INFORMATIVOS TÉCNICOS Versão de Teste VF-PS1/AS1

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1 INFORMATIVOS TÉCNICOS Versão de Teste VF-PS1/AS1 1

2 SUMARIO Informativos Técnicos Inversor VFPS1/AS Função Parada de Emergência (Safe Torque Off) Monitoração de variáveis Ligação Monofásica Inversores de Frequência Operação a três Fios Inversor de Frequência com motor Spindle Função EEPROM (Memoriza Parâmetros) Função GRU (Grupo Usuário Função Histórico) Alimentação do inversor pelo circuito CC Sinais analógicos 0-10V e 4-20mA Função Auto-Tunning ou Auto-Ajuste do Inversor Frenagem Dinâmica - db [db] Travamento do Eixo do Motor por Tempo definido Função Parada Livre - Coast Stop Função EASY Função Ciclo de Operação Função Bomba Seca / Correia Quebrada Programação do Encoder no AS1 / PS1 em Aplicações de Malha Fechada Informativo Técnico Curva S (PS1 e AS1) Parametrização e Ligação para Controle de Torque Sem Controle Regenerativo Filtros de Harmônicas Bobinamento Malha Fechada Parametrização do inversor AS

3 Informativos Técnicos Inversor VFPS1/AS1 1. Função Parada de Emergência (Safe Torque Off) Os inversores TOSHIBA possuem a função parada livre (Coast Stop), esta que é similar a função safe torque off, conforme a norma de segurança para sistemas mecânicos EN , visando que quando for acionado o botão de emergência o processo entra em uma parada por inércia e fica impedido a geração de qualquer tensão que possa dar continuidade ao ciclo de operação da máquina. Alem disso os inversores possuem outros modos de parada de emergência como, rampa de desaceleração ou frenagem DC, se enquadrando na norma IEC/EN e EN O inversor TOSHIBA atende aos requisitos IEC/EN61508 SIL2. O inversor TOSHIBA atende a categoria três da norma de segurança EN954-1 para sistemas mecânicos. O inversor TOSHIBA suporta os dois métodos de parada definidos no IEC/EN A Seguir veremos como instalar e parametrizar para que os inversores se adéquem a essas funções: Para todos os inversores ligue o botão de emergência entre os bornes externos do inversor S1 e CC como mostramos no esquema abaixo. 3

4 Obs: Qualquer outra entrada digital pode ser usada para obtermos a função Parada de Emergência basta alterar a parametrização de acordo com a entrada que irá utilizar. Nesse exemplo utilizaremos a entrada digital S1 em todos os casos. 1. A Função parada de emergência será habilitada através de um parâmetro que tem a finalidade de trocar a função de uma entrada digital, após essa parametrização um botão contato NF deverá ser instalado na entrada digital que foi alterada. F (S1 - Parada de Emergência) Obs: Ao utilizar a função de parada de emergência, você pode ainda escolher o modo de parada do processo como podemos ver no parâmetro abaixo: F603 = 1 (Parada por inércia) 2 (Parada por rampa de desaceleração) 3 (Parada por frenagem DC) 1.1 Monitoração de variáveis Os Inversores de Frequência TOSHIBA possibilitam a monitoração de variáveis no próprio display do aparelho. É possível escolher as variáveis a serem monitoradas, porém antes vamos analisar como funciona o acesso a esta função. Os Inversores seguem a ordem abaixo: 0.0 Frequência fr-f Monitoração auh Parâmetros 4

5 Como podemos observar os Inversores trabalham de maneira cíclica. Quando o aparelho é inicializado aparece 0.0 que é a frequência de saída, apertando o botão MODE Uma vez aparecerá auh, que é o primeiro parâmetro do inversor, para acessá-lo é necessário apertar o botão ENTER, ou seta para cima para acessar os outros parâmetros. Para acessar a monitoração é necessário apertar mais uma vez o botão MODE, onde aparecerá fr-f, e apertar seta para cima ou girar o potenciômetro para a direita para decorrer entre as variáveis, lembrando que não é necessário apertar o botão ENTER. 5

6 VF-PS1 f711 = Variável de monit. 01 (Quando aparecer fr-f apertar seta para cima uma vez, esta é a variável referente a este parâmetro). f712 = Variável de monit. 02 (Quando aparecer fr-f apertar seta para cima duas vezes)¹ f713 = Variável de monit. 03 (Quando aparecer fr-f apertar seta para cima três vezes)¹ f714 = Variável de monit. 04 (Quando aparecer fr-f apertar seta para cima quatro vezes)¹ ¹: Os demais parâmetros seguem o mesmo padrão do primeiro. Tabela de variáveis Valores a serem alterados nos parâmetros acima 6

7 VF-AS1 f711 = Variável de monit. 01 (Quando aparecer fr-f apertar seta para cima uma vez, esta é a variável referente a este parâmetro). f712 = Variável de monit. 02 (Quando aparecer fr-f apertar seta para cima duas vezes)¹ f713 = Variável de monit. 03 (Quando aparecer fr-f apertar seta para cima três vezes)¹ f714 = Variável de monit. 04 (Quando aparecer fr-f apertar seta para cima quatro vezes)¹ f715 = Variável de monit. 05 (Quando aparecer fr-f apertar seta para cima cinco vezes)¹ f716 = Variável de monit. 06 (Quando aparecer fr-f apertar seta para cima seis vezes)¹ f717 = Variável de monit. 07 (Quando aparecer fr-f apertar seta para cima sete vezes)¹ f718 = Variável de monit. 08 (Quando aparecer fr-f apertar seta para cima oito vezes)¹ ¹: Os demais parâmetros seguem o mesmo padrão do primeiro. Tabela de variáveis Valores a serem alterados nos parâmetros acima 7

