INFORMATIVOS TÉCNICOS
Versão de Teste
VF-nC3
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SUMARIO
Informativos Técnicos – Inversor VFnC3 ............................................................................................. 3
1.Função Parada de Emergência (Safe Torque Off) ............................................................................... 3
1.1 Local/Remoto com a RKP007Z ....................................................................................................4
1.2 Monitoração de variáveis ........................................................................................................... 5
1.3 Ligação Monofásica – Inversores de Frequência ............................................................................... 7
1.4 Operação a três Fios ................................................................................................................ 7
1.5 Inversor de Frequência com motor Spindle ..................................................................................... 9
1.6 Função EEPROM (Memoriza Parâmetros) .................................................................................... 10
1.7 Função GRU (Grupo Usuário – Função Histórico) .......................................................................... 11
1.8 Alimentação do inversor pelo circuito CC ...................................................................................... 11
1.9 Sinais analógicos – 0-10V e 4-20mA ........................................................................................... 14
2. Função Auto-Tunning ou Auto-Ajuste do Inversor ............................................................................. 15
2.1 Frenagem Dinâmica - “db” [db] Travamento do Eixo do Motor por Tempo definido .................................. 15
2.2 Função Parada Livre - “Coast Stop” ............................................................................................ 16
2.3 Sincronismo Mestre-Escravo no VFNC3 ....................................................................................... 17
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Informativos Técnicos – Inversor VFnC3
VFnC3
1. Função Parada de Emergência (Safe Torque Off)
Os inversores TOSHIBA possuem a função parada livre (Coast Stop), esta que é similar a função
safe torque off, conforme a norma de segurança para sistemas mecânicos EN 60204-1, visando
que quando for acionado o botão de emergência o processo entra em uma parada por inércia e
fica impedido a geração de qualquer tensão que possa dar continuidade ao ciclo de operação da
máquina. Alem disso os inversores possuem outros modos de parada de emergência como,
rampa de desaceleração ou frenagem DC, se enquadrando na norma IEC/EN61800-5-2 e
EN954-1.
•
O inversor TOSHIBA atende aos requisitos IEC/EN61508 SIL2.
•
O inversor TOSHIBA atende a categoria três da norma de segurança EN954-1 para
sistemas mecânicos.
•
O inversor TOSHIBA suporta os dois métodos de parada definidos no IEC/EN618005-2.
A Seguir veremos como instalar e parametrizar para que os inversores se adéquem a essas
funções:
Para todos os inversores ligue o botão de emergência entre os bornes externos do inversor “S1”
e “CC” como mostramos no esquema abaixo.
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Obs: Qualquer outra entrada digital pode ser usada para obtermos a função “Parada de
Emergência” basta alterar a parametrização de acordo com a entrada que irá utilizar. Nesse
exemplo utilizaremos a entrada digital S1 em todos os casos.
VFnC3
1. A Função parada de emergência será habilitada através de um parâmetro que tem a
finalidade de trocar a função de uma entrada digital, após essa parametrização um
botão contato NF deverá ser instalado na entrada digital que foi alterada.
F113 – 21 (S1 - Parada de Emergência)
1.1 Local/Remoto com a RKP007Z
A IHM RKP007Z faz comunicação com toda a nossa linha de Inversores de Frequência,
porém com os modelos VF-S15/ nC3 e FS1 é possível realizar uma programação para o
comando ser local ou remoto através do toque de somente um botão.
Os parâmetros a serem alterados no VF-nC3 são:
Cmod = 0 (Comando de operação pelo bloco de terminais)
Fmod = 0 (Referência de velocidade pelo borne VI)
f732 = 0 (Permite a mudança de local para remoto pelo botão)
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Diagrama típico do comando pelos blocos de terminais VF-nC3
1.2 Monitoração de variáveis
Os Inversores de Frequência TOSHIBA possibilitam a monitoração de variáveis no
próprio display do aparelho.
É possível escolher as variáveis a serem monitoradas, porém antes vamos analisar
como funciona o acesso a esta função.
