我が国の産業の急速な発展に伴い、電力および電気機器の一部としてインバーターが工業生産にますます関与するようになりました。しかし、ほとんどのユーザーは機器設置時の環境や安全性について理解しておらず、コストや安全性が不安定になっていました。機器の設置オプションを理解することは、ユーザーがコストを節約し、ダウンタイムを削減し、モーション コントロール システムの安全性を向上させるのに役立ちます。
低電圧機器を設置する場所と方法を選択する場合、多くの場合、コストが決定的な要因となります。ただし、機器の設置に関する重要な決定よりもコストを優先すると、所有コストが高くなる可能性があります。また、予期せぬダウンタイムが発生する可能性が高まり、潜在的な安全上の問題が発生する可能性があります。
ユーザーが装置を新規または既存の施設に設置する予定がある場合でも、次の環境および安全性の問題を最初に考慮する必要があります。ユーザーが設置オプションに固有のリスクと利点を理解した場合にのみ、機器のパフォーマンスを最適化できます。
1. 設備の環境問題
高温は機器の信頼性にとって最大の敵です。管理が効果的でない場合、トランスミッションのパワートランジスタの接合層に熱が蓄積する可能性があります。これにより、層の溶断または溶解が発生する可能性があります。過熱により、デバイスのインテリジェント電源モジュールが損傷する可能性もあります。これは、何百もの小さな個別コンポーネントや、デバイス内で連携して動作するコンポーネントに影響を及ぼします。
環境の観点からは、モーター コントロール センター (MCC) 内に機器を設置することが理想的な選択です。 UL-845: モーター コントロール センターの要件とテスト手順は、MCC アレイ全体の熱管理に対処します。これは、MCC メーカーが、MCC に設置されている機器が損傷しないこと、または機器から発生する熱が MCC 内の他の機器に損傷を与えないことを証明する必要があることを意味します。
ただし、組み立てられた機器の適切な熱管理と UL-845 リストは、MCC メーカーによってのみ達成できることを覚えておくことが重要です。 UL-508a に基づいて認定されたパネル ビルダーであっても、MCC に機器を追加して UL-845 リストを維持することはできません。 MCC 内の 1 つのユニットが UL-845 リストにない場合、MCC アレイ全体のリストは無効になります。
機器が MCC ではなく産業用制御キャビネット (ICP) に設置されている場合、熱管理の負担はエンド ユーザーに課せられます。 ICP を密閉する必要がある場合は、通常、内部の温度を機器の設計制限 (または他の ICP コンポーネントの制限) 内に保つために空調ユニットが必要です。一般的な経験則では、機器は機器を通過する総電力の約 3% を熱として周囲に放出します。
ICP を換気する場合、屋外の最も暑い時間帯の総空気交換量は、内部温度を装置の設計制限内に保つのに十分でなければなりません。また、循環する外気中に塵や湿気が含まれている場合には、フィルターを使用して汚染を除去する必要があります。メンテナンスの失敗や定期的なフィルターの交換は、コンポーネントの過熱につながる可能性があります。
ICP に取り付けられた機器の熱関連のもう 1 つの重要な問題は、適切な空気の流れを確保するために機器の周囲に十分な隙間を確保することです。各機器の設計では、内部のボードやコンポーネントを冷却するために重要な、上下および左右の最小限のクリアランスが必要です。経験の浅いパネル製作者が、スロット付きケーブル ダクトが障害物にならないと誤って思い込み、そのため機器に近づきすぎて設置するのをよく見かけます。ただし、適切な空気の流れが妨げられ、適切な隙間が確保できなくなり、機器の早期故障につながることがよくあります。
壁に取り付けられた機器には、冷却のために機器の筐体内に空気を移動させるファンが装備されていることがよくあります。また、湿気、油、塵、化学物質、ガスなど、周囲の空気中に存在する可能性のあるその他の物質も考慮してください。これらの物質が機器に入り込んで損傷を引き起こしたり、破片が蓄積して冷却効率を低下させたりする可能性があります。壁に取り付けられた機器では、空気の流れの障害を防ぐことも重要です。硫化水素などの特定のガスは、プリント基板や接続されたコンポーネントを腐食させる可能性があるため、避ける必要があります。また、特定のドライブを使用する場合は、相対湿度を最低値以上に保つ必要があります。これは、相対湿度が低すぎると、空気がコンポーネント上を流れるときに静電気が問題になる可能性があるためです。
