SIMODRIVE 611 Variateur à onduleur à transistors pour entraînements triphasés d avance et de broche

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1 SIMODRIVE 611 Variateur à onduleur à transistors pour entraînements triphasés d avance et de broche Manuel de configuration Edition Documentation du constructeur

2 SIMODRIVE Documentation générale SINUMERIK SIMODRIVE SINUMERIK SIROTEC SIMODRIVE Accessoires Catalogue Guide d achat NC 60.1 Documentation technique NC 60.2 Catalogue Accessoires NC Z Documentation constructeur SIMODRIVE SIMODRIVE SIMODRIVE SINUMERIK SIROTEC Manuel de configuration Partie 1 : moteurs Moteurs triphasés pour entraînements d avance et de broche Manuel de configuration Partie 2 : variateurs Variateurs à onduleur MLI à transistors pour entraînements triphasés d avance et de broche Description Logiciel de mise en service pour modules de broche et de moteur asynchrone. Version 2.00 Directives CEM pour commandes SINUMERIK et SIROTEC Documentation S.A.V. SIMODRIVE 611 Manuel de mise en service Variateurs à onduleur MLI à transistors pour entraînements triphasés d avance et de broche

3 SIMODRIVE 611 Variateur à onduleur à transistors pour entraînements triphasés d avance et de broche Manuel de configuration Partie 2 : variateurs Valable pour Série de variateurs 6SN11- Avant propos, table des matières Etapes de configuration Architecture du système Alimentation secteur (NE) Module de puissance Réservé Vue d ensemble des produits Constituants de régulation Saisie directe et indirecte de la position Remarques importantes pour le montage Schémas d ensemble Schémas de raccordement Croquis cotés Abréviations et définitions Index alphabétique Déclaration de conformité C. E A Edition 02.98

4 3ls Documentation SIMODRIVE Récapitulatif des éditions Les éditions mentionnées ci dessous ont paru avant la présente édition. La colonne Observations comporte des lettres majuscules caractérisant la nature des éditions parues jusqu ici. Signification des lettres dans la colonne Observations : A.... B.... C.... Documentation nouvelle. Réimpression inchangée portant le nouveau numéro de référence. Edition remaniée portant la nouvelle date de publication. Si l exposé figurant sur une page a été modifié sur le plan technique par rapport à l édition précédente, la date de publication de la nouvelle édition figure dans l en tête de la page concernée. Edition Nº de référence Observations SN1060 0AA01 0DA0 A SN1197 0AA00 0DP0 C SN1197 0AA00 0DP1 C SN1197 0AA00 0DP2 C SN1197 0AA00 0DP3 C Qualité Siemens certifiée conforme à DIN ISO 9001 (Nº d enreg ) Cette documentation a été établie avec Interleaf V 5.4 Toute reproduction de ce support d information, toute exploitation ou communication de son contenu sont interdites, sauf autorisation expresse. Tout manquement à cette règle est illicite et expose son auteur au versement de dommages et intérêts. Tous nos droits sont réservés, notamment pour le cas de la délivrance d un brevet ou celui de l enregistrement d un modèle d utilité. Siemens AG 1993, 1994, 1995, 1997, All rights reserved. Le variateur peut posséder des fonctions qui dépassent le cadre de la présente description. Le client ne peut toutefois pas faire valoir de droits en liaison avec ces fonctions, que ce soit dans le cas de matériels neufs ou dans le cadre d interventions du service après vente. Nous avons vérifié la conformité du contenu du présent manuel avec le matériel et le logiciel qui y sont décrits. Or, les divergences n étant pas exclues, nous ne pouvons pas nous porter garants pour la conformité intégrale. Si l usage du manuel devait révéler des erreurs, nous en tiendrons compte et apporterons les corrections nécessaires dès la prochaine édition. Veuillez nous faire part de vos suggestions. Sous réserve de modifications. N de réf. 6SN1197 0AA00 0DP2 Imprimé en Républque fédérale d Allemagne Siemens Aktiengesellschaft

5 Avant propos Le présent manuel est partie intégrante de la documentation SIMODRIVE. Tous les imprimés sont disponibles individuellement. Veuillez vous adresser à votre agence Siemens pour obtenir la liste complète de la documentation portant sur les brochures publicitaires, les catalogues, vues d ensemble, descriptions succinctes, notices d utilisation et descriptions techniques avec numéro de référence, lieu de commande et prix. Pour des raisons de clarté, cette documentation ne contient pas toutes les informations de détail relatives à toutes les variantes du produit. Elle ne peut pas non plus tenir compte de tous les cas imaginables d installation, d exploitation et de maintenance. Si vous souhaitez de plus amples informations, ou s il apparaît des problèmes particuliers qui ne sont pas traités suffisamment en détail dans cette brochure, vous pouvez consulter l agence Siemens locale pour obtenir le renseignement nécessaire. En outre, nous attirons l attention sur le fait que le contenu de cette brochure ne fait pas partie d un accord, d une promesse ou d un rapport juridique antérieur ou en vigueur ; elle n a pas non plus pour objet d y porter amendement. Toutes les obligations de Siemens découlent du contrat de vente conclu dans le cas considéré et qui stipule aussi les clauses de garantie complètes et valables à titre exclusif. La présente brochure ne saura ni étendre ni restreindre les clauses de garantie contractuelle. i

