DCS 500B - Système de contrôle distribué (DCS) ABB - Notice d'utilisation et mode d'emploi gratuit

MODE D'EMPLOI DCS 500B ABB

Variateurs standards DCS 500 pour systèmes d'entraînement c.c. 25 à 5200 A 6 à 5000 kW Description du système

Hints for printing: A4-format from page 1...56 (System description + Software structure diagrams A4) A3-format from page 57...60 (Software structure diagrams) A1-format page 61 (Software structure overview) These hints will not be printed! II D 1-1 3ADW000066R0907 DCS500 System description f i Technologie de pointe, performances et convivialité La série DCS 500 couvre une gamme complète de convertisseurs à courant continu (c.c.) hautement fiables et aux performances élevées pour l'alimentation et la commande des moteurs c.c. Le DCA 500 est un module convertisseur DCS 500 monté dans une armoire pour convertisseur appelée "Common Cabinet" (cf. documentation à part). Le DCF 500 est un module DCS 500 modifié pour alimenter d'autres charges que les circuits d'induit des moteurs c.c. (ex., charges inductives comme enroulement de champ de moteurs, aimants, etc.). Pour les projets de modernisation d'équipements existants, ABB a créé un "Kit de modernisation" spécial, DCR 500, pour la mise à niveau de votre parc variateurs c.c. et l'exploitation de la technologie numérique la plus moderne (cf. document à part). OUTILS LOGICIELS

• Pour économiser du temps, de l'argent et de l'énergie, vous utiliserez le programme CMT (Commissioning and Maintenance Tool) pour le paramétrage, la mise en service, le suivi d'exploitation et la maintenance de votre variateur. Plusieurs options sont proposées pour créer un système aux performances optimisées et adaptées aux contraintes de chaque utilisateur et répondant à toutes les exigences de sécurité. L'électronique de commande commune à la gamme complète réduit les besoins en pièces de rechange, les stocks et la formation. Un large champ d'applications industrielles Les convertisseurs DCS, DCA, DCF et DCR sont destinés aux applications les plus exigeantes dans les domaines les plus divers :
• Plasturgie et industrie du caoutchouc
• Exploitation pétrolière
• Remontées mécaniques
• Groupes électrogènes
• Chargeurs de batterie

• Pile de données • Suivi de tendance
• Pile de défauts • Paramètres/signaux
• Le programme GAD (Graphical Application Designer) contient une bibliothèque complète de blocsfonctions standards servant à développer des applications utilisateur tout en élaborant en parallèle la documentation requise. Les programmes CMT et GAD sont des outils puissants et efficaces pour les ingénieurs de développement, de mise en service et de maintenance. II D 1-2 3ADW000066R0907 DCS500 System description f i

DCS 500 - une nouvelle génération de variateurs ❖ Architecture modulaire ❖ Simplicité d'installation et d'exploitation

Le DCS 500 est un variateur entièrement personnalisable et qui se prête à la quasi totalité des applications, notamment maître/esclave, enroulage/déroulage, etc. Les modules DCS 500 permettent de réaliser des variateurs complets de 25 A à 5200 A (pour montage parallèle dodécaphasé, 10.000 A environ), et sont adaptés à tous les réseaux triphasés. Le module de base intègre: ❋ Pont(s) de thyristors (avec fusibles de branche incorporés à partir de la taille A5) ❋ Surveillance de la température pont(s) de thyristors ❋ Ventilateur ❋ Alimentation de l'électronique ❋ Carte microprocesseur Tous nos produits portent le marquage CE. Accessoires à monter dans le module: ❋ Carte d'excitation – pont de diodes non commandé, 6A ou – pont mixte (diodes/thyristors) semi-commandé, 16A ❋ Carte de communication ❋ Micro-console L'usine de variateurs c.c. d'ABB Automation Products, DivisionVitesse variable de Lampertheim (Allemagne) est certifiée DIN EN ISO 9001 (gestion de la qualité) et DIN EN ISO 14001 (gestion environnementale). Les variateurs DCS 500 sont également agréés UL (Underwriters Laboratory). Ils respectent par ailleurs les normes de CEM correspondantes en Australie et en Nouvelle-Zélande et portent le marquage C-Tick. La série DCS 500 est destinée à la fois aux applications standards et aux applications de commande d'entraînement les plus complexes. En outre, les options suivantes permettent à l'utilisateur d'adapter très précisément le variateur aux besoins de son application ❋ Modules d'excitation externes ❋ Cartes d'E/S supplémentaires ❋ Modules de couplage à différents bus de terrain ❋ Filtre(s) CEM ❋ Progiciels d'application ❋ Programmes PC Par son raccordement à un bus de terrain, l'entraînement et ses fonctionnalités peuvent être intégrés à tout type de système d'automatisation ou de contrôle-commande industriel. Des programmes PC garantissent ergonomie et simplicité d'exploitation. Une gamme complète La série DCS 500 est proposée en tailles : C1, C2, A5, A6 et A7. Les appareils peuvent être livrés en version module ou en armoire standard. Module en taille C1 II D 1-3 3ADW000066R0907 DCS500 System description f i Montage en armoire Table des matières II D

DESCRIPTION DU SYSTÈME

1 DCS 500 - une nouvelle génération de variateurs .................................................... II D 1-3 2 Vue d'ensemble du système DCS 500 ....... II D 2-1

2.1 Caractéristiques assignées et

contraintes d'environnement ........................................ II D 2-4

2.5 Les options proposées pour les modules

convertisseurs DCS 500B / DCF 500B ...................... II D 2-12 Signaux d'entrée/sortie ............................................. II D 2-12 Micro-console (commande et affichage) .................. II D 2-15 Interface série ........................................................... II D 2-16 Utilisation d'un micro-ordinateur (PC) ....................... II D 2-16 Commande du variateur à distance .......................... II D 2-16

2.6 Options pour le variateur ............................................ II D 2-18

Inductance de ligne pour les circuits d'induit et d'excitation ................................................ II D 2-18 Protection par fusibles du circuit d'induit et des cartes/modules d'excitation des variateurs c.c. ..... ...II D 2-20 Fusibles F1 et porte-fusibles pour circuit d'induit et circuits d'excitation triphasés .................................... II D 2-22 Fusibles F3.x et porte-fusibles pour circuits d'excitation biphasés ................................................. II D 2-22 Transformateur T3 pour circuit d'excitation .............. II D 2-22 Inductance de commutation pour SDCS-FEX-2A .... II D 2-23 Transformateur T2 pour auxiliaires électronique / ventilation variateur ................................................... II D 2-23 Détection de courant résiduel ................................... II D 2-23 Filtres CEM ............................................................... II D 2-24 3 Comment spécifier votre variateur ........... II D 3-1

3.1 Configuration standard avec circuit

d'excitation interne ....................................................... II D 3-3

3.2 Configuration avec circuit d'excitation interne et

nombre réduit de composants externes ...................... II D 3-5

3.3 Configuration standard avec circuit d'excitation

externe semi-commandé (1 ph.) ................................. II D 3-6

3.4 Configuration standard avec circuit d'excitation

entièrement commandé (3 ph.) et sans convertisseur d'induit ................................................... II D 3-7

3.5 Configuration type pour des entraînements de

forte puissance ............................................................ II D 3-8

3.6 Configuration type pour des entraînements

parallèles 12 pulses de très forte puissance en application maître-esclave ......................................... II D 3-10 4 Présentation générale du logiciel (Vers. 21.2xx) ................................. II D 4-1

4.1 GAD - Outil de développement d'applicatifs ................ II D 4-1

4.2 Introduction à la structure et au mode d'utilisation ....... II D 4-2

Schéma logiciel avec remarques II D 1-4 3ADW000066R0907 DCS500 System description f i

Vue d’ensemble du système DCS 500 Description du convertisseur Documentation supplémentaire Le document que vous avez actuellement entre les mains décrit les fonc3ADW000066 tionnalités des convertisseurs DCS 500 de même que le fonctionnement muVolume III tuel de tous les composants formant un Charactéristiques techniques 3ADW000165 système d'entraînement complet. Les autres documents incluent : Volume IV D Caractéristiques techniques DCS 500 Manuel d'exploitation DCS 500B qui contient toutes les informations 3ADW000055 techniques sur les composants se trouvant à l'intérieur et à l'extérieur du module convertisseur. Le Manuel d'exploitation DCS 500 décrit la procédure de mise en service du variateur. Pour les modules d'excitation triphasés DCF 500, vous utilisez la même documentation que pour les convertisseurs d'induit DCS 500. Volume II D Volume II D1 Description du systemè Description du systemè DCS 500B DCA 500 / DCA 600 3ADW000121 Description du système DCA 500 / DCA 600 pour les armoires standards équipées de variateurs c.c. Si vous désirez reprogrammer ou adapter le logiciel de Volume V D1 votre variateur, nous pou3ADW000048 SW Description DCS 500B vons vous fournir un docu3ADW000078 ment décrivant de manière détaillée la structure du logiciel du variateur de même que tous les blocs-fonctions disponibles. Ce document est uniquement disponible sous la forme d'un fichier en langue anglaise. Volume V D2 Application Blocks DCS 500B Un Manuel spécifique (DCS 500 Service Manual) est disVolume VI A ponible pour les personnels Service Manual DCS 500(B)/600 de Service. 3ADW000093 Enfin, le personnel technique chargé des systèmes d'entraînement trouvera toutes les instructions d'installation, de dimensionnement, de protection par fusibles, etc. des variateurs c.c. dans un document intitulé "Technical guide". Volume VII A Technical Guide DCS 3ADW000163 Détails de la fourniture La fourniture comprend un module convertisseur et quelques accessoires. Le manuel " Quick Guide " avec un CD Rom contenant toute la documentation en langue étrangère ainsi que des vis permettant de câbler conformément à la CEM sont toujours compris. Pour les tailles C1 et C2 une fiche permettant de connecter le ventilateur et des vis pour brider les câbles de puissance sont ajouteés. Dépendant du type de design des vis pour des câbles de puissance (A5), une clé à ouvris la porte (toutes) ainsi qu'un outil pour remplacer les thyristors sont livrés avec le convertisseur. pièces additionelles C1, C2 pièces additionelles A5, A6, A7 Configuration du variateur II D 2-1 3ADW000066R0907 DCS500 System description f i SL4 SL5 SL6 SL7

Contacteur excitation EL8 +48 V

(SL8 sur SDCS-POW-1) X7: Sort. logiques Contacteur ventilateur EL7

Detection puissance +

Contacteur princ. SA1

Ventilateur moteur -10V

Tension d'induit réelle SA 2

X5: Codeur Vitesse réelle SA 1 LIBRE EA 3

Référence vitesse princ. EA 1

Référence couple EA 2

X4: E/S analogiques LIBRE EA 4 X6: Ent. analogiques Si vous désirez modifier l'affectation des borniers avec des fonctions logicielles, nous vous invitons d'abord à lire attentivement la description du logiciel et de vous informer sur les configurations possibles. (Vous ne devez jamais modifier la fonction d'une borne avec le variateur raccordé au réseau !). Ensuite, vous devez vous assurer que les signaux adéquats arrivent sur vos borniers. Ventilateur convertisseur Les variateurs DCS 500 étant entièrement personnalisables, les borniers d'E/S peuvent être configurés selon les besoins. A la livraison de votre convertisseur, les borniers X3: à X7: sont préconfigurés comme illustré ci-dessous, ce qui correspond à l'exemple de raccordement du chapitre 4 que vous pouvez conserver sans aucune modification si vous le souhaitez. Vue d'ensemble des composants de convertisseur d'induit FEX 1

Cette vue d’ensemble illustre l’agencement des principaux éléments constitutifs du système. Le module convertisseur DCS 500B constitue le coeur du système. Bus de terrain vers API

fibre optique Vue d’ensemble du système DCS 500B II D 2-2

Surveillance défaut terre ≤ 1000V Filtre CEM - descri pt i on dét ai l l ée à l a sect i on 7. 1 Légende FEX 2

COM x - désignation abrégée des composants E/S analogique E/S logique autre possibilité

• cf. Caract. techniques convertisseur DCS 500B lui-même sert à l'alimentation d'induit et un module d'excitation intégré ou externe à contrôler le courant d'excitation. Vers excitaion Réseau Le convertisseur DCS 500B avec ses options ou accessoires est destiné à la commande de moteurs c.c. ou autres charges c.c. Dans le cas de moteurs c.c., le Vue d'ensemble des composants de convertisseur d'excitation - descri pt i on dét ai l l ée à l a sect i on 7. 1

Bus de terrain vers API

PC + DDC-Tool CZD-0x fibre optique Fig. 2/2: E/S logique autre possibilité

≤ 500V Filtre CEM Surveillance défaut terre vers une entrée logique de DCF 500B DCF 506 Légende vertisseurs se distinguent par certaines cartes, les options et le câblage (l'option CZD-0x n'est pas requise dans tous les cas ; cf. document Caractéristiques techniques). COM x - désignation abrégée des composants La plate-forme matérielle du convertisseur DCS 500B a été reprise pour élaborer le convertisseur DCF 500B dédié à la commande de charges inductives élevées. Les deux types de convertisseur utilisent le même logiciel. Lorsqu'il constitue un système complet, ces deux con- Vue d’ensemble du système DCF 500B II D 2-3 3ADW000066R0907 DCS500 System description f i

2.1 Caractéristiques assignées et contraintes d’environnement

Raccordement au réseau Tension triphasée : 230 à 1000 V selon CEI 60038 Fluctuation de tension : ±10% en permanence ; ±15% transitoire * Fréquence nominale : 50 Hz ou 60 Hz Fluctuation de fréquence statique : 50 Hz ±2 % ; 60 Hz ±2 % Plage de fréquence dynamique : 50 Hz : ±5 Hz ; 60 Hz : ± 5 Hz df/dt dynamique : 17 % / s

• = 0,5 à 30 périodes. Nota : en mode récupération d'énergie, la fluctuation de la tension exige certaines précautions. Degré de protection Module convertisseur et options (inductance de ligne, portefusibles, carte/module d'excitation, etc.): IP 00 Convertisseur en armoire: IP 20/21/31/41 Couleur Module convertisseur : Convertisseur en armoire: Contraintes d’environnement Température admissible de l'air de refroidissement - sur la prise d'air des convertiss.: 0 á +55°C à I CC nom.: 0 à +40°C avec diff. cour. c.c. cf. Fig. 2.1/2: +30 à +55°C - options: 0 à +40°C Humidité relative (5...40°C): 5 à 95%, sans condens. Humidité relative (0...+5°C): 5 à 50%, sans condens. Gradient de température: < 0,5°C / minute Température de stockage: -40 à +55°C Température pendant le transport: -40 à +70°C Degré de pollution (IEC 60664-1, IEC 60439-1): 2 Altitude: <1000 m au-dessus du niveau de la mer : >1000 m au-dessus du niveau de la mer : Taille Niveaux sonores LP (1 m distance) module en armoire 59 dBA 57 dBA 75 dBA 77 dBA 73 dBA 78 dBA 75 dBA 73 dBA 82 dBA 80 dBA

• RAL 7035 gris clair Capacité de charge (%) 100 %, sans réduction du courant avec réduction du courant, cf. Fig. 2.1/1 Vibrations module enclosed conv. g, 2 p. 150
• Hz g, 2 p. 150
• Hz g, 2 p. 150
• Hz g, 2 p. 150
• Hz g, 2 p. 150
• Hz 0,5 g, 5 p. 55
• Hz 1 mm, 2 p. 9
• Hz 0,3 g, 9 Hz Capacité de charge (%) p. 200

Fig. 2.1/1: Courbe de déclassement de la capacité de charge du convertisseur selon l’altitude du site d’installation Document du fabricant Normes harmonisées Conver tiss. en module Conver tisseur protégé Cer tificat d'incor poration EN 60204-1 [CEI 60204-1] EN 60204-1 [CEI 60204-1] Directive Basse Tension 73/23/CEE 93/68/CEE Déclaration CE de conformité EN 60146-1-1

voir également CEI 60664 EN 60204-1 [CEI 60204-1] EN 60439-1 [CEI 60439-1] EN 61800-3 ➀ [CEI 61800-3] EN 61800-3 ➀ [CEI 61800-3] Directive CEM 89/336/CEE 93/68/CEE Déclaration CE de conformité. (Pour autant qu'il y a respect de toutes les consignes d'installation concernant le choix des câbles, le câblage et le filtre CEM ou le transformateur utilisé.) ➀ Respect des "Règles de CEM" (document 3ADW 000 032) ➀ Respect des "Règles de CEM" (document 3ADW 000 032 / 3ADW 000 091) Directive Machines 98/37/CEE 93/68/CEE

55°C Fig. 2.1/2: Courbe de déclassement de la capacité de charge du module convertisseur selon la température ambiante. Conformité normative Le module convertisseur et ses composants protégés sont destinés à des environnements industriels. Au sein de l'UE, les composants satisfont les exigences des directives européennes du tableau suivant. Directives européennes

Cadre normatif nord-américain En Amérique du nord, les composants du système satisfont les exigences du tableau suivant. Tension rèseau nominale jusqu à 600 V Normes Convertisseur en module Convertisseur en armoire UL 508 C UL/CSA types: Partie puissance sur demande CSA C 22.2 No. 14-95 Système de commande industrielle, produits industriels Utilisable pour des convertisseurs en module incluant des unités d’excitation. Types avec marque UL:

• voir certification UL www.ul.com / certificate no. E196914
• ou sur demande > 600 V Concernant EN / IEC xxxxxx EN / IEC: sur demande à 1000 V voir le tableau à gauche (pour details voir le Utilisable pour des tableau à gauche) convertisseurs en module incluant des unités d’excitation. II D 2-4 3ADW000066R0907 DCS500 System description f i

2.2 Les modules convertisseurs DCS 500

La série DCS 500 est conçue sur un principe de modularité. Le module de base, qui regroupe le pont de puissance et le circuit d’extinction RC, est proposé en tailles différentes (C1a/b, C2a/b, A5, A6, A7), calibrées en termes de plages de courant et de tension. Tous les modules sont refroidis par ventilation. Le pont de puissance est commandé par l’électronique de l’appareil, celle-ci étant commune à l’ensemble de la gamme. Une partie de l’électronique peut être installée dans le module, en fonction des contraintes spécifiques Caractéristiques nominales Les valeurs nominales de tension figurent au tableau 2.1/1. Les valeurs de tension c.c. ont été calculées sur la base des hypothèses suivantes :

• UVN = tension nominale triphasée sur bornes d’entrée
• Fluctuation de tension admissible ±10 %
• Chute de tension interne, 1 % env.
• Lorsqu’un certain pourcentage de fluctuation ou de chute de tension a été pris en compte, selon les spécifications des normes CEI et VDE, la valeur de la tension de sortie ou du courant de sortie doit être réduite par le facteur réel, comme dans le tableau ci-contre. à l’application envisagée (ex., excitation pour le moteur ou carte d’interface). L’opérateur peut également dialoguer avec le variateur par une micro-console qui est soit embrochée dans son logement en face avant du module convertisseur, soit installée sur la porte de l’armoire avec un kit de montage spécial. Des accessoires tels que fusibles externes, inductances de ligne, etc. sont également disponibles pour réaliser un système variateur complet. Tension réseau Tension c.c. ( préconisée) UVN Uc.c.maxi 2Q Uc.c.maxi 4Q

Tension c.c. Classe de idéale tension précoà vide nisée du DCS 500 Uel0

Tableau 2.2/1: Tension c.c. maxi que le DCS 500 peut fournir à partir de tensions d’entrée spécifiées. Si des tensions d'induit sont plus élevées que celles spécifiées, veuillez vérifier s.v.p. que votre ensemble travaille toujours dans des conditions de sécurités. Application Convertisseur d’induit Tension d’induit maxi autorisée selon type d’excitation SDCS-FEX-1 SDCS-FEX-2A DCF 504A

DCF 501B Puissance toujours positive (Ui et Ii pos.) Extrudeuse Puissance souvent ou toujours négative. Dérouleuse, charge suspendue Puissance de temps en temps négative Presse d’imprimerie à arrêt électrique Puissance positive ou négative Banc d’essais Puissance positive, de temps en temps négative

