二 變頻器的配套設(shè)備及安裝技術(shù)
4 變頻器的配套設(shè)備
4.1 附加配套設(shè)備的作用
附加配套設(shè)備的布置見(jiàn)圖7。

圖7 變頻器附加配套設(shè)備的連接圖
其中,T—配電變壓器;
QF—斷路器,用于安全跳閘斷開(kāi)電網(wǎng);
KM—接觸器,用于日常操作通斷和電網(wǎng)掉電再來(lái)電時(shí)變頻器不發(fā)生自啟動(dòng);
FIL1—進(jìn)線側(cè)無(wú)線電干擾抑制電抗器,用于減少變頻器對(duì)外界的無(wú)線電干擾;
1ACL—電源側(cè)交流電抗器,用于改善輸入電流波形、提高整流器和電解濾波電容壽命、減少不良輸入電流波形對(duì)外界電網(wǎng)的干擾、協(xié)調(diào)同一電源網(wǎng)上有晶閘管等變換器造成的波形影響、減少功率切換和三相不平衡的影響,因此也叫電源協(xié)調(diào)電抗器,在要求高的場(chǎng)合該電抗器便進(jìn)一步改為較復(fù)雜的電力質(zhì)量濾波單元;
DCL—直流電抗器,用于改善電容濾波(當(dāng)前電壓型變頻調(diào)速器主要濾波方式是電容濾波)造成的輸入電流波形畸變和改善功率因數(shù)、減少和防止因沖擊電流造成整流橋損壞和電容過(guò)熱,當(dāng)電源變壓器和輸電線(圖中的符號(hào)DLC應(yīng)改為DCL)綜合內(nèi)阻小時(shí)(變壓器容量大于電機(jī)容量10倍以上時(shí))、電網(wǎng)瞬變頻繁時(shí)都需要使用直流電抗器。
BD—制動(dòng)單元,當(dāng)變頻器降低頻率使電機(jī)急劇減速、或重力負(fù)載使電機(jī)處于發(fā)電運(yùn)行時(shí),電機(jī)制動(dòng)的反饋能量使變頻器直流母線電壓升高到一定程度就會(huì)開(kāi)啟該制動(dòng)單元,使能量消耗在制動(dòng)電阻上;
DBR—制動(dòng)電阻,消耗制動(dòng)時(shí)電機(jī)能量的電阻;
2ACL—輸出側(cè)交流電抗器,變頻器輸出是脈沖寬度調(diào)制的電壓波(PWM波)它是前后沿很陡的一聯(lián)串脈沖方波,存在豐富的諧波,這些諧波有害于電機(jī)和負(fù)載的壽命(典型的是電機(jī)繞阻匝間瞬變電壓dv/dt過(guò)高,造成匝間擊穿),以及對(duì)周?chē)娖鞲蓴_;當(dāng)負(fù)載端電容分量大時(shí),造成變頻器的開(kāi)關(guān)器件流過(guò)大的沖擊電流,會(huì)損壞開(kāi)關(guān)器件。使用輸出側(cè)交流電抗器可進(jìn)行平滑濾波,減少瞬變電壓dv/dt的影響,并求得以下的改善:
降低了電機(jī)的噪音;
降低了輸出高次諧波造成的漏電流;
減少了干擾;
保護(hù)了變頻器內(nèi)部的功率開(kāi)關(guān)器件。
延長(zhǎng)了電機(jī)的絕緣壽命。
FIL2—輸出側(cè)無(wú)線電干擾抑制電抗器,對(duì)輸出布線距離>20m時(shí)尤其需安裝;
JR—熱過(guò)載繼電器,用于防止長(zhǎng)時(shí)間過(guò)電流造成電機(jī)損壞。
4.2 附加配套設(shè)備的選用
(1) 斷路器(QF)的后面可以接一臺(tái)或多臺(tái)變頻器及其它負(fù)載,當(dāng)變頻器或其它負(fù)載因過(guò)電流故障時(shí),可自動(dòng)切斷電源供電,防止事故擴(kuò)大。當(dāng)電網(wǎng)掉電時(shí)防止再來(lái)電自動(dòng)接通的不安全,以及在維修時(shí)安全切斷電源,斷路器可以使用普通空氣開(kāi)關(guān)或高靈敏切斷的斷路器,視需要而定,選用時(shí)總通過(guò)電流應(yīng)大于負(fù)載總電流1.5倍以上。