6 Avant propos Définitions Personnel qualifié Dans l esprit de la présente brochure ou des marques d avertissement sur les produits, on entend par personnel qualifié du personnel qui est familiarisé avec l installation, le montage, la mise en service et l exploitation du produit, et qui dispose des qualifications requises par son activité, comme par exemple : formation ou initiation ou bien autorisation pour la mise sous et hors tension, pour la mise à la terre et le balisage/la signalisation des circuits électriques et des équipements, conformément aux règles de sécurité en vigueur, formation et initiation pour l entretien et l utilisation de dispositifs de sécurité appropriés, conformément aux règles de sécurité en vigueur, formation de secourisme.! Danger Ce symbole apparaît toujours si le non respect des mesures de sécurité correspondantes entraîne la mort, des lésions corporelles graves ou des dommages matériels importants.! Attention Ce symbole apparaît toujours si le non respect des mesures de sécurité correspondantes peut entraîner la mort, des lésions corporelles graves ou des dommages matériels importants.! Avertissement Ce symbole indique que le non respect des mesures de sécurité correspondantes peut entraîner des lésions corporelles légères ou des dommages matériels peu importants.! Important Ce symbole figure dans ce manuel chaque fois qu il convient de tenir compte d éléments importants. Nota Dans l esprit de la présente brochure, Nota signale une information importante sur le produit ou la partie concernée de la brochure exigeant une attention particulière. ii

7 02.98 Avant propos! Important Les modules de filtrage/filtres de secteur génèrent un courant de fuite élevé sur le conducteur de protection. En raison du courant de fuite élevé des filtres, un raccordement fixe de terre du module de filtrage/filtre réseau ou de l armoire électrique est nécessaire. Il faut appliquer des mesures selon pr EN 50178/94, partie , p. ex. 1. Raccorder un conducteur de protection en cuivre d une section d au moins 10 mm 2 ou 2. Poser un deuxième conducteur constituant une ligne parallèle au conducteur de protection, raccordé à des bornes séparées. Ce conducteur doit, à lui seul, satisfaire aux exigences auxquelles doivent répondre les conducteurs de protection selon CEI ! Attention Le fonctionnement d un équipement électrique implique nécessairement la présence de tensions dangereuses sur certaines de ses parties. La non observation des consignes de sécurité peut donc avoir pour conséquence des lésions corporelles graves ou des dommages matériels importants. Seul du personnel qualifié doit travailler doit procéder à la mise en service de cet équipement. Ce personnel doit être parfaitement familiarisé avec toutes les mises en garde et les mesures de maintenance figurant dans la présente notice d utilisation. Le fonctionnement correct et fiable de cet équipement présuppose un transport, un stockage, une installation et un montage conformes aux règles de l art ainsi qu un maniement effectué avec grand soin. Lors du fonctionnement de l installation, il peut se produire des mouvements d axes dangereux. En outre, il faut respecter les dispositions nationales, locales et spécifiques de l installation, en vigueur dans le cas considéré. Nota Veiller à ce que, lors du montage, les câbles de branchement ne subissent pas de détériorations, ne subissent pas un effort de traction, ne puissent pas être saisis par des pièces en rotation. iii

8 Avant propos Nota Sur les régimes IT et TT, les dispositifs de mesure et consoles de programmation raccordés doivent être adaptés au niveau de tension de référence de l ensemble de modules.! Important M600 et M500 ne sont pas des potentiels de terre. Les bornes sont sous tension dangereuse de V par rapport à la terre. Ces potentiels ne doivent pas être mis à la terre. Nota Entre sonde thermométrique et bobinage de moteurs tiers, une séparation de sécurité des circuits est nécessaire.! Attention La mise en service est interdite tant qu il n a pas été constaté que la machine dans laquelle doivent être incorporés les constituants décrits ici est conforme aux spécifications de la directive 89/392/CEE.! Attention Les indications et instructions figurant dans toutes les brochures et autres notices fournies doivent être observées en vue d éviter dangers et dommages. Pour l exécution de variantes des machines et appareils, il faut en outre observer les indications figurant dans les catalogues et les offres. En outre, il faut observer les dispositions et exigences nationales, locales et spécifiques de l installation, en vigueur dans le cas considéré. Ne procéder à tous les travaux que sur l installation en l état hors tension!! Attention Le fonctionnement correct et fiable de cet équipement présuppose un transport, un stockage, une installation et un montage conformes aux règles de l art ainsi qu un maniement effectué avec grand soin. La non observation des consignes de sécurité peut donc avoir pour conséquence des lésions corporelles graves ou des dommages matériels importants. iv

9 02.98 Avant propos! Attention Après coupure de toutes les tensions, une tension dangereuse subsiste pendant encore environ 4 minutes. Pour s assurer qu un appareil n est pas sous tensions dangereuses, il faut effectuer une mesure de la tension (principe du générateur à moteurs tournant).!! Attention Le courant nominal du moteur raccordé doit correspondre au courant nominal du variateur, sinon la protection des lignes d alimentation des moteurs ne peut pas être garantie. La section de la ligne d alimentation du moteur doit être conçue pour le courant nominal du variateur. Attention Avant la mise en service de la 611D, il faut vérifier si le câble de capteur est exempt de défaut à la terre. En cas de défaut à la terre, il peut se produire des mouvements incontrôlés sur les charges exerçant un effort par gravité. Ne survient plus à partir de : 6SN1118 0D 2 0AA0 version C. Nota En cas d exécution d un essai sous haute tension dans le système, il faut retirer le module limiteur de tension pour empêcher une entrée en action de la limitation de tension. Au montage, il faut veiller à effectuer le raccordement du montage limitateur de tension le plus près possible du point central de mise à la terre et avec la plus faible impédance possible. Nota Les blocs à bornes des modules de la SIMODRIVE 611 servent exclusivement au raccordement électrique des modules respectifs, une autre utilisation (p. ex. comme poignée de transport) peut entraîner des détériorations du module. v

