Leverandører af energifeedback-enheder til frekvensomformere minder om, at frekvensomformere, som en del af kraft- og elektrisk udstyr, i stigende grad er involveret i industriel produktion i den nuværende industrielle udvikling i Kina. De fleste brugere er dog ikke bekendt med installationsmiljøet og sikkerheden ved frekvensomformere, hvilket fører til ustabile omkostninger og sikkerhed. Forståelse af installation og valg af frekvensomformere kan hjælpe brugerne med at spare omkostninger, reducere nedetid og forbedre sikkerheden i bevægelsesstyringssystemer.
Omkostninger er ofte den afgørende faktor, når man vælger placering og metode til installation af lavspændingsomformere. At prioritere omkostninger frem for vigtige beslutninger vedrørende installation af frekvensomformere kan dog resultere i højere ejeromkostninger. Det vil også øge muligheden for uventede nedlukninger og skabe potentielle sikkerhedsproblemer.
Uanset om brugeren planlægger at installere frekvensomformeren i et nyt eller eksisterende anlæg, bør følgende miljømæssige og sikkerhedsmæssige aspekter overvejes først. Først når brugerne forstår de iboende risici og fordele ved installationsmulighederne, kan de optimere frekvensomformerens ydeevne.
1. Miljøproblemer ved frekvensomformere
Høj temperatur er den største fjende for frekvensomformeres pålidelighed. Hvis styringen er ineffektiv, kan der ophobes varme på overgangen mellem effekttransistoren i transmissionen. Dette kan føre til smeltning eller sammensmeltning af sociale klasser. Overophedning kan også skade frekvensomformerens intelligente effektmodul. Det vil påvirke hundredvis af små, diskrete komponenter og samlinger, der arbejder sammen inde i frekvensomformeren.
Fra et miljømæssigt perspektiv er installation af en frekvensomformer i et motorstyringscenter (MCC) et ideelt valg. UL-845: Krav og testtrin til motorstyringscenter for at håndtere problemer med overophedningshåndtering i hele MCC-arrangementet. Det betyder, at MCC-producenter skal bevise, at den frekvensomformer, der er installeret i MCC'en, ikke vil blive beskadiget, eller at den varme, der genereres af frekvensomformeren, ikke vil beskadige andet udstyr inde i MCC'en.
Det er dog vigtigt at huske, at korrekt termisk styring og monteringsudstyr på UL-845-listen kun kan udføres af MCC-producenter. Selv kabinetproducenter, der er certificeret under UL-508a, kan ikke tilføje frekvensomformere til MCC og kan ikke vedligeholde deres UL-845-lager. Hvis en enhed inden for MCC ikke er på UL-845-listen, er hele den MCC-ordnede liste ugyldig.
Hvis et sæt frekvensomformere installeres i et industrielt styreskab (ICP) i stedet for et MCC, vil det belaste slutbrugeren med temperaturstyring. Hvis ICP'en skal forsegles, kræves der normalt et sæt klimaanlæg for at holde den interne temperatur inden for frekvensomformerens designgrænse (eller grænsen for andre ICP-komponenter). En generel tommelfingerregel er, at en frekvensomformer frigiver cirka 3 % af den samlede effekt, der strømmer gennem den, som varmestråling til det omgivende miljø.
Ved ventilation af ICP'en skal den samlede luftudskiftningsvolumen ved den højeste udetemperatur være tilstrækkelig til at holde den indvendige temperatur inden for frekvensomformerens designgrænseområde. Hvis den cirkulerende udeluft desuden indeholder støv eller fugt, skal der anvendes filtre for at eliminere forurening. Vedligeholdelsesfejl og regelmæssig udskiftning af filtre kan forårsage overophedning af komponenter.
For frekvensomformeren installeret i ICP er et andet vigtigt problem relateret til varme at efterlade tilstrækkelig frihøjde omkring frekvensomformeren for at opnå normal luftstrøm. Hvert frekvensomformerdesign har minimumskrav til frihøjde, herunder top, bund og side til side, hvilket er afgørende for køling af interne printkort og komponenter. Det ses ofte, at nogle uerfarne kabinetproducenter fejlagtigt antager, at slidsede kabelrør ikke vil blive forhindringer, og derfor arrangerer dem for tæt på frekvensomformeren. Det bliver dog en hindring for normal luftstrøm og kan ikke efterlade tilstrækkelig frihøjde, hvilket ofte fører til for tidlig svigt af frekvensomformeren.
Vægmonterede invertere er normalt udstyret med ventilatorer, der driver luft gennem inverterens kabinet for at opnå køling. Overvej også andre stoffer, der kan findes i den omgivende luft, herunder vanddamp, motorolie, støv, kemikalier og gas. Disse stoffer kan trænge ind i frekvensomformeren og forårsage skade eller forårsage ophobning af rester, hvorved køleeffektiviteten reduceres. Det er lige så vigtigt for vægmonterede invertere at forhindre forhindringer i at blokere luftstrømmen. Visse gasser, såsom hydrogensulfid, bør undgås, da de kan korrodere printkort og tilsluttede komponenter. Desuden er det nødvendigt at holde den relative luftfugtighed over minimumsværdien ved brug af visse transmissioner, da statisk elektricitet vil blive et problem, når luften strømmer gennem komponenterne, hvis den er for lav.
