隨著我國工業化的發展，變頻器（Variable-frequency Drive，VFD）作為電力電氣設備的一部分，越來越多地參與到工業生產中。但大部分用戶對VFD的安裝環境和安全性不了解，導致成本和安全性不穩定。了解VFD的安裝選項可以幫助用戶節省成本，減少停機時間，提高運動控制系統的安全性。
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，將成本放在關于安裝VFD的關鍵決策之前可能會導致更高的擁有成本。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有的設施中安裝VFD,他們都應該首先考慮以下環境和安全問題。用戶只有了解安裝選項的內在風險和好處，才能優化VFD的性能。
一、VFD的環境問題
高溫是VFD可靠性的最大敵人。如果管理無效，熱量會積聚在被驅動的功率晶體管的結層上。這可能導致地層融化或熔化。過熱還會危及VFD的智能功率模塊。這將影響到在VFD內部協同工作的數百個小型分立元件和組件。
從環保角度來說，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內的VFD不會損壞，或者說VFD產生的熱量不會損壞MCC內的其他設備。
然而，重要的是要記住，UL-845清單上正確的熱管理和裝配設備只能由MCC制造商完成。即使是根據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。
如果在工業控制柜(ICP)中安裝一套VFD而不是MCC，會讓最終用戶承擔熱管理的負擔。如果ICP必須密封，通常需要一個空調來保持內部溫度在VFD的設計限值內(或其他ICP組件的限值)。一個通用的經驗法則是，VFD將釋放流經它的總功率的3%左右，并將其作為熱量輻射到周圍環境。
通風ICP時，室外最高溫度時的總通風量必須足以使室內溫度保持在VFD的設計限值內。此外，如果循環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致部件過熱。
對于安裝在ICP中的VFD，另一個關鍵的與熱相關的問題是在VFD周圍留有足夠的間隙，以實現正常的氣流。每一個VFD的設計都要求最小間隙，包括頂部、底部和側面到側面，這對于內部電路板和元件的散熱非常重要。經常看到一些沒有經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，往往導致VFD過早失效。
壁掛式VFD通常配有風扇，驅動空氣流過VFD的外殼，實現散熱。還要考慮周圍空氣中可能存在的其他物質，包括水蒸氣、機油、灰塵、化學物質和氣體。這些物質可能進入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構中。這些被稱為柜裝的VFD需要單獨的風道來冷卻散熱片。
用戶應該了解不同安裝選項的內在風險和好處，以便優化VFD的性能。
二、適當的VFD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的整體設計相一致。在MCC安裝VFD時，所有的人員安全問題都關系到整個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必須處于一系列經過測試的組合中(應由MCC制造商實施)，其水平應滿足或超過MCC短路額定值。
只要MCC的整體規格滿足現場條件，這將確保MCC內的每個單元都可以被證明是連接到系統的。用戶訪問VFD所需的人機界面(HMI)通常以MCC的形式移至設備單元的柜門外，除非有其他特殊規定。這意味著當操作人員想要讀取、調整、編程或診斷其顯示屏上的VFD時，他們不需要打開設備單元的柜門，使其暴露在柜內的安全隱患中。
如果ICP內部安裝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。然而，事實上，5kA的AFC在工業應用中是不太可能實現的，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備極其困難。當系統的一部分關閉，整個系統必須關閉時，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相關的另一個問題是它們通常很重。比如維修技師經常使用工具、吊車甚至叉車，會讓VFD和工人處于危險之中。推出式機箱的設計采用了類似卡車組裝的特殊設計，可以配合位于VFD柜體底部的內部導軌，為移動重型設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、適用性會產生長期影響，不會在設計和規劃階段立即表現出來。通過了解不同安裝選項的內在風險和好處，用戶可以在整個生命周期內優化VFD的性能，還可能減少停機時間和安全風險。
本文轉載自杭州三科變頻技術有限公司官網
