哈工大变频器5课件

1、文件:变频器原理与应用02.1变频器原理与应用变频器的选择与安装第第5 5章章 变频器的选择与安装变频器的选择与安装文件:变频器原理与应用02.2变频器原理与应用变频器的选择与安装第5章 变频器的选择与安装n变频器的选择和安装是应用过程中的重要环节变频器的选择和安装是应用过程中的重要环节选型不当选型不当则不能充分发挥变频器的作用则不能充分发挥变频器的作用安装不规范安装不规范会使变频器因散热不良而过热会使变频器因散热不良而过热布线不合理布线不合理会引入干扰会引入干扰文件:变频器原理与应用02.3变频器原理与应用变频器的选择与安装本章主要内容： 变频器选择和安装方面的基本知识。变频器选择和安装方面

2、的基本知识。 5.1 负载的机械特性及传动机构负载的机械特性及传动机构5.2 变频器的选择变频器的选择5.3 变频器的谐波干扰变频器的谐波干扰5.4 变频器常用电磁选件变频器常用电磁选件5.5 变频器的安装变频器的安装5.6 变频器的维护保养与故障处理变频器的维护保养与故障处理学时：学时：3文件:变频器原理与应用02.4变频器原理与应用变频器的选择与安装n 传动系统的组成传动系统的组成 由电动机、传动机构和负载组成。由电动机、传动机构和负载组成。电动机：系统的动力源，由它拖动系统运行。电动机：系统的动力源，由它拖动系统运行。最简单的传动系统由电动机、连轴器和负载组成，最简单的传动系统由电动机、

3、连轴器和负载组成，如图如图51所示。所示。图图5-1 传动系统传动系统MLTT电动机输出转矩：电动机输出转矩：电动机输出功率：电动机输出功率：9550MnTP 电动机机械特性必须与负电动机机械特性必须与负载机械特性相载机械特性相匹配匹配。5.1 负载的机械特性及传动机构文件:变频器原理与应用02.5变频器原理与应用变频器的选择与安装本节主要内容：q 机械传动系统的负载类型及特点机械传动系统的负载类型及特点恒转矩负载恒转矩负载恒功率负载恒功率负载平方转矩负载平方转矩负载q 齿轮传动机构齿轮传动机构文件:变频器原理与应用02.6变频器原理与应用变频器的选择与安装1. 恒转矩负载n 恒转矩负载的特点

4、恒转矩负载的特点负载转矩负载转矩TL不随转速不随转速n的变的变化而变化，是一恒定值。化而变化，是一恒定值。但负载功率随转速成比例但负载功率随转速成比例变化变化。图图5-2 恒转矩负载恒转矩负载n 典型系统典型系统位能性负载，如电梯、卷位能性负载，如电梯、卷扬机、起重机、抽油机等。扬机、起重机、抽油机等。摩擦类负载，如传送带、摩擦类负载，如传送带、搅拌机、挤压成型机、造纸搅拌机、挤压成型机、造纸机等。机等。LLTr F 文件:变频器原理与应用02.7变频器原理与应用变频器的选择与安装n 恒转矩负载的机械特性恒转矩负载的机械特性转矩转矩特性：直线特性：直线 转矩不随速度变化。转矩不随速度变化。功率

5、特性：直线功率特性：直线 功率与速度线性关系。功率与速度线性关系。图图5-3 恒转矩负载特性曲线恒转矩负载特性曲线1)2)9550LNLTTnTP 恒转矩负载只是转矩恒转矩负载只是转矩不随转速的变化而变化，不随转速的变化而变化，而转矩会随而转矩会随负载自身的变负载自身的变化化而变化。而变化。文件:变频器原理与应用02.8变频器原理与应用变频器的选择与安装2. 恒功率负载n 恒功率负载的特点恒功率负载的特点当负载的转速发生变化时，其转当负载的转速发生变化时，其转矩也随着变化，矩也随着变化，而负载的功率始终为一恒定值。而负载的功率始终为一恒定值。n 典型系统典型系统车床车床以相同的切削线速度和吃刀

