SINAMICS G130. Voltage Sensing Module 10 (VSM10) Betriebsanleitung 05/2010 SINAMICS

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1 SINAMICS G130 Betriebsanleitung 05/2010 SINAMICS s

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3 Sicherheitshinweise 1 Allgemeines 2 SINAMICS SINAMICS G130 Voltage Sensing Module 10 (VSM10) Mechanische Installation 3 Elektrische Installation 4 Technische Daten 5 Betriebsanleitung Regelungsausführung V4.3 SP2 05/2010 A5E A

4 Rechtliche Hinweise Rechtliche Hinweise Warnhinweiskonzept Dieses Handbuch enthält Hinweise, die Sie zu Ihrer persönlichen Sicherheit sowie zur Vermeidung von Sachschäden beachten müssen. Die Hinweise zu Ihrer persönlichen Sicherheit sind durch ein Warndreieck hervorgehoben, Hinweise zu alleinigen Sachschäden stehen ohne Warndreieck. Je nach Gefährdungsstufe werden die Warnhinweise in abnehmender Reihenfolge wie folgt dargestellt. GEFAHR bedeutet, dass Tod oder schwere Körperverletzung eintreten wird, wenn die entsprechenden Vorsichtsmaßnahmen nicht getroffen werden. WARNUNG bedeutet, dass Tod oder schwere Körperverletzung eintreten kann, wenn die entsprechenden Vorsichtsmaßnahmen nicht getroffen werden. VORSICHT mit Warndreieck bedeutet, dass eine leichte Körperverletzung eintreten kann, wenn die entsprechenden Vorsichtsmaßnahmen nicht getroffen werden. VORSICHT ohne Warndreieck bedeutet, dass Sachschaden eintreten kann, wenn die entsprechenden Vorsichtsmaßnahmen nicht getroffen werden. ACHTUNG bedeutet, dass ein unerwünschtes Ergebnis oder Zustand eintreten kann, wenn der entsprechende Hinweis nicht beachtet wird. Beim Auftreten mehrerer Gefährdungsstufen wird immer der Warnhinweis zur jeweils höchsten Stufe verwendet. Wenn in einem Warnhinweis mit dem Warndreieck vor Personenschäden gewarnt wird, dann kann im selben Warnhinweis zusätzlich eine Warnung vor Sachschäden angefügt sein. Qualifiziertes Personal Das zu dieser Dokumentation zugehörige Produkt/System darf nur von für die jeweilige Aufgabenstellung qualifiziertem Personal gehandhabt werden unter Beachtung der für die jeweilige Aufgabenstellung zugehörigen Dokumentation, insbesondere der darin enthaltenen Sicherheits- und Warnhinweise. Qualifiziertes Personal ist auf Grund seiner Ausbildung und Erfahrung befähigt, im Umgang mit diesen Produkten/Systemen Risiken zu erkennen und mögliche Gefährdungen zu vermeiden. Bestimmungsgemäßer Gebrauch von Siemens-Produkten Beachten Sie Folgendes: WARNUNG Siemens-Produkte dürfen nur für die im Katalog und in der zugehörigen technischen Dokumentation vorgesehenen Einsatzfälle verwendet werden. Falls Fremdprodukte und -komponenten zum Einsatz kommen, müssen diese von Siemens empfohlen bzw. zugelassen sein. Der einwandfreie und sichere Betrieb der Produkte setzt sachgemäßen Transport, sachgemäße Lagerung, Aufstellung, Montage, Installation, Inbetriebnahme, Bedienung und Instandhaltung voraus. Die zulässigen Umgebungsbedingungen müssen eingehalten werden. Hinweise in den zugehörigen Dokumentationen müssen beachtet werden. Marken Alle mit dem Schutzrechtsvermerk gekennzeichneten Bezeichnungen sind eingetragene Marken der Siemens AG. Die übrigen Bezeichnungen in dieser Schrift können Marken sein, deren Benutzung durch Dritte für deren Zwecke die Rechte der Inhaber verletzen kann. Haftungsausschluss Wir haben den Inhalt der Druckschrift auf Übereinstimmung mit der beschriebenen Hard- und Software geprüft. Dennoch können Abweichungen nicht ausgeschlossen werden, so dass wir für die vollständige Übereinstimmung keine Gewähr übernehmen. Die Angaben in dieser Druckschrift werden regelmäßig überprüft, notwendige Korrekturen sind in den nachfolgenden Auflagen enthalten. Siemens AG Industry Sector Postfach NÜRNBERG DEUTSCHLAND A5E A P 07/2010 Copyright Siemens AG Änderungen vorbehalten

