變頻器應(yīng)用技術(shù)通用情境

變頻器應(yīng)用技術(shù)通用情境第一頁，共二十一頁，2022年，8月28日

學(xué)習(xí)情境2：變頻器的安裝與接線學(xué)習(xí)性工作任務(wù)4：變頻器的安裝與接線基礎(chǔ)（2學(xué)時）第二頁，共二十一頁，2022年，8月28日教學(xué)目標(biāo)知識目標(biāo)：能力目標(biāo)：1．熟悉通用變頻器的安裝條件；2．掌握通用變頻器的安裝方式與散熱處理方法3．通用變頻器標(biāo)準(zhǔn)接線與端子功能。

初步通用變頻器的安裝條件,掌握通用變頻器柜式安裝的注意事項，能掌握變頻器標(biāo)準(zhǔn)接線與端子功能

第三頁，共二十一頁，2022年，8月28日

教學(xué)內(nèi)容4.1通用變頻器的安裝環(huán)境

環(huán)境溫度變頻器與其他電子設(shè)備一樣，對周圍環(huán)境溫度有一定的要求，一般為“-10～＋50℃。”。由于變頻器內(nèi)部是大功率的電子器件，極易受到工作溫度的影響，但為了保證變頻器工作的安全性和可靠性，使用時應(yīng)考慮留有余地，最好控制在40℃以下；40～50℃之間降額使用，每升高1℃，額定輸出電流須減少1%。如環(huán)境溫度太高且溫度變化大時，變頻器的絕緣性會大大降低，影響變頻器的壽命。環(huán)境濕度變頻器與其他電氣設(shè)備一樣對環(huán)境濕度有一定要求，變頻器的周圍空氣相對濕度一般為“20%～90%RH”,根據(jù)現(xiàn)場工作環(huán)境必要時須在變頻柜箱中加放干燥劑和加熱器。第四頁，共二十一頁，2022年，8月28日振動和沖擊變頻器在運行的過程中，要注意避免受到振動和沖擊,設(shè)置場所的振動加速度應(yīng)限制在0.6g以內(nèi)。大家知道，變頻器是由很多元器件通過焊接、螺絲連接等方式組裝而成。當(dāng)變頻器或裝變頻器的控制柜受到機(jī)械振動或沖擊時，回導(dǎo)致焊點、螺絲等連接器件或連接頭松動或脫落，引起電氣接觸不良甚至造成間短路等嚴(yán)重故障。因此，變頻器運行中除了提高控制柜的機(jī)械強(qiáng)度、遠(yuǎn)離振動源和沖擊源外，還應(yīng)在控制柜外加裝抗震橡皮墊片，在控制柜內(nèi)的器件和安裝板之間加裝緩沖橡膠墊，減震。一般在設(shè)備運行一段時間后，應(yīng)對控制柜進(jìn)行檢查和維護(hù)。第五頁，共二十一頁，2022年，8月28日電氣環(huán)境防止電磁波干擾變頻器的電氣主體是功率模塊及其控制系統(tǒng)的硬軟件電路，這些元器件和軟件程序受到一定的電磁干擾時，會發(fā)生硬件電路失靈、軟件程序亂飛等造成運行事故。所以為了避免因電磁干擾，變頻器應(yīng)根據(jù)所處的電氣環(huán)境，有防止電磁干擾的措施。例如:輸入電源線、輸出電機(jī)線、控制線應(yīng)量遠(yuǎn)離；容易受影響的設(shè)備和信號線，應(yīng)盡量遠(yuǎn)離變頻器安裝；關(guān)鍵的信號線應(yīng)使用屏蔽電纜，建議屏蔽層采用360°接地法接地。防止輸入端過電壓變頻器的主電路是有電力電子器件構(gòu)成，這些器件對過電壓十分敏感，變頻器輸入端過電壓會造成主元件的永久性損壞。例如有些工廠自帶發(fā)電機(jī)供電，電網(wǎng)波動會比較大，所以對變頻器的輸入端過電壓應(yīng)有防范措施。第六頁，共二十一頁，2022年，8月28日海拔高度變頻器安裝在海拔高度1000m以下可以輸出額定功率。但海拔高度超過1000m，其輸出功率會下降。如果變頻器安裝地點的海拔高度超過1000m，變頻器輸出電流減少，海拔高度為4000m時，輸出電流為1000m時的40%。其它環(huán)境避免變頻器安裝在雨水滴淋或結(jié)露的地方;

防止粉塵、棉絮及金屬細(xì)屑侵入;

避免變頻器安裝在油污和鹽分多的場合;