Dette er især vigtigt for lavspændingsomformere, der ikke bruger konforme belægninger på deres printkort. For frekvensomformere med motormodeller over 400 hestekræfter er de allerede for store til at blive installeret på vægge og kan kun installeres i uafhængige strukturer, der kan fastgøres på gulvet. Disse kabinetmonterede omformere kræver en separat luftkanal til at køle kølepladen.
Brugere bør forstå de iboende risici og fordele ved forskellige installationsmuligheder for at optimere frekvensomformerens ydeevne.
2. Passende frekvensomformersikkerhed
Når man beslutter, hvordan og hvor en frekvensomformer skal installeres, kræver lysbuens sikkerhed særlig opmærksomhed. Den mest overbevisende grund til at installere en frekvensomformer i MCC er, at dens sikkerhed er i overensstemmelse med MCC's overordnede design. Ved installation af frekvensomformere i MCC er alle spørgsmål vedrørende personalets sikkerhed relateret til hele MCC's beslutningsproces. Hvis MCC skal have en lysbuebestandig ydeevne, skal frekvensomformerens kabinet også kunne modstå lysbuer.
Ud over beskyttelse mod lysbuer er der også andre sikkerhedsproblemer relateret til MCC-installation: i en UL-845 MCC-enhed skal frekvensomformeren være i en testet seriekombination, der er placeret på listen (som skal udføres af MCC-producenten), og dens niveau skal opfylde eller overstige MCC'ens kortslutningsklassificering.
Så længe de overordnede specifikationer for MCC opfylder forholdene på stedet, vil dette sikre, at det kan bevises, at alle enheder i MCC er forbundet til systemet. Den menneske-maskine-grænseflade (HMI), der kræves for at brugerne kan få adgang til frekvensomformeren, flyttes normalt til ydersiden af udstyrsenhedens kabinetdør i form af MCC, medmindre andet er angivet. Det betyder, at når operatører ønsker at aflæse, justere, programmere eller diagnosticere fejl i frekvensomformeren på deres skærm, behøver de ikke at åbne udstyrsenhedens kabinetdør og udsætte den for sikkerhedsfarer inde i kabinettet.
Hvis der installeres en frekvensomformer inde i ICP'en, skal der også tages hensyn til flere sikkerhedsproblemer. Hvis brugeren ikke kræver en kortslutningsstrømsklassificering (SCCR) i indkøbsvejledningen, vil nogle ICP-producenter venligst angive ICP'er med en 5kA-klassificering. Det betyder, at brugere ikke kan tilslutte ICP'en til strømsystemer med potentiel fejlstrøm (AFC) over 5kA. I virkeligheden er det dog usandsynligt, at en 5kA AFC kan opnås i industrielle applikationer, især når der anvendes en 480V strømforsyning. Desuden betyder kravene til lysbuesikkerhed og lockout/tagout typisk, at ICP'ens hovedafbryder skal afbrydes, og enhver drift eller forbindelse i ICP'en skal låses og mærkes, før der fortsættes.
Det er ekstremt vanskeligt at håndtere flere afbrydere, der kører gennem skabslåger. Når en del af systemet lukkes ned, og hele systemet også skal lukkes ned, er ICP klogere end MCC eller en separat frekvensomformer. Samtidig er SCCR også afgørende for vægmonterede og skabsmonterede frekvensomformere. Hvis det er muligt, så prøv at købe frekvensomformeren i form af en kombinationsenhed, da hovedafbryderen og overstrømsbeskyttelsesenheden vil være integreret i det komplette sæt af frekvensomformerudstyr. Dette løser SCCR-problemet og andre elektriske sikkerhedsproblemer.
Et andet problem relateret til store frekvensomformere er, at de normalt er tunge. For eksempel bruger vedligeholdelsesteknikere ofte værktøj, kraner og endda gaffeltrucks, hvilket sætter frekvensomformeren og arbejderne i fare. Et chassisdesign, der anvender en speciel lastbillignende samling, kan matches med indvendige skinner placeret i bunden af inverterkabinettet, hvilket giver en enkel og sikker metode til at flytte tunge udstyrskomponenter. Tilgængeligheden, sikkerheden, vedligeholdelsen og egnetheden af frekvensomformerinstallationen vil have langsigtede konsekvenser, der ikke umiddelbart vil blive tydelige i design- og planlægningsfaserne. Ved at forstå de iboende risici og fordele ved forskellige installationsmuligheder kan brugerne optimere inverterens ydeevne gennem hele dens levetid, samtidig med at nedetid og sikkerhedsrisici potentielt reduceres.