Dobavitelji naprav za povratno zanko o energiji za frekvenčne pretvornike vas opominjajo, da se v trenutnem stanju industrijskega razvoja na Kitajskem frekvenčni pretvorniki kot del energetske in električne opreme vse bolj vključujejo v industrijsko proizvodnjo. Vendar pa večina uporabnikov ni seznanjena z okoljem namestitve in varnostjo frekvenčnih pretvornikov, kar vodi do nestabilnih stroškov in varnosti. Razumevanje namestitve in izbire frekvenčnih pretvornikov lahko uporabnikom pomaga prihraniti stroške, zmanjšati čas izpada in izboljšati varnost sistemov za krmiljenje gibanja.
Stroški so pogosto odločilni dejavnik pri izbiri lokacije in načina namestitve nizkonapetostnih razsmernikov. Vendar pa lahko dajanje prednosti stroškom pred ključnimi odločitvami glede namestitve frekvenčnih pretvornikov povzroči višje stroške lastništva. Poveča tudi možnost nepričakovanih izklopov in povzroči morebitne varnostne težave.
Ne glede na to, ali uporabnik načrtuje namestitev frekvenčnega pretvornika v nov ali obstoječi objekt, je treba najprej upoštevati naslednja okoljska in varnostna vprašanja. Šele ko uporabniki razumejo inherentna tveganja in prednosti možnosti namestitve, lahko optimizirajo delovanje frekvenčnega pretvornika.
1. Okoljska vprašanja frekvenčnih pretvornikov
Visoka temperatura je največji sovražnik zanesljivosti frekvenčnih pretvornikov. Če je krmiljenje neučinkovito, se lahko toplota nabira na stičišču močnostnega tranzistorja v menjalniku. To lahko povzroči taljenje ali taljenje žic. Pregrevanje lahko poškoduje tudi inteligentni napajalni modul frekvenčnega pretvornika. To bo vplivalo na stotine majhnih diskretnih komponent in sklopov, ki delujejo skupaj znotraj frekvenčnega pretvornika.
Z okoljskega vidika je namestitev frekvenčnega pretvornika v center za krmiljenje motorja (MCC) idealna izbira. UL-845: Zahteve in koraki testiranja za center za krmiljenje motorja za reševanje težav z obvladovanjem pregrevanja v celotni ureditvi MCC. To pomeni, da morajo proizvajalci MCC dokazati, da frekvenčni pretvornik, nameščen v MCC, ne bo poškodovan ali da toplota, ki jo ustvarja frekvenčni pretvornik, ne bo poškodovala druge opreme znotraj MCC.
Vendar je pomembno vedeti, da lahko ustrezno opremo za toplotno upravljanje in montažo s seznama UL-845 izpolnijo le proizvajalci MCC. Tudi proizvajalci omar, certificirani po UL-508a, ne morejo dodajati frekvenčnih pretvornikov v MCC in ne morejo vzdrževati svoje zaloge UL-845. Če enota znotraj MCC ni na seznamu UL-845, je celoten seznam MCC neveljaven.
Če je v industrijsko krmilno omaro (ICP) namesto v MCC nameščen komplet frekvenčnih pretvornikov, bo to končnemu uporabniku povzročilo težave s toplotnim upravljanjem. Če mora biti ICP zatesnjen, je običajno potreben komplet klimatske naprave, ki vzdržuje notranjo temperaturo znotraj konstrukcijske omejitve frekvenčnega pretvornika (ali omejitve drugih komponent ICP). Splošno pravilo je, da bo frekvenčni pretvornik približno 3 % celotne moči, ki teče skozenj, sprostil kot toplotno sevanje v okolico.
Pri prezračevanju ICP mora biti skupna količina izmenjanega zraka pri najvišji zunanji temperaturi zadostna za vzdrževanje notranje temperature znotraj predvidenega območja frekvenčnega pretvornika. Poleg tega je treba, če krožeči zunanji zrak vsebuje prah ali vlago, uporabiti filtre za odpravo onesnaženja. Vzdrževanje napak in redna menjava filtrov lahko povzročita pregrevanje komponent.
Pri frekvenčnem pretvorniku, nameščenem v ICP, je še eno ključno vprašanje, povezano s toploto, zadosten prostor okoli njega za normalen pretok zraka. Vsaka zasnova frekvenčnega pretvornika ima minimalne zahteve glede prostora, vključno z zgornjim, spodnjim in stranskim prostorom, ki je ključnega pomena za hlajenje notranjih plošč in komponent. Pogosto se zgodi, da nekateri neizkušeni proizvajalci omar zmotno domnevajo, da utorni kabelski kanali ne bodo postali ovira, in jih zato namestijo preblizu frekvenčnega pretvornika. Vendar pa postanejo ovira za normalen pretok zraka in ne morejo pustiti dovolj prostora, kar pogosto vodi do prezgodnje okvare frekvenčnega pretvornika.
Stenski pretvorniki so običajno opremljeni z ventilatorji, ki poganjajo zrak skozi ohišje pretvornika za hlajenje. Upoštevajte tudi druge snovi, ki so lahko prisotne v okoliškem zraku, vključno z vodno paro, motornim oljem, prahom, kemikalijami in plinom. Te snovi lahko vstopijo v frekvenčni pretvornik in povzročijo škodo ali kopičenje ostankov, s čimer se zmanjša učinkovitost hlajenja. Pri stenskih pretvornikih je prav tako pomembno preprečiti ovire, ki bi ovirale pretok zraka. Izogibajte se nekaterim plinom, kot je vodikov sulfid, saj lahko povzročijo korozijo tiskanih vezij in priključnih komponent. Poleg tega je pri uporabi določenih menjalnikov treba vzdrževati relativno vlažnost nad minimalno vrednostjo, saj bo, če je prenizka, statična elektrika postala problem, ko zrak teče skozi komponente.