Os Inversores seguem a ordem abaixo:
0.0
Frequência
fr-f
auh
Monitoração
Parâmetros
Como podemos observar os Inversores trabalham de maneira cíclica. Quando o
aparelho é inicializado aparece 0.0 que é a frequência de saída, apertando o botão MODE
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Uma vez aparecerá auh, que é o primeiro parâmetro do inversor, para acessá-lo é
necessário apertar o botão ENTER, ou seta para cima para acessar os outros parâmetros.
Para acessar a monitoração é necessário apertar mais uma vez o botão MODE, onde
aparecerá fr-f, e apertar seta para cima ou girar o potenciômetro para a direita para
decorrer entre as variáveis, lembrando que não é necessário apertar o botão ENTER.
Estas variáveis podem ser escolhidas entre uma lista disponível, onde deverão ser
alterados os parâmetros conforme a tabela referente às variáveis.
Família VF-nC3
f711 = Variável de monit. 01 (Quando aparecer fr-f girar o pot. para a direita uma vez,
esta é a variável referente a este parâmetro).
f712 = Variável de monit. 02 (Quando aparecer fr-f (girar o pot. para a direita duas
vezes)¹
f713 = Variável de monit. 03 (Quando aparecer fr-f (girar o pot. para a direita três
vezes)¹
f714 = Variável de monit. 04 (Quando aparecer fr-f (girar o pot. para a direita quatro
vezes)¹
f715
f715 = Variável de monit. 05 (Quando aparecer fr-f (girar o pot. para a direita cinco
vezes)¹
f716
f716 = Variável de monit. 06 (Quando aparecer fr-f (girar o pot. para a direita seis
vezes)¹
¹: Os demais parâmetros seguem o mesmo padrão do primeiro.
Tabela de variáveis
Valores a serem alterados nos parâmetros acima
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1.3 Ligação Monofásica – Inversores de Frequência
Em alguns casos é necessário fazer a ligação do inversor trifásico em uma rede
monofásica, seja em 220V, F1+F2, ou o cliente possui um inversor 220V que necessita ser
ligado em uma rede 380/440V, F+N.
Os inversores de Frequência possibilitam esta ligação, porém a partir de 3HP, os
aparelhos perdem significamente o seu torque, então indicamos colocar uma ou duas
potência acima do nominal para suprir a perda do torque.
Deve-se levar em consideração a carga (normal ou pesada) e a potência. Em potências
altas o correto é colocar duas classes acima e ainda adicionar banco de capacitores para
atender as correntes do motor.
Segue o esquema de ligação das duas situações, F1+F2 (220V) e F+N (380/440V).
Alimentação monofásica:
220V – Fase1+Fase2
380/440V – Fase+Neutro
Fase
R/L1
S/L2
Fase/Neutro
T/L3
U
Inversor de
Frequência
TOSHIBA
Motor
Elétrico
3~
V
W
Fechamento do
motor em 220V
1.4 Operação a três Fios
A operação três fios é utilizada para situações em que a aplicação não possui chave retentiva,
onde é necessário dar um pulso (botão pulsante) nos terminais de comando para colocar o
inversor em operação. Em todos os casos alteramos a função de uma entrada digital para a
função HD (Três fios) para que seja possível operar com botões pulsantes.
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Operação a 3 fios elimina contatos de selo
Abaixo veremos parametrizações e o diagrama de comando para cada inversor utilizando a
operação a três fios.
VFnC3
1. Altere os seguintes parâmetros:
CMOD = 0 (Comando pelo bloco de terminais)
F113=
F113 50 (Função HD – operação a 3 fios – no borne S1)
2. Faça ligação conforme figura abaixo:
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1.5 Inversor de Frequência com motor Spindle
O que é o motor spindle AC?
Os motores spindle são motores de altas velocidades, ou seja, necessita de altas
freqüências. São utilizados principalmente em máquinas de usinagem manuais e CNC,
polimento, etc. Estes motores variam de 6.000RPM até 40.000RPM, dependendo do
fabricante e da aplicação. Geralmente estes motores possuem alta velocidade com baixo
torque. A refrigeração pode ser realizada através da ventoinha traseira acoplada no eixo
(auto ventilado), ar comprimido, ventoinha elétrica ou por meio líquido.
