3. Guia de escolha 2
Inversores de freqüência
para motores assíncronos 2
Aplicações Variação de velocidade para motores assíncronos
Área de aplicação Construção (HVAC) (1) Indústria
Tipos de máquinas Bombas e ventiladores Máquinas simples Máquinas simples
Bombas
Faixa de potências para rede 50…60 Hz (kW) 0,75…30 0,18…2,2 0,18…15
Monofásica 100…120 V (kW) – 0,18…0,75 –
Monofásica 200…240 V (kW) – 0,18…2,2 0,18…2,2
Trifásica 200…230 V (kW) – 0,18…2,2 –
Trifásica 200…240 V (kW) 0,75…30 – 0,18…15
Trifásica 380…480 V (kW) 0,75…75 – –
Trifásica 380…500 V (kW) – – 0,37…15
Trifásica 525…600 V (kW) – – 0,75…15
Acionamento Freqüência de saída 0,5…200 Hz 0,5…200 Hz 0,5…500 Hz
Tipo de controle Motor assíncrono Controle vetorial de fluxo sem Controle vetorial de fluxo sem realimentação
realimentação, relação tensão/
freqüência (2 ou 5 pontos),
relação economia de energia
Motor síncrono – –
Sobreconjugado transitório 110% do conjugado nominal 150…170% do conjugado 180% do conjugado nominal
do motor nominal do motor do motor durante 2 segundos
Funções
Número de funções 50 26 50
Número de velocidades pré-selecionadas 7 4 16
Número de Entradas analógicas 2 1 3
entradas/saídas Entradas lógicas 3 4 6
Saídas analógicas 1 – 1
Saídas lógicas – 1 –
Saídas a relé 2 1 2
Comunicação Integrada Modbus – Modbus e CANopen
Opcional LONWORKS, METASYS N2, – Ethernet TCP/IP, DeviceNet,
APOGEE FLN, BACnet Fipio, Profibus DP
Placas (opcional) – – –
Normas e certificações IEC/EN 61800-5-1, IEC/EN 61800-3 (ambientes 1 e 2)
EN 55011: grupo 1, classe A e EN 55011: grupo 1, classe A EN 55011: grupo 1, classe A e
classe B com opcional. e classe B. classe B com opcional.
e, UL, CSA, C-Tick, NOM 117 e, UL, CSA, C-Tick, N998 e, UL, CSA, C-Tick, N998
Referências ATV 21 ATV 11 ATV 31
Páginas 16 e 17 Consultar os catálogos “Partidas integradas de motores e
Inversores de freqüência”
(1) Heating Ventilation Air Conditioning
2
4. 2
2
Bombas e ventiladores Máquinas modulares complexas, máquinas de potência elevada
Máquinas que exigem conjugado e precisão em velocidade mínima, como também,
dinâmica elevada
0,37…630 0,37…500
– –
0,37…5,5 0,37…5,5
– –
0,75…90 0,37…75
0,75…630 0,75…500
– –
– –
0,5…1000 Hz até 37 kW, 0,5…500 Hz de 45 a 630 kW 1…1600 Hz até 37 kW, 1…500 Hz de 45 a 500 kW
Controle Vetorial de Fluxo sem realimentação, Controle Vetorial de Fluxo com ou sem realimentação,
relação tensão/freqüência (2 ou 5 pontos), relação tensão/freqüência (2 ou 5 pontos), ENA System
relação economia de energia
– Controle Vetorial sem retorno de velocidade
110…120% do conjugado nominal do motor durante 220% do conjugado nominal do motor durante 2 segundos
60 segundos 170% durante 60 segundos
> 100 > 150
8 16
2…4 2…4
6…20 6…20
1…3 1…3
0…8 0…8
2…4 2…4
Modbus e CANopen
Ethernet TCP/IP, Fipio, Modbus Plus, INTERBUS, Profibus DP, Ethernet TCP/IP, Fipio, Modbus Plus, INTERBUS, Profibus DP, Modbus/Uni-Telway,
Modbus/Uni-Telway, DeviceNet, LONWORKS, METASYS N2, DeviceNet
APOGEE FLN, BACnet
Placas de extensão de entradas/saídas, Placas de interface do encoder, placas de extensão de entradas/saídas,
placa programável “Controller Inside”, placa programável “Controller Inside”
placas multibomba
IEC/EN 61800-5-1, IEC/EN 61800-3 (ambientes 1 e 2, C1 a C3), EN 55011, IEC/EN 61000-4-2/4-3/4-4/4-5/4-6/4-11
e, UL, CSA, DNV, C-Tick, NOM 117, GOST
ATV 61 ATV 71
Consultar o catálogo “Inversores de freqüência Altivar 61” Consultar o catálogo “Inversores de freqüência Altivar 71”
3
5. Apresentação Inversores de freqüência
para motores assíncronos 0
Altivar 21
Aplicações
O Altivar 21 é um inversor de freqüência para motores assíncronos trifásicos de
0,75 kW a 75 kW.
O inversor foi projetado para aplicações de gestão de fluidos em edifícios industriais
e comerciais (HVAC “Heating Ventilation Air Conditioning”):
b ventilação,
b climatização,
b bombeamento.
O inversor de freqüência Altivar 21 melhora consideravelmente a gestão de edifícios
através de:
b significativa economia de energia,
b simplificação dos circuitos, eliminando válvulas e dispositivos para controle de
fluxo,
b redução da poluição sonora,
b flexibilidade e facilidade de regulagem das instalações.
Aplicação de ventilação O inversor de freqüência Altivar 21 foi projetado para atender às exigências de
compatibilidade eletromagnética e de redução das harmônicas de corrente.
