1、.：.；變頻器在工程運用中需求留意的幾個問題關鍵詞 變頻器 工程 電機 電源 1 引言隨著通用變頻器市場的日益昌盛，不包括OEM進口變頻器，中國通用變頻器年用量超越25億元人民幣，變頻器及其附屬設備的安裝、調試、日常維護及維修任務量劇增，給用戶呵斥艱苦直接和間接損失。本文就針對呵斥以上問題的緣由，根據大量用戶的實踐運用情況，從運用環境、電磁干擾與抗干擾、電網質量、電機絕緣等方面進展了分析，提出了一些改良的建議。2 任務環境問題在變頻器實踐運用中，由于國內客戶除少數有公用機房外，大多為了降低本錢，將變頻器直接安裝于工業現場。任務現場普通是灰塵大、溫度高，在南方還有濕度大的問題。對于線纜行業還有金

2、屬粉塵，在陶瓷、印染等行業還有腐蝕性氣體和粉塵，在煤礦等場所，還有防爆的要求等等。因此必需根據現場情況做出相應的對策。2.1 變頻器的安裝設計根本要求(1) 變頻器應該安裝在控制柜內部。(2) 變頻器最好安裝在控制柜內的中部;變頻器要垂直安裝，正上方和正下方要防止安裝能夠阻撓排風、進風的大元件。(3) 變頻器上、下部邊緣間隔 控制柜頂部、底部、或者隔板、或者必需安裝的大元件等的最小間距，應該大于300mm。柜內安裝變頻器的根本要求(4) 假設特殊用戶在運用中需求取掉鍵盤，那么變頻器面板的鍵盤孔，一定要用膠帶嚴厲密封或者采用假面板交換，防止粉塵大量進入變頻器內部。(5) 對變頻器要進展定期維護，

3、及時清理內部的粉塵等。(6) 其它的根本安裝、運用要求必需遵守用戶手冊上的有關闡明;如有疑問請及時聯絡相應廠家技術支持人員。2.2 防塵控制柜的設計要求在多粉塵場所，特別是多金屬粉塵、絮狀物的場所運用變頻器時，采取正確、合理的防護措施是非常必要的，防塵措施得當對保證變頻器正常任務非常重要。總體要求控制柜整體應該密封，應該經過專門設計的進風口、出風口進展通風;控制柜頂部應該有防護網和防護頂蓋出風口;控制柜底部應該有底板和進風口、進線孔，并且安裝防塵網。(1) 控制柜的風道要設計合理，排風通暢，防止在柜內構成渦流，在固定的位置構成灰塵堆積。(2) 控制柜頂部出風口上面要安裝防護頂蓋，防止雜物直接落

4、入；防護頂蓋高度要合理，不影響排風。防護頂蓋的側面出風口要安裝防護網，防止絮狀雜物直接落入。(3) 假設采用控制柜頂部側面排風方式，出風口必需安裝防護網。(4) 一定要確保控制柜頂部的軸流風機旋轉方向正確，向外抽風。假設風機安裝在控制柜頂部的外部，必需確保防護頂蓋與風機之間有足夠的高度；假設風機安裝在控制柜頂部的內部，安裝所需螺釘必需采用止逆彈件，防止風機零落呵斥柜內元件和設備的損壞。建議在風機和柜體之間加裝塑料或者橡膠減振墊圈，可以大大減小風機震動呵斥的噪音。(5) 控制柜的前、后門和其他接縫處，要采用密封墊片或者密封膠進展一定的密封處置，防止粉塵進入。(6) 控制柜底部、側板的一切進風口、

5、進線孔，一定要安裝防塵網。阻隔絮狀雜物進入。防塵網應該設計為可裝配式，以方便清理、維護。防塵網的網格要小，可以有效阻撓細小絮狀物(與普通家用防蚊蠅紗窗的網格相仿);或者根據詳細情況確定適宜的網格尺寸。防塵網周圍與控制柜的結合處要處置嚴密。(7) 對控制柜一定要進展定期維護，及時清理內部、外部的粉塵、絮毛等雜物。維護周期可根據詳細情況而定，但應該小于23個月;對于粉塵嚴重的場所，建議維護周期在1個月左右。防塵控制柜的安裝要求2.3 防潮濕霉變的控制柜的設計要求多數變頻器廠家內部的印制板、金屬構造件均未進展防潮濕霉變的特殊處置，假設變頻器長期處于這種形狀，金屬構造件容易產生銹蝕，對于導電銅排在高溫

