在过去的20年里，变频驱动(VFD)电缆业务已经成为电缆制造商的一个非常大的市场。在过去，标准的交流电机有一个松鼠笼电机的复杂性-只要得到动力，它就会运行。第一个可控硅整流器(SCR)是由贝尔实验室/GE在1958年开发的，用于改变各种应用中直流电机的速度。从那时起，我们看到了电机速度控制技术从大规模集成电路(LSI)、门关断晶闸管(GTO)、脉宽调制(PWM)、绝缘栅双极晶体管(IGBT)和空间矢量脉宽调制(SVPWM)的发展。这些新的形式的功率转换，以支持速度控制在变频电机已经导致对电缆的需求变化，这也导致了许多新的电缆选择。
最近电缆需求
我们已经了解这些电缆的新要求，其中包括：
- 需要电缆支持超过600伏特(许多VFD运行在600至800伏特)，UL解决了这一问题，通过风力涡轮机托盘电缆(WTTC) 1000伏特的批准，不仅解决了VFD问题，而且还解决了风力涡轮机接线的挑战。
- 解决反射波现象，这可以将电压尖峰电位增加到1,600伏。处理开发的电晕发射点和高电位电压可能导致导体和屏蔽之间的电流和各个导体的热量。许多制造商采用火花型技术，采用橡胶绝缘材料，而其他制造商也选择了半导体PVC /尼龙以消散电晕和电流的发射点。
- 提供必要的批准，以允许客户不仅将电缆放在托盘中（UL TC或UL PLTC额定值），还可以将运行（ER）暴露在面板或电机上。NEC的电缆托盘允许托盘电缆类型TC，ITC和PLTC。但是，如果超过6英尺（1.8米）的电缆被带出与电机或其他电气设备连接的托盘，如果没有ER等级的电缆必须是装甲（型MC）或安装在导管中其他类型的滚道。在某些情况下，电缆制成，因此它们适合作为便携式齿条（STO），其可以根据需要暴露于长度的长度。
- 提供适用于拖链应用的连续挠性VFD电缆。
- 内部提供低电磁噪声(EMC)和辐射。
- 提供低电容电缆，以提供更好的电容匹配电机和连接器。
- 提供符合IEEE 519的低谐波噪声电缆。
这些要求已经由电缆制造商解决，但有时系统规格规定了电缆必须满足的附加条件。问题是一种电缆不能满足列出的所有要求。例如，客户不能得到托盘级，连续挠性聚氨酯电缆。
VFD是一种可调节速度驱动器，用于机电驱动系统，通过不同电机输入频率和电压控制交流电机速度和扭矩。它们用于从小电器到大型压缩机的应用。
电气安装规范的变更
最近发生了新的变化，最近关于NFPA的最新版本，电缆制造商目前正在寻址，以及在NFPA 2021中可能发生的额外新的更改。
根据NFPA 79(2018版)，在VFD使用电缆的适用性方面，最值得注意的更新是第4章-一般操作条件。变化出现在文章第四章4.4.2.8——电路提供电力转换设备和州,“电导体和设备提供的电力转换设备的调速驱动系统和伺服驱动系统应列出灵活的汽车供应电缆标记类型RHH RHW, RHW-2, XHH, XHHW,或XHHW-2或根据设备制造商的说明选择。”到目前为止，没有电机制造商特别要求交联聚乙烯绝缘一般变频器布线应用。
目前，2018年NFPA对于电缆制造商之间布线的一般解释是第4章，第4.4.2.8条用于面板内部，在那里布线包含在驱动器和(面板的)保护设备之间，可能会经历异常过载和/或故障状态。这种想法背后的原因是，该要求没有包括在适用于外部布线电缆的章节-第12章-导体，电缆和软线，其中THHN和TFFN绝缘仍然被批准。
HELUKABEL TOPFLEX和TOPSERV变频电缆产品升级他们的导体绝缘材料聚乙烯PVC /尼龙保持领先作为未来产业转型为电气安装代码更新,需要使用RHH RHW, RHW-2, XHH, XHHW XHHW-2绝缘符合NFPA第12章。升级的产品专用电缆类型为:TOPFLEX 600 VFD、TOPFLEX 650 VFD、TOPFLEX 1000 VFD、TOPSERV 600 VFD和TOPSERV 650 VFD。HELUKABEL认为，vfd中热固性导体的要求可能是市场的转变，而不是在比较热固性绝缘体与热塑性绝缘体的优点时，在过早的绝缘失效方面的真正的安全问题。这是因为通过使用适当尺寸的电缆(使用125% FLA)，热固性绝缘可以长时间处理电压尖峰、过载和涌流，而不会过早失效，并将进一步由系统中使用的电路保护装置(断路器或保险丝)保护。
The current NFPA guidelines require RHH, RHW, RHW-2, XHH, XHHE or XHHW-2 insulation for use inside the motor’s control panel or cabinet, but the expectation is this requirement will move to include cable used in external wiring of VFD applications in the upcoming years.
电缆的电气和机械性能
XLPE和PE绝缘确实提供了电气和机械性能的好处，在电容额级较低的情况下，特别是在需要长电缆运行的应用中，(相对于其他绝缘选项)，以更好地匹配电机阻抗，以帮助减少系统中可能浪费能源和增加电气噪音的电气问题。较高的额定电流负载也可能由于导体的温度电阻为105°C。
为了解决拖链中使用的电缆的连续灵活要求，使用聚氨酯（PUR）夹克和热塑性弹性体（TPE）绝缘的使用已被证明是性能和高循环寿命的最佳选择（超过1000万次）。PUR jackets provide the greatest resistance to abrasion and chemicals, and also provide an elastic property to the jacket that helps hold the cable’s conductors together over a long duration of flexing along with uniform alignment to the outer part of the cable chain, which prevents the cable from moving (whipping) in the track.
谐波是VFD方言中出现的另一个常见问题，这些问题中的许多都通过在驱动单元中使用更多的抗噪声硬件来解决。这仍然是一个需要解决的问题，因为如果在电缆安装过程中没有采取适当的预防措施，它仍然会导致可靠性问题。VFD电缆用镀锡铜丝编织和铝/聚酯薄膜箔屏蔽。这种结构使电缆具有非常低的EMC排放，使其符合许多电气要求，如IEEE 519和CE。IEEE 519.1适用于欧洲共同体，帮助调节电力系统中的谐波。由于电磁干扰辐射和无线通信的负面影响，CE更关注员工的健康。
电磁干扰/电磁兼容降低的结果是屏蔽所消耗的能量通过电感耦合转移到屏蔽内的电流。电缆越长，电流越高。根据系统接地方式的不同，这些电缆可以允许电流流经系统，直到在驱动接地中假定为零伏的电压不为零。这改变了驱动器的时间，并导致电机运行的速度，以校准。大多数驱动器制造商要求至少85%的编织覆盖率和一个独立的屏蔽接地系统。这有助于消除在今天的VFD驱动器中发现的接地回路问题。
正如您所看到的，VFD供应链和所提供的产品今天正在发生很多变化。电缆行业在性能和法规方面适应新的客户要求。供应商非常有兴趣通过创新和测试新的法规要求来满足客户的需求。我们看到越来越多的电机取代液压和气动动力控制在所有行业，因为它成为一个更好的选择从价格和性能的前景。
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