A frekvenciaváltókhoz való energia-visszacsatoló eszközök szállítói emlékeztetnek arra, hogy Kína jelenlegi ipari fejlődésében a frekvenciaváltók, mint az energia- és villamos berendezések részei, egyre inkább jelen vannak az ipari termelésben. A legtöbb felhasználó azonban nem ismeri a frekvenciaváltók telepítési környezetét és biztonságát, ami instabil költségekhez és biztonsághoz vezet. A frekvenciaváltók telepítésének és kiválasztásának megértése segíthet a felhasználóknak költségeket megtakarítani, csökkenteni az állásidőt és javítani a mozgásvezérlő rendszerek biztonságát.
A költség gyakran a meghatározó tényező a kisfeszültségű inverterek telepítési helyének és módjának kiválasztásakor. Azonban a költségeknek a frekvenciaváltók telepítésével kapcsolatos kulcsfontosságú döntésekkel szembeni előtérbe helyezése magasabb tulajdonlási költségeket eredményezhet. Emellett növeli a váratlan leállások valószínűségét, és potenciális biztonsági problémákat is okozhat.
Függetlenül attól, hogy a felhasználó új vagy meglévő létesítményben tervezi telepíteni a frekvenciaváltót, a következő környezetvédelmi és biztonsági kérdéseket kell elsősorban figyelembe venni. Csak akkor optimalizálhatják a frekvenciaváltó teljesítményét, ha megértik a telepítési lehetőségek inherens kockázatait és előnyeit.
1. A frekvenciaváltók környezetvédelmi kérdései
A magas hőmérséklet a frekvenciaváltók megbízhatóságának legnagyobb ellensége. Ha a kezelés nem hatékony, hő halmozódhat fel a teljesítménytranzisztor csatlakozásánál az átviteli rendszerben. Ez társadalmi osztályok felbomlásához vagy felbomlásához vezethet. A túlmelegedés a frekvenciaváltó intelligens teljesítménymodulját is károsíthatja. Ez hatással lesz a frekvenciaváltón belül együttműködő több száz apró, különálló alkatrészre és szerelvényre.
Környezetvédelmi szempontból ideális választás frekvenciaváltót telepíteni egy motorvezérlő központba (MCC). UL-845: Követelmények és vizsgálati lépések a motorvezérlő központra vonatkozóan a túlmelegedés kezelésével kapcsolatos problémák kezelésére a teljes MCC-elrendezésben. Ez azt jelenti, hogy az MCC-gyártóknak bizonyítaniuk kell, hogy az MCC-be telepített frekvenciaváltó nem sérül meg, vagy hogy a frekvenciaváltó által termelt hő nem károsítja az MCC-n belüli más berendezéseket.
Fontos azonban megjegyezni, hogy az UL-845 listán szereplő megfelelő hőkezelési és összeszerelési berendezéseket csak az MCC-gyártók tudják beszerelni. Még az UL-508a szerint tanúsított szekrénygyártók sem adhatnak hozzá frekvenciaváltókat az MCC-hez, és nem tudják fenntartani az UL-845 készletüket. Ha az MCC-n belüli egység nem szerepel az UL-845 listán, akkor a teljes MCC által rendezett lista érvénytelen.
Ha egy frekvenciaváltó készletet ipari vezérlőszekrénybe (ICP) telepítenek MCC helyett, az a végfelhasználót terheli a hőszabályozással. Ha az ICP-t le kell zárni, általában egy légkondicionáló berendezésre van szükség ahhoz, hogy a belső hőmérsékletet a frekvenciaváltó tervezési határértékén belül (vagy más ICP-alkatrészek határértékén belül) tartsák. Általános szabály, hogy a frekvenciaváltó a rajta átfolyó teljes teljesítmény körülbelül 3%-át hősugárzásként bocsátja ki a környező környezetbe.
Az ICP szellőztetése során a legmagasabb kültéri hőmérsékleten a teljes légcsere térfogatának elegendőnek kell lennie ahhoz, hogy a belső hőmérséklet a frekvenciaváltó tervezési határértékén belül maradjon. Továbbá, ha a keringő külső levegő port vagy nedvességet tartalmaz, szűrőket kell használni a szennyeződések eltávolítására. A karbantartási hibák és a szűrők rendszeres cseréje az alkatrészek túlmelegedését okozhatja.
Az ICP-be telepített frekvenciaváltó esetében a hővel kapcsolatos másik kulcsfontosságú kérdés, hogy elegendő szabad helyet kell hagyni a frekvenciaváltó körül a normál légáramlás biztosításához. Minden frekvenciaváltó-tervnek megvannak a minimális szabadtávolság-követelményei, beleértve a felső, alsó és oldalsó távolságot, amelyek kulcsfontosságúak a belső panelek és alkatrészek hűtéséhez. Gyakran látható, hogy egyes tapasztalatlan szekrénygyártók tévesen feltételezik, hogy a hornyolt kábelcsatornák nem jelentenek akadályt, ezért túl közel helyezik el azokat a frekvenciaváltóhoz. Ez azonban akadályozza a normál légáramlást, és nem hagy elegendő szabad helyet, ami gyakran a frekvenciaváltó idő előtti meghibásodásához vezet.
A fali inverterek általában ventilátorokkal vannak felszerelve, amelyek a hűtés érdekében a levegőt a frekvenciaváltó házán keresztül hajtják. Ezenkívül figyelembe kell venni a környező levegőben található egyéb anyagokat is, például a vízgőzt, a motorolajat, a port, a vegyszereket és a gázokat. Ezek az anyagok bejuthatnak a frekvenciaváltóba és károsodást okozhatnak, vagy maradványokat halmozhatnak fel, ezáltal csökkentve a hűtési hatékonyságot. A fali inverterek esetében ugyanilyen fontos a légáramlást akadályozó akadályok megakadályozása. Bizonyos gázokat, például a hidrogén-szulfidot, kerülni kell, mivel ezek korrodálhatják a nyomtatott áramköri lapokat és a csatlakozó alkatrészeket. Ezenkívül bizonyos átviteli módok használatakor a relatív páratartalmat a minimális érték felett kell tartani, mert ha túl alacsony, a statikus elektromosság problémát jelent, amikor a levegő átáramlik az alkatrészeken.
