6 Mal-entendidos e Soluções na Aplicação de VFD

Os inversores de frequência variável têm vantagens óbvias na regulação de velocidade, economia de energia, partida suave, ajuste PID, etc., por isso são amplamente utilizados em vários campos de controle eletromecânico.Tendo em vista os muitos mal-entendidos existentes na aplicação prática dos VFDs, neste artigo analisamos vários problemas comuns e propomos contramedidas.

Incompreensão 1: Conecte interruptores eletromagnéticos e contatores eletromagnéticos no circuito de saída do VFD

Em aplicações práticas, é necessário o uso de um contator para comutação do inversor em algumas situações.Por exemplo, quando o VFD falha, ele alterna para a operação de frequência de energia, ou quando o modo one-drive-two é usado, um motor falha e o VFD gira para arrastar o outro motor.Portanto, muitos usuários pensam que a instalação de interruptores eletromagnéticos e contatores eletromagnéticos no circuito de saída do VFD é uma configuração padrão e é uma maneira de desconectar a fonte de alimentação com segurança.Na verdade, essa abordagem tem grandes perigos ocultos.

Desvantagens:

Quando o VFD estiver funcionando, se o contator for desconectado primeiro e a carga for interrompida repentinamente, a corrente de inrush fará com que a proteção de sobrecorrente aja, o que terá um certo impacto no circuito principal do retificador e inversor e em casos graves danificará o módulo de saída IGBT do inversor.Se a carga for um motor, a energia do campo magnético indutivo não pode ser liberada rapidamente, e uma alta tensão será gerada, o que danificará o isolamento do motor e o cabo de conexão.

Solução:

O lado de saída do VFD é conectado diretamente ao cabo do motor, e a partida e a parada normais do motor podem ser realizadas acionando o terminal de controle do VFD para obter o efeito de partida e parada suaves.Se um contator deve ser usado no lado de saída do VFD, um intertravamento de controle necessário deve ser adicionado entre a saída do inversor e a ação do contator para garantir que o contator possa operar somente quando o VFD não tiver saída.

Incompreensão 2: Desconecte a alimentação de entrada CA do VFD quando o equipamento estiver normalmente desligado

Quando o equipamento está fora de operação, muitos usuários estão acostumados a desconectar a alimentação CA de entrada do VFD, achando que é mais seguro e pode economizar energia.

Desvantagens:

Este método parece proteger o inversor de falhas de energia.De fato, se o VFD não for carregado por um longo tempo, juntamente com a influência da umidade ambiental no local, a placa de circuito interno será oxidada lentamente e entrará em curto-circuito gradualmente devido à umidade.Esta é a razão pela qual as falhas leves são frequentemente relatadas quando o VFD é ligado novamente após um período de falha de energia.

Solução:

O VFD deve permanecer ligado, exceto quando o equipamento estiver em manutenção.Além disso, os ventiladores superior e inferior do gabinete de controle do inversor devem ser ligados, deve ser colocado dessecante no gabinete, ou um aquecedor automático de controle de temperatura e umidade deve ser instalado para manter a ventilação e o ambiente secos.

Incompreensão 3: Ao ar livre ou ambiente de poeira, o gabinete de controle do VFD é selado

O gabinete VFD instalado e usado em algumas fábricas, minas, porões e ao ar livre resistirá a testes severos, como alta temperatura, poeira e umidade.Por esta razão, muitos usuários escolherão um gabinete de controle VFD selado.Embora isso possa evitar chuva e poeira até certo ponto, também traz o problema da má dissipação de calor do inversor de frequência.

Desvantagens:

O gabinete de controle selado fará com que os componentes internos do VFD superaqueçam devido à ventilação insuficiente e capacidade de dissipação de calor, e a proteção do elemento térmico atuará, resultando em disparo de falha e o equipamento sendo forçado a parar.

Solução:

Instale uma capa de chuva ventilada com filtro de poeira na parte superior do gabinete de controle do VFD, que também serve como porta de exaustão.A parte inferior é ranhurada para instalar um ventilador com filtro, que atua como entrada de ar.Dessa forma, o ar pode circular e a poeira do ambiente pode ser filtrada.Direção do fluxo de ar de resfriamento: de baixo para cima.A distância de instalação lateral entre os VFDs não deve ser inferior a 5 mm e a temperatura do ar de resfriamento que entra no inversor não deve exceder +40 ℃.Se a temperatura ambiente estiver acima de +40°C por um longo período, considere instalar o VFD em um espaço com ar condicionado.

No gabinete de controle do VFD, o inversor de frequência geralmente deve ser instalado na parte superior do gabinete, e não é absolutamente permitido instalar elementos de aquecimento ou componentes que sejam fáceis de aquecer perto da parte inferior do inversor.

Incompreensão 4: Conecte os capacitores de compensação do fator de potência em paralelo na saída do VFD para melhorar a qualidade da tensão

Algumas empresas são limitadas pelo consumo de energia e a qualidade da tensão é instável.Especialmente quando o equipamento elétrico de grande escala é colocado em uso, a tensão do barramento na planta cai seriamente e o fator de potência da carga diminui de acordo.Por esta razão, os usuários geralmente conectam um capacitor de compensação do fator de potência em paralelo na saída do VFD para melhorar o fator de potência do motor.