8 1.2 Ligação Monofásica Inversores de Frequência Em alguns casos é necessário fazer a ligação do inversor trifásico em uma rede monofásica, seja em 220V, F1+F2, ou o cliente possui um inversor 220V que necessita ser ligado em uma rede 380/440V, F+N. Os inversores de Frequência possibilitam esta ligação, porém a partir de 3HP, os aparelhos perdem significamente o seu torque, então indicamos colocar uma ou duas potência acima do nominal para suprir a perda do torque. Deve-se levar em consideração a carga (normal ou pesada) e a potência. Em potências altas o correto é colocar duas classes acima e ainda adicionar banco de capacitores para atender as correntes do motor. Segue o esquema de ligação das duas situações, F1+F2 (220V) e F+N (380/440V). Alimentação monofásica: 220V Fase1+Fase2 380/440V Fase+Neutro Fase R/L1 S/L2 Inversor de Frequência TOSHIBA U V Motor Elétrico 3~ Fase/Neutro T/L3 W Fechamento do motor em 220V 1.3 Operação a três Fios A operação três fios é utilizada para situações em que a aplicação não possui chave retentiva, onde é necessário dar um pulso (botão pulsante) nos terminais de comando para colocar o inversor em operação. Em todos os casos alteramos a função de uma entrada digital para a função HD (Três fios) para que seja possível operar com botões pulsantes. 8

9 Operação a 3 fios elimina contatos de selo Abaixo veremos parametrizações e o diagrama de comando para cada inversor utilizando a operação a três fios. VFPS1/VFAS1 1. Altere os seguintes parâmetros: CMOD = 0 (Comando pelo bloco de terminais) F114= 50 (Função HD operação a 3 fios no borne RES) 2. Faça ligação conforme figura abaixo: 9

10 1.4 Inversor de Frequência com motor Spindle O que é o motor spindle AC? Os motores spindle são motores de altas velocidades, ou seja, necessita de altas freqüências. São utilizados principalmente em máquinas de usinagem manuais e CNC, polimento, etc. Estes motores variam de 6.000RPM até RPM, dependendo do fabricante e da aplicação. Geralmente estes motores possuem alta velocidade com baixo torque. A refrigeração pode ser realizada através da ventoinha traseira acoplada no eixo (auto ventilado), ar comprimido, ventoinha elétrica ou por meio líquido. Qual é a função do Inversor de Frequência? A utilização do Inversor de Frequência faz-se necessário para aumentar a rotação, ou seja, a frequência, pois a frequência da rede brasilera é de 60Hz e estes motores trabalham de 200 até 500Hz. Nos Inversores de Frequência TOSHIBA é necessário alterar os seguintes parâmetros: vl= (Programar a frequência nominal do motor spindle AC, no exemplo 200Hz) Obs.: Caso seja programado um valor abaixo da frequência nominal, poderá ocorrer a queima do motor. fh= (Programar a frequência máxima desejada, geralmente igual ao parâmetro vl) ul= (Programar a mesma frequência do parâmetro fh) Após realizar estas parametrizações, agora iremos realizar o AUTO-TUNING, que é a detecção automática das características elétricas do motor. Seguir a parametrização de acordo com a ordem abaixo: 10

11 1.5 Função EEPROM (Memoriza Parâmetros) Módulo de EEPROM Armazena a parametrização realizado no inversor e garante que a programação não será perdida, pois tem-se o backup desses parâmetros. Permite transferir parâmetros armazenados no módulo de memória EEPROM para o inversor e vice-versa. Benefícios: Fabricantes de Máquinas: Ótima função para fabricantes de máquinas, pois evita despesas com viagens de técnicos e possibilita ter sempre a programação da máquina segura. Usuário Final: Reduz as horas com máquina parada, auxilia nas informações em trocas de turno e também possibilita uma segurança caso algum operador de máquina altere algum parâmetro, você terá sempre a programação correta salva na memória EEPROM. Abaixo veremos a programação: 1. Realize a parametrização completa de acordo com sua aplicação, utilizando todos os parâmetros necessários. 2. Após realizar a parametrização completa, entre no parâmetro TYP e programe-o com o valor 7 que significa Salvar programação do usuário 3. Nesse momento você já possui a sua parametrização salva e segura, caso alguma coisa aconteça e seja necessário o reset de fábrica dos parâmetros, ou então se alterar algum parâmetro e começar a encontrar problemas em sua aplicação. Entre no parâmetro TYP e programe-o com o valor 8 que significa Carregar programação do usuário Função Memória EEPROM evita despesas com viagens de técnicos 11

