Túlfeszültség-védelem CNC-gépekhez
A CNC a számítógépes numerikus vezérlés rövidítése, amely a fúrók, esztergák, marógépek és 3D nyomtatókhoz hasonló megmunkáló eszközök számítógépes automatizált vezérlését jelenti.
Az alkalmazástól függően a CNC-gépek különböző típusú elektronikával rendelkeznek, például dedikált elektronikával, PLC-kkel, érintőképernyős vagy érintőképernyő nélküli kijelzőegységekkel, PC-hez való interfésszel stb.
A CNC-gépek meghibásodásai két fontos zavar (jelen lévő változó) miatt következnek be: az alacsony feszültségű hálózat állandósági hibái és átmeneti hibái.
Az állandó állapotú hibák főként több cikluson át tartó túlfeszültségből (duzzanat), harmonikus hullámokból, RFI/EMI hatásokból stb. állnak.
Az átmeneti hibák átmeneti túlfeszültségeket tartalmaznak, azaz villámcsapásokat és kapcsolási túlfeszültségeket, amelyek hegesztés, kondenzátorbank kapcsolás és hasonló műveletek során keletkeznek.
A villámlás okozta meghibásodások két fontos oka
Közvetlen villámcsapás. Ez nagyon ritka, mert a CNC-gépek egy épületen belül vannak, és alosztó táblákról kapják az áramot, míg a villámcsapásnak kitett területeken csak a fő DB viseli a közvetlen villámcsapások terhét. A másik, gyakran észrevétlen ok az induktív villámcsapás. Ebben az esetben a villámáramot az optikai szálas kábelek kivételével minden típusú kábel továbbítja.
Mielőtt az SPD-kről beszélnénk, először is tisztázzuk, mi is az a túlfeszültség, és hogyan hat a CNC-gépekre, hogy könnyebb legyen a CNC-gépek védelmére alkalmas SPD-ket telepíteni.
Egyszerűen fogalmazva, a túlfeszültség az áram és a feszültség hirtelen, rövid ideig tartó (villámlás esetén 350 mikro másodpercig, kapcsolás esetén 20 mikro másodpercig tartó) emelkedése. A túlfeszültségnek számos oka lehet.
Mesterséges átmeneti túlfeszültségek keletkeznek áramkimaradások, áramszünetek, kondenzátorok kapcsolása, nagy teljesítményű berendezések gyakori be- és kikapcsolása, hegesztés, elektrosztatikus kisülés stb. miatt. A természet kétféle túlfeszültséget generál: közvetlen villámcsapásokat, amelyek rendkívül ritkák, és távoli villámok által kiváltott közvetett túlfeszültségeket, amelyek gyakoriak.
Védje a CNC-gép elektronikáját a túlfeszültségektől és az Eprom megrongálódásától
Sokan úgy érzik, hogy ha nem látnak megégett PCB-t, akkor nem fogadják el, hogy a probléma villámlás/kapcsolási túlfeszültség hatásának tudható be. A normál üzemeltetés során gyakrabban előforduló probléma az EPROM (törölhető programozható csak olvasható memória) meghibásodása.
Ez látható az MMI (ember-gép interfész) panelen hirtelen megjelenő hibás adatokból. Általában nem szokásos gyakorlat a PLC vagy DCS hurokját kézi üzemmódba állítani, eltávolítani a sérült EPROM-ot, UV-törlővel törölni, újraprogramozni és újra üzembe helyezni, mivel ez egy hosszú és időigényes folyamat, amely termeléskieséssel jár. Ha megvizsgáljuk, miért történik hirtelen ilyen EPROM-sérülés, az ok a túlfeszültségek.
Mivel a programozás során a normál üzemi feszültségnél magasabb feszültséget kapcsolnak bizonyos EPROM-csapokra (hogy az EPROM felismerje, hogy programozási módban van, és nem normál üzemi módban).
Túlfeszültség esetén ugyanez történik. Mivel az IC csapjaiban hirtelen magas feszültség jelenik meg, a rendszer úgy véli, hogy programozási módban van, és az extra magas feszültség megjelenése miatt a csapokba.
Ez az EPROM-gyűjtés oka. Ennek eredményeként a túlfeszültségek intenzitása kizárólag felelős a CNC-gép programjainak meghibásodásáért vagy sérüléséért. A CNC-gépek SMD-jei és elektronikus berendezései úgy vannak kialakítva, hogy kibírják a feszültségszint kisebb emelkedését, amely jóval a tűréshatáron belül marad.