Uccmaxi4Q UCCmaxi4Q Uccmaxi2Q + modifier paramètre logiciel

Uccmaxi4Q Uccmaxi2Q + modifier paramètre logiciel

sur demande sur demande sur demande

sur demande sur demande sur demande

< 15 < 16 < 20 à monter en armoire Taille module Pertes de puissance sous 500V PV [kW] Module taille A7 Raccordement barres de connexion puissance côté gauche Dimensions HxLxP [mm] [kg] Dégagement (haut/bas/côté) [mm] Module taille A6 Raccordement ventilateur 400...500 V/3-ph a y = 4, 5, 8 500...690 V/3-ph a y = 6, 7 400/690 V/3-ph 400/690 V/3-ph 400/690 V/3-ph 400/690 V/3-ph 400/690 V/3-ph 400/690 V/3-ph 400/690 V/3-ph Fusibles ultrarapides interne interne ➀ Le raccordement aux barres de connexion puisssance côté droit est en option. Example, raccordement côté gauche DCS50xB5203-y1L; raccordement côté droit DCS50xB5203-y1R) ➁ x=1 → 2Q; x=2 → 4Q; y=4...9/1 → tension d’alimentation : 400 à 1000 V/1190 V ➂ L'air évacué doit sortir via la cheminée Egalement disponibles en convertisseur d'excitation DCF50xB (pour 500 V, cf. également tableau 2.2/3). Caractéristiques identiques à celles du convertisseur d'induit DCS50xB Tableau 2.2/5: Caractéristiques nominales de tous les modules convertisseurs DCS 500B II D 2-7 3ADW000066R0907 DCS500 System description f i

2.3 Capacités de surcharge du DCS 500

Pour optimiser un système d’entraînement en fonction des caractéristiques de charge de la machine entraînée, les convertisseurs d'induit DCS 500B sont dimensionnés sur la base du cycle de charge. Les différents cycles de charge des machines entraînées sont, notamment, définis dans les publications CEI 146 et les recommandations IEEE. Les valeurs de courant pour les cycles de charge des classes de service DC I à DC IV (cf. schémas page suivante), pour les modules convertisseurs DCS 500 figurent dans le tableau ci-dessous. Type convertisseur continu Tableau 2.3/1: Valeurs de courant des modules convertisseurs en fonction des cycles de charge. Les valeurs correspondent à une température ambiante maxi de 40° C et une altitude maxi de 1000 m audessus du niveau de la mer IDC II IDC I 400 V / 500 V DCS 50xB0025-41/51 DCS 50xB0050-41/51 DCS 50xB0075-41/51 DCS 50xB0100-41/51

Données sur demande x=1 → 2Q; x=2 → 4Q II D 2-8 3ADW000066R0907 DCS500 System description f i Cycles de charge types Classe de service Courant de charge pour le convertisseur DC I IDC I continu (IdN) Applications types Cycles de charge pompes, ventilateurs 100% DC II DC III * DC IV * IDC II pendant 15 min et 1,5 * IDC II pendant 60 s extrudeuses, bandes transporteuses IDC III pendant 15 min et 1,5 * IDC III pendant 120 s extrudeuses, bandes transporteuses 15 min 150% 100% 15 min 150% 100% IDC IV pendant 15 min et 2 * IDC IV pendant 10 s 15 min 200% 100%

• Cycle de charge différent de l'option Duty cycle du menu du programme DriveSize ! Tableau 2.3/2 : Caractéristiques des cycles de charge Si le cycle de charge de la machine entraînée ne correspond pas à un des exemples précités, vous pouvez dimensionner le module convertisseur en fonction de l’application avec le programme DriveSize. Ce programme, qui tourne sous Microsoft® Windows, vous aide à dimensionner le moteur et le variateur en prenant en compte, notamment, le type de charge (cycle de charge), la température ambiante, l’altitude du site d’installation, etc. Les résultats sont présentés sous forme de tableaux et de graphiques, l’utilisateur pouvant également faire une sortie imprimée du contenu des écrans. Pour faciliter la procédure de démarrage du mieux possible, le logiciel dans le variateur est construit de la même façon que les entrées du programme. C'est pourquoi, nombreuses sont les données qui peuvent être utilisées pour des variateurs à fort courant ou tension élevée. Fig. 2.3/1: Masque de saisie du programme de dimensionnement de l’entraînement à vitesse variable. Microsoft est une marque déposée. Windows est une marque déposée de Microsoft Corporation. II D 2-9 3ADW000066R0907 DCS500 System description f i

Caractéristiques générales

• Courants de 6 à 520 A
• Surveillance courant d’excitation minimum
• Carte d’excitation intégrée ou module d’excitation externe en coffret.
• Modèle monophasé ou triphasé
• Commande entièrement numérique (sauf SDCSFEX-1) Nous conseillons d'ajouter un autotransformateur dans le circuit d'alimentation de l'excitation pour ajuster la tension d'entrée c.a. et réduire l'ondulation de tension dans le circuit d'excitation. La carte SDCS-FEX-2 et les modules d’excitation (pas la carte SDCS-FEX-1) sont commandés par le convertisseur d’induit via une interface série (débit 62,5 Kbauds). Cette interface sert à paramétrer, à commander et à diagnostiquer l’état de la carte ou du module d’excitation et permet, donc, une maîtrise plus fine de l’application. Par ailleurs, elle vous permet de gérer simultanément soit une carte d’excitation intégrée (SDCS-FEX-2A) et un module d’excitation externe (DCF 501B/2B/3A/4A), soit deux modules d’excitation externes (2 x DCF 501B/2B/3A/4A). Les fonctions logicielles requises à cet effet sont intégrées à tous les convertisseurs DCS 500B. Différents types d'excitation SDCS-FEX-1 SDCS-FEX-2A

• Surveillance interne du courant d’excitation mini ; ne nécessite aucun réglage.
• L’agencement et les composants ont été conçus pour une tension d’isolement de 600 Vc.a.
• Tension de sortie UA :

• Pont mixte thyristors/diodes (1Q) semi-commandé
• Piloté par microprocesseur, alimentation de l’électronique par le convertisseur d’induit
• L’agencement et les composants ont été conçus pour une tension d’isolement de 600 Vc.a.
• Excitation rapide possible avec une réserve de tension adéquate ; la désexcitation se fait à la constante de temps d'excitation.
• Tension de sortie UA: ⎛ 100% + TOL ⎞ U A = UV * ⎜ ⎟ * 0,9 100% ⎠ TOL = tolérance tension réseau en % UV = tension réseau ⎛ 100% + TOL ⎞ U A = UV * ⎜ ⎟ * 0,9 100% ⎠

• Tension d'excitation conseillée : ~ 0,9 * UV TOL = tolérance tension réseau en % UV = tension réseau

• Pont mixte thyristors/diodes (1Q) semi-commandé
• Piloté par microprocesseur, avec alimentation séparée de l’électronique de commande (115/230 V/1~).
• L’agencement et les composants ont été conçus pour une tension d’isolement de 690 Vc.a.
• Tension de sortie UA: Ce module d’excitation est principalement utilisé avec des convertisseurs d’induit calibrés de 2050 à 5200 A. Il s’agit d’un convertisseur d’induit modifié.
• Tension de sortie UA respectivement Udmax 2-Q : cf. tableau 2.2/1
• Tension d'excitation conseillée : 0,5 à 1,1 *UV
• Les convertisseurs d'excitation triphasés DCF 501B/ 502B nécessitent un module de protection contre les surtensions DCF 506 pour protéger l'étage de puissance des hautes tensions inadmissibles. Le module DCF 506 est adaptée aux convertisseurs 2Q DCF 501B et aux convertisseurs 4Q DCF 502B. ⎛ 100% + TOL ⎞ U A = UV * ⎜ ⎟ * 0,9 100% ⎠ TOL = tolérance tension réseau en % UV = tension réseau

• Tension d'excitation conseillée 0,6 à0,8 * UV DCF 504A
• Ponts de thyristors montés en opposition, entièrement commandés (4Q)
• A la différence du SDCS-FEX-2A, ce module permet une excitation rapide/désexcitation, de même que l'inversion de champ. Pour l'excitation rapide, une réserve de tension adéquate est nécessaire. En régime établi, le pont entièrement commandé fonctionne en mode semi-commandé, pour maintenir l’ondulation de tension aussi faible que possible. En cas d’inversion rapide du courant d’excitation, le pont fonctionne en mode entièrement commandé.
• Même design que le DCF 503A Correspondance convertisseur d'excitation/ module de protection contre les surtensions Convertisseurs d'excitation Protection contre les surtensions DCF50xB0025-51 DCF50xB0140-51

Type de carte/module

• Courant de sortie ICC [A] Tension d'alimentation [V] Montage SDCS-FEX-1-0006 SDCS-FEX-2A-0016 0,02 p. 6
• 0,3 p. 16
• 110V -15% p. 500
• V/1~ +10% 110V -15% p. 500
• V/1~ +10% interne interne DCF 503A-0050 DCF 504A-0050 0,3 p. 50
• 0,3 p. 50
• 110V -15% p. 500
• V/1~ +10% 110V -15% p. 500
• V/1~ +10% externe externe cf. tableau 2.2/3 200V p. 500
• V/3-ph externe DCF 50xBxxxx-51 DCF506-140-51, sans capot Commentaires Fusible externe, 6 A =^ IEnom Fusible externe, inductance ; pour C1 : 0,3 A , pas pour A6/A7! ⎫alimentation auxiliaire (115/230 V), au besoin, via un transformateur ⎬d’adaptation; fusible externe; dimensions HxLxP 370x125x342 (mm) même configuration matérielle que le DCS 500B avec des composants matériels supplémentaires (DCF 506); tension auxiliaire (115/230V) ➀ Réduction de courant, cf. également 2.1 Contraintes d'environnement Fig.: 2.1/1 et 2.1/2 Tableau 2.4/1 : Tableau récapitulatif des différents modèles de cartes/modules d’excitation II D 2-11 3ADW000066R0907 DCS500 System description f i p. 8

2.5 Les options proposées pour les modules convertisseurs DCS 500B / DCF 500B

Signaux d'entrée/sortie Le convertisseur peut être raccordé à un dispositif de commande selon quatre configurations différentes via des E/S analogiques et logiques. Une seule configura- tion peut être mise en oeuvre à la fois. En outre, vous pouvez accroître le nombre d'E/S avec la carte SDCSIOE1. SDCS-CON-2 SDCS-CON-2 X17: X17: X2: X3: X4: X2: X1: X5: X6:

X3: X1: SDCS-IOB-2 Fig. 2.5/1 : E/S via SDCS-CON2 E/S analogiques: standards E/S logiques: non isolées Entrée codeur: non isolée Fig. 2.5/2 : E/S via SDCS-CON2 et SDCS-IOB2 E/S analogiques: standards E/S logiques: toutes isolées par optocoupleur/relais, état des signaux visualisé sur LED SDCS-CON-2 SDCS-CON-2 X17: X17: X2: X2: X1: X6: X7:

Fig. 2.5/3 : E/S via SDCS-CON2 et SDCS-IOB3 E/S analogiques: nbre accru d'entrées E/S logiques: non isolées entrée codeur: isolée source de courant pour: sonde PT100/CTP SDCS-IOB-2

• Fig. 2.5/4 : E/S via SDCS-IOB2 et SDCS-IOB3 E/S analogiques: nbre accru d'entrées E/S logiques: toutes isolées par optocoupleur/relais, état des signaux visualisé sur LED source de courant pour: sonde PT100/CTP II D 2-12 3ADW000066R0907 DCS500 System description f i Signaux d'E/S de la carte SDCS-CON-2 Signaux d'E/S des cartes SDCS-IOB-2x & SDCS-IOB-3 Montage dans le module de base du DCS 500 Montage toujours externe, hors module de base Bornes Bornes à vis pour fils toronnés fins de 2,5 mm² maxi de section Bornes Bornes à vis pour fils toronnés fins de 2,5 mm² maxi de section Fonctions 1 entrée tachymétrique Résolution: 12 bits + signe; entrée différentielle; plage de mode commun ±20 V ; 3 gammes à partir de 8 p. 30
• V- à nmax Fonctions de la carte SDCS-IOB-3 1 entrée tachymétrique Résolution : 12 bits + signe : entrée différentielle ; plage de mode commun ± 20 V. Gamme 8 V- à nmax ; en cas de tensions tachymétriques supérieures, la carte retour tachy PS 5311 doit être utilisée. 4 entrées analogiques 4 entrées analogiques Gamme -10 p. 0
• +10 V, 4 p. 20
• mA, 0 p. 20
• mA Toutes des entrées différentielles ; constante de temps du Toutes des entrées différentielles ; RE = 200 kΩ ; constante de temps du condensateur de lissage ≤ 2 ms. condensateur de lissage ≤ 2 ms Entrée 1 : résolution : 12 bits + signe: plage de mode commun ±20 V Entrée 1 : Gamme -10V/-20 mA p. 0
• +10V/+20 mA; 4 p. 20
• mA Entrées 2, 3, 4 : résolution: 11 bits + signe; plage de mode unipolaire ; RE = 200 kΩ/ 500 Ω/ 500 Ω ; résolution : 12 bits + commun ±40 V signe ; plage de mode commun ± 20 V Evaluation de la source de courant pour sonde CTP via cavalier et Entrées 2 + 3 : même gamme qu’entrée 1, plus -1V p. 0
• +1V entrée 2 RE = 200 kΩ/ 500 Ω/ 500 Ω/ 20 kΩ ; résolution : 11 bits + signe ; plage de mode commun avec gamme -1V p. 0
• +1V, ±1,0 V, autres cas ±40V Entrée 4 : Gamme comme pour entrée 1 RE= 200 kΩ/ 500 Ω/ 500 Ω; résolution: 11 bits + signe; plage de mode commun ±40 V Détection de courant résiduel combinée avec entrée analogique 4 (somme des courants de phase ≠ 0) 2 sorties 2 sorties +10 V, -10V, IA ≤ 5 mA chacune ; protection contre les courts+10 V, -10V, IA ≤ 5 mA chacune; protection contre les courts-circuits permanents pour l’alimentation en tension du potentiomètre de référence circuits permanents pour l’alimentation en tension du 1 sortie analogique potentiomètre de référence Mesure de courant bipolaire issu du pont de puissance ; 1 sortie analogique IdN découplé ⇒ ± 3 V ; IA ≤ 5 mA, protection contre les courtsMesure de courant bipolaire issu du pont de puissance ; circuits IdN découplé ±3 V (gain = 1); IA≤ 5 mA, UAmax = 10 V, gain réglable par potentiomètre entre 0,5 et 5, protection contre les courts-circuits 2 sorties analogiques 2 sorties analogiques Gamme -10 p. 0
• +10V; IA ≤ 5 mA Gamme -10 p. 0
• +10V ; IA ≤ 5 mA ; protection contre les courtsSignal de sortie et mise à l’échelle sélectionnables par logiciel circuits Résolution: 11 bits + signe Signal de sortie et mise à l’échelle sélectionnables par logiciel Résolution : 11 bits + signe Source de courant pour sonde PT100 ou CTP IA= 5 mA/ 1,5 mA 1 entrée pour impulsions codeur 1 entrée pour impulsions codeur Alimentation en tension pour codeurs 5 V/12 V/24 V (protection Alimentation en tension, courant de sortie, gamme d’entrée : contre les courts-circuits permanents) comme pour IOB1 Courant de sortie avec 5 V : IA ≤ 0,25 A Entrées isolées du 0 V (masse armoire) par optocoupleur et 12 V : IA ≤ 0,2 A source de tension. 24 V : IA ≤ 0,2 A Gamme d’entrée 12 V/24 V : asymétrique et différentielle Fonctions de la carte SDCS-IOB-2x 5V : différentielle 3 versions différentes sont proposées Codeur incrémental comme source de courant 13 mA: différentielle Borne réseau (impédance 120Ω) si sélectionné SDCS-IOB-21 entrées pour 24 p. 48
• V- RE = 4,7 kΩ fréquence d’entrée maxi ≤300 kHz SDCS-IOB-22 entrées pour 115 Vc.a. ; RE = 22 kΩ SDCS-IOB-23 entrées pour 230 Vc.a. ; RE = 47 kΩ Bornes Bornes à vis pour fils de 4 mm² de section maxi 8 entrées logiques 8 entrées logiques Fonctions sélectionnables par logiciel Fonctions sélectionnables par logiciel Tension d’entrée: 0 p. 8
• V ⇒ "signal 0", 16 p. 60
• V ⇒ "signal 1" Etat des signaux visualisé sur LED Constante de temps du condensateur de lissage: 10 ms Toutes les entrées sont isolées par optocoupleur RE = 15 kΩ Tension d’entrée : IOB-21:0 p. 8
• V ⇒ "sig. 0", 18 p. 60
• V ⇒"sig. 1" Signal mis au potentiel de l’armoire IOB-22:0 p. 20
• V ⇒ "sig. 0", 60 p. 130
• V ⇒"sig. 1" Tension auxiliaire pour les entrées logiques: +48 V-, ≤ 50 mA, IOB-23:0 p. 40
• V ⇒ "sig. 0", 90 V ⇒"sig. 1" Constante de temps de filtre : 10 ms (voies 1 à 6), 2 ms (voies 7+8) protection contre les courts-circuits permanents Tension auxiliaire pour entrées logiques : +48 V-, ≤ 50 mA, protection contre les courts-circuits permanents; mis au potentiel de l’armoire 8 sorties logiques 7 + 1 sorties logiques Fonctions sélectionnables par logiciel Fonction sélectionnable par logiciel Etat des signaux visualisé sur LED 7 sorties: pour relais avec diode de roue libre, limitation courant 6 sorties isolées par relais (contact n.o. : c.a. : ≤250 V / ≤3 A / c.c.: ≤24 V total ≤ 160 mA, protection contre les courts-circuits / ≤3 A ou ≤115/230 V / ≤0,3 A), protégées par varistance VDR. 1 sortie relais - sur carte d’alimentation SDCS-POW-1 2 sorties isolées par optocoupleur et protégées par diode Zener (collec(contact n.o. : c.a. : ≤250 V / ≤3 A / c.c. : ≤24 V / ≤3 A ou teur ouvert) 24 Vc.c. externe, IA ≤ 50 mA chacune. ≤115/230 V/ ≤0,3 A) protégée par une varistance VDR. II D 2-13 3ADW000066R0907 DCS500 System description f i Le nombre d’entrées logiques et analogiques peut être accru par adjonction de la carte SDCS-IOE1 (ceci en plus des différentes solutions en 2.5). SDCS-CON-2 X17: X17: X6: Fig. 2.5/5 : Entrées supplémentaires via SDCS-IOE1 Entrées analogiques : nombre accru Entrées logiques : toutes isolées par optocoupleur, état des signaux visualisé sur LED source de courant pour : sonde PT100/CTP X7: 7 x digital X5: 8 x digital X4: 2 x analog p. 250

• X3: 4 x analog 1 x Tacho SDCS-IOE-1 Pulsgeber X2: X1: Signaux d'entrée de la carte SDCS-IOE-1 Montage toujours externe, hors du module de base Bornes Bornes à vis pour fils toronnés fins de 2,5 mm² maxi de section. Fonctions 7 entrées logiques Fonctions sélectionnables par logiciel Etat des signaux visualisé sur LED Tension d'entrée : 0 p. 8
• V ⇒ "signal 0", 16 V ⇒ "signal 1" Isolées de l’électronique de l’appareil par optocoupleurs En terme de potentiel, agencées en deux groupes (EL 9 EL 12 et EL 13 p. 31
• EL 15) Constante de temps du condensateur de lissage : 2 ms 2 entrées analogiques Toutes des entrées différentielles ; plage de mode commun ±40 V Gamme - 10V/-20 mA p. 0
• +10V/+20 mA ; 4 p. 20
• mA unipolaire RE = 200 kΩ /500 Ω /500 Ω Résolution: 11 bits + signe Entrée 2 : même gamme qu’entrée 1 avec en plus -1 V/-2 mA +1 V/+2 mA, et plage de mode commun ±40 V, RE = 20 kΩ Source de courant pour sonde PT100 ou CTP IA = 5 mA / 1,5 mA Signaux mis au potentiel de l’armoire NOTA : Sauf spécification contraire, tous les signaux sont mis au 0 V. Sur la carte d’alimentation (SDCS-POW-1) et sur toutes les autres cartes, ce potentiel est directement et totalement relié au module par les points de fixation. II D 2-14 3ADW000066R0907 DCS500 System description f i Micro-console (commande et affichage) La micro-console CDP 312 (option) est une interface de commande et d’affichage ; la communication avec le convertisseur se fait par une liaison série RS 485 au débit de 9,6 kbauds. Dès que la phase de mise en service est terminée, l’utilisation de la micro-console n’est pas obligatoire à des fins de diagnostic car le convertisseur intègre un afficheur 7 segments servant notamment à signaler les défauts de fonctionnement. Mode Paramétrage Sélection et réglage de tous les paramètres et signaux N° et nom du groupe N° et nom du sous-groupe Valeur du paramètre 0 L 0,0 rpm 17 G E N E R A T R A M P E S 08 ACCEL 1 p. 0

