KEB hardware ST Supply Pag. 1 IMPORTANTE La KEB si riserva il diritto di apportare modifiche ai prodotti descritti in questo manuale in qualsiasi momento e senza preavviso. Il presente manuale è stato preparato da KEB esclusivamente per l'uso da parte dei propri clienti garantendo che esso costituisce, alla data di edizione, la documentazione più aggiornata relativa ai prodotti. È inteso che l'uso del manuale avviene da parte dell'utente sotto la propria responsabilità e che l'utilizzo di certe funzioni descritte in questo manuale deve essere fatto con la dovuta cautela, in modo da evitare pericolo per il personale e danneggiamenti alle macchine. Il termine ALIMENTATORE utilizzato nel seguente manuale deve intendersi come raddrizzatore monofase/trifase AC/DC non isolato. Nessuna ulteriore garanzia viene pertanto prestata da KEB, in particolare per eventuali imperfezioni, incompletezze e/o difficoltà operative. Pag. 2 1. PRECAUZIONI DI SICUREZZA E LIMITI D’USO Le precauzioni descritte nel seguito sono atte ad evitare situazioni di pericolo agli utilizzatori mediante un uso corretto del prodotto. Si raccomanda di usare l’alimentatore solo dopo aver letto accuratamente il presente manuale ed averlo compreso. ! L'ALIMENTATORE NON DEVE ESSERE UTILIZZATO IN AMBIENTI ESPLOSIVI O CORROSIVI, IN PRESENZA DI GAS INFIAMMABILI, IN LUOGHI SOGGETTI A SPRUZZI D’ACQUA O VICINO A COMBUSTIBILI. POTREBBE ESSERCI RISCHIO D’INCENDIO, DI SHOCK ELETTRICO O DI LESIONI. In caso di guasti dovuti a cause accidentali o errori nei cablaggi la parte di potenza può dar luogo in situazioni estreme ad archi elettrici. Pertanto l'alimentatore deve essere installato in un ambiente privo di elementi infiammabili. In particolare è vietato l'uso in presenza di gas o vapori infiammabili. Non trasportare, installare o effettuare connessioni o ispezioni quando l'alimentatore è alimentato. In questi casi spegnere sempre l’alimentazione ed attendere qualche secondo, altrimenti potrebbe esserci il rischio di shock elettrico e/o danneggiamento. L'alimentatore deve essere installato in armadi o contenitori protettivi che soddisfino ai requisiti normativi previsti per la specifica applicazione in modo che le parti eventualmente in tensione non siano accessibili. ! NON DISCONNETTERE ALCUN FILO CON L'ALIMENTAZIONE ANCORA INSERITA. SI POTREBBERO FORMARE ARCHI ELETTRICI CHE OLTRE A DANNEGGIARE IL CONNETTORE STESSO E L'ALIMENTATORE POTREBBERO PROVOCARE RISCHIO DI INCENDIO. ! SI RACCOMANDA DI MANTENERE L’ALIMENTAZIONE IN INGRESSO ENTRO I RANGE SPECIFICATI, EVITANDO COSÌ RISCHIO DI INCENDIO, SHOCK ELETTRICO E DANNEGGIAMENTO ALL'ALIMENTATORE STESSO. ALLO STESSO MODO CONNETTERE I CAVI IN MANIERA SICURA E RISPETTANDO LE CONNESSIONI STESSE. Non toccare i terminali di connessione dell'alimentatore quando questo é in tensione. In caso di manutenzione assicurarsi che le tensioni residue presenti sui connettori di potenza non siano tali da provocare shock elettrico. Non toccare l'alimentatore durante il funzionamento o immediatamente dopo averlo disabilitato: la superficie potrebbe essere calda. Non aprire o modificare l'alimentatore: per ispezioni interne o riparazioni rivolgersi alla KEB. In caso di manomissione dell'alimentatore la garanzia decade. Per prevenire rischi di danneggiamento all'alimentatore non mettere niente intorno che possa ostruirne o limitarne la ventilazione. Tenere eventuali oggetti metallici fuori dalle aperture per l’aerazione