Wanneer een frequentieregelaar een oververhittingalarm meldt, is de eerste reactie vaak om te controleren of de motorstroom de nominale stroom van de VFD heeft overschreden.
Een hoge uitgangsstroom kan zeker de warmteontwikkeling verhogen. Een VFD kan echter nog steeds oververhit raken, zelfs wanneer de weergegeven motorstroom normaal lijkt. Dit komt doordat de interne temperatuur van de regelaar wordt beïnvloed door vele factoren naast de motorstroom.
De draaggolffrequentie, omgevingstemperatuur, ventilatie van de kast, staat van de koelventilator, stofophoping, installatieafstand, hoogte en belastingscyclus kunnen allemaal de temperatuur van de vermogenselektronica beïnvloeden.
Het begrijpen van deze factoren helpt ingenieurs de werkelijke oorzaak van oververhitting te identificeren in plaats van simpelweg de VFD te vervangen door een groter model.
Waar komt warmte vandaan in een VFD?
Een VFD bevat gelijkrichtercomponenten, een DC-bus, condensatoren, vermogenselektronicamodules, regelcircuits en koelcomponenten.
Tijdens bedrijf veroorzaakt de stroom die door de gelijkrichter en vermogensmodules loopt geleidingsverliezen. Tegelijkertijd schakelen de uitgangshalgeleiderapparaten snel aan en uit om de PWM-golfvorm te genereren die nodig is om de motor te regelen.
Elke schakelgebeurtenis produceert een kleine hoeveelheid energieverlies. De warmte die door een enkele gebeurtenis wordt gegenereerd, kan beperkt zijn, maar duizenden schakelgebeurtenissen vinden elke seconde plaats. Het geaccumuleerde schakelverlies kan daarom een belangrijk deel van de interne warmte van de VFD worden.
Extra warmte kan ook afkomstig zijn van het laadcircuit, DC-buscomponenten, de interne remunit, de regelvoeding en omringende apparatuur in de elektrische kast.
Waarom beïnvloedt de draaggolffrequentie de VFD-temperatuur?
De draaggolffrequentie bepaalt hoe vaak de uitgangshalgeleiderapparaten van de VFD schakelen.
Een hogere draaggolffrequentie kan hoorbaar motorgeluid verminderen en kan de soepelheid van de motorstroomgolfvorm verbeteren. Om deze reden verhogen sommige gebruikers de draaggolffrequentie wanneer de motor een duidelijk hoogfrequent geluid produceert.
Het verhogen van de draaggolffrequentie verhoogt echter ook het aantal schakelgebeurtenissen per seconde. Meer schakelgebeurtenissen betekenen over het algemeen hogere schakelverliezen en extra warmte in de VFD.
De motorstroom kan onder de nominale waarde blijven terwijl de VFD-temperatuur blijft stijgen. In deze situatie toont de stroomweergave alleen niet de volledige thermische toestand van de regelaar.
De draaggolffrequentie moet daarom worden geselecteerd op basis van de motor, toepassing, kabellengte, geluidsvereisten, omgevingstemperatuur en aanbevelingen van de VFD-fabrikant. Het onnodig hoog instellen kan de beschikbare uitgangscapaciteit verminderen of derating vereisen.
Hoe beïnvloedt de omgevingstemperatuur de koeling?
Een VFD geeft warmte van zijn vermogenselektronica af aan een koellichaam en geeft die warmte vervolgens af aan de omringende lucht.
Als de lucht die de VFD binnenkomt al heet is, wordt het temperatuurverschil tussen het koellichaam en de omgeving kleiner. Het koelsysteem kan de warmte niet meer zo effectief afvoeren.
Deze situatie komt vaak voor in gesloten schakelkasten, buiteninstallaties die aan zonlicht zijn blootgesteld, fabrieken met ovens of verwarmingsapparatuur, en omgevingen waar meerdere hoogvermogenapparaten dicht bij elkaar zijn geïnstalleerd.
De temperatuur in een elektrische kast kan aanzienlijk hoger zijn dan de kamertemperatuur. Het meten van alleen de werkplaatstemperatuur kan daarom tot een onjuiste conclusie leiden. De temperatuur moet worden gecontroleerd nabij de luchtinlaat van de VFD onder werkelijke bedrijfsomstandigheden.
Waarom is kastventilatie belangrijk?
Een koelventilator kan lucht alleen verplaatsen als er een vrij pad is voor luchtstroom. Als de kastinlaat, -uitlaat, filter of VFD-luchtkanaal geblokkeerd is, kan hete lucht in de kast circuleren in plaats van te worden afgevoerd.
Veelvoorkomende installatieproblemen zijn:
Frequentie en duur van acceleratie, deceleratie en remmen Onvoldoende vrije ruimte boven of onder de VFD
Frequentie en duur van acceleratie, deceleratie en remmen Meerdere VFD's te dicht bij elkaar geïnstalleerd
Frequentie en duur van acceleratie, deceleratie en remmen Hete lucht van een lagere regelaar die de bovenliggende regelaar binnenkomt
Frequentie en duur van acceleratie, deceleratie en remmen Kastluchtingangen die te klein zijn
Frequentie en duur van acceleratie, deceleratie en remmen Verkeerde ventilatorrichting
Frequentie en duur van acceleratie, deceleratie en remmen Stofverstopte filters of koellichamen
Frequentie en duur van acceleratie, deceleratie en remmen Kabels die het VFD-ventilatiepad blokkeren
Frequentie en duur van acceleratie, deceleratie en remmen Kastdeuren gesloten gehouden zonder voldoende ventilatie
In stoffige omgevingen vereisen filters en koellichamen regelmatige inspectie en reiniging. Een filter kan van buitenaf acceptabel lijken, terwijl de interne luchtstroom al aanzienlijk is verminderd.
