变频器的安装

教学内容变频器对安装环境要求、安装方式要求、特殊现场安装要求、选件的选择安装、系统电路导线线径的选择、电路布线规则等；教学目的1.通过该项目了解变频器对安装环境、安装方式和特殊现场安装、选件选择安装的要求；2.学会变频器控制系统电路导线线径的选择估算方法；3.牢记变频器控制系统电路的布线规则，会根据接线图进行现场布线；重点：根据接线图进行现场布线；难点：根据接线图进行现场布线电气工程系项目二变频器的安装一、安装环境1．周围温度、湿度周围温度：变频器的工作环境温度范围一般为－10℃~＋40℃，当环境温度大于变频器规定的温度时，变频器要降额使用或采取相应的通风冷却措施。湿度：变频器工作环境的相对湿度为5~90％（无结露现象）。2.周围环境变频器应安装在不受阳光直射、无灰尘、无腐蚀性气体、无可燃气体；无油污、蒸汽滴水等环境中；安装场所的周围振动加速度应小于0.6g（g=9.8m/s2），可采用防震橡胶；与变频器产生电磁干扰的装置隔离。项目二变频器的安装安装环境3.海拔高度变频器应用的海拔高度应低于1000m。海拔高度大于1000m的场合，变频器要降额使用。每种变频器均有海拔高度与输出的降额关系。二、安装方式1.墙挂式安装：用螺栓垂直安装在坚固的物体上。正面是变频器文字键盘，请勿上下颠倒或平放安装。周围要留有一定空间，上下10cm以上，左右5cm以上。因变频器在运行过程中会产生热量，必需保持冷风畅通。2.柜中安装：控制柜中安装：变频器的上方柜顶要安装排风扇。控制柜中安装多台：要横向安装，且排风扇安装位置要正确。项目二变频器的安装图1墙挂式安装图2柜式安装通风口项目二变频器的安装图3柜内多台安装项目二变频器的安装三、变频器在多粉尘现场的安装在多粉尘（特别是多金属粉尘、絮状物）的场所使用变频器时，正确、合理的防尘措施是保证变频器正常工作的必要条件。1.安装设计要求在控制柜中安装变频器，最好安装在控制柜的中部或下部，垂直安装，其正上方和正下方要避免安装可能阻挡进风、出风的大部件；变频器四周距控制柜顶部、底部、隔板或其它部件的距离不应小于300mm，如图中的H1、H2间距所示。项目二变频器的安装2.控制柜通风、防尘、维护要求（1）总体要求：控制柜应密封，使用专门设计的进风和出风口进行通风散热。控制柜顶部应设有出风口、防风网和防护盖；底部应设有底板、进线孔、进风口和防尘网。（2）风道要设计合理，使排风通畅，不易产生积尘。（3）控制柜内的轴流风机的风口需设防尘网，并在运行时向外抽风。（4）对控制柜要定期维护，及时清理内部和外部的粉尘、絮毛等杂物。对于粉尘严重的场所，维护周期在1个月左右。项目二变频器的安装四、主电路控制开关及导线线径选择1．电源控制开关及导线线径选择电源控制开关及导线线径的选择与同容量的普通电动机选择方法相同,按变频器的容量选择即可。因输入侧功率因数较低,应本着宜大不宜小的原则选择线径。2．变频器输出线径选择变频器工作时频率下降，输出电压也下降。在输出电流相等的条件下，若输出导线较长(l＞20m),低压输出时线路的电压降ΔU在输出电压中所占比例将上升,加到电动机上的电压将减小,因此低速时可能引起电动机发热。所以决定输出导线线径时主要是ΔU影响,一般要求为：ΔU≤（2~3）％UXΔU的计算为：10003Δ0NlRIUUX—电动机的最高工作电压，单位为V；IN—电动机的额定电流，单位为A；R0—单位长度导线电阻，单位为mΩ∕m；l—导线长度，单位为m。项目二变频器的安装例：已知电动机参数为：PN=30kW，UN=380V，IN=57.6A，fN=50Hz，nN=1460r/min。变频器与电动机之间距离30m，最高工作频率为40Hz。要求变频器在工作频段范围内线路电压降不超过2%，请选择导线线径。解：已知UN=380V，则：UX=UN×=380×＝304（V）则应：ΔU≤304×2%=6.08（V）故：解得：R0≤2.03查电工手册，应选截面积为10.0mm2的导线Nmaxff504008.610003Δ0NlRIU项目二变频器的安装★若变频器与电动机之间的导线不是很长时，其线径可根据电动机的容量来选取。3．控制电路导线线径选择小信号控制电路通过的电流很小，一般不进行线径计算。考虑到导线的强度和连接要求，一般选用0.75mm2及以下的屏蔽线或绞合在一起的聚乙烯线。接触器、按钮开关等强电控制电路导线线径可取1m㎡的独股或多股聚乙烯铜导线。项目二变频器的安装五、安装布线合理选择安装位置及布线是变频器安装的重要环节。电磁选件的安装位置、各连接导线是否屏蔽、接地点是否正确等，都直接影响到变频器对外干扰的大小及自身工作情况。