Избегайте этих 8 опасностей, связанных с длинными кабелями VFD: Руководство по максимальной длине

Здравствуйте, сегодня я хотел бы поделиться очень распространенной, но легко упускаемой из виду проблемой, с которой сталкиваются в своей работе: опасностью, связанной с чрезмерной длиной кабелей частотно-регулируемого привода (VFD).
На сайте Применение частотно-регулируемого привода, Если длина кабеля превышает разумные пределы, это может вызвать различные проблемы с выходом частотно-регулируемого привода и даже привести к повреждению изоляции двигателя, что увеличит сложность и стоимость технического обслуживания.

Основываясь на моем многолетнем практическом опыте:

  • Неэкранированные силовые кабели, как правило, не вызывают проблем на расстоянии до 50 метров.
  • Экранированные силовые кабели обычно безопасны в пределах 30 метров.
  • В реальных условиях использования неэкранированные кабели в идеале должны иметь длину не более 120 метров, а экранированные кабели — не более 50 метров.

Это не означает, что кабели не могут превышать эти длины, но в этом случае возрастает вероятность возникновения различных проблем, таких как гармоники кабеля VFD, импульсные токи и отраженные волны. Хотя существуют решения для кабелей длиной 300 м или 400 м, они значительно увеличивают стоимость и сложность.

Схема, отражающая 8 рисков, связанных с длинным кабелем VFD: перегрузка по току, нагрев кабеля, перегрев двигателя, шум, напряжение на валу, перенапряжение на шине постоянного тока, пробой изоляции, ток утечки.

Восемь основных опасностей, связанных с длинными кабелями VFD

1. Сигнализация перегрузки по току во время запуска

Чрезмерно длинный кабель VFD может вызвать скачки тока во время запуска, что приведет к срабатыванию сигнализации перегрузки VFD. Например, двигатель мощностью 15 кВт с кабелем длиной 150 метров может сразу же сообщить о неисправности во время запуска. Это классический результат совместного воздействия паразитной емкости и скачка напряжения.

2. Сильное нагревание силового кабеля

Длинные кабели VFD проводят значительные высокочастотные гармонические токи (гармоники кабеля VFD), вызывая значительный нагрев кабеля. Это полностью отличается от нормальной синусоидальной работы и является побочным эффектом выходного сигнала ШИМ (широтно-импульсная модуляция).

3. Перегрев двигателя

Низкочастотные гармоники от длинного кабеля VFD увеличивают потери в меди, а высокочастотные гармоники увеличивают потери в железе. Это приводит к повышению общей температуры двигателя, что в конечном итоге ускоряет старение двигателей, рассчитанных на работу с VFD.

4. Чрезмерный шум двигателя

Отраженные волны вызывают электродвижущую силу внутри двигателя, что приводит к вибрации пластин из кремниевой стали и образованию заметного шума. Это также одна из распространенных проблем с выходом частотно-регулируемого привода, с которой сталкиваются в практике.

5. Напряжение и ток вала

Гармонические напряжения, индуцированные длинным кабелем ЧП, могут привести к индуцированному ЧП напряжению на валу и току на валу ЧП, что в конечном итоге нарушает масляную пленку подшипника и вызывает отказ подшипника двигателя из-за ЧП. В тяжелых условиях подшипники могут выйти из строя в течение нескольких недель или даже дней.

6. Перенапряжение шины постоянного тока

Отражения напряжения от длинных кабелей возвращаются в напряжение шины постоянного тока, вызывая перенапряжение. Эта проблема является весьма коварной и часто ошибочно диагностируется инженерами как отказ компонента при диагностике неисправностей частотно-регулируемого привода.

7. Пробоя изоляции двигателя

Когда отраженные волны от длинных кабелей VFD накладываются друг на друга, образуя пиковые напряжения, они могут превышать 2000 В, что значительно превышает выдерживаемое напряжение стандартных двигателей промышленной частоты (примерно 900 В). Это приводит к выходу из строя изоляции двигателя, что проявляется в виде замыканий на землю или коротких замыканий.

8. Чрезмерный ток утечки

Более длинные кабели вызывают более высокое напряжение на двигателях, что приводит к токам утечки, которые могут достигать десятков ампер. Это не только сокращает срок службы двигателя, но и вызывает защитные действия, такие как срабатывание частотно-регулируемого привода из-за перенапряжения на длинных кабелях.

Заключение

Таким образом, к восьми основным рискам, связанным с длинными кабелями VFD, относятся перегрузка VFD по току, гармоники кабеля VFD, ток вала, нарушение изоляции двигателя, перенапряжение шины постоянного тока и другие. Если причины срабатывания VFD на месте неясны, особенно проблемы, связанные с перегрузкой VFD, отраженными волнами или напряжением синфазного тока, вероятно, что длина кабеля является одним из факторов, способствующих этому.

Поэтому во время частотно-регулируемый привод На этапе проектирования электропроводки необходимо разумно контролировать максимальную длину кабеля ЧРП и учитывать ограничения по длине экранированного и неэкранированного кабеля ЧРП. Если невозможно избежать использования чрезмерно длинных кабелей, компенсацию и оптимизацию можно достичь с помощью таких мер, как дроссели синфазного тока, выходные реакторы, экранированные кабели и снижение номинальной мощности двигателя.

Только так можно избежать 8 рисков, связанных с превышением предельной длины кабеля VFD, и обеспечить долгосрочную стабильную работу системы.

ПОСЛЕДНИЕ ПУБЛИКАЦИИ