Kan een koelventilator intermitterende oververhitting veroorzaken?
Ja. Een koelventilator kan nog steeds draaien, maar zorgt niet meer voor voldoende luchtstroom vanwege lagerslijtage, stof, verminderde snelheid of een instabiele voeding.
Dit kan intermitterende oververhitting veroorzaken. De VFD kan normaal werken wanneer de belasting of omgevingstemperatuur laag is, maar een oververhittingalarm melden tijdens langere productiecycli of warmere periodes.
Onderhoudspersoneel moet niet alleen controleren of de ventilator draait, maar ook of de luchtstroom sterk en stabiel is. De bedrijfsuren van de ventilator en aanbevelingen voor vervanging moeten ook in acht worden genomen.Waarom vereist hoogte derating?
Op grotere hoogten neemt de luchtdichtheid af. Lagere luchtdichtheid vermindert de hoeveelheid warmte die kan worden afgevoerd door dezelfde luchtstroom.
Zelfs als de omgevingstemperatuur niet bijzonder hoog is, kan een VFD die op grote hoogte werkt een lagere koelcapaciteit hebben dan hetzelfde model dat dicht bij zeeniveau is geïnstalleerd.
De isolatie- en koelvereisten van elektrische apparatuur kunnen ook veranderen met de hoogte. Wanneer een installatie de standaard bedrijfshoogte van de fabrikant overschrijdt, moet de toepasselijke derating-vereiste worden bevestigd.
Wat betekent VFD-derating?
Derating betekent het bedrijf van de VFD onder zijn nominale uitgangscapaciteit wanneer de omgevings- of bedrijfsomstandigheden veeleisender zijn dan de standaard nominale omstandigheden.
Derating kan vereist zijn vanwege hoge omgevingstemperatuur, grote hoogte, verhoogde draaggolffrequentie, veeleisende belastingscycli of installatie in een slecht geventileerde kast.
Bijvoorbeeld, een VFD met een bepaalde nominale stroom onder standaardomstandigheden kan in een hete omgeving bij een lagere continue uitgangsstroom moeten werken. Alternatief kan een VFD met een hoger vermogen worden geselecteerd om voldoende thermische marge te bieden.
Derating is geen indicatie dat de VFD defect is. Het is een technische methode die wordt gebruikt om betrouwbaarheid en levensduur te handhaven onder niet-standaard omstandigheden.
Hoe moet een oververhittingprobleem worden onderzocht?
Wanneer een VFD een oververhittingalarm meldt, moeten ingenieurs controleren:
·
Frequentie en duur van acceleratie, deceleratie en remmen ·
Frequentie en duur van acceleratie, deceleratie en remmen ·
Frequentie en duur van acceleratie, deceleratie en remmen ·
Frequentie en duur van acceleratie, deceleratie en remmen ·
Frequentie en duur van acceleratie, deceleratie en remmen ·
Frequentie en duur van acceleratie, deceleratie en remmen ·
Frequentie en duur van acceleratie, deceleratie en remmen ·
Frequentie en duur van acceleratie, deceleratie en remmen ·
Frequentie en duur van acceleratie, deceleratie en remmen ·
Frequentie en duur van acceleratie, deceleratie en remmen ·
Frequentie en duur van acceleratie, deceleratie en remmen De alarmgeschiedenis moet ook worden beoordeeld. Als oververhitting alleen optreedt op een bepaald tijdstip van de dag, productiefase of belastingsconditie, kan dat patroon helpen de oorzaak te achterhalen.
VEIKONG VFD's gebruiken in toepassingen met hoge temperaturen
VEIKONG biedt VFD-oplossingen voor een breed scala aan industriële motorapplicaties. Correcte selectie, installatie, ventilatie, parameterinstellingen en onderhoud zijn essentieel voor een betrouwbare werking.
Voor toepassingen met hoge omgevingstemperaturen, gesloten kasten, grote hoogte, verhoogde draaggolffrequentie of continue zware belastingen, moeten klanten de relevante bedrijfsomstandigheden verstrekken tijdens de productselectie.
De verkoop- en engineeringteams van VEIKONG kunnen helpen bij het evalueren van de toepassing, het aanbevelen van een geschikt model en het bepalen of extra vermogensmarge of derating moet worden overwogen.
Een normale motorstroommeting betekent niet altijd dat de thermische toestand van de VFD normaal is. Door de volledige koelomgeving en bedrijfsomstandigheden te onderzoeken, kunnen ingenieurs oververhittingproblemen nauwkeuriger oplossen en de langetermijnbetrouwbaarheid van het regelsysteem beschermen.
Gerelateerde woorden:
VFD oververhittingalarm
VFD draaggolffrequentie en warmte
VFD derating bij hoge omgevingstemperatuur
