Leverandører av energitilbakemeldingsenheter for frekvensomformere minner om at i den nåværende industrielle utviklingen i Kina er frekvensomformere, som en del av kraft- og elektrisk utstyr, i økende grad involvert i industriell produksjon. Imidlertid er de fleste brukere ikke kjent med installasjonsmiljøet og sikkerheten til frekvensomformere, noe som fører til ustabile kostnader og sikkerhet. Å forstå installasjon og valg av frekvensomformere kan hjelpe brukere med å spare kostnader, redusere nedetid og forbedre sikkerheten til bevegelseskontrollsystemer.
Kostnad er ofte den avgjørende faktoren når man velger plassering og metode for installasjon av lavspenningsomformere. Å prioritere kostnader fremfor viktige beslutninger angående installasjon av frekvensomformere kan imidlertid føre til høyere eierkostnader. Det vil også øke muligheten for uventede driftsstans og skape potensielle sikkerhetsproblemer.
Uansett om brukeren planlegger å installere frekvensomformeren i et nytt eller eksisterende anlegg, bør følgende miljø- og sikkerhetsproblemer vurderes først. Først når brukerne forstår de iboende risikoene og fordelene ved installasjonsalternativene, kan de optimalisere frekvensomformerens ytelse.
1. Miljøproblemer med frekvensomformere
Høy temperatur er den største fienden for påliteligheten til frekvensomformere. Hvis styringen er ineffektiv, kan varme samle seg på overgangen til effekttransistoren i overføringen. Dette kan føre til smelting eller sammensmelting av sosiale klasser. Overoppheting kan også skade den intelligente effektmodulen til frekvensomformeren. Dette vil påvirke hundrevis av små, separate komponenter og enheter som jobber sammen inne i frekvensomformeren.
Fra et miljøperspektiv er det et ideelt valg å installere en frekvensomformer i et motorstyringssentral (MCC). UL-845: Krav og testtrinn for motorstyringssentral for å håndtere problemer med overopphetingshåndtering i hele MCC-oppsettet. Dette betyr at MCC-produsenter må bevise at frekvensomformeren som er installert i MCC-en ikke vil bli skadet, eller at varmen som genereres av frekvensomformeren ikke vil skade annet utstyr inne i MCC-en.
Det er imidlertid viktig å huske at riktig termisk styring og monteringsutstyr på UL-845-listen kun kan utføres av MCC-produsenter. Selv skapprodusenter som er sertifisert under UL-508a, kan ikke legge til frekvensomformere i MCC og kan ikke vedlikeholde UL-845-beholdningen sin. Hvis en enhet i MCC ikke er på UL-845-listen, er hele den MCC-ordnede listen ugyldig.
Hvis et sett med frekvensomformere installeres i et industrielt kontrollskap (ICP) i stedet for en MCC, vil det belaste sluttbrukeren med termisk styring. Hvis ICP må forsegles, er det vanligvis nødvendig med et sett med klimaanlegg for å opprettholde den interne temperaturen innenfor designgrensen til frekvensomformeren (eller grensen til andre ICP-komponenter). En generell tommelfingerregel er at en frekvensomformer vil frigjøre omtrent 3 % av den totale effekten som strømmer gjennom den som varmestråling til omgivelsene.
Ved ventilasjon av ICP-en må det totale luftutvekslingsvolumet ved den høyeste utetemperaturen være tilstrekkelig til å holde innetemperaturen innenfor frekvensomformerens designgrenseområde. Dessuten, hvis den sirkulerende uteluften inneholder støv eller fuktighet, må filtre brukes for å eliminere forurensning. Vedlikeholdsfeil og regelmessig utskifting av filtre kan føre til overoppheting av komponenter.
For frekvensomformeren som er installert i ICP, er et annet viktig problem knyttet til varme å la det være tilstrekkelig klaring rundt frekvensomformeren for å oppnå normal luftstrøm. Hver frekvensomformerdesign har minimumskrav til klaring, inkludert topp, bunn og side til side, som er avgjørende for kjøling av interne kort og komponenter. Det ses ofte at noen uerfarne kabinettprodusenter feilaktig antar at slissede kabelkanaler ikke vil bli hindringer, og derfor plasserer dem for nær frekvensomformeren. Dette blir imidlertid et hinder for normal luftstrøm og kan ikke la det være nok klaring, noe som ofte fører til for tidlig svikt i frekvensomformeren.
Veggmonterte omformere er vanligvis utstyrt med vifter som driver luft gjennom omformerens kabinett for å oppnå kjøling. Vurder også andre stoffer som kan finnes i den omkringliggende luften, inkludert vanndamp, motorolje, støv, kjemikalier og gass. Disse stoffene kan komme inn i frekvensomformeren og forårsake skade, eller forårsake opphopning av rester, og dermed redusere kjøleeffektiviteten. Å forhindre at hindringer blokkerer luftstrømmen er like viktig for veggmonterte omformere. Visse gasser, som hydrogensulfid, bør unngås, da de kan korrodere kretskort og tilkoblede komponenter. Dessuten er det nødvendig å opprettholde den relative fuktigheten over minimumsverdien når man bruker visse transmisjoner, fordi hvis den er for lav, vil statisk elektrisitet bli et problem når luft strømmer gjennom komponentene.
