可変周波数ドライブが過熱アラームを報告すると、多くの場合、最初の反応はモーター電流が VFD の定格電流を超えているかどうかを確認することです。
出力電流が大きいと、発熱が確実に増加する可能性があります。ただし、表示されるモーター電流が正常に見えても、VFD は過熱する可能性があります。これは、ドライブの内部温度がモーター電流以外の多くの要因の影響を受けるためです。
キャリア周波数、周囲温度、キャビネットの換気、冷却ファンの状態、ほこりの蓄積、設置間隔、高度、負荷サイクルはすべて、電源コンポーネントの温度に影響を与える可能性があります。
これらの要因を理解することは、エンジニアが単に VFD をより大きなモデルに交換するのではなく、過熱の本当の原因を特定するのに役立ちます。
VFD 内の熱はどこから来るのでしょうか?
VFD には、整流器コンポーネント、DC バス、コンデンサ、パワー半導体モジュール、制御回路、冷却コンポーネントが含まれています。
動作中、整流器とパワーモジュールを通過する電流により伝導損失が発生します。同時に、出力半導体デバイスが急速にオン/オフを切り替えて、モーターの制御に必要な PWM 波形を生成します。
すべてのスイッチング イベントにより、少量のエネルギー損失が発生します。 1 つのイベントによって生成される熱は限られている可能性がありますが、毎秒数千のスイッチング イベントが発生します。したがって、蓄積されたスイッチング損失は、VFD の内部熱の重要な部分になる可能性があります。
電気キャビネット内の充電回路、DC バスコンポーネント、内部ブレーキユニット、制御電源、および周囲の機器からも追加の熱が発生する可能性があります。
キャリア周波数が VFD 温度に影響を与えるのはなぜですか?
キャリア周波数は、VFD の出力半導体デバイスが切り替わる頻度を決定します。
キャリア周波数を高くすると、モーターの可聴ノイズが減少し、モーター電流波形の滑らかさが向上する可能性があります。このため、モーターから明らかな高周波音が発生する場合、キャリア周波数を上げるユーザーもいます。
ただし、キャリア周波数を増加すると、1 秒あたりのスイッチング イベントの数も増加します。一般に、スイッチング イベントが増えると、スイッチング損失が増加し、VFD 内の熱が増加します。
VFD の温度が上昇し続ける間、モーター電流が定格値を下回る可能性があります。この状況では、現在の表示だけではドライブの完全な熱状態を示すことはできません。
したがって、キャリア周波数は、モーター、アプリケーション、ケーブル長、ノイズ要件、周囲温度、および VFD メーカーの推奨に従って選択する必要があります。不必要に高く設定すると、利用可能な出力容量が減少したり、ディレーティングが必要になる場合があります。
周囲温度は冷却にどのような影響を与えますか?
VFD は、電源コンポーネントからヒートシンクに熱を伝達し、その熱を周囲の空気に放出します。
VFD に入る空気がすでに高温である場合、ヒートシンクと周囲環境との温度差は小さくなります。冷却システムは熱を効果的に除去できなくなります。
この状況は、密閉された制御キャビネット、太陽光にさらされる屋外設置、オーブンや暖房装置のある工場、および複数の高出力デバイスが近接して設置されている環境でよく見られます。
電気キャビネット内の温度は室温より大幅に高くなることがあります。したがって、作業場の温度だけを測定すると、誤った結論につながる可能性があります。実際の動作条件では、VFD の吸気口付近の温度を確認する必要があります。
キャビネットの換気がなぜ重要ですか?
冷却ファンは、空気の流れの通り道がある場合にのみ空気を移動させることができます。キャビネットの吸気口、排気口、フィルター、VFD エアダクトが詰まっていると、熱気が排出されずにキャビネット内を循環することがあります。
一般的なインストールの問題には次のようなものがあります。
· VFD の上下のクリアランスが不十分
· 複数の VFD が互いに接近して設置されている
· 下のドライブから上のドライブに入る熱風
· キャビネットの吸気口が小さすぎる
· ファンの方向が間違っている
· フィルターやヒートシンクにゴミが詰まっている
· VFD の通気経路を遮断するケーブル
· 十分な換気が行われずにキャビネットのドアが閉じられたままになる
ほこりの多い環境では、フィルターとヒートシンクを定期的に検査し、掃除する必要があります。フィルターは、内部の空気の流れがすでに大幅に減少しているにもかかわらず、外側からは許容できるように見える場合があります。
冷却ファンが断続的な過熱を引き起こす可能性がありますか?