12 1.6 Função GRU (Grupo Usuário Função Histórico) A função GRU tem como objetivo informar todos os últimos parâmetros que foram alterados no inversor, todos os inversores TOSHIBA possuem essa função de fácil acesso que simplifica a procura de erros na programação. Abaixo veremos a como devemos proceder: 1. Quando surgir a necessidade de saber os últimos parâmetros que foram alterados no inversor, aperte a tecla MODE e procure o parâmetro GRU e aperte ENTER. 2. Assim que entrar no parâmetro GRU aparecerá no display U---que é utilizado para separar um parâmetro e o seu respectivo valor, de um outro parâmetro. 3. Então aperte ENTER e aparecerá um parâmetro, anote-o e em seguida aperte a tecla ENTER novamente e então o valor que foi setado esse parâmetro aparecerá no display. 4. Aperte ENTER mais uma vez e novamente aparecerá a mensagem U--- que significa a separação de parâmetros e continuando dessa forma sucessivamente até aparecer no display o parâmetro GRU novamente, significa que todos os parâmetros alterados já foram visualizados. Dessa forma você tem em mãos todos os parâmetros alterados no seu inversor, fica muito mais fácil de fazer uma análise junto ao manual para verificar possíveis erros de parametrização ou até mesmo simplifica o pedido de um suporte técnico. 1.7 Alimentação do inversor pelo circuito CC Existem aplicações na qual o cliente possui tensão CC em seu pátio fabril e necessita utilizá-la para energizar o Inversor de Frequência e sair tensão AC, para alimentar o motor elétrico trifásico. Agora vejamos algumas definições. O que é tensão CC? Tensão CC significa tensão em corrente contínua, ou seja, não existe variação na frequência. Os elétrons matem o fluxo ordenado e sempre em uma mesma direção. Como exemplo de geradores de tensão CC temos as pilhas (1,2V e 1,5V) e baterias (9V, 12V e 24Vcc), porém a concessionária de energia elétrica pode aumentar esta tensão para valores maiores. Este 12

13 tipo de tensão possui dois pólos bem definidos (+) positivo e (-) negativo. Abaixo o gráfico característico da tensão DC. O benefício da tensão CC em relação a tensão CA é que a tensão CC é mais fácil de controlar, porém mais difícil de produzir, custo mais elevado na conta de energia elétrica e equipamentos com dimensionais construtivos maiores. O que é tensão CA? A tensão CA, mais conhecida como tensão alternada, diferentemente da tensão CC possui variação na frequência, ou seja, ora a corrente/tensão esta positiva e ora esta negativa, de acordo com a variação do tempo. É uma fonte de tensão mais fácil de produzir (usinas hidroelétricas, eólicas, termoelétricas, etc.) e mais utilizado, nas residências de todo território nacional e em 90% das fábricas. Vejamos o gráfico característico da tensão alternada. Onda Senoidal da tensão alternada Os benefícios da tensão CA em relação a tensão CC são: Custo mais barato; Fácil transmissão; Fácil produção; Equipamentos mais compactos e de fácil substituição, etc. 13

14 Como alimentar o inversor pela Tensão Contínua? Usualmente o Inversor de Frequência é alimentado pela tensão CA, que passa pela ponte retificadora, alimenta o banco de capacitores, já transformado em tensão CC, que por fim energiza os módulos IGBT s, transforma em CA de novo. Quando é realizada a alimentação CC, energizamos diretamente o banco de capacitores, conforme figura abaixo. R/L1 U S/L2 Inversor de Frequência TOSHIBA V Motor Elétrico 3~ T/L3 PA PC W Fechamento do motor em 220V ou 380/440V + - Alimentação CC: Vcc = Vca x 2 Vcc: Tensão contínua Vca: Tensão alternada da Rede Tensões de alimentação CC: 227 Vca = 320 Vcc 380 Vca = 536 Vcc 440 Vca = 620 Vcc A tensão do fechamento do motor deve ser igual a tensão CA do Inversor de Frequência. A potência da Fonte CC (kva) deve ser no mínimo igual ou superior a potência nominal do Inversor de Frequência. 1.8 Sinais analógicos 0-10V e 4-20mA Os Inversores de Frequência possibilitam a entradas/saídas analógicas de referência de 0-10V e 4-20mA, neste documento vamos explicar como realizar a programação e ajuste desta função em cada um dos nossos inversores. Vamos começar com as entrada analógicas. 14

15 VF-PS1/AS1 Terminais de entrada: RR/S4 (0-10V), VI/II (0-10 e 4-20mA) e RX ( V) Parâmetro referente à entrada analógica VI/II: f = 0 (Entrada de tensão) 1 (Entrada de corrente) Entradas Analógicas Principais parâmetros para ajustes das entradas analógicas: VI/II f201= 0% (Ganho 1 do terminal VI/II, 0V / 0mA) f202= 0.0 (Frequência 1 do terminal VI/II, geralmente é a frequência mínima de operação) f203= 100% (Ganho 2 do terminal VI/II, 10V / 20mA) aif2= 60.0 (Frequência 2 do terminal VI/II, geralmente é a frequência máxima de operação) RR/S4 f210 10= 0% (Ganho 1 do terminal RR/S4, 0V) f211 11= 0.0 (Frequência 1 do terminal RR/S4, geralmente é a frequência mínima de operação) f212 12= 100% (Ganho 2 do terminal RR/S4, 10V) avf2= 60.0 (Frequência 2 do terminal RR/S4, geralmente é a frequência máxima de operação) RX f216 16= 0% (Ganho 1 do terminal RX, 0V) Obs.: Variação de f217 17= 0.0 (Frequência 1 do terminal RX, geralmente é a frequência mínima de operação) f218 18= 100% (Ganho 2 do terminal RX, 10V) Obs.: Variação de f219 19= 60.0 (Frequência 2 do terminal RX, geralmente é a frequência máxima de operação) Lembrando: O terminal CCA é o comum da fonte interna do inversor (0V) e deverá ser interligado, quando utilizado, com o comum da fonte externa. 15

