Los proveedores de dispositivos de retroalimentación de energía para convertidores de frecuencia le recuerdan que, en el actual estado de desarrollo industrial de China, los convertidores de frecuencia, como parte de los equipos eléctricos y de potencia, se utilizan cada vez más en la producción industrial. Sin embargo, la mayoría de los usuarios desconocen el entorno de instalación y la seguridad de los convertidores de frecuencia, lo que genera inestabilidad en los costos y la seguridad. Comprender la instalación y la selección de convertidores de frecuencia puede ayudar a los usuarios a ahorrar costos, reducir el tiempo de inactividad y mejorar la seguridad de los sistemas de control de movimiento.
El costo suele ser el factor determinante al elegir la ubicación y el método de instalación de inversores de baja tensión. Sin embargo, priorizar el costo sobre decisiones clave para la instalación de convertidores de frecuencia puede resultar en mayores costos de propiedad. También aumentará la posibilidad de paradas inesperadas y generará posibles problemas de seguridad.
Independientemente de si el usuario planea instalar el convertidor de frecuencia en una instalación nueva o existente, se deben considerar primero las siguientes cuestiones ambientales y de seguridad. Solo cuando los usuarios comprendan los riesgos y beneficios inherentes de las opciones de instalación podrán optimizar el rendimiento del convertidor de frecuencia.
1、Cuestiones medioambientales de los convertidores de frecuencia
Las altas temperaturas son el mayor obstáculo para la fiabilidad de los convertidores de frecuencia. Si la gestión es ineficaz, el calor puede acumularse en la unión del transistor de potencia en la transmisión. Esto puede provocar la fusión de las clases sociales. El sobrecalentamiento también puede dañar el módulo de potencia inteligente del convertidor de frecuencia, lo que afectará a cientos de pequeños componentes y conjuntos discretos que funcionan conjuntamente dentro del convertidor de frecuencia.
Desde una perspectiva ambiental, instalar un convertidor de frecuencia en un centro de control de motores (CCM) es una opción ideal. UL-845: Requisitos y pasos de prueba para centros de control de motores para abordar problemas de gestión del sobrecalentamiento en toda la configuración del CCM. Esto significa que los fabricantes de CCM deben demostrar que el convertidor de frecuencia instalado en el CCM no sufrirá daños ni que el calor generado por este dañará otros equipos dentro del CCM.
Sin embargo, es importante recordar que la gestión térmica adecuada y los equipos de montaje de la lista UL-845 solo pueden ser completados por los fabricantes de MCC. Incluso los fabricantes de gabinetes certificados según UL-508a no pueden añadir convertidores de frecuencia a MCC ni mantener su inventario UL-845. Si una unidad dentro de un MCC no figura en la lista UL-845, toda la lista organizada de MCC no es válida.
Si se instala un conjunto de convertidores de frecuencia dentro de un armario de control industrial (ICP) en lugar de un CCM, la gestión térmica supondrá una carga para el usuario final. Si el ICP debe sellarse, suele requerirse un equipo de aire acondicionado para mantener la temperatura interna dentro del límite de diseño del convertidor de frecuencia (o del límite de otros componentes del ICP). Como regla general, un convertidor de frecuencia libera aproximadamente el 3 % de la potencia total que fluye a través de él como radiación térmica al entorno circundante.
Al ventilar el ICP, el volumen total de intercambio de aire a la temperatura exterior más alta debe ser suficiente para mantener la temperatura interna dentro del rango límite de diseño del convertidor de frecuencia. Además, si el aire exterior circulante contiene polvo o humedad, se deben utilizar filtros para eliminar la contaminación. El mantenimiento de las averías y la sustitución regular de los filtros pueden provocar el sobrecalentamiento de los componentes.
Para el convertidor de frecuencia instalado en el ICP, otro aspecto clave relacionado con el calor es dejar suficiente espacio libre alrededor del convertidor para lograr un flujo de aire normal. Cada diseño de convertidor de frecuencia tiene requisitos mínimos de espacio libre, incluyendo la parte superior, inferior y lateral, que son cruciales para la refrigeración de las placas y componentes internos. A menudo, algunos fabricantes de gabinetes sin experiencia asumen erróneamente que los conductos ranurados para cables no se convertirán en obstáculos y, por lo tanto, los colocan demasiado cerca del convertidor de frecuencia. Sin embargo, se convierten en un obstáculo para el flujo de aire normal y no dejan suficiente espacio libre, lo que a menudo provoca un fallo prematuro del convertidor de frecuencia.
Los inversores de pared suelen estar equipados con ventiladores que impulsan el aire a través de su carcasa para refrigerarlos. Además, se deben tener en cuenta otras sustancias presentes en el aire circundante, como vapor de agua, aceite de motor, polvo, productos químicos y gases. Estas sustancias pueden entrar en el convertidor de frecuencia y causar daños o acumulación de residuos, reduciendo así la eficiencia de refrigeración. Evitar obstáculos que obstruyan el flujo de aire es igualmente importante para los inversores de pared. Se deben evitar ciertos gases, como el sulfuro de hidrógeno, ya que pueden corroer las placas de circuito impreso y los componentes de conexión. Además, al utilizar ciertas transmisiones, es necesario mantener la humedad relativa por encima del valor mínimo, ya que si es demasiado baja, la electricidad estática se convertirá en un problema cuando el aire fluya a través de los componentes.
