变频器原理第6章.ppt

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变频器原理与应用变频器原理与应用第第6章章变频器的安装、接线、变频器的安装、接线、维护和保养维护和保养教学重点教学重点变频器的接线。

变频器的接线。

教学难点教学难点变频器的接线。

变频器的接线。

为了使变频器能稳定可靠地工作，充分发挥变频器所具备的性能，必须确保变频器设置的环境，温度能充分满足IEC标准及国际标准对变频器所规定环境的许可值。

6.1变频器的安装变频器的安装6.1.1变频器的使用环境变频器的使用环境变频器要长期稳定的运行，对其使用环境有一定要求，安装的环境与条件必须符合要求。

1.变频器工作的可靠性与温度变频器工作的可靠性与温度变频器工作的可靠性在很大程度上取决于温度，由于变频器的错误安装或不合适的固定方式，使变频器冷却效果不佳，会使变频器产生温升，从而使周围温度升高，电子元件出现故障或损坏等意外事故。

2.周围温度周围温度变频器的周围温度指的是变频器端面附近的温度。

1）变频器周围温度的测量位置如图6-1所示为变频器周围温度的测量位置。

通过对变频器周围温度测量，以确定变频器安装的合适位置。

图6-1变频器周围温度的测量位置2）允许温度范围

（1）上限温度。

对于单元型变频器装入配电柜或控制盘内等使用时，考虑柜内预测温升10，则上限温度多定为50。

（2）下限温度。

变频器周围温度的下限值多为0或10，以不严重冻结为前提条件。

（3）如果变频器为全封闭式结构，此时，对于上限温度为40的壁挂式单元型变频器，当装入配电柜内使用时，为了减少温升，可以装设通风管（选用件）。

3.周围湿度周围湿度变频器要注意防止水或水蒸气直接进入变频器内，以免引起漏电，甚至打火、击穿等现象。

而周围湿度过高，也可使变频器电气绝缘性能降低和金属部分腐蚀。

为此，变频柜安装平面应高出水平地面800mm以上。

4.抗干扰抗干扰为防止电磁干扰，控制线应有屏蔽措施，母线与动力线的距离要保持不少于l00mm。

6.1.2变频器的通风设置及安装方式变频器的通风设置及安装方式1.变频器的热量来源变频器的热量来源变频器产生的热量主要取决于变频器容量及其驱动电动机的负载，同时配电柜内同变频器一起安装使用的选件、功率改善电抗器及制动单元（包括制动电阻）也会产生热量，这些因素都是变频器热量的来源。

2.配电柜的散热及通风情况配电柜的散热及通风情况如图6-2所示为外部散热器的安装示意图。

如图6-3所示为在配电柜中安装一个变频器的示例。

如图6-4所示为在配电柜中安装两个变频器的示例，同时给出了通风扇的正确安装位置。

图6-2外部散热器图6-3在配电柜中安装的安装示意图一个变频器的示例图6-4在配电柜中安装两个变频器的示例3.变频器的安装方式变频器的安装方式如图6-5所示给出了变频器的几种安装方式。

图6-5变频器的安装方式4.变频器放电电阻的安装变频器放电电阻的安装当变频器使用制动单元或外部安装高性能制动电阻时，必须采取相应措施，充分地散掉电阻产生的热量。

由于电阻器为发热器件，因此要考虑散热技术的应用。

在这种情况下，建议在配电柜外面安装放电电阻。

其安装情况分别如图6-6和图6-7所示。

图6-6放电电阻的安装1配置散热功能的盖子；2冷却风扇；3放电电阻图6-7放电电阻的排放方式5.变频器的安装方向变频器的安装方向如果变频器安装方向不正确，其产生的热量不能及时地散去，会使变频器温度升高。

变频器的安装方向如图6-8所示。

图6-8变频器的安装方向6.污垢防护结构的安装污垢防护结构的安装为了在容易积聚灰尘和污垢的地方使用变频器，应安装封闭变频器通风口的污垢防护附件，从而使变频器具有污垢防护功能。