Affichage Affichage des valeurs réelles, du groupe de signaux et de la pile de défauts ID = adresse Type de Consigne du variateur commande de vitesse sélectionné L = local (tr/min) = rien Ligne d'état Nom et valeur mesurée Position du curseur Etat contacteur principal 0 = ouvert 1 = fermé 0 L 0,0 rpm SPEEED ACT 0,0 rpm CONV CUR 0 A

0 V Touche Local/Rem pour sélectionner le mode de commande locale (micro-console) ou externe (remote) Touche Reset Pour réarmer les défauts 0 L 0,0 rpm 1 DERNIER DEFAUT ARRET D'URGENCE 3212:59:35:56

• 16 touches à membrane en 3 groupes
• Affichage à cristaux liquides de 4 lignes de 20 caractères
• Langue : allemand, anglais, français, italien, espagnol
• Options pour la micro-console CDP 312 : - câble, pour le déport de la micro-console; longuer 3m - kit de montage de la micro-console dans la porte de l’armoire Mode Fonctions Sélection du mode "Fonctions" permettant de réaliser certaines fonctions spéciales telles que chargement en lecture et en écriture des programmes ou modification des applicatifs. Ligne d'état Fonctions accessibles Réglage du contraste de l'afficheur 0 L 0,0 rpm CHARGEMENT P <== ENVOI PARAME ==> CONTRASTE

Touche Drive Pour évolution ultérieure Etat 1 = Marche 0 =Arrêt Touches à double flèche Servent à changer de groupe. En modes Paramétrage et Préréglage références, vous pouvez modifier la valeur d’un paramètre ou la référence 10 fois plus rapidement qu’au moyen des flèches simples. 1 = dernier défaut 2 = avant dernier défaut 99 = 99ème défaut Message de défaut ou d'alarme Temps écoulé depuis la mise sous tension HHHH:MM:SS:ss Caractéristiques

Touche Enter Fonction différente selon le mode sélectionné : Mode Paramétrage: valider la valeur sélectionnée Mode Affichage: accéder au mode de sélection du signal actif Sélection du signal: valider la sélection et revenir au mode Affichage. Touches à flèche simple Servent à sélectionner les paramètres au sein d’un groupe. La modification de la valeur d’un paramètre ou d’une référence se fait en mode Paramétrage. La sélection de la ligne désirée se fait en mode Affichage. Touche Démarrage Pour démarrer le variateur en mode commande locale Touche Arrêt Pour arrêter le variateur si vous êtes en mode commande locale. Touche REF Pour accéder au mode de préréglage des consignes (références). Touche ON En mode de commande locale, fermeture du contacteur principal. Touche OFF En mode de commande locale, ouverture du contacteur principal. Fig. 2.5/6 : Touches fonctionnelles et types de données affichées dans les différents modes de fonctionnement. La micro-console débrochable permet également de charger un même programme dans différents convertisseurs. II D 2-15 3ADW000066R0907 DCS500 System description f i Interface série Plusieurs interfaces série sont proposées en option pour les tâches de mise en service, d’exploitation et de diagnostic, ainsi que pour la commande à distance du variateur. Comme décrit à la section précédente, la micro-console dialogue avec le variateur via une liaison série (X33:/X34 : sur la carte commande SDCS-CON2). En installant la carte de communication optionnelle SDCS-COM-5 sur la carte SDCS-CON-2, vous augmentez le nombre d'interfaces série. Les deux interfaces utilisent des fibres optiques. Une voie sert à l'interfaçage variateur/PC. L'autre à l'interfaçage avec le module coupleur réseau . Les troix interfaces séries sont indépendantes les unes des autres. CDP 312 SDCS-CON-2 Nxxx V260 X16: X34: Câble électrique Alimentation SDCS-COM-5 ≤3m vers API FCI AC70

Interface fibre optique fibre optique ≤ 20 m ≤ 10 m Exploitation Commande Fig. 2.5/7: Différentes options pour la communication série Utilisation d’un micro-ordinateur (PC) Configuration PC:

• PC portable avec Windows NT ™ ou Windows 2000 ™ (PC bureau sur demande)
• 4M Octets de disque dur; chaque graphe mémorisé nécessite 500 kO de mémoire supplémentaire.
• Port PCMCIA Produits à commander:
• option DDCTool 4.x package pour Windows NT ou DDCTool 4.x package pour Windows 2000 (DDCTool 4.0 package pour Windows XP sur demande) Le package contient:
• Le CD rom d' installation
• Le connecteur NDPC-02 (interface entre la SNAT624 et la SDCS-COM-5 par fibre optique plastique, longueur 10m) Fonctionnalité:
• DDCtool démarre lorsque le variateur DCS500B est connecté
• CMT/DCS 500 est la base même du programme (cette appellation sera utilisée plus loin en tant que référence croisée) pour la mise en service, le diagnostic, la maintenance et le dépannage à l'aide d'une connection point-à-point . En outre des fonctionnalités proposées par la CDP 312, il y a d'autres fonctions disponibles et décrites plus loin. Commande du variateur à distance Eléments requis:
• Fibre optique plastique pour des distances jusqu’à 20 m (distances supérieures sur demande)
• Module coupleur réseau Nxxx-Ox Outils logiciels: Bus de terrain Profibus CANopen DeviceNet ControlNet ModBus AC70 / FCI Module NPBA-12 NCAN-02 NDNA-02 NCNA-01 NMBA-01

Nombre de possibilité mots cycli- d'échange ques de/ vers de parale convert. mètres ≤ 6 ➀➁ Oui ≤6➀ Oui ≤6➀ Oui ≤6➀ Oui ≤6➀ Oui ≤6➀ Non Vitesse de transmission ≤ 12 MB ≤ 1 MB ≤ 1 MB ≤ 5 MB ≤ 19,2 KB ≤ 4 MB ➀ 4 mots sont predefinis dans le modèle; ils peuvent être modifiés si nécessaite. ➁ le module supporte les PPO types de 1 à 5; en fonction du PPO choisi, moins de mots seront transférés ou resteront vides. Une documentation détaillée sur les outils de communication est à votre disposition. II D 2-16 3ADW000066R0907 DCS500 System description f i Programme PC (suite) Le programme comporte neuf menus permettant de modifier l’applicatif en ligne, de surveiller le bon fonctionnement du variateur, de changer les valeurs des paramètres, de commander l’entraînement et de suivre son fonctionnement. Nous décrivons ci-après brièvement chacun des menus avec, dans certains cas, le type d’informations présentées à l’écran. Menu Diagrams Avec ce menu, vous affichez le schéma fonctionnel (blocfonctions) créé avec le programme GAD. Au besoin, l’utilisateur peut également visualiser les valeurs des paramètres sélectionnés ou les liaisons entre les blocs-fonctions. Menu Connect Ce menu permet de lancer certaines fonctions spéciales telles que mise en connexion avec le convertisseur ou configuration du programme. Menu ParSig Ce menu permet à l’utilisateur de visualiser, sous forme de tableaux, les valeurs des paramètres ou des signaux et, au besoin, de les modifier. Dans ce menu, l’utilisateur dispose notamment d’une fonction pour regrouper des paramètres ou des signaux selon ses besoins. Ainsi, il pourra créer des groupes spécifiques contenant des paramètres ou des signaux dont il désire suivre l’évolution ou modifier les valeurs. Menu Dlog Le convertisseur DCS 500 est capable de suivre en permanence la valeur de six signaux et de les enregistrer dans une mémoire rémanente en fonction d’un critère de déclenchement à définir (niveau, historique pré et post-événementiel). Ces valeurs peuvent ensuite être présentées par le programme selon un ordre chronologique et subir un traitement plus poussé. Elles seront affichées sous forme de tableau ou de courbe, comme dans le cas du menu «Trending» et être imprimées. Menu Trending Ce menu sert au suivi et à l'enregistrement de signaux ou paramètres donnés. La tendance de six paramètres ou signaux peut ainsi être suivie, les données étant présentées sous forme de courbe. Menu Faults Présentation, dans un ordre chronologique, des messages de défaut stockés dans la pile de défauts. Menu DrvFuncs Ce menu reproduit l’affichage et les touches de la micro-console CDP 312, l’utilisateur accédant ainsi aux mêmes fonctions qu’avec la micro-console. Menu Exit Pour quitter le programme. Menu Help Description détaillée des paramètres. II D 2-17 3ADW000066R0907 DCS500 System description f i Nota: Le programme CMT/ DCS500 est décrit en détails dans une documentation à part.

2.6 Options pour le variateur

Inductances de ligne pour les circuits d'induit (DCS 50xB) et d'excitation (DCF 50xB) Dans le cas des convertisseurs à thyristors, la tension réseau est court-circuitée pendant la commutation entre deux thyristors, provoquant des creux de tension dans le réseau point de couplage commun. Pour le raccordement d’un convertisseur au réseau, une des configurations suivantes peut être appliqueé: Réseau Point de couplage uk Lind ca. 1% Réseau Montage A Montage C1 Lorsqu'on utilise un convertisseur, une impédance mini est nécessaire pour assurer le bon fonctionnement du circuit d'extinction. Pour obtenir cette impédance mini, vous pouvez utiliser une inductance de ligne. Par conséquent, sa valeur doit se situer entre 1 % UK (tension de court-circuit relative) et 10 % UK, pour éviter toute chute de tension importante. Au cas où 2 ou plus de deux variateurs seraient alimentés par un transformateur dédié, la configuration finale dépend du nombre de drives connectés et leur capacité de puissance. Les configurations A ou B basées sur l'utilisation de selfs de commutation (self réseau) seront utilisées, si les drives Réseau considérés sont de type C1, C2, A5, Point de A6, A7. Dans le cas couplage où seulement 2 variateurs de type A7 sont présents, pas de Lind Lind Lind .... selfs réseau obligatoire grâce au design du variateur (câblage adapté). Montage B Si des contraintes particulières s'imposent au point de couplage (des normes comme EN61800-3, des entraînements Point de CC et CA au même réseau, etc.), le choix couplage de l'inductance de ligne repose sur pluLind sieurs critères. Ces contraintes sont souvent définies sous la forme d'une chute de tension en % de la tension d'alimentation nominale. L'impédance combinée de Zréseau et Zind constitue l'impédance série totale de l'installation. Le rapport entre l'impédance réseau et l'impédance de l'inductance de ligne détermine la chute de tension au point de couplage. Dans ces cas, ont utilise souvent des selfs réseau avec une impédance d'environ 4%. Lréseau Réseau Point de couplage Montage C Lorsqu'un transformateur d'isolement est utilisé, on peut très souvent satisfaire des contraintes de couplage spécifiques telles que celles du montage B sans ajouter d'inductance de ligne. Les exigences du montage A seront par là-même respectées, car UK > 1 %. Cas particulier du convertisseur: Les inductances de ligne du tableau (2.6/1) - sont sélectionnées en fonction du courant nominal des appareils - sont indépendantes de la classe de tension du convertisseur; pour certains types de convertisseur, la même self réseau est utilisée jusqu'à une tension réseau de 690 V - sont spécifiées en fonction d'un cycle de charge - peuvent être utilisées avec les convertisseurs DCS 500B de même que DCF 500B Pour en savoir plus, voir document: Technical Guide chapitre : Line reactors II D 2-18 3ADW000066R0907 DCS500 System description f i Inductance de ligne L1 Type de DCS 400V-690V 50/60 Hz Type d'inductance de ligne montage A Fig. Type d'inductance de ligne montage B Fig. DCS50xB0025-41/51 DCS50xB0050-41/51 DCS50xB0050-61 DCS50xB0075-41/51 DCS50xB0100-41/51 DCS50xB0110-61 DCS50xB0140-41/51 ND01 ND02 ND03 ND04 ND06 ND05 ND06

ND401 ND402 sur demande ND403 ND404 sur demande ND405

ND406 ND407 sur demande ND408 ND409 sur demande ND410 ND411 ND412 ND412 ND413

sur demande sur demande sur demande sur demande sur demande

• avec refroidissement forcé Tableau 2.6/1: Inductances de ligne (pour en savoir plus, cf. Caractéristiques techniques) Fig. 1 Fig. 4 Fig. 2 Fig. 3 Fig. 5 II D 2-19 3ADW000066R0907 DCS500 System description f i Protection par fusibles du circuit d'induit et des cartes/modules d'excitation des variateurs c.c. Généralités Conclusion pour le circuit d'induit Configuration de l'entraînement Les coupe-circuits tels que fusibles ou déclencheurs à maximum de courant sont utilisés pour protéger l'appareil des surintensités. En fonction de la configuration, les deux questions suivantes devront trouver réponse :

1) où et quel type de coupe-circuit doit-on placer ? 2)

quelle fonction de protection (type de défaut) doit assurer le coupe-circuit en question? Pour des raisons de coût, des fusibles standards sont utilisés à la place des fusibles ultrarapides dans certaines applications. En régime de fonctionnement normal et établi, ce choix est compréhensible, si toute éventualité de défaut peut être écartée. Réseau C.A.: public / de l'usine Armoire

pour l'excitation voir fig. 2.6/2

En cas de défaut, cependant, les économies réalisées au départ peuvent avoir d'importantes conséquences financières. L'explosion des semi-conducteurs de puissance est non seulement susceptible de détruire le convertisseur, mais également de provoquer un incendie. Une protection adéquate contre les courts-circuits et les défauts de terre, conforme aux prescriptions de la norme EN 50178, n'est réalisée qu'avec des fusibles ultrarapides appropriés.

Configuration conseillée par ABB Fig. 2.6/1 Disposition des coupe-circuits dans le convertisseur d'induit Pour en savoir plus, cf. document : Technical Guide chapitre : Aspects for fusing Fusibles ultrarapides Fusibles ultrarapides Convertisseur DCS Convertisseur DCS 2Q non-régén. 4Q resp. 2Q régéneratif Fusibles ultrarapides

Conformité aux règles de base sur : 1 – risques d'explosion 2 – défauts de terre 3 – réseaux "durs" 4 – distance de décharge 5 – courts-circuits 6 – 2Q régénératif II D 2-20 3ADW000066R0907 DCS500 System description f i

oui oui oui oui oui oui Conclusion pour les cartes/modules d'excitation Essentiellement les mêmes défauts peuvent survenir dans le circuit d'excitation et dans le circuit d'induit. Selon le type de convertisseur (pont de diodes, pont semi-commandé, pont 4 quadrants entièrement commandé), certains défauts peuvent ne pas survenir. De même, certaines caractéristiques du système (ex., alimentation par autotransformateur ou transformateur d'isolement), peuvent imposer des modes de protection supplémentaires. Les configurations suivantes sont relativement fréquentes: Contrairement au circuit d'induit, des fusibles ne sont jamais installés côté moteur du circuit d'excitation, car les conséquences de la fusion d'un fusible peuvent, dans certains cas, être beaucoup plus graves que les conséquences du défaut lui-même (surintensité limitée mais prolongée ; vieillissement du fusible ; problèmes de contact; etc.). En cas des conditions comparable à l'alimentation pour le circuit d'induit, des fusibles semi-conducteur F3.1 (ultrarapides) sont recommandées comme par exemple pour la protection de l'alimentation d'excitation et du bobinage d'excitation. F3.1 ND30 / incorperé

Fig 2.6/2 Configurations des circuits d'excitation Les fusibles de types F3.2 et F3.3 servent de protection réseau et ne peuvent en aucun cas protéger un circuit d'excitation. Seuls des fusibles HPC ou des disjoncteurs miniatures peuvent être utilisés. Les fusibles ultrarapides seraient détruits, par exemple, par l'appel de courant au démarrage du transformateur. F3.2 F3.1 F3.3

FF_ASP_b.dsf Fig 2.6/3 Configurations des circuits d'excitation II D 2-21 3ADW000066R0907 DCS500 System description f i Fusibles prothystors type F1 et support-fusibles de puissance AC et DC (DCS 501B / DCS 502B - DCF 501B / DCF 502B) Les convertisseurs se répartissent en deux groupes : - Les modules en tailles C1 et C2 (courant nominal maxi : 1000 A) exigent l’installation de fusibles externes - Les modules en tailles A5, A6 et A7 (courant nominal de 900 A à 5200 A) intègrent d’origine des fusibles ultrarapides (UR) (aucun fusible UR externe n'est nécessaire). Le tableau à droite indique le type de fusibles côté AC pour chaque variateur. Si le variateur est équipé de fusibles côté DC selon besoin, choisir les mêmes fusibles que côté AC au calibre près. Les fusibles à couteaux seront utilisés pour les tailles C1 et C2, sauf pour le plus gros. Type de convertisseur Modèle Porte-fusibles DCS50xB0025-41/51 DCS50xB0050-41/51 DCS50xB0050-61 DCS50xB0075-41/51 DCS50xB0100-51 DCS50xB0110-61 DCS50xB0140-41/51 DCS50xB0200-41/51 DCS50xB0250-41/51 DCS50xB0270-61 DCS50xB0350-41/51 DCS50xB0450-41/51/61 DCS50xB0520-41/51 DCS50xB0680-41/51 DCS50xB0820-41/51 DCS50xB1000-41/51

OFAX 1 S3 OFAX 1 S3 OFAX 1 S3 OFAX 1 S3 OFAX 1 S3 OFAX 1 S3 OFAX 2 S3 OFAX 3 S3 OFAX 3 S3 3x 170H 3006 3x 170H 3006 3x 170H 3006 170M 1564 170M 1566 170M 1566 170M 1568 170M 3815 170M 3815 170M 3815 170M 3816 170M 3817 170M 3819 170M 5810 170M 6811 170M 6811 170M 6163 170M 6163 170M 6166 Tableau 2.6/2: Fusibles et porte-fusibles (pour en savoir plus, cf. Caractéristiques techniques) Fusibles F3.x et porte-fusilbes pour circuits d'excitation biphasés Selon la stratégie de protection, différents types de fusible seront utilisés. Les fusibles sont dimensionnés sur la base du courant nominal du circuit d'excitation. Si celui-ci est raccordé à deux phases du réseau, deux fusibles doivent être utilisés ; s'il est raccordé à une seule phase et au neutre, un seul fusible peut être utilisé (sur la phase). Le tableau 2.6/3 donne les valeurs de courant des fusibles du tableau 2.6/2. Les fusibles peuvent être dimensionnés sur la base du courant d'excitation maxi. Dans ce cas, choisissez un fusible adapté aux niveaux de courant d'excitation. Excitation Courant F3.1 F3.2 F 3.3 excit.