5 Inhaltsverzeichnis 1 Sicherheitshinweise Warnhinweise Sicherheits- und Anwendungshinweise Elektrostatisch gefährdete Bauelemente (EGB) Allgemeines Sicherheitshinweise Mechanische Installation Elektrische Installation Übersicht Anschlussplan Schnittstellenbeschreibung X524 Elektronikstromversorgung X500 DRIVE-CLiQ Schnittstelle X520 Analogeingänge/Temperatursensor X521 Dreiphasige Netzspannungserfassung bis 100 V (verkettet) X522 Dreiphasige Netzspannungserfassung bis 690 V (verkettet) Bedeutung der LED beim Voltage Sensing Module VSM Technische Daten Betriebsanleitung, 05/2010, A5E A 5

6 Inhaltsverzeichnis 6 Betriebsanleitung, 05/2010, A5E A

7 Sicherheitshinweise Warnhinweise WARNUNG Beim Betrieb elektrischer Geräte stehen zwangsläufig bestimmte Teile dieser Geräte unter gefährlicher Spannung. Bei Nichtbeachtung der Warnhinweise können deshalb schwere Körperverletzungen oder Sachschäden auftreten. Nur entsprechend qualifiziertes Personal darf an diesem Gerät arbeiten. Dieses Personal muss gründlich mit allen Warnungen und Instandhaltungsmaßnahmen gemäß dieser Betriebsanleitung vertraut sein. Der einwandfreie und sichere Betrieb dieses Gerätes setzt sachgemäßen Transport, fachgerechte Lagerung, Aufstellung und Montage sowie sorgfältige Bedienung und Instandhaltung voraus. Nationale Sicherheitsrichtlinien sind zu beachten. GEFAHR Fünf Sicherheitsregeln Bei allen Arbeiten an elektrischen Geräten sind die "Fünf Sicherheitsregeln" nach EN immer zu beachten: 1. Freischalten 2. Gegen Wiedereinschalten sichern 3. Spannungsfreiheit feststellen 4. Erden und Kurzschließen 5. Benachbarte, unter Spannung stehende Teile abdecken oder abschranken ACHTUNG Bei Aufbau eines UL-approbierten Systems dürfen nur 60/75 C Kupferleitungen eingesetzt werden. Betriebsanleitung, 05/2010, A5E A 7

8 Sicherheitshinweise 1.2 Sicherheits- und Anwendungshinweise 1.2 Sicherheits- und Anwendungshinweise GEFAHR Diese elektrischen Maschinen sind Betriebsmittel zum Einsatz in industriellen Starkstromanlagen. Während des Betriebes haben diese Betriebsmittel spannungsführende blanke Teile und zusätzlich rotierende Teile. Sie könnten deshalb, z. B. bei unzulässigem Entfernen der erforderlichen Abdeckungen, bei unsachgemäßem Einsatz, falscher Bedienung oder unzureichender Wartung, schwerste gesundheitliche oder materielle Schäden verursachen. Bei Einsatz der Maschinen außerhalb industrieller Bereiche ist der Aufstellungsort durch geeignete Einrichtungen (z. B. Schutzzäune) und entsprechende Beschilderung gegen unbefugtes Betreten zu sichern. Voraussetzungen Es wird vorausgesetzt, dass die für die Sicherheit der Anlage Verantwortlichen gewährleisten, dass die grundsätzlichen Planungsarbeiten für die Anlage sowie alle für die Arbeiten zu Transport, Montage, Installation, Inbetriebsetzung, Wartung und Reparaturen von qualifiziertem Personal ausgeführt bzw. durch verantwortliche Fachkräfte kontrolliert werden. die Betriebsanleitung und die Maschinendokumentation bei allen Arbeiten stets verfügbar sind. die technischen Daten und Angaben über die zulässigen Montage-, Anschluss-, Umgebungs- und Betriebsbedingungen konsequent beachtet werden. die anlagespezifischen Errichtungs- und Sicherheitsvorschriften eingehalten werden sowie die Benutzung persönlicher Schutzausstattungen beachtet wird. Arbeiten an diesen Maschinen oder in deren Nähe für nichtqualifizierte Personen untersagt werden. Dementsprechend sind in dieser Betriebsanleitung nur solche Hinweise enthalten, die bei bestimmungsgemäßer Verwendung der Maschinen für qualifiziertes Personal erforderlich sind. Die Betriebsanleitung und Maschinendokumentationen sind in Sprachen entsprechend den Festlegungen in den Lieferverträgen abgefasst. Hinweis Es wird empfohlen, für Planungs-, Montage-, Inbetriebsetzungs- und Service-Aufgaben die Unterstützung und Dienstleistungen der zuständigen SIEMENS-Servicezentren in Anspruch zu nehmen. 8 Betriebsanleitung, 05/2010, A5E A