dell'alimentatore. ! LA SEZIONE DEI CAVI DEVE ESSERE ADEGUATA ALLA POTENZA INSTALLATA. SI RACCOMANDA IN OGNI CASO DI NON USARE IL PRODOTTO AL DI FUORI DELLE SPECIFICHE PRESENTI IN QUESTO MANUALE. Pag. 3 2. CARATTERISTICHE HARDWARE Caratteristiche elettriche Tipologia alimentatore Raddrizzatore a doppia semionda monofase/trifase AC/DC NON ISOLATO e non stabilizzato Alimentazione in ingresso Collegamento diretto con trasformatore di isolamento. HV_IN VAC_IN PE FUSE IN BRIDGE ~ ~ ~ + SWITCH LIMITER CAPACITOR HV_OUT imax - t EXT. R. DUMP VDC-OUT ~ BOX FUSE OUT HV_INP EXT. PE (POWER) Configurazione interna INT. R. DUMP ~ ~ ~ Intern. Vdc DUMP HV_INR VDC-IN I/O μC PE OUT_VDC_READY POWER TEMP. EXT. PE (LOGIC) OUT_VAC_READY Leds Caratteristiche di ingresso HV_IN da 55Vac a 110Vac 1 Frequenza HV_IN 50 60Hz Soft_start Durata=1sec., Ipeak pulse: 50A Fusibile interno di protezione 20A ritardato (solo sulla tensione interna HV_INP ottenuta da HV_IN) Fusibile esterno di protezione Typ : Monofase: 16A ritardati Trifase: 3x16A ritardati Caratteristiche di uscita HV_OUT Tensione raddrizzata e livellata a partire dalla tensione HV_IN (typ. 75 155 Vdc) IDC_OUT 7A continuativi @ Tamb.=40°C (VAC_IN monofase) 13A continuativi @ Tamb.=40°C (VAC_IN trifase) Ripple max 2 7% HV_OUT Capacità HV_OUT 13200 μF Protezioni HV_OUT Sovraccarico, corto circuito , sovra tensione , sotto tensione, sovra temperatura 3 Dump Tipologia intervento In caso di sovratensioni e per la scarica della tensione residua su HV_OUT VDthr (soglia di disattivazione del dump) HV_OUT < 50Vdc Resistenza interna 22Ω - 50W Resistenza esterna min. Ω Protezioni Dump I T e sovraccarico su Rdump 2 Altro Collegamento parallelo di potenza SI, Max 2 ST Supply 4 Potenza dissipata typ. 27W @ IDC_OUT=13A Led Vdc-out, Dump, Warning e Fault I/O 24V Uscite digitali optoisolate OUT_VDC_READY e OUT_VAC_READY Condizioni ambientali 1 2 Temperatura ambiente da +5 a +40 0C Umidità relativa da 5% a 85% non condensante Variazione rete +/-10% Disposizione verticale su piastra di alluminio dim. 30x30cm spessore 2,5mm, distanza dai componenti adiacenti almeno 10cm. 3 Con rev.HW≤3 la protezione elettronica di HVOUT da corto circuito è solo nella fase di start-up. Con rev. HW≥4 la protezione di HVOUT da corto circuito è anche a regime mediante fusibile interno 20A rapido. 4 Solo con rev.HW>1 e in determinate condizioni, vedere le note di collegamento pag. 6. Pag. 4 3. INGOMBRI MECCANICI e CONNESSIONI Figura 1. Ingombri meccanici [mm] Tipologia di fissaggio: su piastra di fondo quadro elettrico. Peso indicativo: circa 2 Kg. CN1 5 CN2 HV_OUT (VDC) CN3 IN/OUT Pin1 PE Pin1 GND_OUT - Pin1 IN0 - (not used) Pin2 VAC_IN1 Pin2 VDC_OUT + Pin2 IN0 + (not used) Pin3 VAC_IN2 Pin3 Resistenza dump Pin3 OUT_VDC_READY - Pin4 VAC_IN3 Pin4 Resistenza dump Pin4 OUT_VDC_READY + Pin5 OUT_VAC_READY - Pin6 OUT_VAC_READY + Pin7 PE DP1 5 HV_IN (VAC from transformer) Descrizione SW1 Not used SW2 Not used SW3 Not used SW4 Not used Collegamento in monofase indifferente tra i pin 2, 3 e 4. Pag. 5 NOTE DI INSTALLAZIONE La potenza di uscita dipende dal grado di dissipazione dell'alimentatore con l'ambiente esterno; in caso di insufficiente dissipazione interviene l'allarme di sovratemperatura. I risultati migliori si ottengono con disposizione verticale come riportato nella seguente tabella. Disposizione verticale, connettori verso l'alto. (Dissipazione interna massima) HIGH POWER DISSIPATION Disposizione verticale, connettori