DCF 503A DCF 504A 170M 1561 OFAA 00 H25 25 A DCF 503A DCF 504A IE ≤ 30 A 170M 1564 OFAA 00 H50 50 A DCF 503A DCF 504A IE ≤ 50 A 170M 1565 OFAA 00 H63 63 A Type of protection elements Fusibles pro- Fusible HCR BT Disjoncteur thystors pour pour 690 V; porte- pour 500 V ou support de fusible. OFAX 00 690 V type OFAX 00 Tableau 2.6/3: Fusibles et porte-fusibles pour circuits d'excitation biphasés Transformateur T3 pour circuit d'excitation pour adaptation aux niveaux de tension Fig. 2.6/4: Autotransformateur T3 La tension d’isolement des cartes/modules d’excitations est supérieure à la tension nominale de fonctionnement (cf. section Excitation) permettant, notamment pour les systèmes de plus de 500 V, une alimentation directe par le réseau du pont de puissance du convertisseur, ceci pour alimenter l’induit et l’utilisation d’un autotransformateur pour adapter l’excitation à sa tension assignée. De même, vous pouvez utiliser l’autotransformateur pour ajuster la tension d’excitation (pont de diodes SDCS-FEX-1) ou réduire l’ondulation de tension. Différents modèles (tensions côté primaire de 400 à 500 V et de 525 à 690 V) sont disponibles, chacun avec différents courants nominaux. Carte / module d'excitation pour courant d'excitation IE ≤ 500 V; 50/60 Hz Type transformateur 50/60 Hz SDCS-FEX-1 SDCS-FEX-2A SDCS-FEX-2A

≤30 A ≤50 A Uprim = ≤ 690 V T 3.14 T 3.15 Tableau 2.6/4: Caractéristiques des autotransformateurs (pour en savoir plus, cf. Caractéristiques techniques) II D 2-22 3ADW000066R0907 DCS500 System description f i Inductance de commutation pour SDCSFEX-2A Lorsque la carte d’excitation SDCS-FEX-2A est utilisée, une inductance de commutation doit être ajoutée pour assurer la CEM (compatibilité électromagnétique). Aucune inductance de commutation n’est nécessaire avec la carte d’excitation SDCS-FEX-1 (pont de diodes). Une inductance de commutation est préinstallée dans les convertisseurs d'excitation DCF 503A/ 504A. Carte Inductance d'excitation ≤ 500 V; 50/60 Hz SDCS-FEX-2A ND 30 Tableau 2.6/4: Inductance de commutation (pour en savoir plus, cf. Caractéristiques techniques) Transformateur T2 pour auxiliaires électronique / ventilation variateur Les modules de la série DCS 500 nécessitent différentes alimentations en tension auxiliaire, notamment pour l’électronique (115 V/1~ ou 230 V/1~) et les ventilateurs (230 V/1~ ou 400 V/690 V/3~) en fonction de leur taille. Le Transformateur T2 est dimensionné pour alimenter l'électronique variateur et tous les ventilateurs monophasés comprenant aussi le ventilateur du variateur de type A5. Tension d'entrée: Tension de sortie: Puissance : 380...690 V/1 ph.; 50/60 Hz 115/230 V/1 ph. 1400VA Fig. 2.6/5: Transformateur auxiliaire T2 Détection de courant résiduel Cette fonction est fournie par le logiciel standard. Au besoin, l'entrée analogique AI4 doit être activée, trois signaux en courant (un par phase) doivent être envoyés sur AI4 par un transformateur de courant. Si la somme des trois courants est différente de zéro, un message apparaît (pour en savoir plus, cf. Caractéristiques techniques). II D 2-23 3ADW000066R0907 DCS500 System description f i Filtres CEM Pour en savoir plus, voir document: Technical Guide chapter: EMC Compliant Installation and Configuration for a Power Drive System Nous décrivons ci-après le mode de sélection des composants conformément aux règles de CEM. L'objectif de la CEM est, comme son nom l'indique, d'assurer la compatibilité électromagnétique du variateur avec les autres produits et systèmes de son environnement. Elle vise à garantir un niveau d'émissions minimal de chaque produit pour éviter qu'il ne perturbe un autre produit. Pour la CEM d'un produit, deux aspects sont à prendre en compte :

• l'immunité aux perturbations du produit
• Le niveau d'émissions effectif du produit Les normes CEM supposent que le comportement CEM d'un produit est pris en compte au stade de son développement. Cependant, la CEM n'étant pas une qualité intrinsèque, elle ne peut être que mesurée quantitativement . Remarques sur la conformité CEM La procédure de conformité relève de la double responsabilité du fournisseur du convertisseur de puissance et du constructeur de la machine ou du système dans lequel il s'intégrera, ce en fonction de la part des travaux qui leur incombe pour l'équipement électrique. Premier environnement (zone résidentielle avec industrie légère), distribution restreinte Ne s'applique pas, car mode de commercialisation en distribution non restreinte exclu Non applicable Conformité Conformité Réseau moyenne tension Zone résidentielle Réseau moyenne tension Transformateur d'alimentation d'une zone résidentielle (puissance assignée normale ≤ 1,2 MVA) Industrie légère Transformateur d'alimentation d'une zone résidentielle (puissance assignée normale ≤ 1,2 MVA) Zone résidentielle Neutre à la terre

Convertisseur Convertisseur

Un transformateur d'isolement avec blindage et noyau à la terre évite le montage d'un filtre réseau et d'une self réseau Vers autres charges, ex., systèmes d'entraînement Self réseau Filtre réseau Self réseau Convertisseur Convertisseur

Alimentation par le réseau public BT, alimentant également d'autres charges de tous types Fig. 2.6/5: Classification II D 2-24 3ADW000066R0907 DCS500 System description f i Alimentation par le réseau public BT, alimentant également d'autres charges de tous types Vers autres charges qui doivent être protégées de la pollution du réseau par les convertisseurs de puissance (perturbations HF et encoches de commutation) Convertisseur Self réseau + condensateur Y Réseau public 400 V à la terre avec conducteur neutre autre solution Convertisseur Filtre réseau autre solution Vers autres charges, ex., systèmes d'entraînement Self réseau Vers autres charges qui doivent être protégées de la pollution du réseau par les convertisseurs de puissance (perturbations HF et encoches de commutation) Filtre réseau Alimentation par le réseau public BT, alimentant également d'autres charges de tous types Réseau public 400 V à la terre avec conducteur neutre Réseau public 400 V à la terre avec conducteur neutre Vers autres charges, ex., systèmes d'entraînement Neutre à la terre Un transformateur d'isolement avec blindage et noyau à la terre évite le montage d'un filtre réseau et d'une self réseau Pour obtenir la protection CEM des systèmes et machines, les exigences des normes CEM suivantes doivent être satisfaites: Pour les limites d'émissions, les normes suivantes s'appliquent: EN 61000-6-3 Norme générique Emissions, environnement d'industrie légère, exigences respectées avec des dispositifs spéciaux (filtres réseau , câbles de puissance blindés) pour les basses puissances *(EN 50081-1) EN 61000-6-4 Norme générique Emissions, environnement industriel *(EN 50081-2) Norme de produit EN 61800-3 Norme de CEM pour les entraînements de puissance (PDS), prescriptions d'immunité et d'émissions en environnements avec industrie légère et implantations industrielles. Pour les limites d'immunité, les normes suivantes s'appliquent: EN 61000-6-1 Norme générique Immunité, environnement résidentiel *(EN 50082-1) EN 61000-6-2 Norme générique Immunité, environnement industriel. Si les exigences de cette norme sont satisfaites, alors celles de la norme EN 61000-6-1 sont automatiquement satisfaites *(EN 50082-2) Les exigences de cette norme doivent être respectées pour une installation conforme CEM des machines et sites industriels au sein de l'UE!

• Les standards originaux en parenthèses Classification Normes Nous définissons ci-après la terminologie et les meEN 61000-6-3 sures à mettre en oeuvre pour la conformité à la EN 61000-6-4 norme de produit EN 61800-3 EN 61000-6-2 Pour la série DCS 500B, EN 61000-6-1 les limites d'émissions sont respectées, pour autant que les mesures spécifiées sont mises en oeuvre. Ces mesures sont basées sur la notion de Distribution restreinte définie par la norme (mode de commercialisation dans lequel le fabricant limite la fourniture des produits à des distributeurs, clients ou utilisateurs qui individuellement ou conjointement ont la compétence technique CEM nécessaire). Deuxième environnement (industriel), distribution restreinte EN 61800-3 Non applicable Conformité Sur demande client Conformité Conformité Réseau moyenne tension Transformateurconvertisseur Analyse CEM de cas

Alimentation par le réseau BT, alimentant également d'autres charges de tous types, à l'exception de certains moyens de communication sensibles I > 400 A et/ou U > 500 V Self réseau Convertisseur Convertisseur autre solution Convertisseur

noyau de fer à la terre (et blindage à la terre si présent) autre solution Convertisseur autre solution Self réseau autre solution Self réseau + condensateur Y

Transformateur-convertisseur avec Réseau public 400 V à la terre avec conducteur neutre; 3~ ≤ 400 A Filtre réseau

Zone résidentielle Vers autres charges, ex., systèmes d'entraînement Neutre à la terre Transformateur d'alimentation d'une zone résidentielle (puissance assignée normale ≤ 1,2 MVA)

Vers autres charges, ex., systèmes d'entraînement Réseau moyenne tension Zone résidentielle

Alimentation par transformateur séparé du (dédié au) convertisseur. Si d'autres charges sont raccordées sur l'enroulement secondaire, elles doivent offrir une bonne tenue aux encoches de commutation provoquées par le convertisseur. Dans certains cas, des selfs réseau sont nécessaires. Remarque pour les convertisseurs de puissance sans composants supplémentaires: Ce produit est proposé en distribution restreinte au titre de la norme CEI 61800-3. Il peut être à l'origine de perturbations HF en zones résidentielles; si tel est le cas, l'opérateur peut être amené à prendre des mesures appropriées (voir schémas ci-contre). L'excitation n'est pas illustrée dans les schémas. Les règles pour les câbles d'excitation sont les mêmes que celle pour les câbles d'induit. Légende Câble blindé Câble non blindé avec restriction II D 2-25 3ADW000066R0907 DCS500 System description f i Filtre installé sur un réseau mis à la terre (réseau à régime de neutre TN ou TT) Les filtres ne peuvent être utilisés que sur des réseaux mis à la terre (ex., réseaux publics européens 400 V). Selon la norme EN 61800-3, ces filtres ne sont pas requis sur les réseaux industriels isolés équipés de transformateurs d'alimentation. De plus, ils pourraient être à l'origine de problèmes de sécurité sur les réseaux à neutre isolé ou impédant (réseaux IT). Filtres triphasés Les filtres CEM sont obligatoires pour satisfaire les limites d'émissions si un convertisseur est directement alimenté par un réseau public BT (ex., en Europe, 400 V entre les phases). Ces réseaux disposent d'un neutre mis à la terre. ABB propose des filtres triphasés pour les réseaux 400 V et 25 A....600 A et des filtres 500 V pour les réseaux 440 V en dehors de l'Europe. Les filtres peuvent être optimisés en fonction du cou- Variateur ICC [A] rant moteur réel : IFiltre = 0,8 • IMOT maxi ; le facteur 0,8 respecte l'ondulation du courant. Les réseaux 500 V à 1000 V ne sont pas des réseaux publics. Il s'agit de réseaux internes aux usines qui n'alimentent pas des équipements électroniques sensibles. C'est la raison pour laquelle les convertisseurs ne doivent pas être dotés de filtres CEM s'ils sont alimentés en 500 V ou plus. Design Type de filtre pour y=4 Type de filtre pour y= 5 Type de filtre pour y=6 o 7 DCS50xB0025-y1 DCS50xB0050-y1 DCS50xB0075-y1 DCS50xB0100-y1 DCS50xB0140-y1 DCS50xB0200-y1 DCS50xB0250-y1 DCS50xB0270-61 DCS50xB0350-y1 DCS50xB0450-y1 DCS50xB0520-y1 25A 50A 75A 100A 140A 200A 250A 250A 350A 450A 520A C1a C1a C1a C1b C1b C2a C2a C2a C2a C2a C2a NF3-440-25 NF3-440-50 NF3-440-64 NF3-440-80 NF3-440-110 NF3-500-320 NF3-500-320 NF3-500-320 NF3-500-320 NF3-500-600 NF3-500-600 NF3-500-25 NF3-500-50 NF3-500-64 NF3-500-80 NF3-500-110 NF3-500-320 NF3-500-320 NF3-500-320 NF3-500-320 NF3-500-600 NF3-500-600 --------------NF3-690-600 ➀ --NF3-690-600 ➀

NF3-690-2500 ➀ NF3-690-2500 ➀ NF3-690-2500 ➀ ➀ filtre valable seulement sur demande Filtres monophasés pour excitation De nombreux modules/cartes d'excitation sont des convertisseurs monophasés pour un courant d'excitation jusqu'à 50 A. Ils peuvent être alimentés par deux des trois phases d'entrée du convertisseur d'induit. Dans ce cas, le circuit d'excitation ne doit pas être doté d'un filtre qui lui est propre. Si la tension phase à neutre doit être prélevée (230 V sur un réseau 400 V), un filtre séparé est alors indispensable. ABB propose ce type de filtre pour 250 V et 6...30 A. Modules/cartes d'excitation Courant c.c. Type de filtre ➀ Umaxi = 250 V [A] SDCS-FEX-1 SDCS-FEX-2A SDCS-FEX-2A DCF 503A-0050 DCF 504A-0050 autres filtres pour

NF1-250-8 NF1-250-8 NF1-250-20 NF1-250-55 NF1-250-55 NF1-250-12 NF1-250-30 Les filtres peuvent être optimisés en fonction du courant d'excitation réel : IFiltre = IExcit II D 2-26 3ADW000066R0907 DCS500 System description f i

Comment spécifier votre variateur Dans ce chapitre, nous fournissons quelques conseils techniques pour la spécification et la configuration des différents types de variateur. Nous commençons par illustrer les schémas de câblage des convertisseurs avec toutes les options d'excitation possibles. Par la suite, les schémas de câblage illustrent uniquement les configurations les plus courantes.

• Configuration standard avec circuit d'excitation interne (cf. chapitre 3.1) Cette première configuration illustre un entraînement régulé en vitesse, avec un câblage externe très flexible et un circuit d'excitation intégré. Elle convient à la plupart des variateurs dans la gamme des petites puissances. Du à l'impossibilité d'incorperer une unite d'excitation interne dans les convertisseurs d'une puissance elevée (C4, A6, A7) cette configuration peut être uitisée seulement avec le type du design C1 - A5.
• Configuration avec circuit d'excitation interne et nombre réduit de composants externes (cf. chapitre 3.2) Cette seconde configuration comporte les mêmes composants de base que la première, mais avec un câblage externe réduit. Du à l'impossibilité d'incorperer une unite d'excitation interne dans les convertisseurs d'une puissance elevée (C4, A6, A7) cette configuration peut être uitisée seulement avec le type du design C1 - A5.
• Configuration standard avec circuit d'excitation externe semi-commandé (1 ph.) (cf. chapitre 3.3) Cette troisème configuration reprend le mode de câblage externe de la première, mais avec un circuit d'excitation plus puissant et plus flexible. Cette configuration est utilisable pour toutes le tailles de convertisseurs.
• Configuration typique pour des entraînements de très forte puissance utilisant deux modules convertisseurs en parallèle avec répartition de charge symétrique Autre configuration possible, la mise en parallèle de convertisseurs. Dans ce cas, les convertisseurs de même taille (A7) sont montés à proximité l'un de l'autre et leurs bornes c.a. et c.c. sont directement raccordées. Ils se comporteront comme un seul et unique gros convertisseur, qui n'existe pas en module standard. Cette configuration intègre des cartes électroniques supplémentaires réalisant des fonctions de sécurité, d'interfaçage et de surveillance des convertisseurs. Pour en savoir plus, contactez ABB.

• Configuration standard avec un circuit d'excitation entièrement commandé (3 ph.) et sans convertisseur d'induit (cf. chapitre 3.4) Cette quatrième configuration montre un module d'excitation triphasé DCF 501B/2B utilisé seul. Elle correspond à un système en mode de régulation de courant d'excitation utilisé lorsqu'un circuit d'excitation de moteur c.c. de tout type existant doit être remplacé par un système à commande numérique avec des fonctionnalités modernes comme une liaison série, etc. Autre application de ce type: les aimants, qui peuvent être commandés avec cette configuration en mode de régulation de courant ou de tension sans aucun composant supplémentaire.
• Configuration type pour des entraînements de forte puissance (cf. chapitre 3.5) Cette cinquième configuration est réservée aux entraînements de forte puissance et est basée sur les schémas de câblage des configurations 3.3 et 3.4. Tous les composants de ces deux dernières sont illustrés avec les connexions et les verrouillages requis. Elle est adaptée aux convertisseurs en tailles A5, A6 et A7.

• Modernisation d'un équipement c.c. existant Si des entraînements existants doivent être modernisés, certaines des configurations décrites pour des nouveaux projets peuvent être mises en oeuvre. Cependant, pour des raisons de place ou de coût, l'étage de puissance existant peut être conservé et seul l'étage de commande être modernisé. Pour ce type de situation, nous proposons un "Kit de modernisation" (DCR revamp kit) basé sur les cartes électroniques normalement utilisées dans les convertisseurs de type DCS- A7. Toutes les options décrites au chapitre 2 sont utilisables dans ce kit. Des cartes supplémentaires permettent d'utiliser ce kit pour l'étage de puissance avec jusqu'à 4 thyristors en parallèle. Pour en savoir plus, cf. document Selection, Installation and Start-up of Rebuild Kits. transformateur de puissance dédié

Figure 3/1: Mise en parallèle de convertisseurs pour courants forts Figure 3/2: Kit de modernisation II D 3-1 3ADW000066R0907 DCS500 System description f i

• Applications maître-esclave - Entraînements en maître-esclave Si des moteurs doivent fonctionner aux mêmes valeurs de vitesse/ couple, ils sont souvent configurés en application MAITRE/ESCLAVE. Les variateurs utilisés pour ces systèmes sont de même type et peuvent différer en puissance, mais ils seront alimentés par le même réseau. Leur nombre n'est normalement pas limité. En terme de commande, différentes contraintes et exigences doivent être prises en compte. Des exemples d'application sont disponibles sur demande auprès d'ABB Automation Products GmbH. Maître DCS 500B Esclave DCS 500B CON 2 CON 2 MaîtreEsclave

connectés par la charge Application avec deux moteurs reliés mécaniquement - Configuration type pour des entraînements de forte puissance en application maître-esclave (deux moteurs avec un arbre commun)

Cette configuration est souvent utilisée lorsque deux moteurs doivent gérer chacun 50 % d'une même charge. Ils sont reliés mécaniquement l'un à l'autre par un réducteur ou autre dispositif. Les convertisseurs sont alimentés par un transformateur réseau 12 pulses avec enroulements secondaires séparés et dont les phases sont décalées de 30°. Chaque moteur est raccordé à son propre convertisseur et circuit d'excitation. Les convertisseurs échangent des signaux pour s'assurer que chacun gère la moitié de la charge. Cette configuration offre les mêmes avantages en terme d'harmoniques injectés sur le réseau qu'un montage 12 pulses standard (cf. ci-dessous), sans utiliser de self T. En fonction de la configuration mécanique, le personnel de mise en service doit avoir une certaine expérience pour adapter l'architecture de commande en conséquence. Maître DCS 500B Esclave DCS 500B CON 2 CON 2 MaîtreEsclave

Moteurs en tandem Application 12 pulses avec deux moteurs reliés mécaniquement - Configuration type pour des entraînements parallèles 12 pulses de très forte puissance et en application maître-esclave (cf. chapitre 3.6)

Cette configuration montre un système d'entraînement parallèle 12 pulses, solution aisée à réaliser pour augmenter la puissance d'un système d'entraînement. Selon les caractéristiques techniques, la redondance ou le fonctionnement en urgence est possible en cas de défaillance d'un convertisseur. Ce type de variateur utilise deux convertisseurs 6 pulses identiques et une self de conception spéciale appelée Self T, ou une self 12 pulses ou encore une self d'interface. Les convertisseurs sont alimentés par un transformateur réseau 12 pulses avec enroulements secondaires séparés et dont les phases sont décalées de 30°. Exemple : couplage Ì/ /Ì du transformateur. Cette configuration réduit le niveau et la teneur en harmoniques côté c.a. Seuls les harmoniques de rangs 11 et 13, 23 et 25, 35 et ainsi de suite sont présents. Les harmoniques côté c.c. sont également réduits, donnant un rendement plus élevé. (Le circuit d'excitation n'est pas illustré sur le schéma de câblage 3.6. Selon le circuit d'excitation sélectionné, les raccordements au réseau, le raccordement des verrouillages et des signaux de commande peuvent être repris de tout schéma illustrant le circuit en question.) Il n'est pas possible de raccorder deux systèmes de 12-impulsions (2 convertisseurs, 1 self de balance et 1 moteur) à 1 transformateur de 12 impulsions! Pour en savoir plus, cf. document manual 12-pulse operation .