Suas diversas versões de construção possibilitam a redução dos custos de
instalação pela oferta de filtros CEM classe A ou B com as seguintes vantagens:
b tamanho mais compacto,
b simplificação e redução do custo de fiação.
O inversor de freqüência Altivar 21 é facilmente incorporado na gestão dos edifícios
devido às múltiplas placas de comunicação:
b LONWORKS,
b BACnet,
b METASYS N2,
b APOGEE FLN.
Funções
O inversor de freqüência Altivar 21 permite a colocação em operação imediata de
suas aplicações, como também ajustes rápidos devido a seu menu “Quick menu”.
Funções específicas para bombas e ventilação
O inversor de freqüência Altivar 21 inclui o conjunto de funções específicas
requeridas para suas aplicações:
b relação economia de energia, relação tensão/freqüência quadrática,
Aplicação de climatização b religamento automático com retomada de velocidade,
b adaptação da limitação de corrente em função da velocidade,
b supressão de ruído e ressonância devido à freqüência de chaveamento, ajustável
segundo o calibre até 16 kHz em operação,
b velocidades pré-selecionadas,
b regulador PID integrado, com referências pré-selecionadas e modo automático/
manual (“Auto/Manual”)
b contador de energia e de tempo de operação,
b comutação dos canais de comandos (referências e comando de marcha) devido
à sua tecla dedicada LOC/REM,
b função repouso, função despertador,
b auto-adaptação de rampas,
b comutação de rampas,
b calibração e limitação das referências,
b comutação de 2 placas de motores.
Funções de proteção
O inversor de freqüência Altivar 21 integra o conjunto de funções de proteção
requeridas para suas aplicações:
b proteção térmica do motor e do inversor, gestão de sonda térmica PTC,
b proteção contra sobrecargas e sobrecorrentes em regime permanente,
b proteção mecânica da máquina com a função freqüências ocultas,
b proteção da instalação com a detecção de subcargas, sobrecargas,
Aplicação de bombeamento b proteção pela gestão de diversas falhas e grupos de alarmes configuráveis.
Continuidade de serviço
Segurança da instalação pela função funcionamento forçado com inibição das
falhas, sentido de rotação e referência configuráveis.
Características : Referências : Dimensões: Esquemas: Funções:
páginas 6 a 11 páginas 16 e 17 páginas 28 a 29 páginas 30 a 33 páginas 48 a 67
4
6. Apresentação (cont.) Inversores de freqüência
para motores assíncronos 0
Altivar 21
Flexível e amigável
O inversor de freqüência Altivar 21 dispõe de um display de 7 segmentos integrado.
É utilizado para identificar e determinar os canais de comando ativos (comando de
marcha e referência de velocidade).
Permite também:
b o acesso direto aos 5 últimos parâmetros modificados,
b a identificação de parâmetros diferentes das regulagens de fábrica em forma de
lista em um menu,
b a memorização da configuração do cliente.
O inversor de freqüência Altivar 21 permite um ajuste rápido com ajuda de seu menu
ATV 21HD22N4 ATV 21H075M3X “Quick menu” que integra os dez parâmetros essenciais de sua instalação
(aceleração, desaceleração, parâmetros do motor etc…).
Oferta otimizada
A gama de inversores de freqüência Altivar 21 é disponível para potências entre
0,75 kW e 75 kW com os seguintes tipos de alimentação:
p
b 200…240 V trifásico, de 0,75 kW a 30 kW, UL tipo 1/IP 20, (ATV 21HpppM3X),
p
b 380…480 V trifásico, de 0,75 kW a 75 kW, UL tipo 1/IP 20, (ATV 21HpppN4),
p
b 380…480 V trifásico, de 0,75 kW a 75 kW, IP 54, (ATV 21WpppN4C).
O inversor de freqüência Altivar 21 integra de fábrica o protocolo Modbus, como
também diversas funções. Com as placas de comunicação oferecidas (LONWORKS,
METASYS N2, APOGEE FLN e BACnet), o inversor de freqüência Altivar 21 é o
inversor otimizado para o mercado de edifícios (HVAC).
O conjunto da gama está conforme às normas internacionais IEC/EN61800-5-1,
IEC/EN 61800-2, IEC/EN 61800-3, possui certificação UL, CSA, C-Tick, NOM 117,
GOST e foi desenvolvido para atender às diretrizes de proteção ambiental (RoHS,
WEEE,…), como também às diretrizes européias para obter a marcação e.
Compatibilidade eletromagnética CEM
p
A incorporação de filtros CEM aos inversores de freqüência ATV 21ppppN4 e o
reconhecimento dos requerimentos CEM, facilitam a instalação e a conformidade do
equipamento para a marcação e de maneira muito econômica.
ATV 21WD18N4, ATV 21W075N4,
p
Os inversores de freqüência ATV 21WpppN4C integram filtros CEM classe B, que
ATV 21WD18N4C ATV 21W075N4C
permitem atender às normas EN 55011 classe B grupo 1 e IEC/EN 61800-3
categoria C1.
Os inversores de freqüência ATV 21HpppM3X foram projetados sem filtro CEM. Os
filtros, oferecidos opcionalmente, podem ser instalados pelo cliente para reduzir o
nível das emissões, ver páginas 24 e 25.
Utilizando tecnologia baseada na redução do capacitor, o inversor de freqüência
Altivar 21 é operacional imediatamente e sem distúrbios. Não é necessário
Inversor
sem indutância (1) acrescentar opcionais para tratar as harmônicas de corrente e obter um THDI (1)
inferior a 35%. Este valor de THDI é consideravelmente menor que o THDI de 48%
Inversor com 3% de imposto pela norma IEC 61800-3-12. Deste modo, o inversor de freqüência Altivar
indutância de linha (1)
21 elimina a necessidade e os custos da adição de uma indutância de linha ou
indutância CC.
