Manual Solar Drive CFW500 V07.3X
Manual Solar Drive CFW500 V07.3X
Manual Solar Drive CFW500 V07.3X
CFW500
Manual de Usuario
Instalación y Parametrización
2 | CFW500
Manual de Usuario para
Instalación y Parametrización
Serie: CFW500
Idioma: Español
Fecha de Publicación: 09/2015
Versión Aplicativo: V07.3X
Revisión Descripción Capítulo
00 Versión V07.02 – Emisión Inicial -
Versión V07.12 – inclusión de
control de presión
control de radiación
01 -
contador horas de funcionamiento
contador de kWh
protección presión máxima y mínima
Versión V07.30 – inclusión de
02 parámetro incremento MPPT -
arranque por nivel Vcc
4 | CFW500
SUMARIO
1. INSTRUCCIONES DE SEGURIDAD ...................................................... 7
1.1. AVISOS DE SEGURIDAD DEL MANUAL ........................................................................................... 7
1.2. AVISOS DE SEGURIDAD EN EL PRODUCTO .................................................................................. 7
1.3. RECOMENDACIONES PRELIMINARES ............................................................................................ 8
3. INSTALACIÓN ..................................................................................... 10
3.1. DIMENSIONAMIENTO DE LOS MÓDULOS SOLARES FOTOVOLTAICOS ................................... 10
3.2. CONEXIONES ...................................................................................................................................12
Este manual fue desarrollado para ser utilizado por personal con entrenamiento o cualificación técnica
adecuada para manipular este tipo de equipamientos.
PELIGRO!
La no consideración de los procedimientos recomendados en este aviso puede ocasionar la
muerte, lesiones graves o daños materiales considerables.
ATENCIÓN!
La no consideración de los procedimientos recomendados en este aviso pueden ocasionar
daños materiales.
NOTA!
Este texto muestra informaciones importantes para el correcto entendimiento y buen
funcionamiento del equipo.
ATENCIÓN!
La tensión Voc no debe ser superior a 410 V para equipos de tensión nominal 200...240Vac y a
810V para equipos de tensión nominal 380...480Vac para no dañar el inversor de frecuencia.
PELIGRO!
Solamente personal con cualificación adecuada y familiarizados con el convertidor CFW500 y
equipamientos asociados deben diseñar o ejecutar la instalación, operación y mantenimiento
de este equipamiento.
Estas personas deben seguir todas las instrucciones de seguridad contenidas en este manual
y/o definidas por las normas locales.
No seguir las instrucciones de seguridad puede desembocar en riesgo de muerte y/o daños
en el equipamiento.
NOTA!
Para los propósitos de este manual, personas cualificadas son aquellas entrenadas y que de
esta forma son aptas para:
1. Instalar, poner a tierra, energizar y operar el CFW500 de acuerdo con este manual y los
procedimientos legales de seguridad vigentes.
2. Usar los equipamientos de protección de acuerdo con las normas locales establecidas.
3. Prestar servicios de primeros auxilios.
PELIGRO!
Siempre abrir el seccionador Q1 para desconectar el lado CC de los paneles fotovoltaicos,
antes de tocar en cualquier componente eléctrico asociado al producto.
Esperar al menos diez (10) minutos para la descarga completa de los condensadores y
parada de los ventiladores.
Siempre conectar la carcasa del equipamiento a la tierra de protección (PE) en el punto
adecuado para esto.
ATENCIÓN!
Las tarjetas electrónicas poseen componentes sensibles a descargas electrostáticas. No
toque directamente sobre componentes o conectores. En caso necesario, toque antes en la
carcasa metálica puesta a tierra o utilice una pulsera antiestática adecuada.
NOTA!
Lea completamente este manual antes de instalar o poner en marcha el CFW500
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2. SOBRE EL SISTEMA FOTOVOLTAICO DE BOMBEO DE AGUA
Este documento presenta informaciones necesarias para la configuración de todas las funciones del inversor
de frecuencia WEG CFW500 aplicado a los sistemas fotovoltaicos de bombeo de agua.
Para obtener informaciones más detalladas sobre la función de los accesorios de expansión y comunicación
consulte los siguientes manuales:
Estos manuales y el programa pueden ser obtenidos en el sitio web de WEG – www.weg.net.