(2) 接觸器(KM)用于所控變頻器日常操作通斷,和電網(wǎng)掉電再來(lái)電時(shí)防止變頻器自動(dòng)啟動(dòng),選用時(shí)額定電流也要大于變頻器輸出電流1.5倍以上。
(3) 無(wú)線電干擾抑制電抗器(FIL1、FIL2)因?yàn)樽冾l器輸出的是PWM(脈寬調(diào)制)波,包含了大量的高次諧波,諧波高頻分量處于射頻范圍,變頻器通過(guò)電源線和輸出線向外發(fā)射無(wú)線電干擾。又由于變頻器接在電網(wǎng)上,電網(wǎng)上各種干擾和瞬變浪涌也可干擾到變頻器的控制回路敏感部分發(fā)生誤動(dòng)作,因此設(shè)置了無(wú)線電干擾抑制電抗器。它是使用三根進(jìn)線(對(duì)單相是兩根進(jìn)線),同方向在鐵心或鐵氧磁芯上繞制的電感,因三相三根線的正弦交流電瞬時(shí)值之和為零(單相正弦交流電兩進(jìn)線電流瞬時(shí)值也為零),因此對(duì)正常供電,該電抗器不起作用,而對(duì)于共模電壓(即在進(jìn)線上出現(xiàn)的、瞬時(shí)值不能被抵消的干擾電壓)該電抗器起到阻擋作用,抑制了共模干擾,起到良好的抑制無(wú)線電干擾使用。抑制的頻段一般在10MHz以下,因此電感量不必大,通??刂圃?~33mH左右,是在一個(gè)閉合磁路上穿過(guò)或繞上幾匝導(dǎo)線而制成。無(wú)線電干擾抑制電抗器的連接如圖8,對(duì)小容量變頻器因電流較小,它是在同一磁芯上,三相線同方向繞幾匝。對(duì)大容量變頻器,因電流大、導(dǎo)線不好彎,則用多個(gè)磁芯,讓三根導(dǎo)線同時(shí)穿過(guò)磁芯中孔而構(gòu)成電抗器。

圖8 無(wú)線電干擾抑制電抗器的安置
(4) 電源側(cè)交流電抗器(1ACL)
電壓型通用變頻器電網(wǎng)電壓交流轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷鹘?jīng)整流后都經(jīng)電容濾波,電容器的使用使輸入電流呈尖峰脈沖狀,當(dāng)電網(wǎng)阻抗小時(shí),這種尖峰脈沖電流極大(見(jiàn)圖9),造成很大的諧波干擾,并使變頻器整流橋和電容器容易損壞。當(dāng)變壓器容量大于變頻器容量10倍以上,電網(wǎng)配電變壓器和輸電線的內(nèi)阻不能阻止尖峰脈沖電流時(shí),當(dāng)同一電源上有晶閘管設(shè)備或開(kāi)關(guān)方式控制功率因數(shù)補(bǔ)償裝置時(shí),三相電源不平衡度大于3%時(shí),都要對(duì)輸入側(cè)功率因數(shù)作提高和抑制干擾,都需使用電源側(cè)交流電抗器。

圖9 電容濾波輸入側(cè)電壓和電流波形
圖9中:In1:電網(wǎng)阻抗小時(shí);
In2:電網(wǎng)阻抗大時(shí)。
一般而言,電壓源逆變器、電源側(cè)交流電抗器的電感量,采用3%阻抗即可防止突變電壓造成接觸器跳閘,使總諧波電流畸變下降到原先的44%左右。實(shí)際使用中為了節(jié)省費(fèi)用,常采用2%阻抗的電感量,但這對(duì)環(huán)保而言是不好的。比較好的場(chǎng)合應(yīng)使用4%阻抗或更大的電抗器。一般常選用2~4%的壓降阻抗,這個(gè)百分?jǐn)?shù)是對(duì)相電壓而言,即:

其中:ΔU—電壓降落;
UP—相電壓;
UN—線電壓。
三相時(shí),輸入側(cè)交流電抗器電感值:
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其中:ILmax—電感流過(guò)的最大電流。