9 Sicherheitshinweise 1.3 Elektrostatisch gefährdete Bauelemente (EGB) 1.3 Elektrostatisch gefährdete Bauelemente (EGB) VORSICHT Die Baugruppe enthält elektrostatisch gefährdete Bauteile. Diese Bauelemente können durch unsachgemäße Behandlung sehr leicht zerstört werden. Wenn Sie dennoch mit elektronischen Baugruppen arbeiten müssen, beachten Sie bitte folgende Hinweise: Elektronische Baugruppen sollten nur berührt werden, wenn es wegen daran vorzunehmender Arbeiten unvermeidbar ist. Wenn Baugruppen dennoch berührt werden müssen, muss der eigene Körper unmittelbar vorher entladen werden. Baugruppen dürfen nicht mit hochisolierenden Stoffen z. B. Kunststoffteilen, isolierenden Tischplatten, Bekleidungsteilen aus Kunstfaser in Berührung gebracht werden. Baugruppen dürfen nur auf leitfähigen Unterlagen abgelegt werden. Baugruppen und Bauelemente dürfen nur in leitfähiger Verpackung (z. B. metallisierten Kunststoff- oder Metallbehältern) aufbewahrt oder versandt werden. Soweit Verpackungen nicht leitend sind, müssen Baugruppen vor dem Verpacken leitend verhüllt werden. Hier kann z. B. leitender Schaumstoff oder Haushalts-Alufolie verwendet werden. Die notwendigen EGB-Schutzmaßnahmen sind im folgenden Bild noch einmal verdeutlicht: a = leitfähiger Fußboden b = EGB-Tisch c = EGB-Schuhe d = EGB-Mantel e = EGB-Armband f = Erdungsanschluss der Schränke g = Verbindung zum leitfähigen Boden b d d b d e e g a f f f f f c c a g c a Bild 1-1 EGB-Schutzmaßnahmen Betriebsanleitung, 05/2010, A5E A 9

10 Sicherheitshinweise 1.3 Elektrostatisch gefährdete Bauelemente (EGB) 10 Betriebsanleitung, 05/2010, A5E A

11 Allgemeines 2 Das Voltage Sensing Module VSM10 ist eine Spannungserfassungsbaugruppe, die beim Betrieb einer permanenterregten Synchronmaschine ohne Geber mit der Anforderung, auf eine bereits drehende Maschine aufzuschalten (Funktion Fangen), eingesetzt wird. Zur Inbetriebnahme muss zusätzlich zur Eingabe der permanenterregten Synchronmaschine ohne Geber noch die Funktion "Fangen" über p1200 aktiviert werden. 2.1 Sicherheitshinweise WARNUNG Die Lüftungsfreiräume von 50 mm oberhalb und unterhalb der Komponente müssen eingehalten werden. ACHTUNG Das VSM10 verfügt über zwei Klemmenleisten zur dreiphasigen Netzspannungserfassung (X521 und X522). Die Spannungsfestigkeit von Klemme X521 beträgt maximal 100 V (verkettet) und ist für eine Spannungserfassung über Wandler vorgesehen. An Klemme X522 kann die zu erfassende Spannung bis maximal 690 V (verkettet) direkt angeschlossen werden. Die beiden Klemmen X521 und X522 dürfen nur alternativ benutzt werden. An die jeweils unbenutzte Klemme darf nichts angeschlossen werden. VORSICHT Verbindungsleitungen zu Temperatursensoren müssen grundsätzlich geschirmt verlegt werden. Der Leitungsschirm muss beidseitig großflächig mit Massepotenzial verbunden werden. Temperatursensorleitungen, die gemeinsam mit der Motorleitung geführt werden, müssen paarweise verdrillt und separat geschirmt werden. Betriebsanleitung, 05/2010, A5E A 11