6、深度加工工件时，以相同的切削线速度和吃刀深度加工工件时，若工件的直径大，则主轴的转速低；若工件的直径大，则主轴的转速低；若工件的直径小，则主轴的转速高，保持若工件的直径小，则主轴的转速高，保持切削功切削功率为一恒定值率为一恒定值。卷绕机卷绕机开始卷绕时卷绕直径小，转矩小，则卷绕速开始卷绕时卷绕直径小，转矩小，则卷绕速度高；当卷绕直径逐渐增大时，转矩增大，则卷绕速度高；当卷绕直径逐渐增大时，转矩增大，则卷绕速度降低，保持度降低，保持卷绕功率为一恒定值卷绕功率为一恒定值。9550LnTP 恒值文件:变频器原理与应用02.9变频器原理与应用变频器的选择与安装n恒功率负载的机械特性恒功率负载的机械特性

7、功率特性：曲线功率特性：曲线 功率不随速度变化。功率不随速度变化。转矩特性：曲线转矩特性：曲线 转矩与速度呈反比。转矩与速度呈反比。图图5-4 恒恒功率功率负载特性曲线负载特性曲线1)95502)NLPPTPn文件:变频器原理与应用02.10变频器原理与应用变频器的选择与安装3. 平方转矩负载n平方转矩负载的特点平方转矩负载的特点负载转矩与转速的平方成正比负载转矩与转速的平方成正比负载功率与转速的三次方成正比负载功率与转速的三次方成正比n 典型系统典型系统风机、泵类等流体机械风机、泵类等流体机械当叶轮转动时，其工作介质（空气、水、油等）当叶轮转动时，其工作介质（空气、水、油等）对对叶轮的阻力大

8、致与叶轮转速的平方成正比叶轮的阻力大致与叶轮转速的平方成正比。叶轮转速较低时，流体的流速低，对叶轮的阻力叶轮转速较低时，流体的流速低，对叶轮的阻力小。小。随着叶轮转速的增加，流体的流速加快，对叶轮随着叶轮转速的增加，流体的流速加快，对叶轮的阻力按转速的二次方比例增加。的阻力按转速的二次方比例增加。2LTk n31Pkn文件:变频器原理与应用02.11变频器原理与应用变频器的选择与安装n平方转矩负载的机械特性平方转矩负载的机械特性转矩特性：曲线转矩特性：曲线转矩与转速二次方成正比转矩与转速二次方成正比功率特性：曲线功率特性：曲线功率功率与转速三次方成正比与转速三次方成正比图图5-5 平方转矩平方

9、转矩负载特性曲线负载特性曲线 转速变化时，负载功转速变化时，负载功率有较大变化，这类负载率有较大变化，这类负载用变频器调速具有很好的用变频器调速具有很好的节能效果节能效果。2LTk n31Pkn文件:变频器原理与应用02.12变频器原理与应用变频器的选择与安装4. 齿轮传动机构n齿轮传动的作用齿轮传动的作用通过改变输入轴齿轮通过改变输入轴齿轮Z1和和输出轴齿轮输出轴齿轮Z2的齿数比，的齿数比，可以改变输入轴和输出轴可以改变输入轴和输出轴的的转速比转速比和转矩比。和转矩比。1221nznz在变频器调速系统中，当调速范围和转矩不符合负载在变频器调速系统中，当调速范围和转矩不符合负载要求时，可采用齿

10、轮传动，要求时，可采用齿轮传动，改善输出转矩和调速范围改善输出转矩和调速范围当负载额定转速比电动机工作在基频时转速高时当负载额定转速比电动机工作在基频时转速高时，可采用齿轮进行，可采用齿轮进行升速升速传动。传动。如果电动机的转矩小于负载转矩，可采用齿轮进如果电动机的转矩小于负载转矩，可采用齿轮进行行减速减速传动，用提高电动机转速的方法增大驱动转传动，用提高电动机转速的方法增大驱动转矩。矩。文件:变频器原理与应用02.13变频器原理与应用变频器的选择与安装n齿轮传动机构中的数量关系齿轮传动机构中的数量关系传动比：传动比：齿数比：齿数比：转矩比：转矩比：31Pkn12nn图图5-6 齿轮转动机构齿

11、轮转动机构121zz121TT121 122PPnTn T文件:变频器原理与应用02.14变频器原理与应用变频器的选择与安装n例例5-1 已知一变频器调速系统，其负载的阻转矩为已知一变频器调速系统，其负载的阻转矩为88Nm，调速范围为，调速范围为0335r/min，由，由4极电动机驱动，负极电动机驱动，负载最大功率消耗载最大功率消耗3.5KW。请选择驱动方案。请选择驱动方案。图图5-7文件:变频器原理与应用02.15变频器原理与应用变频器的选择与安装图图5-8文件:变频器原理与应用02.16变频器原理与应用变频器的选择与安装小 结 重点重点：典型负载的机械特性。典型负载的机械特性。难点难点：齿

