ประเด็นสำคัญสองประการที่ต้องใส่ใจเมื่อติดตั้งตัวแปลงความถี่

ผู้จำหน่ายอุปกรณ์ป้อนกลับพลังงานสำหรับตัวแปลงความถี่ขอเตือนว่าในสภาวะการพัฒนาอุตสาหกรรมปัจจุบันของจีน ตัวแปลงความถี่ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของอุปกรณ์ไฟฟ้าและพลังงาน ได้เข้ามามีบทบาทมากขึ้นในการผลิตภาคอุตสาหกรรม อย่างไรก็ตาม ผู้ใช้ส่วนใหญ่ไม่คุ้นเคยกับสภาพแวดล้อมการติดตั้งและความปลอดภัยของตัวแปลงความถี่ ซึ่งนำไปสู่ต้นทุนที่ไม่แน่นอนและความปลอดภัย การทำความเข้าใจเกี่ยวกับการติดตั้งและการเลือกตัวแปลงความถี่สามารถช่วยให้ผู้ใช้ประหยัดต้นทุน ลดเวลาหยุดทำงาน และเพิ่มความปลอดภัยของระบบควบคุมการเคลื่อนที่ได้

ต้นทุนมักเป็นปัจจัยสำคัญในการเลือกสถานที่และวิธีการติดตั้งอินเวอร์เตอร์แรงดันต่ำ อย่างไรก็ตาม การให้ความสำคัญกับต้นทุนมากกว่าการตัดสินใจที่สำคัญเกี่ยวกับการติดตั้งตัวแปลงความถี่อาจส่งผลให้ต้นทุนการเป็นเจ้าของสูงขึ้น นอกจากนี้ยังเพิ่มความเสี่ยงต่อการเกิดการหยุดทำงานโดยไม่คาดคิด และอาจก่อให้เกิดปัญหาด้านความปลอดภัย

ไม่ว่าผู้ใช้จะวางแผนติดตั้งตัวแปลงความถี่ในสถานที่ใหม่หรือสถานที่เดิม ควรพิจารณาประเด็นด้านสิ่งแวดล้อมและความปลอดภัยต่อไปนี้เป็นอันดับแรก การปรับประสิทธิภาพการทำงานของตัวแปลงความถี่ให้เหมาะสมที่สุดทำได้เมื่อผู้ใช้เข้าใจถึงความเสี่ยงและประโยชน์โดยธรรมชาติของตัวเลือกการติดตั้งเท่านั้น

1、ปัญหาสิ่งแวดล้อมของตัวแปลงความถี่

อุณหภูมิสูงเป็นศัตรูตัวฉกาจของความน่าเชื่อถือของตัวแปลงความถี่ หากการจัดการไม่มีประสิทธิภาพ ความร้อนอาจสะสมที่จุดเชื่อมต่อของทรานซิสเตอร์กำลังในระบบส่ง ซึ่งอาจนำไปสู่การหลอมรวมหรือหลอมรวมชนชั้นทางสังคม ความร้อนที่สูงเกินไปยังอาจเป็นอันตรายต่อโมดูลพลังงานอัจฉริยะของตัวแปลงความถี่ ซึ่งจะส่งผลกระทบต่อส่วนประกอบและชุดประกอบขนาดเล็กหลายร้อยชิ้นที่ทำงานร่วมกันภายในตัวแปลงความถี่

จากมุมมองด้านสิ่งแวดล้อม การติดตั้งตัวแปลงความถี่ในศูนย์ควบคุมมอเตอร์ (MCC) ถือเป็นทางเลือกที่เหมาะสม UL-845: ข้อกำหนดและขั้นตอนการทดสอบสำหรับศูนย์ควบคุมมอเตอร์เพื่อแก้ไขปัญหาการจัดการความร้อนสูงเกินไปตลอดการจัดการ MCC ซึ่งหมายความว่าผู้ผลิต MCC จำเป็นต้องพิสูจน์ว่าตัวแปลงความถี่ที่ติดตั้งใน MCC จะไม่เสียหาย หรือความร้อนที่เกิดจากตัวแปลงความถี่จะไม่สร้างความเสียหายให้กับอุปกรณ์อื่นๆ ภายใน MCC

