Благодаря специальным опциям Danfoss Drives силовое оборудование можно применять практически повсеместно.
Технические характеристики многих механизмов и устройств зависят от внешних условий. Готовя техническое задание на использование частных преобразователей, необходимо обязательно учитывать температуру окружающей среды, высоту расположения объекта, уровень влажности и сейсмичность региона.
Между плюсом и минусом
Базовые технические характеристики частотных преобразователей линеек VLT и VACON рассчитаны на использование при температуре воздуха от 0 до +40 °С, некоторые модификации – до +45 °С. Он может расширяться до диапазона от -10 до +55 (60) °С за счет снижения номинальных параметров. Повышение или уменьшение температуры на 1 градус от стандарта приводит к потере мощности в среднем на 1,5 %.
Но каждое правило имеет исключение. В особой «арктической» серии Vacon 100X рабочий диапазон расширен до 100 градусов: от -40 до 60 °С. Обновленная модификация VLT HVAC Drive FC 102 работает без потери мощности и при -25 °С.
Даже при увеличении высоты и уменьшении атмосферного давления приводы обеспечивают номинальный режим до 1000 м над уровнем моря. Возможно и выше, однако с более низкими параметрами в зависимости от типоразмера корпуса – A, B или C. Графики изменений показывают, что на высоте 2000 м производительность снизится примерно на 10 %, на 3000 – до 20 %. Для компенсации потерь мощности можно выбрать устройство с большим номиналом. Предела работоспособности преобразователь достигает на высоте 4500 м в зависимости от модификации.
Также отсутствуют какие-либо ограничения для использования частного преобразователя при перепадах влажности. Для морских применений, например, создано специальное покрытие для плат, которое защищает от соли и влаги.
В регионах с сейсмической активностью заказчики обращают внимание на стойкость к землетрясениям. Частотные преобразователи VLT серий FC 101-103, FC 301 и 302, AQUA Drive и Lift Drive сертифицированы по НП-031 и относятся к 1-ой категории – выдерживают до 9 баллов сейсмической активности по шкале MSK-64.
В различных условиях использования важно правильно подобрать класс защиты корпуса. Если размещать его в шкафу в положении «стенка к стенке», это IP00. Внешнее применение — IP20, IP54, IP55. Если показатели запыленности и влажности очень высокие — IP66.
Специальным решением является комплект Nema 3R (E5S) для устройств мощностью до 400 кВт. Для отрицательных температур он оснащается нагревателем.
Также предлагаются приводы с особыми опциями:
- VACON 20 Cold Plate, который за счет прочной конструкции способен выдерживать до +70 °С в зависимости от размера. Привод не имеет вентилятора, поэтому отведение тепла организовано через радиатор. Это позволяет OEM-производителям создавать различные концепции охлаждения.
- VLT HVAC Drive FC 102, помимо возможности эксплуатации при низкой температуре, имеет специальные функции для использования в качестве компонента системы пожарной автоматики. В кризисных ситуациях приводы могут работать при температуре до +70 °С в течение 60 минут. При мощности до 90 кВт – без снижения характеристик, при 110–315 кВт падение от номинальных значений составит до 20 %.
- VACON 20X и VACON 100X незаменимы для эксплуатации на открытом воздухе. Для этих моделей специально разработан влагозащищенный цельный корпус. Стойкость к вибрации — экстремальные 3g. Преобразователи частот можно ставить на двигатель, монтаж возможен горизонтально и вертикально.
- VACON NXP Liquid Cooled имеет водяной контур, что особенно актуально при высокой температуре окружающей среды. Система жидкостного охлаждения допускает рассеивание в воздухе не более 2 % теплопотерь. Передовые решения на 25 % компактнее аналогов с воздушным охлаждением. В конструкции предусмотрена система с AFE-выпрямителями для рекуперации энергии в сеть.
Защита от высоких температур
За эффективное охлаждение отвечают специально разработанные корпусы. У них предусмотрен тыльный канал из нержавеющей стали, который направляет воздушные потоки через радиаторы. Благодаря уникальной схеме, за пределы корпуса выводится до 90 % выделяемого тепла.
Для VLT средних размеров предусмотрена возможность сквозного монтажа в шкафах. Внешний воздушный радиатор эффективно отводит излишки тепла.
Полезной климатической опцией является наличие регулируемого по температуре вентилятора. Привод автоматически контролирует скорость вращения внутреннего вентилятора в зависимости от температуры. Он включается при достижении определенных значений
У стандартных электронных плат частотных преобразователей предусмотрено покрытие класса 3C2. При необходимости можно сконфигурировать преобразователь с защитой 3C3.
Эксплуатация при низкой температуре
Когда температура падает ниже 0 °С, частотный преобразователь должен быть постоянно включен. А вентиляторы в этом случае должны быть обязательно отключены. Чтобы не было проблем с конденсатом, предусмотрена возможность подачи импульсов постоянного тока. Эта функция активируется по дискретному входу, контроль — по температуре на радиаторе преобразователя и на электродвигателе. Мотор будет всегда под напряжением.
Для холодных периодов актуальна функция предварительного прогрева частотного преобразователя и двигателя. В линейке VACON 100X сбоку встроен небольшой обогреватель, что практически не сказывается на габаритах. Еще одним устройством для VLT является обогреватель на 40 Вт с монтажом в корпусы типа C2 и C5.
В VACON FLOW предусмотрена защита от замерзания. В основе функции измерение температуры насоса. После подачи сигнала привод запускается автоматически. Чтобы избежать задержки перекачиваемой жидкости и заклинивания, поддерживается минимальная частота.
Теплопотери и расчет охлаждения
Для различных климатических условий следует правильно рассчитывать теплопотери и определять тип охлаждения — естественное или принудительное. Для шкафов в вычислениях используют показатели выделяемого и поглощаемого тепла, температуры окружающей среды и необходимой внутри. Также учитывают размеры, площадь поверхности и конфигурацию монтажа компонентов.
В руководстве по проектированию частотных преобразователей указываются оценочные потери мощности на каждый размер при номинальной работе. Геометрические размеры позволяют рассчитать, как через эту поверхность будут происходить естественные потери за счет конвективных потоков. Если вентиляция принудительная, следует определить необходимый объемный расход фильтрующих вентиляторов.