12、轮传动机构的选取方法。齿轮传动机构的选取方法。5.1 负载的机械特性及传动机构q 机械传动系统的负载类型及特点机械传动系统的负载类型及特点q 齿轮传动机构齿轮传动机构主要知识点主要知识点：三种常见的负载类型和特点三种常见的负载类型和特点齿轮传动机构的作用齿轮传动机构的作用文件:变频器原理与应用02.17变频器原理与应用变频器的选择与安装n变频器选择的依据：变频器选择的依据：首先是：功能、容量、质量等性能指标首先是：功能、容量、质量等性能指标其次是：品牌、价格其次是：品牌、价格最后选具体型号最后选具体型号5.2 变频器的选择本节主要内容：q 风机、泵类负载变频器的选择风机、泵类负载变频器的选择q

13、 机械传动系统变频器的选择机械传动系统变频器的选择q 变频器容量计算变频器容量计算文件:变频器原理与应用02.18变频器原理与应用变频器的选择与安装5.2.1 风机、泵类负载变频器的选择n应用特点应用特点利用变频器对负载利用变频器对负载流量进行控制流量进行控制而有效的节能。而有效的节能。实践表明，风机或泵类负载由恒速运转改为变频调实践表明，风机或泵类负载由恒速运转改为变频调速后，速后，节能节能可达可达3040。n风机、泵类负载的特性风机、泵类负载的特性1122QnkQn流量流量Q与速度与速度n21122HnkHn扬程扬程H与速度与速度n31122PnkPn功率功率P与速度与速度n文件:变频器原

14、理与应用02.19变频器原理与应用变频器的选择与安装n变频运行时节能效果变频运行时节能效果工频运行工频运行时，当需要小流量时通过阀门节流，电动时，当需要小流量时通过阀门节流，电动机输出功率几乎不变。机输出功率几乎不变。变频运行变频运行时，当需要小流量时可降低电机转速，因时，当需要小流量时可降低电机转速，因为转速与输出功率是三次方关系，因此有很好的节为转速与输出功率是三次方关系，因此有很好的节能效果。能效果。图图5-9 功率流量曲线功率流量曲线 低速运行时，低速运行时，节能效果可观节能效果可观。文件:变频器原理与应用02.20变频器原理与应用变频器的选择与安装n风机、泵类负载风机、泵类负载选择和

15、应用选择和应用变频器的要点变频器的要点（1）变频器的种类）变频器的种类：风机、泵类负载是最普通的：风机、泵类负载是最普通的负载，普通负载，普通Uf控制变频器即可满足要求。也可选用控制变频器即可满足要求。也可选用专用变频器。专用变频器。（2）变频器的容量）变频器的容量：等于电动机的容量即可。但：等于电动机的容量即可。但空气压缩机、深水泵、泥沙泵、快速变化的音乐喷空气压缩机、深水泵、泥沙泵、快速变化的音乐喷泉等负载，由于电动机工作时冲击电流很大，所以泉等负载，由于电动机工作时冲击电流很大，所以选择时应留有一定的裕量。选择时应留有一定的裕量。（3）设置瞬停再起功能：）设置瞬停再起功能：保证电机连续运

16、转。保证电机连续运转。（4）设置合适的运行曲线）设置合适的运行曲线： 选择平方律补偿曲线选择平方律补偿曲线或将变频器设置为节能运行状态。或将变频器设置为节能运行状态。 （5）采用连轴器传动）采用连轴器传动。 文件:变频器原理与应用02.21变频器原理与应用变频器的选择与安装泵类负载泵类负载电动机容量的计算电动机容量的计算文件:变频器原理与应用02.22变频器原理与应用变频器的选择与安装n工频变频切换问题工频变频切换问题切换原因切换原因：变频运行在不满载的情况下才可达到节能目的，变频运行在不满载的情况下才可达到节能目的，如果风机工作在高风量区，泵类工作在大流量区，如果风机工作在高风量区，泵类工作

