Il fornitore del dispositivo di feedback energetico ricorda che il convertitore di frequenza presenta ancora delle prestazioni insoddisfacenti durante il funzionamento, con conseguente riduzione della durata utile e aumento dei costi di manutenzione dei suoi componenti.
Analizzando l'ambiente applicativo, la qualità della rete elettrica, le interferenze elettromagnetiche e altri aspetti dei convertitori di frequenza, si ritiene che alcuni problemi da tenere in considerazione e i suggerimenti per migliorarli siano utili a tutti.
ambiente di lavoro
Nelle applicazioni pratiche dei convertitori di frequenza, la maggior parte delle persone li installa direttamente nei siti industriali per ridurre i costi. Generalmente, i problemi sono dovuti a elevata polvere, alte temperature e umidità elevata sul posto di lavoro. In alcune applicazioni industriali, si verificano anche problemi dovuti a polvere metallica, gas corrosivi e così via. È necessario adottare misure appropriate in base alla situazione in loco.
1) Il convertitore di frequenza deve essere installato all'interno del quadro elettrico.
2) È preferibile installare il convertitore di frequenza al centro del quadro elettrico; il convertitore di frequenza deve essere installato verticalmente e si deve evitare di installare componenti di grandi dimensioni che potrebbero bloccare lo scarico e l'aspirazione direttamente sopra e sotto.
3) La distanza minima tra i bordi superiore e inferiore del convertitore di frequenza e la parte superiore, inferiore, la partizione o eventuali componenti di grandi dimensioni dell'armadio elettrico deve essere superiore a 300 mm.
4) Se utenti speciali hanno bisogno di rimuovere la tastiera durante l'uso, il foro della tastiera sul pannello dell'inverter deve essere rigorosamente sigillato con nastro adesivo o sostituito con un pannello finto per evitare che una grande quantità di polvere penetri all'interno dell'inverter.
5) La maggior parte dei circuiti stampati e dei componenti strutturali metallici all'interno dei convertitori di frequenza non sono stati sottoposti a trattamenti speciali per prevenire umidità, muffe e funghi. Se esposti a lungo ad ambienti di lavoro difficili, i componenti strutturali metallici sono soggetti ad arrugginimento. In caso di funzionamento ad alte temperature, le barre di rame conduttive subiranno una corrosione più grave, che causerà danni ai piccoli fili di rame sulla scheda di controllo del microcomputer e sulla scheda di potenza dell'azionamento. Pertanto, per applicazioni in ambienti umidi e contenenti gas corrosivi, è necessario che la progettazione interna del convertitore di frequenza utilizzato soddisfi determinati requisiti di base.
6) Quando si utilizza un convertitore di frequenza in aree polverose, in particolare in aree con polvere multimetallica e sostanze flocculanti, è generalmente necessario che l'armadio di controllo sia sigillato nel suo complesso e progettato appositamente con ingresso e uscita dell'aria per la ventilazione; la parte superiore dell'armadio di controllo deve essere dotata di una rete protettiva e di un'uscita dell'aria con coperchio protettivo; la parte inferiore dell'armadio di controllo deve essere dotata di una piastra di base, ingresso dell'aria e fori di ingresso dei cavi ed essere dotata di una rete antipolvere.
interferenza elettromagnetica
Nei moderni sistemi di controllo industriale, viene spesso utilizzata la tecnologia di controllo tramite microcomputer o PLC. Durante la progettazione o la modifica del sistema, è necessario prestare attenzione alle interferenze dei convertitori di frequenza sulla scheda di controllo del microcomputer. Poiché alcune schede di controllo del microcomputer progettate per i convertitori di frequenza non sono conformi agli standard internazionali EMC, potrebbero verificarsi interferenze condotte e irradiate dopo l'utilizzo del convertitore di frequenza, che spesso causano un funzionamento anomalo del sistema di controllo. I seguenti metodi sono forniti a titolo di riferimento.
1) L'installazione di un filtro EMI sul lato di ingresso del convertitore di frequenza può sopprimere efficacemente le interferenze condotte del convertitore di frequenza sulla rete elettrica. L'installazione di reattori CA e CC in ingresso può migliorare il fattore di potenza, ridurre l'inquinamento armonico e ottenere buoni effetti complessivi. In alcuni casi, quando la distanza tra il motore e il convertitore di frequenza supera i 100 m, bpqjs.com deve aggiungere un reattore di uscita CA sul lato del convertitore di frequenza per risolvere il problema della protezione dalla corrente di dispersione causata dai parametri di distribuzione del cavo di uscita verso terra e ridurre le interferenze da radiazione esterna.
