8.4 Parameter
8.5.3 Überwachungs- und Schutzfunktionen
Der Umrichter ist bei unzulässigen Betriebszuständen und Fehlfunktionen der
Hardwarekomponenten hardware- und softwareseitig gegen Fehler und Schäden geschützt.
Die Kontrollelemente gewährleisten einerseits die interne, mikroprozessorgesteuerte Überwachung und andererseits die Fernüberwachung des Geräts.
8.5.3.1 Isolationsüberwachung
Der Umrichter wird erdfrei über ein IT-Netz betrieben. Damit darf genau ein Erdschluss auftreten, ohne dass der Betrieb des Umrichters eingestellt werden muss.
Hinweis
Ein zweiter Erdschluss führt zu einem Ausfall des Umrichters.
Aus Sicherheitsgründen ist es jedoch erforderlich einen solchen Erdschluss zu erfassen, um unzulässige Berührungsspannungen am Umrichter auszuschließen. Deshalb ist der Umrichter mit einer Isolationsüberwachung (A-Isometer) ausgerüstet, die den Isolationszustand des Umrichters einschließlich des Motors ständig überwacht.
In jedem leitend verbundenen IT-System darf nur ein Isometer angeschlossen sein. Das A-Isometer passt die Überwachung automatisch an die Netzableitkapazität an. Das A-A-Isometer ist zwischen dem ungeerdeten Netz und dem Potenzialausgleichsleiter (PE) angeschlossen.
Vor Isolations- und Spannungsprüfungen klemmen Sie die Messleitungen des A-Isometers für die Dauer der Prüfung im Netz ab.
Selbsttest
Das A-Isometer führt unter folgenden Voraussetzungen einen automatischen Selbsttest durch:
● Wenn der Isolationswiderstand des Netzes > 20 MΩ beträgt
● Alle 24 Stunden, wenn ein Ausgangsrelais zur Systemfehlermeldung vorgewählt wurde.
Anschlussüberwachung
Die Anschlüsse zum Netz und zur Erde (PE) werden permanent überwacht. Wenn die Leitungen unterbrochen, nicht angeschlossen oder sehr hochohmig sind, wird dies auf dem LCD-Display angezeigt. Prüfen Sie in diesem Fall umgehend die Anschlussleitungen, da der Isolationswiderstand nicht ordnungsgemäß gemessen wird.
In neuen oder kleinen IT-Netzen kann der lsolationswiderstand im Bereich > 20 MΩ liegen. Um die Meldung auszuschalten, schalten Sie im Setup2 die Anschlussüberwachung aus. Mit dem A-Isometer wird der Isolationswiderstand des Umrichters überwacht.
Folgende Grenzwerte werden überwacht:
● Grenzwert 1: Isolationswiderstand < 500 kΩ = Meldung 1 (Warnung)
Die Meldungen werden an den Starter und am Bedienfeld ausgegeben. Weitere Informationen zur Verdrahtung finden Sie im Schaltbuch.
8.5.3.2 Unterspannungsauslösung des Leistungsschalters
Bei schweren Fehlern, z. B. Überladung im Zwischenkreis wird der Umrichter durch die Sicherheitsabschaltung schnellstmöglich in einen spannungsfreien Zustand geschaltet.
WARNUNG
Lebensgefahr durch Restspannungen an den Ausgangsklemmen
Mit dieser Funktion kann weder sichergestellt werden, dass der Antrieb sofort steht, noch dass keine Restspannungen mehr an den Ausgangsklemmen und innerhalb des Geräts anstehen.
Hohe Spannungen können bei unsachgemäßer Handhabung oder bei Missachtung der Sicherheitsregeln zum Tode oder zu schweren Körperverletzungen führen.
● Halten Sie stets "Die fünf Sicherheitsregeln (Seite 17)" ein.
Die Abschaltung des Leistungsschalters wird über die Schützsicherheitskombination ausgelöst.
Um die Drahtbruchsicherheit für den LS-AUS-Befehl zu gewährleisten, muss der
anlagenseitige Leistungsschalter zwingend mit einer Unterspannungsauslösung ausgerüstet sein. Bei einem LS-AUS-Befehl durch die Überspannungsauslösung wird der
Leistungsschalter drahtbruchsicher ausgeschaltet.
8.5.3.3 Zwischenkreiskurzschließer
Wenn bei schweren Störungen eine Überspannung auftritt, die mit Öffnen des
Leistungsschalters und der Impulssperre der Maschine nicht beherrscht werden kann, zündet der Kurzschließer.
Mit der Zündung der Kurzschließerthyristoren wird immer der Leistungsschalter ausgeschaltet.
Nach Zündung der Thyristoren wird eine Rückmeldung an die Regelung ausgegeben.
Ansteuerung und Rückmeldung der Thyristoren werden über Lichtwellenleiter gesteuert.
Der Kurzschließer wird durch den Power Stack Adapter gezündet.
Die Widerstände nehmen die im Zwischenkreis gespeicherte Energie auf und begrenzen den Strom. Bei Fehlauslösungen wird das Stoßmoment für die noch drehende Maschine durch die Widerstände begrenzt.