Inversor com 5% de
indutância de linha (1)
ou indutância CC Instalação
Inversor Altivar 21 Os inversores de freqüência Altivar 21 são inversores compactos UL tipo 1/IP 20 ou
Tecnologia com IP 54, que atendem às exigências de compatibilidade eletromagnética e de redução
capacitor reduzido das harmônicas de corrente.
THDI
0 20 40 48 60 80 100 120 (%)
(2) Esta gama reduz os custos de instalação, otimizando o dimensionamento dos
THDI: taxa de distorção harmônica total em corrente invólucros (armários, cofres…).
(1) Utilização típica Os inversores de freqüência Altivar 21 foram projetados para funcionar em invólucro
(2) THDI máx. segundo a norma IEC 61000-3-12
a uma temperatura ambiente de:
Tecnologia com capacitor reduzido: redução das harmônicas
b -40°C sem desclassificação,
b até 50°C com desclassificação, ver curvas páginas 39 e 40.
Podem também ser montados lado a lado, ver página 38.
Os inversores de freqüência Altivar 21 podem ser montados na parede, respeitando
p
a conformidade UL tipo 1 com os kits VW3 A31 8pp e VW3 A9 ppp, ver página 18.
(1) THDI: taxa de distorção harmônica total em corrente.
Características : Referências : Dimensões: Esquemas: Funções:
páginas 6 a 11 páginas 16 e 17 páginas 28 a 29 páginas 30 a 33 páginas 48 a 67
5
7. Características Inversores de freqüência
para motores assíncronos 0
Altivar 21
Características ambientais
Conformidade às normas Os inversores de freqüência Altivar 21 foram desenvolvidos para atender aos níveis mais
severos das normas nacionais e internacionais e com as recomendações relativas aos
equipamentos elétricos de controle industrial (IEC, EN), e, especialmente: baixa tensão,
IEC/EN 61800-5-1, IEC/EN 61800-3 (CEM, imunidade e emissões conduzidas e
irradiadas).
Imunidade CEM IEC/EN 61800-3, ambientes 1 e 2
IEC/EN 61000-4-2 nível 3
IEC/EN 61000-4-3 nível 3
IEC/EN 61000-4-4 nível 4
IEC/EN 61000-4-5 nível 3
IEC/EN 61000-4-6 nível 3
IEC/EN 61000-4-11 (1)
CEM emissões IEC/EN 61800-3, ambientes 1 e 2, categorias C1, C2 ou C3
conduzidas e ATV 21HpppM3X Com filtro CEM adicional (2):
irradiadas para b EN 55011 classe A grupo 1, IEC/EN 61800-3 categoria C2 ou C3
inversores de b EN 55011 classe B grupo 1, IEC/EN 61800-3 categoria C1
freqüência
ATV 21HpppN4 EN 55011 classe A grupo 1, IEC/EN 61800-3 categoria C2 ou C3
Com filtro CEM adicional (2):
b EN 55011 classe B grupo 1, IEC/EN 61800-3 categoria C1
ATV 21WpppN4 EN 55011 classe A grupo 1, IEC/EN 61800-3 categoria C2 ou C3
ATV 21WpppN4C EN 55011 classe B grupo 1, IEC/EN 61800-3 categoria C1
Marcação e Os inversores de freqüência possuem marcação e para respeitar as diretrizes
européias de baixa tensão (73/23/CEE e 93/68/CEE) e CEM (89/336/CEE).
Certificação dos produtos UL, CSA, C-Tick e NOM 117
Grau de proteção IEC/EN 61800-5-1, IEC/EN 60529
ATV 21HpppM3X IP 21 e IP 41 na parte superior
ATV 21HpppN4 IP 20 sem o obturador da parte superior da tampa
UL tipo 1 com os acessórios VW3 A31 814…817 e VW3 A9 206, A9 208,
ver página 18
ATV 21WpppN4 IP 54
ATV 21WpppN4C
Suportabilidade às vibrações 1,5 mm pico a pico de 3…13 Hz, 1 gn de 13…200 Hz, segundo IEC/EN 60068-2-6
Suportabilidade aos choques 15 gn durante 11 ms segundo IEC/EN 60068-2-27
Poluição ambiente máxima ATV 21H075M3X…HD18M3X Grau 2 segundo IEC/EN 61800-5-1
ATV 21H075N4…HD18N4
ATV 21W075N4…WD18N4
ATV 21W075N4C…WD18N4C
ATV 21HD22M3X, HD30M3X Grau 3 segundo IEC/EN 61800-5-1
ATV 21HD22N4, HD30N4
ATV 21WD22N4, WD30N4
ATV 21WD22N4C, WD30N4C
Condições ambientais ATV 21HpppM3X IEC 60721-3-3 classes 3C1 e 3S2
ATV 21ppppN4
ATV 21WpppN4C
ATV 21HpppM3X337 IEC 60721-3-3 classe 3C2
ATV 21ppppN4337
ATV 21WpppN4C337
Umidade relativa 5…95% sem condensação nem gotejamento, segundo IEC 60068-2-3
Temperatura ambiente Para funcionamento ˚C Para inversores de freqüência ATV 21HpppM3X e ATV 21HpppN4: -10…+40 sem
nas proximidades do produto desclassificação
Até + 50°C com desclassificação, ver curvas de desclassificação páginas 39 e 40
Para inversores de freqüência ATV 21WpppN4 e ATV 21WpppN4C: -10…+40 sem
desclassificação. Até +50°C com desclassificação, ver curvas de desclassificação
páginas 44 e 45
Para estocagem ˚C -25…+70
Altitude máxima de utilização m 1000 sem desclassificação
1000…3000 desclassificar a corrente de 1% para cada 100 m adicionais. Limitada a
2000 m para a rede de distribuição “Corner Grounded”
Posição de funcionamento
Inclinação máxima permanente em relação
à posição vertical normal de montagem
(1) Comportamento em função das configurações do inversor de freqüência, ver páginas 60, 61,
64 e 65.
