2 Gründe, warum die Länge Ihres VFD-Kabels wichtig ist

Einführung

In industriellen Anwendungen, Länge des VFD-Kabels spielt eine entscheidende Rolle bei der Gewährleistung eines stabilen Betriebs sowohl der VFD-Antriebe und den Motor. Viele gemeinsame Fragen zum Antrieb mit variabler Frequenz wie zum Beispiel VFD-Überstrom, VFD-Überspannung, Isolationsausfälle und Motorüberhitzungen können direkt auf eine falsche Kabellänge zurückgeführt werden. In diesem Artikel wird analysiert, warum VFD-Kabel innerhalb der empfohlenen Grenzen bleiben müssen, welche Probleme durch übermäßige Länge verursacht werden und welche praktischen Lösungen es gibt, um diese Risiken zu vermindern.

VFD-Längendiagramm mit Phase-Phase-Kopplungskondensatoren, die eine Spitzenspannung von bis zu 2500 V erzeugen

Elektrische Probleme durch lange VFD-Kabellänge

Im Gegensatz zu einer normalen sinusförmigen Wechselstromversorgung ist eine variabler Frequenzantrieb Ausgänge PWM (Pulsbreitenmodulation) Signale in Form von Rechteckwellen. Wenn die Länge des VFD-Kabels ist zu lang, reflektierte Welle Phänomene auftreten, die eine hohe transiente Spannung Spikes.

  • Bei einer Kabellänge von etwa 100 Metern kann die Spitzenspannung beispielsweise folgende Werte erreichen 1500-2000V.
  • Diese hochfrequenten VFD-Oberschwingungsströme und Gleichtaktstrom die elektrische Belastung von Antrieb und Motor erhöhen.
  • Die Kopplungskapazitäten zwischen den Dreiphasenleitern führen zu wiederholten Kondensatorentladung, die starke Stromspitzen verursachen und zu VFD-Überstrom Auslösung beim Anfahren.

Einfluss der VFD-Kabellänge auf den Motorbetrieb

Übermäßige Länge des VFD-Kabels schadet auch dem Motor in mehrfacher Hinsicht:

  • Ausfall der Motorisolierung: Standard-Wechselstrommotoren sind für Isolationswerte um 1000 V ausgelegt. Wenn die Spannungsspitzen 2000 V überschreiten, kann die Isolierung leicht zusammenbrechen.
  • Spannung und Lager der Motorwelle: Lange Kabel induzieren starke Wellenspannungen und Lagerströme, die zu einer Verschlechterung des Schmiermittels und einem vorzeitigen Lagerausfall führen.
  • VFD-Kabellänge und Motorerwärmung: Erhöhte Verluste führen zu Inverter-Motorwärme, übermäßig Motortemperatur, und sogar dauerhafte Motorschäden.

Häufige Anzeichen für Probleme mit langen VFD-Kabeln

Mehrere typische Fehler können beobachtet werden, wenn Länge des VFD-Kabels nicht ordnungsgemäß verwaltet wird:

  • Probleme mit langen VFD-Kabeln: Häufige Überstromauslösungen beim Einschalten aufgrund von hohen Stoßströmen.
  • Ursachen für die Auslösung eines VFD bei Überstrom: Übermäßige Entladungen der Koppelkapazitäten.
  • Ableitstrom Probleme, die Schutzrelais auslösen.
  • Elektromagnetisches Rauschen durch unsachgemäße Filterung verursacht werden, insbesondere ohne dv/dt-Filter oder Sinusfilter.

Lösungen und bewährte Praktiken für VFD-Kabellängen

Darstellung der Länge eines VFD-Kabels mit zusätzlicher PE-Erdung und Abschirmung, mit erhöhten Kopplungskondensatoren, die die effektive Kabellänge um die Hälfte reduzieren

Um die Risiken zu minimieren, sollten Ingenieure die folgenden Methoden in Betracht ziehen:

  • Befolgen Sie die Empfehlungen zur Kabellänge des VFD: Halten Sie die Gesamtlänge der Verkabelung nach Möglichkeit unter 100 Metern.
  • VFD-Ausgangsdrossel für lange Kabel installieren oder eine dv/dt-Filter um Oberschwingungen zu unterdrücken und die reflektierte Spannung zu reduzieren.
  • Anpassung der VFD-Trägerfrequenz für lange Kabel: Eine niedrigere Schaltfrequenz kann Spannungsspitzen reduzieren, aber die Einstellung muss je nach Lasttyp und Wirkungsgrad des Motors.
  • Geschirmtes Kabel verwenden: Während geschirmte Kabel die elektromagnetische Störung, Beachten Sie, dass die zulässige Kabellänge aufgrund der zusätzlichen Kapazität oft kürzer ist.
  • Verteilte VFD-Steuerung: Bei Anwendungen wie Textil-, Stahlwalz- oder Papierproduktionslinien, die länger als 200 Meter sind, sollten mehrere VFD-Schaltschränke an verschiedenen Stellen installiert werden, um die Kabellänge auszugleichen.

Schlussfolgerung

Die Bedeutung der Länge des VFD-Kabels darf nicht unterschätzt werden. Eine zu große Kabellänge führt zu Fragen zum Antrieb mit variabler Frequenz wie zum Beispiel Ausfall der Motorisolierung, Wellenspannung, Inverter-Motorwärme, und häufig VFD-Fehlerbehebung Ereignisse. Durch Maßnahmen wie Verkürzung der Kabel, Installation von dv/dt-Filter oder Ausgangsreaktoren, und die sorgfältige Abstimmung der Trägerfrequenz, können die meisten Risiken deutlich verringert werden. Nachfolgend Empfehlungen zur VFD-Kabellänge und die Einbeziehung von Erfahrungen aus der Praxis sind der Schlüssel zur Gewährleistung einer zuverlässigen und langfristigen Motor- und Antriebsleistung.

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