例如:對(duì)380V、90kW、50Hz、170A的變頻器,需要配置輸入側(cè)交流電抗器的電感量為:
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?。?.082~0.164mH,可以選擇能長(zhǎng)期能通170A電流,電感值在0.123mH左右的電抗器即可。
對(duì)于使用者,需考慮電感值和電流值兩方面,電流值一定要大于等于額定值,電感值略有大小問(wèn)題不大,偏大有利于減少諧波,但電壓降落會(huì)超過(guò)3%,使用者還要考慮電源內(nèi)部阻抗,電源變壓器功率大于10倍變頻器功率,而且線路很短的場(chǎng)合,電源內(nèi)阻小,不僅需要使用輸入側(cè)交流電抗器,而且要選擇較大的電感值,例如選用4~5%阻抗的電感量。
(5) 直流電抗器(DCL)
直流電抗器接在濾波電容前,它阻止進(jìn)入電容的整流后沖擊電流的幅值,并改善功率因數(shù)、降低母線交流脈動(dòng)。直流電抗器在變頻器功率大于22kW時(shí)建議都要采用,當(dāng)變頻器功率越大,越應(yīng)該使用,因?yàn)闆](méi)有直流電抗器時(shí),變頻器的電容濾波會(huì)造成電流波形嚴(yán)重畸變和進(jìn)而使電網(wǎng)電壓波形嚴(yán)重畸變,而且非常有害于變頻器的整流橋和濾波電容壽命。
直流電抗器的電感值的選擇一般為同樣變頻器輸入側(cè)交流電抗器3%阻抗電感量的2~3倍,最少要1.7倍,
即 ![]()
例:對(duì)三相380V 90kW變頻器所配直流電抗器計(jì)算(參見(jiàn)上例):![]()
取0.25mH,能長(zhǎng)期通電170A即可(查使用手冊(cè)為0.2mH)。
(6) 輸出側(cè)交流電抗器(2ACL)
變頻器的輸出是經(jīng)PWM調(diào)制的電壓波,由于電動(dòng)機(jī)繞組的電感性質(zhì)能使電流連續(xù),因此電流基本上是正弦形的,脈沖寬度調(diào)制(PWM)有著陡峭的電壓上升和下降的前后沿,即dv/dt很大,使得輸出引線向外界發(fā)射含量極大的電磁干擾,并且在引出線對(duì)地、電機(jī)繞組匝間、繞組對(duì)地間都產(chǎn)生很大的脈沖電流,圖10表示SPWM電壓,電流的波形。

圖10 調(diào)制波形
為了減輕變頻器輸出dv/dt對(duì)外界的干擾,降低輸出波形畸變,達(dá)到環(huán)保標(biāo)準(zhǔn),減少對(duì)電機(jī)繞組的電壓沖擊造成絕緣損壞,降低電機(jī)的溫升和噪音,避免在變頻器輸出功率管上因dv/dt和流過(guò)過(guò)大的脈沖沖擊電流使功率管損壞,以及降低負(fù)載短路造成對(duì)變頻器的損傷,有必要在變頻器輸端增設(shè)交流電抗器。
值得指出的是脈沖電壓通過(guò)長(zhǎng)的輸電線時(shí),由于長(zhǎng)線上波的反射疊加使得在長(zhǎng)線(即變頻器輸出導(dǎo)線)超過(guò)臨界長(zhǎng)度后,電壓有可能達(dá)到直流母線(變頻器內(nèi)直流母線)電壓的2倍。因此變頻器輸出線長(zhǎng)度受到了限制,為解除這種限制,必須接入輸出側(cè)交流電抗器。接入后,送到電機(jī)等負(fù)載上的波形就接近正弦電壓波形了。
但實(shí)際使用中,只要負(fù)載是電感性的,電抗器可采用1%阻抗或更低一些都是可行的,這是因?yàn)?,PWM調(diào)制頻率遠(yuǎn)高于基波頻率,已經(jīng)相當(dāng)于>(40-100)次諧波的范圍,因此,輸出側(cè)交流電抗器電感量:
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例如:380V、90kW、50Hz、170A變頻器的輸出側(cè)交流電抗器的選用:

取:電感值在0.041mH左右,能長(zhǎng)期能通170A電流的電抗器即可。
輸出側(cè)交流電抗器的電感接法有一定講究,繞制在磁芯上的導(dǎo)線頭尾的位置關(guān)系到電感向外發(fā)射干擾能量的大小程度。圖11所示,繞組頭1在里層,尾2在外層,因此1接變頻的輸出2接負(fù)載電機(jī)較好,這樣,變頻器輸出端的強(qiáng)干擾被外層屏蔽,減少干擾向外發(fā)射。

圖11 輸出側(cè)交流電抗器斷面結(jié)構(gòu)
輸出側(cè)交流電抗器其抑制頻率在較高頻率范圍,因此,使用鐵氧體磁芯,以減少損耗,但體積較大。在有變壓器插入于變頻器與負(fù)載之間的使用條件下,變壓器輸入繞組的漏抗和變壓器損耗大大削弱了調(diào)制波,起到了輸出側(cè)電抗器的作用,因此有利于輸出到負(fù)載電機(jī)的波形濾波平滑,此時(shí)往往有了輸出側(cè)變壓器就可以省略輸出側(cè)交流電抗器。
(7) 制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻(BD和DBR)
小功率制動(dòng)單元一般在變頻器內(nèi)部,外部只接制動(dòng)電阻。大功率的制動(dòng)單元由外接的制動(dòng)單元接到變頻器母線上,當(dāng)電機(jī)制動(dòng)時(shí),電機(jī)的電能反饋回母線,使母線電壓升高,升高到一定值時(shí),開(kāi)通制動(dòng)單元的開(kāi)關(guān)管,用制動(dòng)電阻消耗母線上一部分電能,維持母線電壓不繼續(xù)往上升高,使電機(jī)能量消耗在制動(dòng)電阻上,從而獲得制動(dòng)力矩。制動(dòng)單元的導(dǎo)線長(zhǎng)度一般不大于5m,接到變頻器的直流母線(P+、N端)要使用雙絞線或密著平行線,其目的是減少電感,導(dǎo)線的截面應(yīng)不小于電機(jī)輸電線的1/2~1/4。
制動(dòng)電阻的阻值不是隨便選用的,它有一定范圍。太大了,制動(dòng)不迅速,太小了制動(dòng)用開(kāi)關(guān)元件很容易燒毀。
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一般當(dāng)負(fù)載慣量不太大時(shí),認(rèn)為電機(jī)制動(dòng)時(shí)最大有70%能量消耗于制動(dòng)電阻,30%的能量消耗于電機(jī)本身及負(fù)載的各種損耗上,此時(shí)
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其中:P—電機(jī)功率(kW);
UC—制動(dòng)時(shí)母線上的電壓(V);
R—制動(dòng)電阻(Ω)。
一般對(duì)三相380V時(shí),UC≈700V; 單相220V時(shí),UC≈390V;這樣三相380V時(shí)制動(dòng)電阻阻值:
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單相220v時(shí)制動(dòng)電阻阻值:
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低頻度制動(dòng)的制動(dòng)電阻的耗散功率一般為電機(jī)功率的(1/4~1/5),在頻繁制動(dòng)時(shí),耗散功率要加大。