16 1.9 Função Auto-Tunning ou Auto-Ajuste do Inversor A Função Auto-Tunning ou Auto-Ajuste permite que o inversor configure algumas constantes do seu software de acordo com dados obtidos do motor elétrico conectado a ele. O inversor obtém estes dados injetando correntes e tensões no motor parado. Este auto-ajuste permite que o software do inversor otimize seu desempenho de acordo com as características específicas de cada motor elétrico conectado ao inversor. Em toda linha TOSHIBA o parâmetro que habilita o auto-tunning é: F400(F400) = 2 Mas antes de habilitar o auto-ajuste é necessário inserir no inversor alguns dados de placa do motor elétrico que está conectado a ele, e estes dados variam de modelo para modelo de inversor (como mostrado a seguir). O auto-tunning também deve ser realizado de preferência com o motor em vazio, em aplicações onde o motor já esteja acoplado à cargas com alta inércia, como a casa de máquinas de um elevador por exemplo, é preferível manter o padrão de fábrica e não fazer o auto-ajuste. Programação: F405 = kw (Informa a potência nominal do motor em kw) F406 = In (Informa a corrente nominal em Ampéres do motor) F407 = RPM (Informa o RPM nominal do motor) F400 = 2 (Habilita a função auto-tunning) Após alterar o parâmetro F400, é necessário mandar o inversor partir o motor, a princípio o motor não parte e aparece a mensagem Atn1, isto significa que o auto-tunning está sendo executado, quando a mensagem desaparecer e o motor de fato partir, estará finalizado o auto-ajuste. 2. Frenagem Dinâmica - db [db db] Travamento do Eixo do Motor por Tempo definido 16

17 Aplicação: Esta Função permite travar o eixo do motor elétrico por alguns segundos, além de ajudar na desaceleração do motor. É amplamente utilizada em elevadores prediais para evitar que a cabine do elevador quando chega no andar, desça criando um degrauzinho devido ao à demora na atuação do freio mecânico do elevador, com esta função eliminamos este degrau. Programação: F250 = 1,0Hz (Configura a Freqüência de início da injeção DC - no caso, quando o motor desacelera e atinge 1,0Hz, dá-se início a injeção DC só funciona se F342 = 0); F251 = 100% (Configura a quantidade de corrente a ser injetada na Frenagem Dinâmica no caso, 100% da corrente nominal do Inversor só funciona se F342 = 0); F252 = 2,0s (Configura o tempo de duração da Frenagem Dinâmica no caso, 2 segundos só funciona se F342 = 0); F342 = 0 (Configura o modo de funcionamento da frenagem dinâmica): - em 0 fica desabilitado, neste modo a frenagem dinâmica só funciona durante as desacelerações conforme descrito acima; - em 1 habilita lógica de freio (parâmetros F343/F344/F345/F346), só atua na partida sentido Frente; - em 2 habilita lógica de freio (parâmetros F343/F344/F345/F346), só atua na partida sentido Reverso; - em 3 habilita lógica de freio (parâmetros F343/F344/F345/F346, atua em ambos os sentidos; 2.1 Função Parada Livre - Coast Stop A Função Parada Livre Coast Stop, consiste em desacoplar eletronicamente o Inversor do Motor Elétrico a fim de que o motor possa parar livremente pela inércia da carga acoplada ao seu eixo sem executar a rampa de desaceleração do inversor ou para que o motor pare instantaneamente pela atuação no seu eixo de um freio mecânico ou pneumático sem desarmar o inversor. Esta função é muito utilizada em exaustores de caldeiras de grande porte cujo momento de inércia é muito alto e não requer parada rápida. Para habilitar esta função é necessário configurar uma entrada digital do inversor para a função ST Stand By, alguns inversores já possuem essa entrada digital pronta de fábrica programada para esta função e outros não. Funcionamento: Quando a entrada digital programada para a função ST estiver ativada o inversor fica habilitado para operar normalmente, e quando esta entrada é desativada, o inversor é totalmente desacoplado do motor elétrico, fazendo com que este pare livremente sem executar a rampa de desaceleração do inversor. Enquanto a entrada ST estiver desativada o inversor permanecerá desabilitado para operar o motor e a mensagem OFF fica sendo exibida no display. 17

18 Estes modelos não possuem uma entrada digital ST pronta de fábrica, desta forma a função Stand By está sempre habilitada virtualmente no parâmetro F110 = 6 (ST). Para acrescentar mais de uma função às entradas digitais nestes modelos é necessário utilizar parâmetros especiais da Função CLP - My Function. Para programar a parada livre é necessário alterar os seguintes parâmetros: CMOD = 0 (habilita comando remoto - entradas digitais F / R / S1 / S2 / S3 etc...) F110 = 0 (desabilita a função ST Stand By, virtualmente sempre ativada); F111 = 2 (função normal de fábrica do borne F = parte sentido frente); F112 = 4 (função normal de fábrica do borne R = parte sentido reverso); F900 = 1 (função que lê a entrada F, se está ou não ativada); F905 = 21 (função que soma sinal de F900 = F com o sinal de F973 = ST); F906 = 2 (função que lê a entrada R, se está ou não ativada); F911 = 22 (função que soma sinal de F906 = R com o sinal de F974 = ST); F973 = 6 (função que atribui a uma entrada virtual 1 a função ST); F974 = 6 (função que atribui a uma entrada virtual 2 a função ST); F977 = 2 (função que sempre habilita os F900s = CLP - My Function ); Funcionamento: Quando ativamos as entradas F ou R, habilitamos a função ST em conjunto e o inversor opera normalmente, quando desligamos os bornes F ou R, desabilitamos a função ST em conjunto e o motor para livremente sem executar a rampa de desaceleração do inversor, o display do inversor exibe a mensagem OFF todo o tempo em que F ou R permanecerem desativados. 2.2 Função EASY A Tecla EASY tem a função de objetivar a programação, basta apertar a tecla EASY e o usuário passa a visualizar e alterar somente os parâmetros básicos: CMOD = (Seleção do modo de comando) FMOD = (Seleção do modo de ajuste da frequência) ACC = (Rampa de aceleração) DEC = (Rampa de desaceleração) UL = (Frequência limite superior) LL = (Frequência limite inferior) THR = (Seleção da característica da proteção termo eletrônica nível 1) FM = (Ajuste do Medidor da saída analógica) F701 = (Seleção da unidade de corrente/tensão) PSEL = (Seleção de visualização dos parâmetros registrados) Dessa forma o usuário só terá contato com os parâmetros básicos, porém, essa lista pode ser alterada e expandida até 32 parâmetros de acordo com a programação desejada. Veja a seguir como fazê-lo: 18

