RCD'lerin Frekans Dönüştürücülerle Kullanılması

İstenmeyen tribi önlemek ve makine çalışma süresini maksimum düzeye çıkarmak için frekans dönüştürücülerle kullanılacak doğru RCD nasıl seçilir

Giriş

Makine üreticileri devamlı daha iyi sonuç veren daha sofistike ve enerji tasarruflu makineler üretme baskısı altındadır. Bu baskıya karşı, değişken hızlı frekans kontrollü tahriklerin kullanımı giderek yaygınlaşmaktadır. Bu yaklaşım etkili olsa da, uygun Kaçak Akım Cihazı (RCD) tipleriyle birlikte kullanılmadığında istenmeyen trip sorunlarına ve hatta koruma işlevinin tamamen yitirilmesine yol açabilir. En yüksek enerji tasarruflu motor kontrolünü, ekipman ve kullanıcılar için mümkün olan en yüksek korumayla birleştiren makineleri elde etmek için tahriklerin ve RCD'lerin uyumlu bir çözümü muhakkak gereklidir.

Bu çözümün başarısı tahrikin, RCD bileşenlerinin ve bunların etkileşiminin ayrıntılı bir şekilde anlaşılmasına bağlıdır. Doğru RCD seçimi; tahrikler ve bunların genliği, dalga formu ve frekans bileşenleri tarafından oluşturulan kaçak akımların konumuna göre belirlenir.

Elektrikli tahrik sisteminin ve frekans dönüştürücünün temel unsurları

Sürekli hız değişkenliği, sistem tahrikinin işlevselliğini ciddi oranda iyileştirebilir. Frekans kipleniminden faydalanmak, tutarlı değişken hız ayarlaması sayesinde yüksek konumlandırma hassasiyetini mümkün kılar. Ancak bu teknik sadece arıza durumlarında değil, normal çalışma sırasında bile aşırı kaçak akıma yol açabilir.

Eğer AC güç fazlarında dengesizlik varsa veya çok sayıda tahrik bağlıysa, MHz aralığındaki frekanslarla hem DC hem AC kaçak akımı oluşabilir. Bu akımlar 100 mA'dan fazla olabilir ve bu da RCD'nin istenmeyen tribine sebep olmaya yetecek kadar yüksektir.

Frekans dönüştürücüler şebeke voltaj beslemesini diyot köprüleriyle düzelterek çalışır. Bu DC voltajı bir invertör tarafından çeşitli düzey ve frekanslardaki çıkış voltajına dönüştürülmeden önce yumuşatılır.

Genelde kaçak akım arttığında, yayılan kapasitif girişim ve yüksek frekansla iletilen girişim voltajları azalır. Bu, tasarımcıların bazen radyo frekansı girişim seviyelerini düşürmek için kaçak akıma izin verdiği anlamına gelir.

Değişken hızlı tahriklerle kullanılabilecek RCD'ler

Bir RCD'nin aşağı akımıyla istenmeyen tribine yol açmadan kaç adet tahrikin kullanılabileceğini hesaplamak mümkün değildir, çünkü tesisatın kalitesi, kaçak akımın düzeyi üzerinde büyük bir etkiye sahiptir. Ancak "Temel Kural" olarak, doğru kurulmuş bir sistemde RCD'nin aşağı akımına en fazla üç tahrik kurulabilir.

Tip F RCD'ler özellikle tek fazlı invertör uygulamaları için tasarlanmıştır; bu sayede invertörün oluşturduğu harmonik içerikle bağlantılı topraklama arızası durumunda uygun koruma sağlar ve ayrıca istenmeyen tribe karşı direnci arttırır.

Bu RCD'ler Tip A RCD'lerle aynı koruma aralığını ve işlevselliği sağlamakta olup, sinüzoidal AC akımlarını ve titreşimli DC akımlarını algılayabilir. Ek işlevleri sayesinde Tip F RCD'ler, tek fazlı frekans dönüştürücülerin olduğu uygulamalarda Tip A RCD'lere göre daha yüksek güvenlik düzeyleri ve sistem kararlılığı sağlar.

Tip B RCD'ler sinüzoidal AC'yi, titreşimli DC'yi ve düz DC kaçak akımlarını algılayabilir ve bu sayede çeşitli uygulamalara uygundur, ayrıca 50/60 Hz üç fazlı sistemlerde kullanılmak üzere tasarlanmıştır. Ek olarak, Tip B kaçak akım cihazları için 1 kHz'ye kadar farklı frekanslardaki kaçak akımların tetikleme koşulları tanımlanmıştır.