(2) Ver tabela página 25 para verificar os comprimentos de cabo permitidos.
Apresentação : Referências : Dimensões: Esquemas: Funções:
páginas 4 e 5 páginas 16 e 17 páginas 28 a 29 páginas 30 a 33 páginas 48 a 67
6
8. Características (cont.) Inversores de freqüência
para motores assíncronos 0
Altivar 21
Características de acionamento
Faixa de freqüência Hz 0,5…200
de saída
Freqüência de ATV 21H075M3X…HD15M3X kHz Freqüência de chaveamento nominal: 12 kHz sem desclassificação em regime
chaveamento ATV 21H075N4…HD15N4 permanente.
configurável Regulável em funcionamento de 6…16 kHz
Acima de 12 kHz, ver curvas de desclassificação páginas 38 a 42
ATV 21HD18M3X…HD30M3X kHz Freqüência de chaveamento nominal: 8 kHz sem desclassificação em regime
ATV 21HD18N4…HD30N4 permanente.
Regulável em funcionamento de 6…16 kHz
Acima de 8 kHz, ver curvas de desclassificação páginas 40 a 43
ATV 21W075N4…WD15N4 kHz Freqüência de chaveamento nominal: 12 kHz sem desclassificação em regime
ATV 21W075N4C…WD15N4C permanente.
Regulável em funcionamento de 6…16 kHz
Acima de 12 kHz, ver curvas de desclassificação páginas 44 e 45
ATV 21WD18N4…WD30N4 kHz Freqüência de chaveamento nominal: 8 kHz sem desclassificação em regime
ATV 21WD18N4C…WD30N4C permanente.
Regulável em funcionamento de 6…16 kHz
Acima de 8 kHz, ver curvas de desclassificação páginas 44 e 45
Faixa de velocidade 1…10
Precisão de Para variação de conjugado de ± 10% do escorregamento nominal, sem retorno da velocidade
velocidade 0,2 Cn a Cn
Precisão de conjugado ± 15%
Sobreconjugado transitório 120% do conjugado nominal do motor (valor típico em ± 10%) durante 60 s
Corrente transitória máxima 110% da corrente nominal do inversor durante 60 s (valor típico)
Relação de comando Motor assíncrono Relação economia de energia
do motor Relação tensão/freqüência quadrática
Relação tensão/freqüência constante
Relação tensão/freqüência constante com compensação RI automática
Controle Vetorial de Fluxo (CVF) sem realimentação (vetor corrente)
Motor síncrono Controle Vetorial em corrente sem retorno da velocidade
Malha de freqüência Regulador PI com estrutura ajustável para resposta em velocidade adaptada à
máquina (precisão, rapidez)
Compensação de escorregamento Automática, qualquer que seja a carga. Eliminação ou regulagem possível.
Não disponível com as relações tensão/freqüência
Características elétricas de potência
Alimentação Tensão V 200 - 15%...240 + 10% trifásica para ATV 21HpppM3X
380 - 15%...480 + 10% trifásica para ATV 21ppppN4 e ATV 21WpppN4C
Freqüência Hz 50 - 5%...60 + 5%
Sinalização LED vermelho: aceso, indica a presença de tensão no barramento CC do inversor de
freqüência
Tensão de saída Tensão trifásica máxima igual à tensão da rede de alimentação
Nível de ruído Segundo a diretriz 86-188/CEE
do inversor de ATV 21H075M3X…HU75M3X dBA 51
freqüência ATV 21H075N4…HD11N4
ATV 21HD11M3X…HD18M3X dBA 54
ATV 21HD15N4, HD18N4
ATV 21HD22M3X dBA 59,9
ATV 21HD22N4, HD30N4
ATV 21HD30M3X dBA 63,7
ATV 21HD37N4, HD45N4 dBA 64
ATV 21HD55N4, HD75N4 dBA 63,7
ATV 21W075N4…WU22N4 dBA 48
ATV 21W075N4C…WU22N4C
ATV 21WU30N4…WU75N4 dBA 55
ATV 21WU30N4C…WU75N4C
ATV 21WD11N4, WD15N4 dBA 57,4
ATV 21WD11N4C, WD15N4C
ATV 21WD18N4 dBA 60,2
ATV 21WD18N4C
ATV 21WD22N4, WD30N4 dBA 59,9
ATV 21WD22N4C, WD30N4C
ATV 21WD37N4, WD45N4 dBA 64
ATV 21WD37N4C, WD45N4C
ATV 21WD55N4, WD75N4 dBA 63,7
ATV 21WD55N4C, WD75N4C
Isolação galvânica Entre potência e controle (entradas, saídas, fontes)
Apresentação : Referências : Dimensões: Esquemas: Funções:
páginas 4 e 5 páginas 16 e 17 páginas 28 a 29 páginas 30 a 33 páginas 48 a 67
7
10. Características (cont.) Inversores de freqüência
para motores assíncronos 0
Altivar 21
Características elétricas de controle
Fontes internas disponíveis Protegidas contra curtos-circuitos e sobrecargas:
b 1 fonte c 10,5 V ± 5% para potenciômetro de referência (1 a 10 kΩ),
corrente máxima 10 mA,
b 1 fonte c 24 V (mín. 21 V, máx. 27 V), corrente máxima 200 mA.