Un metodo consiste nell'infilare tubi in acciaio o cavi schermati e collegare in modo affidabile il rivestimento del tubo in acciaio o lo strato di schermatura del cavo a terra. Senza aggiungere un reattore di uscita CA, l'utilizzo di tubi in acciaio filettati o cavi schermati aumenterà la capacità distribuita dell'uscita verso terra, che è soggetta a sovracorrenti.
2) Schermatura elettrica e isolamento degli ingressi di rilevamento dei sensori analogici e dei segnali di controllo analogici. Nella progettazione del sistema di controllo composto da convertitori di frequenza, si raccomanda di non utilizzare il controllo analogico il più possibile, soprattutto quando la distanza di controllo è superiore a 1 m e l'installazione avviene attraverso quadri elettrici. Poiché i convertitori di frequenza generalmente dispongono di più impostazioni di velocità e di ingressi e uscite di frequenza di commutazione, possono soddisfare i requisiti. Se è necessario il controllo analogico, si consiglia di utilizzare cavi schermati e di realizzare un punto di messa a terra remoto sul lato sensore o convertitore di frequenza. Se l'interferenza è ancora grave, è necessario implementare misure di isolamento CC/CC. È possibile utilizzare moduli CC/CC standard oppure è possibile isolare otticamente la conversione V/F e utilizzare l'ingresso di frequenza.
3) L'installazione di filtri EMI, induttori di modo comune, anelli magnetici ad alta frequenza, ecc. sull'alimentatore di ingresso della scheda di controllo del microcomputer può sopprimere efficacemente le interferenze condotte. Inoltre, in situazioni in cui le interferenze da radiazioni sono intense, come in presenza di stazioni base GSM o cercapersone, è possibile aggiungere una copertura schermante in rete metallica alla scheda di controllo del microcomputer per un trattamento di schermatura.
4) Buona messa a terra. Il filo di terra dei sistemi di controllo a corrente forte, come i motori, deve essere collegato a terra in modo affidabile tramite una barra di terra, mentre la schermatura di terra della scheda di controllo del microcomputer deve essere collegata a terra separatamente. In determinate situazioni con forti interferenze, si consiglia di collegare lo strato di schermatura del sensore e dell'interfaccia I/O alla terra di controllo della scheda di controllo.
Qualità della rete elettrica
Lo sfarfallio di tensione si verifica spesso in carichi d'impatto come saldatrici, forni ad arco elettrico, acciaierie, ecc. In un'officina, quando sono in funzione più convertitori di frequenza variabili e altri carichi raddrizzatori capacitivi, le armoniche da essi generate causano un grave inquinamento della qualità della rete elettrica e hanno un notevole effetto distruttivo sulle apparecchiature stesse, che vanno dall'impossibilità di funzionare in modo continuo e normale al danneggiamento del circuito di ingresso dell'apparecchiatura. Per risolvere il problema, è possibile adottare i seguenti metodi.
1) Si consiglia agli utenti di aggiungere dispositivi di compensazione statica della potenza reattiva per migliorare il fattore di potenza e la qualità della rete elettrica quando si tratta di carichi d'impatto come quelli di saldatrici, forni ad arco elettrico e acciaierie.
2) Nelle officine in cui sono presenti convertitori di frequenza, si consiglia di utilizzare un raddrizzatore centralizzato e un alimentatore CC a bus comune. Si consiglia agli utenti di adottare la modalità di raddrizzatore a 12 impulsi. I vantaggi sono basse armoniche e risparmio energetico, particolarmente adatti per avviamenti e frenate frequenti, dove il motore elettrico opera sia in scenari elettrici che di generazione di energia.
3) L'installazione di un filtro LC passivo sul lato di ingresso del convertitore di frequenza riduce le armoniche di ingresso, migliora il fattore di potenza, offre un'elevata affidabilità e consente di ottenere buoni risultati.
4) L'installazione di un dispositivo PFC attivo sul lato di ingresso del convertitore di frequenza produce i risultati migliori, ma il costo è relativamente elevato.
Partendo dai problemi che emergono nell'applicazione pratica dei convertitori di frequenza, questo articolo propone soluzioni mirate e suggerimenti di miglioramento per contrastare l'impatto di fattori avversi sui convertitori di frequenza in applicazioni pratiche, come interferenze esterne, ambiente di utilizzo e qualità della rete elettrica. Queste soluzioni possono effettivamente prolungare la durata dei convertitori di frequenza e avere un valore di riferimento certo nelle applicazioni ingegneristiche pratiche.
Naturalmente, in genere vengono adottati uno o più metodi.