1.布线原则变频器与外围设备之间布线时应注意：⑴逆变输出端子U、V、W连接交流电动机时，输出的是与正弦交流电等效的高频脉冲调制波。⑵当外围设备与变频器共用一供电系统时，要在输入端安装噪声滤波器，或将其他设备用隔离变压器或电源滤波器进行噪声隔离。项目二变频器的安装⑶当外围设备与变频器装入同一控制柜中且布线又很接近变频器时，可采取以下方法抑制变频器干扰：①将易受变频器干扰的外围设备及信号线远离变频器安装；信号线使用屏蔽电缆线，屏蔽层接地。亦可将信号电缆线套入金属管中；信号线穿越主电源线时确保正交。②在变频器的输入输出侧安装无线电噪声滤波器或线性噪声滤波器（铁氧体共模扼流圈）。滤波器的安装位置要尽可能靠近电源线的入口处，并且滤波器的电源输入线在控制柜内要尽量短。③变频器到电动机的电缆要采用4芯电缆并将电缆套入金属管，其中一根的两端分别接到电动机外壳和变频器的接地侧。项目二变频器的安装⑷避免信号线与动力线平行布线或捆扎成束布线；易受影响的外围设备应尽量远离变频器安装；易受影响的信号线尽量远离变频器的输入输出电缆。⑸当操作台与控制柜不在一处或具有远方控制信号线，要对导线进行屏蔽，并特别注意各连接环节，以避免干扰信号串入。绞线防电磁干扰原理项目二变频器的安装⑹接地端子的接地线要粗而短，接点接触良好。必要时采用专用接地线。电缆接地防干扰项目二变频器的安装2.变频器安装区域划分及注意事项⑴区域划分依据各外围设备的电磁特性，分别安装在不同的区域，以抑制变频器工作时的电磁干扰.1区：控制电源变压器、控制装置及传感器等。2区：控制信号及电缆接口，要求此区有一定的抗扰度。3区：进线电抗器、变频器、制动单元、接触器等主要噪声源。4区：输出噪声滤波器及其接线部分。5区：电机及电缆。以上各区应空间隔离，各区间最小距离20cm，以实现电磁去耦。项目二变频器的安装⑵安装注意事项①电动机电缆的地线应在变频器侧接地，但最好电动机与变频器分别接地。在处理接地时，如采用公共接地端，不能经过其他装置的接地线接地，要独立走线，如图所示。项目二变频器的安装变频器接地方法项目二变频器的安装②电动机电缆和控制电缆应使用屏蔽电缆，机柜内为强制要求，将屏蔽金属丝网与地线两端连接起来，连接方法如图所示。③如果现场只有个别敏感设备，可单独在敏感设备侧安装电磁滤波器，这样可降低成本。屏蔽电缆连接方法项目二变频器的安装六、实例例1：ABB公司ACS400变频器安装要求1.输入输出电源电缆联接：输入要求4芯电缆，输出要求3芯外加屏蔽层电缆，两端接地。2.对电缆的要求完整细密、辐射率小项目二变频器的安装3.对屏蔽线的要求⑴模拟信号和数字信号应采用独立的屏蔽电缆⑵继电器控制信号在其电压不超过48V时，可以视为数字信号，采用同一电缆，建议采用双绞线。⑶不要将24V直流和110/220V交流信号线混合在同一电缆内。⑷如果要使用电缆连接控制盘和变频器，必须使用可选件ACS100-EXT所提供的电缆。项目二变频器的安装例2：变频器干扰信号线故障现象：起动变频器后，电机不动作。故障分析：变频器由外部4-20mA给定运转频率,4-20mA的直流信号由变送器送入,看显示板,频率显示为0.00。用电流表量测量变送器的输出端,发现无输出。在变送器的输出端子并上一个100pF电容后，再起动，设备恢复正常。说明信号源受到干扰。在工程实践中，在信号线并联上一个小电容解决了大问题。这是在工程调试中经常采用的方法。这个故障属于变频器对外部设备产生的干扰。项目二变频器的安装例3：三相五线制供电接地错误故障现象：变频器开机一直运转，按停止按钮不起作用。故障检查处理：经检查发现变频器的地线只与变压器的中性线相连接，而变压器的中性线没有连接到大地，将变压器的中性线接地后变频器恢复正常。原因分析：现在一些小型企业不重视地线的连接。机床出厂时，按照国家电工法规定的标准，地线与中性线是严格分开的，配电柜里中性线有专用接线端子，地线有专用接地螺钉。由于该用户从变压器引过来三根相线和一根中性线，只把中性线接到“E”端子上，而地线没有和中性线相连，虽说控制线使用了屏蔽线，屏蔽层也接到了接地螺钉，因没有和大地相连,起不到屏蔽作用，导致了变频器因干扰而失控。项目二变频器的安装项目二变频器的安装例4：动力配电柜对变频器产生干扰故障现象：电机偶尔停不下来。经检查屏蔽层接地正确良好，降低载波频率不起作用。变频器输入侧及输出侧加磁环滤波器不起作用。故障分析：安装变频器的配电柜与动力配电室相距太近,配电室配电柜有大电流流过，在电流周围有较强磁场，干扰了变频器正常工作，把配电柜远离配电室后即恢复正常，这属于外界设备对变频器产生的干扰。干扰示意图