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        在安裝變頻器的過程中有哪些大問題需要我們注意的

        放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2023-03-07 08:34:55    作者:江賽鑫    瀏覽次數(shù):160
        導(dǎo)讀

        隨著我國工業(yè)化的發(fā)展,變頻器(Variable-frequency Drive,VFD)作為電力電氣設(shè)備的一部分,越來越多地參與到工業(yè)生產(chǎn)中。但大部分用戶對VFD的安裝環(huán)境和安全性不了解,導(dǎo)致成本和安全性不穩(wěn)定。了解VFD的安裝選項

        隨著我國工業(yè)化的發(fā)展,變頻器(Variable-frequency Drive,VFD)作為電力電氣設(shè)備的一部分,越來越多地參與到工業(yè)生產(chǎn)中。但大部分用戶對VFD的安裝環(huán)境和安全性不了解,導(dǎo)致成本和安全性不穩(wěn)定。了解VFD的安裝選項可以幫助用戶節(jié)省成本,減少停機時間,提高運動控制系統(tǒng)的安全性。

        在選擇安裝低壓VFD的位置和方式時,成本往往是決定性因素。然而,將成本放在關(guān)于安裝VFD的關(guān)鍵決策之前可能會導(dǎo)致更高的擁有成本。還會增加意外停機的可能性,造成安全隱患。

        無論用戶是否計劃在新的或現(xiàn)有的設(shè)施中安裝VFD,他們都應(yīng)該首先考慮以下環(huán)境和安全問題。用戶只有了解安裝選項的內(nèi)在風(fēng)險和好處,才能優(yōu)化VFD的性能。

        一、VFD的環(huán)境問題

        高溫是VFD可靠性的最大敵人。如果管理無效,熱量會積聚在被驅(qū)動的功率晶體管的結(jié)層上。這可能導(dǎo)致地層融化或熔化。過熱還會危及VFD的智能功率模塊。這將影響到在VFD內(nèi)部協(xié)同工作的數(shù)百個小型分立元件和組件。

        從環(huán)保角度來說,在MCC中安裝VFD是一個比較理想的選擇。UL-845:電機控制中心解決整個MCC布置過熱管理問題的要求和測試程序。這意味著MCC廠家需要證明安裝在MCC內(nèi)的VFD不會損壞,或者說VFD產(chǎn)生的熱量不會損壞MCC內(nèi)的其他設(shè)備。

        然而,重要的是要記住,UL-845清單上正確的熱管理和裝配設(shè)備只能由MCC制造商完成。即使是根據(jù)UL-508a認證的外殼制造商也不能將VFD添加到MCC中,并且不能維護其UL-845列表。如果MCC中的單元不在UL-845列表中,則整個MCC列表無效。

        如果在工業(yè)控制柜(ICP)中安裝一套VFD而不是MCC,會讓最終用戶承擔(dān)熱管理的負擔(dān)。如果ICP必須密封,通常需要一個空調(diào)來保持內(nèi)部溫度在VFD的設(shè)計限值內(nèi)(或其他ICP組件的限值)。一個通用的經(jīng)驗法則是,VFD將釋放流經(jīng)它的總功率的3%左右,并將其作為熱量輻射到周圍環(huán)境。

        通風(fēng)ICP時,室外最高溫度時的總通風(fēng)量必須足以使室內(nèi)溫度保持在VFD的設(shè)計限值內(nèi)。此外,如果循環(huán)的外部空氣含有灰塵或水蒸氣,則必須使用過濾器來消除污染。維護故障和定期更換過濾器會導(dǎo)致部件過熱。

        對于安裝在ICP中的VFD,另一個關(guān)鍵的與熱相關(guān)的問題是在VFD周圍留有足夠的間隙,以實現(xiàn)正常的氣流。每一個VFD的設(shè)計都要求最小間隙,包括頂部、底部和側(cè)面到側(cè)面,這對于內(nèi)部電路板和元件的散熱非常重要。經(jīng)常看到一些沒有經(jīng)驗的機柜廠家誤以為開槽電纜管不會成為障礙,所以布置得離VFD太近。但卻成了空氣正常流動的障礙,留不下足夠的間隙,往往導(dǎo)致VFD過早失效。

