เราคงปฏิเสธไม่ได้ว่าอุปกรณ์ที่นิยมใช้เพื่อปรับความเร็วรอบมอเตอร์ในโรงงานอุตสาหกรรม คือ VSD หรือหลาย ๆ คนเรียก อินเวอร์เตอร์ สิ่งแรกที่ควรรู้เมื่อซื้อ อินเวอร์เตอร์ มาใช้งาน คือ ความสะอาด ความเย็น และความชื้นต้องต่ำ เป็นสิ่งที่ต้องพึ่งระวังหากปฏิบัติตามคำแนะนำสามข้อนี้ อายุของ อินเวอร์เตอร์ จะยืดออกไปอย่างมาก บทความนี้จะกล่าวครอบคลุมถึงสาเหตุทั่วไปบางประการที่ทำให้ อินเวอร์เตอร์ ทำงานความล้มเหลวหรือเกิด Fault นั่นเอง และอาจก่อให้เกิดความเสียหายกับ อินเวอร์เตอร์ เองได้ถ้าปัญหาไม่ได้รับการแก้ไข นอกจากนั้นเราจะให้คำแนะนำเพื่อป้องกันไม่ให้ อินเวอร์เตอร์ มีอายุสั้นเกินควร
สิ่งแวดล้อมไม่เหมาะสม
อินเวอร์เตอร์ ถูกสร้างขึ้นด้วยอุปกรณ์อิเลคทรอนิคส์ มี micro processor ทำหน้าที่ประมวลผลคล้ายกับคอมพิวเตอร์ และมีความอ่อนไหวอย่างยิ่งต่อฝุ่นละออง ความชื้น สารกัดกร่อน และความร้อนที่สูงเกินไป หากใช้ อินเวอร์เตอร์ ในบริเวณที่มีฝุ่นละอองมาก หรือความชื้นสูงอย่างต่อเนื่อง อายุการใช้งานของ อินเวอร์เตอร์ จะสั้นลงอย่างแน่นอน
ในสภาพแวดล้อมที่มีความชื้นสูง เช่น โรงบำบัดน้ำเสีย และน้ำประปา อินเวอร์เตอร์ จะมีความเสี่ยงที่จะเกิดการกัดกร่อนของแผงวงจรจากความชื้น และสารเคมีที่ถูกดูดเข้าไปในตู้ผ่านทางช่องระบายอากาศ หรือแม้แต่การใช้งาน อินเวอร์เตอร์ ที่ไม่ต่อเนื่อง เช่น มีการหยุดเครื่องจักรทิ้งไว้เป็นครั้งคราวก็อาจทำให้เกิดความชื้นขึ้น เพราะว่าไม่มีความร้อน และการระบายอากาศเพื่อทำให้แห้ง การหลีกเลี่ยงปัญหาที่เกิดจากความชื้นทำได้ด้วยการตรวจสอบให้แน่ใจว่าสภาพแวดล้อมการทำงานและพื้นที่ติดตั้ง อินเวอร์เตอร์ สะอาด และแห้งเพียงพอ อาจใช้เครื่องลดความชื้นเพื่อทำให้อากาศแห้งก็ได้ สำหรับสภาพแวดล้อมที่มีความชื้นสูง หรือต้องมีการล้างเครื่องจักร อย่างเช่น อุตสาหกรรมอาหาร อาจจำเป็นต้องใช้ตู้ที่มี IP สูงเพื่อป้องกันความชื้น การอุดตันของระบบทำความเย็นซึ่งเกิดจากความชื้นร่วมกับน้ำมันก็อาจทำให้ อินเวอร์เตอร์ เสียหายได้ ในรูปที่ 1 แสดงตัวอย่าง อินเวอร์เตอร์ ที่ติดตั้งบริเวณใกล้ทะเล และภายในโรงงานมีสารเคมีกัดกร่อน จึงทำให้เกิดคราบเกลือบนแผงวงจรและเกิดการกัดกร่อน
รูปที่ 1 คราบเกลือที่เกิดจากความชื้นของทะเล และสารเคมีภายในโรงงาน