To je še posebej pomembno za nizkonapetostne pretvornike, ki na svojih tiskanih vezjih ne uporabljajo konformnih premazov. Frekvenčni pretvorniki z modeli motorjev nad 400 konjskimi močmi so že preveliki za namestitev na stene in jih je mogoče namestiti le v neodvisne konstrukcije, ki jih je mogoče pritrditi na tla. Ti pretvorniki, nameščeni v omarici, potrebujejo ločen zračni kanal za hlajenje hladilnika.
Uporabniki morajo razumeti inherentna tveganja in prednosti različnih možnosti namestitve, da bi optimizirali delovanje frekvenčnega pretvornika.
2. Ustrezna varnost frekvenčnega pretvornika
Pri odločanju o tem, kako in kam namestiti frekvenčni pretvornik, je treba posebno pozornost nameniti varnosti obloka. Najbolj prepričljiv razlog za namestitev frekvenčnega pretvornika v MCC je, da je njegova varnost skladna s celotno zasnovo MCC. Pri namestitvi frekvenčnih pretvornikov v MCC so vsa vprašanja varnosti osebja povezana s celotnim postopkom odločanja v MCC. Če naj bi imel MCC odpornost proti obloku, mora biti tudi omarica frekvenčnega pretvornika sposobna prenesti obloke.
Poleg zaščite pred obločnim bliskom obstajajo tudi druga vprašanja varnosti osebja, povezana z namestitvijo MCC: v enoti MCC UL-845 mora biti frekvenčni pretvornik v preizkušeni serijski kombinaciji, ki se nahaja na seznamu (ki jo mora izvesti proizvajalec MCC), njegova raven pa mora ustrezati ali presegati nazivno vrednost kratkega stika MCC.
Dokler splošne specifikacije MCC ustrezajo pogojem na lokaciji, bo to zagotovilo, da je mogoče dokazati, da je vsaka enota znotraj MCC povezana s sistemom. Vmesnik človek-stroj (HMI), ki je potreben za dostop uporabnikov do frekvenčnega pretvornika, je običajno premaknjen na zunanjo stran vrat omare enote opreme v obliki MCC, razen če ni določeno drugače. To pomeni, da ko želijo operaterji odčitati, prilagoditi, programirati ali diagnosticirati napake v frekvenčnem pretvorniku na svojem zaslonu, jim ni treba odpreti vrat omare enote opreme in je izpostaviti varnostnim tveganjem znotraj omare.
Če nameščate frekvenčni pretvornik znotraj ICP, je treba upoštevati tudi več varnostnih vprašanj. Če uporabnik v navodilih za nabavo ne zahteva nazivne kratkostične odpornosti (SCCR), bodo nekateri proizvajalci ICP prijazno navedli nazivno odpornost 5 kA. To pomeni, da uporabniki ICP ne morejo priključiti na napajalne sisteme s potencialnim kratkim tokom (AFC) nad 5 kA. Vendar pa v resnici AFC 5 kA verjetno ne bo dosežen v industrijskih aplikacijah, zlasti pri uporabi napajanja 480 V. Poleg tega zahteve glede zaščite pred obločnim bliskom in zaklepanja/označevanja običajno pomenijo, da je treba glavni odklopnik ICP odklopiti, vsako delovanje ali povezavo znotraj ICP pa je treba pred nadaljevanjem zakleniti in označiti.
Izjemno težko je upravljati več odklopnikov, ki potekajo skozi vrata omaric. Ko je del sistema izklopljen in je treba izklopiti tudi celoten sistem, je ICP pametnejši od MCC ali ločenega frekvenčnega pretvornika. Medtem je SCCR ključnega pomena tudi za stenske in v omarice nameščene frekvenčne pretvornike. Če je mogoče, poskusite kupiti frekvenčni pretvornik v obliki kombinirane enote, saj bosta glavno odklopnik in naprava za zaščito pred preobremenitvijo integrirana v celoten komplet opreme frekvenčnega pretvornika. To rešuje problem SCCR in druge težave z električno varnostjo.
Druga težava, povezana z velikimi frekvenčnimi pretvorniki, je njihova težka velikost. Vzdrževalci na primer pogosto uporabljajo orodje, žerjave in celo viličarje, kar ogroža frekvenčni pretvornik in delavce. Zasnova šasije, ki uporablja posebno sklopitev, podobno tovornjaku, se lahko uskladi z notranjimi tirnicami, ki se nahajajo na dnu ohišja pretvornika, kar zagotavlja preprost in varen način premikanja težkih komponent opreme. Dostopnost, varnost, vzdrževanje in primernost namestitve frekvenčnega pretvornika bodo imeli dolgoročne vplive, ki se med fazami načrtovanja in načrtovanja ne bodo takoj pokazali. Z razumevanjem inherentnih tveganj in koristi različnih možnosti namestitve lahko uporabniki optimizirajo delovanje pretvornika skozi celoten življenjski cikel, hkrati pa potencialno zmanjšajo čas izpada in varnostna tveganja.