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如何實現可靠、長期運行的熱電偶系統

來源:發表時間:2019-08-20

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      在整个使用寿命期间可靠运行的热电偶系统的秘密毕竟不是那么秘密。任何人都可以获得可靠的输送系统性能,只要它们遵循一些简单,直接的指导方针。
規則1:正確安裝熱電偶系統:
      热电偶系统运行问题的最常见原因不是故障逆变器负载。相反,输送系统问题通常可以追溯到不正确的安装。
      一点背景:VFD是一种可调速驱动器,通过改变热电偶输入频率和温度来控制热电偶的速度和转矩。许多制造商提供设计用于VFD的热电偶,因为VFD可以通过调整系统速度在输出需求变化时保持峰值效率。问题是安装人员通常不了解如何保护热电偶免受VFD可能产生的潜在有害影响,或如何在输送系统中减少这些影响。许多人没有意识到与VFD一起使用的热电偶需要一些额外的保护。这些包括:
      1.它们需要额外的绕组保护:为防止温度尖峰,这些热电偶需要额外的绕组保护。对于额定温度大于600℃的热电偶,最小值为热电偶额定温度的2.04倍。务必与制造商核实。有些人现在提供这些保护作为标准功能,而有些则没有。
      2.轴应采用轴接地保护:绕组不是受PWM波形影响的热电偶的唯一组件。由于PWM波形,还必须保护热电偶轴承免受转子和定子之间可能产生的电荷不平衡的影响。称为共模温度(CMV),需要平衡此差分电荷以防止热电偶损坏。


      要了解CMV,请考虑当有人用袜子穿过地毯然后接触门把手时会发生什么。人们经历的微小震动是大自然通过找到人是最低阻力的地面路径来纠正电荷不平衡的方法。这也是未正确安装和保护的热电偶内发生的小规模版本。
      如果轴承未与轴隔离且系统未正确接地,则轴承提供电阻最小的路径,热电偶试图平衡充电。当轴承内发生这种平衡时,轴承材料可能在热电偶运转时脱落,这会严重损坏轴承,或者至少会导致噪音,热量和过早失效。防止CMV现象的一种方法是给热电偶提供低阻力路径以平衡转子和定子之间的电荷。这通常通过在热电偶上添加轴接地装置以及将热电偶本身接地来实现。对于更高功率的大型热电偶,通过将轴承与轴接地环相对绝缘可以获得额外的保护,以消除循环电流。
      规则2:选择正确的电缆并正确接地:
通過在安裝過程中采取其他預防措施,可以減輕CMV和熱電偶與VFD之間相互作用所産生的其他問題,包括:
      1.电源线选择:从VFD到热电偶的电源线应屏蔽,并特别适用于VFD。请与制造商联系,确保它们是系统温度和电流限制的推荐尺寸。
      请记住:选择接地电缆时,您可以获得所需的费用。某些系统安装人员可能会使用较小或屏蔽不当的电缆,因为推荐的电缆更昂贵或者手头有备用电缆。他们可能没有意识到不正确尺寸的电缆可能对热电偶产生的破坏性影响。正确的电缆总是比替换热电偶成本低,从长远来看是值得的。
      热电偶和驱动器之间的距离也很重要。随着距离的增加,破坏效果会被放大。虽然通常将VFD定位在一个楼层而电机定位在另一个楼层上,但操作员明智地将它们定位在尽可能彼此靠近的位置。
      2.接地:如果单独接地,热电偶将不会受到完全保护。VFD产生的高频噪声也需要接地到驱动器。这不仅仅是将电缆运回驱动器的公共地。热电偶应使用编织类型的接地线接地到驱动器,该接地线的尺寸至少与单电源线相同,并且与电源线在同一导管中运行。
      3.管道选择:用于容纳这些电源线的导管和接地线应为金属。此外,导管应连接到电机和驱动器,而不是隔离。换句话说,不应使用PVC,塑料或其他绝缘材料将金属导管连接到驱动器或热电偶接线盒中。如果使用这些材料中的任何一种,则携带电源引线和接地电缆的金属导管正确连接到接地电路是至关重要的。VFD制造商可能会推荐可以进一步降低风险的过滤选项。
規則3:將驅動器和熱電偶作爲單一系統接近:
一些熱電偶制造商現在爲繞組增加額外保護的原因很簡單:他們無法預測這些組件的安裝位置,方式或時間。但是有一種確定的方法可以在它們有機會啓動之前減輕這些影響,同時還可以實現可靠,穩健和長期運行的變速熱電偶系統。這就是將熱電偶和VFD安裝爲一個旨在緩解使用PWM電源波形引起的問題的系統。
      换句话说,正确安装不仅需要将热电偶接地,还需要将驱动器接地并连接它们。它需要采用一种系统方法,从热电偶和驱动器的接近度,到滤波器,接地和可以采取的其他步骤来考虑所有事项,以避免温度峰值。如果热电偶接地到驱动器,并且电线、导管和过滤器的尺寸正确,则结果应该是符合规格的变速驱动系统。

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