a lato. (Dissipazione interna insufficiente) Disposizione orizzontale (Dissipazione interna ridotta) VERY LOW POWER DISSIPATION LOW POWER DISSIPATION Bottom plate cabinet Vertical plate cabinet Vertical plate cabinet Si consiglia pertanto l'installazione dell'alimentatore in posizione verticale (connettori verso l'alto) fissato saldamente al fondo del quadro elettrico (senza distanziatori). Lasciare almeno 10cm liberi sui lati superiori e inferiori e 5cm liberi sui lati ed evitare le zone calde del quadro; la protezione termica è fatta misurando la temperatura della piastra di fondo dell'alimentatore ed interviene con temperatura >80°C. Si raccomanda di non toccare l'alimentatore mentre è alimentato: la sua superficie potrebbe essere calda. Questo vale anche subito dopo lo spegnimento, la scatola e/o l'aletta potrebbe ancora essere calda: attendere che si raffreddi prima di toccare con le mani. NOTE DI COLLEGAMENTO In generale per il collegamento delle tensioni di ingresso e di uscita utilizzare delle sezioni dei cavi adeguate alla potenza INSTALLATA. Connettere i cavi in maniera sicura e rispettando le connessioni stesse. MESSA A TERRA DELL'ALIMENTAZIONE HV_OUT. È IMPORTANTE PER I DISPOSITIVI KEB E NEI CONFRONTI DEI DISTURBI COLLEGARE ESTERNAMENTE IL POTENZIALE DI RIFERIMENTO DI TERRA AL GND_OUT- (TABELLA 1). NON È POSSIBILE INVECE COLLEGARE A TERRA CONTEMPORANEAMENTE IL SECONDARIO DEL TRASFORMATORE ED IL NEGATIVO DI ALIMENTAZIONE POICHÉ SI CREEREBBE UN CORTO CIRCUITO NELLA SEMIONDA NEGATIVA DELLA TENSIONE DI INGRESSO. Di seguito vengono riportati degli esempi di collegamento dell' ST Supply. I casi analizzati sono i seguenti: CASO 1: collegamento di un singolo ST Supply. CASO 2: collegamento di due o più ST Supply su circuiti separati ma riferiti allo stesso potenziale. CASO 3: collegamento di due ST Supply in parallelo. La Tabella 1 descrive le tipologie di collegamento sopra riportate Fare attenzione nei collegamenti a non incorrere nei casi di errore riportati nella Tabella 2 . In particolare nel CASO 3 cioè di collegamento parallelo di due ST Supply evitare collegamenti che non garantiscono una ripartizione bilanciata delle correnti. In caso contrario possono verificarsi fault per sovraccarico. Perché vi sia una uguale ripartizione delle correnti tra gli alimentatori bisogna che siano verificati i seguenti punti: 1- cavi per il collegamento della tensione di ingresso HV_IN: connessi a stella a partire dal secondario isolato del trasformatore e verso i connettori CN1(HV_IN) con le stesse caratteristiche elettriche (sezione) e con collegamenti di pari lunghezza. Pag. 6 2- cavi per il collegamento della tensione di uscita HV_OUT: connessi a partire dai connettori di uscita degli alimentatori CN2(HV_OUT) e arrivano a stella sui morsetti (-), (+) e (PE) del quadro elettrico. Anche per questi cavi le caratteristiche elettriche devono essere le stesse e con collegamenti di pari lunghezza. 3- disposizione uguale degli ST Supply in modo da garantire una temperatura confrontabile delle piastre di fondo degli ST Supply. Nel CASO 2 (collegamento di due o più ST Supply su circuiti separati ma riferiti allo stesso potenziale) fare attenzione a non collegare più di due ST Supply a partire dallo stesso secondario del trasformatore. Le correnti di ritorno (-) possono in casi sfavorevoli concentrarsi e circolare tutte solo in un ST Supply (facendo scattare il fault di sovraccarico) ma addirittura causare un