10 Avant propos Instructions CSDE Composants sensibles aux décharges électrostatiques Les composants sensibles aux décharges électrostatiques CSDE sont des éléments, circuits intégrés ou cartes susceptibles d être endommagés par des champs électrostatiques ou par des décharges électrostatiques, lors de la manipulation, du contrôle ou du transport. En anglais, ces composants sont qualifiés de ESDS (ElectroStatic Discharge Sensetive Devices). Manipulation de cartes avec CSDE : Lors de la manipulation de composants sensibles aux décharges électrostatiques, il faut veiller à une bonne mise à la terre de l homme, du poste de travail et de l emballage! Par principe, il convient de ne toucher des cartes électroniques que si cela est indispensable pour y intervenir. Il n est permis de toucher des composants que si vous êtes constamment relié à la terre par un bracelet antistatique, si vous portez des chaussures antistatiques ou des bandes de terre antistatiques sur vos chaussures en combinaison avec un sol antistatique. Les cartes ne doivent être déposées que sur des surfaces conductrices de l électricité (table à revêtement antistatique, mousse conductrice antistatique, sachets antistatiques, conteneurs antistatiques). Ne pas rapprocher les cartes trop près de visuels, moniteurs ou téléviseurs (éloignement minimal de l écran > 10 cm). Les cartes ne doivent pas être mises en contact avec des matériaux hautement isolants p. ex. feuilles de matière plastique, plateaux isolants, vêtements en fibre synthétique. Il ne faut procéder à des mesures sur des cartes que si l appareil de mesure est mis à la terre (p. ex. par le conducteur de protection). la tête de l appareil de mesure est déchargée brièvement, avant l exécution de la mesure avec un appareil à potentiel flottant (p. ex. coffret de la commande ayant le brillant métallique). vi

11 Etapes de configuration Architecture du système Architecture du système 611 (représentation de principe) Architecture du système sur deux rangées Montage des modules Refroidissement interne Refroidissement externe Conditions ambiantes Conditions ambiantes mécaniques Conditions ambiantes électriques Configurations du réseau d alimentation Raccordements à des réseaux avec interrupteur différentiel Transformateurs Module limiteur de tension Conditions ambiantes climatiques Transport dans l emballage d origine Contraintes mécaniques en service Alimentation secteur (AS) Vue d ensemble des fonctions et réglages Caractéristiques techniques Caractéristiques techniques des modules d alimentation réseau Caractéristiques techniques des modules additionnels Connexions Connexions des modules AS Connexions du module AN 5/10 kw Fusibles de réseau, inductances de commutation, transformateurs et interrupteur principal Correspondance entre fusibles de réseau et modules AS Correspondance entre inductances de commutation et modules AS Correspondance entre autotransformateurs et modules AS 2) Correspondance des interrupteurs principaux Modules de filtrage et filtres réseau1) Correspondance entre les modules de filtrage et les modules A/R (y compris régime de courant rectangulaire) Correspondance entre les modules de filtrage et les modules A/R Nécessaire d adaptation pour filtres réseau Correspondance entre les filtres réseau et les modules AN Consignes de montage et de branchement Module de puissance Caractéristiques techniques Caractéristiques techniques des modules de puissance Caractéristiques techniques des modules complémentaires Cycles de charge des modules d entraînement Tableau des connexions vii

12 Réservé Vue d ensemble des produits Carte de régulation SIMODRIVE 611U (en préparation) Variantes de la carte de régulation et cartes optionnelles Eléments sur la face avant de la carte de régulation Pose/dépose de la carte de régulation et des options Généralités sur le câblage Câblage de modules d alimentation et modules de puissance Schéma de raccordement pour carte de régulation SIMODRIVE 611U Câblage de la carte de régulation Schéma de raccordement, câblage de la carte optionnelle Bornes Schéma de raccordement, câblage de la carte optionnelle PROFIBUS DP Modules de régulation Régulation d avance avec interface sophistiquée et interface analogique de valeur de consigne 6SN1118 0AA11 0AA Vue d ensemble des fonctions et réglages par carte de réglage 6SN1114 0AA01 0AA Tableau des connexions, régulation d avance, interface sophistiquée Carte optionnelle pour fonctions de la broche principale 6SN1114 0AA02 0AA Tableau des connexions de l option EBR Régulation d avance avec interface standard et interface de valeur de consigne analogique 6SN1118 0Aj11 0AA Vue d ensemble des fonctions et réglages sur carte de régulation Tableau des connexions, régulation d avance, interface standard Régulation à résolveur avec interface standard et interface de valeur de consigne analogique 6SN1118 0BV11 0AA Vue d ensemble des fonctions et réglages Tableau des connexions pour régulation avec résolveur Régulation de la broche principale avec interface de valeur de consigne analogique 6SN1121 0BA1V 0AAV Fonctions des bornes multifonctions Fonctions des relais multifonctions/messages Tableau des connexions pour régulation de la broche principale Remarques sur la sélection du variateur Régulation de moteurs asynchrones avec interface de valeur de consigne analogique 6SN1122 0BA1V 0AAV Fonctions des bornes multifonctions Fonctions des relais multifonctions/messages Tableau des connexions de la carte de rég. du moteur asynchrone Remarques sur le choix du moteur variateur Carte de régulation à interface numérique pour valeur de consigne Tableau des connexions de la carte de régulation Remarques sur le choix du moteur variateur, régulation EAV numérique viii

13 Remarques sur le choix du moteur variateur, régulation EBR numérique Remarques sur le choix du moteur variateur, régulation SMA numérique Saisie directe et indirecte de la position Capteurs sur moteur Saisie indirecte de la position (position du rotor du moteur) et de la vitesse de rotation du moteur Saisie directe de la position Systèmes de capteurs interprétables Alimentation électrique des capteurs Vue d ensemble de la saisie de position Position à haute résolution (HGL) Propriétés et caractéristiques techniques Affectation de broches des connecteurs Configuration des systèmes et liaisons par câbles Indications concernant la passation de commande Remarques importantes pour le montage Organigramme des messages centralisés sur module AS Chronogramme pour état prêt dans module AS Raccordement trois fils (couplage standard) Pallier une coupure de secteur/concept de repli avec raccordement 3 fils Module de surveillance Pallier une coupure réseau/concept de repli Blocage antidémarrage dans les modules d entraînement Destination du blocage antidémarrage Mode opératoire du blocage antidémarrage Raccordement du blocage antidémarrage Destination, mode opératoire et raccordement du contacteur réseau Destination et mode opératoire du mode Réglage Chronologie et déroulement des opérations en cas d utilisation du blocage antidémarrage Contrôle du blocage antidémarrage Observations Exemples pratiques Entraînement maître/esclave avec 611A Mode étoile triangle Fonctionnement en parallèle de plusieurs moteurs asynchrones Mesures CEM ix