Qual é a função do Inversor de Frequência?
A utilização do Inversor de Frequência faz-se necessário para aumentar a rotação, ou
seja, a frequência, pois a frequência da rede brasilera é de 60Hz e estes motores trabalham
de 200 até 500Hz.
Nos Inversores de Frequência TOSHIBA é necessário alterar os seguintes parâmetros:
vl=
vl 200.0 (Programar a frequência nominal do motor spindle AC, no exemplo 200Hz)
Obs.: Caso seja
programado um valor abaixo da frequência nominal, poderá
ocorrer a queima do motor.
fh=
fh 200.0 (Programar a frequência máxima desejada, geralmente igual ao parâmetro vl)
ul=
ul 200.0 (Programar a mesma frequência do parâmetro fh)
Após realizar estas parametrizações, agora iremos realizar o AUTO-TUNING, que é a
detecção automática das características elétricas do motor. Seguir a parametrização de
acordo com a ordem abaixo:
VFnC3 – Freq. Máxima 400 Hz
F405=
(Potência do motor em kW)
F405
F415=
(Corrente nominal do motor)
F415
F417=
(Velocidade nominal do motor)
F417
F400=
F400 4 (S15) / 2 (nC3) (Auto-tuning, irá aparecer atn no visor)
Logo após realizar as modificações, rodar o motor normalmente conforme aplicação.
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1.6 Função EEPROM (Memoriza Parâmetros)
Módulo de EEPROM Armazena a parametrização realizado no inversor e garante que a
programação não será perdida, pois tem-se o backup desses parâmetros. Permite transferir
parâmetros armazenados no módulo de memória EEPROM para o inversor e vice-versa.
Benefícios:
Fabricantes de Máquinas: Ótima função para fabricantes de máquinas, pois evita
despesas com viagens de técnicos e possibilita ter sempre a programação da máquina
segura.
Usuário Final: Reduz as horas com máquina parada, auxilia nas informações em trocas de
turno e também possibilita uma segurança caso algum operador de máquina altere algum
parâmetro, você terá sempre a programação correta salva na memória EEPROM.
Abaixo veremos a programação:
1. Realize a parametrização completa de acordo com sua aplicação, utilizando
todos os parâmetros necessários.
2. Após realizar a parametrização completa, entre no parâmetro TYP e
programe-o com o valor “7” que significa “Salvar programação do usuário”
3. Nesse momento você já possui a sua parametrização salva e segura, caso
alguma coisa aconteça e seja necessário o reset de fábrica dos parâmetros,
ou então se alterar algum parâmetro e começar a encontrar problemas em
sua aplicação. Entre no parâmetro TYP e programe-o com o valor “8” que
significa “Carregar programação do usuário”
Função Memória EEPROM evita despesas com viagens de técnicos
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1.7 Função GRU (Grupo Usuário – Função Histórico)
A função GRU tem como objetivo informar todos os últimos parâmetros que foram alterados
no inversor, todos os inversores TOSHIBA possuem essa função de fácil acesso que
simplifica a procura de erros na programação.
Abaixo veremos a como devemos proceder:
1. Quando surgir a necessidade de saber os últimos parâmetros que foram
alterados no inversor, aperte a tecla MODE e procure o parâmetro GRU e
aperte ENTER.
2. Assim que entrar no parâmetro GRU aparecerá no display U---que é
utilizado para separar um parâmetro e o seu respectivo valor, de um outro
parâmetro.
3. Então aperte ENTER e aparecerá um parâmetro, anote-o e em seguida
aperte a tecla ENTER novamente e então o valor que foi setado esse
parâmetro aparecerá no display.
4. Aperte ENTER mais uma vez e novamente aparecerá a mensagem U--- que
significa a separação de parâmetros e continuando dessa forma sucessivamente
até aparecer no display o parâmetro GRU novamente, significa que todos os
parâmetros alterados já foram visualizados. Dessa forma você tem em mãos todos
os parâmetros alterados no seu inversor, fica muito mais fácil de fazer uma análise
junto ao manual para verificar possíveis erros de parametrização ou até mesmo
simplifica o pedido de um suporte técnico.