Ez az úgynevezett feszültségállóság, amely PLC és elektronikus berendezések esetében általában 1000 V AC RMS 1 percig, 230 V AC bemeneti tápfeszültség mellett. Ha ilyen nagyságú túlfeszültség lép fel, a berendezés nem szenved károsodást. Ezek a szintek meghaladják a szabványos tűréshatárt; idővel elég magasak ahhoz, hogy a berendezés véglegesen meghibásodjon.
Gyakori tévhitek:
Általánosságban úgy véljük, hogy az SPD-k nem szükségesek, mivel számos (más meglévő) védelmi intézkedésünk van, nevezetesen:. külső villámhárító, MCB/MCCB, megfelelő földelés, összekötés, árnyékolás, szigetelő transzformátorok, UPS, gyújtószikramentes gátak, szigetelők.
Sajnos ezeknek a berendezéseknek a célja teljesen más, és nem a berendezések átmeneti túlfeszültségektől való védelme. Elemezzük mindegyikük hatókörét.
- Külső villámvédelem jó földeléssel az épület védelmét szolgálja a közvetlen villámcsapásoktól.
- MCB (miniatűr megszakító) vagy MCCB (öntött tokos megszakító) a berendezés védelmét szolgálja az áramfrekvenciás hibaáramok áramlása miatt bekövetkező rövidzárlatok ellen. Az MCB vagy MCCB milliszekundumok alatt működik, ami azt jelenti, hogy mielőtt az MCB vagy MCCB észlelné a túlfeszültségeket, azok már áthaladtak rajtuk és károsították a berendezést.
- Földelés mind a személyzet, mind a berendezések biztonságát szolgálja.
- Kötés a földellenállás csökkentése és az egyenpotenciál fenntartása.
- Pajzs a berendezések RFI/EMI hatásoktól való védelme érdekében történik.
- Szigetelő transzformátor főként az elsődleges oldalon bekövetkező hibáktól védi a berendezéseket. Például, ha az elsődleges oldalon rövidzárlat történik, a másodlagos oldalra csatlakoztatott berendezések nem lesznek érintettek, ha azok szigetelő transzformátoron keresztül vannak csatlakoztatva.
- UPS (szünetmentes tápegység) ahogy a neve is sugallja, arra szolgálnak, hogy áramkimaradás esetén az akkumulátoron keresztül folyamatos áramellátást biztosítsanak, vagy hogy az áramellátást szűk sávon belül szabályozzák.
- Belső biztonságú korlátok vagy izolátorok veszélyes üzemi területeken (például finomítókban, petrolkémiai üzemekben, műtrágyagyárakban stb.) használják, hogy az elektromos energiát nagyon alacsony szintre korlátozzák, így rövidzárlat esetén is a rendelkezésre álló energia túl alacsony ahhoz, hogy szikrát vagy tüzet okozzon.
Ezért az SPD-k az egyetlen védelmet nyújtják a CNC-gépek számára az átmeneti túlfeszültségekkel szemben. Most megbeszélhetjük az SPD megfelelő kiválasztását és telepítését a CNC-gép zavartalan működése érdekében.
A CNC-gép bejövő áramellátásától függően, azaz háromfázisú semleges vagy semleges nélküli, az SPD-ket potenciálmentes érintkezővel, hőlekapcsolóval, beleértve az alapelemet és a dugaszolható levezetőket kell felszerelni, amelyeket a fázis és a semleges (3 db háromfázisú semleges esetén) és a semleges és a védőföld között kell csatlakoztatni. A háromfázisú tápellátáshoz (L-N), (N-E) a helyi vagy alelosztó táblán vagy elágazó panelen elhelyezett SPD-knek L-N-hez 1 MOV-val (275 V-os MCOV-val, hogy kezelni tudják a tápellátás ingadozásait) és N-E-hez SPARK GAP-pal kell rendelkezniük. A követelmény osztálya az IEC 61643-11 szerint I + II osztály. Ez az első védelmi szint.
Ahhoz, hogy az MMI 24 V-os egyenáramú tápellátással vagy DI/DO-val rendelkező PLC-vel rendelkezzen, a fő elosztótáblában található I. és II. osztályú SPD-k mellett megfelelő SPD-ket is ki kell választani.
