Üç faz değişken frekans sürücülerinin (VFD'ler) bir tedarikçisi olarak, bu sofistike cihazların aşındırıcı ortamlarda nasıl çalıştığı konusunda çok sayıda soruşturma ile karşılaştım. Bu konu, kimyasal işleme tesisleri, atık su arıtma tesisleri ve açık deniz petrol kuleleri gibi birçok endüstriyel uygulama, ekipmanı yüksek oranda aşındırıcı maddelere maruz bıraktığı için çok önemlidir. Bu tür sert koşullarda üç fazlı VFD'nin operasyonel mekanizmalarını ve zorluklarını anlamak, güvenilir performans ve uzun ömür sağlamak için çok önemlidir.
Üç fazlı VFD operasyonunun temel ilkeleri
Korozif ortamlarda çalışma özelliklerini araştırmadan önce, birÜç faz VFD. Üç fazlı VFD, motora sağlanan frekansı ve voltajı değiştirerek üç fazlı bir AC motorunun hızını kontrol eden elektronik bir cihazdır. Üç ana bölümden oluşur: doğrultucu, DC veri yolu ve inverter.
Doğrultucu bölümü, gelen üç fazlı AC gücünü DC gücüne dönüştürür. Bu genellikle bir köprü konfigürasyonunda düzenlenmiş bir dizi diyot veya tristör kullanılarak elde edilir. DC gücü daha sonra DC veri yolunda saklanır, bu da DC voltajını düzeltmeye yardımcı olan ve invertör için kararlı bir güç kaynağı sağlayan kapasitörlerden oluşur.
İnvertör bölümü, DC gücünü değişken bir frekans ve voltajla üç fazlı AC gücüne dönüştürmekten sorumludur. Bu, yalıtımlı kanat bipolar transistörler (IGBT'ler) veya metal oksit-sememüktör alan etki transistörleri (MOSFET'ler) gibi güç yarı iletken cihazları kullanılarak gerçekleştirilir. Bu cihazların anahtarlanmasını kontrol ederek, inverter motorun gereksinimleriyle eşleşen bir çıkış voltajı ve frekansı oluşturabilir.
Aşındırıcı ortamlarda zorluklar
Aşındırıcı ortamlar, üç fazlı VFD'nin işletilmesinde çeşitli zorluklar oluşturmaktadır. Birincil endişe, asit, alkalis, tuzlar ve nem gibi aşındırıcı maddelerin varlığı nedeniyle elektronik bileşenlerin bozulmasıdır. Bu maddeler, basılı devre kartlarının (PCB'ler), konektörlerin ve diğer metal bileşenlerin korozyonuna neden olabilir, bu da elektrik arızalarına, kısa devrelere ve azaltılmış performansa yol açar.
Başka bir zorluk, VFD'nin yüzeyinde ve muhafazasının içindeki toz, kir ve diğer kirleticilerin birikmesidir. Korozif ortamlarda, bu kirleticiler, elektronik bileşenlere elektrik parazitine ve hasara neden olabilecek iletken yollar oluşturmak için aşındırıcı maddelerle reaksiyona girebilir. Ek olarak, nemin varlığı, VFD'nin performansını daha da bozabilen küf ve bakterilerin büyümesini teşvik edebilir.
Koruyucu önlemler
Korozif ortamlarda üç fazlı VFD'nin güvenilir çalışmasını sağlamak için birkaç koruyucu önlem uygulanabilir. Bu önlemler genel olarak iki tipte kategorize edilebilir: fiziksel koruma ve elektrik koruması.
Fiziksel koruma
- Muhafaza tasarımı: VFD, aşındırıcı maddelerin, tozun ve nemin girişine karşı koruma sağlayan uygun bir muhafazaya yerleştirilmelidir. Muhafaza, paslanmaz çelik veya fiberglas gibi korozyona dayanıklı bir malzemeden yapılmalı ve yüksek derecede giriş koruması (IP) derecesine sahip olmalıdır. Örneğin, IP66 dereceli bir muhafaza, toz girişine karşı tam bir koruma ve güçlü su jetlerine karşı koruma sağlar.
- Kaplama ve kaplama: VFD'nin PCB'leri ve diğer metal bileşenleri, konformal kaplama veya nikel kaplama gibi korozyona dayanıklı bir malzeme ile kaplanabilir veya kaplanabilir. Konformal kaplama, nem, toz ve aşındırıcı maddelerin girişini önlemek için PCB'ye uygulanan ince bir koruyucu malzeme tabakasıdır. Nikel kaplama, korozyona karşı bir bariyer sağlamak için metal bileşenin yüzeyine bir nikel tabakası bırakma işlemidir.
- Filtreleme ve havalandırma: Toz, kir ve diğer kirleticilerin birikmesini önlemek için VFD muhafazası filtreler ve havalandırma sistemleri ile donatılmalıdır. Filtreler, muhafazaya giren havadan partikül madde ve aşındırıcı gazları uzaklaştırmak için tasarlanmalıdır. Havalandırma sistemi, aşındırıcı maddelerin girişini önlemek için muhafazanın içinde pozitif bir basınç korumak üzere tasarlanmalıdır.
