Постачальники пристроїв зворотного зв'язку за енергією для перетворювачів частоти нагадують вам, що в умовах сучасного промислового розвитку в Китаї перетворювачі частоти, як частина енергетичного та електричного обладнання, все частіше залучаються до промислового виробництва. Однак більшість користувачів не знайомі з умовами встановлення та безпекою перетворювачів частоти, що призводить до нестабільних витрат та безпеки. Розуміння встановлення та вибору перетворювачів частоти може допомогти користувачам заощадити кошти, скоротити час простою та підвищити безпеку систем керування рухом.
Вартість часто є визначальним фактором при виборі місця та способу встановлення низьковольтних інверторів. Однак, пріоритет вартості над ключовими рішеннями щодо встановлення перетворювачів частоти може призвести до збільшення витрат на експлуатацію. Це також збільшить ймовірність непередбачених зупинок та створить потенційні проблеми безпеки.
Незалежно від того, чи планує користувач встановити перетворювач частоти на новому чи існуючому об'єкті, спочатку слід врахувати наступні екологічні та безпекові питання. Тільки тоді, коли користувачі розуміють притаманні ризики та переваги варіантів встановлення, вони можуть оптимізувати продуктивність перетворювача частоти.
1. Екологічні проблеми перетворювачів частоти
Висока температура є найбільшим ворогом надійності перетворювачів частоти. Якщо керування неефективне, тепло може накопичуватися на переході силового транзистора в трансмісії. Це може призвести до плавлення або розплавлення соціальних класів. Перегрів також може пошкодити інтелектуальний силовий модуль перетворювача частоти. Це вплине на сотні невеликих дискретних компонентів і вузлів, що працюють разом всередині перетворювача частоти.
З екологічної точки зору, встановлення перетворювача частоти в центрі керування двигуном (ЦКП) є ідеальним вибором. UL-845: Вимоги та етапи випробувань для центру керування двигуном для вирішення проблем перегріву в усій схемі ЦКП. Це означає, що виробники ЦКП повинні довести, що перетворювач частоти, встановлений у ЦКП, не буде пошкоджений, або що тепло, що генерується перетворювачем частоти, не пошкодить інше обладнання всередині ЦКП.
Однак важливо пам'ятати, що належне обладнання для терморегуляції та монтажу зі списку UL-845 можуть комплектувати лише виробники MCC. Навіть виробники шаф, сертифіковані за UL-508a, не можуть додавати перетворювачі частоти до MCC та не можуть підтримувати свій інвентар UL-845. Якщо блок у MCC відсутній у списку UL-845, весь упорядкований список MCC є недійсним.
Якщо комплект перетворювачів частоти встановлено всередині промислової шафи керування (ШПВ) замість MCC, це обтяжить кінцевого користувача питаннями терморегуляції. Якщо ШПВ має бути герметичним, зазвичай потрібен комплект обладнання для кондиціонування повітря, щоб підтримувати внутрішню температуру в межах розрахункового ліміту перетворювача частоти (або ліміту інших компонентів ШПВ). Загальне правило полягає в тому, що перетворювач частоти виділятиме приблизно 3% загальної потужності, що проходить через нього, у вигляді теплового випромінювання в навколишнє середовище.
Під час вентиляції внутрішнього блоку перетворювача частоти (ICP) загальний об'єм повітрообміну за найвищої зовнішньої температури має бути достатнім для підтримки внутрішньої температури в межах розрахункового діапазону граничних значень перетворювача частоти. Крім того, якщо циркулююче зовнішнє повітря містить пил або вологу, необхідно використовувати фільтри для усунення забруднення. Несправності та регулярна заміна фільтрів можуть призвести до перегріву компонентів.
Для перетворювача частоти, встановленого в ICP, ще одним ключовим питанням, пов'язаним з теплом, є забезпечення достатнього простору навколо перетворювача частоти для забезпечення нормального потоку повітря. Кожна конструкція перетворювача частоти має мінімальні вимоги до зазорів, включаючи верхній, нижній та бічні, які є вирішальними для охолодження внутрішніх плат і компонентів. Часто трапляється, що деякі недосвідчені виробники шаф помилково вважають, що прорізні кабельні канали не стануть перешкодою, і тому розташовують їх занадто близько до перетворювача частоти. Однак це стає перешкодою для нормального потоку повітря і не може залишити достатнього простору, що часто призводить до передчасного виходу з ладу перетворювача частоти.
Настінні інвертори зазвичай оснащені вентиляторами, які проганяють повітря через корпус інвертора для охолодження. Також враховуйте інші речовини, які можуть міститися в навколишньому повітрі, включаючи водяну пару, моторне масло, пил, хімікати та газ. Ці речовини можуть потрапляти в перетворювач частоти та спричиняти пошкодження або накопичувати залишки, тим самим знижуючи ефективність охолодження. Запобігання перешкодам, що перешкоджають потоку повітря, не менш важливе для настінних інверторів. Слід уникати певних газів, таких як сірководень, оскільки вони можуть спричинити корозію друкованих плат та з'єднувальних компонентів. Крім того, під час використання певних трансмісій необхідно підтримувати відносну вологість вище мінімального значення, оскільки якщо вона занадто низька, статична електрика стане проблемою, коли повітря протікає через компоненти.