14 Schémas d ensemble Schémas de raccordement Croquis cotés Abréviations et définitions A Déclaration de conformité C.E A-1 x

15 Etapes de configuration 1 1 Marche à suivre La marche à suivre pour la configuration d un variateur SIMODRIVE est découpée en étapes de façon qu en partant du couple requis, on parvient au module d entraînement et à l interprétation de ses différents capteurs, en passant par le moteur. A cette première phase de configuration peut faire suite, si nécessaire, une deuxième phase dans laquelle sont prises en considération les suggestions de couplage et les mesures à prendre. Pour la configuration de la série 6SN, on dispose de différents outils logiciels, p. ex. SIMO PRO et QuickSim. Pour de plus amples informations, veuillez consulter votre agence Siemens. Les fonctions des constituants de la SIMODRIVE sont décrites de façon succincte dans le présent manuel de configuration, avec indication des valeurs limites, le cas échéant. Pour plus de détails (p. ex. courbes représentatives), veuillez vous reporter aux manuels de mise en service SIMODRIVE 611 et SINUMERIK 840C/D. D autres indications concernant la configuration ainsi que des indications détaillées concernant la passation de commande figurent dans les catalogues NC 60 et NC Z. Phase 1 Choix du moteur Conception de l alimentation réseau Conception des modules de puissance Réservé voir documentation 6SN1197 0AA20 Chap. 3 Chap. 4 Chap. 5, 6 Conception des modules de régulation Saisie directe et indirecte de la position Chap. 7 Chap. 8 Fig

16 1 Etapes de configuration Phase 2 Suggestions de couplage Mesures CEM Chap. 9 Schémas d ensemble Schémas de raccordement Croquis cotés Chap. 10 Chap. 11 Chap. 12 Abréviations et définitions Chap. 13 Index alphabétique Chap. 14 Fig

17 Architecture du système 2 2 Un variateur SIMODRIVE présente une architecture modulaire comprenant un module de filtrage, un module d alimentation réseau, des modules d entraînement et, si nécessaire, des modules de surveillance, des modules à résistance pulsée par hachage et des modules HGL. Dans un variateur à modules d entraînement doté d une interface numérique, il est possible d intégrer une SINUMERIK 840D. Les modules peuvent être disposés sur plusieurs rangées superposées ou côte à côte. Ceci exige de disposer d un câble de liaison pour le bus du variateur et éventuellement pour le bus d entraînement (pour numéro de référence, voir catalogue). Il faut procéder à la liaison du circuit intermédiaire au moyen de câbles parallèles et de conducteurs d équipotentialité dont la section sera fonction de la puissance du circuit intermédiaire (longueur maxi. 5 m) ; voir figure 8. Les figures 2-1 à 2-8 montrent l architecture de principe du système. Figure 2-1 et figure 2-3 représentent l architecture de principe du système. En raison de capacités parasitaires à la terre, il convient de veiller à la longueur totale des câbles de puissance utilisés lors de la configuration du variateur. Longueur totale des câbles de puissance (câbles de moteurs y compris lignes d alimentation réseau du filtre sinus au raccordement A/R/AN) : AN 5 kw N de réf. 6SN1146 1AB00 0BA maxi 350 m AN 10 kw N de réf. 6SN114 1A 0 0AA maxi 350 m AN 28 kw N de réf. 6SN114 1A 00 0CA0 maxi 350 m A/R 16 kw N de réf. 6SN114 1B 0 0BA maxi 350 m A/R 36 kw N de réf. 6SN114 1B 0 0CA maxi 350 m A/R 55 kw N de réf. 6SN114 1B 0 0DA maxi 350 m A/R 80 kw N de réf. 6SN114 1BB00 0EA maxi 350 m A/R 120 kw N de réf. 6SN114 1BB00 0EA maxi 350 m Les modules SIMODRIVE 611 sont disponibles avec radiateur à l intérieur du module pour refroidissement à l intérieur de l armoire ; de plus, les modules de largeur 300 mm conviennent au raccordement d une gaine pour un guidage précis de l air. En option, des modules sont disponibles avec radiateur en saillie pour refroidissement externe. Dans ce cas, les radiateurs font saillie à travers des découpes dans le panneau arrière de l armoire ; le dispositif de refroidissement doit être mis en place par le client. Pour ce montage, il faut un cadre de montage par module (voir figure 2-10). Les modules sont conçus pour être incorporés dans une armoire électrique. 2-13

18 2.1 Architecture du système 611 (représentation de principe) Architecture du système 611 (représentation de principe) 2 Entre des variateurs à modules d entraînement montés à même hauteur, il faut respecter un intervalle latéral minimal de 50 mm. Fig. 2-1 Régulation analogique Fig. 2-2 Régulation numérique avec SINUMERIK 840C 2-14

19 Architecture du système 611 (représentation de principe) 2 Fig. 2-3 Régulation numérique avec SINUMERIK 840D Fig. 2-4 Système avec module de surveillance 2-15

20 2.1 Architecture du système 611 (représentation de principe) Fig. 2-5 Architecture du système avec différents décalages de circuits intermédiaires (ventilateur pas représenté) Nota Les modules de filtrage de 300 mm de large peuvent être raccordés à des modules d une largeur 200 mm. La somme de la puissance du circuit intermédiaire de ces modules consécutifs doit être 55 kw. (Limitation par la capacité de charge électrique des barres du circuit intermédiaire avec la largeur de module 200 mm). Fig. 2-6 Architecture du système avec ventilateurs de 380 V 2-16

21 Architecture du système 611 (représentation de principe) Nota Le ventilateur ne doit être mis en service que s il est relié électriquement au boîtier du module (mise à la terre du ventilateur par le boîtier du module). 2 au moins 300 mm Fig. 2-7 Architecture du système avec refroidissement par gaine Nota Pour liaison avec le circuit intermédiaire, voir chap