遠(yuǎn)離放射性物質(zhì)及可燃物。第七頁，共二十一頁，2022年，8月28日4.2通用變頻器的安裝方式與散熱處理

變頻器在運行過程中有功率損耗，并轉(zhuǎn)換為熱能，使自身的溫度升高。粗略地說，每1KVA的變頻器容量，其損耗功率約為40W～50W。因此，安裝變頻器時要考慮變頻器散熱問題，要考慮如何把變頻器運行時產(chǎn)生的熱量充分地散發(fā)出去，因此要講究安裝方式。圖4-1壁掛式變頻器安裝示意圖第八頁，共二十一頁，2022年，8月28日壁掛式安裝變頻器的外殼設(shè)計比較牢固，一般情況下，允許直接安裝在墻壁上，稱為壁掛式。所有變頻器都必須垂直安裝，變頻器可以一個挨一個地并排安裝。變頻器的上下左右都至少要留有100mm的間隙，如圖4-1所示。變頻器不同的框架尺寸允許上、下間隙不同，須按手冊中要求進(jìn)行安裝。為了保證通風(fēng)良好，需確認(rèn)變頻器的冷卻風(fēng)口處于正確的位置，不能妨礙空氣的流通,在變頻器附近不要安裝有對冷卻空氣流通造成負(fù)面影響的其它設(shè)備。為了防止雜物掉進(jìn)變頻器的出風(fēng)口阻塞風(fēng)道，在變頻器出風(fēng)口的上方最好安裝檔板。

第九頁，共二十一頁，2022年，8月28日柜式安裝方式當(dāng)現(xiàn)場的灰塵過多，濕度比較大，或變頻器外圍配件比較多，需要和變頻器安裝在一起時，可以采用柜式安裝。變頻器柜式安裝是目前最好的安裝方式，因為可以起到很好的屏蔽幅射干擾，同時也能防灰塵、防潮濕、防光照等作用。變頻器安裝在電控柜里時應(yīng)該注意散熱問題，變頻器的最高允許溫度為Tmax=50℃，如果電控柜周圍的溫度Ta=40℃（max），則必須使柜內(nèi)溫度在Tmax-Ta=10℃以下。電控柜如果不采用強(qiáng)制換氣時，變頻器發(fā)出的熱量由柜表面自然散熱，這時，散熱所需要的電控柜有效表面積S用下式計算：

（4-1）第十頁，共二十一頁，2022年，8月28日式中：Q－電控柜總發(fā)熱量（Ｗ）；

h－傳熱系數(shù)（散熱系數(shù)）[W·(m2·K)-1]；

S－電控柜有效散熱面積（m2），要去掉靠近地面、墻壁的面積、并列柜時的并排柜面積等不能散熱的面積以及其他影響散熱的面積；

Ts－電控柜表面溫度；

Ta－周圍溫度。通過式4-1計算可知，只靠電控柜自然散熱進(jìn)行設(shè)計，其結(jié)構(gòu)將大得驚人。因此，變頻器安裝在電控柜里最好設(shè)置換氣扇，采用強(qiáng)制換氣。采用換氣扇的散熱效果是自然對流散熱無法比擬的。使用強(qiáng)迫換氣時，應(yīng)注意下列要點：

※使電控柜強(qiáng)制換氣時，應(yīng)避免吸入外部空氣時同時吸入塵埃，所以在入口處應(yīng)設(shè)有空氣過濾器，在門扉部有屏蔽墊，在電纜引入口設(shè)有精梳板，當(dāng)引入電纜之后，就會密封起來。第十一頁，共二十一頁，2022年，8月28日

※有空氣過濾器時，如吸入口的面積太小，則吸入的風(fēng)速增高，以至使過濾器在短時間內(nèi)堵塞；而且壓力損失增高，導(dǎo)致降低風(fēng)扇的換氣能力。

※因擔(dān)心由于電源電壓的波動而使風(fēng)扇的能力減低，應(yīng)該選定約有20%裕量的風(fēng)扇。

※因熱空氣會從下往上流動，所以應(yīng)采用使換氣從電控柜的下部供給空氣，向上部排氣的結(jié)構(gòu)。需要在鄰近并排安裝兩臺或多臺變頻器時，必須留有足夠距離，豎排安裝時，其間隔至少為50cm，兩臺變頻器之間加隔板，以增加上部變頻器的散熱效果，如圖4-2所示。

第十二頁，共二十一頁，2022年，8月28日圖4-2電控柜強(qiáng)制換氣安裝圖第十三頁，共二十一頁，2022年，8月28日4.3通用變頻器標(biāo)準(zhǔn)接線與端子功能主電路接線