2.2. CARACTERÍSTICAS
El convertidor de frecuencia CFW500 es un convertidor CA/CA y CC/CA de altas prestaciones y que permite
el control de velocidad y par de motores de inducción trifásicos. El convertidor de frecuencia CFW500 también
posee funciones de PLC (Controlador Lógico Programable) a través del recurso SoftPLC (integrado).
La función del CFW500 en sistemas fotovoltaicos de bombeo de agua es convertir la energía generada en los
paneles fotovoltaicos en forma de corriente continua en energía en forma de corriente alterna, y aplicar esa
energía en el accionamiento de bombas de agua, conforme ilustra la Figura 1.
Donde:
CFW500 | 9
.
3. INSTALACIÓN
3.1. DIMENSIONAMIENTO DE LOS MÓDULOS SOLARES FOTOVOLTAICOS
Para instalar/dimensionar los módulos solares fotovoltaicos se deberán conocer sus 3 principales
características, a saber:
La potencia pico (Wp) es la máxima potencia medida que el módulo solar fotovoltaico suministra para
la condición STC.
La tensión de circuito abierto (Voc) es la tensión medida en las bornas del módulo cuando está sin
carga, para la condición STC.
La tensión de máxima potencia (Vmpp) es un valor específico de la tensión en la que al multiplicar
por la corriente de salida, dará la potencia máxima de salida, para la condición STC.
La condición STC viene del término inglés Standard Test Conditions, en los cuales los valores
presentados fueron medidos a través de ensayos normalizados, respetando las condiciones de irradiación de
1000W/m2, con una masa de aire (AM) de 1.5, y con una temperatura de la célula de 25°C.
En la planta donde esos módulos sean instalados, las condiciones climáticas pueden ser otras, siendo
necesario calcular un nuevo valor de tensión de circuito abierto para el dimensionamiento del sistema
fotovoltaico de bombeo de agua. El principal factor que afectará al funcionamiento del sistema será la
temperatura, ya que temperaturas bajas elevarán la tensión de circuito abierto (Voc).
La ecuación que considera todas las variables es compleja, como también conocer los valores exactos
de esas variables, por ese motivo se presenta a continuación una ecuación más simple, que aproxima el valor
a la realidad:
= ∙ ( ) ∙ (1 + í − ( ) ∙ ) (1)
Donde:
Voc: Tensión de circuito abierto del módulo solar fotovoltaico en el local de instalación (V).
Np: Número de módulos solares fotovoltaicos conectados en serie;
Voc(STC): Tensión de circuito abierto del módulo solar fotovoltaico en la condición STC;
Tmínima: Temperatura mínima de funcionamiento del módulo en el local de operación (ºC);
T(STC): Temperatura de ensayo estándar del panel, 25ºC;
β: Coeficiente de temperatura Voc especificado por la hoja de datos del módulo;
Con esas informaciones se calculará la cantidad de módulos solares que deben ser conectados en serie
para que operen en la franja de tensión de trabajo del inversor. Esa conexión en serie se deberá a su vez
replicar en paralelo tantas veces sea preciso para atender a la potencia de funcionamiento el sistema.
La tensión de trabajo del inversor varía de acuerdo con el modelo, siendo de 250-380Vcc para los modelos
de 220Vca monofásico y trifásico, y 450-760Vcc para los modelos 380/440Vca. Se debe prestar especial
atención a la tensión de circuito abierto (Voc), que no deberá ser superior a la tensión de protección de
sobretensión del inversor. En caso que la tensión Voc sea superior, esta acabará dañando el equipo.
Los inversores de frecuencia trabajan con franjas de protección contra subtensión y sobretensión, de tal
forma que si la tensión alcanza esos valores límites, el inversor interrumpirá su funcionamiento. En la tabla 1
se indican las informaciones de tensión de trabajo de los inversores, así como los límites de sobre y
subtensión.
