Évitez ces 8 risques liés aux câbles longs des variateurs de vitesse : Guide de la longueur maximale

Bonjour à tous, j'aimerais aujourd'hui vous faire part d'un problème très courant, mais facilement négligé, rencontré sur le terrain : les dangers causés par des câbles d'entraînement trop longs.
En applications de l'entraînement à fréquence variable, Si les longueurs de câble dépassent des limites raisonnables, elles peuvent entraîner divers problèmes de sortie de l'EFV et même une défaillance de l'isolation du moteur, ce qui accroît les difficultés et les coûts de maintenance.

Sur la base de mes années d'expérience pratique :

• Les câbles d'alimentation non blindés ne posent généralement pas de problèmes dans un rayon de 50 mètres.
• Les câbles d'alimentation blindés sont généralement sûrs dans un rayon de 30 mètres.
• Dans les applications réelles, les câbles non blindés doivent idéalement être maintenus à moins de 120 mètres, tandis que les câbles blindés doivent être limités à 50 mètres.

Cela ne signifie pas que les câbles ne peuvent pas dépasser ces longueurs, mais cela augmente la sensibilité à divers problèmes tels que les harmoniques des câbles d'entraînement, les courants de surtension et les ondes réfléchies. Bien qu'il existe des solutions pour les câbles de 300 ou 400 mètres, elles augmentent considérablement les coûts et la complexité.

Huit risques majeurs liés aux câbles longs des variateurs de vitesse

1. alarme de surintensité pendant le démarrage

Un câble trop long peut provoquer des surintensités au démarrage et déclencher des alarmes de surintensité. Par exemple, un moteur de 15 kW équipé d'un câble de 150 mètres peut immédiatement signaler un défaut au démarrage. Il s'agit d'un résultat classique des effets combinés de la capacité parasite et de la tension de pointe.

2. chauffage sévère du câble d'alimentation

Les câbles longs des variateurs de vitesse transportent des courants harmoniques à haute fréquence (harmoniques des câbles des variateurs de vitesse), ce qui provoque un échauffement important des câbles. Ce phénomène diffère totalement d'un fonctionnement sinusoïdal normal et est un effet secondaire de la sortie PWM (Pulse Width Modulation, modulation de largeur d'impulsion).

3. surchauffe du moteur

Les harmoniques de bas ordre provenant du câble long de l'EFV augmentent les pertes en cuivre, tandis que les harmoniques de haut ordre augmentent les pertes en fer. Il en résulte une augmentation de la température globale du moteur, ce qui accélère le vieillissement des moteurs équipés d'un variateur de vitesse.

4. bruit excessif du moteur

Les ondes réfléchies induisent une force électromotrice à l'intérieur du moteur, ce qui fait vibrer les tôles d'acier au silicium et produit un bruit perceptible. Il s'agit également de l'un des problèmes de sortie de l'EFV les plus courants rencontrés sur le terrain.

5. tension et courant de l'arbre

Les tensions harmoniques induites par le câble long de l'entraînement à fréquence variable peuvent entraîner une tension et un courant d'arbre induits par l'entraînement à fréquence variable, ce qui finit par perturber le film d'huile du roulement et déclenche une défaillance du roulement du moteur due à l'entraînement à fréquence variable. Les roulements peuvent tomber en panne en l'espace de quelques semaines, voire de quelques jours, dans les conditions les plus sévères.

6. Surtension du bus CC

Les réflexions de tension sur les longs câbles se répercutent sur la tension du bus CC, provoquant une surtension. Ce problème est très insidieux et souvent mal diagnostiqué par les ingénieurs, qui le considèrent comme une défaillance d'un composant lors du diagnostic d'un défaut de l'entraînement à fréquence variable.

7.Isolation des moteurs Ventilation

Lorsque les ondes réfléchies par de longs câbles d'entraînement à fréquence variable se superposent pour former des pointes de tension, celles-ci peuvent dépasser 2000 V, ce qui est bien supérieur à la tension de résistance des moteurs à fréquence industrielle standard (environ 900 V). Il en résulte une défaillance de l'isolation du moteur, qui se manifeste par des défauts de mise à la terre ou des courts-circuits.

8. courant de fuite excessif

Les câbles plus longs induisent des tensions plus élevées sur les moteurs, provoquant des courants de fuite qui peuvent atteindre des dizaines d'ampères. Cela réduit non seulement la durée de vie du moteur, mais déclenche également des actions de protection telles que le déclenchement de l'entraînement à fréquence variable en raison de la surtension sur les câbles longs.

Conclusion

En résumé, les huit principaux risques associés aux câbles longs des variateurs de vitesse sont, entre autres, la surintensité du variateur, les harmoniques du câble du variateur, le courant de l'arbre, la défaillance de l'isolation du moteur et la surtension du bus CC. Si les causes de déclenchement de l'EFV ne sont pas claires sur le site, en particulier les problèmes liés à la surcharge de l'EFV, aux ondes réfléchies ou à la tension de mode commun, la longueur du câble est probablement un facteur contributif.

C'est pourquoi, au cours de la entraînement à fréquence variable Lors de la phase de conception du câblage, il est essentiel de contrôler raisonnablement la longueur maximale du câble du variateur et de prendre en compte la limite de longueur du câble blindé ou non blindé du variateur. Si des câbles extrêmement longs sont inévitables, la compensation et l'optimisation peuvent être réalisées par des mesures telles que des selfs de mode commun, des réactances de sortie, des câbles blindés et le déclassement du moteur.

Ce n'est qu'en procédant ainsi que l'on peut éviter les risques liés au dépassement de la longueur du câble de l'entraînement à fréquence variable, ce qui garantit un fonctionnement stable du système à long terme.