Leveranciers van energiefeedbackapparaten voor frequentieomvormers herinneren u eraan dat frequentieomvormers, als onderdeel van elektrische en energieapparatuur, in de huidige industriële ontwikkeling in China steeds vaker worden gebruikt in industriële productie. De meeste gebruikers zijn echter niet bekend met de installatieomgeving en de veiligheid van frequentieomvormers, wat leidt tot onstabiele kosten en veiligheid. Inzicht in de installatie en selectie van frequentieomvormers kan gebruikers helpen kosten te besparen, downtime te verminderen en de veiligheid van bewegingsregelsystemen te verbeteren.
Kosten zijn vaak de doorslaggevende factor bij de keuze van de locatie en installatiemethode voor laagspanningsomvormers. Het verkiezen van kosten boven belangrijke beslissingen met betrekking tot de installatie van frequentieomvormers kan echter leiden tot hogere eigendomskosten. Het vergroot ook de kans op onverwachte uitval en mogelijke veiligheidsproblemen.
Ongeacht of de gebruiker van plan is de frequentieomvormer in een nieuwe of bestaande installatie te installeren, dienen de volgende milieu- en veiligheidsaspecten eerst te worden overwogen. Alleen wanneer gebruikers de inherente risico's en voordelen van installatieopties begrijpen, kunnen ze de prestaties van de frequentieomvormer optimaliseren.
1. Milieuproblemen van frequentieomvormers
Hoge temperaturen vormen de grootste bedreiging voor de betrouwbaarheid van frequentieomvormers. Bij ineffectieve besturing kan er hitte ontstaan op de verbinding van de vermogenstransistor in de transmissie. Dit kan leiden tot het smelten of ontbinden van sociale klassen. Oververhitting kan ook de intelligente vermogensmodule van de frequentieomvormer beschadigen. Dit heeft gevolgen voor honderden kleine, afzonderlijke componenten en samenstellingen die samenwerken in de frequentieomvormer.
Vanuit milieuoogpunt is de installatie van een frequentieomvormer in een motor control center (MCC) een ideale keuze. UL-845: Vereisten en teststappen voor een motor control center om oververhittingsproblemen in de gehele MCC-opstelling aan te pakken. Dit betekent dat MCC-fabrikanten moeten aantonen dat de in de MCC geïnstalleerde frequentieomvormer geen schade zal oplopen, of dat de door de frequentieomvormer gegenereerde warmte geen schade zal toebrengen aan andere apparatuur in de MCC.
Het is echter belangrijk om te onthouden dat de juiste apparatuur voor thermisch beheer en assemblage op de UL-845-lijst alleen door MCC-fabrikanten kan worden geleverd. Zelfs fabrikanten van behuizingen die gecertificeerd zijn volgens UL-508a, kunnen geen frequentieomvormers aan de MCC toevoegen en hun UL-845-inventaris niet bijhouden. Als een apparaat binnen de MCC niet op de UL-845-lijst staat, is de volledige MCC-lijst ongeldig.
Als een set frequentieomvormers in een industriële schakelkast (ICP) wordt geïnstalleerd in plaats van een MCC, belast dit de eindgebruiker met thermisch beheer. Als een ICP moet worden afgedicht, is doorgaans een set airconditioningapparatuur nodig om de interne temperatuur binnen de ontwerplimiet van de frequentieomvormer (of de limiet van andere ICP-componenten) te houden. Een algemene vuistregel is dat een frequentieomvormer ongeveer 3% van het totale vermogen dat erdoorheen stroomt, als warmtestraling afgeeft aan de omgeving.
Bij het ventileren van de ICP moet het totale luchtverversingsvolume bij de hoogste buitentemperatuur voldoende zijn om de interne temperatuur binnen het ontwerpbereik van de frequentieomvormer te houden. Als de circulerende buitenlucht stof of vocht bevat, moeten bovendien filters worden gebruikt om vervuiling te elimineren. Het onderhouden van defecten en het regelmatig vervangen van filters kan leiden tot oververhitting van componenten.
Voor de in ICP geïnstalleerde frequentieomvormer is een ander belangrijk punt met betrekking tot warmte het vrijlaten van voldoende ruimte rondom de frequentieomvormer om een normale luchtstroom te bereiken. Elk ontwerp van een frequentieomvormer stelt minimale vrije ruimte-eisen, inclusief boven, onder en van links naar rechts, die cruciaal zijn voor de koeling van interne printplaten en componenten. Het komt vaak voor dat onervaren kastfabrikanten ten onrechte aannemen dat kabelgoten met sleuven geen obstakels vormen en deze daarom te dicht bij de frequentieomvormer plaatsen. Dit vormt echter een obstakel voor de normale luchtstroom en laat onvoldoende ruimte over, wat vaak leidt tot voortijdig falen van de frequentieomvormer.
Wandomvormers zijn meestal uitgerust met ventilatoren die lucht door de behuizing van de omvormer blazen om koeling te creëren. Houd ook rekening met andere stoffen die zich in de omgevingslucht kunnen bevinden, zoals waterdamp, motorolie, stof, chemicaliën en gas. Deze stoffen kunnen de frequentieomvormer binnendringen en schade veroorzaken of residu veroorzaken, waardoor de koelefficiëntie afneemt. Het voorkomen van obstakels die de luchtstroom belemmeren, is eveneens belangrijk voor wandomvormers. Bepaalde gassen, zoals waterstofsulfide, moeten worden vermeden, omdat ze printplaten en verbindingscomponenten kunnen aantasten. Bovendien is het bij gebruik van bepaalde transmissies noodzakelijk om de relatieve luchtvochtigheid boven de minimumwaarde te houden, omdat een te lage luchtvochtigheid een probleem vormt wanneer er lucht door de componenten stroomt.