12 Allgemeines 2.1 Sicherheitshinweise 12 Betriebsanleitung, 05/2010, A5E A

13 Mechanische Installation 3 Bild 3-1 Maßbild Voltage Sensing Module VSM10 Hinweis Die Montage des VSM10 erfolgt in der näheren Umgebung des Power Modules auf einer kundenseitig vorzusehenden Hutschiene. Betriebsanleitung, 05/2010, A5E A 13

14 Mechanische Installation 14 Betriebsanleitung, 05/2010, A5E A

15 Elektrische Installation Übersicht Bild 4-1 Voltage Sensing Module VSM10 Betriebsanleitung, 05/2010, A5E A 15

16 Elektrische Installation 4.2 Anschlussplan 4.2 Anschlussplan Bild 4-2 Anschlussbeispiel VSM10 für den Betrieb einer permanenterregten Synchronmaschine ohne Geber VORSICHT Die Abgriffe für die Leitung zum Anschluss -X522 müssen nach einer optionalen Drossel bzw. einem du/dt-filter erfolgen, nach Möglichkeit direkt an den Motoranschlussklemmen. 16 Betriebsanleitung, 05/2010, A5E A

17 Elektrische Installation 4.3 Schnittstellenbeschreibung VORSICHT Die Leitung zum Anschluss -X522 muss gemäß IEC :2007, Tabelle D.1 so verlegt werden, dass ein Kurzschluss bzw. Erdschluss ausgeschlossen werden kann. Dies kann beispielsweise durch folgende Maßnahmen erfolgen: Verhinderung der Gefahr einer mechanischen Beschädigung der Leitungen Verwendung von Leitungen mit doppelter Isolation Einhalten ausreichender Abstände z. B. mittels Abstandshalter Verlegung in getrennten Installationskanälen bzw. -rohren 4.3 Schnittstellenbeschreibung X524 Elektronikstromversorgung Tabelle 4-1 Klemmen für Elektronikstromversorgung Klemme Bezeichnung Technische Angaben + Elektronikstromversorgung Spannung: DC 24 V (20,4 V 28,8 V) + Elektronikstromversorgung Stromaufnahme: max. 0,2 A max. Strom über die Brücke im Stecker: 20 A bei 55 C M Elektronikmasse M Elektronikmasse Max. anschließbarer Querschnitt: 2,5 mm² Hinweis Die beiden "+"- bzw. "M"-Klemmen sind im Stecker gebrückt. Damit wird ein Durchschleifen der Versorgungsspannung gewährleistet. Betriebsanleitung, 05/2010, A5E A 17

18 Elektrische Installation 4.3 Schnittstellenbeschreibung X500 DRIVE-CLiQ Schnittstelle Tabelle 4-2 DRIVE-CLiQ Schnittstelle X500 Pin Signalname Technische Angaben 1 TXP Sendedaten + 2 TXN Sendedaten - 3 RXP Empfangsdaten + 4 reserviert, nicht belegen 5 reserviert, nicht belegen 6 RXN Empfangsdaten - 7 reserviert, nicht belegen 8 reserviert, nicht belegen A + (24 V) Spannungsversorgung B M (0 V) Elektronikmasse Blindabdeckung für DRIVE-CLiQ Schnittstellen (50 Stck.) Bestellnummer: 6SL3066-4CA00-0AA X520 Analogeingänge/Temperatursensor Tabelle 4-3 Klemmenleiste X520 Klemme Bezeichnung Technische Angaben 1 AI 0+ 2 AI 0-3 AI 1+ 4 AI Temp 6 - Temp 2 analoge Differenzeingänge +/- 10V zur Netzfilterresonanzüberwachung Auflösung: 12 Bit Temperatursensor KTY84-1C130 / PTC Max. anschließbarer Querschnitt: 1,5 mm² GEFAHR Gefahr durch elektrischen Schlag! An den Klemmen "+Temp" und "-Temp" dürfen nur Temperatursensoren angeschlossen werden, die die Vorgaben der Schutztrennung gemäß EN erfüllen. Bei Nichtbeachtung besteht Gefahr durch elektrischen Schlag! Hinweis Aus Gründen der Minimierung von Störaussendungen ist der Einsatz von geschirmten Leitungen zweckmäßig. 18 Betriebsanleitung, 05/2010, A5E A