Tip Bfq RCD'ler Tip B gereklilikleriyle (IEC/EN 62423) uyumludur ve hız kontrollü tahrikler için frekans dönüştürücüleri içeren devrelerde kullanım için tasarlanmıştır. 50 kHz'ye kadar tanımlanan özel olarak ayarlanmış trip kıvrımına sahiptir ve istenmeyen tribi önlemek için tasarlanmıştır. Kıvrımlar, yüksek frekanslarda kaçak akımlara karşı daha az duyarlıdır.

Tip B+ RCD'ler VDE 0664-400 gereklilikleriyle uyumludur ve 20 kHz'ye kadar tanımlanmış frekans trip tepkisine sahiptir. Yüksek frekanslardaki maksimum trip akımı 420 mA ile sınırlıdır. Bu, elektronik tahriklerin kullanıldığı uygulamalardaki topraklama kaçak akımlarının yol açtığı yangın riskine karşı üstün koruma sağlar.

Karmaşık akım dalga formlarında, bir RCD'nin ancak bir frekanstaki RMS akımı trip kıvrımına yalnızca 50/60 Hz için belirtilen RCD trip akımı kadar sık ulaştığında atabileceği unutulmamalıdır.

Tip B, Bfq ve B+ RCD'ler (63 A'ya kadar) standart olarak dijital RCD özelliklerine sahiptir ve frekans dönüştürücü uygulamalarında kullanılırken iki önemli avantaj sunar. Birincisi, dijital RCD'ler kaçak akımı LCD ile belirtir. Bu, kullanıcının kaçak akımın sınıra ulaşıp ulaşmadığını görmesine yardımcı olur. İkincisi, daha fazla hassasiyet sunarak %100 IΔn birimine yakın RCD trip seviyesi sağlar. Bunun sonucunda erken trip önlenebilir.

Genellikle tip F, B, Bfq ve B+ RCD'ler sistemin kullanılırlığını da arttırmaya yardımcı olur, çünkü istenmeyen tribe karşı yüksek dirence sahiptir (≤3 kA ani akım direnç kapasitesi ve zaman gecikmeli trip).

RCD mühendislik destek araçları

Tam ürün serisi sağlayıcısı olarak Eaton, AC girişinden kısa devre ve aşırı yük koruması, motor bobinleri, sine filtreleri ve enerji tasarruflu motor kontrolü ve koruması için gerekli tüm sistem bileşenleri dahil motora kadar tam bir çözüm sunabilir. Ek olarak Eaton makine üreticilerinin uygulamaları için uygun ekipmanı seçmesini kolaylaştırır.

Basit bir online planlama çözümü olan PowerXL™ Seçim Desteği, mühendislerin uygulama ve ilgili ana şalter, koruyucu elemanlar, bobinler ve filtreler için gereken tahriki ilgili ürün numarasıyla birlikte hızla seçmesine yardımcı olur.

Bu araç ayrıca mühendislerin doğru RCD tipini seçmesine yardım eder. Seçili tahrike göre, destek aracı doğru Tipi ve boyutu önerecektir (RCD veya RCD eklenti Bloklu MCCB). Mühendislerin sadece gereken koruma hedefini tanımlaması ve buna göre ek koruma için 30 mA RCD kullanımına veya arıza koruması için 300 mA RCD kullanımına karar vermesi gereklidir.

Daha fazla bilgiye aşağıdaki adreslerden ulaşabilirsiniz:

www.eaton.eu/config/powerxl

EATON RCD

Sonuç

Makine üreticilerinin rekabeti sürdürmek için enerji tasarruflu motor kontrolüyle birlikte en yüksek düzeyde koruma garantisi veren, uyumlaştırılmış bir RCD ve tahrik çözümü tasarlayabilmeleri gereklidir. Ürünlerin ömrü giderek daha sıkıştırılmış hale geldikçe, mühendislerin ve kuruluşların üzerindeki devamlı verimliliği arttırma ve üretkenliği geliştirme baskısı yoğunlaşmaktadır.

Rekabeti sürdürmek ve bu zorluklarla başa çıkmak için firmaların süreçlerini sürekli optimize etmesi ve makine otomasyon sistemlerinin tasarım, geliştirme, işletme ve optimizasyon fazlarındaki zamanı ve maliyeti azaltması gereklidir.

Uyumlu RCD ve frekans dönüştürücü çözümü makine üreticilerinin ekipman tasarımına ek bir rekabet avantajı sunacak, son kullanıcı üretim müşterilerine daha az arıza süresi ve daha düşük işletme maliyeti sağlayacaktır. Doğru ürün seçimi sayesinde, bu durum geleneksel tasarımlarına hiçbir risk getirmez.

Bu konuda daha fazla bilgi sunan rapor, www.eaton.eu/rcd_drives adresinden ücretsiz olarak indirilebilir.

Daha fazla basın bilgisi için: Lütfen Berk Ütkü ile iletişime geçin. Tel: +90 0212 465 7000 Email: berku@promedia.com.tr