Các nhà cung cấp thiết bị phản hồi năng lượng cho biến tần xin lưu ý rằng trong bối cảnh phát triển công nghiệp hiện nay tại Trung Quốc, biến tần, một phần của thiết bị điện và điện tử, đang ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất công nghiệp. Tuy nhiên, hầu hết người dùng chưa quen thuộc với môi trường lắp đặt và tính an toàn của biến tần, dẫn đến chi phí và độ an toàn không ổn định. Việc hiểu rõ cách lắp đặt và lựa chọn biến tần có thể giúp người dùng tiết kiệm chi phí, giảm thời gian ngừng hoạt động và nâng cao độ an toàn của hệ thống điều khiển chuyển động.
Chi phí thường là yếu tố quyết định khi lựa chọn vị trí và phương pháp lắp đặt biến tần hạ áp. Tuy nhiên, việc ưu tiên chi phí hơn các quyết định quan trọng liên quan đến việc lắp đặt biến tần có thể dẫn đến chi phí sở hữu cao hơn. Điều này cũng làm tăng khả năng ngừng hoạt động bất ngờ và phát sinh các vấn đề an toàn tiềm ẩn.
Bất kể người dùng có kế hoạch lắp đặt bộ biến tần trong cơ sở mới hay hiện có, trước tiên cần xem xét các vấn đề về môi trường và an toàn sau đây. Chỉ khi người dùng hiểu rõ những rủi ro và lợi ích tiềm ẩn của các lựa chọn lắp đặt, họ mới có thể tối ưu hóa hiệu suất của bộ biến tần.
1、 Các vấn đề về môi trường của bộ biến tần
Nhiệt độ cao là kẻ thù lớn nhất đối với độ tin cậy của bộ biến tần. Nếu việc quản lý không hiệu quả, nhiệt có thể tích tụ trên mối nối của transistor công suất trong bộ truyền động. Điều này có thể dẫn đến hiện tượng tan chảy hoặc phân rã các tầng lớp xã hội. Quá nhiệt cũng có thể gây hại cho mô-đun công suất thông minh của bộ biến tần. Điều này sẽ ảnh hưởng đến hàng trăm linh kiện và cụm lắp ráp nhỏ rời rạc hoạt động cùng nhau bên trong bộ biến tần.
Về mặt môi trường, việc lắp đặt bộ biến tần trong trung tâm điều khiển động cơ (MCC) là một lựa chọn lý tưởng. UL-845: Các yêu cầu và bước thử nghiệm đối với trung tâm điều khiển động cơ để giải quyết các vấn đề quản lý quá nhiệt trong toàn bộ hệ thống MCC. Điều này có nghĩa là các nhà sản xuất MCC cần chứng minh rằng bộ biến tần được lắp đặt trong MCC sẽ không bị hư hỏng, hoặc nhiệt sinh ra từ bộ biến tần sẽ không làm hỏng các thiết bị khác bên trong MCC.
Tuy nhiên, điều quan trọng cần nhớ là việc quản lý nhiệt và lắp ráp thiết bị phù hợp trong danh sách UL-845 chỉ có thể được thực hiện bởi các nhà sản xuất tủ MCC. Ngay cả các nhà sản xuất tủ được chứng nhận theo UL-508a cũng không thể thêm bộ biến tần vào MCC và không thể duy trì kho hàng UL-845 của họ. Nếu một thiết bị trong MCC không có trong danh sách UL-845, toàn bộ danh sách MCC được sắp xếp sẽ không hợp lệ.
Nếu một bộ biến tần được lắp đặt bên trong tủ điều khiển công nghiệp (ICP) thay vì MCC, người dùng cuối sẽ phải chịu gánh nặng quản lý nhiệt. Nếu ICP phải được bịt kín, thường cần một bộ thiết bị điều hòa không khí để duy trì nhiệt độ bên trong trong giới hạn thiết kế của bộ biến tần (hoặc giới hạn của các thành phần ICP khác). Nguyên tắc chung là bộ biến tần sẽ giải phóng khoảng 3% tổng công suất chạy qua nó dưới dạng bức xạ nhiệt ra môi trường xung quanh.
