Estoy diseñando una nueva serie de productos en chasis de metal que contienen ventiladores de plástico. La fuente de alimentación de los ventiladores está referenciada al riel de CC negativo de una unidad de frecuencia variable y los ventiladores están montados en el chasis conectado a tierra. Eso significa que se requiere que el ventilador soporte un hipot de ~3kV entre sus orificios de montaje y su circuito interno. El ventilador no está marcado con tal calificación. Sin embargo, tenemos una larga historia de productos que utilizan esta configuración. Esos productos están listados por UL, y cada unidad se somete a pruebas de hipotemia antes de salir por la puerta. Nunca hemos visto un fracaso.
¿Existe una mejor práctica estándar de la industria en esta situación? ¿Se consideraría normalmente aceptable confiar en una resistencia de voltaje no declarada, siempre que se haya probado en cada unidad? ¿O la mejor práctica sería que el ventilador esté aislado del riel de CC (o alternativamente, que se agregue aislamiento alrededor del ventilador)?
EDITAR: Para aclarar, nuestra E/S de usuario es flotante, no se hace referencia a nada. (Preferimos mantener con vida a nuestros clientes y no hacer estallar su equipo). Lo único que está en duda es el ventilador.
El ventilador está soplando aire dentro de la caja, por lo que las "tripas" del ventilador están frente al ventilador desde la rejilla del ventilador. Y el voltaje en el ventilador se reduce a 24 V desde el bus de CC entrante. El único diferencial de alto voltaje involucrado es entre la fuente de alimentación interna del ventilador y el chasis de la unidad.
Por un lado, quiero decir que un historial de miles de unidades y las pruebas de UL para obtener las unidades en la lista deberían ser suficientes; Creo que está bastante claro que no tenemos un problema de seguridad siempre que el usuario conecte a tierra la caja y fusione las unidades según las instrucciones. Por otro lado, odio confiar en una especificación no publicada para el fanático. Ambos argumentos parecen válidos. La pregunta es, ¿cuál es la forma de pensar más "correcta"?
EDICIÓN ADICIONAL: El ventilador que planeo usar está aquí: http://datasheet.octopart.com/4715KL-05W-B50-E00-NMB-datasheet-14433727.pdf Sin embargo, no veo su relevancia. No estoy tratando de identificar una solución a un problema de diseño. Tengo dos soluciones entre las que estoy tratando de decidir. ¿Qué solución es mejor desde el punto de vista de las mejores prácticas ?
Desde el punto de vista de unidad por unidad, si pasa el hipot hoy, debería pasar el hipot mañana. Siempre que cada unidad pase el hipot, no debería tener problemas de seguridad o confiabilidad.
Sin embargo, desde el punto de vista de la línea de productos, no se puede garantizar que el ventilador se construya siempre de la misma manera. Es posible que las diferentes series de producción se construyan de manera diferente. Tal vez se use un plástico diferente, o una geometría diferente, o quién sabe qué. Si no es una especificación que figura en la hoja de datos, no puede asumir que nunca cambiará de un lote a otro.
Desde que hice la pregunta, me enteré de un caso en el que nos sucedió exactamente esto. Muchos lotes de ventiladores pasaron el hipot a nuestro nivel de 3000 V CA, muy por encima de sus especificaciones, y enviamos las unidades sin problemas. Luego entró un nuevo lote, y cada uno falló el hipot de 3000 VCA. Teníamos productos listos para salir y tuvimos que esforzarnos para aislar o aislar a nuestros fanáticos.
Para unidades individuales, puede estar bien usando especificaciones no declaradas que prueba unidad por unidad. Pero como cuestión de mejores prácticas para una línea de productos , no se debe confiar en especificaciones de piezas no declaradas.
Parece que la energía del ventilador se deriva (sin ningún tipo de barrera o aislamiento galvánico) del suministro de CA entrante rectificado. Es el mismo argumento cuando su circuito necesita un capacitor a tierra desde un cable de CA vivo o neutro: ¿qué tipo de componente usa en estas circunstancias? Utiliza un capacitor de clase Y aprobado (y listado por UL).
No veo que haya mucha más opción que aislar galvánicamente el suministro de CC para el ventilador. Su empresa/firma, como comprador de componentes, no está en condiciones de obtener la aprobación del ventilador porque usted no fabrica el ventilador, por lo que esta tampoco es una ruta.
Deberá aislar galvánicamente la parte de bajo voltaje de la parte de HV (Alto voltaje). Si valora la vida de sus clientes, le recomiendo aislar también los componentes electrónicos de la interfaz.
Debe cubrir el orificio de ventilación del ventilador con una malla para protegerlo contra intrusiones. Si el ventilador revienta ese agujero, lo más probable es que la electrónica esté en el exterior, que está cerca de la malla. No veo forma de aislar el cableado de un ventilador DC normal con 3 kV contra la malla de protección.
Dado que probablemente obtenga energía del voltaje de la red, es una buena práctica tener la carcasa, la interfaz, el control, etc. en un voltaje bajo seguro, completamente separado de la parte HV.
Poner HV en cualquier lugar cerca de una parte débilmente aislada de su carcasa o electrónica LV es una receta para el desastre. No.
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