Entradas analógicas VIA Entrada analógica configurável por software em tensão ou em corrente:
b entrada analógica em tensão c 0...10 V, impedância 30 kΩ (tensão máxima
segura 24 V),
b entrada analógica em corrente X-Y mA programando X e Y de 0 a 20 mA, com
impedância 242 Ω
Tempo de amostragem máx.: 2 ms ± 0,5 ms
Resolução: 11 bits
Precisão: ± 0,6% para uma variação de temperatura de 60°C
Linearidade: ± 0,15% do valor máximo
Esta entrada analógica é também configurável como entrada lógica, ver página 31.
VIB Entrada analógica em tensão configurável como entrada analógica ou como entrada
para sondas PTC.
Entrada analógica em tensão:
b c 0...10 V, impedância 30 kΩ (tensão máxima segura 24 V),
b Tempo de amostragem máx.: 2 ms ± 0,5 ms
b resolução: 11 bits
b precisão: ± 0,6% para uma variação de temperatura de 60°C
b linearidade: ± 0,15% do valor máximo
Entrada para sondas PTC:
b 6 sondas máx. montadas em série,
b valor nominal < 1,5 kΩ
b resistência de desligamento 3 kΩ, valor de reinicialização 1,8 kΩ,
b proteção por curto-circuito < 50 Ω
Saída analógica FM 1 saída analógica configurável por comutador em tensão ou em corrente:
b saída analógica em tensão c 0...10 V, impedância de carga mín. 470 Ω,
b saída analógica em corrente X-Y mA programando X e Y de 0 a 20 mA,
impedância de carga máx. 500 Ω
Tempo de amostragem máx.: 2 ms ± 0,5 ms
Resolução: 10 bits
Precisão: ± 1% para uma variação de temperatura de 60°C
Linearidade: ± 0,2%
Saídas a relé FLA, FLB, FLC 1 saída lógica a relé, um contato “NA” e um contato “NF” com ponto comum
configuráveis Capacidade de comutação mínima: 3 mA para c 24 V
Capacidade de comutação máxima:
b com carga resistiva (cos ϕ = 1): 5 A para a 250 V ou c 30 V,
b com carga indutiva (cos ϕ = 0,4 e L/R = 7 ms): 2 A para a 250 V ou c 30 V.
Tempo de resposta máx.: 7 ms ± 0,5 ms
Vida elétrica: 100 000 manobras
RY, RC 1 saída lógica a relé, um contato “NA”
Capacidade de comutação mínima: 3 mA para c 24 V
Capacidade de comutação máxima:
b com carga resistiva (cos ϕ = 1): 5 A para a 250 V ou c 30 V,
b com carga indutiva (cos ϕ = 0,4 e L/R = 7 ms): 2 A para a 250 V ou c 30 V.
Tempo de resposta máx.: 7 ms ± 0,5 ms
Vida elétrica: 100 000 manobras
Entradas lógicas F, R, RES 3 entradas lógicas c 24 V programáveis, compatíveis com controlador programável
nível 1, norma IEC/EN 61131-2
Impedância: 3,5 kΩ
Tensão máxima: 30 V
Tempo de amostragem máx.: 2 ms ± 0,5 ms
A multiconfiguração permite programar diversas funções em uma mesma entrada
Lógica positiva (Source) Estado 0 se y 5 V ou entrada lógica não cabeada, estado 1 se u 11 V
Lógica negativa (Sink) Estado 0 se u 16 V ou entrada lógica não cabeada, estado 1 se y 10 V
Capacidade máxima de ligação e torque 2,5 mm2 (AWG 14)
de aperto das entradas/saídas 0,6 Nm
Apresentação : Referências : Dimensões: Esquemas: Funções:
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9
11. Características (cont.) Inversores de freqüência
para motores assíncronos 0
Altivar 21
Características elétricas de controle (cont.)
Rampas de aceleração e de desaceleração Formas das rampas:
b linear, pode ser ajustada de 0,01 a 3200 s,
b adaptação automática dos tempos de rampa de aceleração e de desaceleração
em função da carga
Frenagem na parada Por injeção de corrente contínua por comando na entrada lógica configurável.
Tempo ajustável de 0 a 20 s ou permanente, corrente ajustável de 0 a In, nível de
freqüência ajustável de 0 à freqüência máxima.
Principais proteções e seguranças Proteção térmica:
do inversor de freqüência b contra sobreaquecimentos excessivos,
b do estágio de potência.
Proteção contra:
b curtos-circuitos entre as fases do motor,
b faltas de fases da entrada,
b sobrecorrentes entre fases de saída e terra,
b sobretensões no barramento CC,
b interrupção do circuito de comando,
b ultrapassagem da velocidade limite.
Segurança:
b de sobretensão e subtensão da rede,
b de ausência de fase da rede
Proteção do motor (ver página 63) Proteção térmica integrada ao inversor por cálculo permanente do I2t considerando
a velocidade:
b memorização do estado térmico do motor,
b função modificável por terminais de diálogo, segundo o tipo de motor
(motoventilado ou autoventilado).