Figure 3/5: Application avec convertisseurs parallèles 12 pulses II D 3-2 3ADW000066R0907 DCS500 System description f i

Configuration standard avec circuit d'excitation interne Ce mode de câblage du variateur offre le maximum de flexibilité et l'accès au plus grand nombre de fonctions standards de surveillance du variateur. Aucune modification logicielle n'est requise pour adapter le variateur au câblage externe.

Niveaux de tension voir description

W1 PE Selon le type d'appareil, une autre configuration est possible Module convertisseur AI4

Carte de commande (CON-2)

ex., Pressostat sur module C4

Si borniers intermédiaires

Excitation (SDCS-FEX-1/2) K21 K11 Polaritées illustrées pour fonctionnement en moteur

Figure 3.1/1: Configuration standard avec circuit d'excitation interne

• Selection des composants Pour ce schéma de câblage, un convertisseur DCS 500B en taille C1, C2 ou A5 (pour la taille A7, utilisez les schémas 3.3 ou ultérieur) a été sélectionné avec une carte d'excitation SDCS-FEX-1 ou 2A. Ce type d'excitation peut être utilisé sous des tensions réseau jusqu'à 500V et fournira des courants d'excitation jusqu'à 6 / 16A. Pour des courants d'excitation supérieurs, vous devez utiliser le module d'excitation externe de calibre immédiatement supérieur DCF 503A/4A (câblage illustré en 3.3/1) ou un module d'excitation externe triphasé DCF 500B (câblage illustré en 3.5/2).
• Alimentation Plusieurs composants doivent être alimentés: - Etage de puissance du convertisseur : - Electronique du convertisseur : - Ventilateur du convertisseur: - Excitation de l'étage de puissance: - Ventilateur du moteur: - Logique de commande : 200 V à 1000 V, selon le type de convertisseur ; cf. chapitre 2 115V ou 230V, sélectionné par cavalier 230V 1 ph.; cf. Caractéristiques techniques 115 V à 500 V; avec un transformateur d'isolement/autotransformateur jusqu'à 600 V; cf. chapitere 2 et / ou Caractéristiques techniques varie selon la fabrication du moteur / les contraintes locales varie selon les contraintes locales Les fusibles F1 sont utilisés car ils ne sont pas pré-intégrés dans les convertisseurs en tailles C1 et C2. Tous les composants qui peuvent être alimentés indifféremment en 115/230 V, ont été regroupés et seront alimentés par un transformateur d'isolement T2. Tous les composants sont réglés pour une alimentation en 230 V ou sélectionnés pour ce niveau de tension. Les différentes charges sont protégées séparément par fusibles. Tant que les prises du transformateur T2 sont correctement réglées, il peut être raccordé à la source servant à alimenter l'étage de puissance du convertisseur. Le même principe peut être appliqué au circuit d'excitation. Deux modèles de transformateur d'adaptation différents sont disponibles. Un modèle peut être utilisé pour des tensions d'alimentation jusqu'à 500 V, et l'autre jusqu'à 690 V. Vous ne devez pas utiliser les prises du primaire 690 V avec la carte d'excitation SDCS-FEX-1/2A! En fonction de la tension du ventilateur du moteur, l'énergie peut être prélevée sur la même source que celle alimentant l'étage de puissance du convertisseur. Si l'énergie pour A, D et E doit être prélevée sur la même source que pour C, vous devez décider si les fusibles F1 auront ou non une double fonction (protection de l'étage de puissance + de l'alimentation auxiliaire).De plus, vous devez vérifier si les charges peuvent être alimentées avec la même forme d'onde de tension (cf. chapitre Inductance de ligne) avant le raccordement sur C. Si le convertisseur est alimenté directement par un transformateur-convertisseur HT au point C, des mesures supplémentaires doivent être prises en phase de spécification de l'entraînement (informations détaillées sur demande). II D 3-3 3ADW000066R0907 DCS500 System description f i

• Signaux de commande La logique de commande peut être divisée en trois parties : a: Génération des signaux de commande ON/OFF et START/STOP : Ces signaux de commande représentés par K20 et K21 (relais à verrouillage) peuvent provenir d'un automate (API) et être transmis sur les bornes du convertisseur soit par des relais, qui offrent une isolation galvanique, soit directement en utilisant des signaux 24V. Il n'y a pas de nécessité absolue d'utiliser des signaux câblés. Ces signaux de commande peuvent également être transmis sur une liaison série. Même une solution mixte peut être retenue, en utilisant une option pour tel type de signal et une autre pour un autre type de signal. b: Génération des signaux de commande et de surveillance : Le contacteur principal K1 du circuit d'induit est commandé par un contact sec situé sur la carte d'alimentation de l'électronique. L'état de ce contacteur est vérifié par le convertisseur via l'entrée logique 3. Le contacteur du circuit d'excitation K3 est commandé par le contact auxiliaire K11 raccordé à la sortie logique du convertisseur. Les sorties logiques sont des excitateurs de relais, capables de fournir chacun environ 50 mA et une limitation de courant d'environ 160 mA pour toutes les sorties. Les contacteurs K6 et K8 commandent les ventilateurs du système d'entraînement. Ils sont commandés par le contact auxiliaire K10 (identique à K11). Raccordé en série avec K6, on trouve un contact auxiliaire du disjoncteur F6 qui surveille l'alimentation du ventilateur du moteur. Pour l'alimentation du ventilateur du convertisseur, la surveillance du contact de la sonde thermique se fait en série avec K8. Les contacts auxiliaires K6 et K8 sont utilisés et raccordés aux entrées logiques 1 et 2 pour surveiller l'état de l'alimentation des ventilateurs du convertisseur. La fonction de K15 est décrite ci-après. c: Autres typesd'arrêt que ON/OFF et START/STOP : Nous décrivons ci-après le comportement du variateur en cas d'activation de l'entrée EMERGENCY_STOP (906) (arrêt d'urgence) ou COAST_STOP (905) (arrêt en roue libre). Notez que le câblage externe de l'exemple sert uniquement à des fins d'illustration ! Pour un EMERGENCY STOP, différentes conditions préalables doivent être prises en compte. Cette description ne s'intéresse qu'à la fonction réalisée et ne prend en compte aucun aspect de sécurité lié au type de machine. En cas d'arrêt d'urgence, l'information est transmise au convertisseur via l'entrée logique 5. Le convertisseur s'arrêtera selon le type d'arrêt paramétré (arrêt sur rampe, par la limite de courant ou en roue libre). Si le convertisseur ne peut obtenir l'arrêt complet de l'entraînement dans le délai réglé pour K15, le contact auxiliaire coupe l'alimentation de l'étage de commande, provoquant l'ouverture du contacteur principal K1 et de tous les autres. Des composants peuvent alors être endommagés (cf. Manuel d'exploitation). Pour minimiser ce risque, vous pouvez ajouter une autre temporisation (zones grisées). Ainsi, un autre type d'arrêt est disponible.

Le signal d'arrêt d'urgence active la fonction d'arrêt sur rampe dans le convertisseur comme décrit précédemment. Si l'entraînement est à l'arrêt complet dans le délai spécifié par K15, le convertisseur ouvre le contacteur principal K1. Si le convertisseur ne peut obtenir l'arrêt complet de l'entraînement dans le délai spécifié, K15 active la fonction ELECTRICAL DISCONNECT (sectionnement électrique) dans le délai spécifié par K16. Cette information est transmise au convertisseur sur une entrée logique libre. Celle-ci doit être raccordée à l'entrée COAST_STOP (arrêt en roue libre) de la logique de commande. L'entrée COAST_STOP ramène le courant à zéro aussi rapidement que possible. Le délai K16 doit être légèrement plus long que le temps requis par le régulateur de courant pour ramener le courant à zéro. Après écoulement du délai de K16, la tension de commande est coupée et tous les contacteurs de puissance s'ouvrent. K16 ELEC. DISCONN.

K15 K16 CON-2 DIx X6:9 K15 Si la vitesse de l'entraînement ne doit pas être prise en compte, K16 peut être excité avec le signal ELECTRICAL DISCONNECT. d Contrôle du contacteur principal seulement par l'API pour des raisons de sécurité : Ce mode n'est pas recommandé comme standard pour la séquence de mise sous tension et hors tension. Néanmoins il est quelquefois utilisé pour remplir des règles de sécurité ou pour d'autres besoins. Dans la plupart des cas , il est recommandé de suivre la procédure suivante: - On considère que le contact de l'API est en série avec le K1( sous les bornes désignées X96:1&2) ou en série avec le contact auxiliaire de K16 ou remplace celui-ci. - Ouvrir le contacteur principal en mode regénérateur peut entrainer des défauts de composants (voir manuel d'exploitation). - Si l'API génère la commande d'ouverture du contacteur principal.Deux types de contacts sont nécessaires: - Un contact de précoupure doit être connecté à une entrée logique non utilisée du variateur; cette entrée doit être connecté au signal START INHIBITION (908 ). Ceci va bloquer le régulateur , ramener le courant à zéro et ouvrir le contacteur (indépendamment de la commande du variateur). - Un contact normal peut alors ouvrir le contacteur principal. - Des alarmes ou une erreur peuvent être détectées; elles peuvent être réarmées ou bypassées (fonction de refermeture automatique du contacteur par exemple).

• Séquence de mise en marche Lorsque l'ordre ON est donné au convertisseur et qu'aucun signal de défaut n'est présent, le convertisseur ferme le contacteur du ventilateur, le contacteur du circuit d'excitation et le contacteur principal ; il vérifie la tension d'alimentation, l'état des contacteurs et l'absence de messages de défaut ; il débloque les régulateurs, démarre et attend l'ordre de marche (RUN). Sur réception de ce dernier, la référence vitesse est débloquée et le mode de régulation de vitesse est activé (pour en savoir plus, cf. Description du logiciel). II D 3-4 3ADW000066R0907 DCS500 System description f i

Configuration avec circuit d'excitation interne et nombre réduit de composants externes Ce mode de câblage du variateur offre les mêmes performances en commande, mais un degré de flexibilité moindre et pratiquement aucune fonction de surveillance par le variateur. Le logiciel doit être adapté au mode de câblage externe. 230V 50Hz

X2: 1 Carte de commande (CON-2)

Si borniers intermédiaires

X6: 1 X1: 1 Selon le type d'appareil, une autre configuration est possible Module convertisseur AI4

K21 Polaritées illustrées pour fonctionnement en moteur

Configuration avec circuit d'excitation interne et nombre réduit de composants externes Sélection des composants: idem figure 3.1/1

• Alimentation Plusieurs composants doivent être alimentés. Ce mode de câblage impose de prendre en compte certaines conditions préalables : - Etage de puissance du convertisseur : 200 V à 500 V, selon le type de convertisseur ; cf. chapitre 2 - Electronique du convertisseur : 230 V uniquement, sélectionné par cavalier - Ventilateur du convertisseur : 230V 1 ph. en C1 + C2; 400 V / 690 V 3 ph. en C3 ; cf. Caractéristiques techniques - Excitation de l'étage de puissance : 200 V à 500 V; cf. chapitre 2 et/ ou Caractéristiques techniques - Ventilateur du moteur: sélectionnez la tension moteur en fonction de la tension utilisée par l'le circuit d'induit - Logique de commande : sélectionnez les composants pour 230 V! Cette configuration est essentiellement identique à celle de la figure 3.1/1. Vérifiez le calibre de F1 en cas de charge supplémentaire (ex., ventilateur moteur et excitation). Tous les composants sont sélectionnés pour 230V ou réglé sur 230V pour pouvoir les associer et les alimenter par une source auxiliaire. Les différentes charges sont protégées séparément par fusible.
• Signaux de commande et sécurité La logique de commande peut être divisée en trois parties : a: Génération des signaux de commande ON/OFF et START/STOP : idem figure 3.1/1 b: Génération des signaux de commande et de surveillance : Le contacteur principal K1 fonctionne comme sur la figure 3.1/1. L'alimentation de l'excitation et du ventilateur moteur est prélevée en sortie de K1. Ainsi, les 3 charges sont commandées de la même manière. La surveillance du ventilateur n'étant pas prise en compte. les réglages suivants doivent être réalisés : Pré-raccordement (usine) : à modifier : 910 de 10701 à 10908 911 de 10703 à 10908 906 de 10709 à 12502 c: Autre type d'arrêt que ON/OFF et START/STOP: Aucun !
• Séquence de mise en marche Lorsque l'ordre ON est donné au convertisseur et qu'aucun signal de défaut n'est présent, le convertisseur ferme le contacteur du ventilateur, le contacteur du circuit d'excitation et le contacteur principal ; il vérifie la tension d'alimentation, l'état des contacteurs et l'absence de messages de défaut ; il débloque les régulateurs, démarre et attend l'ordre de marche (RUN). Sur réception de ce dernier, la référence vitesse est débloquée et le mode de régulation de vitesse est activé (pour en savoir plus, cf. Description du logiciel) II D 3-5 3ADW000066R0907 DCS500 System description f i

Configuration standard avec circuit d'excitation externe (1 ph.) Ce mode de câblage du variateur offre le maximum de flexibilité et l'accès au plus grand nombre de fonctions standards de surveillance du variateur. Aucune modification logicielle n'est requise pour adapter le variateur au câblage externe.

Niveaux de tension voir description

X2: 1 Carte de commande (CON-2)

ex., Pressostat sur module C4

Selon le type d'appareil, une autre configuration est possible Module convertisseur AI4

X33 W1 PE K21 K11 Polaritées illustrées pour fonctionnement en moteur Si borniers intermédiaires

Figure 3.3/1: Configuration standard avec circuit d'excitation externe semi-commandé (1 ph.)

• Sélection des composants Pour ce schéma de câblage, un convertisseur DCS 500B a été sélectionné avec un module d'excitation DCF 503A/4A. Avec une excitation DCF 504A, l'inversion de champ est possible. Un DCS 501B (2Q) pour l'alimentation d'induit est alors suffisant pour les entraînements de faible puissance. Ce type d'excitation peut être utilisé sous des tensions réseau jusqu'à 500 V et fournira des courants d'excitation jusqu'à 50 A. Pour des courants d'excitation supérieurs, vous devez utiliser un module triphasé DCF 500B (câblage illustré en 3.5/2).
• Alimentation Plusieurs composants doivent être alimentés : - Etage de puissance du convertisseur : - Electronique du convertisseur : - Ventilateur du convertisseur : - Excitation de l'étage de puissance : 200 V à 1000 V, selon le type de convertisseur ; cf. chapitre 2 115 V ou 230 V, sélectionné par cavalier 230 V 1 ph.; 400 V / 690 V 3 ph. en A6/A7; cf. Caractéristiques techniques 115 V à 500 V; avec un transformateur d'isolement/autotransformateur jusqu'à 690 V; cf. chapitre 2 et/ou Caractéristiques techniques - Electronique du circuit d'excitation : 115 V à 230 V - Ventilateur du moteur : varie selon la fabrication du moteur / les contraintes locales - Logique de commande : varie selon les contraintes locales Cette configuration est essentiellement identique à celle illustrée à la figure 3.1/1. Le circuit d'excitation nécessite en plus une alimentation pour l'électronique, protégée par des fusibles séparés et prélevée sur le 230V fourni par le transformateur T2. Ce régulateur d'excitation est commandé via une liaison série, raccordée sur le bornier X16: du convertisseur d'induit. L'alimentation 690V de prise du primaire peut être utilisée avec ce type d'excitation ! Si l'énergie pour A, D et E doit être prélevée sur la même source que pour C, vous devez décider si les fusibles F1 auront ou non une double fonction (protection de l'étage de puissance + de l'alimentation auxiliaire). De plus, vous devez vérifier si les charges peuvent être alimentées avec la même forme d'onde de tension (cf. chapitre Inductances de ligne) avant le raccordement sur C.
• Signaux de commande La logique de commande peut être divisée en trois parties comme décrit à la figure 3.1/1. La logique illustrée à la figure 3.2/1 peut, pour l'essentiel, être utilisée pour cette configuration. La taille du variateur et/ou sa puissance peut être un critère de sélection de la logique retenue (figure 3.1/1 ou figure 3.2/1) ou associer les deux.
• Conseil: conserver la commande de K3 comme illustré, si un module d'excitation DCF 504A est utilisé!
• Séquence de mise en marche idem figure 3.1/1 II D 3-6 3ADW000066R0907 DCS500 System description f i

3.4 Configuration standard avec circuit d'excitation entièrement commandé (3 ph.) et sans convertisseur d'induit

Le convertisseur DCS 500B est utilisé comme un convertisseur DCF 500B dans une application sans fonctionnement en mode moteur. Le câblage du variateur selon cet exemple ou celui illustré à la figure 3.2/1 est décidé sur la base de l'application et de ses contraintes. La structure du logiciel doit être adpatée comme décrit dans le Manuel d'exploitation.

Niveaux de tension voir description

Selon le type d'appareil, une autre configuration est possible

Carte de commande (CON-2) K21 Configuration standard avec circuit d'excitation entièrement commandé (3 ph.) et sans convertisseur d'induit

• Sélection des composants Pour ce schéma de câblage, un convertisseur DCF 500B en taille C1 ou C2 a été sélectionné avec un module DCF 506 qui assure la protection contre les surtensions.
• Alimentation Plusieurs composants doivent être alimentés : - Etage de puissance du convertisseur : 200 V à 500 V, selon le type de convertisseur ; cf. chapitre 2 - Electronique des convertisseurs : 115 V ou 230 V, sélectionné par cavalier - Ventilateur du convertisseur : 230 V 1 ph. en C1 + C2; cf. Caractéristiques techniques - Logique de commande : varie selon les contraintes locales Pour l'essentiel idem figure 3.1/1. Si le convertisseur est alimenté directement par un transformateur-convertisseur HT au point C, assurez-vous que l'interrupteur HT n'est pas ouvert tant que le courant d'excitation circule. Des mesures supplémentaires doivent être prises en phase de spécification de l'entraînement (informations détaillées sur demande).
• Signaux de commande La logique de commande peut être divisée en trois parties : a: Génération des signaux de commande ON/OFF et START/STOP : idem figure 3.1/1 b: Génération des signaux de commande et de surveillance : pour l'essentiel idem figure 3.1/1. A la place de la surveillance du ventilateur du moteur sur l'entrée logique 2, absente dans ce cas-ci mais qui peut exister sous la forme d'un dispositif de refreoidissement supplémentaire pour l'inductance, le module de protection contre les surtensions DCF 506 est surveillé par la même entrée. Si un dispositif de refroidissement supplémentaire doit être surveillé, des blocs-fonctions supplémentaires peuvent être utilisés. c: Autre type d'arrêt que ON/OFF et START/STOP : pour l'essentiel idem figure 3.1/1 Dans ce cas, il peut s'avérer plus efficace de réduire le courant au lieu d'appliquer une autre méthode. Sélectionnez alors un arrêt en roue libre au paramètre EMESTOP_MODE.
• Séquence de mise en marche idem figure 3.1/1 II D 3-7 3ADW000066R0907 DCS500 System description f i

Configuration type pour des entraînements de forte puissance Ce schéma de câblage illustre la configuration pour les entraînements de forte puissance, atteignant plus de 2000 A pour l'alimentation d'induit et dotés d'un circuit d'excitation triphasé. Pour ces entraînements, des convertisseurs en taille A6 ou A7 sont utilisés. Le principe de base est identique à celui de la figure 3.1/1.

