Evite estes 8 perigos de cabos longos de VFD: Um guia para o comprimento máximo

Olá a todos, hoje gostaria de partilhar uma questão muito comum, mas facilmente ignorada, encontrada no terreno: os riscos causados por cabos VFD excessivamente longos.
Em aplicações de acionamento de frequência variável, Se os comprimentos dos cabos excederem limites razoáveis, eles podem provocar vários problemas na saída do VFD e até mesmo levar à falha do isolamento do motor, aumentando a dificuldade e os custos de manutenção.

Com base nos meus anos de experiência prática:

• Os cabos de alimentação não blindados geralmente não causam problemas em um raio de 50 metros.
• Os cabos de alimentação blindados são normalmente seguros num raio de 30 metros.
• Em aplicações reais, os cabos não blindados devem, idealmente, ter menos de 120 metros, enquanto os cabos blindados devem ser limitados a 50 metros.

Isso não significa que os cabos não possam exceder esses comprimentos, mas isso aumenta a suscetibilidade a vários problemas, como harmónicos de cabos VFD, correntes de surto e ondas refletidas. Embora existam soluções para cabos de 300 m ou 400 m, elas aumentam significativamente os custos e a complexidade.

Oito principais riscos dos cabos longos VFD

1.Alarme de sobrecorrente durante a inicialização

Um cabo excessivamente longo do VFD pode causar picos de corrente durante a inicialização, acionando alarmes de sobrecorrente do VFD. Por exemplo, um motor de 15 kW com um cabo de 150 metros pode reportar imediatamente uma falha durante a inicialização. Esse é um resultado clássico dos efeitos combinados da capacitância parasítica e do pico de tensão.

2. Aquecimento intenso do cabo de alimentação

Os cabos longos VFD transportam correntes harmónicas de alta frequência substanciais (harmónicas de cabos VFD), causando um aquecimento significativo dos cabos. Isto difere totalmente do funcionamento sinusoidal normal e é um efeito secundário da saída PWM (Modulação por Largura de Pulso).

3. Sobreaquecimento do motor

Os harmónicos de baixa ordem do cabo longo do VFD aumentam as perdas de cobre, enquanto os harmónicos de alta ordem aumentam as perdas de ferro. Isso leva a um aumento elevado da temperatura geral do motor, acelerando, em última instância, o envelhecimento dos motores classificados para VFD.

4. Ruído excessivo do motor

As ondas refletidas induzem força eletromotriz dentro do motor, fazendo com que as lâminas de aço silício vibrem e produzam ruído perceptível. Esse também é um dos problemas comuns de saída do VFD encontrados em campo.

5. Tensão e corrente do eixo

As tensões harmónicas induzidas por cabos longos do VFD podem levar à tensão do eixo induzida pelo VFD e à corrente do eixo do VFD, acabando por perturbar a película de óleo do rolamento e provocando a falha do rolamento do motor devido ao VFD. Os rolamentos podem falhar em poucas semanas ou mesmo dias em condições severas.

6. Sobretensão do barramento CC

Os reflexos de tensão de cabos longos são realimentados na tensão do barramento CC, causando sobretensão. Esse problema é altamente insidioso e frequentemente diagnosticado erroneamente pelos engenheiros como uma falha de componente durante o diagnóstico de falhas do VFD.

7. Falha no isolamento do motor

Quando as ondas refletidas de cabos VFD longos se sobrepõem para formar picos de tensão, estes podem exceder 2000 V — ultrapassando em muito a tensão suportável dos motores de frequência industrial padrão (aproximadamente 900 V). Isso resulta em falha no isolamento do motor, manifestando-se como falhas de aterramento ou curtos-circuitos.

8. Corrente de fuga excessiva

Cabos mais longos induzem tensões mais altas nos motores, causando correntes de fuga que podem atingir dezenas de amperes. Isso não só reduz a vida útil do motor, mas também aciona ações de proteção, como o desligamento do VFD devido à sobretensão em cabos longos.

Conclusão

Em resumo, os oito principais riscos associados a cabos longos VFD incluem sobrecorrente VFD, harmónicos do cabo VFD, corrente do eixo, falha no isolamento do motor, sobretensão do barramento CC e outros. Se as causas do disparo do VFD não estiverem claras no local, especialmente problemas decorrentes de sobrecarga do VFD, ondas refletidas ou tensão de modo comum, o comprimento do cabo provavelmente é um fator contribuinte.

Portanto, durante o acionamento de frequência variável Na fase de projeto da cablagem, é essencial controlar razoavelmente o comprimento máximo do cabo do VFD e considerar o limite de comprimento do cabo blindado versus não blindado do VFD. Se cabos extremamente longos forem inevitáveis, a compensação e a otimização podem ser alcançadas através de medidas como bobinas de modo comum, reatores de saída, cabos blindados e redução da potência do motor.

Somente assim é possível evitar os 8 riscos de o comprimento do cabo VFD exceder o limite, garantindo uma operação estável do sistema a longo prazo.