1.8 Alimentação do inversor pelo circuito CC
Existem aplicações na qual o cliente possui tensão CC em seu pátio fabril e necessita
utilizá-la para energizar o Inversor de Frequência e sair tensão AC, para alimentar o motor
elétrico trifásico. Agora vejamos algumas definições.
O que é tensão CC?
Tensão CC significa tensão em corrente contínua, ou seja, não existe variação na frequência.
Os elétrons matem o fluxo ordenado e sempre em uma mesma direção. Como exemplo de
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geradores de tensão CC temos as pilhas (1,2V e 1,5V) e baterias (9V, 12V e 24Vcc), porém
a concessionária de energia elétrica pode aumentar esta tensão para valores maiores. Este
tipo de tensão possui dois pólos bem definidos (+) positivo e (-) negativo. Abaixo o gráfico
característico da tensão DC.
O benefício da tensão CC em relação a tensão CA é que a tensão CC é mais fácil de
controlar, porém mais difícil de produzir, custo mais elevado na conta de energia elétrica e
equipamentos com dimensionais construtivos maiores.
O que é tensão CA?
A tensão CA, mais conhecida como tensão alternada, diferentemente da tensão CC
possui variação na frequência, ou seja, ora a corrente/tensão esta positiva e ora esta
negativa, de acordo com a variação do tempo. É uma fonte de tensão mais fácil de produzir
(usinas hidroelétricas, eólicas, termoelétricas, etc.) e mais utilizado, nas residências de todo
território nacional e em 90% das fábricas. Vejamos o gráfico característico da tensão
alternada.
Onda Senoidal da tensão alternada
•
•
•
Os benefícios da tensão CA em relação a tensão CC são:
Custo mais barato;
Fácil transmissão;
Fácil produção;
12
•
Equipamentos mais compactos e de fácil substituição, etc.
Como alimentar o inversor pela Tensão Contínua?
Usualmente o Inversor de Frequência é alimentado pela tensão CA, que passa pela
ponte retificadora, alimenta o banco de capacitores, já transformado em tensão CC, que por
fim energiza os módulos IGBT’s, transforma em CA de novo. Quando é realizada a
alimentação CC, energizamos diretamente o banco de capacitores, conforme figura abaixo.
R/L1
S/L2
T/L3
U
Inversor de
Frequência
TOSHIBA
PA
+
PC
Motor
Elétrico
3~
V
W
Fechamento do
motor em 220V
ou 380/440V
-
Alimentação CC:
Vcc = Vca x √2
Vcc: Tensão contínua
Vca: Tensão alternada da Rede
Tensões de alimentação CC:
• 227 Vca = 320 Vcc
• 380 Vca = 536 Vcc
• 440 Vca = 620 Vcc
A tensão do fechamento do motor deve ser igual a tensão CA do Inversor de
Frequência.
A potência da Fonte CC (kVA) deve ser no mínimo igual ou superior a potência
nominal do Inversor de Frequência.
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1.9 Sinais analógicos – 0-10V e 4-20mA
de
Os Inversores de Frequência possibilitam a entradas/saídas analógicas de referência
0-10V e 4-20mA, neste documento vamos explicar como realizar a programação e
ajuste desta função em cada um dos nossos inversores. Vamos começar com as entrada
analógicas.
Terminal de Entrada: VI
Parâmetro referente a entrada analógica: f109=
109 0 (Entrada de 0-10V)
1 (Entrada de 4-20mA)
2 (Lógica de entrada)
3 (Entrada de 0-5V)
0V / 4mA
10V / 20mA
No caso da utilização de 4-20mA na entrada analógica, faz se necessário alterar o
seguinte parâmetro: f201 = 20, ou seja, 20% de 20mA, que é 4mA.
Outros parâmetros para ajuste da entrada analógica:
f202
(Frequência 1 do terminal VI, geralmente é a frequência mínima de
f202= 0.0
operação)
f203
f203= 100% (Ganho 2 do terminal VI, 10V)
f204
f204= 60.0 (Frequência 2 do terminal VI, geralmente é a frequência máxima de
operação)
Lembrando: O terminal CC é o comum da fonte interna do inversor (0V) e deverá ser
interligado, quando utilizado, com o comum da fonte externa.