はい。冷却ファンは回転しているものの、ベアリングの磨耗、ほこり、速度の低下、電源の不安定などが原因で、十分な空気の流れが得られなくなる場合があります。
これにより、断続的な過熱が発生する可能性があります。 VFD は、負荷または周囲温度が低い場合には正常に動作することがありますが、生産サイクルが長くなったり、暖かい期間になると過熱アラームを報告します。
メンテナンス担当者は、ファンが回転するかどうかだけでなく、風量が強く安定しているかどうかも確認する必要があります。ファンの動作時間と交換の推奨事項も考慮する必要がありますd.
なぜ高度のディレーティングが必要なのでしょうか?
高度が高くなると、空気密度が減少します。空気密度が低いと、同じ空気流によって除去できる熱の量が減少します。
周囲温度が特に高くない場合でも、高地で動作する VFD は、海面近くに設置された同じモデルよりも冷却能力が低い場合があります。
電気機器の絶縁と冷却の要件も高度によって変化する可能性があります。設置場所がメーカーの標準動作高度を超える場合は、該当するディレーティング要件を確認する必要があります。
VFDディレーティングとは何を意味しますか?
ディレーティングとは、環境条件または動作条件が標準定格条件より厳しい場合に、VFD をその公称出力容量以下で動作させることを意味します。
高い周囲温度、高地、キャリア周波数の上昇、厳しい負荷サイクル、または換気の悪いキャビネット内への設置により、ディレーティングが必要になる場合があります。
たとえば、標準条件下で一定の定格電流を持つ VFD は、高温環境ではより低い連続出力電流で動作する必要がある場合があります。あるいは、十分な熱マージンを提供するために、より高出力の VFD を選択することもできます。
ディレーティングは、VFD に欠陥があることを示すものではありません。これは、非標準条件下で信頼性と耐用年数を維持するために使用されるエンジニアリング手法です。
過熱の問題はどのように調査する必要がありますか?
VFD が過熱アラームを報告した場合、エンジニアは以下を確認する必要があります。
· 実際の出力電流と負荷サイクル
· VFD 吸気口付近の周囲温度
· キャビネット内部の温度
· キャリア周波数の設定
· 冷却ファンの動作とエアフロー
· ヒートシンクとフィルターの清浄度
· 設置スペース
· キャビネットの吸気および排気の設計
· 高度
· 近くの熱を発生する機器
· 加速、減速、制動の頻度と継続時間
アラーム履歴も確認する必要があります。過熱が特定の時間帯、生産段階、または負荷状態でのみ発生する場合、そのパターンは原因の特定に役立つ可能性があります。
高温アプリケーションでの VEIKONG VFD の使用
VEIKONG は、幅広い産業用モーター用途向けの VFD ソリューションを提供します。信頼性の高い動作には、正しい選択、設置、換気、パラメータ設定、およびメンテナンスが不可欠です。
高い周囲温度、密閉キャビネット、高地、キャリア周波数の上昇、または継続的な重負荷を伴うアプリケーションの場合、お客様は製品選択時に関連する動作条件を提供する必要があります。
VEIKONG の営業およびエンジニアリング チームは、アプリケーションの評価、適切なモデルの推奨、追加の電力マージンやディレーティングを考慮する必要があるかどうかの判断を支援します。
モーター電流の読み取り値が正常であっても、VFD の熱状態が正常であることを必ずしも意味するわけではありません。完全な冷却環境と動作条件を調査することで、エンジニアは過熱の問題をより正確に解決し、ドライブ システムの長期的な信頼性を保護できます。
関連ワード:
VFD過熱アラーム
VFD キャリア周波数と熱
周囲温度が高い場合の VFD ディレーティング
