Wie arbeitet eine Dreiphasen -VFD in einer korrosiven Umgebung?

Als Lieferant von Dreiphasen -Variablenfrequenz -Laufwerken (VFDs) habe ich zahlreiche Anfragen darüber gestellt, wie diese hoch entwickelten Geräte in korrosiven Umgebungen funktionieren. Dieses Thema ist von größter Bedeutung, da viele industrielle Anwendungen wie chemische Verarbeitungsanlagen, Abwasserbehandlungsanlagen und Offshore -Öl -Bohrinseln Geräte für stark korrosive Substanzen aussetzen. Das Verständnis der betrieblichen Mechanismen und Herausforderungen von drei Phasen -VFDs unter solch rauen Bedingungen ist entscheidend, um eine zuverlässige Leistung und Langlebigkeit zu gewährleisten.

Grundprinzipien des VFD -Betriebs von drei Phasen

Bevor Sie sich mit den Funktionsweise des Betriebs in korrosiven Umgebungen befassen, ist es wichtig, die grundlegenden Prinzipien von a zu erfassenDrei -Phase -VFD. Eine Dreiphasen-VFD ist ein elektronisches Gerät, das die Geschwindigkeit eines Drei-Phasen-Wechselstrommotors steuert, indem die an den Motor gelieferte Frequenz und Spannung variiert. Es besteht aus drei Hauptabschnitten: dem Gleichrichter, dem DC -Bus und dem Wechselrichter.

Der Gleichrichterabschnitt wandelt die eingehende dreiphasige Wechselstromleistung in Gleichstrom um. Dies wird typischerweise mit einer Reihe von Dioden oder Thyristoren erreicht, die in einer Brückenkonfiguration angeordnet sind. Die DC -Leistung wird dann im DC -Bus gespeichert, der aus Kondensatoren besteht, die dazu beitragen, die DC -Spannung zu glätten und eine stabile Stromquelle für den Wechselrichter bereitzustellen.

Der Wechselrichterabschnitt ist für die Umwandlung der Gleichstromleistung in dreiphasige Wechselstrom mit variabler Frequenz und Spannung verantwortlich. Dies wird unter Verwendung von Power-Semiconductor-Geräten wie bipolarer Transistoren (isoliert-gate bipolarer Transistoren) oder metalloxid-altersemischem Feld-Effekt-Transistoren (MOSFETs) erreicht. Durch die Steuerung des Umschaltens dieser Geräte kann der Wechselrichter eine Ausgangsspannung und Frequenz erzeugen, die den Anforderungen des Motors entspricht.

Herausforderungen in korrosiven Umgebungen

Korrosive Umgebungen stellen mehrere Herausforderungen für den Betrieb von drei Phasen -VFDs dar. Das Hauptanliegen ist der Abbau der elektronischen Komponenten aufgrund des Vorhandenseins von korrosiven Substanzen wie Säuren, Alkalien, Salzen und Feuchtigkeit. Diese Substanzen können Korrosion der gedruckten Leiterplatten (PCBs), Anschlüsse und anderer Metallkomponenten verursachen, was zu elektrischen Ausfällen, Kurzstrecken und einer verringerten Leistung führt.

Eine weitere Herausforderung ist die Ansammlung von Staub, Schmutz und anderen Verunreinigungen auf der Oberfläche des VFD und in seinem Gehäuse. In korrosiven Umgebungen können diese Verunreinigungen mit den ätzenden Substanzen reagieren, um leitfähige Pfade zu bilden, die elektrische Störungen und Schäden an den elektronischen Komponenten verursachen können. Darüber hinaus kann das Vorhandensein von Feuchtigkeit das Wachstum von Schimmel und Bakterien fördern, was die Leistung der VFD weiter beeinträchtigen kann.

Schutzmaßnahmen

Um den zuverlässigen Betrieb von drei Phasen -VFDs in korrosiven Umgebungen zu gewährleisten, können mehrere Schutzmaßnahmen durchgeführt werden. Diese Maßnahmen können weitgehend in zwei Arten eingeteilt werden: physikalischer Schutz und elektrischer Schutz.

Physischer Schutz

• Gehege Design: Die VFD sollte in einem geeigneten Gehäuse untergebracht sein, das Schutz vor dem Eindringen von ätzenden Substanzen, Staub und Feuchtigkeit bietet. Das Gehäuse sollte aus einem korrosionsbeständigen Material wie Edelstahl oder Glasfaser bestehen und eine hohe Bewertung des Eingangsschutzes (IP) aufweisen. Beispielsweise bietet ein IP66-Gehäuse einen vollständigen Schutz gegen Staubein- und Schutz gegen starke Wasserstrahlen.
• Beschichtung und Beschichtung: Die PCB und andere Metallkomponenten des VFD können mit einem korrosionsbeständigen Material wie konformaler Beschichtung oder Nickelbeschichtung beschichtet oder plattiert werden. Die konforme Beschichtung ist eine dünne Schicht von Schutzmaterial, die auf die PCB aufgetragen wird, um die Eindringen von Feuchtigkeit, Staub und korrosiven Substanzen zu verhindern. Die Nickelbeschichtung ist ein Prozess der Ablagerung einer Nickelschicht auf der Oberfläche der Metallkomponente, um eine Barriere gegen Korrosion zu liefern.
• Filterung und Belüftung: Das VFD -Gehäuse sollte mit Filtern und Lüftungssystemen ausgestattet sein, um die Ansammlung von Staub, Schmutz und anderen Verunreinigungen zu verhindern. Die Filter sollten so ausgelegt sein, dass Partikel- und Korrosivgase aus der Luft, die in das Gehäuse eindringt, entfernen. Das Lüftungssystem sollte so ausgelegt sein, dass ein positiver Druck innerhalb des Gehäuses aufrechterhalten wird, um die Eindringen von ätzenden Substanzen zu verhindern.