WARNUNG
Lebensgefahr durch Defekt am Kurzschließer
Bei einem Defekt des Kurzschließers verlängert sich die Entladezeit erheblich. Hohe Spannungen führen bei unsachgemäßer Handhabung oder bei Missachtung der sicherheitsrelevanten Hinweise zum Tode oder zu schwerer Körperverletzung.
● Öffnen Sie die Türen niemals gewaltsam während der Entladungszeit der Zwischenkreiskondensatoren.
● Beachten Sie immer die fünf Sicherheitsregeln (Seite 17).
8.5.3.4 Vdc-max-Regelung
Die Vdc-max-Regelung erlaubt den (eingeschränkten) Bremsbetrieb eines Antriebs mit Diodeneinspeisung auf den Zwischenkreis. Beim Bremsbetrieb liefert die Maschine Energie zurück in den Zwischenkreis. Eine Diodeneinspeisung ist jedoch prinzipbedingt nicht in der Lage diese Energie in das Netz zurückzuspeisen. Der Vdc-Regler steuert die
Energierücklieferung aus der Maschine, sodass gerade die Verluste des Antriebsystems gedeckt werden und die Zwischenkreisspannung einen Höchstwert nicht übersteigt. Eine eventuelle Störabschaltung wegen zu kurz eingestellter Bremsrampen wird vermieden. Der Antrieb wird geführt stillgesetzt. Dadurch verlängern sich gegebenenfalls die Rücklaufzeiten.
Einstellparameter
Parame‐
ter Funktion Einstellbereich
p1240 Vdc_Regler Konfiguration 0 ... 3
Werkseinstellung: 1
Einstellung der Konfiguration des Reglers für den Spannungszwischenkreis (Vdc-Regler).
Werte:
0: Vdc-Regler sperren 1: Vdc-max-Regler frei geben
Um die Zwischenkreisspannung unterhalb der maximalen Grenze zu halten, erhöht der Vdc-max-Reg‐
ler die Rücklaufzeiten automatisch.
Parame‐
ter Funktion Einheit
p1242 Vdc_max_Regler Einschaltpegel V Anzeige des Einschaltpegels für den Vdc-max-Regler.
Parame‐
ter Funktion Einstellbereich
p1243 Vdc_max_Regler Dynamikfaktor 10 ... 200 %
Werkseinstellung: 100 % Einstellung des Dynamikfaktors für den Vdc-max-Regler.
100 % bedeutet, dass folgende Parameter entsprechend ihrer Grundeinstellungen verwendet werden.
Die Verwendung basiert auf einer theoretischen Regleroptimierung.
● p1250, Verstärkung
● p1251, Nachstellzeit
● p1252, Vorhaltezeit
Wenn eine nachträgliche Optimierung notwendig ist, kann diese über den Dynamikfaktor eingestellt werden. Dabei werden die Parameter p1250, p1251, p1252 mit dem Dynamikfaktor p1243 bewertet.
Parame‐
ter Funktion Einstellbereich
p1250 Vdc_Regler Proportionalverstärkung 0.00 ... 10.00
Werkseinstellung: 1.00 Anzeige des Einschaltpegels für den Vdc-max-Regler.
Parame‐
ter Funktion Einstellbereich
p1251 Vdc_Regler Nachstellzeit 1 ... 1000 ms
Werkseinstellung: 40 ms Einstellung der Nachstellzeit für den Vdc-Regler.
Die wirksame Nachstellzeit ergibt sich unter Berücksichtigung von p1243.
Parame‐
ter Funktion Einstellbereich
p1252 Vdc_Regler Vorhaltezeit 1 ... 1000 ms
Werkseinstellung: 1 ms Einstellung der Vorhaltezeit für den Vdc-Regler.
Die wirksame Vorhaltezeit ergibt sich unter Berücksichtigung von p1243.
Parame‐
ter Funktion Einstellbereich
p1254 Vdc_max_Regler Automatische Erfassung
EIN-Pegel 1 / 0
Werkseinstellung: 0
Aktiviert / deaktiviert die automatische Erfassung des Einschaltpegels für den Vdc-max-Regler.
Werte:
0: Automatische Erfassung gesperrt.
1: Automatische Erfassung frei gegeben.
Einstellungen
Der Parameter p1240 fungiert als Freigabe:
● 0: Regler gesperrt,
● 1: Regler frei gegeben.
Mit p1242 legen Sie den Einsatzpunkt des Vdmax-Reglers fest. Der Einsatzzeitpunkt ist der Maximalwert der Zwischenkreisspannung, der nicht überschritten wird. Wenn die
Zwischenkreisspannung unterhalb des Einsatzpunkts liegt, bleibt der Regler inaktiv. Die Reglerverstärkung kann mit p1250 verändert werden. Solange der Vdc_max_Regler eingreift, ist die eingestellte Rücklauframpe nicht aktiv. Die Rücklaufzeit erhöht sich hierbei mit der überschüssigen kinetischen Energie des Antriebsstrangs.