CFW500
Tensión Alimentación
Monofásica Mon/Trif Trifásica
220Vca 220Vca 220Vca 380Vca 480Vca
Tensión de Trabajo 250-380Vcc 250-380Vcc 250-380Vcc 450-760Vcc 450-760Vcc
Protección Subtensión 200Vcc 200Vcc 200Vcc 360Vcc 360Vcc
Protección Sobretensión 410Vcc 410Vcc 410Vcc 810Vcc 810Vcc
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Para facilitar la comprensión del dimensionamiento usaremos como ejemplo el siguiente sistema:
El panel solar fotovoltaico modelo DA100 del fabricante DU PONT posee las siguientes características:
Para este ejemplo, se define la conexión en serie de cuatro paneles solares, generando para la condición de
ensayo normalizada (STC) una tensión de máxima potencia de 288Vcc, con una tensión de circuito abierto
(Voc) de 388/408Vcc.
Al optar por la conexión de cuatro módulos solares en serie, estamos utilizando una capacidad de generación
de energía de 400W. Para poder atender una bomba de 0,5CV es recomendable que la potencia de pico
mínima sea de 800W, por tanto sería necesaria la instalación de dos conjuntos en paralelo, resultando un
total de 8 módulos solares.
El conjunto de 8 módulos solares DA100 poseen las características técnicas que se muestran a continuación:
CFW500 | 11
3.2. CONEXIONES
El tipo de conexionado a utilizar estará condicionado por la tensión de trabajo del equipo.
Para convertidores de frecuencia CFW500 de 200 a 240V, modelos S2 y B2, se recomienda el siguiente
conexionado:
Figura 3. Esquema de conexión del sistema fotovoltaico de bombeo de agua para CFW500 S2 o B2.
Obs.:
Tener especial precaución para no invertir las conexiones de tensión positiva y negativa proveniente
de los módulos solares.
El conexionado de las entradas / salidas podrá diferir de lo indicado en este esquema en función de
las necesidades de la aplicación.
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Para convertidores de frecuencia CFW500 de 380 a 480V, modelos T4, se recomienda el siguiente
conexionado:
Figura 4. Esquema de conexión del sistema fotovoltaico de bombeo de agua para CFW500 T4.
Obs.:
Tener especial precaución para no invertir las conexiones de tensión positiva y negativa
proveniente de los módulos solares.
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4. PARÁMETRIZACIÓN DEL CFW500
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4.2. PARÁMETROS ESPECÍFICOS DE LA APLICACIÓN BOMBEO SOLAR
Ajuste Ajuste
Parámetro Descripción Rango de Valores por Unidad del Pág.
defecto Usuario
PARÁMETROS LECTURA P1010 a P1019
P1010 Versión Aplicación Bombeo Solar XX.XX -
P1011 Setpoint Actual de Rastreo 0 a 1000 V
P1012 Consigna Actual 0,0 a 300,0 Hz / bar
P1013 Presión de Salida 0,0 a 300,0 bar
P1014 Tiempo de Operación CFW-500 0 a 65535 horas
P1015 Contador kWh 0 a 65535 kWh
PARÁMETROS REGULADOR DE TENSIÓN P1020 a P1029
Datos Generador Fotovoltaico
P1019 Tasa incremento MPPT 1 a 20 -
P1020 Vmpp (tensión CC punto máxima potencia) 0 a 1000 V
P1021 Voc (tensión CC circuito abierto) 0 a 1000 V
Límites Setpoint de Tensión
P1022 Setpoint Mínimo Vcc 0 a 1000 V
P1023 Setpoint Máximo Vcc 0 a 1000 V
Regulador PID Vcc
P1024 Ganancia Proporcional 0,000 a 32,000 1,000 -
P1025 Ganancia Integral 0,00 a 300,00 20,00 -
P1026 Ganancia Derivativa 0,000 a 32,000 0,00 -
Configuración Arranque del Sistema
P1027 Temporización entre Arranques 0 a 30000 0 s
P1028 Valor Detector Solar WEG Arranque 0,0 a 100,0 0,0 %
P1029 Valor Detector Solar WEG Paro 0,0 a 100,0 0,0 %
PARÁMETROS REGULADOR DE PRESIÓN P1030 a P1040
Configuración Control de Presión
P1030 Control de Presión 0a2 0 -
P1031 Escala Presión de Salida 0,00 a 300,00 10,0 bar
Regulador PID Presión
P1032 Ganancia Proporcional 0,000 a 32,000 1,000 -
P1033 Ganancia Integral 0,00 a 300,00 10,00 -
P1034 Ganancia Derivativa 0,000 a 32,000 0,00 -