19 A programação para expandir a lista até 32 parâmetros se encontra do F751 ao F782 Para conseguirmos alterar essa lista devemos procurar o número de comunicação do parâmetro que queremos na lista de parâmetros: Por exemplo: Se o usuário quiser colocar o parâmetro PT (Seleção do modo de controle V/F) na lista de parâmetros, ele deve pegar o numero de comunicação do parâmetro PT: Depois de anotar esse número de comunicação, devemos gravar no parâmetro relacionado à lista (F751 ao F782). A lista pode ser configurada de acordo com a aplicação do usuário, apenas seguindo esses procedimentos para adicionar qualquer outro parâmetro.. 19

20 Note que do parâmetro F751 ao parâmetro F758 já vem com um ajuste pré-definido que são os parâmetros básicos mencionados acima, porém eles também podem ser alterados. OBS: A função Easy corresponde ao parâmetro PSEL Portanto, se deixarmos o parâmetro PSEL em 0 a função EASY será desabilitada cada vez que o inversor for desligado. Se programarmos o PSEL em 1 a função EASY só será desabilitada manualmente e ainda teremos acesso ao modo standard, e se deixarmos em 2 somente visualizaremos o modo EASY. Uma grande diferença que temos entre o S15 e os outros modelos TOSHIBA é que o VFS15 já possui parametrizações feitas para algumas aplicações como mostramos abaixo: Por exemplo, se setarmos o parâmetro AUA em 6 na função easy aparecerá apenas 32 parâmetros relacionado a aplicação de bomba, lembrando que essa lista de parâmetros também pode ser alterada. 2.2 Função Ciclo de Operação Algumas máquinas trabalham em determinados ciclos, com diferentes velocidades em tempos pré-definidos. Para que o ciclo seja realizado, utilizam-se temporizadores ou CLPs programados para esta função. Com o Inversor de Freqüência TOSHIBA VFAS1, podemos programar ciclos com até 16 frequências de operação, podendo selecionar o sentido de rotação, a aceleração e o tempo que cada parte do processo irá durar.todo esse processo é realizado acionando-se apenas uma entrada digital. Assim, podemos eliminar dispositivos externos, e reduzir custos no projeto da máquina. 20

21 Funcionamento: Quando a entrada S1 for acionada, o motor rodará em 10Hz no sentido frente por 10 segundos, depois rodará em 20Hz no sentido reverso por 20s. Decorridos os últimos 10s, volta a 10Hz no sentido frente, e assim por diante, até a entrada S1 ser desabilitada. Programação: Sr1 = 10.0Hz (Velocidade 1) Sr2 = 20.0Hz (Velocidade 2) F115 = 38 (Habilita borne S1 para realizar a função ciclo de operação) F127 = 2 (Função F sempre acionada) F520 = 1 (Habilita Função Ciclo de Operação com tempos em s) F522 = 255 (Número de repetições = infinito) F523 = 1 (1ª parte será Sr1) F524 = 2 (2ª parte será Sr2) F540 = 10s (Tempo de duração da parte 1) F541 = 20s (Tempo de duração da parte 2) F560 = 1 (Habilita escolha do sentido de rotação, rampas, etc.) F561 = 0 (Velocidade Sr1 no sentido frente com ACC/DEC 1) F562 = 1 (Velocidade Sr2 no sentido reverso com ACC/DEC 1) 2.3 Função Bomba Seca / Correia Quebrada Nas aplicações de bombas é necessário ter o controle de quando a bomba estiver seca (sem carga) ou ocorrer avaria na correia. Com o desarme do inversor, a parte mecânica e o motor serão preservados, além da economia de energia elétrica, pois o motor não ficará consumindo corrente em vazio. Todos os Inversores de Frequência TOSHIBA possuem a função de detecção de baixa corrente, ou seja, sem carga. O inversor PS1 além de possuir esta função, também tem o controle de baixo torque, mas primeiro iremos verificar o controle de baixa corrente. Os parâmetros abaixo mostram como realizar a parametrização desta função: 21