Proteção contra faltas de fase do motor
Proteção por sondas PTC
Suportabilidade dielétrica ATV 21HpppM3X Entre terminais terra e potência: c 2830 V
Entre terminais controle e potência: c 4230 V
ATV 21ppppN4 Entre terminais terra e potência: c 3535 V
ATV 21WpppN4C Entre terminais controle e potência: c 5092 V
Resistência de isolação à terra > 1 MΩ (isolação galvânica) c 500 V durante 1 minuto
Resolução de freqüência Displays Hz 0,1
Entradas analógicas Hz 0,024/50 Hz (11 bits)
Apresentação : Referências : Dimensões: Esquemas: Funções:
páginas 4 e 5 páginas 16 e 17 páginas 28 a 29 páginas 30 a 33 páginas 48 a 67
10
12. Características (cont.) Inversores de freqüência
para motores assíncronos 0
Características da porta de comunicação
Protocolo Modbus
Estrutura Tipo de conexão 1 conector tipo RJ45
Interface física RS 485 2 fios
Modo de transmissão RTU
Velocidade de transmissão Configurável pelo terminal:
9600 bits/s ou 19200 bits/s
Formato Configurável por terminal:
- 8 bits, paridade ímpar, 1 stop,
- 8 bits, paridade par, 1 stop,
- 8 bits, sem paridade, 1 stop.
Polarização Sem impedâncias de polarização
Devem ser fornecidas pelo sistema de fiação (por exemplo, no nível do mestre)
Endereço 1 a 247, configuráveis pelo terminal.
Serviços Processamento Read Holding Registers (03) 2 palavras máximo
das mensagens Write Single Register (06)
Write Multiple Registers (16) 2 palavras máximo
Read Device Identification (43)
Supervisão da Pode ser inibida.
comunicação “Time out” ajustável de 0,1 s a 100 s
Apresentação : Referências : Dimensões: Esquemas: Funções:
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13. Apresentação 0
Inversores de freqüência
para motores assíncronos 0
Altivar 21
Redução das correntes harmônicas
Apresentação
As soluções tradicionais para redução das correntes harmônicas são as seguintes:
Inversor
sem indutância (1) b indutâncias de linha,
b indutâncias CC.
Inversor com 3%
(1)
indutância de linha Tipicamente, estas soluções permitem a redução do THDI (1) a um nível inferior a
48% (2); sem a adição de indutância, geralmente o THDI fica entre 60 e 130%, ver
Inversor com 5%
indutância de linha (1) gráfico ao lado.
ou indutância CC
Dependendo do tipo, estas indutâncias externas ou internas, freqüentemente são as
Inversor Altivar 21 mais sugeridas como opcionais e possuem as seguintes desvantagens:
Tecnologia com
capacitor b aumento do custo,
reduzido THDI b aumento do tempo de instalação,
0 20 40 48 60 80 100 120 (%) b aumento do tamanho do conjunto,
(2)
b aumento das perdas no inversor no caso de indutância CC.
THDI: taxa de distorção harmônica total em corrente
(1) Utilização típica
(2) THDI máx. segundo a norma IEC 61000-3-12 Para eliminar estes inconvenientes, o inversor de freqüência Altivar 21 integra uma
nova tecnologia: a tecnologia com redução do capacitor.
THDI segundo as tecnologias utilizadas
Esta tecnologia integrada permite obter um THDI inferior a 35% sem necessidade
de adição de indutância, com as vantagens de:
b uma tecnologia otimizada por redução das correntes harmônicas pela diminuição
L1 dos capacitores de filtragem,
L2
M1 b uma melhor redução das correntes harmônicas em relação às soluções
3
tradicionais, indutâncias de linha e indutâncias CC,
L3 b uma instalação rápida,
b uma redução do custo.
Altivar 21
Tecnologia com capacitor reduzido
p
Exemplo de níveis das correntes harmônicas para inversores de freqüência ATV 21HpppM3X (3)
Motor Para inver- Rede Níveis das correntes harmônicas THD
potência sores de corrente Icc H1 H5 H7 H11 H13 H17 H19 H23 H25 H29 H31 H35 H37 H41 H43 H47 H49 (4)
freqüência de linha linha
ATV 21
kW HP A kA A % % % % % % % % % % % % % % % % %
Tensão de alimentação trifásica: 230 V 50 Hz
0,75 1 H075M3X 2,83 5 2,7 17,8 17,9 8,9 9,6 5,8 6,6 4,3 5,1 3,4 4,2 2,8 3,6 2,3 3,2 2 2,9 31,3
1,5 2 HU15M3X 5,29 5 5,03 17,7 18,2 8,7 9,8 5,7 6,9 4,1 5,4 3,3 4,5 2,7 4 2,4 3,7 2,3 3,7 31,6
2,2 3 HU22M3X 7,56 5 7,2 17,1 18 8,5 9,6 5,5 6,7 4 5,2 3,1 4,3 2,5 3,7 2,1 3,4 2 3,3 30,7
3 – HU30M3X 10,31 5 9,68 17,6 18,6 8,5 10 5,4 7,3 4 5,9 3,4 5,3 3,9 5,8 9,3 12,2 7,8 1 32,4
4 5 HU40M3X 13,45 5 12,73 16,9 18,3 8,2 9,9 5,2 6,9 3,7 5,4 3 4,7 3,2 4,7 7,4 10 6,1 0,8 31,1
5,5 7,5 HU55M3X 18,09 22 17,27 17,1 17,8 8,7 9,5 5,7 6,5 4,1 5 3,2 4,1 2,6 3,5 2,2 3,1 1,9 2,8 30,7
7,5 10 HU75M3X 24,36 22 23,22 17,1 18 8,6 9,6 5,6 6,7 4,1 5,2 3,2 4,3 2,6 3,7 2,3 3,3 2,1 3,2 30,8
11 15 HD11M3X 35,7 22 33,4 18 19 8,6 10 5,6 7,9 4,3 6,9 4,3 7,2 7,1 11,3 11,3 4,3 3,8 0,6 35,5
15 20 HD15M3X 47,6 22 44,92 16,9 18,6 8,1 10 5,1 7,5 3,7 6,3 3,3 6,2 5,3 9,9 9,9 3 2,9 0,8 33,3
18,5 25 HD18M3X 57,98 22 54,96 16,5 18,4 7,9 10 4,9 7,1 3,4 5,8 2,7 5,5 4 8,9 9 3 2,3 1,4 32
22 30 HD22M3X 69,01 22 65,08 16,3 18,8 7,6 10 4,6 7,8 3,2 7,1 3,8 11,2 12,2 4,9 2,7 1,8 1,5 1,3 35
30 40 HD30M3X 93,03 22 88,51 16 18,3 7,5 9,9 4,4 6,9 2,9 5,8 2,9 8,3 8,9 4,8 1,9 2,3 1,1 1,6 32,1
(1) Taxa de distorção harmônica total em corrente.