Esto es especialmente importante para los inversores de baja tensión que no utilizan recubrimientos de conformación en sus placas de circuito. Los convertidores de frecuencia con motores de más de 400 CV ya son demasiado grandes para su instalación en paredes y solo pueden instalarse en estructuras independientes que se puedan fijar al suelo. Estos inversores montados en armario requieren un canal de aire independiente para refrigerar el disipador de calor.
Los usuarios deben comprender los riesgos y beneficios inherentes de las diferentes opciones de instalación para optimizar el rendimiento del convertidor de frecuencia.
2、 Seguridad adecuada del convertidor de frecuencia
Al decidir cómo y dónde instalar un convertidor de frecuencia, se debe prestar especial atención a la seguridad contra arcos eléctricos. La razón más convincente para instalar un convertidor de frecuencia en un centro de control de motores (CCM) es que su seguridad es coherente con el diseño general del centro. Al instalar convertidores de frecuencia en un CCM, todas las cuestiones de seguridad del personal están relacionadas con todo el proceso de toma de decisiones. Para que el CCM tenga resistencia al arco eléctrico, el gabinete del convertidor de frecuencia también debe ser capaz de soportar arcos eléctricos.
Además de la protección contra arco eléctrico, también hay otros problemas de seguridad personal relacionados con la instalación de MCC: en una unidad MCC UL-845, el convertidor de frecuencia debe estar en una combinación en serie probada ubicada en la lista (que debe ser ejecutada por el fabricante del MCC), y su nivel debe cumplir o superar la clasificación de cortocircuito del MCC.
Siempre que las especificaciones generales del MCC cumplan con las condiciones del sitio, se garantizará que todas las unidades del MCC estén conectadas al sistema. La interfaz hombre-máquina (HMI) necesaria para que los usuarios accedan al convertidor de frecuencia suele estar ubicada en el exterior de la puerta del armario del equipo, en forma de MCC, a menos que se especifique lo contrario. Esto significa que, cuando los operadores desean leer, ajustar, programar o diagnosticar fallas en el convertidor de frecuencia desde su pantalla, no necesitan abrir la puerta del armario del equipo y exponerlo a riesgos de seguridad dentro del mismo.
Al instalar un convertidor de frecuencia dentro de un ICP, se deben considerar varios aspectos de seguridad. Si el usuario no requiere una clasificación de corriente de cortocircuito (SCCR) en las instrucciones de compra, algunos fabricantes de ICP ofrecen ICP con una clasificación de 5 kA. Esto significa que los usuarios no pueden conectar el ICP a sistemas de energía con una corriente de falla potencial (AFC) superior a 5 kA. Sin embargo, en realidad, es improbable lograr una AFC de 5 kA en aplicaciones industriales, especialmente al usar una fuente de alimentación de 480 V. Además, los requisitos de seguridad contra arco eléctrico y bloqueo/etiquetado generalmente implican que el interruptor principal del ICP debe estar desconectado, y cualquier operación o conexión dentro del ICP debe estar bloqueada y etiquetada antes de continuar.
Es extremadamente difícil gestionar varios disyuntores que pasan por las puertas de los armarios. Cuando se apaga una parte del sistema y es necesario apagarlo por completo, es más recomendable un ICP que un CCM o un convertidor de frecuencia independiente. Por otro lado, el SCCR también es crucial para los convertidores de frecuencia montados en pared y en armario. Si es posible, intente adquirir el convertidor de frecuencia en una unidad combinada, ya que el disyuntor principal y el dispositivo de protección contra sobrecorriente estarán integrados en el conjunto completo del equipo. Esto soluciona el problema del SCCR y otros problemas de seguridad eléctrica.
Otro problema relacionado con los convertidores de frecuencia de gran tamaño es su peso. Por ejemplo, los técnicos de mantenimiento suelen utilizar herramientas, grúas e incluso montacargas, lo que pone en riesgo tanto al convertidor como a los trabajadores. Un diseño de chasis que utiliza un ensamblaje especial similar al de un camión puede combinarse con rieles internos ubicados en la parte inferior del gabinete del inversor, lo que proporciona un método sencillo y seguro para mover componentes pesados del equipo. La accesibilidad, la seguridad, la facilidad de mantenimiento y la idoneidad de la instalación del convertidor de frecuencia tendrán impactos a largo plazo que no se apreciarán inmediatamente durante las etapas de diseño y planificación. Al comprender los riesgos y beneficios inherentes de las diferentes opciones de instalación, los usuarios pueden optimizar el rendimiento del inversor durante toda su vida útil, a la vez que reducen potencialmente el tiempo de inactividad y los riesgos de seguridad.