Dit is met name belangrijk voor laagspanningsomvormers die geen conforme coatings op hun printplaten gebruiken. Frequentieomvormers met een motorvermogen boven de 400 pk zijn al te groot om aan de muur te worden geïnstalleerd en kunnen alleen in onafhankelijke constructies worden geïnstalleerd die aan de vloer kunnen worden bevestigd. Deze in een kast gemonteerde omvormers vereisen een apart luchtkanaal om het koellichaam te koelen.
Gebruikers moeten de inherente risico's en voordelen van verschillende installatieopties begrijpen om de prestaties van de frequentieomvormer te optimaliseren.
2. Geschikte veiligheid van de frequentieomvormer
Bij het bepalen hoe en waar een frequentieomvormer moet worden geïnstalleerd, verdient de veiligheid van de boog speciale aandacht. De meest overtuigende reden om een frequentieomvormer in een MCC te installeren, is dat de veiligheid ervan consistent is met het algehele ontwerp van de MCC. Bij het installeren van frequentieomvormers in een MCC zijn alle veiligheidsaspecten voor het personeel betrokken bij het gehele besluitvormingsproces van de MCC. Om boogweerstand te garanderen, moet de behuizing van de frequentieomvormer ook bestand zijn tegen boogspanning.
Naast bescherming tegen vlambogen zijn er ook andere veiligheidsaspecten voor het personeel die verband houden met de installatie van MCC: in een UL-845 MCC-eenheid moet de frequentieomvormer deel uitmaken van een geteste seriecombinatie die op de lijst staat (die moet worden uitgevoerd door de MCC-fabrikant) en het niveau ervan moet voldoen aan of hoger zijn dan de MCC-kortsluitwaarde.
Zolang de algemene specificaties van MCC voldoen aan de lokale omstandigheden, garandeert dit dat elke unit binnen MCC aantoonbaar op het systeem is aangesloten. De mens-machine-interface (HMI) die gebruikers nodig hebben om toegang te krijgen tot de frequentieomvormer, bevindt zich doorgaans in de vorm van MCC buiten de kastdeur van de apparatuurunit, tenzij anders aangegeven. Dit betekent dat wanneer operators de frequentieomvormer op hun display willen aflezen, aanpassen, programmeren of storingen in de apparatuurunit willen diagnosticeren, ze de kastdeur van de apparatuurunit niet hoeven te openen en deze blootstellen aan veiligheidsrisico's in de kast.
Bij de installatie van een frequentieomvormer in een ICP moeten ook diverse veiligheidsaspecten in acht worden genomen. Als de gebruiker geen kortsluitstroom (SCCR) vereist in de inkoopinstructies, verstrekken sommige ICP-fabrikanten ICP's met een nominale waarde van 5 kA. Dit betekent dat gebruikers de ICP niet kunnen aansluiten op voedingssystemen met een potentiële lekstroom (AFC) boven 5 kA. In de praktijk is een AFC van 5 kA echter onwaarschijnlijk in industriële toepassingen, vooral bij gebruik van een 480 V-voeding. Bovendien betekenen de eisen voor vlamboogbeveiliging en lockout/tagout doorgaans dat de hoofdschakelaar van de ICP moet worden losgekoppeld en dat elke handeling of verbinding binnen de ICP moet worden vergrendeld en getagd voordat er verder wordt gegaan.
Het is extreem moeilijk om meerdere stroomonderbrekers te beheren die door kastdeuren lopen. Wanneer een deel van het systeem wordt uitgeschakeld en het hele systeem ook moet worden uitgeschakeld, is ICP verstandiger dan MCC of een aparte frequentieomvormer. SCCR is daarnaast ook cruciaal voor frequentieomvormers die aan de muur of in een kast worden gemonteerd. Probeer indien mogelijk de frequentieomvormer in de vorm van een combinatie-unit aan te schaffen, aangezien de hoofdstroomonderbreker en de overstroombeveiliging in de complete set van de frequentieomvormer worden geïntegreerd. Dit lost het SCCR-probleem en andere elektrische veiligheidsproblemen op.
Een ander probleem met grote frequentieomvormers is dat ze meestal zwaar zijn. Onderhoudstechnici gebruiken bijvoorbeeld vaak gereedschap, kranen en zelfs vorkheftrucks, wat de frequentieomvormer en de medewerkers in gevaar brengt. Een chassisontwerp dat gebruikmaakt van een speciale vrachtwagenconstructie kan worden gecombineerd met interne rails aan de onderkant van de omvormerkast, wat een eenvoudige en veilige methode biedt voor het verplaatsen van zware apparatuurcomponenten. De toegankelijkheid, veiligheid, onderhoudbaarheid en geschiktheid van de installatie van een frequentieomvormer hebben gevolgen op de lange termijn die niet direct zichtbaar worden tijdens de ontwerp- en planningsfase. Door de inherente risico's en voordelen van verschillende installatieopties te begrijpen, kunnen gebruikers de prestaties van de omvormer gedurende de gehele levenscyclus optimaliseren en tegelijkertijd de downtime en veiligheidsrisico's verminderen.