(2) Taxa máxima segundo a norma 61800-3-12.
(3) Exemplo de níveis das correntes harmônicas até a 49ª para rede 230 V 50 Hz com a tecnologia com redução do capacitor.
(4) Taxa de distorção total segundo a norma IEC/EN 61000-3-12.
Apresentação : Características : Referências : Esquemas:
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15. Funcionamento Inversores de freqüência
para motores assíncronos 0
Altivar 21
Características de conjugado (curvas típicas)
As curvas ao lado definem o conjugado permanente e o sobreconjugado transitório
disponíveis, em um motor autoventilado ou motoventilado. A diferença encontra-se
somente na capacidade do motor de fornecer um conjugado permanente importante
abaixo da metade da velocidade nominal.
2,25
Aplicações em malha aberta
1 Motor autoventilado: conjugado útil permanente (1)
2 2 Motor motoventilado: conjugado útil permanente
3 Sobreconjugado durante 60 segundos máximo
1,75 4 Conjugado em sobrevelocidade em potência constante (2)
1,50
1,25 3
1,20
1 2
0,95
4
0,75
1
0,50
0,25
0
0 25/30 50/60 75/90 100/120 Hz
Aplicações em malha aberta
Proteção térmica do motor
O inversor de freqüência Altivar 21 garante uma proteção térmica especialmente
estudada para o funcionamento do motor em velocidade variável autoventilado ou
motoventilado.
Esta proteção térmica do motor é prevista para temperatura ambiente máxima de
40°C nas proximidades do motor. Se a temperatura nas proximidades do motor
exceder 40°C, prever uma proteção térmica direta por sondas a termistor integradas
no motor (PTC). As sondas são tratadas diretamente pelo inversor de freqüência.
(1) Para as potências y 250 W, a desclassificação é de 20% no lugar de 50% em baixíssima
freqüência.
(2) A freqüência nominal do motor e a freqüência máxima de saída são reguláveis de
10 a 200 Hz.
Deve-se assegurar junto ao fabricante das possibilidades mecânicas de sobrevelocidade do
motor escolhido.
Apresentação: Referências: Dimensões: Esquemas: Funções:
páginas 4 e 5 páginas 16 e 17 páginas 28 a 29 páginas 30 a 33 páginas 48 a 67
14
16. Funcionamento (cont.) Inversores de freqüência
para motores assíncronos 0
Altivar 21
Aplicações especiais
Associação do inversor de freqüência Altivar 21 com motores síncronos
O inversor de freqüência Altivar 21 é também adaptado para a alimentação dos
motores síncronos (com força eletromotriz senoidal) em malha aberta e permite
atingir um nível de performance comparável ao obtido com um motor assíncrono em
Controle Vetorial de Fluxo sem realimentação.
Esta associação permite obter precisão de velocidade considerável e conjugado
máximo, mesmo em velocidade zero. A construção dos motores síncronos
possibilita, em dimensões reduzidas, uma densidade de potência e uma dinâmica
de velocidade elevada. O comando pelo inversor dos motores síncronos não
provoca desligamentos.
Associação de motores em paralelo
Uma das seguintes relações de controle de motor podem ser utilizadas para
In1
Altivar 21 M1 conectar motores em paralelo:
b relação tensão/freqüência quadrática,
b relação tensão/freqüência constante,
In2 b relação tensão/freqüência constante com compensação RI automática.
M2
A corrente nominal do inversor de freqüência deve ser maior ou igual à soma das
correntes dos motores a serem controlados.
Inx
Mx Neste caso, prever uma proteção térmica externa por sondas ou relé térmico para
In inversor > In1 + In2 +…Inx cada motor. A partir de um certo comprimento de cabo, considerando todas as
Associação de motores em paralelo
derivações, recomenda-se instalar um filtro de saída entre o inversor e os motores
ou utilizar a função de limitação de sobretensão.
Se forem utilizados diversos motores em paralelo, duas situações são possíveis:
b motores com potências equivalentes: neste caso, as performances de conjugado
permanecem ótimas após a configuração do inversor,
b motores com potências diferentes: neste caso, as performances de conjugado
não serão ótimas para o conjunto dos motores.
Comutação do motor na saída do inversor
A comutação pode ser realizada com o inversor de freqüência travado ou não. Ao
KM1
realizar uma comutação com retomada de velocidade (inversor destravado), o motor
Altivar 21 M
será controlado e acelerado até a velocidade de referência sem trancos, seguindo
a rampa de aceleração. Esta utilização requer a configuração do religamento
automático (com retomada de velocidade) e a configuração da função perda de fase
do motor com interrupção na saída.