Niveaux de tension voir description

Selon le type d'appareil, une autre configuration est possible Module convertisseur AI4

Carte de commande (CON-2)

ex., Pressostat sur module C4

K21 Polaritées illustrées pour fonctionnement en moteur Si borniers intermédiaires

Configuration type pour des entraînements de forte puissance (convertisseur d'induit DCS 500B)

• Sélection des composants Pour ce schéma de câblage, un convertisseur DCS 500B en taille A6 ou A7 a été sélectionné avec une excitation triphasée. Cette dernière peut être utilisée sous des tensions réseau jusqu'à 500 V et fournira des courants d'excitation pouvant atteindre 540 A.
• Alimentation Plusieurs composants doivent être alimentés : - Etage de puissance du convertisseur d'induit : - Etage de puissance du convertisseur d'excitation : - Electronique des convertisseurs : - Ventilateur du convertisseur : 200 V à 1000 V, selon le type de convertisseur ; cf. chapitre 2 200 V à 500 V 115 V ou 230 V, sélectionné par cavalier 230V 1 ph. en A5 (induit), C1 + C2 (excitation); 400 V / 690 V 3 ph. en A6/A7 (induit); cf. Caractéristiques techniques - Ventilateur du moteur : varie selon la fabrication du moteur / les contraintes locales - Logique de commande : varie selon les contraintes locales Cette configuration est essentiellement identique à celle illustrée figure 3.1/1. Dans ce cas-ci, les convertisseurs sont beaucoup plus gros que précédemment. Les branches de l'étage de puissance sont dotées de fusibles, raison pour laquelle F1 est dessiné dans l'étage de puissance. La décision d'ajouter des fusibles entre le transformateur d'alimentation se fait au cas par cas. Le transformateur T3 de l'excitation ne peut être utilisé dans cette configuration! Cf. également alimentation fig. 3.4/1 (circuit d'excitation entièrement commandé). Si l'énergie pour A, D et E doit être prélevée sur la même source que pour C, vous devez décider si les fusibles F1 auront ou non une double fonction (protection de l'étage de puissance + de l'alimentation auxiliaire). De plus, vous devez vérifier si les charges peuvent être alimentées avec la même forme d'onde de tension (cf. chapitre Inductances de ligne) avant le raccordement sur C. II D 3-8 3ADW000066R0907 DCS500 System description f i

Niveaux de tension voir description

W1 PE Selon le type d'appareil, une autre configuration est possible Module convertisseur AI4

Carte de commande (CON-2)

X6: 1 DCF 506 Protection contre les surtension

Figure 3.5/2: Configuration type pour des entraînements de forte puissance (module d'excitation DCF 500B)

• Signaux de commande La logique de commande peut être divisée en trois parties. La logique illustrée figure 3.2/1 peut, pour l'essentiel, être utilisée pour cette configuration. Du fait de la taille du variateur et de sa puissance, nous préconisons la logique illustrée : a: Génération des signaux de commande ON/OFF et START/STOP : idem figure 3.1/1 b: Génération des signaux de commande et de surveillance : idem figure 3.1/1 Chaque convertisseur surveille lui-même son contacteur principal et l'alimentation de son ventilateur. c: Autre type d'arrêt que ON/OFF et START/STOP: idem figure 3.1/1 Il est conseillé d'utiliser la sécurité supplémentaire fournie par la fonction ELECTRICAL DISCONNECT avec ce type d'entraînement.
• Séquence de mise en marche Elle est pour l'essentiel identique à celle de la figure 3.1/1. Le variateur de champ triphasé comporte des fonctions plus élaborées que les variateur d'excitation monophasés (SDCS-FEX-2A ou DCF 503A/4A). Néanmoins, d'un point de vue de pilotage (signaux digitaux renvoyés au variateur d'induit), il fonctionnera de la même façon qu'un monophasé! Lorsque l'ordre ON est donné au convertisseur d'induit et qu'aucun signal de défaut n'est présent, le convertisseur transmet cet ordre au convertisseur d'excitation via la liaison série. Ensuite, chaque convertisseur ferme le contacteur principal et le contacteur du ventilateur, vérifie la tension d'alimentation et l'état des contacteurs ; en l'absence de message de défaut, il débloque les régulateurs. Les mêmes actions que décrites à la fig. 3.1/1 interviennent alors. Si l'unité de champ détecte une erreur, une synthèse d'erreur est envoyé au variateur d'induit. De la même manière, un message d'erreur apparaît sur l'afficheur 7 segments de l'unité de champ et une sortie binaire peut être activée en la programmant. Le variateur d'induit indiquera F39 sur son afficheur, signifiant un défaut excitation. Le drive déclenchera de lui-même s'il fonctionnait. Le superviseur devra envoyer un ordre de réarmement après avoir supprimer les ordres de ON/OFF (enc/dec) et RUN(marche) . Le message d'erreur ne s'affichera plus. Pour un prochain démarrage, le variateur d'induit enverra tout d'abord un ordre de reset au variateur de champ. Ce dernier réarmera son défaut, s'il n'est plus présent. Ensuite, l'unité de champ recevra un ordre de démarrage de l'unité d'induit et fermera son contacteur principal. Il n'est pas utile de prévoir un échange d'informations de type commande, valeurs actuelles or message de défaut entre le variateur de champ et un système superviseur par liaison série type PROFIBUS ou autres. Au cas où l'exploitation exigrerait plus de commodités de service, ce n'est pas un problème de le piloter soit par hardware (bornier), soit par liaison série. II D 3-9 3ADW000066R0907 DCS500 System description f i

Configuration type pour des entraînements parallèles 12 pulses de très forte puissance en application maître/esclave Ce schéma de câblage peut être utilisé pour les systèmes parallèles 12 pulses. Il est également basé sur la configuration de la figure 3.1/ 1. Cette configuration peut être réalisée avec deux convertisseurs 25 A et avec deux convertisseurs de type 5200 A. Le plus souvent, cette configuration est retenue pour sa puissance totale. C'est la raison pour laquelle le câblage est déjà adapté aux convertisseurs en taille A5 (ventilateur monophase) ou A7. Pour le circuit d'excitation, vous devez reprendre la partie du schéma de la figure 3.5/2 qui montre le câblage de l'excitation. Si un convertisseur de taille inférieure est utilisé, reprenez la partie qui vous intéresse dans une des figures des pages précédentes.

Niveaux de tension voir description

Selon le type d'appareil, une autre configuration est possible X18: AI4

ex., Pressostat sur module C4

Si borniers intermédiaires

Carte de commande (CON-2) K21 Polaritées illustrées pour fonctionnement en moteur

Figure 3.6/1: Configuration type pour les entraînements parallèles 12 pulses de très forte puissance (MAITRE)

• Sélection des composants Cf. commentaires supra.
• Alimentation Plusieurs composants doivent être alimentés : - Etage de puissance du convertisseur d'induit : 200 V à 1000 V, selon le type de convertisseur ; cf. chapitre 2 - Electronique des convertisseurs : 115 V ou 230 V, sélectionné par cavalier - Ventilateur du convertisseur : 230V 1 ph. en C1 + C2, A5 ; 400 V / 690 V 3 ph. en A6/A7 ; cf. Caractéristiques techniques - Etage de puissance du circuit d'excitation : cf. 3.5/2 - Ventilateur du moteur: selon la fabrication du moteur / les contraintes locales - Logique de commande : selon les contraintes locales Cette configuration est pour l'essentiel identique à celle illustrée figure 3.5/1. Le système d'entraînement est alimenté par un transformateur 12 pulses, doté de deux enroulements secondaires avec un décalage de phase de 30°. Dans ce cas, il faut décider comment les niveaux de tension auxiliaire A, B, C, D=excitation et E sont générés. La tension auxiliaire A doit faire l'objet d'une attention particulière:- La puissance du transformateur T2 est-elle suffisante pour alimenter toutes les charges? Les charges sont l'électronique de tous les convertisseurs, éventuellement les ventilateurs des deux convertisseurs 12 pulses et le circuit d'excitation, les contacteurs principaux, les circuits de surveillance, etc.- Faut-il une configuration redondante et/ou flexible pour pouvoir exploiter le maître et l'esclave indépendamment l'un de l'autre?Au besoin, plusieurs niveaux de tension auxiliaire (A, A', A'', etc.) doivent être prévus. Ensuite, il faut décider comment les différentes charges seront protégées des différents types de défaut. Si des disjoncteurs sont utilisés, leur pouvoir de coupure doit être pris en compte. Les conseils fournis précédemment donnent une idée approximative. Cf. également alimentation fig. 3.4/1 (circuit d'excitation entièrement commandé). II D 3-10 3ADW000066R0907 DCS500 System description f i

Niveaux de tension voir description

Selon le type d'appareil, une autre configuration est possible

Module convertisseur X3: 1

Carte de communication (COM-x)

K20 ex., Pressostat sur module C4 K10.3 K8.3 Figure 3.6/2: K1.3 Configuration type pour les entraînements parallèles 12 pulses de très forte puissance (ESCLAVE)

• Signaux de commande La logique de commande peut être divisée en trois parties. La logique illustrée à la figure 3.2/1 peut pour l'essentiel être utilisée pour cette configuration. Du fait de la taille et de la puissance du variateur, nous préconisons la logique illustrée : a: Génération des signaux de commande ON/OFF et START/STOP : idem figure 3.1/1 b: Génération des signaux de commande et de surveillance : idem figure 3.1/1 Chaque convertisseur surveille lui-même son contacteur principal et l'alimentation de son ventilateur. c: Autre type d'arrêt que ON/OFF et START/STOP: idem figure 3.1/1 Il est conseillé d'utiliser la sécurité supplémentaire fournie par la fonction ELECTRICAL DISCONNECT avec ce type d'entraînement.
• Séquence de mise en marche Le schéma de principe est basé sur du 12 pulses sans adaptation concernant la redondance , le Maître s'occupant de la régulation de champ. Toutes les remarques énoncées au chapitre 3.5 sont aussi valables pour le 12 pulses. Les variateurs s'échangent des signaux binaires pour l' inversion de champ, la surveillance rapide par la limande connectée en X18:. Les signaux analogiques comme la référence et la mesure courant communiquent via le bornier X3: / X4:. Les paramètres du groupe 36 doivent être réglés dans le Maître et l'Esclave pour activer la communication via la limande en X18 et le fonctionnement des e/s. Les paramètres des groupes 1 & 2 dans le Maître et l'Esclave doivent être configurés pour s'assurer de l'échange correct des valeurs analogiques de courant. Des informations complémentaires ainsi qu'une liste détaillée de paramètres sont disponibles dans le Manuel Planning and Start-up for 12 pulse Power Converters.
• Note technique Il est possible de disposer d'une redondance, en cas de problème sur un drive ! Généralement, des défauts peuvent survenir à tout moment sur n'importe quel composant , en fonction duquel, la conséquence peut atteindre une criticité différente. A cause de ces défauts, le mode de redondance doit être spécifié en premier lieu. Les défauts occasionnant un déclenchement peuvent provenir de l'alimentation 12pulses (transformateur), des deux variateurs alimentant l'induit, de l'excitation, de la self-interphase ou du moteur. Des précautions peuvent être prises pour augmenter la disponibilité du drive, en cas de puissance réduite , si la charge entraînée ou les data du moteur le permettent. Cela peut être realisé en utilisant 2 transformateurs au lieu d'un seul en 12pulse , en validant le mode 6 pulse des variateurs (1 seul est enclenché ; l'autre restant hors-service), en utilisant un 2ième unité de champ s'il y a un casse du matériel ou en validant la régulation du champ par l'un ou l'autre des variateurs ou bien par la possibilité de bypasser la self interphase. II D 3-11 3ADW000066R0907 DCS500 System description f i II D 3-12 3ADW000066R0907 DCS500 System description f i 4 Présentation générale du logiciel (Version 21.2xx)

4.1 GAD - Outil de développement d'applicatifs

Le diagramme standard du DCS500 Software est modifié comme suit. Outre les blocs-fonction relatés ici (appelés" Blocsfonction standard"), des blocs supplémentaires (nommés" blocs d'application") sont disponibles, comme ABS (valeur absolue), ADD (sommateur à 2 ou 4 entrées), AND (ET à 2 et 4 entrées) , COMParateurs, blocs de CONVersion , COUNT (compteurs), DIV (diviseur), FILT (filtres), FUNG (Générateur de fonctions), LIMiteur, MULtiplicateur, OR (OU à 2 et 4 entrées), PAR (fonction sur paramètres), régulateur PI, bascule SR , SUB (soustracteur), XOR (OU exclusif), etc. Les deux types de blocs sont stockés et livrés avec chaque variateur ; ils sont disponibles en bibliothèque sous forme de fichier. Cette bibliothèque sert de référence pour toutes les personnalisations du client. Une bibliothèque est toujours une copie des blocs disponibles dans convertisseur. Donc des bibliothèques de vieille date sont inclus automatiquement dans les plus nouvelles. Les outils de Mise en Service et de Maintenance pour le DCS500 (Console ou DDC/CMT Tool) sont capables d'insérer et connecter ainsi que disconnecter des blocs et donc de développer une application client. Toutefois, ces outils ne sont pas capables de fournir une Bloc-fonction standard documentation sur les modifications autrement que par une liste de paramètres. Par conséquent, ABB offre un autre outil destiné à développer un applicatif sous forme de schéma étendu et delivre un fichier destine à être transferé au drive via le CMT . Cet outil est appelé GAD ( Graphical Application Designer ). Le GAD est fait exclusivement pour une utilisation hors connection et requiert l'outil CMT tool pour chargement du logiciel dans le drive. Le programme GAD PC permet les fonctionnalités suivantes:

• programmation de l' application
• éditeur graphique pour elaboration / modification des schémas
• impression graphique de l'application
• compilation de l'application en un fichier destine à être chargé dans le drive par CMT
• compilation du diagramme en un fichier destiné à être chargé dans l'outil de fenêtrage CMT afin de visiualiser les valeurs actuelles Configuration PC / recommandation:
• min. 486 , 4 MO de RAM, 40MO d'espace dispo. Sur le disque dur
• Windows 3.x, 95, 98, NT, 2000 or XP Bloc-fonction d'application Fig. 4.1/1 Exemples de blocs-fonctions standards et d'application utilisés avec le programme GAD NB : Plus d'informations sur le GAD et la bibliothèque sont disponibles dans les Manuels décrivant toutes les possibilités du programme. II D 4-1 3ADW000066R0907 DCS500 System description f i

4.2 Introduction à la structure et au mode d'utilisation

Le logiciel est entièrement constitué de blocs-fonctions reliés entre eux. Chaque bloc-fonction réalise ainsi une sous-fonction de l'ensemble. Les blocs-fonctions se répartissent en deux catégories:

• Les blocs-fonctions activés en permanence: ils sont pratiquement tout le temps utilisés et sont décrits dans les pages qui suivent.
• Les blocs-fonctions qui, bien que disponibles en standard dans le logiciel, doivent être expressément activés pour réaliser des tâches spéciales. Il s'agit notamment des : portes AND à 2 ou 4 entrées, portes OR à 2 ou 4 entrées, additionneurs à 2 ou 4 entrées, multiplicateurs/diviseurs, etc. ou des fonctions de régulation en boucle fermée: intégrateur, régulateur PI, élément D-T1, etc. Tous les blocs fonctions comportent des adresses d'entrée et de sortie. Ces entrées/sorties se répartissent également en deux catégories : Procédure pour modifier des connexions entre blocsfonctions :
• sélectionnez d'abord l'entrée
• que vous connectez ensuite à la sortie Toutes les connexions possédant une adresse à chaque extrémité peuvent être modifiées. Des paramètres pour le réglage de valeurs (ex., temps de rampe d'accélération/décélération, gain du régulateur, valeurs de référence et autres) Generateur de rampe

Sortie Entrée Valeur

Paramétre Préréglage usine Procédure de sélection d'une entrée/d'un paramètre:

• ne pas tenir compte des deux chiffres de droite; les chiffres restant désignent le groupe à sélectionner
• Les deux chiffres de droite désignent l'élément à sélectionner Des signaux qui représentent des connexions DI7 EL7

Groupe 107 Elément 13 Logique de commande La sélection peut se faire avec la micro-console CDP312, avec les touches à double flèche pour le groupe et à simple flèche pour l'élément ou un programme PC CMT/DCS500B. Les pages suivantes illustrent les schémas imprimés obtenus avec le programme GAD, avec des explications supplémentaires basées sur le logiciel 21.233 qui est identique au logiciel 21.234. NOTA : Les pages suivantes illustrent les connexions existant à la livraison du logiciel. Si un signal désiré ou une fonction donnée semble manquer, vous pouvez en général la mettre en oeuvre très facilement:

• Soit le signal désiré existe déjà mais -pour des raisons de complexité - il n'est pas aisé de le décrire. Dans ce cas, il est repris dans une liste des signaux que vous trouverez dans la documentation descriptive du logiciel.
• Soit le signal peut être créé à partir des signaux existants ou de blocs-fonctions supplémentaires disponibles.

• Par ailleurs, vous noterez que les fonctions décrites dans les pages suivantes peuvent être doublées car la mémoire du variateur comporte un deuxième jeu de paramètres (groupes 1 à 24).
• Les valeurs des paramètres sont affichées au format du programme GAD. II D 4-2 3ADW000066R0907 DCS500 System description f i Borniers SDCS-CON-2 SP -20 SP -90 Référence vitesse

1906 REF1 1907 REF2 Elaboration de la référence vitesse OUT 11901 1908 REF3 1909 REF4

Calcule du retour vitesse SP -89 Référence couple

ST5 Caractéristiques

Régulateur courant d'induit STSYN DCFMOD SP -105 C_MONIT SP -104 DCF FIELDMODE

Entrées et sorties digitales (standard)

ST5 Entrées logiques supplémentaires Borniers SDCS-IOE-1

X1: Non utilisé ST5 SP-60 DI10 Entrées et sorties pour pour bus de terrain Entrées et sorties bus de terra SP -91 DATASET 1

