6 malentendidos y soluciones en la aplicación VFD

Los variadores de frecuencia tienen ventajas obvias en la regulación de velocidad, ahorro de energía, arranque suave, ajuste PID, etc., por lo que son ampliamente utilizados en varios campos del control electromecánico.En vista de los muchos malentendidos que existen en la aplicación práctica de los VFD, en este artículo analizamos varios problemas comunes y proponemos contramedidas.

Malentendido 1: conecte interruptores electromagnéticos y contactores electromagnéticos en el circuito de salida del VFD

En aplicaciones prácticas, es necesario utilizar un contactor para la conmutación del inversor en algunas situaciones.Por ejemplo, cuando falla el VFD, cambia a la operación de frecuencia de potencia, o cuando se usa el modo de una unidad, dos, un motor falla y el VFD gira para arrastrar el otro motor.Por lo tanto, muchos usuarios piensan que la instalación de interruptores electromagnéticos y contactores electromagnéticos en el circuito de salida del VFD es una configuración estándar y es una forma de desconectar la fuente de alimentación de manera segura.De hecho, este enfoque tiene grandes peligros ocultos.

Desventajas:

Cuando el VFD está funcionando, si el contactor se desconecta primero y la carga se interrumpe repentinamente, la corriente de irrupción hará que actúe la protección contra sobrecorriente, lo que tendrá un cierto impacto en el circuito principal del rectificador y el inversor, y en casos severos dañará el módulo de salida IGBT del inversor.Si la carga es un motor, la energía del campo magnético inductivo no puede liberarse rápidamente y se generará un alto voltaje que dañará el aislamiento del motor y el cable de conexión.

Solución:

El lado de salida del VFD está directamente conectado al cable del motor, y el arranque y la parada normales del motor se pueden realizar activando el terminal de control del VFD para lograr el efecto de arranque y parada suaves.Si se debe usar un contactor en el lado de salida del VFD, se debe agregar un enclavamiento de control necesario entre la salida del inversor y la acción del contactor para garantizar que el contactor pueda operar solo cuando el VFD no tiene salida.

Malentendido 2: desconecte la alimentación de entrada de CA del VFD cuando el equipo normalmente está apagado

Cuando el equipo está fuera de funcionamiento, muchos usuarios están acostumbrados a desconectar la alimentación de entrada de CA del VFD, pensando que es más seguro y puede ahorrar energía.

Desventajas:

Este método parece proteger al inversor de un corte de energía.De hecho, si el VFD no se carga durante mucho tiempo, junto con la influencia de la humedad ambiental en el sitio, la placa de circuito interna se oxidará lentamente y se cortocircuitará gradualmente debido a la humedad.Esta es la razón por la cual las fallas leves se informan con frecuencia cuando el VFD se enciende nuevamente después de un período de falla de energía.

Solución:

El VFD debe permanecer encendido, excepto cuando se está reparando el equipo.Además, se deben encender los ventiladores superior e inferior del gabinete de control del inversor, se debe colocar un desecante en el gabinete o se debe instalar un calentador de control automático de temperatura y humedad para mantener secos la ventilación y el ambiente.

Malentendido 3: En el ambiente al aire libre o con polvo, el gabinete de control VFD está sellado

El gabinete VFD instalado y utilizado en algunas fábricas, minas, sótanos y al aire libre resistirá pruebas severas como alta temperatura, polvo y humedad.Por esta razón, muchos usuarios elegirán un gabinete de control VFD sellado.Aunque esto puede evitar la lluvia y el polvo hasta cierto punto, también trae el problema de la mala disipación de calor del convertidor de frecuencia.

Desventajas:

El gabinete de control sellado hará que los componentes internos del VFD se sobrecalienten debido a la ventilación insuficiente y la capacidad de disipación de calor, y la protección del elemento térmico actuará, lo que provocará un disparo por falla y el equipo se verá obligado a detenerse.

Solución:

Instale una cubierta de lluvia ventilada con un filtro de polvo en la parte superior del gabinete de control VFD, que también sirve como puerto de escape.La parte inferior está ranurada para instalar un ventilador con filtro, que actúa como toma de aire.De esta manera, el aire puede circular y el polvo en el ambiente puede filtrarse.Dirección del flujo de aire de refrigeración: de abajo hacia arriba.La distancia de instalación lateral entre los VFD no debe ser inferior a 5 mm, y la temperatura del aire de refrigeración que ingresa al inversor no debe exceder los +40 ℃.Si la temperatura ambiente está por encima de +40 °C durante mucho tiempo, considere instalar el VFD en un espacio con aire acondicionado.

En el gabinete de control VFD, el variador de frecuencia generalmente debe instalarse en la parte superior del gabinete, y no se permite en absoluto instalar elementos calefactores o componentes que sean fáciles de calentar cerca de la parte inferior del variador.

Malentendido 4: conecte los capacitores de compensación del factor de potencia en paralelo en la salida del VFD para mejorar la calidad del voltaje

Algunas empresas están limitadas por el consumo de energía y la calidad del voltaje es inestable.Especialmente cuando se pone en uso el equipo eléctrico a gran escala, el voltaje de la barra colectora en la planta cae seriamente y el factor de potencia de carga disminuye en consecuencia.Por esta razón, los usuarios suelen conectar un condensador de compensación del factor de potencia en paralelo a la salida del VFD para mejorar el factor de potencia del motor.

