Cavi schermati e non schermati per VFD: Le principali differenze spiegate
Approfondimenti tecnici: Cavi schermati e non schermati per VFD - Differenze pratiche che non si possono ignorare
Salve a tutti. Oggi approfondiremo un argomento spesso trascurato, ma molto importante nei sistemi di alimentazione industriale: le differenze reali tra cavi VFD schermati e non schermati. Anche se a prima vista possono sembrare simili, il loro comportamento in ambienti ad alta frequenza e ad alta potenza racconta una storia molto diversa, soprattutto per quanto riguarda la sovratensione dei cavi VFD, le interferenze e la sicurezza della messa a terra.
1.Differenze strutturali dei cavi VFD: Non si tratta solo di rame
La differenza tra cavi VFD non schermati e schermati va oltre l'aspetto estetico. I tipi non schermati includono in genere solo tre conduttori di alimentazione. Al contrario, i cavi schermati avvolgono questi nuclei in una rete di rame o in uno strato di armatura metallica, che viene messa a terra per ridurre le emi dei cavi vfd. Sebbene questa possa sembrare una piccola modifica strutturale, le conseguenze elettriche sono significative.
2.Comportamento della capacità: Perché la schermatura cambia il gioco
Nei cavi VFD non schermati, si formano solo tre accoppiamenti capacitivi interfase tra i tre conduttori. Con i cavi schermati per inverter, invece, si introducono altri tre percorsi capacitivi linea-terra, uno da ciascun conduttore di fase alla schermatura di terra.
Si tratta di sei percorsi di accoppiamento in totale, e più capacità significa più corrente di picco in condizioni transitorie. Questi picchi di tensione, causati dalle armoniche di commutazione, possono raggiungere i 2000-2500V all'estremità del motore per un cavo di 100 metri, e innescare gravi sovracorrente vfd eventi o stress da isolamento.
3.Limiti di lunghezza dei cavi VFD: Il vincolo di progettazione nascosto
Ogni produttore di VFD rispettabile fornisce un chiaro limite di lunghezza del cavo vfd:
- Cavi VFD non schermati: In genere è consentito fino a 100-150 metri.
- Cavi schermati per VFD: Limitato a 50-75 metri al massimo
Perché questa differenza drammatica? Perché l'aggiunta di capacità di schermatura raddoppia la corrente di carica/scarica capacitiva. Questo aumenta il rischio di guasti da sovratensione vfd, bruschi picchi di corrente e interventi indesiderati all'avvio del motore, tutti estremamente difficili da diagnosticare perché questi eventi si verificano nell'arco di microsecondi.
4.Sovratensione dell'onda riflessa: Un killer per gli IGBT e gli avvolgimenti del motore
Con Cavi schermati per VFD, La presenza di capacità extra e l'effetto pelle intensificano i tempi di salita della tensione. Ciò accelera i fenomeni di onda riflessa, con conseguente raddoppio della tensione ai terminali del motore.
Queste condizioni possono facilmente causare Sovratensione bus CC vfd, falsi interventi o, nel peggiore dei casi, guasti dell'IGBT dovuti a transitori veloci. Senza un'adeguata messa a terra del cavo vfd e di filtraggio, questi effetti possono trasformarsi in costosi tempi di inattività.
Suggerimenti per il cablaggio nel mondo reale per un'installazione più sicura dei cavi VFD
1.Preferire i cavi non schermati + Aumentare la distanza tra i cavi
Secondo lo standard europeo EMC di Siemens, il mantenimento di una distanza di >22 cm tra i vassoi di alimentazione e di controllo riduce al minimo le interferenze incrociate. La nostra raccomandazione, testata sul campo, è una distanza di ≥40 cm per una mitigazione affidabile delle interferenze dei cavi vfd senza la necessità di un cavo schermato.
2.Aggiungere reattanze di uscita o filtri VFD per installazioni schermate
Se la schermatura è necessaria, abbinarla sempre a una reattanza di uscita VFD o a un'induttanza di modo comune per sopprimere le armoniche e ridurre i picchi dv/dt.
Avvertenze: Quando si utilizzano i filtri, collegare sempre l'estremità capacitiva al lato motore e l'estremità induttiva al VFD. Un collegamento errato distruggerà istantaneamente le unità IGBT al momento della messa in tensione.
3. Controllare la lunghezza del cavo VFD in modo aggressivo
Anche per i cavi VFD non schermati, limitare il percorso a <150 metri. Utilizzare frequenze portanti più basse, aumentare la sezione dei conduttori o installare reattanze di uscita per le tratte che si avvicinano alla soglia.
Conclusione: I cavi VFD sono una decisione di sistema, non un bene di consumo.
La scelta tra cavi VFD schermati e non schermati non è solo una questione di budget o di problemi di EMI. È una decisione a livello di sistema che influenza l'affidabilità del motore, la salute del VFD, i tassi di errore e persino la conformità elettromagnetica.
I cavi schermati non sono “più sicuri di default”: richiedono percorsi più brevi, una messa a terra più precisa e strategie di mitigazione delle armoniche. D'altra parte, le opzioni non schermate, se installate con una spaziatura e una messa a terra adeguate, possono raggiungere la stabilità su distanze maggiori senza introdurre nuove modalità di guasto.
La comprensione di questa distinzione è fondamentale per gli ingegneri incaricati di progettare o mantenere un sistema affidabile. Azionamenti VFD sistemi. Non lasciate che una semplice selezione di cavi diventi il vostro prossimo problema nascosto.
