazione dell'installazione elettrica

44 44 Benché per i segnali digitali a bassa tensione l'alternativa migliore sia costituita da un cavo con doppia schermatura, si può utilizzare anche un cavo a doppino intrecciato con schermatura singola (Figura b). a Doppino intrecciato con doppia schermatura b Doppino intrecciato con schermatura singola I segnali analogici e digitali devono essere trasmessi in cavi separati. I segnali controllati da relè, a condizione che la rispettiva tensione non sia superiore a 48 V, possono essere trasmessi sugli stessi cavi dei segnali degli ingressi digitali. Si raccomanda di trasmettere i segnali controllati da relè mediante doppini intrecciati. Non trasmettere segnali a 24 Vcc e 115 / 230 Vca con lo stesso cavo. Cavo relè Il tipo di cavo con schermatura metallica intrecciata (es. ÖLFLEX di Lapp Kabel, Germania) è stato testato e approvato da ABB. Cavo del pannello di controllo La lunghezza del cavo di collegamento del pannello di controllo con il convertitore non deve essere superiore a 3 m. Nei kit opzionali del pannello di controllo è compreso un cavo di tipo testato e approvato da ABB. Collegamento di un sensore di temperatura motore agli I/O del convertitore di frequenza Vedere pag. 59. Posizionamento dei cavi Il cavo motore deve essere posato a debita distanza dagli altri cavi. I cavi motore di diversi convertitori possono essere posati parallelamente. Si raccomanda di far passare il cavo motore, il cavo di alimentazione e i cavi di controllo su portacavi separati. Evitare di posare il cavo motore parallelamente agli altri cavi per lunghi tratti al fine di ridurre le interferenze elettromagnetiche causate dalle rapide variazioni della tensione di uscita del convertitore. Se i cavi di controllo devono intersecare i cavi di alimentazione, verificare che siano disposti a un angolo il più prossimo possibile a 90. Non posare altri cavi attraverso il convertitore di frequenza. Pianificazione dell'installazione elettrica

45 45 I portacavi devono essere dotati di buone caratteristiche equipotenziali tra loro e rispetto agli elettrodi di messa a terra. Per ottimizzare le caratteristiche equipotenziali a livello locale, si possono utilizzare portacavi di alluminio. Segue uno schema relativo al posizionamento dei cavi. Cavo di alimentazione Cavo motore min 300 mm (12") Convertitore Cavi di controllo Cavo di alimentazione min 200 mm (20") 90 min 500 mm (20") Cavo motore min 500 mm (20") Cavo resistenza di frenatura Canaline cavi di controllo 24 V 230 V 24 V 230 V Non ammissibile a meno che il cavo da 24 V non abbia un isolamento da 230 V o una guaina isolante da 230 V. Far passare i cavi di controllo da 24 V e 230 V in canaline separate all'interno dell'armadio. Pianificazione dell'installazione elettrica

46 46 Pianificazione dell'installazione elettrica

47 47 Installazione elettrica Contenuto del capitolo Il presente capitolo descrive la procedura di installazione elettrica del convertitore. AVVERTENZA. Gli interventi descritti nel capitolo devono essere eseguiti esclusivamente da un elettricista qualificato. Seguire le Norme di sicurezza riportate nelle prime pagine del manuale. La mancata osservanza di queste istruzioni può causare lesioni o la morte. Durante l'installazione, verificare che il convertitore sia scollegato dalla rete di alimentazione. Se il convertitore è già collegato alla rete, dopo averlo scollegato attendere 5 minuti. Installazione elettrica

