2 motivi per cui la lunghezza del cavo VFD è importante

Introduzione

Nelle applicazioni industriali, Lunghezza del cavo VFD gioca un ruolo cruciale nel garantire il funzionamento stabile di entrambi i sistemi. Azionamenti VFD e il motore. Molti comuni Problemi del convertitore di frequenza variabile come Sovracorrente VFD, Sovratensione VFD, I cavi di alimentazione, la rottura dell'isolamento e il surriscaldamento del motore possono essere direttamente riconducibili a una lunghezza impropria dei cavi. Questo articolo analizza i motivi per cui i cavi VFD devono rimanere entro i limiti raccomandati, i problemi causati da una lunghezza eccessiva e le soluzioni pratiche per ridurre questi rischi.

Diagramma della lunghezza del cavo VFD che mostra i condensatori di accoppiamento fase-fase che generano una tensione di picco fino a 2500V

Problemi elettrici causati dalla lunghezza del cavo VFD

A differenza di un'alimentazione standard in corrente alternata sinusoidale, una azionamento a frequenza variabile uscite PWM (modulazione di larghezza di impulso) segnali sotto forma di onde rettangolari. Quando il Lunghezza del cavo VFD è troppo lungo, onda riflessa si verificano fenomeni che creano un'elevata tensione transitoria punte.

Ad esempio, a circa 100 metri di lunghezza del cavo, il picco di tensione può raggiungere 1500-2000V.
Queste frequenze elevate Correnti armoniche VFD e corrente di modo comune aumentano le sollecitazioni elettriche sia sull'azionamento che sul motore.
La capacità di accoppiamento tra i conduttori trifase porta a ripetute scarica del condensatore, che possono provocare forti picchi di corrente e innescare Sovracorrente VFD viaggio all'avvio.

Impatto della lunghezza del cavo VFD sul funzionamento del motore

Eccessivo Lunghezza del cavo VFD danneggia il motore in diversi modi:

Guasto all'isolamento del motore: I motori CA standard sono progettati per livelli di isolamento di circa 1000V. Quando i picchi superano i 2000V, l'isolamento può facilmente rompersi.
Tensione dell'albero motore e cuscinetti: I cavi lunghi generano forti tensioni sull'albero e correnti sui cuscinetti, con conseguente degrado del lubrificante e rottura prematura dei cuscinetti.
Lunghezza del cavo VFD e riscaldamento del motore: L'aumento delle perdite comporta calore del motore ad inverter, eccessivo temperatura del motore, e persino danni motori permanenti.

Sintomi comuni di problemi con i cavi VFD lunghi

Si possono osservare diversi fallimenti tipici quando Lunghezza del cavo VFD non è gestito correttamente:

Problemi con i cavi lunghi del VFD: Frequenti interventi per sovracorrente all'avvio a causa delle elevate correnti di picco.
Cause della sovracorrente di intervento del VFD: Scariche eccessive della capacità di accoppiamento.
Corrente di dispersione problemi che attivano i relè di protezione.
Rumore elettromagnetico causata da un filtraggio improprio, soprattutto in assenza di una filtro dv/dt o filtro sinusoidale.

Soluzioni e migliori pratiche per la lunghezza dei cavi VFD

Illustrazione della lunghezza del cavo VFD con l'aggiunta di uno strato di terra e di schermatura in PE, che mostra l'aumento dei condensatori di accoppiamento che riducono della metà la lunghezza effettiva del cavo.

Per ridurre al minimo i rischi, gli ingegneri dovrebbero prendere in considerazione i seguenti metodi:

Seguire le raccomandazioni sulla lunghezza del cavo del VFD: Se possibile, mantenere la lunghezza totale del cablaggio entro i 100 metri.
Installare una reattanza di uscita VFD per i cavi lunghi o un filtro dv/dt per sopprimere le armoniche e ridurre la tensione riflessa.
Regolare la frequenza portante del VFD per cavi lunghi: L'abbassamento della frequenza di commutazione può ridurre le tensioni di picco, ma la regolazione deve essere ottimizzata in base al tipo di carico e alla frequenza di commutazione. efficienza del motore.
Utilizzare un cavo schermato: Mentre i cavi schermati riducono interferenze elettromagnetiche, Si noti che la lunghezza del cavo consentita è spesso inferiore a causa della capacità aggiuntiva.
Controllo distribuito dei VFD: In applicazioni come le linee di produzione tessili, di laminazione dell'acciaio o della carta che superano i 200 metri, è necessario installare più armadi di controllo VFD in posizioni diverse per bilanciare la lunghezza dei cavi.

Conclusione

L'importanza di Lunghezza del cavo VFD non può essere sottovalutato. Un'eccessiva lunghezza del cavo porta a Problemi del convertitore di frequenza variabile come guasto all'isolamento del motore, tensione dell'albero, calore del motore ad inverter, e frequenti Ricerca guasti VFD eventi. Applicando misure quali l'accorciamento del cavo, l'installazione di filtri dv/dt o reattori di uscita, e di mettere a punto con cura il frequenza portante, la maggior parte dei rischi può essere ridotta in modo significativo. Di seguito Raccomandazioni sulla lunghezza del cavo VFD e integrare l'esperienza sul campo è la chiave per garantire prestazioni affidabili e a lungo termine di motori e azionamenti.