22 2.2 Architecture du système sur deux rangées Architecture du système sur deux rangées 2 Fig A partir de la sortie du module AS, la longueur maxi du bus variateur peut atteindre 2,10 m. 2. Liaison du circuit intermédiaire par câbles parallèles : dans le cas de modules aval de largeur 300 mm Cu 70 mm 2 : dans le cas de modules aval et de largeur < 300 mm Cu 50 mm 2 Les câbles doivent être posés de façon à empêcher tout court circuit et défaut à la terre, en outre il doit y avoir aussi une liaison équipotentielle appliquée aux deux modules (sur le filetage pour raccordement de plaque écran). 3. Rallonge du bus variateur 1500 mm. Nota Pour détails de raccordement du bloc adaptateur du circuit intermédiaire, voir croquis coté. 2-18

23 Montage des modules 2.3 Montage des modules Refroidissement interne 2 Fig. 2-9 Module de puissance avec carte de régulation embrochée, refroidissement interne La chaleur dissipée apparaît dans l armoire électrique. 2-19

24 2.3 Montage des modules Refroidissement externe 2 Panneau arrière armoire (ayant le brillant métallique) M5 3 Nm Air chaud électron. Air chaud radiateur Régulation Cadres de montage avec étanchéité mutuelle et par rapport au panneau arrière de l armoire (par ex. avec Terostat 91 de la Sté. Teroson) Appliquer le produit d étanchéité sur le pourtour de manière à établir le degré de protection IP54. Boîte à vent Air d alimentation du radiateur Air de soufflage T 40 0 C pour l électronique T 40 0 C Cadre de montage Fig Module de puissance avec carte de régulateur embrochée, refroidissement externe La puissance dissipée de la partie puissance est refroidie dans un circuit séparé de ventilation. Nota Respecter le sens d écoulement d air suivant la figure, et l espace de ventilation suivant croquis coté, chap. 12. Dimensions du cadre de montage suivant croquis coté, chap. 12. Important : Sur les radiateurs et ventilateurs externes, un fort encrassement restreint le refroidissement du module. Cela peut entraîner l entrée en action de la surveillance de la température dans la partie puissance. Il faut contrôler à intervalles réguliers si les radiateurs et ventilateurs ne sont pas encrassés. Les nettoyer suivant le besoin! 2-20

25 Conditions ambiantes 2.4 Conditions ambiantes Nota Les constituants sont isolés en conformité avec DIN VDE 0160 / et DIN VDE 0110 / Catégorie de surtension III Degré de pollution II Altitude d installation jusqu à maxi 2000 m au dessus du niveau de la mer Altitude d installation 2000 m 5000 m possible en combinaison avec transformateur séparateur Prendre en considération une réduction de puissance à partir de 1000 m. Voir chap et chap Neutre du réseau d alimentation relié directement à la terre, boîtiers de modules reliés à la terre Conditions ambiantes mécaniques Fatigue due aux vibrations en service selon DIN CEI CEI 65 A (Co) 22 I Degré de sévérité selon EN partie 3-0 et partie 3-3 Tableau 2-1 Degré de sévérité Gamme de fréquence [Hz] Classe au delà de Déviation constante [mm] 0,075 Amplitude de l accélération [m/s 2 ] [g] 9,81 1 Résistance aux chocs jusqu à 5 g 2-21

26 2.4 Conditions ambiantes Conditions ambiantes électriques 2 Conditions de raccordement au réseau des modules AS Les modules AS sont conçus pour des réseaux triphasés symétriques à neutre mis à la terre, pouvant supporter une charge : schémas TN. L inductance de commutation montée en amont (sur AN 5 kw et AN 10 kw, intégrée dans le module) permet de satisfaire aux exigences du réseau selon EN Modules AN Le raccordement réseau doit être conçu pour Pn/Ps6/Pmaxi du module AN. Modules A/R Pour garantir un fonctionnement sans dérangements dans la périphérie du système, la puissance de court circuit du réseau (S cc rés.) doit présenter au point de raccordement du module A/R les valeurs figurant dans le tableau 2-2. Si cette exigence n est pas respectée, cela peut avoir des influences néfastes sur l entraînement, et provoquer des dérangements d autres appareils raccordés à ce point là. En cas de parasitage, voir chap. 9.9 Mesures CEM, sous le nota : Mesures complémentaires! Attention À l état de livraison, les modules A/R (n de réf. 6SN ) sont réglés pour fonctionnement sur courant sinusoïdal : prière d observer les inductances de commutation ou filtres de réseau au chap. 3.2 Tableau 2-2 Valable pour modules A/R avec n de réf. : 6SN Module A/R utilisé Fonctionnement sur courant sinusoïdal (S1.6 = ON) Chap. 3.1 S cc sect. nécessaire 16/21 kw S cc sect. 1,1 MVA (70 x Pn Module A/R en kw ) 36/47 kw S cc sect. 2,5 MVA (70 x Pn Module A/R en kw ) 55/71 kw S cc sect. 3,9 MVA (70 x Pn Module A/R en kw ) A/R 80/104 kw S cc sect. 4,8 MVA (60 x Pn Module A/R en kw ) 120/156 kw S cc sect. 7,2 MVA (60 x Pn Module A/R en kw ) Fonctionnement sur courant rectangulaire (S1.6 = ON) Chap. 3.1 S cc sect. nécessaire S cc sect. 1,6 MVA (100 x Pn Module A/R en kw ) S cc sect. 3,6 MVA (100 x Pn Module A/R en kw ) S cc sect. 5,5 MVA (100 x Pn Module A/R en kw ) S cc sect. 6,4 MVA (80 x Pn Module A/R en kw ) S cc sect. 9,6 MVA (80 x Pn Module A/R en kw ) 2-22