48 48 Controllo dell'isolamento del gruppo Convertitore Per evitare rischi di danni alle apparecchiature, non eseguire alcuna prova di resistenza di isolamento o di tolleranza di tensione (ad esempio mediante hi-pot o megger) su qualsiasi parte del convertitore, poiché questo può risultarne danneggiato. Per ogni convertitore è stato verificato in fabbrica l'isolamento tra il circuito principale e il telaio. Inoltre, all'interno dell'unità sono presenti circuiti di limitazione della tensione che limitano automaticamente la tensione di prova. Cavo di alimentazione Controllare l'isolamento del cavo di alimentazione (ingresso) in base alle normative locali prima di collegarlo al convertitore. Motore e cavo motore Controllare l'isolamento del motore e del relativo cavo nel modo seguente: 1. Verificare che il cavo del motore sia collegato al motore e scollegato dai morsetti di uscita U2, V2 e W2 del convertitore. 2. Misurare le resistenze di isolamento tra i conduttori di ciascuna fase e il conduttore di messa a terra di protezione con una tensione di misura di 500 Vcc. La resistenza di isolamento di un motore ABB deve superare i 10 Mohm (valore di riferimento a 25 C o 77 F). Per la resistenza di isolamento di altri motori, consultare le istruzioni del produttore. Nota: la condensa all'interno del carter del motore riduce la resistenza di isolamento. Se si sospetta la presenza di condensa, asciugare il motore e ripetere la misurazione. ohm U1 M V1 3~ W1 PE Gruppo resistenza di frenatura Controllare l'isolamento del gruppo resistenza di frenatura (se presente) nel modo seguente: 1. Verificare che il cavo della resistenza sia collegato alla resistenza e scollegato dai morsetti di uscita R+ e R- del convertitore. 2. Collegare tra loro i conduttori R+ e R- del cavo della resistenza sul lato del convertitore. Misurare le resistenze di isolamento tra i conduttori combinati e il conduttore di messa a terra di protezione con una tensione di misura di 1 kvcc. La resistenza di isolamento deve essere superiore a 1 Mohm. R+ ohm R- PE Installazione elettrica

49 49 Collegamento a un sistema di alimentazione IT (senza messa a terra) AVVERTENZA. Prima di collegare il convertitore a un sistema di alimentazione IT [un sistema di alimentazione senza messa a terra o con messa a terra ad alta resistenza (superiore a 30 ohm)] o a un sistema di alimentazione con una fase a terra, scollegare il filtro EMC interno del convertitore di frequenza. Se un convertitore con filtro EMC collegato viene installato su un sistema IT o con una fase a terra, il sistema viene collegato al potenziale di terra attraverso i condensatori del filtro EMC. Ciò potrebbe determinare situazioni di pericolo o danneggiare l'unità. Scollegamento del filtro EMC interno 1. Poggiare il modulo convertitore con la parte posteriore su una superficie piana. 2. Allentare le viti che mantengono l'unità di controllo JCU. Installazione elettrica

50 50 3. Sollevare lo spigolo sinistro dell'unità di controllo JCU fino a sganciare il connettore sottostante, quindi spostare la JCU verso sinistra per rimuoverla Scollegare i due cavi che arrivano alla base di montaggio della JCU. Installazione elettrica

51 51 5. Togliere la vite dal centro della grata di uscita dell'aria. 6. Rimuovere le viti che fissano il coperchio del modulo convertitore (8 per lato). Sollevare il coperchio, partendo dal bordo inferiore. Installazione elettrica

52 52 7. Allentare la vite che collega il filo di messa a terra a un supporto subito accanto al filtro EMC. Tagliare via il capocorda. Gettare la vite e l'isolamento tubolare. Filtro EMC Supporto coperto dall'isolamento 8. Isolare l'estremità del filo di messa a terra in modo affidabile con nastro isolante, guaina e una fascetta. Installazione elettrica

53 53 9. In prossimità della parte superiore del modulo, smontare la clip di messa a terra, fissata con due viti, che collega la scheda a varistori al coperchio del modulo. 10. Rimontare il coperchio del modulo, partendo dal bordo superiore, e fissarlo con le viti smontate al passo 6. (La vite al centro della grata di uscita dell'aria rimossa al passo 5 non è più necessaria.) 11. Ricollegare i cavi scollegati al passo Rimontare l'unità di controllo JCU. Installazione elettrica