X1: DI11 Non utilisé

X1: DI12 Non utilisé

X1: DI13 Non utilisé

X1: DI14 Non utilisé

Entrées et sorties pour 12 pulses

3607 INHIB Logic Non utilisé

USER EVENT 4 Enregistrement d'états TYPE 1115 TEXT

Messages utilisateurs

T20 II D 4-9 3ADW000066R0907 DCS500 System description f i 6/8 7/8 3ADW000066R0907 DCS500 System description f i 8/8 Elaboration de la référence vitesse Régulateurs courant d’excitation 1 et 2 La référence vitesse pour le générateur de rampe est élaborée par un des 4 blocs suivants : REF SEL (peut servir à sélectionner la valeur de référence requise); CONST REF (élabore jusqu'à 4 valeurs de référence définissables en permanence) ; SOFTPOT (reproduit le fonctionnement d'un potentiomètre motorisé en association avec le bloc-fonction RAMP GENERATOR) ; ou AI1 (entrée analog. 1). Le bloc RAMP GENERATOR contient un générateur de rampe pour la définition de 2 rampes d'accélération et de décélération, 2 temps pour la rampe en S, les limitations haute et basse, une fonction de maintien de la référence et les fonctions "suivi" de la référence vitesse ou du retour vitesse. Un signal spécial est disponible pour le traitement de l'accélération et de la décélération. Le bloc REF SUM additionne la valeur du signal de sortie du générateur de rampe et la valeur d'un signal défini par l'utilisateur. Un même convertisseur DCS pouvant gérer deux circuits d'excitation, certains blocsfonctions existent en double. Ainsi, en fonction de la configuration mécanique des entraînements concernés, vous pouvez commander deux moteurs simultanément ou à tour de rôle. La configuration logicielle requise est alors élaborée par agencement des blocs-fonctions en phase de mise en service. Le bloc MOTOR1 FIELD / MOTOR2 FIELD reçoit la référence de courant d'excitation ainsi que toutes les valeurs spécifiques au circuit d'excitation (carte ou module) et les lui transmet via une liaison série interne. Le circuit d'excitation est conçu pour adapter sa configuration matérielle et réguler le courant d'excitation. Le sens du courant d'excitation pour le moteur 1 peut être déterminé par des signaux binaires, alors que pour le moteur 2, il peut être établi au cours d'une application en amont du bloc concerné. Le bloc MOTOR1 FIELD OPTIONS / MOTOR2 FIELD OPTIONS gère la fonction roue libre en cas de sous-tension réseau ainsi que la fonction d'inversion du courant d'excitation avec les entraînements à inversion de champ (moteur 1 uniquement). Pour les entraînements à inversion de champ, une fonction permet d'intervenir de manière sélective sur le moment de la réduction et de l'augmentation du courant d'induit et d'excitation. Calcul du retour vittesse Cette page illustre la séquence de conditionnement des signaux de retour et référence vitesse. Le bloc AITAC reçoit le retour vitesse analogique fourni par une dynamo tachym. Le bloc SPEED MEASUREMENT traite les 3 types de signaux de mesure possibles : retour tachymétrique, impulsion codeur ou tension de sortie du convertisseur (SPEED_ACT_EMF), signal conditionné par le bloc EMF TO SPEED CALC (si 2102=5 , pas de fonction de défluxage possible). Les paramètres de ce bloc servent à activer les fonctions de lissage, à sélectionner la valeur de mesure et, au besoin, à définir la vitesse maxi. Un paramètre de ce bloc sert également à la mise à l'échelle de la boucle de régulation de vitesse. Le bloc SPEED MONITOR surveille le blocage rotor et la dynamo tachymétrique, et compare la valeur d'un signal retour vitesse donné à la valeur de survitesse, de vitesse minimale et à deux seuils paramétrables. Le bloc AO1 représente une sortie analogique pouvant être mise à l'échelle. Régulateur de vitesse Le résultat de l'addition est comparé, dans le bloc SPEED ERROR, au retour vitesse issu du bloc SPEED MEASUREMENT, et ensuite transmis au bloc du régulateur de vitesse. Celui-ci permet d'évaluer l'écart vitesse au moyen d'un filtre, l'utilisateur pouvant, en plus, réaliser quelques réglages nécessaires pour le fonctionnement en mode "Fenêtre de régulation". Si le retour vitesse se situe dans une fenêtre par rapport à la valeur de référence, le régulateur de vitesse est "contourné" (si le mode "Fenêtre de régulation" a été activé ; l'entraînement est alors régulé en couple, par une référence de couple du bloc TORQ REF HANDLING). Si le retour vitesse se situe hors de la fenêtre de régulation, le régulateur de vitesse est activé et intervient pour ramener le retour vitesse (vitesse réelle) mesuré dans la fenêtre. Le bloc SPEED CONTROL contient le régulateur de vitesse avec actions P, I et DT1. A des fins d'adaptation, il reçoit une amplification P variable. Limitation couple/courant La ”référence couple” élaborée par le régulateur de vitesse passe par le bloc TORQ REF HANDLING pour ensuite arriver sur l'entrée du bloc CURRENT CONTROL où elle est convertie en une référence courant pour être utilisée par la régulation de courant. Le bloc TORQUE/CURRENT LIMITATION sert à élaborer les différentes valeurs de référence et limitations ; il regroupe les fonctions suivantes : "limitation de courant en fonction de la vitesse", "rattrapage jeu du réducteur", "élaboration des valeurs pour la limitation du courant statique" et "limitation de couple". Ces différentes valeurs de limitation seront utilisées par d'autres blocs, ex. : SPEED CONTROL, TORQ REF HANDLING, TORQ REF SELECTION, et CURRENT CONTROL. Le bloc AI2 (entrée analogique 2) reçoit un signal analogique. Le bloc TORQ REF SELECTION contient une limitation avec addition en amont de 2 signaux, un de ces signaux pouvant passer par un générateur de rampe ; la valeur de l'autre signal peut être modifiée de manière dynamique au moyen d'un multiplicateur. Le blocTORQ REF HANDLING définit le mode de fonctionnement de l'entraînement. La position 1 active le mode de régulation de vitesse et la position 2 le mode de régulation de couple (pas de régulation en boucle fermée car aucune véritable mesure de couple n'est fournie). Dans ces deux modes de régulation, la valeur de référence est d'origine externe. Les positions 3 et 4 mettent en oeuvre une forme combinée des deux modes de régulation précités. En position 3, c'est la plus petite de deux valeurs (référence de couple externe ou sortie du régulateur de vitesse) qui est transmise au régulateur de courant, alors qu'en position 4, c'est la plus grande de ces deux mêmes valeurs. Enfin, en position 5, les deux signaux sont utilisés réalisant ainsi le mode de fonctionnement "Fenêtre de régulation". Régulateur courant d’induit Le bloc CURRENT CONTROL réalise les fonctions de régulateur de courant avec actions P et I, et les adapte en régime de courant discontinu. Ce bloc intègre également des fonctions de limitation de la montée du courant, de conversion de la référence de couple en une référence de courant en utilisant le point de transition de l'excitation, et certains paramètres descriptifs des caractéristiques du réseau d'alimentation, ainsi que le circuit de charge. Pour des applications à charge inductive élevée et hautes performances dynamiques, un autre circuit est utilisé pour générer le signal en courant égal à zéro. Ce circuit est sélectionné par le bloc CURRENT MONITOR. Les fonctions de surveillance du courant peuvent maintenant être adaptées aux besoins de l'application. On facilite ainsi le traitement et on augmente le degré de sécurité des entraînements hautes performances, comme ceux des bancs d'essais. Le mode DCF peut être activé avec le bloc DCF FIELDMODE. Le fonctionnement de ce mode peut être spécifié. Si une de ces fonctions est sélectionnée, le régulateur de courant reçoit une caractéristique différente, le module de protection contre les surtensions DCF 506 est surveillé et la référence de courant d'excitation est transmise via le bornier X16:. Caractéristiques moteur et réseau Le bloc SETTINGS sert à la mise à l'échelle de tous les signaux importants comme la tension réseau, la tension moteur, le courant moteur et le courant d'excitation. Des paramètres permettent d'adapter le mode de commande en fonction de conditions spéciales comme un réseau faible ou les interactions avec des filtres anti-harmoniques La langue de travail de la micro-console peut également être sélectionnée. Le bloc AO2 représente une sortie analogique pouvant être mise à l'échelle. Régulateur tension moteur Entrées et sorties digitales (standard) Le bloc DRIVE LOGIC reçoit les valeurs de plusieurs signaux du système transmises via les entrées logiques DIx, les traite pour ensuite élaborer les signaux transmis au système via les sorties logiques DOx. Exemples de signaux : commande du contacteur réseau du convertisseur, du contacteur du circuit d'excitation ou des contacteurs des différents ventilateurs, ou envoi de messages d'état. Entrées logiques supplémentaires Les blocs AI3 et AI4 constituent deux entrées analogiques supplémentaires nonpréconfigurées à ce jour. Les blocs AI5 et AI6 sont deux entrées supplémentaires activées uniquement lorsque la carte SDCS-IOE1 est raccordée. Cette carte comporte 7 autres entrées logiques (DI 9 à DI15). Entrées et sorties pour bus de terrain Si les signaux analogiques et logiques ne suffisent pas pour piloter l'entraînement, un module coupleur réseau avec références transmises sur liaison série doit être utilisé (des modules pour les bus de terrain Profibus, CS31, Modbus etc. sont disponibles). Ce type de module coupleur réseau est activé au moyen du bloc-fonction FIELDBUS. Les données transmises au convertisseur par le système de commande sont stockées dans les blocs DATASET1 et DATASET3 (mots de 16 bits). Selon l'application, les sorties de ces blocs doivent être reliées aux entrées d'autres blocs pour transférer les données. La même procédure s'applique aux blocs DATASET2 et DATASET4, s'ils sont reliés. Ces blocs servent au transfert de données du convertisseur au système de commande. Entrées et sorties pour 12 pulses Le convertisseur peut être configuré en montage parallèle 12 pulses. Il faut alors : deux convertisseurs d'induit identiques; un circuit d'excitation; une inductance T; communication via un câble plat raccordé sur le bornier X 18 des deux convertisseurs. La fonction 12-PULSE LOGIC doit être activée et assure la commande du MAITRE et de l'ESCLAVE. Maintenance Le bloc MAINTENANCE fournit les valeurs de référence et les conditions d'exécution des essais permettant le réglage de tous les régulateurs du convertisseur. Si la micro-console est dans la porte de l'armoire, plusieurs signaux peuvent être définis. Surveillance Le bloc CONVERTER PROTECTION surveille et protège le circuit d'induit des défauts de surtension et de surintensité, et surveille la présence de surtensions réseau. Il permet également de mesurer le courant total sur les 3 phases avec ajout d'un capteur externe et vérifie qu'il est "différent de zéro". Pour les projets de modernisation, où l'on garde l'étage de puissance et le ventilateur, des adaptations sont réalisées pour détecter les surcharges ou les défauts du ventilateur. La partie supérieure du bloc MOTOR1 PROTECTION examine le signal provenant d'une sonde thermique (valeur analogique) ou d'une sonde Klixon. La partie inférieure du bloc calcule l'échauffement théorique du moteur à partir de la valeur de retour du courant et d'un modèle du moteur, avec affichage éventuel d'un message. Le bloc MOTOR2 PROTECTION fonctionne de la même manière que le bloc MOTOR1 PROTECTION mais sans pouvoir traiter de signal provenant d'une sonde Klixon. Messages utilsateurs Avec l’utilisation des block USER EVENT1 à USER EVENT6, différents messages sont créés , lesquels peuvent être affichés comme alarme ou défaut sur la microconsole CDP 312 ainsi que sur l’afficheur 7 segments du variateur. Contrôle du frein Le bloc BRAKE CONTROL élabore tous les signaux pour commander un frein mécanique. Enregistrement d’états Le bloc DATA LOGGER permet d'enregistrer en permanence la valeur de 6 signaux, dans une mémoire RAM secourue et donc récupérable en cas de coupure d'alimentation. L'intervalle d'enregistrement peut être défini par un signal de déclenchement, de même que le nombre de valeurs à sauvegarder avant et après ce signal. La fonction DATA LOGGER peut être réglée à la fois avec la micro-console et le programme PC. Ce dernier est conseillé pour analyser les valeurs consignées. Signaux additionnels En utilisant le bloc FAULT HANDLING, les défauts et les alarmes de l'entraînement sont regroupés sous la forme de mots de 16 bits. Les blocs CONSTANTS et FREE SIGNALS peuvent être utilisés pour régler des limitations ou des conditions d'essais spéciales. Le bloc EMF CONTROL contient le régulateur de tension d'induit (régulateur f.é.m.) à structure parallèle constitué d'un régulateur PI et d'une fonction de pré-régulation, élaborée avec un rapport de 1/x. Le rapport entre ces deux voies est réglable. La sortie de ce bloc est la référence de courant d'excitation, élaborée à partir de la référence de flux par une autre fonction caractéristique utilisant une linéarisation. Pour permettre au variateur d'utiliser une tension moteur supérieure même avec un système 4Q, différents points de défluxage peuvent être paramétrés. II D 4-10 3ADW000066R0907 DCS500 System description f i 7/8 8/8 3ADW000066R0907 DCS500 System description f i Liste de paramétres (avec colonne utilisable pour valeurs de client) No.

1309 F1_KI 3ADW000066R0907 DCS500 System description f i Liste de paramétres (avec colonne utilisable pour valeurs de client) No. Parameter name

Le module variateur pour applications exigeantes ● Programmation et logiciel libres ● Configuration 6 et 12 pulses jusqu'à 10MW et plus ● Affichage complet des textes ● Gamme de puissance: 10…5000 kW DCE 500 / DCE 600 Châssis compact ● Solution parfaite pour un remplacement et une modernisation ● Comprenant : ● DCS500B / DCS600 module ● Fusibles CA ● Transformateur auxiliaire ● Départ ventilateur moteur protégé ● Contacteur principal ● Gamme de puissance: 10…130 kW DCS 400 / DCS 500 Easy Drive La solution armoire standard complète ● Pré-configurée ● Installation et mise en service très facile ● Degré de protection : IP21 ● Affichage complet des textes ● Délai de livraison court ● Gamme de puissance: 50…1350 kW DCA 500 / DCA 600 Pour application système complexe avec variateur Configuré et Installé en armoire commune ● Structure du matériel flexible et modulaire ● Configuration 6 et 12 pulses jusqu'à 18 MW et plus ● Applications pré-pgrogrammées: Métallurgie, Levage, mines ● Gamme de puissance: 10…18000 kW ABB Automation Products GmbH Postfach 1180 68619 Lampertheim • GERMANY Telefon +49(0) 62 06 5 03-0 Telefax +49(0) 62 06 5 03-6 09 www.abb.com/dc II D 4-14 Du fait de notre politique d'amélioration permanente de nos produits et d'intégration des technologies les plus innovantes, vous comprendrez aisément que nous nous réservons tout droit de modification dans la conception et les caractéristiques techniques des solutions présentées dans cette brochure.

1906 REF1 1907 REF2 Elaboration de la référence vitesse OUT 11901 1908 REF3 1909 REF4 1905 DEF

S21.233 S21V2_0 DCS500_1.5 moteur et réseau

WIN MODE Régulateur vitesse SMOOTH1

Régulateur courant d'induit STSYN ST5 DCFMOD SP -105 C_MONIT SP -104 DCF FIELDMODE

Régulateur tension moteur

Régulateurs d'excitation 1 et 2 FIELD REVERSAL

Entrées logiques supplémentaires X1:

Non utilisé SP-61 DI9

OUT Entrées et sorties pour 12 pulses

3607 INHIB Logic Non utilisé

ST5 SP-57 Non utilisé

RELEASE OF ARM. CONTROLLING Entrées et sorties pour bus de terrain ST5 SP-59 Non utilisé SETTINGS (10505) SP -44 DO6

Entrées et sorties digitales (standard)

USER EVENT 4 Enregistrement d'états TYPE 1115 TEXT

Régulateur de vitesse DLY Le résultat de l'addition est comparé, dans le bloc SPEED ERROR, au retour vitesse issu du bloc SPEED MEASUREMENT, et ensuite transmis au bloc du régulateur de vitesse. Celui-ci permet d'évaluer l'écart vitesse au moyen d'un filtre, l'utilisateur pouvant, en plus, réaliser quelques réglages nécessaires pour le fonctionnement en mode "Fenêtre de régulation". Si le retour vitesse se situe dans une fenêtre par rapport à la valeur de référence, le régulateur de vitesse est "contourné" (si le mode "Fenêtre de régulation" a été activé ; l'entraînement est alors régulé en couple, par une référence de couple du bloc TORQ REF HANDLING). Si le retour vitesse se situe hors de la fenêtre de régulation, le régulateur de vitesse est activé et intervient pour ramener le retour vitesse (vitesse réelle) mesuré dans la fenêtre. Le bloc SPEED CONTROL contient le régulateur de vitesse avec actions P, I et DT1. A des fins d'adaptation, il reçoit une amplification P variable. ST20 SP -3 1117 IN

Limitation couple/courant DLY La ”référence couple” élaborée par le régulateur de vitesse passe par le bloc TORQ REF HANDLING pour ensuite arriver sur l'entrée du bloc CURRENT CONTROL où elle est convertie en une référence courant pour être utilisée par la régulation de courant. Le bloc TORQUE/CURRENT LIMITATION sert à élaborer les différentes valeurs de référence et limitations ; il regroupe les fonctions suivantes : "limitation de courant en fonction de la vitesse", "rattrapage jeu du réducteur", "élaboration des valeurs pour la limitation du courant statique" et "limitation de couple". Ces différentes valeurs de limitation seront utilisées par d'autres blocs, ex. : SPEED CONTROL, TORQ REF HANDLING, TORQ REF SELECTION, et CURRENT CONTROL. Le bloc AI2 (entrée analogique 2) reçoit un signal analogique. Le bloc TORQ REF SELECTION contient une limitation avec addition en amont de 2 signaux, un de ces signaux pouvant passer par un générateur de rampe ; la valeur de l'autre signal peut être modifiée de manière dynamique au moyen d'un multiplicateur. Le blocTORQ REF HANDLING définit le mode de fonctionnement de l'entraînement. La position 1 active le mode de régulation de vitesse et la position 2 le mode de régulation de couple (pas de régulation en boucle fermée car aucune véritable mesure de couple n'est fournie). Dans ces deux modes de régulation, la valeur de référence est d'origine externe. Les positions 3 et 4 mettent en oeuvre une forme combinée des deux modes de régulation précités. En position 3, c'est la plus petite de deux valeurs (référence de couple externe ou sortie du régulateur de vitesse) qui est transmise au régulateur de courant, alors qu'en position 4, c'est la plus grande de ces deux mêmes valeurs. Enfin, en position 5, les deux signaux sont utilisés réalisant ainsi le mode de fonctionnement "Fenêtre de régulation". SP -73 ST20 CONSTANTS

Messages utilisateurs

STOP DELAY HOLD TORQ EMESTOP BRAKE ST20 Régulateur courant d’induit SPEED_STEP Le bloc CURRENT CONTROL réalise les fonctions de régulateur de courant avec actions P et I, et les adapte en régime de courant discontinu. Ce bloc intègre également des fonctions de limitation de la montée du courant, de conversion de la référence de couple en une référence de courant en utilisant le point de transition de l'excitation, et certains paramètres descriptifs des caractéristiques du réseau d'alimentation, ainsi que le circuit de charge. Pour des applications à charge inductive élevée et hautes performances dynamiques, un autre circuit est utilisé pour générer le signal en courant égal à zéro. Ce circuit est sélectionné par le bloc CURRENT MONITOR. Les fonctions de surveillance du courant peuvent maintenant être adaptées aux besoins de l'application. On facilite ainsi le traitement et on augmente le degré de sécurité des entraînements hautes performances, comme ceux des bancs d'essais. Le mode DCF peut être activé avec le bloc DCF FIELDMODE. Le fonctionnement de ce mode peut être spécifié. Si une de ces fonctions est sélectionnée, le régulateur de courant reçoit une caractéristique différente, le module de protection contre les surtensions DCF 506 est surveillé et la référence de courant d'excitation est transmise via le bornier X16:.

Caractéristiques moteur et réseau

Le bloc SETTINGS sert à la mise à l'échelle de tous les signaux importants comme la tension réseau, la tension moteur, le courant moteur et le courant d'excitation. Des paramètres permettent d'adapter le mode de commande en fonction de conditions spéciales comme un réseau faible ou les interactions avec des filtres anti-harmoniques La langue de travail de la micro-console peut également être sélectionnée. Le bloc AO2 représente une sortie analogique pouvant être mise à l'échelle.