Elektrik koruması
- Dalgalanma koruması: Aşındırıcı ortamlar genellikle yıldırım grevleri, güç ızgarası bozuklukları ve diğer faktörler nedeniyle elektriksel dalgalanmalara eğilimlidir. VFD, elektronik bileşenleri elektriksel dalgalanmaların neden olduğu hasardan korumak için metal oksit varistörleri (MOV'ler) veya gaz deşarj tüpleri (GDT'ler) gibi dalgalanma koruma cihazları ile donatılmalıdır.
- Topraklama ve bağlama: Korozif ortamlarda VFD'nin güvenliğini ve güvenilirliğini sağlamak için uygun topraklama ve bağlama esastır. VFD, statik elektrik birikimini önlemek ve elektrik arızaları için bir yol sağlamak için düşük empedanslı bir zemin sistemine topraklanmalıdır. Elektrikli sürekliliği sağlamak ve elektrik potansiyel farklılıklarının oluşumunu önlemek için VFD'nin muhafazası ve diğer metal bileşenleri birbirine bağlanmalıdır.
- İzleme ve teşhis sistemleri: VFD, önemli hasara neden olmadan önce potansiyel problemleri tespit etmek ve teşhis etmek için izleme ve teşhis sistemleri ile donatılmalıdır. Bu sistemler sıcaklık, voltaj, akım ve frekans gibi parametreleri izleyebilir ve anormal koşullar tespit edildiğinde uyarılar ve uyarılar sağlayabilir.
Vaka çalışmaları
Korozif ortamlarda koruyucu önlemlerin önemini göstermek için birkaç vaka çalışmasını ele alalım.
Kimyasal işleme tesisi
Bir kimyasal işleme tesisi, üretim sürecinde kullanılan kimyasalların aşındırıcı doğası nedeniyle üç fazlı VFD'sinin sık sık başarısızlıkları yaşıyordu. VFD'ler, aşındırıcı maddelerin girişine karşı sınırlı koruma sağlayan standart muhafazalara yerleştirildi. Sonuç olarak, VFD'lerin PCB'leri ve diğer metal bileşenleri aşındırıldı, bu da elektrik arızalarına ve performansın azalmasına yol açtı.
Bu sorunu ele almak için tesis, standart muhafazaları IP66 dereceli paslanmaz çelik muhafazalarla değiştirdi ve PCB'leri konformal bir kaplama ile kapladı. Ek olarak, tesis muhafazaların içine toz ve kirletici maddelerin birikmesini önlemek için bir filtreleme ve havalandırma sistemi taktı. Bu önlemler VFD'lerin güvenilirliğini önemli ölçüde artırdı ve arızaların sıklığını azalttı.
Atık su arıtma tesisi
Bir atık su arıtma tesisi, arıtma işlemindeki pompaların ve üfleyicilerin hızını kontrol etmek için üç fazlı VFD kullanıyordu. VFD'ler, küf ve bakterilerin büyümesine elverişli olan ıslak ve nemli bir ortamda yer alıyordu. Nem ve küfün varlığı, PCB'lerin ve VFD'lerin diğer metal bileşenlerinin korozyonuna neden olarak elektrik arızalarına ve performansın azalmasına neden oldu.
Bu sorunu çözmek için tesis, VFD muhafazaları içindeki nemi azaltmak için bir nemlendirme sistemi kurdu. Ek olarak, tesis kalıp ve bakterilerin büyümesini önlemek için PCB'leri mantarlıklı bir konform kaplama ile kapladı. Bu önlemler korozyon problemlerini etkili bir şekilde ortadan kaldırdı ve VFD'lerin güvenilirliğini artırdı.
Çözüm
Sonuç olarak, aşındırıcı bir ortamda üç fazlı bir VFD'nin çalıştırılması, zorlukların ve uygun koruyucu önlemlerin uygulanmasını dikkatle değerlendirmeyi gerektirir. VFD operasyonunun temel ilkelerini anlayarak, aşındırıcı ortamlardaki potansiyel zorlukları belirleyerek ve fiziksel ve elektrik koruma önlemlerinin uygulanmasıyla, VFD'nin güvenilir performansını ve uzun ömürlülüğünü sağlamak mümkündür.
Güvenilir bir arıyorsanızÜç fazlı motor için frekans sürücüsüKorozif ortamlarda çalışabilir, yardım etmek için buradayız. BizimÜç fazlı VFDen yüksek kalite ve güvenilirlik standartlarını karşılayacak şekilde tasarlanmış ve üretilmiştir. Ayrıca bir aralık sunuyoruzTek fazlı invertör sürücüleriTek fazlı gücün mevcut olduğu uygulamalar için. Özel gereksinimlerinizi tartışmak ve ürünlerimiz ve hizmetlerimiz hakkında daha fazla bilgi edinmek için bugün bizimle iletişime geçin.
Referanslar
- Dorf, RC ve Bishop, RH (2016). Modern kontrol sistemleri. Pearson.
- Mohan, N., Undeland, TM ve Robbins, WP (2012). Güç Elektroniği: Dönüştürücüler, Uygulamalar ve Tasarım. Wiley.
- Sen, PC (2010). Elektrikli makinelerin ve güç elektroniğinin ilkeleri. Wiley.