Desventajas:

Conectar el condensador de compensación del factor de potencia y el amortiguador de sobretensiones en el cable del motor (entre la unidad de accionamiento y el motor) no solo reducirá la precisión de control del motor, sino que también formará voltajes transitorios en el lado de salida de la unidad de accionamiento, causando la unidad de accionamiento se dañe permanentemente.

Si se conecta un condensador de compensación del factor de potencia en paralelo en la línea de entrada trifásica del VFD, se debe asegurar que el condensador y el VFD no se carguen al mismo tiempo para evitar daños al inversor debido a picos de tensión.

La corriente del VFD fluye hacia el capacitor para mejorar el factor de potencia, el cual no puede arrancar debido a la sobrecorriente (OCT) del inversor causada por su corriente de carga.

Solución:

Retire el condensador.En cuanto a mejorar el factor de potencia, se puede conectar un reactor de CA al lado de entrada del VFD.

Malentendido 5: El disyuntor se selecciona como protección contra sobrecarga térmica y cortocircuito VFD

Los interruptores automáticos tienen funciones de protección relativamente completas y han sido ampliamente utilizados en equipos de distribución de energía, y tienden a reemplazar a los fusibles tradicionales.En la actualidad, los conjuntos completos de equipos de regulación de velocidad de conversión de frecuencia producidos por muchos fabricantes están básicamente equipados con disyuntores (interruptores de aire).De hecho, hay algunos peligros de seguridad ocultos.

Desventajas:

Cuando ocurre una falla de cortocircuito en el cable de alimentación, el interruptor automático genera un retardo de acción de protección debido a su propio tiempo de acción inherente.Durante este período, la corriente de cortocircuito se introducirá en el variador de frecuencia y provocará daños en los componentes.

Solución:

Siempre que el cable esté dimensionado de acuerdo con la corriente nominal, la unidad de accionamiento del convertidor de frecuencia puede protegerse a sí misma, a la entrada y al cable del motor contra sobrecarga térmica sin necesidad de un equipo adicional de protección contra sobrecarga térmica.Equipado con fusibles para proteger el cable de entrada en caso de un cortocircuito, también puede reducir el daño al dispositivo y evitar daños al equipo conectado en caso de un cortocircuito dentro del variador.

Compruebe que el tiempo de acción del fusible configurado sea inferior a 0,5 segundos.El tiempo de funcionamiento depende del tipo de fusible (gG o aR), la impedancia de la red de alimentación, la sección transversal, el material y la longitud del cable de alimentación.Si el tiempo de acción del fusible gG supera los 0,5 segundos, se puede utilizar el fusible aR para garantizar que el tiempo de acción sea aceptable en la mayoría de los casos.Los fusibles deben ser del tipo sin retardo.

Los interruptores automáticos no brindan una protección lo suficientemente rápida para los equipos de transmisión porque reaccionan más lentamente que los fusibles.Por lo tanto, cuando se requiere una protección rápida, se deben usar fusibles en lugar de disyuntores.

Malentendido 6: solo se considera la potencia de carga al seleccionar el VFD

Al comprar VFD, muchos usuarios generalmente solo igualan la capacidad del inversor de acuerdo con la potencia del motor de accionamiento.De hecho, la carga impulsada por el motor es diferente y los requisitos del inversor también son diferentes.

Desventajas:

Si no se considera completamente la diferencia en las características de carga del motor, el convertidor de frecuencia puede dañarse debido a un uso inadecuado y, al mismo tiempo, la falta de unidades de frenado y filtros necesarios también puede causar riesgos de seguridad.

Solución:

De acuerdo a las características y tipo de carga, la capacidad y configuración del VFD debe ser seleccionada razonablemente.

una.Ventilador y bomba de agua:

Este tipo de carga tiene requisitos simples en el VFD, siempre que la capacidad del inversor sea igual a la capacidad del motor (los compresores de aire, las bombas de aguas profundas, las bombas de sedimentos y las fuentes musicales de cambio rápido necesitan aumentar la capacidad).

b.Carga de grúa:

La característica de este tipo de carga es que el impacto es grande al arrancar, por lo que se requiere que el variador de frecuencia tenga cierto margen.Al mismo tiempo, cuando se depositen los objetos pesados, habrá retroalimentación de energía, por lo que se debe utilizar una unidad de frenado o un bus común.

C.Carga desigual (maquinaria de laminación, maquinaria de trituración, mezcladora, etc.):

La carga de dicha maquinaria es a veces liviana ya veces pesada, y la capacidad del inversor debe seleccionarse de acuerdo con la carga pesada.

d.Grandes cargas de inercia (centrífugas, punzones, hornos rotatorios en plantas cementeras, etc.):

Tales cargas tienen una gran inercia y pueden oscilar al arrancar, y hay retroalimentación de energía cuando el motor desacelera.Se debe usar un convertidor de frecuencia con una capacidad ligeramente mayor para acelerar el arranque para evitar oscilaciones y cooperar con la unidad de frenado para eliminar la energía de retroalimentación.

Después de que el VFD coopera con otros equipos inteligentes (PLC, sistema DCS), puede realizar múltiples estrategias de control y ajuste de circuito cerrado, y también tiene una función de protección relativamente completa.Pero en la aplicación práctica y el entorno de instalación, hay muchos malentendidos.Enfrentar la contradicción, evitar riesgos y utilizarla racionalmente son las claves para mejorar la eficiencia y la vida útil del inversor.