有的小變頻器內(nèi)部裝有制動(dòng)電阻,但在高頻度或重力負(fù)載制動(dòng)時(shí),內(nèi)裝制動(dòng)電阻的散熱量不足,容易燒毀,此時(shí)要改用大功率的外接制動(dòng)電阻。各種制動(dòng)電阻都應(yīng)選用低電感結(jié)構(gòu)的電阻器;連接線要短;并使用雙絞線或密著平行線;采用如此低電感措施的原因是為了防止和減少電感能量加到制動(dòng)管上,造成制動(dòng)管損壞;制動(dòng)電阻值不能過(guò)分小;如果回路的電感大、電阻又小,將對(duì)制動(dòng)管不利,會(huì)造成損壞。
為了確保制動(dòng)單元內(nèi)功率管不被損壞,制動(dòng)電阻不得小于(8)式的計(jì)算值,但太大了制動(dòng)效果不好,所以要適當(dāng)。
例如:(a)三相380V 30kW變頻器的時(shí)制動(dòng)電阻阻值為:![]()
取20或24Ω功率7.5kW
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(b) 單相220V2.2kW變頻器的時(shí)制動(dòng)電阻阻值為:![]()
取100Ω功率0.6kW
(8) 熱過(guò)載繼電器(R)
熱過(guò)載繼電器用來(lái)防止電機(jī)過(guò)熱,但這種保護(hù)并不可靠。對(duì)重要場(chǎng)合應(yīng)實(shí)際檢測(cè)電機(jī)溫度,埋設(shè)溫度檢測(cè)元件到電機(jī)槽內(nèi)或繞組附近。當(dāng)變頻器使用普通電機(jī)時(shí),因PWM波導(dǎo)致電機(jī)鐵耗、銅耗和絕緣介質(zhì)損耗的增加,溫升會(huì)比通常應(yīng)用時(shí)加大,因此熱過(guò)載繼電器的溫度整定值應(yīng)按電機(jī)絕緣等級(jí)選擇。
(9)電動(dòng)機(jī)
如果低速時(shí)負(fù)載轉(zhuǎn)矩比額定轉(zhuǎn)矩大,則要加大電機(jī)功率和變頻器功率才能應(yīng)付低速運(yùn)行。
如當(dāng)電機(jī)長(zhǎng)期在低速運(yùn)行時(shí),因普通電機(jī)的風(fēng)扇在電機(jī)軸上,風(fēng)扇已不能有效散熱,電機(jī)會(huì)嚴(yán)重發(fā)熱。因此,要加大電機(jī)功率或讓電機(jī)使用外部風(fēng)扇冷卻。
一般電機(jī)在使用變頻器時(shí),因變頻器PWM波有很高的脈沖前后沿,dv/dt很大,繞阻匝間和對(duì)地絕緣很易損壞,這已成為變頻器使用中一個(gè)問(wèn)題。因此,應(yīng)選用絕緣質(zhì)量?jī)?yōu)良的電機(jī)產(chǎn)品。
當(dāng)高速運(yùn)行時(shí)要注意電機(jī)在高速離心力下是否能承受,普通電機(jī)的轉(zhuǎn)子離心機(jī)械強(qiáng)度是按額定轉(zhuǎn)速設(shè)計(jì)的。對(duì)直徑較大的電機(jī),不要使用到額定轉(zhuǎn)速的1.5倍以上,否則就有危險(xiǎn)。這時(shí)就應(yīng)選用專(zhuān)門(mén)的變頻電機(jī)。
(10) 電源變壓器
電源變壓器總?cè)萘恳瓤傌?fù)載大,當(dāng)使用多個(gè)變頻器或少量地使用交流電抗器和直流電抗器時(shí),因變頻器整流及電容性負(fù)載的影響,會(huì)造成電網(wǎng)波型的嚴(yán)重畸變和變壓器過(guò)熱。因此,變壓器容量更要增大。
4.3 附加配套設(shè)備推薦表
附表 對(duì)三相380V(400V)通用變頻器的附加配置設(shè)備通用變頻器外圍電器估算表(電源3相380V.50Hz適用)

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5 變頻器的安裝技術(shù)和禁忌