        壁掛式VFD通常配有風(fēng)扇,驅(qū)動空氣流過VFD的外殼,實現(xiàn)散熱。還要考慮周圍空氣中可能存在的其他物質(zhì),包括水蒸氣、機油、灰塵、化學(xué)物質(zhì)和氣體。這些物質(zhì)可能進入VFD而造成傷害,或者造成殘渣堆積,從而降低冷卻效率。對于壁掛式VFD來說,防止障礙物阻礙氣流同樣重要。有些氣體,如硫化氫,應(yīng)該避免使用,因為它會腐蝕印刷電路板和連接部件。而且,在使用某些驅(qū)動器時,需要將相對濕度保持在最低值以上,因為如果太低,當(dāng)空氣流過部件時,靜電就會成為問題。

        這對于其電路板上不使用保形涂層的低壓VFD來說尤其重要。對于電機型號在400馬力以上的VFD來說,體積太大,無法安裝在墻上,只能安裝在可以固定在地板上的獨立結(jié)構(gòu)中。這些被稱為柜裝的VFD需要單獨的風(fēng)道來冷卻散熱片。

        用戶應(yīng)該了解不同安裝選項的內(nèi)在風(fēng)險和好處,以便優(yōu)化VFD的性能。

        二、適當(dāng)?shù)腣FD安全

        在決定如何以及在哪里安裝VFD時,arc的安全性需要特別注意。在MCC中安裝VFD最有說服力的理由是其安全性與MCC的整體設(shè)計相一致。在MCC安裝VFD時,所有的人員安全問題都關(guān)系到整個MCC的決策過程。如果MCC要有耐弧性,VFD的機柜也必須有耐弧性。

        除了保護電弧閃光之外,還有其他與MCC安裝相關(guān)的人員安全問題:在一臺UL-845 MCC機組中,VFD必須處于一系列經(jīng)過測試的組合中(應(yīng)由MCC制造商實施),其水平應(yīng)滿足或超過MCC短路額定值。

        只要MCC的整體規(guī)格滿足現(xiàn)場條件,這將確保MCC內(nèi)的每個單元都可以被證明是連接到系統(tǒng)的。用戶訪問VFD所需的人機界面(HMI)通常以MCC的形式移至設(shè)備單元的柜門外,除非有其他特殊規(guī)定。這意味著當(dāng)操作人員想要讀取、調(diào)整、編程或診斷其顯示屏上的VFD時,他們不需要打開設(shè)備單元的柜門,使其暴露在柜內(nèi)的安全隱患中。

        如果ICP內(nèi)部安裝VFD,也有很多安全問題需要考慮。如果用戶在購買說明中沒有要求額定短路電流(SCCR),一些ICP制造商會善意地提供一個額定5kA的ICP。這意味著用戶不能將ICP連接到可能故障電流(AFC)在5kA以上的電力系統(tǒng)。然而,事實上,5kA的AFC在工業(yè)應(yīng)用中是不太可能實現(xiàn)的,尤其是在使用480V電源時。而且,電弧閃光安全和上鎖掛牌的要求,通常意味著ICP的主斷路器要斷開,在ICP內(nèi)部做任何操作或連接ICP之前,都要進行上鎖掛牌操作。

        管理具有多個直通門的斷路器設(shè)備極其困難。當(dāng)系統(tǒng)的一部分關(guān)閉,整個系統(tǒng)必須關(guān)閉時,ICP會比MCC或單獨的VFD更敏感。同時,SCCR對于壁掛式和柜式VFD也很重要。有條件的話盡量買VFD作為組合單元,因為主斷路器和過流保護裝置會集成到VFD成套設(shè)備中。這解決了SCCR問題和其他電氣安全問題。

        與大功率VFD相關(guān)的另一個問題是它們通常很重。比如維修技師經(jīng)常使用工具、吊車甚至叉車,會讓VFD和工人處于危險之中。推出式機箱的設(shè)計采用了類似卡車組裝的特殊設(shè)計,可以配合位于VFD柜體底部的內(nèi)部導(dǎo)軌,為移動重型設(shè)備部件提供了一種簡單安全的方法。VFD安裝的可達性、安全性、可維護性、適用性會產(chǎn)生長期影響,不會在設(shè)計和規(guī)劃階段立即表現(xiàn)出來。通過了解不同安裝選項的內(nèi)在風(fēng)險和好處,用戶可以在整個生命周期內(nèi)優(yōu)化VFD的性能,還可能減少停機時間和安全風(fēng)險。

        本文轉(zhuǎn)載自杭州三科變頻技術(shù)有限公司官網(wǎng)

         
        (文/江賽鑫)
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