danneggiamento permanente dell' ST Supply stesso percorso dalla corrente fornita dagli altri ST Supply. Per evitare ciò utilizzare più secondari isolati in maniera da separare i ritorni delle correnti (vedere Tabella 1-caso2). ! Casi 1 NON DISCONNETTERE/CONNETTERE ALCUN CONNETTORE E/O FILO QUANDO L'ALIMENTAZIONE È ANCORA INSERITA O DOPO L'IMMEDIATO SPEGNIMENTO. ATTENDERE CHE LA TENSIONE DI USCITA DELL'ALIMENTATORE NON SIA PIÚ PRESENTE. SCHEMA DESCRIZIONE Collegamento di un ST Supply Collegamento di due o più ST Supply su circuiti separati 2 In questo caso l'alimentazione è divisa in due o più circuiti separati (es. (+A) separato da (+B)) . Le masse (-) sono collegate assieme a stella (morsetto (-)) e collegate a PE. Attenzione! Gli avvolgimenti secondari del trasformatore/trasformatori devono essere isolati. Pag. 7 Collegamento in PARALLELO di due ST Supply In questo caso la tensione alternata in ingresso agli ST Supply deve provenire dallo stesso secondario isolato del trasformatore. Inoltre per garantire una uguale ripartizione delle correnti di uscita dagli alimentatori le lunghezze dei cavi in ingresso HV_IN di entrambi gli alimentatori devono avere la stessa lunghezza e sezione (stessa resistenza elettrica). La stessa cosa vale anche per il collegamento di uscita HV_OUT verso i morsetti (-) , (+) e PE del quadro elettrico. 3 Tabella 1: Esempi di collegamento dell' ST Supply DESCRIZIONE SCHEMA Non collegare la tensione alternata di ingresso HV_IN in cascata tra gli alimentatori. Collegare tale tensione a stella a partire dal secondario del trasformatore. La stessa cosa vale per il collegamento della tensione di uscita HV_OUT. Collegare tale tensione a stella verso i morsetti PE, -, e + . (vedere Tabella 1-caso3) Le connessioni in cascata non permettono una ripartizione uguale delle correnti di uscita degli alimentatori. Non collegare le tensioni alternate in ingresso ai due ST Supply a partire da due secondari separati sia nel caso di un singolo trasformatore che nel caso di due trasformatori. Le tensioni di uscita dei secondari dei trasformatori non assicurano la stessa tensione di uscita quindi le correnti fornite dai due ST Supply sono tra loro sbilanciate. Collegare tali tensioni a partire dallo stesso secondario del trasformatore (vedere Tabella 1-caso3). Pag. 8 Non collegare più di due ST Supply a partire dallo stesso secondario del trasformatore. Le correnti di ritorno (-) possono in casi sfavorevoli concentrarsi e circolare tutte solo in un ST Supply (facendo scattare il fault di sovraccarico) ma addirittura causare un danneggiamento permanente dell' ST Supply stesso percorso dalla corrente fornita dagli altri ST Supply. Utilizzare quindi più secondari isolati (vedere Tabella 1caso2). Tabella 2: Collegamenti errati nel caso di collegamento di più ST Supply. Pag. 9 CARATTERISTICHE INTERVENTO DUMP Come riportato in Tab.3 questa condizione si manifesta nei casi di sovratensione o scarica dalla tensione residua su HV_OUT. Più precisamente la condizione di sovratensione si stabilisce quando HV_OUT supera HV_INR di circa 9V. Nel caso vi fosse la necessità è possibile verificare il DUMP analizzando la tensione HV_OUT durante i transitori di sovratensione: la variazione di tensione di HV_OUT prima e durante la sovratensione non deve essere maggiore della condizione di sovratensione. Se tale differenza di tensione è superiore significa che il dump interno all' ST Supply è inefficace; è pertanto necessario