5.1 安裝環(huán)境
(1) 變頻器屬電子設(shè)備,由它的防護(hù)型式?jīng)Q定,必須安裝在室內(nèi),無(wú)水浸入,并且空氣中濕度較低;
(2) 無(wú)易燃易爆氣體和腐蝕性氣體和液體飛濺,粉塵和纖維物少;
(3) 變頻器發(fā)熱量遠(yuǎn)大于其他常見(jiàn)開(kāi)關(guān)電器,必須要有良好的通風(fēng),讓熱空氣順利排出;
(4) 變頻器易受諧波干擾和干擾其他相鄰電子設(shè)備,因此要考慮配置附加交流電抗器等外圍設(shè)備和安裝抗干擾電感濾波器;
(5) 安裝位置要便于檢查和維修操作;
(6) 長(zhǎng)期運(yùn)行的條件,對(duì)不同型號(hào)略有區(qū)別,一般:
環(huán)境溫度:-10℃~(+40~50)℃;
相對(duì)溫度:20~90%;
海拔:1000m以下,在1000m以上時(shí)越高越應(yīng)降低
負(fù)載容量;
振動(dòng):0.6g。
(7) 如必須在水泥、面粉、飼料、紡織等粉塵和纖維多的環(huán)境使用變頻器,一定要進(jìn)行定期清潔:
清潔方法用刷子、吸塵器仔細(xì)打掃內(nèi)部績(jī)塵、疏通散熱器通風(fēng)路徑的堵塞部位。
5.2 變頻器的通風(fēng)散熱
變頻器的效率一般97~98%,這就是說(shuō)大約有2~3%的電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?,遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于一般開(kāi)關(guān),交流接觸器等電器產(chǎn)生的熱量。一般的配電箱是針對(duì)常用開(kāi)關(guān)、交流接觸器等電器而設(shè)計(jì)的。當(dāng)這一類(lèi)箱體內(nèi)裝進(jìn)了變頻器,就需仔細(xì)配置內(nèi)部的安排,以確保通風(fēng)散熱合理性。
圖12是一些電控箱內(nèi)安排變頻器的必需注意的風(fēng)路示意。其中:(a)壁掛式電控柜頂部裝抽風(fēng)機(jī)抽出熱風(fēng);(b)控制臺(tái)式電控柜上部裝抽風(fēng)機(jī)抽出熱風(fēng);(c)大型立柜式電控柜頂部裝大抽風(fēng)機(jī),地溝和柜體下部要有良好進(jìn)風(fēng)口;(d)大型立柜式電控柜裝有控制單元和制動(dòng)電阻的情況,頂部裝大抽風(fēng)機(jī),地溝和柜體下部要有良好進(jìn)風(fēng)口。

圖12 電控柜安裝變頻器的通風(fēng)設(shè)計(jì),(粗線為必要的擋風(fēng)板,防止熱風(fēng)回流)
電控箱內(nèi)布置變頻器風(fēng)路的原則有:
(1) 電控柜要有強(qiáng)迫通風(fēng)回路,通風(fēng)回路的空氣流向應(yīng)通暢,符合流體平滑轉(zhuǎn)向原則,安裝在電控柜上的風(fēng)機(jī)應(yīng)比變頻器本身風(fēng)機(jī)總通風(fēng)量大30~50%以上。
(2) 電控柜的風(fēng)路一般都要有低風(fēng)阻的進(jìn)風(fēng)口,在環(huán)境臟的場(chǎng)合進(jìn)風(fēng)口要有過(guò)濾網(wǎng),過(guò)濾網(wǎng)的風(fēng)阻要小,并防止堵塞,要求經(jīng)常打掃。
(3) 電控柜箱內(nèi)空氣不應(yīng)直通短路,也不應(yīng)該發(fā)生熱風(fēng)回流,其路徑要進(jìn)行設(shè)計(jì)。要在電控柜箱內(nèi)安裝必要的導(dǎo)風(fēng)板和擋風(fēng)板,這是變頻器二次開(kāi)發(fā)商和使用者所必須重視的問(wèn)題。