27 Conditions ambiantes S cc rés. Raccordement au réseau/ transformateur pour l usine S cc usine = S cc réseau Si le raccordement au réseau est un transformateur pour l usine, S cc usine = Sn Transfo x 100 % / Ucc en %. Autres récepteurs/ machines 2 Inductance de commutation U1 V1 W1 PE Les puissances de court circuit figurant dans le tableau 2-2 doivent exister à ce point de raccordement. Si ces valeurs ne sont pas respectées, il peut s ensuivre de fortes chutes de tension dans le réseau, et des dérangements allant de pair. Module A/R Fig Représentation de principe Nota En cas de mise en œuvre des modules de filtrage SIMODRIVE 6SN1111 0AA01 0 A pour des modules A/R en cas de fonctionnement en courant rectangulaire (voir chap. 3.5) une inductance séparée de commutation n est pas nécessaire. 2-23

28 2.4 Conditions ambiantes Configurations du réseau d alimentation 2 Le système de variateur SIMODRIVE 611 est conçu pour une tension assignée de 300 V entre phase et neutre mis à la terre. Cette tension ne doit pas être dépassée, sinon le système d isolement du variateur pourrait être détérioré et il pourrait apparaître des tensions de contact dangereuses.! Important Les variateur ne doivent être branchés que sur des réseaux TN, directement ou par l intermédiaire d un autotransformateur. Avec tout autre schéma de réseau, il doit être monté en amont un transformateur séparateur avec neutre mis à la terre côté secondaire. 2-24

29 Conditions ambiantes Modes de raccordement Raccordement direct au réseau TN possible pour triphasé 400 V, triphasé 415 V, triphasé 480 V 1) Pour d autres tensions, le raccordement est possible par l intermédiaire d un autotransformateur. Exemple : schéma TN C 2 Schéma de raccordement, alimentation directe, réseau TN C Régime/transformateur pour usine L3 L2 L1 Schéma de raccordement, alimentation directe réseau TN C avec autotransformateur Régime/transformateur pour usine L3 L2 L1 PEN PEN Inductance de commutation Autotransformateur N U1 V1 W1 Module AS PE Inductance de commutation U1 V1 W1 Module AS PE Fig Schéma de raccordement, réseaux TN C Nota En cas de mise en œuvre d un autotransformateur ou d un transformateur séparateur avant des modules AS/AN (largeur de module 100 mm) il faut mettre en œuvre un module limiteur de tension réf. : 6SN111 0AB00 0AA00 ou un couplage externe de limitation de tension, voir chap Schéma TN C, schéma TN S, schéma TN C S Réseau triphasé symétrique à 4 ou 5 fils avec neutre à la terre pouvant supporter une charge, avec conducteur de protection et conducteur raccordé au point neutre suivant le schéma conducteurs PE et N confondus ou séparés. 1) 480 V Raccordement direct 480 V possible seulement en combinaison avec les modules P suivants (n de réf. 6SN ) et modules A/R n de réf. : 6SN , voir chap. 3.1 Dans le cas de moteur à hauteur d axe < 100 : utilisation maximale jusqu aux valeurs de températures 60 K figurant dans le catalogue NC 60.1 Prière d observer le manuel de configuration Moteurs. 2-25

30 2.4 Conditions ambiantes Avec d autres schémas de réseau 1) le module AS doit être raccordé par l intermédiaire d un transformateur séparateur. 2 Schéma TT Réseau triphasé symétrique à 3 ou 4 fils avec un point directement relié à la terre ; les récepteurs sont, p. ex. reliés à des prises de terre qui ne sont pas reliées électriquement au point du réseau mis directement à la terre. Schéma de raccordement, réseau TT avec neutre relié à la terre et transformateur séparateur Schéma de raccordement, réseau TT avec phase reliée à la terre et transformateur séparateur Réseau/transformateur pour usine L3 Réseau/transformateur pour usine L3 L2 L2 L1 L1 PE PE N N Transformateur séparateur Transformateur séparateur Inductance de commutation U1 V1 W1 Module AS PE Inductance de commutation PE U1 V1 W1 Module AS Fig Schéma de raccordement, réseau TT 1) Vous trouverez la description de types de transformateurs assortis dans le catalogue NC 60.1, partie

31 Conditions ambiantes Modes de raccordement Réseau triphasé symétrique à 3 ou 4 fils sans point directement relié à la terre ; les récepteurs sont, p. ex. reliés à des prises de terre. Schéma de raccordement, réseau IT et transformateur séparateur Avec d autres schémas de réseau 1) le module AS doit être raccordé par l intermédiaire d un transformateur séparateur. Schéma de raccordement, réseau IT et transformateur séparateur 2 Réseau/transformateur pour usine L3 Réseau/transformateur pour usine L3 L2 L2 L1 L1 PE PE N N Inductance de commutation Transformateur séparateur Inductance de commutation Transformateur séparateur U1 V1 W1 Module AS PE PE U1 V1 W1 Module AS Fig Schéma de raccordement, réseaux IT Nota En cas de mise en œuvre de transformateurs séparateurs avant des modules A/R et AN (largeur de module 100 mm) il faut mettre en œuvre un module limiteur de tension n de réf. : 6SN1111 0AB0 0AA0 ou un couplage externe de limitation de tension, voir chap Dans AN 5 kw n de réf. 6SN1146 2AB00 0BA1 il y a un couplage de limitation de tension. 1) Vous trouverez la description de types de transformateurs assortis dans le catalogue NC 60.1, partie