collegare esternamente una resistenza di DUMP in modo tale da aumentare l'energia di scarica. Nota!! Dissipare opportunamente la resistenza di DUMP aggiunta. L'efficacia del dump può essere valutata guardando la durata del tempo di accensione del led DUMP. Più breve è questo tempo più risulta efficace il dump. HV_INR (tensione interna raddrizzata ottenuta da HV_IN) HV_OUT STATO DUMP Descrizione Presente HV_OUT=HV_INR OFF HV_IN e HV_OUT stabili: DUMP DISATTIVO (P1 Fig.2) Presente HV_OUT>HV_INR ON Sovratensione su HV_OUT: DUMP ATTIVO (P2 Fig.2 ) Assente HV_OUT>HV_INR OFF Assenza di alimentazione su HV_IN per meno di 4sec : DUMP DISATTIVO (P3 Fig.2) Assente HV_OUT>HV_INR ON Assenza di alimentazione su HV_IN per più di 4sec: DUMP ATTIVO (P4 Fig.2) Assente HV_OUT<VDthr OFF HV_OUT < VDthr : DUMP DISATTIVO (P5 Fig.2) Tabella 3: Attivazione e disattivazione del DUMP 4s 4s HV_INR t HV_OUT VDthr t DUMP P1 P2 P3 P4 P5 t Figura 2. Intervento del DUMP ! ATTENZIONE: NEL CASO DI FAULT DI SUPERATO I2T O SOVRACCARICO SULLA SEZIONE DUMP IL CIRCUITO DI DUMP VIENE DISATTIVATO. FARE ATTENZIONE CHE LA SCARICA DELLE TENSIONI RESIDUE PUÒ PERDURARE PER PIÙ TEMPO SOPRATTUTTO IN ASSENZA DI CARICO SU HV_OUT. IL LED VDC-OUT EVIDENZIA LA PRESENZA DI TALE TENSIONE. Pag. 10 OUTPUT DIGITALI L'alimentatore è provvisto di due uscite optoisolate: OUT_VDC_READY e OUT_VAC_READY. L'uscita OUT_VDC_READY diventa attiva (stato ON, transistor acceso) quando l'alimentatore sta funzionando correttamente. Nel caso invece si presenti un fault, con conseguente disattivazione della HV_OUT, l'uscita diventa inattiva (stato OFF, transistor spento). In questa situazione sui led di segnalazione viene data indicazione del tipo di allarme sopraggiunto. L'uscita OUT_VAC_READY diventa attiva (stato ON, transistor acceso) quando è presente la tensione alternata VAC (monofase o trifase) in ingresso su HV_IN. L'uscita diventa inattiva invece dopo circa 6ms da quando è stata disattivata la tensione VAC su HV_IN. La tabella seguente riassume le caratteristiche elettriche delle uscite digitali. Tipologie collegamento NPN, PNP Tensione uscita Vout (stato OFF) 30 Vdc max Compatibilità di uscita Relé compatibile Vout (stato ON) ( I OUT MAX =50mA ) 6 1V Tabella 4. Caratteristiche uscite OUT_VDC_READY e OUT_VAC_READY Il reset della segnalazione di allarme (sia sui led che sull'uscita OUT_VDC_READY) avviene spegnendo e riaccendendo l'alimentatore. Figura 3: Coll. uscita NPN per relè Figura 4: Coll. uscita NPN per relè LED DI SEGNALAZIONE LED 7 SIGNIFICATO STATO 7 Vdc-out Verde Tensione di uscita VDC-OUT presente On Dump Rosso Intervento Dump On Warning Giallo Sovraccarico temporaneo a regime Temperatura dissipatore ≥ 70°C Mancanza temporanea tensione su HV_IN 1 flash 2 flash 3 flash Rosso Sovraccarico in fase di avvio Sovraccarico a regime Overvoltage HV_OUT Undervoltage HV_OUT Superato I2T o sovraccarico sulla sezione DUMP Overtemperature (temperatura dissipatore > 80°C) 1 flash 2 flash 3 flash 4 flash 5 flash 6 flash Fault 6 COLORE ATTENZIONE: inserire un diodo in parallelo al carico in caso di carico induttivo. 