เพื่อลดผลกระทบดังกล่าวควรทำความสะอาด อินเวอร์เตอร์ เป็นประจำ ทั้งนี้ความถี่จะขึ้นอยู่กับสิ่งแวดล้อมที่ติดตั้ง อินเวอร์เตอร์ นอกจากนั้นควรเลือกตู้ที่ใช้ติดตั้ง อินเวอร์เตอร์ ให้เหมาะสมกับสภาพแวดล้อมการใช้งาน ถ้าสภาพแวดล้อมมีฝุ่นมากอาจเลือกใช้ อินเวอร์เตอร์ ที่มี IP สูงขึ้นก็ได้ จำไว้เสมอว่าอย่าให้ อินเวอร์เตอร์ ต้องเผชิญกับฝุ่นและความชื้น
Fault เนื่องจาก DC bus (DC bus fault)
นี่เป็น Fault ปกติทั่วไปที่เกิดจากปัจจัยภายนอก เช่น แรงดันไฟกระชากอย่างฉับพลันในระบบไฟฟ้า หรือโหลดแนวดิ่งที่สร้างแรงดันไฟฟ้าขึ้นมาจากแรงเฉื่อยของโหลด ซึ่งมักเป็นสาเหตุหลักที่ทำให้เกิด DC bus fault มันจะเกิดขึ้นเมื่อโหลดหมุนเร็วกว่าความเร็วของมอเตอร์ จึงทำให้มอเตอร์สร้างแรงดันไฟฟ้าขึ้นแล้วส่งกลับมาที่ DC bus โดยปกติเมื่อปัญหานี้เกิดขึ้น อินเวอร์เตอร์ จะป้องกันตัวเองโดยการ Trip ตัวเองเพื่อตัดการทำงานของ IGBT แต่ถ้าปัญหานี้มีความรุนแรงหรือเกิดขึ้นบ่อยอาจทำให้ Capacitor ของ DC bus เกิดความเสียหายได้
หาก อินเวอร์เตอร์ แจ้งเตือนว่าเกิดแรงดัน DC bus สูงผิดปกติหรือ DC bus fault ควรตรวจสอบให้แน่ใจว่าแหล่งจ่ายไฟไม่แกว่งตัวและปรับเวลาอัตราการชะลอตัว (Deceleration rate) ให้สอดคล้องกับโหลด หากโหลดต้องการการชะลอตัวอย่างรวดเร็ว อาจต้องติดตั้งเบรกไดนามิก (Dynamic brake) เพิ่มให้กับ อินเวอร์เตอร์ เพื่อช่วยระบายพลังงานส่วนเกินของ DC bus
Fault เนื่องจากกระแสไฟเกิน (Overcurrent Fault)
เป็นอีกหนึ่งปัญหาที่เกิดขึ้นเป็นประจำ โดยปกติมักเกิดขึ้นตอนเร่งความเร็วที่เร็วเกินไป เมื่อขณะสตาร์ท เพื่อให้แน่ใจว่าไม่เกิด Overcurrent Fault ให้ตรวจสอบการเชื่อมต่อสายไฟทั้งหมดเพื่อให้แน่ใจว่าได้เชื่อมต่ออย่างถูกต้อง การต่อสายไฟที่หลวมอาจทำให้เกิดแรงดันไฟเกินหรือกระแสไฟเกิน ฟิวส์ขาด หรือโหลดที่ใช้งานอาจจะไม่เหมาะสมกับขนาดของอินเวอร์เตอร์ ทำให้เกิดความเสียหายกับ อินเวอร์เตอร์ อย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ การเดินสายไฟที่หลวมอาจส่งผลต่อประสิทธิภาพของ อินเวอร์เตอร์ ได้ ซึ่งอาจให้เกิดความผันผวนของความเร็วที่คาดเดาไม่ได้ และไม่สามารถควบคุม อินเวอร์เตอร์ ได้
ถ้าใช้งาน อินเวอร์เตอร์ ไปสักระยะหนึ่งแล้ว Overcurrent Fault ขึ้น ให้ทำการตรวจสอบโหลดว่ามีชิ้นส่วนที่สึกหรอ หรือชำรุดไหม มีแรงเสียดทานมากเกินไป หรือโหลดมีภาระเพิ่มขึ้นกระทันหัน เป็นต้น ให้ซ่อมแซมหรือเปลี่ยนส่วนประกอบที่สึกหรอหรือชำรุดตามความจำเป็น ควรตรวจสอบแรงดันไฟขาเข้าและอัตราเร่ง (Acceleration rate) ให้เหมาะสม