8.5.3.5 Lüfterüberwachung
Die Lüfterüberwachung gewährleistet den sicheren Betrieb des Geräts. Wenn die Kühlung nicht ausreichend ist, wird eine Warnung ausgegeben.
Der redundante Lüfter schaltet sich hinzu.
8.5.3.6 Drehzahlüberwachung mit Inkrementalgeber
Eine permanente Drehzahlüberwachung ermöglicht eine Motorkontrolle ohne Geber. Unter folgenden Voraussetzungen können Sie zusätzliche Inkrementalgeber nachrüsten:
● Wenn höher performante Anwendungen, wie Lagerregelung, eine permanente Drehzahlkontrolle erfordern.
● Bei lang andauernden Anwendungen mit geringen Drehzahlen.
8.5.3.7 Gesteuertes Stillsetzen, NOT-AUS Kategorie 1
Die Funktion NOT-AUS zum gesteuerten Stillsetzen setzt den Antrieb über Schnellhalt an einer zu parametrierenden Rücklauf-Rampe still.
Hinweis
Ohne Braking Module wird der Antrieb beim gesteuerten Rücklauf nur mit sehr geringem Bremsmoment stillgesetzt. Je nach Lastmaschine kann der Rücklauf erhebliche Zeit dauern.
Anschlüsse des NOT-AUS Tasters
Die Kontakte des NOT-AUS Tasters sind mehrheitlich in den Ansteuerkreis des
Leistungsschalters eingebunden. Die zwei verbleibenden Öffnerkontakte des NOT-AUS Tasters sind auf die Klemmenleiste geführt.
Not-AUS Taster Wo verbunden
=.LA-S31:11-12
Wenn gebrückt STOPP; wenn nicht gebrückt NOT-AUS (bewirkt sofortigen Aus-Befehl an den Leistungsschalter)
=.LA-S31:51-52 NOT-AUS Kunde =.LA-X51:1, 2
=.LA-S31:61-62 Erregereinrichtung =.LA-X51:3, 4 Max. anschließbarer Querschnitt: 4 mm² (AWG 10)
Weitere Hinweise entnehmen Sie den Stromlaufplänen im Kapitel "Schaltbuch" Ihrer Betriebsanleitung.
8.5.3.8 Wiedereinschaltautomatik
Der Umrichter wird nach einem Netzausfall und erfolgter Netzwiederkehr, auch nach beliebig langen Netzausfällen, automatisch wieder zugeschaltet. Anstehende Warnungen werden durch die Wiedereinschaltautomatik quittiert und der Antrieb wird wieder angefahren.
Voraussetzungen
Damit der Umrichter zugeschaltet werden kann, müssen folgende Randbedingungen erfüllt sein:
● Die Hilfseinspeisungen dürfen nicht ausfallen
● Die Spannungsversorgung der Lüfter, der Kühlmittelpumpen, sowie der Steuerung und Regelung muss aufrechterhalten bleiben.
Wenn die Haupteinspeisung ausfällt, wird Impulssperre ausgelöst. Der Zwischenkreis wird für kurze Zeit über die Vorladung gestützt.
Anfahren des Antriebs aus dem Stillstand heraus
Diese Funktion eignet sich für Antriebe mit kleinen Trägheitsmomenten und Lastmomenten, die den Antrieb innerhalb von Sekunden zum Stillstand kommenlassen, z. B. Pumpenantriebe mit anstehenden Wassersäulen.
Anfahren des Antriebs mit der Funktion "Fangen"
Diese Funktion kann zusätzlich aktiviert werden. Die Funktion eignet sich für Antriebe mit großen Trägheitsmomenten (z. B. Lüfterantriebe). Mit dieser Funktion lässt sich auf den noch drehenden Motor zuschalten.
Ausfall der Haupteinspeisung
Beim Ausfall der Haupteinspeisung gibt es folgende Möglichkeiten:
● Der eingangsseitige Leistungsschalter ist noch eingeschaltet.
Wenn das Mittelspannungsnetz wiederkehrt, steigt die Zwischenkreisspannung an.
Der Anstieg der Zwischenkreisspannung wird von der Regelung und Steuerung erkannt.
Beim Überschreiten eines Schwellwerts wird der Betrieb wieder aufgenommen.
● Der eingangsseitige Leistungsschalter hat abgeschaltet.
Nach einer festen, parametrierbaren Zeit erhält der Leistungsschalter einen "EIN-Befehl".
Das System prüft dann die Zwischenkreisspannung.
Wenn die Zwischenkreisspannung weiter abfällt, wird das Gerät abgeschaltet.
Wenn die Zwischenkreisspannung ansteigt, wird beim Überschreiten eines Schwellwerts der Betrieb wieder aufgenommen.
Hinweis
Einschränkung beim Umrichterbetrieb über das Bedienfeld im LOCAL-Mode
Die Funktion Wiedereinschaltautomatik kann nicht zusammen mit dem Bedienfeld im LOCAL-Mode betrieben werden.
Beim Betrieb im LOCAL-Mode nimmt das Bedienfeld den "EIN-Befehl" an den Leistungsschalter zurück, wenn eine Störung AUS1, AUS 2 oder AUS 3 auftritt.