Som leverantör av trefasvariabla frekvensenheter (VFD) har jag stött på många förfrågningar om hur dessa sofistikerade enheter fungerar i frätande miljöer. Detta ämne är av största vikt eftersom många industriella tillämpningar, såsom kemiska bearbetningsanläggningar, avloppsreningsanläggningar och offshore oljeriggar, utsätter utrustning för mycket frätande ämnen. Att förstå de operativa mekanismerna och utmaningarna för trefas VFD under sådana hårda förhållanden är avgörande för att säkerställa tillförlitlig prestanda och livslängd.
Grundläggande principer för trefas VFD -operation
Innan du fördjupar operationen i drift i frätande miljöer är det viktigt att förstå de grundläggande principerna för enTre fas VFD. En trefas VFD är en elektronisk anordning som styr hastigheten på en trefas AC-motor genom att variera frekvensen och spänningen som levereras till motorn. Den består av tre huvudsektioner: likriktaren, DC -bussen och inverteraren.
Likriktare-sektionen konverterar den inkommande trefas AC-effekten till DC-effekt. Detta uppnås vanligtvis med hjälp av en uppsättning dioder eller tyristorer arrangerade i en brokonfiguration. DC -kraften lagras sedan i DC -bussen, som består av kondensatorer som hjälper till att jämna ut likströmspänningen och ge en stabil kraftkälla för växelriktaren.
Omformaresektionen är ansvarig för att konvertera DC-effekten till trefasströmeffekt med en variabel frekvens och spänning. Detta åstadkommes med hjälp av kraft-halvledarenheter såsom isolerade gate-bipolära transistorer (IGBT) eller metalloxid-sememiconductor-fälteffekttransistorer (MOSFET). Genom att kontrollera växlingen av dessa enheter kan växelriktaren generera en utgångsspänning och frekvens som matchar motorns krav.
Utmaningar i frätande miljöer
Frätande miljöer utgör flera utmaningar för driften av tre fas VFD: er. Det primära problemet är nedbrytningen av de elektroniska komponenterna på grund av närvaron av frätande ämnen såsom syror, alkalier, salter och fukt. Dessa ämnen kan orsaka korrosion av de tryckta kretskorten (PCB), anslutningar och andra metallkomponenter, vilket leder till elektriska fel, kortkretsar och minskad prestanda.
En annan utmaning är ackumulering av damm, smuts och andra föroreningar på VFD: s yta och inuti dess inneslutning. I frätande miljöer kan dessa föroreningar reagera med de frätande ämnena för att bilda ledande vägar, vilket kan orsaka elektrisk störning och skada på de elektroniska komponenterna. Dessutom kan närvaron av fukt främja tillväxten av mögel och bakterier, vilket ytterligare kan försämra VFD: s prestanda.
Skyddsåtgärder
För att säkerställa tillförlitlig drift av tre fas VFD: er i frätande miljöer kan flera skyddsåtgärder genomföras. Dessa åtgärder kan i stort sett kategoriseras i två typer: fysiskt skydd och elektriskt skydd.
Fysisk skydd
- Hölje design: VFD bör hysas i en lämplig hölje som ger skydd mot intrång av frätande ämnen, damm och fukt. Höljet bör göras av ett korrosionsbeständigt material såsom rostfritt stål eller glasfiber och bör ha en hög grad av Ingress Protection (IP). Till exempel ger en IP66-rankad kapsling fullständigt skydd mot damminträngning och skydd mot kraftfulla vattenstrålar.
- Beläggning och plätering: PCB: er och andra metallkomponenter i VFD kan beläggas eller pläteras med ett korrosionsbeständigt material såsom konform beläggning eller nickelplätering. Konformell beläggning är ett tunt skikt av skyddsmaterial som appliceras på PCB för att förhindra intrång av fukt, damm och frätande ämnen. Nickelplätering är en process för att avsätta ett lager nickel på ytan av metallkomponenten för att ge en barriär mot korrosion.
- Filtrering och ventilation: VFD -kapslingen ska vara utrustad med filter och ventilationssystem för att förhindra ackumulering av damm, smuts och andra föroreningar. Filtren ska vara utformade för att ta bort partiklar och frätande gaser från luften som kommer in i höljet. Ventilationssystemet bör utformas för att upprätthålla ett positivt tryck inuti höljet för att förhindra intrång av frätande ämnen.