Fault เนื่องจากกระแสโหลดสูงขณะสตาร์ท
ค่ากระแสไฟที่สูงขึ้นขณะสตาร์ทมอเตอร์อาจบ่งบอกถึงการเปลี่ยนแปลงทางกลหรือกระบวนการทำงาน เช่น ความเร็วหรือขนาดโหลด เช่น สายพานลำเลียงไม่ควรมีชิ้นงานก่อนเริ่มการทำงาน ปั๊มควรกำจัดเศษขยะหรือสิ่งปฏิกูล และควรหลีกเลี่ยงโหลดที่สร้างภาระที่ไม่คาดคิดกับ อินเวอร์เตอร์ ได้ ซึ่งสิ่งเหล่านี้อาจทำให้มอเตอร์หรือ อินเวอร์เตอร์ เกิดโอเวอร์โหลดได้
อีกวิธีหนึ่งในการลดภาระโหลดที่สูงขณะเริ่มสตาร์ท คือ การเพิ่มอัตราการเร่งให้ยาวขึ้น แน่นอนว่าจะทำให้โหลดเริ่มเคลื่อนที่ช้าลงและราบรื่นขึ้นแทนที่จะกระตุกขณะสตาร์ท การเคลื่อนที่ที่ช้าลงส่งผลดีต่อกับอุปกรณ์ทางกลต่าง ๆ ด้วย และไม่ต้องใช้สายไฟอินพุตที่ใหญ่เกินความจำเป็น
การใช้งานเกินพิกัด
การใช้ อินเวอร์เตอร์ เกินขีดจำกัดการทำงานที่ผู้ผลิตแนะนำโดยตั้งใจหรือไม่ก็ตาม อาจทำให้เกิด Fault การใช้อุปกรณ์ใด ๆ ที่สูงกว่าขีดจำกัดการทำงานจะทำให้อายุการใช้งานสั้นลง และเกิดความเสียหายในที่สุด เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาที่เกิดจากการใช้งานหนักเกินไป ให้ตรวจสอบว่า อินเวอร์เตอร์ ตัวนั้นๆ กำลังทำงานภายใต้คำแนะนำของผู้ผลิตหรือไม่
คาปาซิเตอร์เสื่อมสภาพ
การเสื่อมสภาพของคาปาซิเตอร์หรือตัวเก็บประจุไฟฟ้าเกิดขึ้นตามอายุการใช้งาน เนื่องจากคาปาซิเตอร์มีอายุการใช้งานที่จำกัดและสั้นกว่าส่วนประกอบอื่นๆ สิ่งนี้เองอาจเป็นสาเหตุของ Fault ที่เกิดขึ้นกับ อินเวอร์เตอร์ นอกจากนั้นคาปาซิเตอร์ยังมีความอ่อนไหวต่ออุณหภูมิอย่างมาก อุณหภูมิในการทำงานที่สูงกว่าคำแนะนำของผู้ผลิตจะทำให้อายุการใช้งานสั้นลง อิเล็กโทรไลต์ที่อยู่ภายในจะระเหยเร็วขึ้นที่อุณหภูมิสูงขึ้น อายุการใช้งานของคาปาซิเตอร์จะเพิ่มขึ้นเมื่อใช้อย่างต่อเนื่องที่อุณหภูมิต่ำกว่าอุณหภูมิในการทำงานปกติ
รูปที่ 2 คาปาซิเตอร์
จากที่กล่าวมาข้างต้นเป็น Fault ของ อินเวอร์เตอร์ ที่มักเกิดขึ้นได้ และเป็นปัญหาหลักๆที่ส่งผลต่ออายุการใช้งานและความเสียหายที่อาจเกิดขึ้นกับ อินเวอร์เตอร์ ได้ ควรตรวจสอบปัญหาที่แท้จริงที่ทำให้ อินเวอร์เตอร์ เกิด Fault เพื่อทำการแก้ไขได้อย่างถูกต้อง ไม่เช่นนั้น อินเวอร์เตอร์ ของคุณอาจเสียหายและส่งผลกระทบต่อการผลิตได้