Az alábbiakban felsoroljuk azokat a gépeket, amelyek túlfeszültség-védelmet igényelnek:
| Gépek típusai | |
| Szerszámgépek: | FémvágásFémformázás |
| Műanyagipari gépek: | Fröccsöntő gépekExtrudáló gépekFúvógépekSpeciális feldolgozó gépekTermosztátos fröccsöntő gépekMéretcsökkentő berendezések |
| Faipari gépek: | Faipari gépekLamináló gépekFűrészmalom gépek |
| Anyagmozgató gépek: | Ipari robotokTranszfergépekVálogató gépek |
| Ellenőrző/tesztelő gépek: | Koordináta mérőgépek Folyamat közbeni mérőgépek |
| Csomagológépek: | Kartonpántoló gépekDobtöltő gépekRaklapozó gépek |
CNC túlfeszültség-védelem és áramszűrés
A CNC (számítógépes numerikus vezérlésű) berendezések túlfeszültség-védelme és villámvédelme rendkívül fontos szerepet játszik ezeknek a bonyolult és értékes gépeknek a tranziens és túlfeszültségek káros hatásaitól való megóvásában. A CNC-gépek, amelyek széles skáláját fedik le az esztergáktól és marógépektől a lézerrendszerekig és 3D-nyomtatókig, kulcsfontosságú szerepet töltenek be a modern gyártási folyamatokban. Ezek a gépek érzékenyek a feszültségingadozásokra, átmeneti feszültségtüskékre és elektromos túlfeszültségekre, amelyek különböző forrásokból származhatnak, például villámcsapásokból, az elektromos hálózat ingadozásából vagy a berendezések kapcsolásából.
A túlfeszültség elleni védelem fontossága a CNC-gépeknél
A túlfeszültség-védelem bevezetése segít megvédeni a CNC-gépeket a feszültségingadozásoktól, megelőzve az üzemszünethez, anyagveszteséghez és az azt követő pénzügyi veszteségekhez vezető, potenciálisan katasztrofális károkat. A túlfeszültség megzavarhatja a működést, ronthatja a gépek pontosságát és precizitását, hibákat és leállásokat okozhat, sőt visszafordíthatatlan károkat is okozhat, ami drága javításokat vagy cseréket tesz szükségessé.
Túlfeszültség-védelem VFD-hez
Túlfeszültség-védelmi eszközök segítségével megvédhető a VFD a feszültségtranziens, feszültségcsúcsok és túlfeszültségek ellen, amelyeket általában villámcsapások okoznak.
Változó frekvenciájú hajtás (VFD)
A változó frekvenciájú hajtás (VFD), más néven változó sebességű hajtás (VSD) az elektromos berendezések mozgó alkatrészeinek fő komponense.
Ez az eszköz lehetővé teszi szinte bármely elektromos motor sebességének szabályozását, amely egyébként mindig állandó sebességgel működne. Ez az elektromos motorok kimeneti frekvenciájának beállításával történik.
A VFD-k számos alkalmazásban megtalálhatók: szivattyúpanelek, HVAC kompresszorok, szállítószalagok, CNC-gépek, fúvók, szerszámgépek sebessége stb. Ezért több iparágban is megtalálhatók, például a szennyvízkezelés, az olaj- és gázipar, valamint az ipari gépek területén.
Frekvenciaváltók túlfeszültség-védelme
A frekvenciaváltó általában egy egyenirányítóból, egyenáramú kapcsolóból, inverterből és vezérlő elektronikából áll (1. ábra).
1. ábra – A frekvenciaváltó alapelve
Az inverter bemenetén egyfázisú váltakozó áramú feszültség vagy háromfázisú vonal-vonal váltakozó áramú feszültség pulzáló egyenáramú feszültséggé alakul, és a DC-kapcsolatba kerül, amely egyben energiatároló rendszerként (pufferként) is szolgál.
A DC-kapcsolatban található kondenzátorok és a hálózati szűrőben található földelt L-C szakaszok problémákat okozhatnak a felfelé irányuló maradékáram-védelmi eszközökkel (RCD-k). Ezeket a problémákat gyakran tévesen a túlfeszültség-levezetővel hozzák összefüggésbe. Ezeket azonban a frekvenciaváltó rövid ideig tartó hibaáramai okozzák, amelyek elég magasak ahhoz, hogy az érzékeny RCD-ket kioldják. Ez megakadályozható túlfeszültség-biztos RCD megszakítóval, amely 3 kA (8/20 µs) és annál nagyobb kisülési kapacitással kapható, I kioldási árammal.∆n = 30 mA.