Función Dormir
P1035 Frecuencia Modo Dormir 0,0 a 300,0 0,0 Hz
P1036 Temporización Modo Dormir 1 a 65000 10 s
P1037 Desvío Modo Despertar 0,0 a 300,0 0,0 bar
P1038 Vcc Despertar 0 a 1000 0 V
PARÁMETROS DE PROTECCIONES P1040 a P1043
Protección por Presión Mínima
P1040 Presión de Salida Mínima para Fallo 0,0 a 300,0 0,0 bar
P1041 Tiempo Presión Mínima para Fallo 0 a 65000 0 s
Protección por Presión Máxima
P1042 Presión de Salida Máxima para Fallo 0,0 a 300,0 10,0 bar
P1043 Tiempo Presión Máxima para Fallo 0 a 65000 0 s
CONSIGNAS PRESIÓN / VELOCIDAD P1051 a P1054
P1051 Multiconsigna 1 0,0 a 300,0 50,0 Hz / bar
P1052 Multiconsigna 2 0,0 a 300,0 1,5 Hz / bar
P1053 Multiconsigna 3 0,0 a 300,0 1,5 Hz / bar
P1054 Multiconsigna 4 0,0 a 300,0 1,5 Hz / bar
RESET P1014 / P1015 P1059
P1059 Reset P1014 y P1015 0a2 0 -
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4.3. DESCRIPCIÓN DETALLADA PARAMÉTROS BOMBEO SOLAR
A continuación se muestra la descripción detallada de los parámetros específicos de la aplicación bombeo solar.
Para obtener más detalles del resto de parámetros consultar el Manual de Programación del CFW-500.
¡NOTA!
Para obtener más detalles sobre el control de presión consultar el parámetro P1030.
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P1014 – Tiempo de Operación del CFW-500
Rango de 0 a 65000 h Estándar: -
Valores:
Grupos de acceso vía HMI: SPLC
Descripción:
Este parámetro presenta el tiempo de funcionamiento de la bomba accionada por el CFW-500.
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4.3.2. Parámetros del Regulador de Tensión
Este grupo de parámetros permite al usuario ajustar las condiciones de operación del regulador de tensión para el
funcionamiento mediante placas fotovoltaicas, tanto para bombeo directo como regulación de presión.
18 | CFW500
Límites Setpoint de Tensión
Este grupo de parámetros permite al usuario ajustar las ganancias del regulador PID para el control de tensión CC
suministrado por las placas fotovoltaicas.
El regulador PID siempre intentará buscar el punto de trabajo definido por el Setpoint de rastreo y para esto actuará sobre
la frecuencia de salida del motor.
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Configuración Arranque del Sistema
Este grupo de parámetros permite configurar las opciones de arranque del sistema.
¡NOTA!
Si se retira la orden de marcha del sistema, la temporización se reseteará y una vez se vuelva a conectar la
orden de marcha el arranque se realizará de inmediato sin considerar temporización alguna.
El Detector Solar WEG consiste en una placa fotovoltaica de pequeña potencia desarrollada por WEG que será conectada
en la entrada analógica 2 (AI2) del CFW500 y cuya función será informar en todo momento de la radiación solar disponible.
El uso de este dispositivo es opcional, pero aumentará la eficiencia del bombeo solar, al permitir el arranque del sistema
solamente cuando la radiación solar disponible sea suficiente para el accionamiento de la bomba a una velocidad mínima
determinada.
La configuración de estos dos parámetros se deberá realizar a primera o última hora del día, cuando la radiación solar es
menor, para comprobar en qué condiciones el sistema acciona la bomba a la menor velocidad admisible. En esas
condiciones se deberá comprobar el valor del parámetro P0019 para determinar cuál es el valor mínimo de la AI2 que
permite el funcionamiento del sistema de forma satisfactoria. Una vez conocido ese valor, se deberá ajustar en el
parámetro P1028 un valor algo superior a éste y en el P1029 un valor algo inferior, para disponer de esta forma de cierta
histéresis en la señal y evitar arranques y paradas continuas cuando la radiación se encuentra muy cerca del valor mínimo.