0.422kW变频器工作环境温度范围在1040，因此，最大环境工作温度要低于标准类型温度10。

即使是安装污垢防护结构的变频器，也不能在油雾环境下运行。

在这种情况下，应在油雾防护配电柜中安装标准变频器。

7.在配电柜中安装变频器的注意事项在配电柜中安装变频器的注意事项图6-9配电柜中各设备的正确安装位置1）防粉尘、污垢、油雾

（1）变频器安装在粉尘防护结构配电柜中，如果配电柜温度升高，应采取相应措施。

（2）强制清洁空气进入配电柜内，提供负压。

2）腐蚀气体和含盐气体的损坏3）易爆、易燃气体4）海拔高度5）振动冲击

（1）配电柜内安装橡皮防振绝缘设施。

（2）加固配电柜，防止共振。

（3）配电柜应安放在远离振动源的场所。

6.1.3变频器的设置场所变频器的设置场所装设变频器的场所必须符合以下条件：

（1）电气室应湿气少、无水浸入。

（2）安装环境无爆炸性、燃烧性，无腐蚀性气体、液体，粉尘少。

（3）变频装置容易进入，安装方便。

（4）应有足够的空间，便于维修检查。

（5）应备有通风口或换气装置以排出变频器产生的热量。

（6）如有易受到变频器产生的高次谐波和无线电影响的装置，应和变频器分离开。

（7）如变频器安装在室外，必须单独按照户外配电装置设置。

6.2变频器的接线变频器的接线变频器的接线包括主电路的接线、控制电路的接线以及主电路和控制电路的配线。

6.2.1变频器的外型和结构变频器的外型和结构1.变频器的外型变频器的外型不同厂家变频器的外型，如图6-10所示。

图6-10不同厂家变频器的外型2.通用变频器的结构通用变频器的结构如图6-11所示为书本型通用变频器的外型和结构。

图6-11书本型通用变频器的外型和结构6.2.2变频器的接线图变频器的接线图1.变频器结构的原理框图变频器结构的原理框图原始的变频器是由分立型的电力电子元件组成，随着电力电子技术和大规模集成电路的发展，变频器的结构已经成了由功能模块组成的大规模集成结构。

变频器的原理图如图6-12所示。

图6-12变频器的原理图2.变频器的基本接线变频器的基本接线图6-13使用变频器时所需要的主要设备图6-14变频器使用时附加的设备接线3）变频器端子的接线图6-15变频器端子的基本接线图图6-16变频器进线孔的位置去掉端子罩后变频器输入、输出端子的位置，如图6-17所示。

图中所画的是取掉端子罩状况下的内部结果。

在通常使用条件下不能取掉端子罩。

图6-17去掉端子罩后变频器输入、输出端子的位置6.2.3变频器的主电路接线变频器的主电路接线在图6-15所示的变频器端子的基本接线图中，主电路端子的功能见表6-1。

表表6-1主电路端子功能表主电路端子功能表端子符号端子名称功能R、S、T电源输入端子连接三相交流电源U、V、W变频器输出端子连接三相电动机P1、P（）直流电抗器连接端子改善功率因数的电抗器（选用件）P（）、DB外部制动电阻器连接端子连接外部制动电阻（15kW以下）（选用件）P（）、P（）制动单元连接端子连接外部制动单元（1.5kW）（选用件）PE变频器接地端子变频器机壳的接地端子1.主电路接线主电路接线变频器输入、输出主端子的接线图如图6-18所示。

图中暗虚线部分为电缆线的屏蔽层部分，所用屏蔽层必须接地。

图6-18变频器输入、输出主端子的接线图2.主电路配线主电路配线图6-20主电路配线和接线3.I/O电缆的配线电缆的配线长度长度电缆长度由于I/O端子的不同而受到限制。

图图6-21I/O电缆的配线图电缆的配线图4.制动单元配线制动单元配线1）变频器与制动单元配线）变频器与制动单元配线制动单元与放电电阻之间配线长度在2m之内时，可不用双绞线电缆；制动单元与放电电阻之间最大配线长度应为5m，如果配线长度介于2m和5m之间，应选用双绞线电缆，如图6-22所示。

图6-22制动单元配线方式2）变频器与制动单元并联使用时的接线为了保证变频器并联使用时，互不干扰，各制动单元必须与变频器并联连接，变频器与制动单元并联使用时的接线，如图6-23所示。

图6-23变频器与制动单元并联使用时的接线6.2.4变频器控制电路的接线变频器控制电路的接线图6-24变频器控制电路端子的功能图1.变频器控制电路接线和配线变频器控制电路接线和配线1）输入端的接线