19 Elektrische Installation 4.3 Schnittstellenbeschreibung VORSICHT Der Gleichtaktbereich darf nicht verletzt werden. Das bedeutet, die analogen Differenzspannungssignale dürfen gegen Erdpotential maximal eine Offsetspannung von +/- 30 V aufweisen. Bei Nichtbeachtung können falsche Ergebnisse bei der Analog-Digital- Wandlung auftreten X521 Dreiphasige Netzspannungserfassung bis 100 V (verkettet) Diese Schnittstelle ist bei SINAMICS G130 nicht relevant X522 Dreiphasige Netzspannungserfassung bis 690 V (verkettet) Tabelle 4-4 Klemmenleiste X522 Klemme Bezeichnung Technische Angaben 1 Phasenspannung U direkter Anschluss zur 2 Phasenspannung V Netzspannungserfassung 3 Phasenspannung W Max. anschließbarer Querschnitt: 6 mm² ACHTUNG Die beiden Klemmen X521 und X522 dürfen nur alternativ benutzt werden. An die jeweils unbenutzte Klemme darf nichts angeschlossen werden. ACHTUNG Die Anschlussreihenfolge der Phasen am VSM10 muss mit der Anschlussreihenfolge am Power Module übereinstimmen. Betriebsanleitung, 05/2010, A5E A 19

20 Elektrische Installation 4.3 Schnittstellenbeschreibung Bedeutung der LED beim Voltage Sensing Module VSM10 Tabelle 4-5 Bedeutung der LED am VSM10 LED Farbe Zustand Beschreibung RDY --- Aus Elektronikstromversorgung fehlt oder ist außerhalb des zulässigen Toleranzbereiches. Grün Dauerlicht Die Komponente ist betriebsbereit und zyklische DRIVE-CLiQ- Kommunikation findet statt. Orange Dauerlicht Die DRIVE-CLiQ-Kommunikation wird aufgebaut. Rot Dauerlicht Es liegt mindestens eine Störung von dieser Komponente an. Hinweis: Die LED wird unabhängig vom Umprojektieren der entsprechenden Meldungen angesteuert. Grün Rot Blinklicht 0,5 Hz Firmware-Download wird durchgeführt. Blinklicht 2 Hz Firmware-Download ist abgeschlossen. Warten auf POWER ON. Grün Orange oder Rot Orange Blinklicht 2 Hz Erkennung der Komponente über LED ist aktiviert (p0144). Hinweis: Die beiden Möglichkeiten hängen vom Zustand der LED beim Aktivieren über p0144 = 1 ab. 20 Betriebsanleitung, 05/2010, A5E A

21 Technische Daten 5 Allgemeine technische Daten Tabelle 5-1 Allgemeine technische Daten Produktnorm EN Technische Daten Tabelle 5-2 Technische Daten Einheit Wert Elektronikstromversorgung Spannung Strom (ohne DRIVE-CLiQ und Digitalausgänge) Verlustleistung PE-/Masse-Anschluss VDC ADC W <10 am Gehäuse mit Schraube M4, 1,8 Nm Gewicht kg 1 DC 24 (20,4 28,8) 0,3 Betriebsanleitung, 05/2010, A5E A 21

22 Siemens AG Industry Sector Drive Technologies Large Drives Postfach NÜRNBERG GERMANY Änderungen vorbehalten Siemens AG 2010