Az inverter a vezérlőelektronika segítségével impulzusos kimeneti feszültséget biztosít. Minél magasabb a vezérlőelektronika impulzusfrekvenciája az impulzus szélesség modulációhoz, annál inkább hasonlít a kimeneti feszültség egy szinuszgörbéhez. Azonban minden impulzusnál egy feszültségcsúcs keletkezik, amely ráépül az alap hullámra. Ez a feszültségcsúcs több mint 1200 V-os értékeket ér el (a frekvenciaváltótól függően). Minél jobb a szinuszgörbe szimulációja, annál jobb a motor futási és vezérlési teljesítménye. Ez azonban azt jelenti, hogy a frekvenciaváltó kimenetén gyakrabban fordulnak elő feszültségcsúcsok.
A frekvenciaváltóhoz megfelelő túlfeszültség-levezető kiválasztásához figyelembe kell venni a maximális folyamatos üzemi feszültséget (Uc), amely meghatározza a túlfeszültség-védelmi eszköz csatlakoztatható maximális megengedett üzemi feszültségét. A frekvenciaváltók működése során fellépő feszültségcsúcsok miatt magas Uc értékű levezetőket kell használni, hogy elkerülhető legyen a túlfeszültség-levezető “normál” üzemi körülmények közötti felmelegedése és az ezzel járó feszültségcsúcsok okozta “mesterséges öregedés”.
A túlfeszültség-levezető készülékek felmelegedése rövidebb élettartamhoz és a túlfeszültség-levezető készüléknek a védelmezendő berendezésről való leválásához vezethet.
2. ábra – A motor tápkábelének EMC-kompatibilis árnyékolású csatlakozása
A frekvenciaváltó kimeneténél a magas impulzusfrekvencia mezőalapú interferenciát okoz. Az egyéb rendszerek zavarásának elkerülése érdekében a motor tápkábelét árnyékolni kell. A motor tápkábelének árnyékolását mindkét végén, azaz a frekvenciaváltónál és a motornál is földelni kell.
Ehhez nagy felületű érintkezést kell biztosítani a pajzshoz, lehetőleg állandó erősségű rugókkal (2. ábra), hogy teljesüljenek az EMC követelmények. Az egymásba kapcsolódó földelő rendszerek, azaz a frekvenciaváltó földelő rendszerének a hajtómotor földelő rendszeréhez való csatlakoztatása csökkenti a berendezés különböző részeinek potenciális különbségeit, így megakadályozva, hogy kiegyenlítő áramok folyjanak át a pajzson.
A frekvenciaváltó épületautomatizálásba történő integrálásakor minden értékelő és kommunikációs interfészt túlfeszültség-védelmi eszközökkel kell védeni, hogy megelőzzék a túlfeszültség okozta rendszerhibákat. A 3. ábra a vezérlő interfész 4–20 mA példáját mutatja.
3. ábra – Frekvenciaváltó LPZ 0-ban elhelyezett hajtásokkalA és LPZ 1
Ajánlott SPD CNC marógépekhez
Általános túlfeszültség-védelem
A túlfeszültségek lehetnek hosszú távúak, ideiglenesek vagy csak rövid ideig tartó átmeneti jelenségek (túlfeszültség). A túlfeszültség vagy feszültségcsúcs egy rövid ideig tartó magas feszültség, amely általában jóval meghaladja a névleges feszültséget. Az átmeneti túlfeszültség légköri eredetű lehet (villámcsapás) vagy a hálózatban bekövetkező kapcsolási átmeneti jelenség. Az átmeneti túlfeszültségek ellen népszerű és hatékony védelmet nyújtanak a túlfeszültség-levezető eszközök.
Ezek az eszközök rendkívül nemlineáris impedanciával rendelkeznek az alkalmazott feszültség függvényében. Normál működés közben (a küszöbfeszültség alatt) a túlfeszültség-levezető eszközök impedanciája nagyon magas, és csak elhanyagolható szivárgási áram folyik át rajtuk. Amikor a feszültség meghaladja a küszöbértéket, az impedancia drasztikusan csökken, és a túlfeszültség-levezető eszköz útját adja a túlfeszültségi áramnak. A túlfeszültség-levezető eszközöket általában fázis-föld, fázisok közötti vagy mindkettő kombinációja esetén alkalmazzák.