¡NOTA!
El uso del Detector Solar WEG es opcional, pero se recomienda su utilización si se desea disponer de un
sistema autónomo.
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4.3.3. Parámetros del Regulador de Presión
Este grupo de parámetros permite al usuario ajustar las condiciones de operación del regulador de presión.
El regulador de presión deberá recibir el retorno de presión del sistema mediante la conexión de un transductor de presión
en la entrada analógica 1 (AI1) y realizará la regulación de velocidad de la bomba, cuando se alcance la presión marcada
por el usuario y las condiciones de radiación solar lo permitan.
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Regulador PID de Presión
Este grupo de parámetros permite al usuario ajustar las ganancias del regulador PID para el control de presión.
El regulador PID de presión estará activo siempre que se encuentre activo el control de presión.
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Modo Dormir
Este grupo de parámetros permite ajustar las condiciones de funcionamiento del modo dormir.
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4.3.4. Parámetros de Protecciones
Este grupo de parámetros permite al usuario ajustar las protecciones por presión máxima y mínima.
Si el sistema a accionar es un bombeo directo sin control de presión, los parámetros de los temporizadores P1041 y
P0143 deberán dejarse a “0” para que ambas funcionen permanezcan deshabilitadas.
¡NOTA!
El sistema se detendrá en caso que sea generado este mensaje de fallo.
El valor de este parámetro en 0 deshabilita el fallo.
¡NOTA!
El sistema se detendrá en caso que sea generado este mensaje de fallo.
El valor de este parámetro en 0 deshabilita el fallo.
24 | CFW500
4.3.5. Multiconsignas
Este grupo de parámetros permite al usuario ajustar las consignas de velocidad o presión necesarias para el
funcionamiento del sistema. Las consignas tendrán la función de velocidad en Hz cuando el sistema esté en el modo de
control de presión inactivo, y tendrán la función de consigna de presión cuando el sistema esté en el modo de control de
presión activo.
La conmutación entre una consigna u otra se realizará mediante entradas digitales configuradas a tal efecto.
P1051 – Multiconsigna 1
Rango de 0,0 a 300,0 bar / Hz Estándar: -
Valores:
Grupos de acceso vía HMI: SPLC
Descripción:
Este parámetro define la primera multiconsigna del sistema.
P1052 – Multiconsigna 2
Rango de 0,0 a 300,0 bar / Hz Estándar: -
Valores:
Grupos de acceso vía HMI: SPLC
Descripción:
Este parámetro define la primera multiconsigna del sistema.
P1053 – Multiconsigna 3
Rango de 0,0 a 300,0 bar / Hz Estándar: -
Valores:
Grupos de acceso vía HMI: SPLC
Descripción:
Este parámetro define la primera multiconsigna del sistema.
P1054 – Multiconsigna 4
Rango de 0,0 a 300,0 bar / Hz Estándar: -
Valores:
Grupos de acceso vía HMI: SPLC
Descripción:
Este parámetro define la primera multiconsigna del sistema.
La conmutación entre las 4 multiconsignas disponibles se realizará mediante las entradas digitales 3 y 4 que deberán
estar configuradas a valor 41 (“Función 3 Aplicación”).
El valor de las multiconsignas cambiará según este activo o no el control de presión, de tal forma que si el control de
presión está activo, el valor de las multiconsignas será interpretado por el sistema como presión en bar. Por el contrario,
si el control de presión está inactivo, el valor de las multiconsignas será interpretado por el sistema como velocidad en
Hz.
En caso de utilizar la activación/desactivación mediante la entrada digital 2 (P264 = 40), considerar que al cambiar el valor
de la entrada digital 2, la consigna a utilizar también deberá cambiar de un valor de presión para uno de velocidad en Hz.
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4.3.6. Reset de P1014 y P1015
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5. MÉTODO DE CONTROL
Los convertidores de frecuencia WEG CFW500 tienen posibilidad de gestionar dos métodos de control para
sistemas fotovoltaicos de bombeo de agua. Ambos actúan controlando la tensión suministrada por los
módulos solares.
El primer método se basa en el método de tensión fija o referencia fija y el segundo es el método de referencia
variable o rastreo del punto de máxima potencia (MPPT).