Dette er spesielt viktig for lavspenningsomformere som ikke bruker konforme belegg på kretskortene sine. For frekvensomformere med motormodeller over 400 hestekrefter er de allerede for store til å installeres på vegger og kan bare installeres i uavhengige konstruksjoner som kan festes på gulvet. Disse kabinettmonterte omformerne krever en separat luftkanal for å kjøle ned kjøleribben.
Brukere bør forstå de iboende risikoene og fordelene ved ulike installasjonsalternativer for å optimalisere ytelsen til frekvensomformeren.
2. Passende sikkerhet for frekvensomformere
Når man skal bestemme seg for hvordan og hvor man skal installere en frekvensomformer, må lysbuens sikkerhet være spesielt oppmerksom. Den mest overbevisende grunnen til å installere en frekvensomformer i MCC er at sikkerheten er i samsvar med den overordnede utformingen av MCC. Ved installasjon av frekvensomformere i MCC er alle personellsikkerhetsspørsmål knyttet til hele MCC-beslutningsprosessen. Hvis MCC skal ha lysbuemotstand, må også kabinettet til frekvensomformeren kunne tåle lysbuer.
I tillegg til beskyttelse mot lysbuer er det også andre sikkerhetsproblemer knyttet til MCC-installasjon: i en UL-845 MCC-enhet må frekvensomformeren være i en testet seriekombinasjon som er plassert på listen (som skal utføres av MCC-produsenten), og nivået må oppfylle eller overstige MCC-kortslutningsklassifiseringen.
Så lenge de generelle spesifikasjonene til MCC oppfyller forholdene på stedet, vil dette sikre at det kan bevises at alle enheter i MCC er koblet til systemet. Menneske-maskin-grensesnittet (HMI) som kreves for at brukere skal få tilgang til frekvensomformeren, flyttes vanligvis til utsiden av utstyrsskapets skapdør i form av MCC, med mindre annet er spesifisert. Dette betyr at når operatører ønsker å lese, justere, programmere eller diagnostisere feil i frekvensomformeren på skjermen, trenger de ikke å åpne utstyrsskapets skapdør og utsette den for sikkerhetsfarer inne i skapet.
Hvis man installerer en frekvensomformer inne i ICP, må man også vurdere flere sikkerhetsproblemer. Hvis brukeren ikke krever en kortslutningsstrømklassifisering (SCCR) i anskaffelsesinstruksjonene, vil noen ICP-produsenter vennligst oppgi ICP-er med en 5kA-klassifisering. Dette betyr at brukere ikke kan koble ICP til strømforsyningssystemer med potensiell feilstrøm (AFC) over 5kA. I realiteten er det imidlertid usannsynlig at en 5kA AFC oppnås i industrielle applikasjoner, spesielt når man bruker 480V strømforsyning. Dessuten betyr kravene til lysbuesikkerhet og låsing/tagout vanligvis at hovedsikringen til ICP må kobles fra, og all drift eller tilkobling i ICP må låses og merkes før man fortsetter.
Det er ekstremt vanskelig å håndtere flere sikringsenheter som går gjennom skapdører. Når en del av systemet er slått av og hele systemet også må slås av, er ICP smartere enn MCC eller en separat frekvensomformer. Samtidig er SCCR også avgjørende for veggmonterte og skapmonterte frekvensomformere. Hvis mulig, prøv å kjøpe frekvensomformeren i form av en kombinasjonsenhet, da hovedsikringsenheten og overstrømsvernet vil bli integrert i det komplette settet med frekvensomformerutstyr. Dette løser SCCR-problemet og andre elektriske sikkerhetsproblemer.
Et annet problem knyttet til store frekvensomformere er at de vanligvis er tunge. For eksempel bruker vedlikeholdsteknikere ofte verktøy, kraner og til og med gaffeltrucker, noe som setter frekvensomformeren og arbeiderne i fare. Et chassisdesign som bruker en spesiell lastebillignende montering kan matches med interne skinner plassert i bunnen av omformerkabinettet, noe som gir en enkel og sikker metode for å flytte tunge utstyrskomponenter. Tilgjengeligheten, sikkerheten, vedlikeholdbarheten og egnetheten til installasjon av frekvensomformeren vil ha langsiktige konsekvenser som ikke umiddelbart vil bli tydelige i design- og planleggingsfasene. Ved å forstå de iboende risikoene og fordelene ved ulike installasjonsalternativer, kan brukerne optimalisere omformerens ytelse gjennom hele livssyklusen, samtidig som de potensielt reduserer nedetid og sikkerhetsrisikoer.