22 Dspu / f701=1 (Parâmetros de corrente/tensão em % para Ampères/Volts) f610=1 (Habilita erro por baixa corrente) f611=a (Referência de corrente (abaixo deste valor considera-se baixa corrente))* f612=s (Tempo para desarma o inversor, ou seja, somente após este tempo de detecção de baixa corrente é que o inversor irá desarmar). O cliente deverá realizar o teste com o motor em vazio (sem carga) e verificar a corrente. Exemplo: In: 10A (Corrente nominal ou de trabalho) Iv: 8,5A (Corrente em vazio) f611: 9A (Corrente de referência) Neste caso, quando a corrente estiver abaixo de 9A, considera-se que esta sem carga ou com a correia quebrada e irá desarmar o inversor por uc. Parâmetros de detecção de baixo torque (Somente Inversor PS1) f651 51=1 (Habilita erro por baixo torque) f652 52=T (Referência de baixo torque em %)* f654 54=s (Tempo para desarma o inversor, ou seja, somente após este tempo de detecção de baixo torque é que o inversor irá desarmar) f =8 (Monitoração de torque pelo próprio inversor) 2.4 Programação do Encoder no AS1 / PS1 em Aplicações de Malha Fechada Os Inversores TOSHIBA TOSVERT VF-AS1 e VF-PS1 podem trabalhar com realimentação de sinal de Encoder. Para Isto é necessário uma placa opcional VEC004Z para ligação do Encoder no Inversor. O modelo mais comum de Encoder é o de 1024 pulsos, 2 fases A e B, com tensão de alimentação de 12Vdc (5-30Vdc). 22

23 Instalação da Placa VEC004Z e Ligação do Encoder A placa VEC004Z é embutida dentro do Inversor e disponibiliza 6 bornes de ligação conforme a figuras abaixo: OSB.: O ENCODER utilizado para ser ligado ao inversor deve ser de 8 fios (A, A(barrado), B, B(barrado), Z, Z(barrado), Vcc, 0V), porém para a ligação do ENCODER no inversor só serão utilizados 6 fios (A, A(barrado), B, B(barrado)) e os fios para alimentação do ENCODER (VCC, 0V). Como mostra a figura abaixo. Programação do Encoder Pt (pt) = 7 e 8 Habilita o modo Vetorial com Realimentação por Encoder; 7 (PS1): Controle apenas de Velocidade (só no PS1); 8 (AS1): Controle de Velocidade e/ou de Torque (só no AS1). F375 (F375) = 1024 Número de Pulsos do Encoder; F376 (F376) = 2 Número de fases do encoder (2 = A e B); F377 (F377) = 2 Habilita a detecção de falha do encoder para que o inversor desarme quando houver alguma falha no encoder; Caso se utilize Pt = 8, faz-se necessário programar uma entrada digital do inversor para determinar se o controle será de torque ou de velocidade, isto pode ser feito por exemplo programando F117 (Borne S3) = 112 ou 113; 23

24 Se 112 Borne S3 com CC: NA Controle de Velocidade e NF Controle de Torque; Se 113 Borne S3 com CC: NF Controle de Velocidade e NA Controle de Torque; O Controle de Velocidade utiliza o parâmetro FMOD para indicar a referência de velocidade, já o Controle de Torque utiliza o parâmetro F420 para indicar a referência de torque. P.S.: Caso ao partir o motor, ocorra algum desarme ou o Display pisque a indicação (C) - provavelmente o sentido de geração de pulsos do Encoder está invertido em relação ao sentido de rotação do motor e por isso será necessário ou inverter 2 fases do motor, ou inverter as fases do encoder: A com B e A(barrado) com B(barrado) na placa VEC004Z para que o encoder passe a gerar pulsos no mesmo sentido de rotação do motor. 2.5 Programação Mestre-Escravo via rede AS1-PS1 Para realizar a função de mestre-escravo nos inversores PS1/AS1, na norma RS485, 4-fios, é necessário um cabo RJ45, feito da forma especificada abaixo. Ligação do cabo RJ45: 24

25 Feita a ligação do cabo de rede, devemos inserir os parâmetros do inversor mestre: MESTRE/MASTER: FMOD 2 (Habilita o borne RR/S4, para uso de potenciômetro externo) F826 4 (Ajuste de Comunicação (4 - fios RS485), Mestre envia Frequência de saída) ESCRAVO/SLAVE: FMOD-6 (Habilita entrada de comunicação RS485 (4-fios)) F826-0 (Ajuste de comunicação (4-fios RS485), Escravo) Feita a programação, o cabo RJ45 deve ser ligado entre os inversores mestre e escravo. OBS.: Ao ligar o cabo RJ45 verificar se a extremidade do mestre está sendo ligada corretamente no inversor que foi programado para ser o mestre, o mesmo deve ser verificado para o escravo. 25

26 Note que os inversores ainda não estão fazendo a comunicação, pois devem ser desligados e ligados novamente para funcionar a comunicação via rede. OBS.: Não é necessário parametrizar novamente os inversores. Para alterar o valor da frequência do escravo, para ser metade do valor da frequência do mestre, alteramos os seguintes parâmetros: F810 2 ( Habilite modo de freqüência pela RS485 ) F814 Hz (Ajustar próximo a 50% da frequência do Mestre) OBS.: No parâmetro F814 podemos alterar a frequência máxima do inversor, para fazer uma relação entre o valor de frequência do mestre com o valor de freqüência do escravo, exemplo: Se programarmos o mestre para chegar a uma freqüência de 60Hz ( FH / UL ) e o escravo para chegar a uma freqüência de 45Hz ( F814 ), quando o inversor mestre chegar a 60Hz o escravo irá chegar a uma frequência de 45Hz. Quando for necessária a ligação de mais escravos comandados por um mestre, o cabo de rede deve ser feito, como na figura abaixo, que também pode ser encontrado no manual pág. B14 (AS1) e pág. B16 (PS1). Lembrando que devem ser parametrizados os próximos inversores como escravo, e alterar o parâmetro F802 de cada inversor, exemplo: 26