Elektrisk skydd
- Spökskydd: Frätande miljöer är ofta benägna att elektriska spöken på grund av blixtnedslag, störningar i kraftnätet och andra faktorer. VFD ska vara utrustade med överspänningsskyddsanordningar såsom metalloxidvaristorer (MOVS) eller gasutsläppsrör (GDT) för att skydda de elektroniska komponenterna från skador orsakade av elektriska överspänningar.
- Jordning och bindning: Korrekt jordning och bindning är avgörande för att säkerställa VFD: s säkerhet och tillförlitlighet i frätande miljöer. VFD bör grundas till ett lågimpedans marksystem för att förhindra ackumulering av statisk elektricitet och för att ge en väg för elektriska fel. Höljet och andra metallkomponenter i VFD bör bindas ihop för att säkerställa elektrisk kontinuitet och för att förhindra bildning av elektriska potentiella skillnader.
- Övervakning och diagnostiska system: VFD ska vara utrustade med övervakning och diagnostiska system för att upptäcka och diagnostisera eventuella problem innan de orsakar betydande skador. Dessa system kan övervaka parametrar som temperatur, spänning, ström och frekvens och kan ge varningar och varningar när onormala förhållanden upptäcks.
Fallstudier
För att illustrera vikten av skyddande åtgärder i frätande miljöer, låt oss överväga några fallstudier.
Kemisk bearbetningsanläggning
En kemisk bearbetningsanläggning upplevde ofta misslyckanden med dess trefas VFD på grund av den frätande naturen hos de kemikalier som användes i produktionsprocessen. VFD: erna var inrymda i standardhöljen som gav begränsat skydd mot intrång av frätande ämnen. Som ett resultat korroderades PCB och andra metallkomponenter i VFD: erna, vilket ledde till elektriska fel och minskade prestanda.
För att ta itu med detta problem ersatte anläggningen standardhöljen med IP66-rostade rostfritt stålhöljen och belagde PCBS med en konform beläggning. Dessutom installerade anläggningen ett filtrerings- och ventilationssystem för att förhindra ackumulering av damm och föroreningar i höljen. Dessa åtgärder förbättrade VFD: s tillförlitlighet avsevärt och minskade felfrekvensen.
Avloppsanläggning
En avloppsreningsanläggning använde tre fas VFD: er för att styra hastigheten på pumparna och blåsarna i behandlingsprocessen. VFD: erna var belägna i en våt och fuktig miljö, vilket bidrog till tillväxten av mögel och bakterier. Närvaron av fukt och mögel orsakade korrosion av PCB och andra metallkomponenter i VFD: erna, vilket ledde till elektriska fel och minskad prestanda.
För att lösa detta problem installerade anläggningen ett avfuktningssystem för att minska fuktigheten i VFD -kapslarna. Dessutom belagde anläggningen PCB: erna med en fungicidisk konform beläggning för att förhindra tillväxt av mögel och bakterier. Dessa åtgärder eliminerade effektivt korrosionsproblemen och förbättrade VFD: s tillförlitlighet.
Slutsats
Sammanfattningsvis kräver man att använda en trefas VFD i en frätande miljö noggrant övervägande av utmaningarna och genomförandet av lämpliga skyddsåtgärder. Genom att förstå de grundläggande principerna för VFD -operation, identifiera de potentiella utmaningarna i frätande miljöer och implementera fysiska och elektriska skyddsåtgärder är det möjligt att säkerställa VFD: s tillförlitliga prestanda och livslängd.
Om du letar efter en pålitligFrekvenskörning för trefasmotorDet kan fungera i frätande miljöer, vi är här för att hjälpa. VårTre fas VFDSär utformade och tillverkade för att uppfylla de högsta standarderna för kvalitet och tillförlitlighet. Vi erbjuder också en radEnfasomvandlare driverför applikationer där enfaseffekt är tillgänglig. Kontakta oss idag för att diskutera dina specifika krav och lära dig mer om våra produkter och tjänster.
Referenser
- Dorf, RC, & Bishop, RH (2016). Moderna kontrollsystem. Pearson.
- Mohan, N., Undeland, TM, & Robbins, WP (2012). Power Electronics: Converters, Applications and Design. Wiley.
- Sen, PC (2010). Principer för elektriska maskiner och kraftelektronik. Wiley.