Desvantagens:

Conectar o capacitor de compensação do fator de potência e o absorvedor de surto no cabo do motor (entre a unidade de acionamento e o motor) não só reduzirá a precisão de controle do motor, mas também formará tensões transitórias no lado de saída da unidade de acionamento, causando a unidade de acionamento para danos permanentes.

Se um capacitor de compensação do fator de potência for conectado em paralelo na linha de entrada trifásica do VFD, deve-se garantir que o capacitor e o VFD não sejam carregados ao mesmo tempo para evitar danos ao inversor devido à sobretensão.

A corrente do VFD flui para o capacitor para melhorar o fator de potência, que não pode iniciar devido à sobrecorrente (OCT) do inversor causada por sua corrente de carga.

Solução:

Remova o capacitor.Para melhorar o fator de potência, um reator CA pode ser conectado ao lado de entrada do VFD.

Incompreensão 5: O disjuntor é selecionado como sobrecarga térmica do VFD e proteção contra curto-circuito

Os disjuntores possuem funções de proteção relativamente completas e têm sido amplamente utilizados em equipamentos de distribuição de energia, e tendem a substituir os fusíveis tradicionais.Atualmente, os conjuntos completos de equipamentos de regulação de velocidade de conversão de frequência produzidos por muitos fabricantes são basicamente equipados com disjuntores (interruptores de ar).Na verdade, existem alguns riscos de segurança ocultos.

Desvantagens:

Quando ocorre uma falha de curto-circuito no cabo de alimentação, o disjuntor gera um atraso de ação de proteção devido ao seu próprio tempo de ação inerente.Durante este período, a corrente de curto-circuito será introduzida no inversor de frequência, causando danos aos componentes.

Solução:

Desde que o cabo seja dimensionado de acordo com a corrente nominal, a unidade de acionamento do conversor de frequência pode proteger a si mesma, a entrada e o cabo do motor contra sobrecarga térmica sem a necessidade de equipamentos adicionais de proteção contra sobrecarga térmica.Equipado com fusíveis para proteger o cabo de entrada em caso de curto-circuito, também pode reduzir danos ao dispositivo e evitar danos aos equipamentos conectados em caso de curto-circuito dentro do inversor.

Verifique se o tempo de ação do fusível configurado deve ser inferior a 0,5 segundos.O tempo de operação depende do tipo de fusível (gG ou aR), da impedância da rede de alimentação, da área da seção transversal, do material e do comprimento do cabo de alimentação.Se o tempo de ação do fusível gG exceder 0,5 segundos, o fusível aR pode ser usado para garantir que o tempo de ação seja aceitável na maioria dos casos.Os fusíveis devem ser do tipo sem atraso.

Os disjuntores não fornecem proteção rápida o suficiente para equipamentos de transmissão porque reagem mais lentamente que os fusíveis.Portanto, quando for necessária uma proteção rápida, fusíveis devem ser usados ​​em vez de disjuntores.

Incompreensão 6: Somente a potência da carga é considerada ao selecionar o VFD

Ao comprar VFDs, muitos usuários geralmente combinam apenas a capacidade do inversor de acordo com a potência do motor de acionamento.De fato, a carga acionada pelo motor é diferente e os requisitos do inversor também são diferentes.

Desvantagens:

Se a diferença nas características de carga do motor não for totalmente considerada, o inversor de frequência pode ser danificado devido ao uso inadequado e, ao mesmo tempo, a falta de unidades de frenagem e filtros necessários também pode causar riscos à segurança.

Solução:

De acordo com as características e tipo de carga, a capacidade e a configuração do VFD devem ser selecionadas de forma razoável.

uma.Ventilador e bomba de água:

Este tipo de carga tem requisitos simples no VFD, desde que a capacidade do inversor seja igual à capacidade do motor (compressores de ar, bombas de águas profundas, bombas de sedimentos e fontes de música que mudam rapidamente precisam aumentar a capacidade).

b.Carga do guindaste:

A característica desse tipo de carga é que o impacto é grande na partida, então o variador de frequência precisa ter uma certa margem.Ao mesmo tempo, quando os objetos pesados ​​são colocados no chão, haverá feedback de energia, portanto, uma unidade de frenagem ou um barramento comum deve ser usado.

c.Carga irregular (maquinaria de laminação, maquinaria de britagem, misturador, etc.):

A carga de tais máquinas às vezes é leve e às vezes pesada, e a capacidade do inversor deve ser selecionada de acordo com a carga pesada.

d.Grandes cargas de inércia (centrífugas, punções, fornos rotativos em fábricas de cimento, etc.):

Tais cargas possuem grande inércia e podem oscilar na partida, havendo realimentação de energia quando o motor desacelera.Um conversor de frequência com capacidade um pouco maior deve ser usado para acelerar a partida para evitar oscilações e cooperar com a unidade de frenagem para eliminar a energia de realimentação.

Depois que o VFD coopera com outros equipamentos inteligentes (PLC, sistema DCS), ele pode realizar várias estratégias de controle e ajuste de malha fechada, e também possui uma função de proteção relativamente completa.Mas na aplicação prática e no ambiente de instalação, existem muitos mal-entendidos.Enfrentar a contradição, evitar riscos e usá-la racionalmente são as chaves para melhorar a eficiência e a vida útil do inversor.