Elektrischer Schutz

• Schubschutz: Korrosive Umgebungen sind aufgrund von Blitzeinschlägen, Stromnetzstörungen und anderen Faktoren häufig anfällig für elektrische Anstände. Die VFD sollte mit Anstiegsschutzgeräten wie Metalloxidvaristoren (MOVS) oder Gasentladungsröhrchen (GDTs) ausgestattet sein, um die elektronischen Komponenten vor Schäden zu schützen, die durch elektrische Stürme verursacht werden.
• Erdung und Bindung: Die ordnungsgemäße Erdung und Bindung sind wichtig, um die Sicherheit und Zuverlässigkeit des VFD in korrosiven Umgebungen zu gewährleisten. Die VFD sollte auf ein Bodensystem mit niedrigem Impedanz geerdet werden, um die Ansammlung statischer Elektrizität zu verhindern und einen Weg für elektrische Fehler zu bieten. Das Gehäuse und andere Metallkomponenten des VFD sollten miteinander verbunden werden, um die elektrische Kontinuität zu gewährleisten und die Bildung elektrischer potenzieller Unterschiede zu verhindern.
• Überwachung und diagnostische Systeme: Die VFD sollte mit Überwachungs- und diagnostischen Systemen ausgestattet sein, um potenzielle Probleme zu erkennen und zu diagnostizieren, bevor sie erhebliche Schäden verursachen. Diese Systeme können Parameter wie Temperatur, Spannung, Strom und Frequenz überwachen und Warnungen und Warnungen liefern, wenn abnormale Bedingungen festgestellt werden.

Fallstudien

Um die Bedeutung von Schutzmaßnahmen in korrosiven Umgebungen zu veranschaulichen, berücksichtigen wir einige Fallstudien.

Chemische Verarbeitungsanlage

In einer chemischen Verarbeitungsanlage wurde aufgrund der korrosiven Art der im Produktionsprozess verwendeten Chemikalien häufige Ausfälle seiner drei Phasen -VFDs auftraten. Die VFDs wurden in Standardgehäusen untergebracht, die einen begrenzten Schutz vor dem Eindringen von ätzenden Substanzen bildeten. Infolgedessen wurden die PCB und andere Metallkomponenten der VFDs korrodiert, was zu elektrischen Ausfällen und einer verringerten Leistung führte.

Um dieses Problem zu lösen, ersetzte die Anlage die Standardgehäuse durch IP66-Bewertungen aus Edelstahl und überzogen die PCBs mit einer konformen Beschichtung. Zusätzlich installierte die Anlage ein Filter- und Lüftungssystem, um die Ansammlung von Staub und Verunreinigungen innerhalb der Gehäuse zu verhindern. Diese Maßnahmen verbesserten die Zuverlässigkeit der VFDs signifikant und reduzierten die Frequenz der Fehler.

Abwasserbehandlungsanlage

Eine Abwasserbehandlungsanlage verwendete drei Phasen -VFDs, um die Geschwindigkeit der Pumpen und Gebläse im Behandlungsprozess zu kontrollieren. Die VFDs befanden sich in einer nassen und feuchten Umgebung, die dem Wachstum von Schimmel und Bakterien förderlich war. Das Vorhandensein von Feuchtigkeit und Schimmel verursachte Korrosion der PCBs und anderer Metallkomponenten der VFDs, was zu elektrischen Ausfällen und einer verringerten Leistung führte.

Um dieses Problem zu lösen, installierte die Einrichtung ein Entfeuchtungssystem, um die Luftfeuchtigkeit innerhalb der VFD -Gehäuse zu verringern. Darüber hinaus überzogen die Einrichtung die PCBs mit einer konformen Beschichtung mit fungiziden Konformen, um das Wachstum von Schimmel und Bakterien zu verhindern. Diese Maßnahmen haben die Korrosionsprobleme effektiv beseitigt und die Zuverlässigkeit der VFDs verbessert.

Abschluss

Zusammenfassend erfordert der Betrieb einer Drei -Phase -VFD in einer korrosiven Umgebung eine sorgfältige Berücksichtigung der Herausforderungen und die Umsetzung geeigneter Schutzmaßnahmen. Durch das Verständnis der Grundprinzipien des VFD -Betriebs, der Ermittlung der potenziellen Herausforderungen in korrosiven Umgebungen und der Umsetzung physischer und elektrischer Schutzmaßnahmen ist es möglich, die zuverlässige Leistung und Langlebigkeit der VFD zu gewährleisten.

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Referenzen

• Dorf, RC & Bishop, RH (2016). Moderne Steuerungssysteme. Pearson.
• Mohan, N., Uneland, TM & Robbins, WP (2012). Leistungselektronik: Konverter, Anwendungen und Design. Wiley.
• Sen, PC (2010). Prinzipien von elektrischen Maschinen und Leistungselektronik. Wiley.