Dodavatelé zařízení pro zpětnou vazbu energie pro frekvenční měniče připomínají, že v současném stavu průmyslového rozvoje v Číně se frekvenční měniče jako součást energetických a elektrických zařízení stále více zapojují do průmyslové výroby. Většina uživatelů však není obeznámena s instalačním prostředím a bezpečností frekvenčních měničů, což vede k nestabilním nákladům a bezpečnosti. Pochopení instalace a výběru frekvenčních měničů může uživatelům pomoci ušetřit náklady, zkrátit prostoje a zlepšit bezpečnost systémů řízení pohybu.
Náklady jsou často určujícím faktorem při výběru místa a způsobu instalace nízkonapěťových střídačů. Upřednostňování nákladů před klíčovými rozhodnutími týkajícími se instalace frekvenčních měničů však může vést k vyšším nákladům na vlastnictví. Zvýší se také pravděpodobnost neočekávaných výpadků a vzniknou potenciální bezpečnostní problémy.
Bez ohledu na to, zda uživatel plánuje instalovat frekvenční měnič v novém nebo stávajícím zařízení, je třeba nejprve zvážit následující environmentální a bezpečnostní otázky. Pouze tehdy, když uživatelé pochopí inherentní rizika a výhody různých možností instalace, mohou optimalizovat výkon frekvenčního měniče.
1. Problémy s environmentálními aspekty frekvenčních měničů
Vysoká teplota je největším nepřítelem spolehlivosti frekvenčních měničů. Pokud je řízení neúčinné, může se teplo hromadit na spoji výkonového tranzistoru v převodovce. To může vést k roztavení nebo tavení cívek. Přehřátí může také poškodit inteligentní výkonový modul frekvenčního měniče. To bude mít dopad na stovky malých samostatných součástí a sestav, které pracují společně uvnitř frekvenčního měniče.
Z environmentálního hlediska je instalace frekvenčního měniče v řídicím centru motoru (MCC) ideální volbou. UL-845: Požadavky a testovací kroky pro řídicí centrum motoru k řešení problémů s přehřátím v celém uspořádání MCC. To znamená, že výrobci MCC musí prokázat, že frekvenční měnič instalovaný v MCC nebude poškozen nebo že teplo generované frekvenčním měničem nepoškodí jiná zařízení uvnitř MCC.
Je však důležité si uvědomit, že správné zařízení pro tepelnou regulaci a montáž na seznamu UL-845 mohou být kompletní pouze výrobci MCC. Ani výrobci skříní certifikovaní podle UL-508a nemohou do MCC přidávat frekvenční měniče a nemohou udržovat svůj inventář dle UL-845. Pokud jednotka v rámci MCC není na seznamu UL-845, je celý seznam uspořádaný podle MCC neplatný.
Pokud je sada frekvenčních měničů instalována uvnitř průmyslového rozvaděče (ICP) namísto MCC, zatěžuje to koncového uživatele tepelnou regulací. Pokud musí být ICP utěsněn, je obvykle zapotřebí sada klimatizačního zařízení, aby se vnitřní teplota udržela v rámci konstrukčního limitu frekvenčního měniče (nebo limitu jiných komponent ICP). Obecným pravidlem je, že frekvenční měnič uvolní přibližně 3 % celkového výkonu, který jím protéká, jako tepelné záření do okolního prostředí.
Při větrání ICP musí být celkový objem výměny vzduchu při nejvyšší venkovní teplotě dostatečný k udržení vnitřní teploty v rámci konstrukčního rozsahu frekvenčního měniče. Pokud cirkulující venkovní vzduch obsahuje prach nebo vlhkost, je nutné použít filtry k odstranění znečištění. Udržování poruch a pravidelná výměna filtrů může způsobit přehřátí součástí.
U frekvenčního měniče instalovaného v ICP je dalším klíčovým problémem souvisejícím s teplem ponechání dostatečného volného prostoru kolem frekvenčního měniče pro dosažení normálního proudění vzduchu. Každá konstrukce frekvenčního měniče má minimální požadavky na volný prostor, včetně horního, dolního a bočního prostoru, které jsou klíčové pro chlazení vnitřních desek a součástí. Často se stává, že někteří nezkušení výrobci skříní se mylně domnívají, že drážkované kabelové kanály se nestanou překážkou, a proto je umisťují příliš blízko frekvenčního měniče. Ty se však stávají překážkou pro normální proudění vzduchu a nemohou ponechat dostatečný volný prostor, což často vede k předčasnému selhání frekvenčního měniče.
Nástěnné měniče jsou obvykle vybaveny ventilátory, které prohánějí vzduch skrz kryt měniče za účelem chlazení. Zohledněte také další látky, které se mohou vyskytovat v okolním vzduchu, včetně vodní páry, motorového oleje, prachu, chemikálií a plynu. Tyto látky mohou vniknout do frekvenčního měniče a způsobit poškození nebo hromadění zbytků, čímž snižují účinnost chlazení. Stejně důležité je u nástěnných měničů zabránit tomu, aby proudění vzduchu bránily překážkám. Je třeba se vyhnout určitým plynům, jako je sirovodík, protože mohou korodovat desky plošných spojů a spojovací součástky. Při použití určitých převodovek je navíc nutné udržovat relativní vlhkost nad minimální hodnotou, protože pokud je příliš nízká, statická elektřina se stane problémem při proudění vzduchu součástkami.