อย่างไรก็ตาม สิ่งสำคัญที่ต้องจำไว้คือ การจัดการความร้อนและอุปกรณ์ประกอบที่เหมาะสมในรายการ UL-845 จะต้องดำเนินการโดยผู้ผลิต MCC เท่านั้น แม้แต่ผู้ผลิตตู้ที่ได้รับการรับรองตามมาตรฐาน UL-508a ก็ไม่สามารถเพิ่มตัวแปลงความถี่ลงใน MCC และไม่สามารถรักษาสินค้าคงคลัง UL-845 ของตนได้ หากอุปกรณ์ใดใน MCC ไม่อยู่ในรายการ UL-845 รายการ MCC ที่จัดเตรียมไว้ทั้งหมดจะถือเป็นโมฆะ

หากติดตั้งชุดแปลงความถี่ภายในตู้ควบคุมอุตสาหกรรม (ICP) แทน MCC จะทำให้ผู้ใช้งานปลายทางต้องแบกรับภาระในการจัดการความร้อน หากจำเป็นต้องปิดผนึก ICP มักจะต้องใช้ชุดเครื่องปรับอากาศเพื่อรักษาอุณหภูมิภายในให้อยู่ในขีดจำกัดที่ออกแบบไว้ของตัวแปลงความถี่ (หรือขีดจำกัดของส่วนประกอบ ICP อื่นๆ) หลักการทั่วไปคือตัวแปลงความถี่จะปล่อยพลังงานความร้อนที่ไหลผ่านประมาณ 3% ออกสู่สภาพแวดล้อมโดยรอบ

เมื่อทำการระบายอากาศภายใน ICP ปริมาณการแลกเปลี่ยนอากาศทั้งหมดที่อุณหภูมิภายนอกสูงสุดต้องเพียงพอที่จะรักษาอุณหภูมิภายในให้อยู่ในช่วงขีดจำกัดที่ออกแบบไว้ของตัวแปลงความถี่ นอกจากนี้ หากอากาศภายนอกที่หมุนเวียนมีฝุ่นหรือความชื้น จำเป็นต้องใช้ตัวกรองเพื่อกำจัดมลพิษ การบำรุงรักษาข้อบกพร่องและการเปลี่ยนตัวกรองเป็นประจำอาจทำให้ส่วนประกอบเกิดความร้อนสูงเกินไป

สำหรับตัวแปลงความถี่ที่ติดตั้งใน ICP อีกประเด็นสำคัญที่เกี่ยวข้องกับความร้อนคือการเว้นระยะห่างรอบตัวแปลงความถี่ให้เพียงพอเพื่อให้เกิดการไหลเวียนของอากาศตามปกติ ตัวแปลงความถี่แต่ละแบบมีข้อกำหนดระยะห่างขั้นต่ำ ได้แก่ ด้านบน ด้านล่าง และด้านข้าง ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการระบายความร้อนของแผงวงจรและอุปกรณ์ภายใน มักพบเห็นผู้ผลิตตู้ที่ไม่มีประสบการณ์บางรายเข้าใจผิดว่าท่อร้อยสายแบบมีร่องจะไม่กีดขวาง จึงจัดวางท่อให้ชิดกับตัวแปลงความถี่มากเกินไป อย่างไรก็ตาม ท่อร้อยสายแบบมีร่องกลับกลายเป็นอุปสรรคต่อการไหลเวียนของอากาศตามปกติและไม่สามารถเว้นระยะห่างได้เพียงพอ ซึ่งมักนำไปสู่ความเสียหายก่อนเวลาอันควรของตัวแปลงความถี่

