Controllo di temperatura e umidità di quadro elettrico per inverter di frequenza

Il controllo della temperatura del quadro elettrico di un variatore di frequenza è un fattore che, se trascurato, può causare seri problemi all'apparecchiatura, proteggendo i variatori di velocità (VSD) e altre apparecchiature elettroniche all'interno del quadro elettrico. Spesso, nel configurazione e messa in servizio di inverter di frequenza e altri componenti di controllo in quadri elettrici, viene eseguito in ambienti ad alta temperatura e/o alta umidità. I componenti elettronici dell'azionamento sono classificati per funzionare entro intervalli di temperatura e umidità specificati per garantire la longevità e un'adeguata erogazione di corrente, pertanto esistono rischi reali e impatti sui costi associati all'ignorare i limiti ambientali.

Controllo della temperatura degli armadi elettrici per inverter di frequenza

Sebbene vi sia una certa variabilità da produttore a produttore, i convertitori di frequenza variabili sono generalmente soggetti a declassamento, ossia a una riduzione dell'amperaggio nominale in uscita, per il funzionamento tra 40 °C e 50 °C. Ad esempio, alcuni produttori specificano che la corrente di uscita deve essere ridotta di 1% per ogni 1°C al di sopra dei 40°, tenendo presente che queste unità non sono progettate per il funzionamento al di sopra dei 50°. Questo per tenere conto dell'aumento della resistenza a temperature più elevate e per proteggere i componenti elettronici sensibili da uno stress eccessivo. A volte il valore massimo di 50 °C viene indicato nelle informazioni del produttore come destinato a un uso «intenso» o «sovraccarico». Questo non deve essere confuso con la capacità di sovraccarico richiesta per le applicazioni a coppia costante: i requisiti di carico più elevati nell'uso a coppia costante devono essere considerati separatamente da qualsiasi declassamento di temperatura richiesto. I produttori possono fornire curve di declassamento per i loro inverter a frequenza variabile che forniscono i dettagli pertinenti.

Anche con la riduzione di potenza, è necessario un controllo aggiuntivo per mantenere le temperature degli inverter a livelli accettabili. Ciò è dovuto in gran parte al fatto che gli inverter generano una quantità significativa di calore durante il funzionamento.

Le unità più piccole (ad esempio, inferiori a 5 HP (3,7 kW)) sono generalmente dotate solo di dissipatori di calore esterni, mentre le unità più grandi hanno uno o più ventilatori interni utilizzati per aspirare aria sull'elettronica.

Secondo i dati di alcuni produttori, un'unità da 100 HP (75kW) può dissipare 5100 Btu/h (1,5kW) o più in condizioni operative normali. Se questo calore è contenuto all'interno di un quadro elettrico, la temperatura interna può facilmente superare i limiti di temperatura causando un guasto prematuro dell'azionamento. I produttori di azionamenti a frequenza variabile forniscono requisiti molto specifici per le distanze di installazione e i metodi di montaggio al fine di garantire che le loro unità siano raffreddate adeguatamente. Quando gli azionamenti vengono montati a parete o a pavimento come unità autonome, questi metodi possono essere sufficienti, ma l'installazione all'interno di quadri elettrici per azionamenti a frequenza variabile spesso richiede un controllo della temperatura aggiuntivo. Questo controllo della temperatura viene generalmente fornito tramite ventilazione forzata ad aria o raffreddamento a refrigerante.

Nei casi in cui la temperatura ambiente non sia eccessiva, è possibile installare ventilatori nelle pareti o nelle porte dell'involucro. I ventilatori sono dimensionati per fornire il flusso d'aria secondo le raccomandazioni dei produttori, che tengono conto della dissipazione del calore dell'unità e presuppongono una temperatura ambiente massima nominale. I ventilatori sono inoltre solitamente dotati di filtri appropriati per proteggere il contenuto del cabinet da polvere e sporco; i kit di filtri possono essere specificati per uso interno o esterno a seconda delle necessità.

Per i convertitori di frequenza più grandi, in particolare quando i quadri elettrici sono installati all'esterno in climi caldi, è necessario il raffreddamento con apparecchiature di condizionamento. Non è raro che per un convertitore di frequenza da 100 HP (75 kW) e i relativi componenti di controllo sia necessaria una capacità di raffreddamento di 8000 Btu (2,3 kWh) o più all'interno del quadro. I requisiti di raffreddamento possono essere influenzati anche dalla posizione dell'installazione. Ad esempio, i produttori raccomandano di non installare i convertitori di frequenza e i pannelli di controllo alla luce diretta del sole; se non è possibile evitarlo, si consiglia una forma di riparo o di protezione solare. La semplice collocazione dell'unità in un luogo protetto dal sole durante le ore più calde del giorno può ridurre significativamente la richiesta di raffreddamento; strumenti specifici per il calcolo della richiesta di raffreddamento sono disponibili sui siti web di diversi produttori di termoregolatori per quadri elettrici.

Controllo dell'umidità e della condensa nei quadri elettrici per inverter

I range operativi per la maggior parte degli azionamenti a frequenza variabile vanno dal 5% % al 95% % di umidità relativa (senza condensa), quindi in quasi tutti i casi, tranne quelli estremi, l'umidità non è un problema. Tuttavia, i quadri elettrici per gli azionamenti a frequenza variabile soggetti a ampi sbalzi di temperatura possono essere soggetti a condensa. Ad esempio, un quadro elettrico montato all'aperto in un clima temperato può sperimentare temperature invernali di 0°C o inferiori. Questo potrebbe non essere un problema mentre l'unità è in funzione, ma se è spenta per un periodo di tempo prolungato, si può formare condensa sui componenti interni. Questo problema viene generalmente risolto installando uno o più riscaldatori all'interno dello spazio entro il quadro elettrico; i riscaldatori sono a controllo termostatico e generalmente sono bloccati per funzionare in base allo stato dell'azionamento.

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