To je obzvláště důležité pro nízkonapěťové měniče, které na svých deskách plošných spojů nepoužívají konformní povlaky. Frekvenční měniče s modely motorů nad 400 koní jsou již příliš velké pro instalaci na stěny a lze je instalovat pouze do samostatných konstrukcí, které lze upevnit na podlahu. Tyto měniče montované do rozvaděče vyžadují samostatný vzduchový kanál pro chlazení chladiče.
Uživatelé by měli rozumět inherentním rizikům a výhodám různých možností instalace, aby mohli optimalizovat výkon měniče kmitočtu.
2. Vhodná bezpečnost frekvenčního měniče
Při rozhodování o tom, jak a kam instalovat měnič kmitočtu, je třeba věnovat zvláštní pozornost bezpečnosti oblouku. Nejpřesvědčivějším důvodem pro instalaci měniče kmitočtu v MCC je, že jeho bezpečnost je v souladu s celkovou konstrukcí MCC. Při instalaci měničů kmitočtu v MCC souvisí všechny otázky bezpečnosti personálu s celým rozhodovacím procesem MCC. Aby měl MCC odolnost proti oblouku, musí být i skříň měniče kmitočtu schopna odolat obloukům.
Kromě ochrany před obloukovým výbojem existují s instalací MCC i další otázky bezpečnosti personálu: v jednotce MCC dle UL-845 musí být měnič kmitočtu v testované sériové kombinaci uvedené v seznamu (kterou by měl provést výrobce MCC) a jeho úroveň musí splňovat nebo překračovat jmenovitou hodnotu zkratové ochrany MCC.
Pokud celkové specifikace MCC splňují podmínky na místě, zajistí se, že každá jednotka v rámci MCC je prokazatelně připojena k systému. Rozhraní člověk-stroj (HMI) potřebné pro přístup uživatelů k frekvenčnímu měniči je obvykle přesunuto ven ze skříně zařízení ve formě MCC, pokud není uvedeno jinak. To znamená, že když si operátoři přejí číst, upravovat, programovat nebo diagnostikovat poruchy frekvenčního měniče na obrazovce, nemusí otevírat dveře skříně zařízení a vystavovat jej bezpečnostním rizikům uvnitř skříně.
Pokud instalujete frekvenční měnič uvnitř ICP, je třeba zvážit také několik bezpečnostních otázek. Pokud uživatel v pokynech k zadání nepožaduje jmenovitý zkratový proud (SCCR), někteří výrobci ICP laskavě uvedou ICP s jmenovitým proudem 5 kA. To znamená, že uživatelé nemohou připojit ICP k napájecím systémům s potenciálním poruchovým proudem (AFC) vyšším než 5 kA. Ve skutečnosti je však v průmyslových aplikacích nepravděpodobné dosáhnout AFC 5 kA, zejména při použití napájení 480 V. Požadavky na bezpečnost proti obloukovému výboji a blokování/označování navíc obvykle znamenají, že hlavní jistič ICP musí být odpojen a jakákoli operace nebo spojení v rámci ICP musí být před zahájením práce uzamčena a označena.
Je extrémně obtížné spravovat více jističů, které procházejí dvířky rozvaděče. Pokud je část systému vypnuta a musí být vypnut i celý systém, je ICP moudřejší než MCC nebo samostatný frekvenční měnič. SCCR je zároveň klíčový i pro nástěnné a rozvaděčové frekvenční měniče. Pokud je to možné, zkuste si frekvenční měnič zakoupit v kombinované jednotce, protože hlavní jistič a nadproudová ochrana budou integrovány do kompletní sady frekvenčního měniče. Tím se řeší problém SCCR a další problémy s elektrickou bezpečností.
Dalším problémem souvisejícím s velkými frekvenčními měniči je jejich obvykle těžká hmotnost. Například údržbáři často používají nářadí, jeřáby a dokonce i vysokozdvižné vozíky, což vystavuje frekvenční měnič i pracovníky riziku. Konstrukce podvozku, která využívá speciální konstrukci podobnou nákladnímu vozu, může být doplněna vnitřními kolejnicemi umístěnými ve spodní části skříně měniče, což poskytuje jednoduchý a bezpečný způsob přepravy těžkých součástí zařízení. Přístupnost, bezpečnost, údržba a vhodnost instalace frekvenčního měniče budou mít dlouhodobé dopady, které se během fází návrhu a plánování neprojeví okamžitě. Pochopením inherentních rizik a výhod různých možností instalace mohou uživatelé optimalizovat výkon měniče po celou dobu jeho životnosti a zároveň potenciálně snížit prostoje a bezpečnostní rizika.