อินเวอร์เตอร์แบบติดผนังมักติดตั้งพัดลมที่ส่งลมผ่านตัวเครื่องเพื่อระบายความร้อน นอกจากนี้ ควรคำนึงถึงสารอื่นๆ ที่อาจมีอยู่ในอากาศโดยรอบ เช่น ไอน้ำ น้ำมันเครื่อง ฝุ่น สารเคมี และก๊าซ สารเหล่านี้อาจเข้าไปในตัวแปลงความถี่และก่อให้เกิดความเสียหาย หรือทำให้เกิดการสะสมของสารตกค้าง ซึ่งจะทำให้ประสิทธิภาพการทำความเย็นลดลง การป้องกันสิ่งกีดขวางการไหลเวียนของอากาศก็มีความสำคัญไม่แพ้กันสำหรับอินเวอร์เตอร์แบบติดผนัง ควรหลีกเลี่ยงก๊าซบางชนิด เช่น ไฮโดรเจนซัลไฟด์ เนื่องจากก๊าซเหล่านี้สามารถกัดกร่อนแผงวงจรพิมพ์และอุปกรณ์เชื่อมต่อได้ นอกจากนี้ เมื่อใช้อุปกรณ์ส่งสัญญาณบางชนิด จำเป็นต้องรักษาความชื้นสัมพัทธ์ให้สูงกว่าค่าต่ำสุด เนื่องจากหากความชื้นต่ำเกินไป ไฟฟ้าสถิตจะกลายเป็นปัญหาเมื่ออากาศไหลผ่านอุปกรณ์ต่างๆ

สิ่งนี้สำคัญอย่างยิ่งสำหรับอินเวอร์เตอร์แรงดันต่ำที่ไม่ได้ใช้การเคลือบแบบคอนฟอร์มัลบนแผงวงจร สำหรับอินเวอร์เตอร์ที่มีมอเตอร์รุ่นมากกว่า 400 แรงม้า อินเวอร์เตอร์เหล่านี้มีขนาดใหญ่เกินกว่าที่จะติดตั้งบนผนังได้ และสามารถติดตั้งได้เฉพาะในโครงสร้างอิสระที่สามารถติดตั้งบนพื้นได้เท่านั้น อินเวอร์เตอร์ที่ติดตั้งในตู้เหล่านี้จำเป็นต้องมีช่องระบายอากาศแยกต่างหากเพื่อระบายความร้อนให้กับแผงระบายความร้อน

ผู้ใช้ควรเข้าใจถึงความเสี่ยงและประโยชน์โดยธรรมชาติของตัวเลือกการติดตั้งที่แตกต่างกันเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของตัวแปลงความถี่

2、ความปลอดภัยของตัวแปลงความถี่ที่เหมาะสม

เมื่อตัดสินใจว่าจะติดตั้งตัวแปลงความถี่อย่างไรและที่ใด ความปลอดภัยของอาร์กต้องได้รับการดูแลเป็นพิเศษ เหตุผลสำคัญที่สุดในการติดตั้งตัวแปลงความถี่ใน MCC คือความปลอดภัยของตัวแปลงความถี่นั้นสอดคล้องกับการออกแบบโดยรวมของ MCC เมื่อติดตั้งตัวแปลงความถี่ใน MCC ปัญหาด้านความปลอดภัยของบุคลากรทั้งหมดจะเกี่ยวข้องกับกระบวนการตัดสินใจทั้งหมดของ MCC หากต้องการให้ MCC มีประสิทธิภาพในการต้านทานอาร์ก ตู้ของตัวแปลงความถี่จะต้องสามารถทนต่ออาร์กได้เช่นกัน

นอกเหนือจากการป้องกันไฟฟ้าลัดวงจรแล้ว ยังมีปัญหาความปลอดภัยด้านบุคลากรอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องกับการติดตั้ง MCC อีกด้วย ในหน่วย MCC UL-845 ตัวแปลงความถี่จะต้องอยู่ในชุดรวมที่ผ่านการทดสอบแล้วซึ่งอยู่ในรายการ (ซึ่งผู้ผลิต MCC ควรดำเนินการ) และระดับของตัวแปลงจะต้องตรงตามหรือเกินระดับพิกัดการลัดวงจรของ MCC

ตราบใดที่ข้อกำหนดโดยรวมของ MCC เป็นไปตามเงื่อนไขของสถานที่ จะทำให้มั่นใจได้ว่าทุกหน่วยภายใน MCC สามารถเชื่อมต่อกับระบบได้ โดยปกติแล้ว อินเทอร์เฟซระหว่างมนุษย์กับเครื่องจักร (HMI) ที่จำเป็นสำหรับผู้ใช้ในการเข้าถึงตัวแปลงความถี่จะถูกย้ายไปไว้ด้านนอกประตูตู้ของอุปกรณ์ในรูปแบบของ MCC เว้นแต่จะระบุไว้เป็นอย่างอื่น ซึ่งหมายความว่าเมื่อผู้ปฏิบัติงานต้องการอ่าน ปรับ ตั้งโปรแกรม หรือวินิจฉัยข้อผิดพลาดของตัวแปลงความถี่บนหน้าจอแสดงผล พวกเขาไม่จำเป็นต้องเปิดประตูตู้ของอุปกรณ์และสัมผัสกับอันตรายด้านความปลอดภัยภายในตู้