Це особливо важливо для низьковольтних інверторів, які не використовують конформні покриття на своїх друкованих платах. Перетворювачі частоти з моделями двигунів потужністю понад 400 кінських сил вже занадто великі для встановлення на стінах і можуть бути встановлені лише в незалежних конструкціях, які можна закріпити на підлозі. Ці інвертори, що монтуються в шафі, потребують окремого повітряного каналу для охолодження радіатора.
Користувачі повинні розуміти притаманні ризики та переваги різних варіантів встановлення, щоб оптимізувати продуктивність перетворювача частоти.
2. Належна безпека перетворювача частоти
Вирішуючи, як і де встановити перетворювач частоти, особливу увагу слід приділити безпеці дугового розряду. Найбільш переконливою причиною для встановлення перетворювача частоти в MCC є те, що його безпека відповідає загальній конструкції MCC. Під час встановлення перетворювачів частоти в MCC усі питання безпеки персоналу пов'язані з усім процесом прийняття рішень щодо MCC. Якщо MCC має мати характеристики дугостійкості, шафа перетворювача частоти також повинна бути здатною витримувати дуги.
Окрім захисту від дугового спалаху, існують також інші питання безпеки персоналу, пов'язані з встановленням MCC: у блоці MCC UL-845 перетворювач частоти повинен бути в перевіреній послідовній комбінації, що знаходиться у списку (яку має виконати виробник MCC), а його рівень повинен відповідати або перевищувати номінальний рівень короткого замикання MCC.
Якщо загальні характеристики MCC відповідають умовам на місці, це гарантуватиме, що кожен блок у MCC може бути підтверджено підключений до системи. Інтерфейс людини-машини (HMI), необхідний для доступу користувачів до перетворювача частоти, зазвичай переміщується на зовнішню сторону дверей шафи блоку обладнання у вигляді MCC, якщо не зазначено інше. Це означає, що коли оператори хочуть зчитувати, регулювати, програмувати або діагностувати несправності перетворювача частоти на екрані свого дисплея, їм не потрібно відкривати дверцята шафи блоку обладнання та наражати його на небезпеку всередині шафи.
Якщо ви встановлюєте перетворювач частоти всередині ICP, також необхідно враховувати численні питання безпеки. Якщо користувач не вимагає номінального струму короткого замикання (SCCR) в інструкціях із закупівлі, деякі виробники ICP люб'язно нададуть ICP з номіналом 5 кА. Це означає, що користувачі не можуть підключати ICP до систем живлення з потенційним струмом короткого замикання (AFC) понад 5 кА. Однак насправді AFC 5 кА навряд чи буде досягнуто в промислових застосуваннях, особливо при використанні джерела живлення 480 В. Крім того, вимоги до захисту від дугового спалаху та блокування/маркування зазвичай означають, що головний автоматичний вимикач ICP має бути відключений, а будь-яка операція або з'єднання всередині ICP мають бути заблоковані та марковані перед продовженням роботи.
Надзвичайно складно керувати кількома автоматичними вимикачами, які проходять через дверцята шаф. Коли частина системи вимикається, і всю систему також потрібно вимкнути, ICP є розумнішим, ніж MCC або окремий перетворювач частоти. Тим часом, SCCR також має вирішальне значення для настінних та шафових перетворювачів частоти. Якщо можливо, спробуйте придбати перетворювач частоти у вигляді комбінованого блоку, оскільки головний автоматичний вимикач і пристрій захисту від перевантаження по струму будуть інтегровані в повний комплект обладнання перетворювача частоти. Це вирішує проблему SCCR та інші питання електробезпеки.
Ще однією проблемою, пов'язаною з великими перетворювачами частоти, є те, що вони зазвичай важкі. Наприклад, техніки з технічного обслуговування часто використовують інструменти, крани та навіть вилкові навантажувачі, що наражає на небезпеку перетворювач частоти та працівників. Конструкція шасі, яка використовує спеціальну конструкцію, подібну до вантажівки, може бути поєднана з внутрішніми рейками, розташованими внизу шафи інвертора, що забезпечує простий та безпечний спосіб переміщення важких компонентів обладнання. Доступність, безпека, ремонтопридатність та придатність встановлення перетворювача частоти матимуть довгостроковий вплив, який не одразу стане очевидним на етапах проектування та планування. Розуміючи притаманні ризики та переваги різних варіантів встановлення, користувачі можуть оптимізувати продуктивність інвертора протягом усього його життєвого циклу, потенційно зменшуючи час простою та ризики для безпеки.