これは、回路基板に絶縁保護コーティングを使用していない低電圧機器にとって特に重要です。 400 馬力を超えるモーターを備えた機器の場合、壁に取り付けるには大きすぎるため、床に固定できる自立構造に設置する必要があります。これらのいわゆるキャビネットマウント機器には、ヒートシンクを冷却するための別の空気チャネルが必要です。
ユーザーは、機器のパフォーマンスを最適化するために、さまざまな取り付けオプションに固有のリスクと利点を理解する必要があります。
II.適切な機器の安全性
機器をどこにどのように設置するかを決定する際には、アークの安全性の問題が特に考慮されます。 MCC に機器を設置する最も説得力のある理由は、その安全性が MCC 設計全体と一致していることです。 MCC に機器を設置する場合、人員の安全に関するすべての問題が MCC の意思決定プロセス全体に関係します。 MCC が耐アーク性である必要がある場合、機器キャビネットも耐アーク性である必要があります。
アークフラッシュ保護に加えて、MCC の設置に関連する人員の安全上の問題もあります。UL-845 MCC ユニットでは、機器はテスト済みでリストに記載されているシリーズの組み合わせである必要があります（これは MCC メーカーによって実行される必要があります）。 MCC 短絡定格以上のレベル。
全体的な MCC 仕様要件が設置場所の条件を満たしている限り、MCC 内の各ユニットがシステムに接続できることが保証されます。ユーザーが機器にアクセスするために必要なヒューマン マシン インターフェイス (HMI) は、通常、特に指定がない限り、MCC の形で機器ユニットのキャビネット ドアの外側に移動されます。これは、オペレータがディスプレイ上でデバイスの読み取り、調整、プログラム、またはトラブルシューティングを行うときに、ユニットのドアを開けてキャビネット内の安全上の危険にさらす必要がないことを意味します。
機器が ICP 内に設置されている場合は、いくつかの安全上の問題も考慮する必要があります。ユーザーが購入仕様に短絡電流定格 (SCCR) を要求しない場合、一部の ICP メーカーは親切にも 5kA 定格の ICP を提供します。これは、ユーザーが 5kA を超える AFC を備えた電源システムに ICP を接続できないことを意味します。ただし、実際には、特に 480V 電源を使用する場合、産業用アプリケーションで 5kA AFC を達成することは可能性が低いです。さらに、アークフラッシュの安全性とロックアウトおよびタグアウトの要件は、通常、ICP 内で作業が行われる前、または ICP が接続される前に、ICP の主回路ブレーカーが切断され、ロックアウトおよびタグアウト操作が実行されることを意味します。
キャビネットのドアを通過している複数のサーキット ブレーカー デバイスを管理するのは非常に困難です。システムの一部がシャットダウンされた場合にシステム全体をシャットダウンする必要がある場合、ICP は MCC や別個のデバイスよりも賢明です。同時に、SCCR は壁に取り付けられた機器やキャビネットに取り付けられた機器にとっても重要です。主回路ブレーカーと過電流保護が機器パッケージに統合されているため、可能であれば機器を組み合わせたユニットとして購入してください。これにより、SCCR 問題やその他の電気的安全性の問題が解決されます。
大型機器に関連するもう 1 つの問題は、機器が重いことが多いことです。たとえば、メンテナンス技術者は工具、クレーン、さらにはフォークリフトを使用することが多く、機器や作業者が危険にさらされます。ロールアウト シャーシ設計では、機器キャビネットの底部にある内部レールと嵌合する特殊なトラックのようなアセンブリ設計が使用されており、重機コンポーネントを移動するための簡単かつ安全な方法が提供されます。機器設置のアクセシビリティ、安全性、保守性、および適合性は、設計および計画段階ではすぐには明らかではない長期的な影響を及ぼします。さまざまな取り付けオプションに固有のリスクと利点を理解することで、ユーザーはライフサイクル全体を通じてドライブのパフォーマンスを最適化しながら、ダウンタイムと安全性のリスクを潜在的に軽減することができます。