Khi thông gió cho ICP, tổng lượng không khí trao đổi ở nhiệt độ ngoài trời cao nhất phải đủ để duy trì nhiệt độ bên trong trong phạm vi giới hạn thiết kế của bộ biến tần. Hơn nữa, nếu không khí lưu thông bên ngoài có chứa bụi hoặc hơi ẩm, cần sử dụng bộ lọc để loại bỏ ô nhiễm. Việc bảo trì và thay thế bộ lọc thường xuyên có thể khiến các bộ phận bị quá nhiệt.
Đối với bộ biến tần được lắp đặt trong ICP, một vấn đề quan trọng khác liên quan đến nhiệt là phải chừa đủ khoảng trống xung quanh bộ biến tần để đảm bảo luồng khí lưu thông bình thường. Mỗi thiết kế bộ biến tần đều có yêu cầu về khoảng trống tối thiểu, bao gồm trên cùng, dưới cùng và bên hông, rất quan trọng để làm mát bo mạch và linh kiện bên trong. Một số nhà sản xuất tủ điện thiếu kinh nghiệm thường nhầm tưởng rằng ống luồn cáp có rãnh sẽ không gây cản trở, do đó bố trí chúng quá gần bộ biến tần. Tuy nhiên, điều này lại gây cản trở luồng khí lưu thông bình thường và không đủ khoảng trống, dẫn đến hỏng hóc sớm cho bộ biến tần.
Biến tần treo tường thường được trang bị quạt để đẩy không khí qua vỏ biến tần để làm mát. Ngoài ra, cũng cần lưu ý đến các chất khác có thể tồn tại trong không khí xung quanh, bao gồm hơi nước, dầu động cơ, bụi, hóa chất và khí. Các chất này có thể xâm nhập vào bộ biến tần và gây hư hỏng hoặc tích tụ cặn bẩn, do đó làm giảm hiệu suất làm mát. Việc ngăn ngừa các vật cản cản trở luồng không khí cũng quan trọng không kém đối với biến tần treo tường. Cần tránh một số loại khí như hydro sunfua vì chúng có thể ăn mòn bảng mạch in và các linh kiện kết nối. Hơn nữa, khi sử dụng một số bộ truyền động, cần duy trì độ ẩm tương đối trên giá trị tối thiểu, vì nếu độ ẩm quá thấp, tĩnh điện sẽ trở thành vấn đề khi không khí đi qua các linh kiện.
Điều này đặc biệt quan trọng đối với các biến tần điện áp thấp không sử dụng lớp phủ bảo vệ trên bo mạch. Đối với các biến tần có động cơ trên 400 mã lực, chúng đã quá lớn để lắp đặt trên tường và chỉ có thể được lắp đặt trong các cấu trúc độc lập có thể cố định trên sàn. Các biến tần lắp tủ này cần một kênh dẫn khí riêng để làm mát bộ tản nhiệt.
Người dùng nên hiểu rõ những rủi ro và lợi ích vốn có của các tùy chọn lắp đặt khác nhau để tối ưu hóa hiệu suất của bộ biến tần.
2、 An toàn biến tần phù hợp
Khi quyết định cách thức và vị trí lắp đặt biến tần, vấn đề an toàn hồ quang cần được đặc biệt chú ý. Lý do thuyết phục nhất để lắp đặt biến tần trong tủ điện điều khiển tự động (MCC) là tính an toàn của nó phải phù hợp với thiết kế tổng thể của MCC. Khi lắp đặt biến tần trong MCC, tất cả các vấn đề an toàn cho nhân viên đều liên quan đến toàn bộ quá trình ra quyết định của MCC. Để MCC có khả năng chống hồ quang, vỏ tủ biến tần cũng phải có khả năng chịu được hồ quang.