32 2.4 Conditions ambiantes Raccordements à des réseaux avec interrupteur différentiel 2 Raccordements directs à des réseaux avec interrupteur différentiel Du fait d un montage en pont triphasé à indice de pulsation 6 dans le module d alimentation réseau, des composantes continues sont contenues dans des courants de défaut éventuels. Il faut en tenir compte dans la sélection/conception d un dispositif de protection à courant différentiel résiduel (DDR). Le variateur SIMODRIVE peut être raccordé directement à des réseaux TN à protection différentielle tous courants à déclenchement sélectif. Schéma de raccordement avec interrupteur différentiel L3 L2 L1 Interrupteur différentiel tous courants Inductance de commutation U1 V1 W1 Module AS PE Fig Il convient d observer que exclusivement l utilisation d un interrupteur différentiel à sensibilité tous courants et à déclenchement temporisé (sélectif) (raccordement selon croquis) est admissible, le couplage en série d interrupteurs différentiels en vue d un déclenchement sélectif n est pas possible, la résistance de terre maxi. admissible du dispositif sélectif de protection soit observée (83 ohms maxi. dans le cas d interrupteur différentiel de sensibilité 0,3 A), la longueur totale des câbles de puissance blindés existant dans le variateur (câble moteur y compris lignes d alimentation réseau des filtres réseau aux bornes de raccordement AS ) soit inférieure à 350 m, le fonctionnement n est admis qu en liaison avec des filtres réseau ; il faut utiliser exclusivement les filtres réseau décrits au chap Nota Le raccordement direct des réseaux à protection DDR est valable pour modules AS 55 kw. 2-28

33 Conditions ambiantes Nota Les interrupteurs différentiels sélectifs à déclenchement temporisé, tous courants, sont utilisables sans restrictions pour la réalisation d une mesure de protection contre les courants dangereux à travers le corps humain. Important : Les dispositifs de protection différentielle sensibles au courant alternatif ou au courant pulsé, très répandus aujourd hui, ne sont pas appropriés! Recommandation : Interrupteur différentiel sensible à tous courants SIEMENS (sélectif) selon DIN VDE 0100 T480 et EN 50178, de la série 5SZ. (p. ex. 5SZ KG00 ou 5SZ6468 0KG30 avec contacts auxiliaires (1 NF / 1 NO) pour courant assigné de 63 A, sensibilité de 0,3 A). 2 Nota Les appareils de coupure (interrupteur principal, contacteurs) pour la mise en et hors circuit des filtres réseau doivent présenter un retard de 35 ms au maximum entre fermeture/ouverture des différents contacts principaux. Raccordement par transformateur séparateur Un montage avec transformateur séparateur en combinaison avec une mesure de protection contre les chocs électriques est possible. Schéma de raccord. avec disjoncteur différentiel et transformateur séparateur L3 L2 L1 Disjoncteur séparateur PE N Inductance de commutation PE U1 V1 W1 Module AS Transformateur séparateur Fig Nota En cas de mise en œuvre de transformateurs séparateurs en amont des modules A/R et AN (largeur de module 100 mm) il faut mettre en œuvre un module limiteur de tension n de réf. : 6SN1111 0AB0 0AA0 ou un montage externe de limitation de tension, voir chap L AN 5 kw n de réf. 6SN1146 2AB00 0BA1 renferme un montage limitateur de tension. 2-29

34 2.4 Conditions ambiantes Transformateurs 2 Conception du transformateur d adaptation pour exclusivement un module AS Des transformateurs assortis (autotransformateurs/transformateurs séparateurs) avec des tensions d alimentation de 220 V triph. à 575 V triph., peuvent être commandés au moyen du catalogue NC Au transformateur d adaptation est raccordé exclusivement un Module AS. Raccordement au réseau/ transformateur pour l usine S cc usine = S cc réseau S cc sect. Autres récepteurs/ machines Transfo. d adapt. pour la machine S cc transfo. Inductance de commutation U1 V1 W1 PE Module AS Fig Tableau 2-3 Remarques pour la configuration si l on configure soi même le transformateur Module A/R utilisé Puissance nominale requise Sn du transformateur séparateur/de l autotransformateur Tension de court circuit requise Ucc 16/21 kw Sn 21 kva Ucc 3% 36/47 kw Sn 46,5 kva Ucc 3% 55/71 kw Sn 70,3 kva Ucc 3% 80/104 kw Sn 104 kva Ucc 3% 120/156 kw Sn 155 kva Ucc 3% 5/10 kw Sn 7,8 kva Ucc 10% 10/25 kw Sn 14,5 kva Ucc 10% 28/50 kw Sn 40,5 kva Ucc 10% 2-30

35 Conditions ambiantes Conception du transformateur d adaptation pour plusieurs récepteurs Type de couplage du transformateur Suggestion : DYN0 ou YYN0, c. à d. couplage en triangle ou en étoile côté primaire et couplage en étoile côté secondaire avec neutre sorti. Pour le raccordement, voir chap Il est raccordé au transformateur d adaptation un module AS SIMODRIVE et d autres récepteurs/machines (voir figure 2-18). Modules A/R avec n de réf. : 6SN ainsi que pour tous les modules AN. 2 Raccordement au réseau/ transformateur pour l usine S cc usine Transfo. d adapt. pour la machine S cc transfo. S cc sect. Inductance de commutation U1 V1 W1 Module AN PE Autres récepteurs/ machines Avec les modules A/R, les conditions figurant sous a) et b) doivent exister à ce point de raccordement. Si ces valeurs ne sont pas respectées, il peut s ensuivre de fortes chutes de tension dans le réseau, et des dérangements allant de pair dans le système et sur tous les autres récepteurs à ce point de raccordement. Il y a lieu d observer que la puissance de court circuit S cc réseau se compose des valeurs S cc usine et S cc transformateur de la façon suivante. S cc réseau = 1 / (1/S cc usine + 1/S cc transformateur). Fig Si ces conditions ne sont pas respectées, il peut s ensuivre d importantes répercussions sur le réseau et des parasitages (voir chap. 9.9 Mesures CEM). Au cas où d autres récepteurs sont raccordés côté secondaire du transformateur d adaptation (voir figure 2.11), il faut observer les conditions marginales sous a) et b) pour le choix du transformateur d adaptation. Sn1, Sn2 = puissance nom. théorique du transformateur se déduisant a) et b) Ucc = tension de court circuit du transformateur d adaptation en % (dans le cas des modules A/R, doit se situer dans la plage %) S cc = puissance de court circuit. Condition marginale a) La puissance nominale (Sn) du transformateur d adaptation doit toujours être 1,27 x Pn module AS Sn1(kVA) 1,27 x Pn module AS en kw. p. ex. la puissance nominale d un transformateur d adaptation pour module A/R 16/21 est 21 kva. 2-31