6、運轉情況下，更加劇了銹蝕的過程。對于微機控制板和驅動電源板上的細小銅質導線，由于銹蝕將呵斥損壞，因此，對于運用于潮濕和和含有腐蝕性氣體的場所，必需對于運用變頻器的內部設計有根本要求，例如印刷電路板必需采用三防漆噴涂處置，對于構造件必需采用鍍鎳鉻等處置工藝。除此之外，還需求采取其它積極、有效、合理的防潮濕、防腐蝕氣體的措施。(1) 控制柜可以安裝在單獨的、密閉的采用空調的機房，此方法適用控制設備較多，建立機房的本錢低于柜體單獨密閉處置的場所，此時控制柜可以采用如上防塵或者普通環境設計即可。(2) 采用獨立進風口。單獨的進風口可以設在控制柜的底部，經過獨立密閉地溝與外部干凈環境銜接，此方法需求在進

7、風口處安裝一個防塵網，假設地溝超越5m以上時，可以思索加裝鼓風機。(3) 密閉控制柜內可以加裝吸濕的枯燥劑或者吸附毒性氣體的活性資料，并近期改換。3 干擾問題3.1 變頻器對微機控制板的干擾在注塑機、電梯等的控制系統中，多采用微機或者PLC進展控制，在系統設計或者改造過程中，一定要留意變頻器對微機控制板的干擾問題。由于用戶本人設計的微機控制板普通工藝程度差，不符合EMC國際規范，在采用變頻器后，產生的傳導和輻射干擾，往往導致控制系統任務異常，因此需求采取必要措施。(1) 良好的接地。電機等強電控制系統的接地線必需經過接地匯流排可靠接地，微機控制板的屏蔽地，最好單獨接地。對于某些干擾嚴重的場所，

8、建議將傳感器、I/O接口屏蔽層與控制板的控制地相連3。(2) 給微機控制板輸入電源加裝EMI濾波器、共模電感、高頻磁環等，本錢低。可以有效抑制傳導干擾。另外在輻射干擾嚴重的場所，如周圍存在GSM、或者小靈通機站時，可以對微機控制板添加金屬網狀屏蔽罩進展屏蔽處置。微機控制板的電源抗干擾措施(3) 給變頻器輸入加裝EMI濾波器，可以有效抑制變頻器對電網的傳導干擾，加裝輸入交流和直流電抗器L1、L2，可以提高功率因數，減小諧波污染，綜合效果好。在某些電機與變頻器之間間隔 超越100m的場所，需求在變頻器側添加交流輸出電抗器L3，處理由于輸出導線對地分布參數呵斥的漏電流維護和減少對外部的輻射干擾。一個

9、行之有效的方法就是采用鋼管穿線或者屏蔽電纜的方法，并將鋼管外殼或者電纜屏蔽層與大地可靠銜接。請留意，在不添加交流輸出電抗器L3時，假設采用鋼管穿線或者屏蔽電纜的方法，增大了輸出對地的分布電容，容易出現過流。當然在實踐中普通只采取其中的一種或者幾種方法。減小變頻器對外部控制設備的干擾措施(4) 對模擬傳感器檢測輸入和模擬控制信號進展電氣屏蔽和隔離。在變頻器組成的控制系統設計過程中，建議盡量不要采用模擬控制，特別是控制間隔 大于1M，跨控制柜安裝的情況下。由于變頻器普通都有多段速設定、開關頻率量輸入輸出，可以滿足要求。假設非要用模擬量控制時，建議一定采用屏蔽電纜，并在傳感器側或者變頻器側實現遠端一

10、點接地。假設干擾仍舊嚴重，需求實現DC/DC隔離措施。可以采用規范的DC/DC模塊，或者采用V/F轉換，光藕隔離再采用頻率設定輸入的方法。3.2 變頻器本身抗干擾問題當變頻器的供電系統附近，存在高頻沖擊負載如電焊機、電鍍電源、電解電源或者采用滑環供電的場所，變頻器本身容易由于干擾而出現維護。建議用戶采用如下措施：(1) 在變頻器輸入側添加電感和電容，構成LC濾波網絡。(2) 變頻器的電源線直接從變壓器側供電。(3) 在條件答應的情況下，可以采用單獨的變壓器。(4) 在采用外部開關量控制端子控制時，銜接線路較長時，建議采用屏蔽電纜。當控制線路與主回路電源均在地溝中埋設時，除控制線必需采用屏蔽電纜