Donde:
Adicional a estos métodos de control, los convertidores de frecuencia CFW500 añaden un regulador PID
adicional para control de presión mediante realimentación por transductor de presión, cuando las condiciones
del sistema así lo permitan.
El sistema de control de presión entrará en funcionamiento y regulará la presión del sistema, cuando esta
supere el valor fijado como presión de consigna. Mientras no se alcance esa condición, el regulador de tensión
será dominante y realizará la regulación de velocidad de acuerdo a la potencia suministrada por los módulos
solares.
CFW500 | 27
5.1. MÉTODO DE CONTROL POR TENSIÓN FIJA
La estrategia del método de tensión fija hace que el sistema opere con un valor de tensión óptima constante
en la entrada del CFW500. El valor a ser escogido como tensión óptima debe tener en consideración la
temperatura media diaria, irradiación incidente sobre la célula solar desde el amanecer hasta la puesta del
sol, la velocidad del viento y la inclinación y posición del panel solar entre otras variables.
El valor debe ser aquel donde sea mayor la potencia acumulada durante más horas del año, pues este será
el valor que proporcionará la mejor relación entre la carga y la fuente generadora de energía eléctrica.
Donde:
(1) Valor de Tensión Óptima (P10122 y P1023)
Para el sistema propuesto de 4 módulos solares del fabricante DU PONT conectados en serie, variando la
temperatura de operación del PV en la condición STC, fueron calculados los siguientes valores aproximados
de tensiones de máxima potencia:
28 | CFW500
5.2. MÉTODO DE CONTROL POR RASTREO DEL PUNTO DE MÁXIMA POTENCIA (MPPT)
La estrategia del método de control de referencia variable, realiza una búsqueda constante del punto de
máxima potencia del sistema (MPPT – Maximum Power Point Tracking).
El punto de máxima potencia de un módulo solar se ve alterado de acuerdo a la irradiación solar incidente
sobre las células solares, como también a la temperatura, velocidad del viento, inclinación del panel solar y
paso de nubes, generando así la necesidad de una búsqueda constante de la máxima potencia del sistema.
Comparando con el método de punto fijo, el MPPT proporciona una mayor eficiencia del sistema, pudiendo
llegar al 20%.
Donde:
CFW500 | 29
6. PUESTA EN MARCHA
1) Verifique si las conexiones de potencia, puesta a tierra y de control son correctas y están bien
apretadas.;
2) Haga la medición de tensión proveniente de los módulos solares y compruebe que está dentro de la
franja permitida;
3) Compruebe la polaridad de la tensión proveniente de los módulos solares y compruebe que la
conexión coincide con lo indicado en el esquema eléctrico.
4) Desacople mecánicamente el motor de la carga. Si el motor no pudiera ser desacoplado, tenga
certeza que el giro en cualquier sentido (horario o anti-horario) no causará daños a la máquina o
riesgos de accidentes;
5) Energice la entrada.
6) Comprobar que el parámetro P1010 del CFW500 tiene el valor 7.1X o superior, lo cual indicará que
el equipo cuenta con la aplicación para bombeos solares y control de presión.
7) Coloque los Parámetros en el CFW500. Los valores “Conforme Aplicación”, deberán estar de acuerdo
con las características técnicas de la bomba, inversor y paneles fotovoltaicos.
8) Con el sistema en funcionamiento, reajuste las ganancias Proporcional (P1024) e Integral (P1025)
del regulador de tensión si fuera necesario.
9) Al rodar con el método de tensión fija, modificar el valor de tensión óptima (P1022 y P1023), buscando
el mejor rendimiento del sistema.
Observaciones:
El inversor ejecuta algunas rutinas relacionadas con la carga o descarga de datos (configuraciones
de Parámetros y/o SoftPLC). La indicación de esas rutinas es presentada en la barra gráfica. Una vez
finalizadas esas rutinas, si no aparece ningún problema, el display mostrará el modo monitorización.
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CFW500 | 31
WEG Iberia Industrial, S.L.U.
C/ Tierra de Barros, 5-7
28823 – Coslada (Madrid)
Telf.: (+34) 91 655 3008
Fax: (+34) 91 655 3058
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