36 2.4 Conditions ambiantes Condition marginale b) Attention : Exemples Pour éviter des dérangements des autres récepteurs raccordés côté secondaire du transformateur d adaptation, la somme de la puissance de court circuit du raccordement de l usine et du transformateur d adaptation au point de raccordement (S cc réseau) doit atteindre les valeurs figurant au tab. 2.2, chap S cc réseau 1 / (1/S cc usine + 1/S cc transfo). (en kva) p. ex. S cc sect. pour A/R 16/21 courant sinusoïdal selon tab. 2.2, chap : S cc sect. = 1,1 MVA = 1100 kva Pour pouvoir dimensionner correctement le transformateur d adaptation, il faut déterminer S cc transfo. S cc Transfo. 1 / (1/S cc réseau 1/S cc usine). (en kva) À partir de S cc transformateur, il est possible de calculer la puissance nominale nécessaire pour le transformateur d adaptation. Sn2 (kva) = S cc Transfo. (kva) x Ucc (%) / 100%. La puissance de court circuit du raccordement de l usine S cc usine est déterminante dans la conception du transformateur d adaptation. Pour le transformateur d adaptation, il faut prendre la puissance nominale (Sn 1 ou Sn 2) la plus élevée des puissance déterminées sous a) et b). Transformateur d adaptation pour module A/R 16/21 kw courant sinusoïdal : Ucc transformateur d adaptation = 3%; S cc usine = kva ; S cc sect. pour A/R 16/21 kw courant sinusoïdal selon tableau 2.2 : S cc réseau = 1100 kva selon a) Sn = 1,27 x 16 kw = 21 kva selon b) Calcul de Sn2 Cas 1 : S cc Transfo. = 1 / (1/1100 1/50000) = 1125 kva Sn2 = 1125 kva x 3% / 100% = 34 kva. Sn2 > Sn1 >>Sn2 est déterminant : Le transfo. d adapt. doit avoir une puiss. nom. Sn de 34 kva avec Ucc de 3%. Cas 2 : Si la Ucc du transformateur d adaptation est inférieure, p. ex. Ucc = 1 % avec sinon des conditions inchangées par rapport au cas 1 : Sn2 = 1125 kva x 1% / 100% =11,25 kva Sn1 > Sn2 ==> Sn1 est déterminant : Le transfo. d adapt. doit avoir une puiss. nom. Sn de 21 kva avec Ucc de 1%. Cas 3 : Si S cc usine est inférieure, le transformateur doit être conçu plus fort, p. ex. S cc usine = kva, sinon comme cas 1 : S cc Transfo. = 1 / (1/1100 1/3000) = 1737 kva Sn2 = 1737 kva x 3% / 100% = 52 kva. Sn2 > Sn1 >>Sn2 est déterminant : Le transfo. d adapt. doit avoir une puiss. nom. Sn de 52 kva avec Ucc de 3%. Cas 4 : Par rapport au cas 3, la Ucc du transformateur d adaptation est réduite, p. ex. à Ucc = 1 % : Sn2 = 1737 kva x 1% / 100% = 17,37 kva. Sn1 > Sn2 ==>Sn1 est déterminant Le transformateur d adaptation doit avoir une puissance nominale Sn de 21 kva avec une Ucc de 1 %. Commentaire : La diminution de Ucc peut faire diminuer Sn 2 pour le transfor- 2-32

37 Conditions ambiantes mateur d adaptation. Dans les exemples ci dessus, la puissance absorbée d autres récepteurs n a pas été prise en compte. Ce qui suit s applique aux modules AN : Dans le cas des modules AN, les exigences pour S cc réseau sont plus réduites car il n y a pas de système d alimentation asservi à un cycle. Tableau 2-4 Module AN Puissance nominale Sn du transformateur séparateur/ de l autotransformateur Tension de court circuit Ucc 5/10 kw Sn 7,8 kva Ucc 10% 10/25 kw Sn 14,5 kva Ucc 10% 28/50 kw Sn 40,5 kva Ucc 10% 2 Type de couplage du transformateur Suggestion : DYN0 ou YYN0, c. à d. couplage en triangle ou en étoile côté primaire et couplage en étoile côté secondaire avec neutre sorti. Nota En cas de mise en œuvre de transformateurs séparateurs en amont des modules A/R et AN (largeur de module 100 mm), il faut mettre en œuvre un module limiteur de tension n de réf. : 6SN1111 0AB0 0AA0 ou un montage externe de limitation de tension, voir chap L AN 5 kw n de réf. 6SN1146 2AB00 0BA1 renferme un montage limitateur de tension. 2-33

38 2.4 Conditions ambiantes Module limiteur de tension 2 Conditions... de mise en œuvre Il faut prévoir une limitation de tension lors de la mise en œuvre de transformateurs, en amont du module AS. Comme limitation de tension en cas de surtensions de commutation, en cas fréquentes pannes de réseau, en cas de claquages, etc. Les installations qui doivent satisfaire aux exigences UL/CSA, doivent être pourvues des modules limiteurs de tension. Application Utilisable pour tous les modules AN / A/R avec n de réf. : 6SN et MLFB 6SN114 1A 00 0CA0 ainsi que module limiteur de tension n de réf. : 6SN114 0AB00 0AA0 (l AN 5 kw n de réf. : 6SN6146 1AB00 0BA1 renferme un limitateur de tension). Module AN / A/R 6SN avec module limiteur de tension n de réf. : 6SN1111 0AB02 0AA0. Montage 1. Mettre l appareil hors tension. 2. Retirer le connecteur X181 sur le module AS. 3. Enficher à fond le module limiteur de tension dans le connecteur mâle X Brancher le connecteur X181 sur le module limiteur de tension. 2-34