（1）输入端的连接如图6-25所示。

触点或集电极开路输入（与变频器内部线路隔离）时，每个功能端同公共端SD相连，由于其流过的电流为低电流（DC46mA），低电流的开关或继电器（双触点等）的使用可防止触点故障。

图6-25输入端的连接如图6-26所示，模拟信号输入（与变频器内部线路隔离）时，该端电缆必须要充分和200V（400V）功率电路电缆分离，不要把它们捆扎在一起，连接屏蔽电缆，以防止从外部来的噪声。

图6-26模拟信号输入电缆的连接方法如图6-27所示，要正确连接频率设定电位器，频率设定电位器必须要根据其端子号，进行正确连接，否则变频器将不能正确工作，电阻值也是很重要的选择项目。

图6-27（a）中2W/1k绕线电阻的可变电阻特性为B。

图6-27频率设定电位器的连接2）输出端的接线输出端的连接如图6-28所示。

输出端的连接分三种情况：

集电极开路输出端；脉冲串输出端；模拟信号输出端（DC010V）。

图6-28输出端的连接3）控制电路配线变频器的控制信号为微弱的电压、电流信号，所以与主电路不同，对电线的选择和配线要增加防干扰措施并遵守相关程序。

控制电路配线方式如图6-29所示。

图6-29控制电路配线方式控制电路配线时要考虑以下几点：

（1）电线的种类。

一般说来，控制信号的传送所使用的电线采用绝缘聚氯乙烯护套屏蔽电线。

模拟信号采用双绞双屏蔽电线；低压数字信号采用双层屏蔽电线，也可以采用单层屏蔽的或无屏蔽的绞线对；频率信号，只能采用屏蔽线。

模拟信号、数字信号采用不同的电线分开走线。

屏蔽电线的种类如图6-30所示。

图6-30屏蔽电线的种类

（2）电线的粗细。

控制电线的粗细必须考虑机械强度、规程、电压降及配线费用以后决定。

推荐使用导体截面积为1.25mm2或2.0mm2的电线。

但是如果配线距离短、电压降在容许值以内，使用导体截面积为0.75mm2的电线在经济上是有利的。

（3）电线的分开配线。

变频器的控制线应与主电路电线或其他电力电线分开配线。

为了防止由于干扰引起的误动作，控制电路端子的布线要尽量远离主电路（其距离推荐在l00mm以上），禁止放入同一汇线槽内。

如图6-31所示为24V线与230V（或115V）的穿线，它们要穿入不同线管。

布线时若需要交叉，主电路线与控制电路线尽量成直角见图6-29（c），相隔距离取电气设备技术标准所确定的距离，如图6-32所示为电线的配线方式。

图图6-3124V线与线与230V线要穿入不同线管线要穿入不同线管图6-32电线的配线方式（4）电线的屏蔽。

多根电线不能分开配线或者即使分开配线也没有抗干扰效果时，要进行有效的屏蔽。

电线的屏蔽应利用已接地的金属管，或者穿在金属管内。

屏蔽电线的连接方法,如图6-33所示。

图图6-33屏蔽电线的连接方法屏蔽电线的连接方法图6-34屏蔽电线端子的处理（5）绞合电线。

）绞合电线。

（6）配线路线。

）配线路线。

（7）电线的接地。

）电线的接地。

2.变频器安装配线时的注意事项变频器安装配线时要注意以下事项：

（1）输入和输出的高压电缆必须经过严格的耐压测试。

（2）输入和输出电缆必须分开配线，防止绝缘损坏造成危险。

（3）现场到变频器的信号线，应该与强电电线分开布线，信号线须采用绞线的方式，最好采用屏蔽线，并且要尽量短，屏蔽线的一端应可靠接地，屏蔽线的屏蔽层要连接在变频器指定的端子（CM或GND）上，如图6-35所示。

图6-35变频器的电路布线（4）保证变频器柜体可靠连接大地，要求接地电阻不大于4。

（5）开路集电极输出端子连接控制继电器时，在励磁线圈的两端连接二极管。

（6）位于变频器附近的电磁接触器、元件线圈等，要在线圈两端并联设置火花限制器，并且其布线要尽量地短。

3.控制电路接线的操作控制电路接线的操作图6-36控制电路接线过程6.2.5PLC与变频器的互联接线与变频器的互联接线PLC对变频器进行控制，这必然牵涉到PLC与变频器的互联接线问题，两者的互联接线包括以下三种