54 54 Collegamento dei cavi di alimentazione Schema di collegamento dei cavi di alimentazione ACSM1-04 PE INGRESSO UDC+ UDC- USCITA U1 V1 W1 R+ U2 V2 W2 R- 1) 2) Per alternative, vedere Pianificazione dell'installazione elettrica: Dispositivo di sezionamento dell'alimentazione. (PE) PE (PE) L1 L2 L3 Resistenza di frenatura opzionale (necessaria messa a terra a 360 ) U1 V1 W1 3~ Motore PE 3) Note: Se viene utilizzato un cavo di alimentazione (ingresso) schermato e la conduttività della schermatura è inferiore al 50% di quella di un conduttore di fase, utilizzare un cavo con un conduttore di terra (1) o un cavo PE separato (2). Con il cavo schermato si raccomanda la messa a terra a 360 in corrispondenza dell'ingresso del cavo. Per il cablaggio del motore, utilizzare una cavo di terra separato (3) se la conduttività della schermatura del cavo è inferiore al 50% di quella di un conduttore di fase e il cavo non ha conduttori di terra simmetrici. Vedere anche la sezione Selezione dei cavi di alimentazione a pag. 41. Se nel cavo del motore è presente un conduttore di terra simmetrico in aggiunta alla schermatura conduttiva, collegarlo ai morsetti di terra lato convertitore e lato motore. Non utilizzare un cavo motore asimmetrico. Installazione elettrica

55 55 Procedura 1. Rimuovere lo schermo in plastica che copre i morsetti di alimentazione. Rimuovere le due viti ai lati, quindi rilasciare le due clip sul lato anteriore come illustrato. 2. Collegare le schermature intrecciate dei cavi di alimentazione ai morsetti di terra del modulo convertitore. 3. Collegare i conduttori di fase del cavo di alimentazione ai morsetti U1, V1 e W1 e i conduttori di fase del cavo del motore ai morsetti U2, V2 e W2. La lunghezza di spellatura massima raccomandata è di 28 mm (1,1"). 4. Fissare i cavi meccanicamente all'esterno del modulo convertitore. 5. Praticare dei tagli sul bordo dello schermo in plastica per il passaggio dei cavi di alimentazione. Rimontare lo schermo. 6. Mettere a terra l'altra estremità della schermatura del cavo di alimentazione o il conduttore PE sul quadro di distribuzione. Installazione dei capicorda [cavi da 16 a 70 mm 2 (da 6 a 2/0 AWG)] UDC+ U1 V1 W1 R- R+ UDC- U2 V2 W N m (22 32 lbf ft) Isolare le estremità dei capicorda con nastro o guaina termorestringente. PE 8 N m (5,9 lbf ft) Cavo di alimentazione Cavo motore Installazione elettrica

56 56 Installazione dei morsetti a vite [cavi da 16 a 185 mm 2 (da 3/0 a 400 AWG)] UDC+ U1 V1 W1 R- R+ UDC- U2 V2 W2 a b Cavo di alimentazione PE 8 N m (5,9 lbf ft) Cavo motore a. Collegare il cavo al morsetto. Serrare le viti a brugola con una coppia di N m (15 30 lbf ft). b. Collegare il morsetto al convertitore. Serrare con una coppia di N m (22 32 lbf ft). AVVERTENZA. Se la sezione del cavo è minore di 95 mm 2 (3/0 AWG), è necessario utilizzare un capocorda a crimpare. Cavi di sezione minore di 95 mm 2 (3/0 AWG) collegati a questo morsetto si allenteranno e potrebbero danneggiare il convertitore. Messa a terra della schermatura del cavo del motore al lato motore Per ridurre al minimo le interferenze da radiofrequenza mettere a terra la schermatura del cavo a 360 in corrispondenza della piastra passacavi della morsettiera del motore Messa a terra a 360 Guarnizioni di tenuta conduttive oppure mettere a terra il cavo intrecciando la schermatura in modo che, una volta appiattita, abbia una larghezza superiore a 1/5 della lunghezza. b > 1/5 a a b Installazione elettrica