1 flash= 0.3s ON, 1.2s OFF (approx), 2 flash= 0.3s ON, 0.3s OFF, 0.3s ON, 1.2s OFF (approx), ecc Pag. 11 Tabella 5: Led segnalazione Il reset della segnalazione di allarme avviene spegnendo e riaccendendo l'alimentatore (gli allarmi sono ritentivi). La segnalazione di warning sui led invece si disattiva automaticamente dopo circa 60 secondi da quando scompare la causa di warning. NOTE AGGIUNTIVE DI FUNZIONAMENTO Punti di analisi Descrizione TENSIONE IN INGRESSO Verificare che la tensione fornita in ingresso all' ST Supply sia entro i limiti permessi. Fare attenzione alle caratteristiche elettriche che possono modificare la tensione in ingresso ad esempio tolleranze costruttive del trasformatore (caratteristica vuoto-carico, rapporto di trasformazione) e tolleranza della rete elettrica (variazione typ. +/-10%). Si consiglia di verificare quanto sopra descritto anche direttamente sull'impianto dove è installato l' ST Supply e nelle condizioni di funzionamento più gravose: a vuoto e nella transizione carico-vuoto (la tensione può salire oltre i limiti permessi). TENSIONE DI USCITA La tensione raddrizzata VDC_OUT varia in funzione delle variazioni della tensione alternata di rete con cui è alimentato il primario del trasformatore. Potrebbe quindi accadere che, in condizioni sfavorevoli, si verifichi il superamento della massima tensione ammissibile per i dispositivi collegati su HV_OUT (es. azionamenti, ecc). In tal caso, si consiglia di diminuire il valore della tensione secondaria del trasformatore. La corrente IDC_OUT riportata nelle caratteristiche hardware si riferisce ad un funzionamento continuativo in determinate condizioni di disposizione e temperatura descritte in precedenza.Una stima del grado di sovraccarico su HV_OUT è dato dal lampeggio del LED WARNING (vedere i CORRENTE DI USCITA START-UP MESSA A TERRA LED DI SEGNALAZIONE), in particolare quando questo avviene significa che è stata superata la soglia del 10% di sovraccarico. Attenzione! Il sovraccarico può presentarsi in diversi modi : 1- carico costante eccessivo (es. motori pilotati a velocità costante). 2- carico impulsivo eccessivo e ripetuto (es. motori che eseguono brusche rampe di accelerazione). 3- improvviso e temporaneo abbassamento della tensione VAC su HV_IN. È quindi importante distinguere i casi sopra riportati, in particolare per i casi 1 e 2 è consigliabile ridurre il carico oppure provvedere ad una configurazione di collegamento diversa, ad esempio con due ST Supply in parallelo. Tipicamente con alimentazione trifase il sovraccarico con carico costante a 16A può durare per alcuni secondi, nel caso invece di carico impulsivo la durata si riduce a meno di un secondo. La stessa cosa vale nel caso di alimentazione monofase, ma con corrente di sovraccarico a 9A. Lo start-up dell'alimentatore ha inizio dopo circa un secondo dal momento in cui viene applicata la tensione alternata VAC_IN su CN1(HV_IN) e può durare al massimo per un secondo. La massima corrente assorbita ed erogata in questo periodo è di circa 50A. Se il carico collegato su HV_OUT è eccessivo (es. corto circuito) verrà disattivata la tensione VDC-OUT su CN2 e sarà segnalato il fault di sovraccarico in fase di avvio (vedere LED DI SEGNALZIONE). È importante per i dispositivi KEB e nei confronti dei disturbi collegare a terra il GND_OUT- come riportato negli esempi di collegamento precedentemente descritti. Per limitare i disturbi in ingresso all'alimentatore è opportuno collegare a terra anche pin1-CN1. Nota! In generale NON è possibile collegare a terra contemporaneamente il secondario del trasformatore ed il negativo di alimentazione poiché si creerebbe un corto circuito nella semionda negativa della tensione di ingresso. Pag. 12 4. CODICE DI ORDINAZIONE Il codice di ordinazione è il seguente: 07.ST.Z00-F000 Pag. 13