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2. Função Auto-Tunning ou Auto-Ajuste do Inversor
A Função Auto-Tunning ou Auto-Ajuste permite que o inversor configure algumas
constantes do seu software de acordo com dados obtidos do motor elétrico conectado a
ele. O inversor obtém estes dados injetando correntes e tensões no motor parado. Este
auto-ajuste permite que o software do inversor otimize seu desempenho de acordo com
as características específicas de cada motor elétrico conectado ao inversor.
Em toda linha TOSHIBA o parâmetro que habilita o auto-tunning é:
F400(F400)
=2
F400
Mas antes de habilitar o auto-ajuste é necessário inserir no inversor alguns dados de
placa do motor elétrico que está conectado a ele, e estes dados variam de modelo para
modelo de inversor (como mostrado a seguir).
O auto-tunning também deve ser realizado de preferência com o motor em vazio, em
aplicações onde o motor já esteja acoplado à cargas com alta inércia, como a casa de
máquinas de um elevador por exemplo, é preferível manter o padrão de fábrica e não
fazer o auto-ajuste.
Programação:
F415 = In (Informa a corrente nominal em Ampéres do motor)
F417 = RPM (Informa o RPM nominal do motor)
F400 = 2 (Habilita a função auto-tunning)
Após alterar o parâmetro F400, é necessário mandar o inversor partir o motor, a princípio
o motor não parte e aparece a mensagem Atn1, isto significa que o auto-tunning está
sendo executado, quando a mensagem desaparecer e o motor de fato partir, estará
finalizado o auto-ajuste.
2.1 Frenagem Dinâmica - “db” [db
db]
db Travamento do Eixo do Motor
por Tempo definido
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Aplicação:
Esta Função permite travar o eixo do motor elétrico por alguns segundos, além de ajudar
na desaceleração do motor. É amplamente utilizada em elevadores prediais para evitar
que a cabine do elevador quando chega no andar, desça criando um degrauzinho devido
ao à demora na atuação do freio mecânico do elevador, com esta função eliminamos
este degrau.
Programação:
F250 = 1,0Hz (Configura a Freqüência de início da injeção DC - no caso, quando o motor
desacelera e atinge 1,0Hz, dá-se início a injeção DC – só funciona se F342 = 0);
F251 = 100% (Configura a quantidade de corrente a ser injetada na Frenagem Dinâmica
– no caso, 100% da corrente nominal do Inversor – só funciona se F342 = 0);
F252 = 2,0s (Configura o tempo de duração da Frenagem Dinâmica – no caso, 2
segundos – só funciona se F342 = 0);
F342 = 0 (Configura o modo de funcionamento da frenagem dinâmica):
- em 0 fica desabilitado, neste modo a frenagem dinâmica só funciona durante as
desacelerações conforme descrito acima;
- em 1 habilita lógica de freio (parâmetros F343/F344/F345/F346), só atua na
partida sentido Frente;
- em 2 habilita lógica de freio (parâmetros F343/F344/F345/F346), só atua na
partida sentido Reverso;
- em 3 habilita lógica de freio (parâmetros F343/F344/F345/F346, atua em ambos
os sentidos;
2.2 Função Parada Livre - “Coast Stop”
A Função Parada Livre “Coast Stop”, consiste em desacoplar eletronicamente o
Inversor do Motor Elétrico a fim de que o motor possa parar livremente pela inércia da
carga acoplada ao seu eixo sem executar a rampa de desaceleração do inversor ou para
que o motor pare instantaneamente pela atuação no seu eixo de um freio mecânico ou
pneumático sem desarmar o inversor. Esta função é muito utilizada em exaustores de
caldeiras de grande porte cujo momento de inércia é muito alto e não requer parada
rápida.
Para habilitar esta função é necessário configurar uma entrada digital do inversor para a
função “ST – Stand By”, alguns inversores já possuem essa entrada digital pronta de
fábrica programada para esta função e outros não.