N
Aplicações típicas:
b corte de segurança na saída do inversor de freqüência,
b função “By pass”,
t b comutação de motores em paralelo.
t1 t2
1
KM1 0 t
KM1: contator de saída
t1: desaceleração sem rampa (por inércia)
t2: aceleração com rampa
N: velocidade
Exemplo de perda do contator de saída
Teste em motor de baixa potência ou sem motor
Em ambiente de teste ou de manutenção, o inversor de freqüência pode ser testado
sem recorrer a um motor equivalente ao calibre do inversor de freqüência
(especialmente para os inversores de freqüência de potências elevadas). Esta
utilização requer a desativação da função perda de fase do motor.
Apresentação: Referências: Dimensões: Esquemas: Funções:
páginas 4 e 5 páginas 16 e 17 páginas 28 a 29 páginas 30 a 33 páginas 48 a 67
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17. Referências 0
Inversores de freqüência
para motores assíncronos 0
Altivar 21
Inversores UL tipo 1/IP 20
Inversores UL tipo 1/IP 20
PF106478-14-M
Motor Rede Altivar 21
Potência Corrente de Potência Icc linha Corrente Corrente Referência (3) Peso
indicada linha (2) aparente presumida máxima transitória
na placa máxima permanente máxima
(1) (1) durante 60 s
200 V 240 V 240 V 230 V
ATV 21H075M3X kW cv A A kVA kA A A kg
Tensão de alimentação trifásica: 200…240 V 50/60 Hz
0,75 1 3,3 2,7 1,8 5 4,6 5,1 ATV 21H075M3X 1,800
1,5 2 6,1 5,1 2,9 5 7,5 8,3 ATV 21HU15M3X 1,800
2,2 3 8,7 7,3 4,0 5 10,6 11,7 ATV 21HU22M3X 1,800
3 – 11,9 10,0 5,2 5 13,7 15,1 ATV 21HU30M3X 3,050
4 5 15,7 13,0 6,7 5 17,5 19,3 ATV 21HU40M3X 3,050
5,5 7,5 20,8 17,3 9,2 22 24,2 26,6 ATV 21HU55M3X 6,100
PF106481-24-M
7,5 10 27,9 23,3 12,2 22 32,0 35,2 ATV 21HU75M3X 6,100
11 15 42,1 34,4 17,6 22 46,2 50,8 ATV 21HD11M3X 11,550
15 20 56,1 45,5 23,2 22 61 67,1 ATV 21HD15M3X 11,550
18,5 25 67,3 55,8 28,5 22 74,8 82,3 ATV 21HD18M3X 11,550
22 30 80,4 66,4 33,5 22 88 96,8 ATV 21HD22M3X 27,400
30 40 113,3 89,5 44,6 22 117 128,7 ATV 21HD30M3X 38,650
Inversores IP 20/UL tipo 1 com filtro CEM classe A integrado
Motor Rede Altivar 21
ATV 21HU75N4
Potência Corrente de Potência Icc linha Corrente Corrente Referência Peso
indicada linha (2) aparente presumida máxima transitória
na placa máxima permanente máxima
(1) (1) durante 60 s
380 V 480 V 380 V 380 V/460 V
kW cv A A kVA kA A A kg
Tensão de alimentação trifásica: 380…480 V 50/60 Hz
0,75 1 1,7 1,4 1,6 5 2,2 2,4 ATV 21H075N4 2,000
PF106482-32-M
1,5 2 3,2 2,5 2,8 5 3,7 4 ATV 21HU15N4 2,000
2,2 3 4,6 3,6 3,9 5 5,1 5,6 ATV 21HU22N4 2,000
3 – 6,2 4,9 5,5 5 7,2 7,9 ATV 21HU30N4 3,350
4 5 8,1 6,4 6,9 5 9,1 10 ATV 21HU40N4 3,350
5,5 7,5 10,9 8,6 9,1 22 12 13,2 ATV 21HU55N4 3,350
7,5 10 14,7 11,7 12,2 22 16 17,6 ATV 21HU75N4 6,450
11 15 21,1 16,8 17,1 22 22,5 24,8 ATV 21HD11N4 6,450
15 20 28,5 22,8 23,2 22 30,5 33,6 ATV 21HD15N4 11,650
18,5 25 34,8 27,8 28,2 22 37 40,7 ATV 21HD18N4 11,650
22 30 41,6 33,1 33,2 22 43,5 47,9 ATV 21HD22N4 26,400
30 40 56,7 44,7 44,6 22 58,5 64,4 ATV 21HD30N4 26,400
37 50 68,9 54,4 52 22 79 86,9 ATV 21HD37N4 38,100
45 60 83,8 65,9 61,9 22 94 103,4 ATV 21HD45N4 38,100
55 75 102,7 89 76,3 22 116 127,6 ATV 21HD55N4 55,400
75 100 141,8 111,3 105,3 22 160 176 ATV 21HD75N4 55,400
(1) Estas potências são dadas para uma freqüência de chaveamento nominal de 12 kHz até ATV 21HD15M3X e até ATV 21HD15N4
ou 8 kHz para ATV 21HD18M3X…HD30M3X e ATV 21HD18N4...HD75N4, com utilização em regime permanente.
ATV 21HD75N4 A freqüência de chaveamento é ajustável de 6…16 kHz para todos os calibres.
Acima de 8 ou 12 kHz, segundo o calibre, o inversor de freqüência diminuirá automaticamente a freqüência de chaveamento
em caso de aquecimento excessivo. Para funcionamento em regime permanente acima da freqüência de chaveamento
nominal, uma desclassificação deve ser aplicada à corrente nominal do inversor (ver curvas de desclassificação nas
páginas 39 a 43).
(2) Valor típico para a potência do motor indicada e para Icc linha presumida máxima.
Apresentação: Características: Dimensões: Esquemas: Funções:
páginas 4 e 5 páginas 6 a 11 páginas 26 e 27 páginas 30 a 33 páginas 48 a 67
16