(4) 沒(méi)有專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)強(qiáng)迫通風(fēng)風(fēng)道的箱柜內(nèi),單臺(tái)變頻器安裝要與周?chē)娖鳌⑾浔诒3忠欢ň嚯x,特別是要留出上下空間使風(fēng)道順暢,使風(fēng)可自由流動(dòng)。根據(jù)功率大小不同,至少留有120~300mm空間,左右前方空間至少50mm。
(5) 當(dāng)變頻器的環(huán)境溫度超過(guò)40℃時(shí),對(duì)有通風(fēng)蓋的變頻器要去掉通風(fēng)蓋,讓風(fēng)順利進(jìn)入變頻器內(nèi)。
(6) 圖12中粗線所示為擋風(fēng)板,擋住直通風(fēng)和避免熱風(fēng)回流以改善箱內(nèi)空氣流向,提高冷卻效果。12(c)圖的上下變頻器要設(shè)置導(dǎo)風(fēng)板,防止下部變頻器的熱風(fēng)進(jìn)入上部變頻器。
5.3 變頻器的外部布線
(1) 主回路導(dǎo)線載面按照電動(dòng)機(jī)布線要求,電流密度一般在3~4A/mm2以下。
(2) R、S、T和U、V、W的主回路導(dǎo)線在鐵管內(nèi)保護(hù)布線時(shí),不得一根或兩根導(dǎo)線敷設(shè)在一根鐵管內(nèi),必須三相的三根線布在同一個(gè)鐵管內(nèi),這是由于正弦波三相電流瞬時(shí)值之和為零,不會(huì)在鐵管上造成磁通和引起損耗而發(fā)熱。
(3) 變頻器輸出U、V、W三根線如敷沒(méi)在鐵管和蛇皮金屬管內(nèi),因?qū)﹁F管和蛇皮管電容的作用,會(huì)造成變頻器內(nèi)部功率開(kāi)關(guān)器件的瞬時(shí)脈沖過(guò)電流,使功率開(kāi)關(guān)損壞,一般在布線長(zhǎng)度超過(guò)30m(有管)~50m(無(wú)管)時(shí)變頻器的U、V、W端子處需插入交流電抗器。如果導(dǎo)線絕緣層較薄,布線長(zhǎng)度還應(yīng)更短。當(dāng)一個(gè)變頻器驅(qū)動(dòng)多個(gè)電動(dòng)機(jī)時(shí),應(yīng)按配線的總長(zhǎng)度計(jì)算;當(dāng)接入輸出側(cè)交流電抗器后,饋向電動(dòng)機(jī)的總長(zhǎng)度也不要超過(guò)400 m。
(4) 變頻器的控制線必須遠(yuǎn)離輸入輸出強(qiáng)電導(dǎo)線,相距100mm以上,絕對(duì)不能為了布線美觀把控制線和輸入輸出強(qiáng)電導(dǎo)線捆綁在一起。
(5) 變頻器的輸入信號(hào)線要使用雙絞線或屏蔽線,以有效地減弱外界電磁場(chǎng)造成的干擾,雙絞線的絞合程度應(yīng)在每cm為1絞以上。(圖13)(圖14)

圖13 用雙絞線作為變頻器的信號(hào)輸入線

圖14 輸入信號(hào)線與輸出強(qiáng)電線的間距100mm以上
(6) 在遠(yuǎn)距離控制作開(kāi)關(guān)操作時(shí),用繼電器擔(dān)任中間操作可有效地減少外界對(duì)控制線引起的干擾。(圖15)

圖15 用繼電器解決遠(yuǎn)距離信號(hào)受干擾
(7) 多數(shù)變頻器的操作鍵和顯示部分做在一起,成為一個(gè)操作盒。操作盒可取下做遠(yuǎn)距離控制操作。此時(shí)連接導(dǎo)線往往是電纜或排線,要求它們遠(yuǎn)離電力線和輸入輸出強(qiáng)電導(dǎo)線,必要時(shí)應(yīng)穿入屏蔽管套內(nèi)。外部電器控制線很長(zhǎng)時(shí)也需要屏蔽,方法相同。