Funcionamento: Quando a entrada digital programada para a função “ST” estiver
ativada o inversor fica habilitado para operar normalmente, e quando esta entrada é
desativada, o inversor é totalmente desacoplado do motor elétrico, fazendo com que este
pare livremente sem executar a rampa de desaceleração do inversor. Enquanto a
entrada “ST” estiver desativada o inversor permanecerá desabilitado para operar o motor
e a mensagem OFF fica sendo exibida no display.
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Estes modelos não possuem uma entrada digital ST pronta de fábrica, desta forma a
função “Stand By” está sempre habilitada virtualmente no parâmetro F110 = 6 (ST), e
estes modelos já possuem parâmetros especiais para adicionar funções às entradas
digitais F / R / S1 /S2, facilitando a programação.
Para programar a parada livre é necessário alterar os seguintes parâmetros:
CMOD = 0
F110 = 0
F111 = 2
F112 = 4
F151 = 6
F152 = 6
(habilita comando remoto - entradas digitais F / R / S1 / S2 / S3 etc...)
(desabilita a função “ST – Stand By”, virtualmente sempre ativada);
(função normal de fábrica do borne F = parte sentido frente);
(função normal de fábrica do borne R = parte sentido reverso);
(soma a função “ST – Stand By” à função do borne F – Frente).
(soma a função “ST – Stand By” à função do borne R – Reverso).
Funcionamento: Quando ativamos as entradas F ou R, habilitamos a função ST em
conjunto e o inversor opera normalmente, quando desligamos os bornes F ou R,
desabilitamos a função ST em conjunto e o motor para livremente sem executar a rampa
de desaceleração do inversor, o display do inversor exibe a mensagem OFF todo o
tempo em que F ou R permanecerem
2.3 Sincronismo Mestre-Escravo no VFNC3
17
18
Desta forma, o escravo terá um range de ajuste no seu potenciômetro para mais ou para
menos da velocidade do mestre, ou igual à velocidade do mestre, e o potenciômetro do
mestre aumenta e diminui a velocidade de ambos mestre e escravo na mesma proporção.
2.2 Função EASY
A Função EASY agiliza e objetiva a programação, basta apertar a tecla EASY e o usuário
passa a visualizar e alterar somente os parâmetros básicos:
CMOD = (Seleção do modo de comando)
FMOD = (Seleção do modo de ajuste da frequência)
ACC = (Rampa de aceleração)
DEC = (Rampa de desaceleração)
THR = (Seleção da característica da proteção termo eletrônica nível 1)
FM = (Ajuste do Medidor)
PSEL = (Seleção de visualização dos parâmetros registrados)
Dessa forma o usuário só terá contato com os parâmetros básicos, porém, essa lista
pode ser alterada e expandida até 24 parâmetros de acordo com a programação
desejada. Veja a seguir como fazê-lo:
A programação para expandir a lista até 24 parâmetros se encontra do F751 ao
F774
Para conseguirmos alterar essa lista devemos procurar o número de comunicação do
parâmetro que queremos na lista de parâmetros:
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Por exemplo: Se o usuário quiser colocar o parâmetro PT (Seleção do
modo de controle V/F) na lista de parâmetros, ele deve pegar o numero de
comunicação do parâmetro PT:
Depois de anotar esse número de comunicação, devemos gravar no
parâmetro relacionado à lista (F751 ao F774). A lista pode ser
configurada de acordo com a aplicação do usuário, apenas seguindo esses
procedimentos para adicionar qualquer outro parâmetro.
Note que do parâmetro F751 ao parâmetro F756 já vem com um
ajuste pré-definido que são os parâmetros básicos mencionados acima,
porém eles também podem ser alterados.
OBS: A função Easy corresponde ao parâmetro PSEL
Portanto, se deixarmos o parâmetro PSEL em “0” a função EASY será
desabilitada cada vez que o inversor for desligado. Se programarmos o
PSEL em “1” a função EASY só será desabilitada manualmente e ainda
teremos acesso ao modo standard, e se deixarmos em “2” somente
visualizaremos o modo EASY.
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