Régulateur tension moteur

7/8 Entrées et sorties digitales (standard) Le bloc DRIVE LOGIC reçoit les valeurs de plusieurs signaux du système transmises via les entrées logiques DIx, les traite pour ensuite élaborer les signaux transmis au système via les sorties logiques DOx. Exemples de signaux : commande du contacteur réseau du convertisseur, du contacteur du circuit d'excitation ou des contacteurs des différents ventilateurs, ou envoi de messages d'état. Entrées logiques supplémentaires Les blocs AI3 et AI4 constituent deux entrées analogiques supplémentaires nonpréconfigurées à ce jour. Les blocs AI5 et AI6 sont deux entrées supplémentaires activées uniquement lorsque la carte SDCS-IOE1 est raccordée. Cette carte comporte 7 autres entrées logiques (DI 9 à DI15). Entrées et sorties pour bus de terrain Si les signaux analogiques et logiques ne suffisent pas pour piloter l'entraînement, un module coupleur réseau avec références transmises sur liaison série doit être utilisé (des modules pour les bus de terrain Profibus, CS31, Modbus etc. sont disponibles). Ce type de module coupleur réseau est activé au moyen du bloc-fonction FIELDBUS. Les données transmises au convertisseur par le système de commande sont stockées dans les blocs DATASET1 et DATASET3 (mots de 16 bits). Selon l'application, les sorties de ces blocs doivent être reliées aux entrées d'autres blocs pour transférer les données. La même procédure s'applique aux blocs DATASET2 et DATASET4, s'ils sont reliés. Ces blocs servent au transfert de données du convertisseur au système de commande. Entrées et sorties pour 12 pulses Le convertisseur peut être configuré en montage parallèle 12 pulses. Il faut alors : deux convertisseurs d'induit identiques; un circuit d'excitation; une inductance T; communication via un câble plat raccordé sur le bornier X 18 des deux convertisseurs. La fonction 12-PULSE LOGIC doit être activée et assure la commande du MAITRE et de l'ESCLAVE. Maintenance Le bloc MAINTENANCE fournit les valeurs de référence et les conditions d'exécution des essais permettant le réglage de tous les régulateurs du convertisseur. Si la micro-console est dans la porte de l'armoire, plusieurs signaux peuvent être définis. Surveillance Le bloc CONVERTER PROTECTION surveille et protège le circuit d'induit des défauts de surtension et de surintensité, et surveille la présence de surtensions réseau. Il permet également de mesurer le courant total sur les 3 phases avec ajout d'un capteur externe et vérifie qu'il est "différent de zéro". Pour les projets de modernisation, où l'on garde l'étage de puissance et le ventilateur, des adaptations sont réalisées pour détecter les surcharges ou les défauts du ventilateur. La partie supérieure du bloc MOTOR1 PROTECTION examine le signal provenant d'une sonde thermique (valeur analogique) ou d'une sonde Klixon. La partie inférieure du bloc calcule l'échauffement théorique du moteur à partir de la valeur de retour du courant et d'un modèle du moteur, avec affichage éventuel d'un message. Le bloc MOTOR2 PROTECTION fonctionne de la même manière que le bloc MOTOR1 PROTECTION mais sans pouvoir traiter de signal provenant d'une sonde Klixon. Messages utilsateurs Avec l’utilisation des block USER EVENT1 à USER EVENT6, différents messages sont créés , lesquels peuvent être affichés comme alarme ou défaut sur la microconsole CDP 312 ainsi que sur l’afficheur 7 segments du variateur. Contrôle du frein Le bloc BRAKE CONTROL élabore tous les signaux pour commander un frein mécanique. Enregistrement d’états Le bloc DATA LOGGER permet d'enregistrer en permanence la valeur de 6 signaux, dans une mémoire RAM secourue et donc récupérable en cas de coupure d'alimentation. L'intervalle d'enregistrement peut être défini par un signal de déclenchement, de même que le nombre de valeurs à sauvegarder avant et après ce signal. La fonction DATA LOGGER peut être réglée à la fois avec la micro-console et le programme PC. Ce dernier est conseillé pour analyser les valeurs consignées. Signaux additionnels En utilisant le bloc FAULT HANDLING, les défauts et les alarmes de l'entraînement sont regroupés sous la forme de mots de 16 bits. Les blocs CONSTANTS et FREE SIGNALS peuvent être utilisés pour régler des limitations ou des conditions d'essais spéciales. Le bloc EMF CONTROL contient le régulateur de tension d'induit (régulateur f.é.m.) à structure parallèle constitué d'un régulateur PI et d'une fonction de pré-régulation, élaborée avec un rapport de 1/x. Le rapport entre ces deux voies est réglable. La sortie de ce bloc est la référence de courant d'excitation, élaborée à partir de la référence de flux par une autre fonction caractéristique utilisant une linéarisation. Pour permettre au variateur d'utiliser une tension moteur supérieure même avec un système 4Q, différents points de défluxage peuvent être paramétrés.

T20 6/8 Un même convertisseur DCS pouvant gérer deux circuits d'excitation, certains blocsfonctions existent en double. Ainsi, en fonction de la configuration mécanique des entraînements concernés, vous pouvez commander deux moteurs simultanément ou à tour de rôle. La configuration logicielle requise est alors élaborée par agencement des blocs-fonctions en phase de mise en service. Le bloc MOTOR1 FIELD / MOTOR2 FIELD reçoit la référence de courant d'excitation ainsi que toutes les valeurs spécifiques au circuit d'excitation (carte ou module) et les lui transmet via une liaison série interne. Le circuit d'excitation est conçu pour adapter sa configuration matérielle et réguler le courant d'excitation. Le sens du courant d'excitation pour le moteur 1 peut être déterminé par des signaux binaires, alors que pour le moteur 2, il peut être établi au cours d'une application en amont du bloc concerné. Le bloc MOTOR1 FIELD OPTIONS / MOTOR2 FIELD OPTIONS gère la fonction roue libre en cas de sous-tension réseau ainsi que la fonction d'inversion du courant d'excitation avec les entraînements à inversion de champ (moteur 1 uniquement). Pour les entraînements à inversion de champ, une fonction permet d'intervenir de manière sélective sur le moment de la réduction et de l'augmentation du courant d'induit et d'excitation. Cette page illustre la séquence de conditionnement des signaux de retour et référence vitesse. Le bloc AITAC reçoit le retour vitesse analogique fourni par une dynamo tachym. Le bloc SPEED MEASUREMENT traite les 3 types de signaux de mesure possibles : retour tachymétrique, impulsion codeur ou tension de sortie du convertisseur (SPEED_ACT_EMF), signal conditionné par le bloc EMF TO SPEED CALC (si 2102=5 , pas de fonction de défluxage possible). Les paramètres de ce bloc servent à activer les fonctions de lissage, à sélectionner la valeur de mesure et, au besoin, à définir la vitesse maxi. Un paramètre de ce bloc sert également à la mise à l'échelle de la boucle de régulation de vitesse. Le bloc SPEED MONITOR surveille le blocage rotor et la dynamo tachymétrique, et compare la valeur d'un signal retour vitesse donné à la valeur de survitesse, de vitesse minimale et à deux seuils paramétrables. Le bloc AO1 représente une sortie analogique pouvant être mise à l'échelle. TRIG SP -4

Régulateurs courant d’excitation 1 et 2 La référence vitesse pour le générateur de rampe est élaborée par un des 4 blocs suivants : REF SEL (peut servir à sélectionner la valeur de référence requise); CONST REF (élabore jusqu'à 4 valeurs de référence définissables en permanence) ; SOFTPOT (reproduit le fonctionnement d'un potentiomètre motorisé en association avec le bloc-fonction RAMP GENERATOR) ; ou AI1 (entrée analog. 1). Le bloc RAMP GENERATOR contient un générateur de rampe pour la définition de 2 rampes d'accélération et de décélération, 2 temps pour la rampe en S, les limitations haute et basse, une fonction de maintien de la référence et les fonctions "suivi" de la référence vitesse ou du retour vitesse. Un signal spécial est disponible pour le traitement de l'accélération et de la décélération. Le bloc REF SUM additionne la valeur du signal de sortie du générateur de rampe et la valeur d'un signal défini par l'utilisateur. Calcul du retour vittesse RESTART T1ms 1112 DLY Elaboration de la référence vitesse 8/8 7/8 8/8 Borniers SDCS-CON-2 SP -20 SP -90 Référence vitesse

1906 REF1 1907 REF2 Elaboration de la référence vitesse OUT 11901 1908 REF3 1909 REF4

DECEL2 Régulateur vitesse SMOOTH1

Non utilisé ST5 SP-60 DI10

RESTART USER EVENT 4 Enregistrement d'états TYPE 1115 TEXT

DLY ST20 Signaux additionnels

Régulateurs d'excitation 1 et 2 FIELD REVERSAL

DLY SP -73 CONSTANTS Messages utilisateurs

ST20 Elaboration de la référence vitesse Régulateurs courant d’excitation 1 et 2 La référence vitesse pour le générateur de rampe est élaborée par un des 4 blocs suivants : REF SEL (peut servir à sélectionner la valeur de référence requise); CONST REF (élabore jusqu'à 4 valeurs de référence définissables en permanence) ; SOFTPOT (reproduit le fonctionnement d'un potentiomètre motorisé en association avec le bloc-fonction RAMP GENERATOR) ; ou AI1 (entrée analog. 1). Le bloc RAMP GENERATOR contient un générateur de rampe pour la définition de 2 rampes d'accélération et de décélération, 2 temps pour la rampe en S, les limitations haute et basse, une fonction de maintien de la référence et les fonctions "suivi" de la référence vitesse ou du retour vitesse. Un signal spécial est disponible pour le traitement de l'accélération et de la décélération. Le bloc REF SUM additionne la valeur du signal de sortie du générateur de rampe et la valeur d'un signal défini par l'utilisateur. Un même convertisseur DCS pouvant gérer deux circuits d'excitation, certains blocsfonctions existent en double. Ainsi, en fonction de la configuration mécanique des entraînements concernés, vous pouvez commander deux moteurs simultanément ou à tour de rôle. La configuration logicielle requise est alors élaborée par agencement des blocs-fonctions en phase de mise en service. Le bloc MOTOR1 FIELD / MOTOR2 FIELD reçoit la référence de courant d'excitation ainsi que toutes les valeurs spécifiques au circuit d'excitation (carte ou module) et les lui transmet via une liaison série interne. Le circuit d'excitation est conçu pour adapter sa configuration matérielle et réguler le courant d'excitation. Le sens du courant d'excitation pour le moteur 1 peut être déterminé par des signaux binaires, alors que pour le moteur 2, il peut être établi au cours d'une application en amont du bloc concerné. Le bloc MOTOR1 FIELD OPTIONS / MOTOR2 FIELD OPTIONS gère la fonction roue libre en cas de sous-tension réseau ainsi que la fonction d'inversion du courant d'excitation avec les entraînements à inversion de champ (moteur 1 uniquement). Pour les entraînements à inversion de champ, une fonction permet d'intervenir de manière sélective sur le moment de la réduction et de l'augmentation du courant d'induit et d'excitation. Cette page illustre la séquence de conditionnement des signaux de retour et référence vitesse. Le bloc AITAC reçoit le retour vitesse analogique fourni par une dynamo tachym. Le bloc SPEED MEASUREMENT traite les 3 types de signaux de mesure possibles : retour tachymétrique, impulsion codeur ou tension de sortie du convertisseur (SPEED_ACT_EMF), signal conditionné par le bloc EMF TO SPEED CALC (si 2102=5 , pas de fonction de défluxage possible). Les paramètres de ce bloc servent à activer les fonctions de lissage, à sélectionner la valeur de mesure et, au besoin, à définir la vitesse maxi. Un paramètre de ce bloc sert également à la mise à l'échelle de la boucle de régulation de vitesse. Le bloc SPEED MONITOR surveille le blocage rotor et la dynamo tachymétrique, et compare la valeur d'un signal retour vitesse donné à la valeur de survitesse, de vitesse minimale et à deux seuils paramétrables. Le bloc AO1 représente une sortie analogique pouvant être mise à l'échelle. Régulateur de vitesse Le résultat de l'addition est comparé, dans le bloc SPEED ERROR, au retour vitesse issu du bloc SPEED MEASUREMENT, et ensuite transmis au bloc du régulateur de vitesse. Celui-ci permet d'évaluer l'écart vitesse au moyen d'un filtre, l'utilisateur pouvant, en plus, réaliser quelques réglages nécessaires pour le fonctionnement en mode "Fenêtre de régulation". Si le retour vitesse se situe dans une fenêtre par rapport à la valeur de référence, le régulateur de vitesse est "contourné" (si le mode "Fenêtre de régulation" a été activé ; l'entraînement est alors régulé en couple, par une référence de couple du bloc TORQ REF HANDLING). Si le retour vitesse se situe hors de la fenêtre de régulation, le régulateur de vitesse est activé et intervient pour ramener le retour vitesse (vitesse réelle) mesuré dans la fenêtre. Le bloc SPEED CONTROL contient le régulateur de vitesse avec actions P, I et DT1. A des fins d'adaptation, il reçoit une amplification P variable. Limitation couple/courant

Calcul du retour vittesse RESTART T1ms 1112 DLY Contrôl du frein

Régulateur tension moteur Surveillance 12PULS_2

Régulateur courant d'induit

ST5 Non utilisé 410 ARM L ARM R

SP -22 DI15 Non utilisé

Limitation couple/courant

ST5 SP-57 Non utilisé

TREF A Entrées et sorties pour bus de terrain SP-95

STSYN "EXT. IND. 6" Entrées logiques supplémentaires SP-61 DI9

Entrées et sorties digitales (standard)

SPC TORQMIN1 12302 moteur et réseau SDCS-CON-2

Calcule du retour vitesse

TORQ_STEP LOAD_SHARE CUR_REF CUR_STEP La ”référence couple” élaborée par le régulateur de vitesse passe par le bloc TORQ REF HANDLING pour ensuite arriver sur l'entrée du bloc CURRENT CONTROL où elle est convertie en une référence courant pour être utilisée par la régulation de courant. Le bloc TORQUE/CURRENT LIMITATION sert à élaborer les différentes valeurs de référence et limitations ; il regroupe les fonctions suivantes : "limitation de courant en fonction de la vitesse", "rattrapage jeu du réducteur", "élaboration des valeurs pour la limitation du courant statique" et "limitation de couple". Ces différentes valeurs de limitation seront utilisées par d'autres blocs, ex. : SPEED CONTROL, TORQ REF HANDLING, TORQ REF SELECTION, et CURRENT CONTROL. Le bloc AI2 (entrée analogique 2) reçoit un signal analogique. Le bloc TORQ REF SELECTION contient une limitation avec addition en amont de 2 signaux, un de ces signaux pouvant passer par un générateur de rampe ; la valeur de l'autre signal peut être modifiée de manière dynamique au moyen d'un multiplicateur. Le blocTORQ REF HANDLING définit le mode de fonctionnement de l'entraînement. La position 1 active le mode de régulation de vitesse et la position 2 le mode de régulation de couple (pas de régulation en boucle fermée car aucune véritable mesure de couple n'est fournie). Dans ces deux modes de régulation, la valeur de référence est d'origine externe. Les positions 3 et 4 mettent en oeuvre une forme combinée des deux modes de régulation précités. En position 3, c'est la plus petite de deux valeurs (référence de couple externe ou sortie du régulateur de vitesse) qui est transmise au régulateur de courant, alors qu'en position 4, c'est la plus grande de ces deux mêmes valeurs. Enfin, en position 5, les deux signaux sont utilisés réalisant ainsi le mode de fonctionnement "Fenêtre de régulation". Régulateur courant d’induit Le bloc CURRENT CONTROL réalise les fonctions de régulateur de courant avec actions P et I, et les adapte en régime de courant discontinu. Ce bloc intègre également des fonctions de limitation de la montée du courant, de conversion de la référence de couple en une référence de courant en utilisant le point de transition de l'excitation, et certains paramètres descriptifs des caractéristiques du réseau d'alimentation, ainsi que le circuit de charge. Pour des applications à charge inductive élevée et hautes performances dynamiques, un autre circuit est utilisé pour générer le signal en courant égal à zéro. Ce circuit est sélectionné par le bloc CURRENT MONITOR. Les fonctions de surveillance du courant peuvent maintenant être adaptées aux besoins de l'application. On facilite ainsi le traitement et on augmente le degré de sécurité des entraînements hautes performances, comme ceux des bancs d'essais. Le mode DCF peut être activé avec le bloc DCF FIELDMODE. Le fonctionnement de ce mode peut être spécifié. Si une de ces fonctions est sélectionnée, le régulateur de courant reçoit une caractéristique différente, le module de protection contre les surtensions DCF 506 est surveillé et la référence de courant d'excitation est transmise via le bornier X16:.

Caractéristiques moteur et réseau Le bloc SETTINGS sert à la mise à l'échelle de tous les signaux importants comme la tension réseau, la tension moteur, le courant moteur et le courant d'excitation. Des paramètres permettent d'adapter le mode de commande en fonction de conditions spéciales comme un réseau faible ou les interactions avec des filtres anti-harmoniques La langue de travail de la micro-console peut également être sélectionnée. Le bloc AO2 représente une sortie analogique pouvant être mise à l'échelle. Régulateur tension moteur Le bloc EMF CONTROL contient le régulateur de tension d'induit (régulateur f.é.m.) à structure parallèle constitué d'un régulateur PI et d'une fonction de pré-régulation, élaborée avec un rapport de 1/x. Le rapport entre ces deux voies est réglable. La sortie de ce bloc est la référence de courant d'excitation, élaborée à partir de la référence de flux par une autre fonction caractéristique utilisant une linéarisation. Pour permettre au variateur d'utiliser une tension moteur supérieure même avec un système 4Q, différents points de défluxage peuvent être paramétrés. Entrées et sorties digitales (standard) Le bloc DRIVE LOGIC reçoit les valeurs de plusieurs signaux du système transmises via les entrées logiques DIx, les traite pour ensuite élaborer les signaux transmis au système via les sorties logiques DOx. Exemples de signaux : commande du contacteur réseau du convertisseur, du contacteur du circuit d'excitation ou des contacteurs des différents ventilateurs, ou envoi de messages d'état. Entrées logiques supplémentaires Les blocs AI3 et AI4 constituent deux entrées analogiques supplémentaires nonpréconfigurées à ce jour. Les blocs AI5 et AI6 sont deux entrées supplémentaires activées uniquement lorsque la carte SDCS-IOE1 est raccordée. Cette carte comporte 7 autres entrées logiques (DI 9 à DI15). Entrées et sorties pour bus de terrain Si les signaux analogiques et logiques ne suffisent pas pour piloter l'entraînement, un module coupleur réseau avec références transmises sur liaison série doit être utilisé (des modules pour les bus de terrain Profibus, CS31, Modbus etc. sont disponibles). Ce type de module coupleur réseau est activé au moyen du bloc-fonction FIELDBUS. Les données transmises au convertisseur par le système de commande sont stockées dans les blocs DATASET1 et DATASET3 (mots de 16 bits). Selon l'application, les sorties de ces blocs doivent être reliées aux entrées d'autres blocs pour transférer les données. La même procédure s'applique aux blocs DATASET2 et DATASET4, s'ils sont reliés. Ces blocs servent au transfert de données du convertisseur au système de commande. Entrées et sorties pour 12 pulses Le convertisseur peut être configuré en montage parallèle 12 pulses. Il faut alors : deux convertisseurs d'induit identiques; un circuit d'excitation; une inductance T; communication via un câble plat raccordé sur le bornier X 18 des deux convertisseurs. La fonction 12-PULSE LOGIC doit être activée et assure la commande du MAITRE et de l'ESCLAVE. Maintenance Le bloc MAINTENANCE fournit les valeurs de référence et les conditions d'exécution des essais permettant le réglage de tous les régulateurs du convertisseur. Si la micro-console est dans la porte de l'armoire, plusieurs signaux peuvent être définis. Surveillance Le bloc CONVERTER PROTECTION surveille et protège le circuit d'induit des défauts de surtension et de surintensité, et surveille la présence de surtensions réseau. Il permet également de mesurer le courant total sur les 3 phases avec ajout d'un capteur externe et vérifie qu'il est "différent de zéro". Pour les projets de modernisation, où l'on garde l'étage de puissance et le ventilateur, des adaptations sont réalisées pour détecter les surcharges ou les défauts du ventilateur. La partie supérieure du bloc MOTOR1 PROTECTION examine le signal provenant d'une sonde thermique (valeur analogique) ou d'une sonde Klixon. La partie inférieure du bloc calcule l'échauffement théorique du moteur à partir de la valeur de retour du courant et d'un modèle du moteur, avec affichage éventuel d'un message. Le bloc MOTOR2 PROTECTION fonctionne de la même manière que le bloc MOTOR1 PROTECTION mais sans pouvoir traiter de signal provenant d'une sonde Klixon. Messages utilsateurs Avec l’utilisation des block USER EVENT1 à USER EVENT6, différents messages sont créés , lesquels peuvent être affichés comme alarme ou défaut sur la microconsole CDP 312 ainsi que sur l’afficheur 7 segments du variateur. Contrôle du frein Le bloc BRAKE CONTROL élabore tous les signaux pour commander un frein mécanique. Enregistrement d’états Le bloc DATA LOGGER permet d'enregistrer en permanence la valeur de 6 signaux, dans une mémoire RAM secourue et donc récupérable en cas de coupure d'alimentation. L'intervalle d'enregistrement peut être défini par un signal de déclenchement, de même que le nombre de valeurs à sauvegarder avant et après ce signal. La fonction DATA LOGGER peut être réglée à la fois avec la micro-console et le programme PC. Ce dernier est conseillé pour analyser les valeurs consignées. Signaux additionnels En utilisant le bloc FAULT HANDLING, les défauts et les alarmes de l'entraînement sont regroupés sous la forme de mots de 16 bits. Les blocs CONSTANTS et FREE SIGNALS peuvent être utilisés pour régler des limitations ou des conditions d'essais spéciales.