4. ábra – Fázis-föld és fázis-fázis közötti túlfeszültség-levezető.webp
A helyesírás lehet mind „surge arrester”, mind „surge arrestor”. Egy másik elnevezés a „surge protection device” (SPD).
A túlfeszültség-levezető készülékek alkalmasak a VFD-vel táplált motorok védelmére?
A túlfeszültség-levezetőket általában az elektromos berendezések túlfeszültség elleni védelmére használják. Ugyanakkor sok feszültségforrás-inverter nem szinuszos feszültséget termel, ami megterheli a gép szigetelését. Ezért felmerül a kérdés, hogy a túlfeszültség-levezetők alkalmasak-e a változó frekvenciájú hajtásokkal ellátott motorok védelmére?
A rövid válasz: ‘Nem’. A feszültségforrás-inverterrel rendelkező legtöbb hajtásrendszer nem profitál a túlfeszültség-levezetőből. Éppen ellenkezőleg, a túlfeszültség-levezető telepítése valószínűleg
5. ábra – A túlfeszültség-levezető készülékek alkalmasak-e a VFD-vel táplált motorok védelmére?
Változó frekvenciájú hajtások védelme túlfeszültség-védelmi eszközökkel (SPD-k)
A kifinomult és rendkívül érzékeny mikroprocesszor-alapú elektronika és adatátviteli hálózatok a mai gyorsan változó üzleti világ minden szektorában megtalálhatók. Ezen kritikus fontosságú rendszerek védelme a túlfeszültségek, feszültségcsúcsok és átmeneti jelenségek káros hatásaitól biztosítja, hogy ezek a rendszerek ne sérüljenek meg, ne szakadjon meg a szolgáltatásuk, és ne keletkezzenek költséges leállások. Az SPD-k megfelelő telepítése ugyanolyan fontos lehet, mint maguknak a készülékeknek a megvásárlása.
Összességében a megfelelően telepített túlfeszültség-védelmi eszközök csökkentik a véletlenszerű, nagy energiájú, rövid ideig tartó elektromos áramellátási rendellenességek mértékét. Ezeket az eseményeket általában légköri jelenségek (például villámcsapások), közüzemi kapcsolások, induktív terhelések és belső túlfeszültségek okozzák.
A meghajtók védelme
A motorok vezérlésére különböző típusú hajtások használata széles körben elterjedt. A hajtás célja a vezérelt motor hatékonyságának növelése vagy sebességének szabályozása. Különböző folyamatok és vezérlő mechanizmusok révén a hajtás gyakran átalakítja a szinuszhullámot, hogy a motor számára olyan jelet biztosítson, amely nagyobb hatékonyságot tesz lehetővé, vagy változtatja a jel frekvenciáját a motor sebességének szabályozása érdekében.
A hajtás működése miatt az elektromos környezet energiaellátásának minősége romolhat. Azaz a hajtások feszültségtüskéket és harmonikus hullámokat okozhatnak a rendszerben.
Túlfeszültség-védelmi eszközök (SPD-k) alkalmazása a hajtásrendszerben a feszültségtúlfeszültségek miatt bekövetkező károsodások enyhítése érdekében, figyelembe véve a harmonikus hullámok túlfeszültség-védelmi eszközre gyakorolt hatását.
SPD-k alkalmazása a hajtásrendszerben
Az SPD-k hajtásrendszerben való alkalmazásának leírásához lásd az ábrát. Ez az ábra egy tipikus hajtás elrendezését szemlélteti. A bejövő áram általában delta konfigurációjú (3 fázis és földelés).
Gyakran a bejövő feszültség 480 V, de más feszültségek is használhatók. A bejövő áramot általában alacsonyabb feszültségre (jellemzően 120 V AC) csökkentik, amely áramot szolgáltat a vezérlő áramkörnek. A vezérlő áramkör érzékeny elektronikát tartalmaz. Miután a hajtás hatással van az áramra, a kimenet a motorhoz kerül.
Mint már említettük, ötféle lehetőség áll rendelkezésre a tipikus hajtásrendszer védelmére – mindegyik körbeírt számmal van jelölve, és az alábbiakban ismertetjük őket.
- Hajtás bemenet
A hajtás bemenetének védelme elengedhetetlen lépés a hajtásrendszer védelmében. Ennek a helynek a védelme megakadályozza a túlfeszültség okozta károkat, amelyek az elektromos rendszerben felmerülő eseményekből, külső eseményekből (pl. villámlás és a közüzemi hálózat által okozott kapcsolási túlfeszültségek) vagy ugyanazon a rendszeren működő több hajtás kölcsönhatásából származnak.