27 1 ESCRAVO: F ESCRAVO: F ESCRAVO: F Informativo Técnico Curva S (PS1 e AS1) Em muitas aplicações, para melhor desempenho do sistema é utilizado à curva S. Além de melhorar, esta função evita trancos mecânicos, por suavizar a aceleração e desaceleração do sistema. A curva S é muito utilizada nas seguintes aplicações: Elevação (no nivelamento da cabine); Ventilação; Ponte rolante; Nos inversores VFPS1 e AS1 os parâmetros a serem alterados são: F502 = 1 (Curva S para Aceleração / Desaceleração 1) F506 = 10 (% do atraso do limite inferior da aceleração 0 50%) F507 = 10 (% do atraso do limite superior da aceleração 0 50%) F508 = 10 (% do atraso do limite superior da desaceleração 0 50%) F509 = 10 (% do atraso do limite inferior da desaceleração 0 50%) Análise o gráfico abaixo: Utilizando a monitoração do software PCM001Z, onde foram realizados testes com motor foram obtidos os seguintes resultados: Gráfico sem a curva S: 27

28 Gráfico com delay de 10%, 30% e 50% respectivamente: 28

29 Perceba a diferença das rampas de aceleração e desaceleração em relação a aplicação que não possui a curva S. 2.7 Parametrização e Ligação para Controle de Torque Sem Controle Regenerativo Ligação da Borneira Externa Para realizar a aplicação de controle de torque em malha aberta é necessário utilizar dois potenciômetros, o primeiro para ajuste do controle de frequência (borne RR/S4) e o segundo para ajuste do torque (borne VI/II) e por fim uma chave para partida e parada do inversor (bornes F ou R). Veja ligação na figura abaixo. Parâmetros para Bobinamento (Malha Fechada) Sem torque regenerativo 29

30 Nesta parametrização é feito o controle de frequência pelo borne RR/S4 e o controle de torque pelo borne VI/II. Parâmetros Valor Descrição Cnod Fnod 0 Habilita controle de partida por comando externo 2 Ajuste de Frequência pelo borne RR/S4 pt 12 Controle de torque Malha Aberta (Sernsorless) Ulu X Tensão de saída do inversor Dspu 1 Visualização dos parâmetros de corrente em (A) e tensão em (V) F405 X Potência do Motor (Dados da Plaqueta do Motor) F406 X Corrente Nominal do Motor (Dados da Plaqueta do Motor) F407 X RPM Nominal do Motor (Dados da Plaqueta do Motor) F440 1 Controle de Torque Pelo Borne VI/II F714 8 Monitoramento do Torque (Q) F400 2 Auto-tunning do Motor Lembrando que na primeira partida do inversor será feito o Auto-Tunning do Motor, então quando o inversor for habilitado à partida aparecerá por alguns segundos no display (At-n) significa que esta reconhecendo alguns dados do motor, após o Auto-Tunning o motor parti normalmente. Parametrização e Ligação para Controle de Torque Com Controle Regenerativo Ligação da Borneira Externa Para fazer o controle de torque regenerativo é necessário adicionar um terceiro potenciômetro (borne RX). 2.1 Parâmetros para Bobinamento (Malha Fechada) Com torque regenerativo Para habilitar o borne RX para controle de torque regenerativo, o parâmetro F442 deve ser selecionado para 3. Veja abaixo a tabela completa de parâmetros. Parâmetros Valor Descrição Cnod Fnod 0 Habilita controle de partida por comando externo 2 Ajuste de Frequência pelo borne RR/S4 pt 12 Controle de torque Malha Aberta (Sernsorless) Ulu X Tensão de saída do inversor Dspu 1 Visualização dos parâmetros de corrente em (A) e tensão em (V) F405 X Potência do Motor (Dados da Plaqueta do Motor) F406 X Corrente Nominal do Motor (Dados da Plaqueta do Motor) F407 X RPM Nominal do Motor (Dados da Plaqueta do Motor) F440 F442 F714 F400 1 Controle de Torque Pelo Borne VI/II 3 Controle do Torque Regenerativo Borne RX 8 Monitoramento do Torque (Q) 2 Auto-tunning do Motor 30

31 Lembrando que na primeira partida do inversor será feito o Auto-Tunning do Motor, então quando o inversor for habilitado à partida aparecerá por alguns segundos no display (At-n) significa que esta reconhecendo alguns dados do motor, após o Auto-Tunning o motor parti normalmente. Segue abaixo uma figura ilustrando o controle do torque regenerativo. Note que quanto maior o torque regenerativo, maior será o torque feito no sentido contrário do motor. Teste de Aplicação Conforme aumentar o diâmetro da bobina, será exigido um torque menor, então este torque pode ser ajustado de modo manual, com o potenciômetro extremo sul intalado no borne VI/II. D 31