(8) 粗的主回路電線與變頻器接線端子連接時(shí)必須可靠連接。線頭用標(biāo)準(zhǔn)的與接線端子相配的冷壓端子,使用冷壓鉗壓接。只有這樣,才能保證連接可靠,不因局部接觸不良而發(fā)熱造成事故。
(9) 調(diào)節(jié)頻率等的電位器、開(kāi)關(guān)之類(lèi)元器件要求使用可靠產(chǎn)品,而且安裝時(shí)注意屏蔽,免受外界干擾,否則會(huì)誤認(rèn)為變頻器有問(wèn)題。
(10) 所有連接線接好后要進(jìn)行檢查,防止漏接、錯(cuò)接、碰地、短路。
(11) 投入電源后,發(fā)現(xiàn)還要改接線時(shí),首先要切除電源,并注意直流回路電容上的電完全放完(直流電壓表測(cè)量小于25V),才可操作。
(12) 不能將負(fù)載功率因數(shù)校正用電容接到變頻器的輸出端,因電容的接入會(huì)導(dǎo)致逆變功率器件流過(guò)大的瞬變脈沖電流而損壞。
(13) 直流電抗器的參數(shù)要與變頻器相配。安裝前應(yīng)去掉變頻器上原P1、P+上的短路銅件,在此處接入直流電抗器。
(14) 制動(dòng)單元的母導(dǎo)線接到變頻器的直流母線(P+、N端),制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻的接線都要盡量短,長(zhǎng)度不大于5m,使用雙絞線或密著平行線,導(dǎo)線的截面應(yīng)不小于電機(jī)輸電線的1/2~1/4。當(dāng)制動(dòng)電阻不接時(shí),絕對(duì)不能將P+端和DB端短路!
(15) 變頻器外殼應(yīng)可靠接地。
5.4 變頻器具備工頻切換的重要性
變頻器是電力電子設(shè)備,其可靠性不太高,一旦故障或要維修,不能因此而停產(chǎn),應(yīng)盡可能安裝工頻切換。不少連續(xù)化生產(chǎn)工藝上,用于風(fēng)機(jī)水泵的變頻器如有工頻切換,當(dāng)變頻器不能工作時(shí)立即切換到工頻供電,用以前的風(fēng)門(mén)閥門(mén)調(diào)節(jié)風(fēng)量流量,照樣不耽誤生產(chǎn),僅僅減少節(jié)能而已。圖16是變頻器具備工頻切換的電路簡(jiǎn)圖。

圖16 變頻器外圍設(shè)備與工頻使用的切換簡(jiǎn)圖
5.5 變頻器的電源線一端要接交流接觸器
接交流接觸器用來(lái)確保安全和長(zhǎng)期不工作時(shí)斷電。該接觸器不可作為變頻器日常運(yùn)行的啟停,而應(yīng)使用變頻器的鍵盤(pán)或外控線作啟停,如果一定要用交流接觸器作啟停,則操作間隔在1h以上。
5.6 電機(jī)轉(zhuǎn)向要與變頻器指示轉(zhuǎn)向一致
變頻器輸出U、V、W接電機(jī),當(dāng)控制按鍵正轉(zhuǎn)(FWD)時(shí)電機(jī)應(yīng)正轉(zhuǎn),如果反轉(zhuǎn)了就應(yīng)交換U、V、W中任意兩根線,不應(yīng)錯(cuò)誤地把反轉(zhuǎn)(REV)鍵當(dāng)作正轉(zhuǎn)鍵來(lái)使用,以免日后發(fā)生事故。
5.7 變頻器的基本連接圖
各種變頻器的基本連接圖都有各自的特點(diǎn)。因此,要認(rèn)真按產(chǎn)品所對(duì)應(yīng)的使用說(shuō)明書(shū)的接線圖進(jìn)行接線,千萬(wàn)不能使用不同型號(hào)的使用說(shuō)明書(shū)作對(duì)照。典型的連接圖參考電路如圖17所示。

圖17 通用變頻器典型的連接參考電路
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