Ez különösen fontos azoknál a kisfeszültségű invertereknél, amelyek áramköri lapjain nem használnak konform bevonatokat. A 400 lóerő feletti motormodellekkel rendelkező frekvenciaváltók már túl nagyok ahhoz, hogy falra szerelhetők legyenek, és csak független, padlóra rögzíthető szerkezetekben telepíthetők. Ezek a szekrénybe szerelt inverterek külön légcsatornát igényelnek a hűtőborda hűtéséhez.
A felhasználóknak meg kell érteniük a különböző telepítési lehetőségek inherens kockázatait és előnyeit a frekvenciaváltó teljesítményének optimalizálása érdekében.
2. Megfelelő frekvenciaváltó-biztonság
A frekvenciaváltó telepítésének módjáról és helyéről való döntéskor különös figyelmet kell fordítani az ív biztonságára. A frekvenciaváltó MCC-be történő telepítésének legmeggyőzőbb oka az, hogy biztonsága összhangban van az MCC általános kialakításával. Frekvenciaváltók MCC-be telepítésekor minden személyi biztonsági kérdés összefügg az MCC teljes döntéshozatali folyamatával. Ahhoz, hogy az MCC ívállósággal rendelkezzen, a frekvenciaváltó szekrényének is ellen kell állnia az íveknek.
Az ívkisülés elleni védelem mellett az MCC telepítésével kapcsolatban egyéb személyi biztonsági kérdések is felmerülnek: egy UL-845 MCC egységben a frekvenciaváltónak a listán szereplő tesztelt soros kombinációban kell lennie (amelyet az MCC gyártójának kell végrehajtania), és a szintjének meg kell felelnie vagy meg kell haladnia az MCC rövidzárlati névleges értékét.
Amennyiben az MCC általános specifikációi megfelelnek a helyszíni feltételeknek, ez biztosítja, hogy az MCC-n belüli minden egység bizonyítottan csatlakoztatható legyen a rendszerhez. Az ember-gép interfész (HMI), amelyre a felhasználóknak szükségük van a frekvenciaváltó eléréséhez, általában a berendezésegység szekrényének ajtajának külsejére kerül MCC formájában, hacsak másképp nincs megadva. Ez azt jelenti, hogy amikor a kezelők a kijelzőjükön le szeretnék olvasni, beállítani, programozni vagy diagnosztizálni a frekvenciaváltó hibáit, nem kell kinyitniuk a berendezésegység szekrényének ajtaját, és kitenniük azt a szekrényen belüli biztonsági veszélyeknek.
Ha frekvenciaváltót telepít az ICP-be, számos biztonsági kérdést is figyelembe kell venni. Ha a felhasználó a beszerzési utasításokban nem követeli meg a rövidzárlati áram névleges értékét (SCCR), egyes ICP-gyártók szívesen megadják az ICP-ket 5 kA-es névleges értékkel. Ez azt jelenti, hogy a felhasználók nem csatlakoztathatják az ICP-t olyan energiarendszerekhez, amelyek potenciális zárlati árama (AFC) meghaladja az 5 kA-t. A valóságban azonban az 5 kA-es AFC valószínűleg nem érhető el ipari alkalmazásokban, különösen 480 V-os tápegység használata esetén. Ezenkívül az ívkisülés-biztonságra és a kizárásra/kijelölésre vonatkozó követelmények általában azt jelentik, hogy az ICP fő megszakítóját le kell választani, és az ICP-n belüli minden műveletet vagy csatlakozást zárolni és megjelölni kell a folytatás előtt.
Rendkívül nehéz több, szekrényajtókon keresztül futó megszakító eszközt kezelni. Amikor a rendszer egy részét leállítják, és a teljes rendszert is le kell állítani, az ICP bölcsebb, mint az MCC vagy egy különálló frekvenciaváltó. Eközben az SCCR a falra szerelt és a szekrénybe szerelt frekvenciaváltók esetében is kulcsfontosságú. Ha lehetséges, próbálja meg a frekvenciaváltót kombinált egység formájában beszerezni, mivel a fő megszakító és a túláramvédelmi eszköz a frekvenciaváltó berendezés teljes készletébe integrálódik. Ez megoldja az SCCR problémáját és más elektromos biztonsági kérdéseket.
A nagyméretű frekvenciaváltókkal kapcsolatos egy másik probléma, hogy általában nehezek. Például a karbantartó technikusok gyakran szerszámokat, darukat és akár targoncákat is használnak, ami veszélyezteti a frekvenciaváltót és a dolgozókat. A speciális, teherautószerű összeszerelést alkalmazó alvázkialakítás a frekvenciaváltó szekrényének alján található belső sínekkel illeszthető össze, ami egyszerű és biztonságos módszert kínál a nehéz berendezésalkatrészek mozgatására. A frekvenciaváltó telepítésének hozzáférhetősége, biztonsága, karbantarthatósága és alkalmassága hosszú távú hatásokkal jár, amelyek a tervezési szakaszban nem válnak azonnal nyilvánvalóvá. A különböző telepítési lehetőségek inherens kockázatainak és előnyeinek megértésével a felhasználók optimalizálhatják az inverter teljesítményét a teljes életciklusa során, miközben potenciálisan csökkenthetik az állásidőt és a biztonsági kockázatokat.