หากติดตั้งตัวแปลงความถี่ภายใน ICP จำเป็นต้องพิจารณาประเด็นด้านความปลอดภัยหลายประการด้วย หากผู้ใช้ไม่ได้กำหนดพิกัดกระแสไฟฟ้าลัดวงจร (SCCR) ไว้ในคำแนะนำการจัดซื้อ ผู้ผลิต ICP บางรายอาจให้พิกัด 5kA แก่ ICP ซึ่งหมายความว่าผู้ใช้ไม่สามารถเชื่อมต่อ ICP เข้ากับระบบไฟฟ้าที่มีกระแสไฟฟ้าลัดวงจร (AFC) สูงกว่า 5kA ได้ อย่างไรก็ตาม ในความเป็นจริง AFC 5kA ไม่น่าจะเป็นไปได้ในการใช้งานในภาคอุตสาหกรรม โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อใช้แหล่งจ่ายไฟ 480V ยิ่งไปกว่านั้น ข้อกำหนดด้านความปลอดภัยจากอาร์กแฟลชและการล็อกเอาต์/แท็กเอาต์โดยทั่วไปหมายความว่าจะต้องตัดการเชื่อมต่อเบรกเกอร์หลักของ ICP และต้องล็อกและติดแท็กการทำงานหรือการเชื่อมต่อใดๆ ภายใน ICP ก่อนดำเนินการต่อ

การจัดการอุปกรณ์เซอร์กิตเบรกเกอร์หลายตัวที่วิ่งผ่านประตูตู้เป็นเรื่องยากยิ่ง เมื่อระบบบางส่วนถูกปิดและต้องปิดระบบทั้งหมดด้วย ICP จะฉลาดกว่า MCC หรือตัวแปลงความถี่แยกต่างหาก ในขณะเดียวกัน SCCR ก็มีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับตัวแปลงความถี่แบบติดผนังและแบบติดตั้งในตู้ หากเป็นไปได้ ควรพยายามซื้อตัวแปลงความถี่แบบรวม เนื่องจากเบรกเกอร์หลักและอุปกรณ์ป้องกันกระแสเกินจะรวมอยู่ในชุดอุปกรณ์ตัวแปลงความถี่ทั้งหมด วิธีนี้จะช่วยแก้ปัญหา SCCR และปัญหาความปลอดภัยทางไฟฟ้าอื่นๆ

อีกประเด็นหนึ่งที่เกี่ยวข้องกับตัวแปลงความถี่ขนาดใหญ่คือมักจะมีน้ำหนักมาก ตัวอย่างเช่น ช่างซ่อมบำรุงมักใช้เครื่องมือ เครน หรือแม้แต่รถยก ซึ่งทำให้ตัวแปลงความถี่และคนงานมีความเสี่ยง การออกแบบตัวถังที่ใช้ชุดประกอบพิเศษคล้ายรถบรรทุกสามารถจับคู่กับรางภายในที่ด้านล่างของตู้อินเวอร์เตอร์ได้ ทำให้เป็นวิธีการที่ง่ายและปลอดภัยสำหรับการเคลื่อนย้ายส่วนประกอบของอุปกรณ์หนัก ความสะดวกในการเข้าถึง ความปลอดภัย ความสามารถในการบำรุงรักษา และความเหมาะสมของการติดตั้งตัวแปลงความถี่จะส่งผลกระทบระยะยาวซึ่งจะไม่ปรากฏให้เห็นทันทีในขั้นตอนการออกแบบและการวางแผน การทำความเข้าใจความเสี่ยงและประโยชน์โดยธรรมชาติของตัวเลือกการติดตั้งที่หลากหลาย ช่วยให้ผู้ใช้สามารถปรับประสิทธิภาพของอินเวอร์เตอร์ให้เหมาะสมที่สุดตลอดอายุการใช้งาน พร้อมกับลดความเสี่ยงต่อระยะเวลาการหยุดทำงานและความเสี่ยงด้านความปลอดภัย