Ezen a helyen egy párhuzamosan kapcsolt, feszültségérzékeny áramköri eszköz megfelelő – olyan, amely nem rendelkezik frekvenciaérzékeny áramkörrel. Frekvenciaérzékeny áramkör nem ajánlott ezen a helyen, mivel ez a hely általában érzékenyebb az impulzusos tranziensekre, mint a gyűrűhullám-tranziensekre.
- Inverter bemenet
Az inverter bemenete a hajtás egyik legérzékenyebb és legkritikusabb területe. Ezen a helyen kell különös figyelmet fordítani és megfelelő vizsgálatot elvégezni. Párhuzamosan kapcsolt, frekvenciára reagáló áramköri eszközt lehet telepíteni, feltéve, hogy meggyőződött arról, hogy a hajtáson belül nincs további kondenzátor telepítve a harmonikus áramok csökkentésére.
Ha további kondenzátorok vannak felszerelve, akkor erre a helyre egy párhuzamosan kapcsolt, feszültségérzékeny áramköri eszköz megfelelő – olyan, amely nem rendelkezik frekvenciaérzékeny áramkörrel. Frekvenciaérzékeny áramkör nem ajánlott erre a helyre, mivel a magas harmonikus tartalom miatt további kondenzátorok felszerelésére volt szükség. Frekvenciaérzékeny áramköri eszközök felszerelése erre a helyre az SPD meghibásodásához vezet.
- Vezérlő áramkör
A vezérlő áramkör érzékeny elektronikát tartalmaz, amelyet a hajtás által létrehozott környezet vagy külső forrásokból származó túlfeszültségek károsíthatnak. Ezen a helyen elengedhetetlen a védelem.
Mivel egy lépcsőzetes transzformátor izolálja ezt az áramkört és táplálja az érzékeny elektronikát, ezért erre a helyre sorba kapcsolt, frekvenciára reagáló áramkörrel rendelkező SPD használata ajánlott.
- Hajtás teljesítménye
A közvetlen hajtás kimenetének védelme ajánlott, ha a hajtás és a motor közötti kapcsolat hossza meghaladja az 50 láb (15 m) hosszúságot, vagy ha a kapcsolat külső fal mentén vagy kültéren halad.
Az egyik ok, amiért a motorhoz vezető hosszú vezeték esetén a közvetlen kimenetet védeni kell, az a visszaverődő hullámok, amelyek akkor keletkezhetnek, amikor a hajtás kimenetéről érkező jel (gyakran magasabb frekvenciájú) eléri a motort, majd a hajtás és a motor között oda-vissza visszaverődik. Ez a jelenség “feszültséghalmozódást” okozhat – a visszaverődő feszültség hozzáadódik a névleges feszültséghez és más visszaverődő hullámokhoz. Az SPD segít csökkenteni a visszaverődő hullámok feszültségcsúcsait.
A hosszú vezetékek és a külső falak vagy ajtók mentén elhelyezett vezetékek visszaverődő hullámokat okozhatnak. A visszaverődő hullámok akkor keletkeznek, amikor a kimeneti meghajtóból érkező jel (gyakran magasabb frekvenciájú) eléri az anyát, és a meghajtó és a motor között oda-vissza verődik. Ez a folyamat “feszültséghalmozódást” eredményez. A visszaverődő feszültség hozzáadódik a névleges feszültséghez és más visszaverődő hullámokhoz. Az SPD segít csökkenteni a visszaverődő hullámok feszültségcsúcsait.
Ennél is fontosabb, hogy ha a hajtás és a motor közötti kapcsolat a szabadban, a környezeti hatásoknak kitett útvonalon vagy az épület acélszerkezetéhez közel halad, akkor ezen a helyen elengedhetetlen a védelem, hogy csökkentsék a közvetlen villámcsapás vagy a közeli villámlás okozta indukált feszültségtúlfeszültségek hatását. Ezek a túlfeszültségek károsíthatják a hajtást, még akkor is, ha a motor bemenetén védelem van.
