安装vfd:环境和安全考虑

在选择在哪里以及如何安装低压交流变频驱动器(vfd)时，成本通常是决定因素。然而，将成本置于有关安装驱动器的关键决策之前，可能会导致更高的拥有成本。它还会增加计划外停机的可能性，并产生潜在的安全问题。

无论用户计划在新的或现有设施中安装vfd，都应首先考虑几个环境和安全问题。

vfd的环境问题

热是VFD可靠性的最大敌人。如果没有得到有效的管理，热量就会积聚在驱动器功率晶体管的“结层”中。这可能会导致层融合或融化。

过热也会损害变频器的智能电源模块。它还会影响驱动器中一起工作的数百个较小的离散组件和子组件。

从环境角度来看，在电机控制中心(MCC)组件中安装VFD是一个理想的选择。UL-845:电机控制中心装配要求和测试程序涉及整个MCC系列的热管理。这意味着MCC制造商必须证明VFD不会因为在MCC中而受到损害，VFD产生的热量也不会损害MCC中的其他设备。

然而，重要的是要记住，正确的热管理和UL-845清单只能由MCC制造商完成。面板制造商，甚至那些认证ul - 508 a美国不能将vfd添加到MCC并保持其UL-845列表。如果一个MCC中的一个单位没有被列入UL-845名单，整个MCC阵容的名单是无效的。

将VFD安装在工业控制面板(ICP)中而不是MCC组件中会给最终用户带来热管理负担。

如果ICP必须密封，空调设备通常需要将内部温度保持在VFD的设计极限(或其他ICP组件的极限)内。一个一般的经验法则是，估计vfd将释放约3%的总功率，通过它们作为热量进入周围环境。

在为ICP通风时，在最高环境温度下交换的空气总量必须足以将内部温度维持在VFD的设计限制内。此外，如果循环的环境空气中含有灰尘或水分，则必须使用过滤器来减轻污染。不定期维护和更换过滤器会导致部件过热。

安装在icp中的vfd的另一个关键的与热相关的问题是保持vfd周围的清晰空间区域以获得适当的气流。每个VFD设计都有特定的最小间隙要求——上方、下方和侧对侧，这对内部板和组件的冷却至关重要。通常，经验不足的面板制造商错误地认为开槽线管不是障碍，并将其安装在离VFD太近的地方。然而，这是一个阻碍适当的气流，并未能注意间隙，往往导致驱动器过早失效。

壁挂式vfd通常有风扇，通过驱动外壳推动和拉动空气冷却。还要考虑周围空气中可能存在的其他物质，包括水分、机油、灰尘、化学物质和气体。这些元素会进入VFD并造成损坏，或积聚碎片，降低冷却效率。气流阻塞的间隙对于壁挂式驱动器同样重要。

一些气体，如硫化氢，应该完全避免，因为它们会腐蚀印刷电路板和连接器。此外，在某些驱动器上必须保持最低相对湿度，因为如果太低，当空气在组件之间移动时，静电就会成为一个问题。在电路板上不使用保形涂层的低压驱动器中，这是一个特别值得关注的问题。

电机尺寸超过400马力的vfd太大了，无法安装在墙上，而是安装在螺栓固定在地板上的独立式结构中。这些选项，被称为柜式vfd，需要一个单独的空气通道来冷却散热器。

适当的VFD安全性

在决定如何和在哪里安装vfd时，电弧闪光安全是一个严重的问题。

在MCC中安装vfd最有说服力的论点是，安全性是MCC整体设计中固有的。当vfd安装在MCC时，所有人员安全问题都与整个MCC决策过程相关。如果用户希望MCC具有抗弧性能，VFD隔间也必须具有抗弧性能。

除了电弧闪光保护，MCC安装还有其他人员安全问题:

• 在UL-845 MCC单元中，VFD必须由MCC制造商在满足或超过MCC短路额定值的水平上进行测试和列出的系列组合。只要MCC的总体规范满足现场条件，这就保证了其中的每个单元都将被认证连接到该系统。
• 除非另有规定，用户通过人机界面(HMI)访问VFD总是以MCC格式带出到单元门。这意味着当操作员想要从显示器读取、调整、编程或故障排除VFD时，他们将不需要打开机组门，使自己暴露在内部的安全隐患中。

在ICP内安置vfd时，还必须考虑多个安全方面。

如果用户在购买规格中不要求短路电流额定值(SCCR)，一些ICP制造商将提供额定值为5ka的ICP。这意味着用户不能将ICP连接到可用故障电流(AFC)超过5ka的电力系统。但是在工业应用中，特别是在使用480v服务时，几乎不可能达到5ka的AFC。

此外，电弧闪光安全和锁定/标记要求通常意味着在对ICP内部或连接到ICP的任何东西进行工作之前，ICP的主断开线需要打开、锁定和标记。拥有多个贯穿门的断开设备是非常难以管理的。但是，与MCC或单独的vfd相比，ICP可能更有意义，如果系统的一部分被关闭，那么整个系统无论如何都必须关闭。

同样，对于壁挂式和柜式vfd, SCCR是至关重要的。如果可能的话，VFD应作为组合单元购买，其中主断开和过电流保护装置包括在VFD包中。这解决了SCCR问题和其他电气安全问题。

大型vfd的另一个问题是它们通常很重。例如，维修技术人员经常使用工具，千斤顶，甚至叉车，可能会使VFD或工人处于危险之中。滚动底盘设计，使用专门设计的“卡车”组件，与VFD机柜底部的内部导轨相匹配，可以提供一种安全移除重型部件的简单方法。

VFD安装的可达性、安全性、维护和适用性可能会产生长期影响，而这些影响在设计和规划阶段不会立即显现出来。通过了解不同安装选项的固有风险和好处，用户可以在整个生命周期内优化VFD的性能，同时潜在地减少停机时间和安全风险。

杰夫Raefield罗克韦尔自动化公司的电力技术顾问。由内容副经理艾米丽·冈瑟编辑，控制工程， CFE传媒，eguenther@cfemedia.com．

更多的建议

关键概念

• 加热以及vfd的冷却要求。
• 的风险以及不同安装方式的好处。
• VFD怎么样安装影响其性能。

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