32 2.8 Filtros de Harmônicas A compatibilidade eletromagnética (EMC) é o ramo das ciências elétricas que estuda a geração não intencional, propagação e recepção de energia eletromagnética, com efeitos indesejados. A esta interferência eletromagnética damos o nome de EMI. Os estudos da EMC visam que os equipamentos ou sistemas não tenham sua função comprometida por interferências externas. As normas correspondentes são: Norma européia: IEC/EN , C2 (Classe 2) (200 0,4~2,2 kw e 400V 0,75~3,7 kw) Norma européia: IEC/EN , C3 (Classe 3) Outra interferência que temos na área da elétrica é a RFI (interferência por rádio freqüência) e também está contida na EMC. Muitas empresas que trabalham com licitações, pedem em sua especificação o filtro RFI. As fontes da interferência por rádio frequência são: Transmissões sem fio e de freqüência de rádio; Receptores de rádio e televisão; Equipamentos industriais, científicos e médicos (ISM); Circuitos digitais de processamento, tais como microcontroladores. Sempre verifique no manual quais são os filtros já embutidos nos nossos inversores e sempre consulte o site da Toshiba ( para saber se os filtros específicos são opcionais ou não. Obs.: Os inversores que possuem filtro básico não se enquadram em nenhuma norma IEC. Exemplo de filtros opcionais (RFI) nos inversores VFPS1: 32

33 Desenho do filtro RFI: Diagrama de instalação do filtro: 33

34 2.9 Bobinamento Malha Fechada Parametrização do inversor AS1 1. Instalação da Placa VEC004Z 34

35 2. Ligação da Borneira Externa 3. Parâmetros para Bobinamento (Malha Fechada) Nesta parametrização é feito o controle de frequência pelo borne RR/S4 e o controle de torque pelo borne VI/II. 3.1 Parametrização Auto-Tunning Primeiramente deve ser feito o Auto-Tunning do Motor, para isso altere os parâmetros conforme tabela abaixo, logo após ser parametrizado o inversor deve ser habilitado a partir, pois só assim o auto-tunning é concluído (At-n). Parâmetros Valor Descrição Cnod Fnod 0 Habilita controle de partida por comando externo 2 Ajuste de Frequência pelo borne RR/S4 Ulu X Tensão de saída do inversor F405 X Potência do Motor F406 X Corrente Nominal do Motor F407 X RPM Nominal do Motor F400 2 Auto-tunning do Motor 3.2 Parametrização Controle de Torque 35

36 4. Após o Auto-Tunning ser concluído, desabilite a entrada de partida do inversor e altere os parâmetros de torque em malha fechada. Parâmetros Valor Descrição PT 8 Controle de torque (malha fechada) Dspu 1 Visualização dos parâmetros de corrente em (A) e tensão em (V) F Habilita Borne S3 para para switching F377 2 Detecção de falha na ligação do encoder F375 X Número de pulsos do encoder (12 ~ 9999) F405 X Potência nominal do Motor F406 X Corrente Nominal do Motor F407 X RPM nominal do Motor F420 F423 F440 F442 F714 1 Comando do Controle de Torque Pelo Borne VI/II 1 Controle do Torque Pelo Borne VI/II 1 Controle de Torque Pelo Borne VI/II 1 Controle Regenerativo de Torque Pelo Borne VI/II 8 Monitoramento do Torque (Q) Obs.: Em relação ao parâmetro F442 deve ser avaliado se é necessário ser utilizado, pois este se refere a um torque regenerativo, vide maiores informações no item Teste de Aplicação Após ser parametrizado o inversor, teste a aplicação habilitando a partida do motor, para isso feche os contatos entre F e CC (ou R e CC ), depois altere com o potenciômetro a frequência e o torque do inversor, caso a frequência do inversor não ultrapasse 3Hz, deve ser feita a seguinte alteração na ligação da placa VEC0004Z. Fase: A B (inverter as fases A e B) Fase: A/ B/ (inverter as fases A/ e B/) Se mesmo assim o controle de torque não estiver funcionando, devem ser avaliadas as seguintes situações: Ligação da placa VEC004Z (Fases do encoder) Parametrização do Inversor Testar os pulsos do encoder em osciloscópio Verificar ligação do motor Verificar a ligação e funcionamento dos potenciômetros Caso todas as opções acima forem conferidas e aprovadas, volte os parâmetros do inversor aos de fábrica (TYP = 3), e siga novamente a parametrização do inversor (item 2.). 36

37 Para monitorar o torque do inversor pressione MODE até encontrar FR-F no inversor, depois pressione a seta para cima até encontrar a indicação q no inversor, esta que monitora a porcentagem de torque. 5. Controle de Frequência e Torque no Mesmo Potenciômetro Para alterar a frequência e torque do inversor pelo mesmo potenciômetro (RR/S4) deve ser feita a seguinte parametrização. Parâmetros Valor Descrição PT 8 Controle de torque sensorless (malha fechada) Dspu 1 Visualização dos parâmetros de corrente em (A) e tensão em (V) F Habilita Borne S3 para para switching F377 2 Detecção de falha na ligação do encoder F375 X Número de pulsos do encoder F405 X Potência nominal do Motor F406 X Corrente Nominal do Motor F407 X RPM nominal do Motor F420 F423 F440 F442 F714 2 Comando do Controle de Torque Pelo Borne RR/S4 2 Adição do Tensionamento em relação ao toque pelo borne RR/S4 2 Controle de Torque Pelo Borne RR/S4 2 Controle Regenerativo de Torque Pelo Borne RR/S4 8 Monitoramento do Torque (Q) 6. Ajuste do Torque Regenerativo O parâmetro F442 refere-se ao controle regenerativo de torque, este controle pode gerar um torque no sentido contrário, fazendo com que o eixo do motor permaneça parado ou o motor terá tendência de reverter o sentido de giro, com um baixo torque. 37