Ezen a helyen egy párhuzamosan kapcsolt, feszültségérzékeny áramköri eszköz megfelelő – olyan, amely nem rendelkezik frekvenciaérzékeny áramkörrel. A frekvenciaérzékeny áramkör nem ajánlott ezen a helyen, mivel a hajtás normál működése miatt a jel magas harmonikus tartalommal rendelkezik. Frekvenciaérzékeny áramköri eszközök telepítése ezen a helyen az SPD meghibásodásához vezet. Feszültségérzékeny áramköri eszköz használata ezen a helyen kiküszöböli ezt a lehetőséget.
- Motor bemenet
A motor bemenetének védelme elengedhetetlen lépés a hajtásrendszer védelmében. Az ezen a helyen biztosított védelem megakadályozza a hajtás kimenetéről a motor bemenetére terjedő események okozta túlfeszültségi károkat. Ezen a helyen biztosított védelem hozzájárul a motor élettartamának meghosszabbításához, mivel az SPD segít megelőzni a motor tekercseinek és csapágyainak túlfeszültség okozta károsodását.
Továbbá, ha a hajtás és a motor közötti kapcsolat kültéren halad, a környezeti hatásoknak kitett útvonalon vagy az épület acélszerkezetének közelében, akkor fontos a védelem ezen a helyen, hogy csökkentsék a közvetlen villámcsapás vagy a közeli villámcsapás okozta indukált feszültségtúlfeszültség hatását. Ezek a túlfeszültségek károsíthatják a motort, még akkor is, ha a hajtás kimenetén védelem van.
Ezen a helyen egy párhuzamosan kapcsolt, feszültségérzékeny áramköri eszköz, frekvenciaérzékeny áramkör nélkül, megfelelő. Frekvenciaérzékeny áramkör nem ajánlott ezen a helyen, mivel a hajtás normál működése miatt a jel magas harmonikus tartalommal rendelkezik. Frekvenciaérzékeny áramköri eszközök telepítése ezen a helyen az SPD meghibásodásához vezet. Feszültségérzékeny áramköri eszköz használata ezen a helyen kiküszöböli ezt a lehetőséget.
Túlfeszültség és túlfeszültség elleni védelem a változó frekvenciájú hajtásokban (VFD-k)
Mint minden más elektromos rendszer, a VFD rendszereket is védeni kell a túlfeszültségek és a túlfeszültség-tranziens ellen. Ezek a túlfeszültségek a hálózati oldalon keletkezhetnek, vagy maguk a hajtások generálhatják őket.
Általában az áramellátó rendszerből származó túlfeszültségek ritkábban fordulnak elő, és nagyobb energiával és amplitúdóval rendelkeznek. Ezek a túlfeszültségek lehetnek villámlás okozta túlfeszültségek vagy az áramellátó rendszerből származó kapcsolási túlfeszültségek.
Ezen túlfeszültségek mellett a konverter/inverter működése is olyan túlfeszültségeket okozhat, amelyek káros hatással lehetnek az érzékeny elektronikus áramkörökre. A hajtásrendszer hatékony túlfeszültség-védelme meg kell, hogy védje a teljesítményelektronikai kapcsolókat és a vezérlő áramkört, valamint a motort.
Egy tipikus hajtásrendszerben öt ponton lehet túlfeszültség-védelmi eszközöket elhelyezni, amint azt a 6. ábra mutatja.
6. ábra – Az ezeken a helyeken használt SPD-k védőberendezéseket használhatnak
Az ezeken a helyeken használt SPD-k különböző technológiájú védelmi eszközöket alkalmazhatnak. A kereskedelmi forgalomban kapható termékek esetében egyes SPD-k más termékekkel, például szűrőkkel integrálhatók, hogy védelmet nyújtsanak a rossz minőségű áramellátás vagy a magas harmonikus torzítás ellen.
Minden alkalmazás
| Fejlett véletlenszerű forgó kés bütykös keveréssel | Légkompresszor |
| Hőformázott buborékcsomagolás | Kartonozó |
| Centrifuga | Szállítószalag |
| Daruzás/Emelés | Dinamométer |
| Lift és mozgólépcső | Extrudálás |
| Ventilátorok/fúvók | Hosszúság szerint adagolás |
| Általános gépek | HVAC |
| Öntözés | Címkéző |
| Mosoda | Lineáris repülő olló |
| Szerszámgép | Keverő |
| Csomagolás | Rakodógép |
| Precíziós csiszolás | Szivattyú |
| Lyukasztó prés | Forgó kés |
| Rotációs elhelyező | Csavaros adagoló |
| Forgóasztalos indexelő | Szinkronizáló szíj |
| Textil | Tekercselés |