1.主電路電源端子（R、S、T）

※交流電源通過斷路器或者漏電保護(hù)的斷路器連接至主電路電源端子（R、S、T），電源連接不須考慮相序。

※

交流電源最好通過一個電磁接觸器連接至變頻器，以防止有故障時擴(kuò)大事故或損壞變頻器。

※不要用主電源開關(guān)的接通和斷開來啟動和停止變頻器。

※不要將三相變頻器連接至單相電源。

第十四頁，共二十一頁，2022年，8月28日2.變頻器輸出端子（U、V、W）

※變頻器輸出端子（U、V、W）按正確相序連接至三相電動機(jī)。

※不要將功率因數(shù)校正電容器或浪涌吸收器連接至變頻器的輸出端，更不要將交流電源連接至變頻器的輸出端，這樣會損壞變頻器。

3.直流電抗器連接端子直流電抗器連接端子接改善功率因數(shù)用的直流電抗器，端子上連接有短路導(dǎo)體，使用直流電抗器時，先要取出此短路導(dǎo)體。注意：不使用直流電抗器時，該導(dǎo)體就不用去掉。

第十五頁，共二十一頁，2022年，8月28日4.制動單元連接端子一般小功率變頻器(0.75～15kw)內(nèi)置制動電阻，而18.5kw以上制動電阻須外置。

5.直流電源輸入端子外置制動單元的直流輸入端子，分別為直流母線的正負(fù)極。

6.接地端子變頻器會產(chǎn)生漏電流，載波頻率越大，漏電流越大。變頻器整機(jī)的漏電流大于3.5ma，漏電流的大小由使用條件決定，為保證安全，變頻器和電機(jī)必須接地。接地導(dǎo)線應(yīng)盡量粗，距離應(yīng)盡量短，并應(yīng)采用變頻器系統(tǒng)的專用接地方式。

第十六頁，共二十一頁，2022年，8月28日圖4-3接地合理化配線※接地電阻應(yīng)小于10Ω。接地電纜的線徑要求，應(yīng)根據(jù)變頻器功率的大小而定；

※切勿與焊接機(jī)及其它動力設(shè)備共用接地線；

※如果供電線路是零地共用的話，最好考慮單獨敷設(shè)地線；

※多臺變頻器接地，則應(yīng)分別和大地相連，請勿使接地線形成回路，如圖4-3所示。第十七頁，共二十一頁，2022年，8月28日控制回路端子接線

1.由于低壓變頻器控制回路電纜的過電流一般都很小，所以控制回路電纜的尺寸規(guī)格可以規(guī)范化，為避免干擾引起的誤動作，控制回路連接線應(yīng)采用絞合的屏蔽線。

2.控制線與主回路電纜鋪設(shè)變頻器控制線與主回路電纜或其它電力電纜分開鋪設(shè)，且盡量遠(yuǎn)離主電路100mm以上；盡量不和主電路電纜平行鋪設(shè)，不和主電路交叉，必須交叉時，應(yīng)采取垂直交叉的方法。

3.電纜的屏蔽變頻器電纜的屏蔽可利用已接地的金屬管或者帶屏蔽的電纜。屏蔽層一端接變頻器控制電路的公共端(com)，但不要接到變頻器地端(e)，屏蔽層另一端懸空。

第十八頁，共二十一頁，2022年，8月28日4.開關(guān)量控制線變頻器開關(guān)量控制線允許不使用屏蔽線，但同一信號的兩根線必須互相絞在一起，絞合線的絞合間距應(yīng)盡可能小。并將屏蔽層接在變頻器的接地端e上，信號線電纜最長不得超過50m。

5.控制回路的接地

※弱電壓電流回路的電線取一點接地，接地線不作為傳送信號的電路使用；

※電線的接地在變頻器側(cè)進(jìn)行，使用專設(shè)的接地端子，不與其他的接地端子共用。

第十九頁，共二十一頁，2022年，8月28日4.4通用變頻器的防雷措施。

變頻器裝置的防雷擊措施是確保變頻器安全運行的另一重要外設(shè)措施，特別在雷電活躍地區(qū)或活躍季節(jié)，這一問題尤為重要。現(xiàn)在的變頻器產(chǎn)品，一般都設(shè)有雷電吸收網(wǎng)絡(luò)，主要用來防止因瞬間的雷電侵入，使變頻器損壞。但是在實際工作中，特別是電源線架空引入的情況下，單靠變頻器自帶的雷電吸收網(wǎng)絡(luò)是不能滿足要求，還需要設(shè)置變頻器專用避雷器。具體措施有：

※可在電源進(jìn)線處裝設(shè)變頻專