11、外，主電道路路必需采用鋼管屏蔽穿線，減小彼此干擾，防止變頻器的誤動作。(5) 在采用外部模擬量控制端子控制時，假設銜接線路在1M以內，采用屏蔽電纜銜接，并實施變頻器側一點接地即可;假設線路較長，現場干擾嚴重的場所，建議在變頻器側加裝DC/DC隔離模塊或者采用經過V/F轉換，采用頻率指令給定方式進展控制。(6) 在采用外部通訊控制端子控制時，建議采用屏蔽雙絞線，并將變頻器側的屏蔽層接地(PE)，假設干擾非常嚴重，建議將屏蔽層接控制電源地(GND)。對于RS232通訊方式，留意控制線路盡量不要超越15m，假設要加長，必需隨之降低通訊波特率，在100m左右時，可以正常通訊的波特率小于600bps。對

12、于RS485通訊，還必需思索終端匹配電阻等。對于采用現場總線的高速控制系統，通訊電纜必需采用公用電纜，并采用多點接地的方式，才可以提高可靠性。4 電網質量問題在高頻沖擊負載如電焊機、電鍍電源、電解電源等場所，電壓經常出現閃變;在一個車間中，有幾百臺變頻器等容性整流負載在任務時，電網的諧波非常大，對于電網質量有很嚴重的污染，對設備本身也有相當的破壞作用，輕那么不可以延續正常運轉，重那么呵斥設備輸入回路的損壞。可以采取以下的措施：集中整流的直流共母線供電方式(1) 在高頻沖擊負載如電焊機、電鍍電源、電解電源等場所建議用戶添加無功靜補安裝，提高電網功率因數和質量。(2) 在變頻器比較集中的車間，建議

13、采用集中整流，直流共母線供電方式。建議用戶采用12脈沖整流方式。優點是，諧波小、節能，特別適用于頻繁起制動、電動運轉與發電運轉同時進展的場所。 (3) 變頻器輸入側加裝無源LC濾波器，減小輸入諧波，提高功率因數，本錢較低，可靠性高，效果好。(4) 變頻器輸入側加裝有源PFC安裝，效果最好，但本錢較高。5 電機的漏電、軸電壓與軸承電流問題變頻器驅動感應電機的電機模型，Csf為定子與機殼之間的等效電容，Csr為定子與轉子之間的等效電容，Crf為轉子與機殼之間的等效電容，Rb為軸承對軸的電阻;Cb和Zb為軸承油膜的電容和非線性阻抗。高頻PWM脈沖輸入下，電機內分布電容的電壓耦協作用構成系統共模回路，

14、從而引起對地漏電流、軸電壓與軸承電流問題。變頻器驅動感應電機的電機模型漏電流主要是PWM三相供電電壓極其瞬時不平衡電壓與大地之間經過Csf產生。其大小與PWM的dv/dt大小與開關頻率大小有關，其直接結果將導致帶有漏電維護安裝動作。另外，對于舊式電機，由于其絕緣資料差，又經過長期運轉老化，有些在經過變頻改造后呵斥絕緣損壞。因此，建議在改造前，必需進展絕緣的測試。對于新的變頻電機的絕緣，要求要比規范電機高出一個等級。軸承電流主要以三種方式存在：dv/dt電流、EDM(Electric Discharge Machining)電流和環路電流。軸電壓的大小不僅與電機內各部分耦合電容參數有關，且與脈沖

15、電壓上升時間和幅值有關。dv/dt電流主要與PWM的上升時間tr有關，tr越小，dv/dt電流的幅值越大;逆變器載波頻率越高，軸承電流中的dv/dt電流成分越多。EDM電流出現存在一定的偶爾性，只需當軸承光滑油層被擊穿或者軸承內部發生接觸時，存儲在電子轉子對地電容Crf上的電荷(1/2 CrfUrf)經過軸承等效回路Rb、Cb和Zb對地進展火花式放電，呵斥軸承光潔度下降，降低運用壽命，嚴重地呵斥直接損壞。損壞程度主要取決于軸電壓和存儲在電子轉子對地電容Crf的大小。環路電流發生在電網變壓器地線、變頻器地線、電機地線及電機負載與大地地線之間的回路(如水泵類負載)中。環路電流主要呵斥傳導干擾和地線干擾，對變頻器和電機影響不大。防止或者減小環流的方法就是盡能夠減小地線回路的阻抗。由于變頻器接地線(PE變頻器)普通與電機接地線(PE電機1)銜接在一個點，因此，必需盡能夠加粗電機接地電纜線徑，減小兩者之間的電阻，同時變頻器與電源之間的