Ngoài việc bảo vệ chống hồ quang điện, còn có các vấn đề an toàn khác cho nhân viên liên quan đến việc lắp đặt MCC: trong một thiết bị MCC UL-845, bộ biến tần phải nằm trong tổ hợp đã được thử nghiệm nằm trong danh sách (do nhà sản xuất MCC thực hiện) và mức của nó phải đáp ứng hoặc vượt quá định mức ngắn mạch của MCC.
Miễn là các thông số kỹ thuật tổng thể của MCC đáp ứng các điều kiện tại hiện trường, điều này sẽ đảm bảo rằng mọi thiết bị trong MCC đều được kết nối với hệ thống. Giao diện người-máy (HMI) cần thiết để người dùng truy cập bộ biến tần thường được đặt bên ngoài cửa tủ thiết bị dưới dạng MCC, trừ khi có quy định khác. Điều này có nghĩa là khi người vận hành muốn đọc, điều chỉnh, lập trình hoặc chẩn đoán lỗi trong bộ biến tần trên màn hình hiển thị, họ không cần phải mở cửa tủ thiết bị và gây nguy hiểm cho thiết bị bên trong tủ.
Khi lắp đặt bộ biến tần bên trong ICP, cần cân nhắc nhiều vấn đề an toàn. Nếu người dùng không yêu cầu định mức dòng ngắn mạch (SCCR) trong hướng dẫn mua sắm, một số nhà sản xuất ICP sẽ vui lòng cung cấp cho ICP định mức 5kA. Điều này có nghĩa là người dùng không thể kết nối ICP với hệ thống điện có dòng điện sự cố tiềm ẩn (AFC) trên 5kA. Tuy nhiên, trên thực tế, AFC 5kA khó có thể đạt được trong các ứng dụng công nghiệp, đặc biệt là khi sử dụng nguồn điện 480V. Hơn nữa, các yêu cầu về an toàn hồ quang điện và khóa/gắn thẻ thường có nghĩa là cầu dao chính của ICP phải được ngắt kết nối, và mọi hoạt động hoặc kết nối bên trong ICP phải được khóa và gắn thẻ trước khi tiếp tục.
Việc quản lý nhiều thiết bị ngắt mạch chạy qua cửa tủ điện là vô cùng khó khăn. Khi một phần hệ thống bị ngắt và toàn bộ hệ thống cũng phải được ngắt, ICP sẽ hiệu quả hơn MCC hoặc một bộ biến tần riêng biệt. Trong khi đó, SCCR cũng rất quan trọng đối với các bộ biến tần gắn tường và gắn tủ điện. Nếu có thể, hãy thử mua bộ biến tần dưới dạng kết hợp, vì bộ ngắt mạch chính và thiết bị bảo vệ quá dòng sẽ được tích hợp vào toàn bộ thiết bị biến tần. Điều này giải quyết vấn đề SCCR và các vấn đề an toàn điện khác.
Một vấn đề khác liên quan đến bộ biến tần cỡ lớn là chúng thường nặng. Ví dụ, các kỹ thuật viên bảo trì thường sử dụng dụng cụ, cần cẩu và thậm chí cả xe nâng, gây nguy hiểm cho bộ biến tần và công nhân. Thiết kế khung gầm sử dụng cụm lắp ráp đặc biệt giống xe tải có thể được kết hợp với các thanh ray bên trong nằm ở đáy tủ biến tần, mang đến một phương pháp đơn giản và an toàn để di chuyển các bộ phận thiết bị nặng. Khả năng tiếp cận, tính an toàn, khả năng bảo trì và tính phù hợp của việc lắp đặt biến tần sẽ có những tác động lâu dài mà không thể nhận thấy ngay trong giai đoạn thiết kế và lập kế hoạch. Bằng cách hiểu rõ những rủi ro và lợi ích vốn có của các tùy chọn lắp đặt khác nhau, người dùng có thể tối ưu hóa hiệu suất của biến tần trong suốt vòng đời của nó, đồng thời có khả năng giảm thiểu thời gian ngừng hoạt động và rủi ro an toàn.