17、在大流量区，反不如工频运行合适。反不如工频运行合适。当变频器跳闸或出现故障停止输出时，为使电动当变频器跳闸或出现故障停止输出时，为使电动机继续运转，需切换到工频运行。机继续运转，需切换到工频运行。因此，风机、泵类用的变频器都采用工频变频因此，风机、泵类用的变频器都采用工频变频切换电路。切换电路。注意事项注意事项：变频器的功率器件为电力半导体器件，：变频器的功率器件为电力半导体器件，过载能力差，在切换时要考虑变频器的承受能力。过载能力差，在切换时要考虑变频器的承受能力。文件:变频器原理与应用02.23变频器原理与应用变频器的选择与安装切换过程切换过程：由工频运行切换到变频运行时由工频运行切换到变

18、频运行时先将电动机断电，让电动机自由降速运行。先将电动机断电，让电动机自由降速运行。同时检测电动机的残留电压，以推算出电动同时检测电动机的残留电压，以推算出电动机的运行频率机的运行频率使接入变频器的输出频率与电动机的运行频使接入变频器的输出频率与电动机的运行频率一致，以减小冲击电流。率一致，以减小冲击电流。当变频运行切换到工频运行时当变频运行切换到工频运行时采用同步切换的方法，即变频器将频率升高采用同步切换的方法，即变频器将频率升高到工频到工频确认频率及相位与工频一致时再进行切换。确认频率及相位与工频一致时再进行切换。文件:变频器原理与应用02.24变频器原理与应用变频器的选择与安装5.2.2

19、 机械传动系统变频器的选择n 应用特点应用特点除考虑节能效果之外除考虑节能效果之外主要考虑如何满足传动要求主要考虑如何满足传动要求1. 数控车床图图5-10 数控车床数控车床的驱动系统的驱动系统文件:变频器原理与应用02.25变频器原理与应用变频器的选择与安装n 主轴变频驱动的优点主轴变频驱动的优点可根据切削要求可根据切削要求连续连续调节主轴的转速。调节主轴的转速。可由数控系统控制主可由数控系统控制主轴运行以及与进刀系轴运行以及与进刀系统保持严格的传动比统保持严格的传动比关系。关系。完成工件的完成工件的自动加工自动加工，提高加工效率和质量。提高加工效率和质量。图图5-11 切削转速图切削转速图

20、 随着工件直径的变化随着工件直径的变化，主轴转速亦随着变化，主轴转速亦随着变化，保持刀具的保持刀具的恒线速切削恒线速切削。文件:变频器原理与应用02.26变频器原理与应用变频器的选择与安装n应用变频器的应用变频器的注意事项注意事项一般可选用普通一般可选用普通Uf控制变频器，为了提高控制精度控制变频器，为了提高控制精度选用矢量控制变频器效果更好。选用矢量控制变频器效果更好。考虑到车床的急加速或偏心切削等问题，可适当加考虑到车床的急加速或偏心切削等问题，可适当加大变频器的容量；大变频器的容量；为了提高低速切削时的主轴转矩，可采用一级降速为了提高低速切削时的主轴转矩，可采用一级降速齿轮传动。齿轮传动

21、。文件:变频器原理与应用02.27变频器原理与应用变频器的选择与安装n 立式车床特点立式车床特点立式车床是加工大型圆盘类工件的车床立式车床是加工大型圆盘类工件的车床主轴立式安装，圆盘类工件水平装卡在卡盘上。主轴立式安装，圆盘类工件水平装卡在卡盘上。主轴应能够调速。主轴应能够调速。2.立式车床图图5-12 立式车床的调速系统立式车床的调速系统文件:变频器原理与应用02.28变频器原理与应用变频器的选择与安装n 主轴变频驱动的优点主轴变频驱动的优点无级调速无级调速工件可工件可恒线速切削恒线速切削提高加工效率和质量提高加工效率和质量图图5-13 刀位与主轴速度图刀位与主轴速度图 随着刀具位置的随着刀

22、具位置的变化，主轴转速亦随变化，主轴转速亦随着变化，保持刀具的着变化，保持刀具的恒线速切削恒线速切削。n应用变频器的应用变频器的注意事项注意事项由于主轴有由于主轴有很大惯性很大惯性，选用变频器时要特别注意到，选用变频器时要特别注意到制动装置和制动电阻的容量。制动装置和制动电阻的容量。立式车床选择通用立式车床选择通用Uf控制变频器即可满足要求。控制变频器即可满足要求。文件:变频器原理与应用02.29变频器原理与应用变频器的选择与安装n大惯性负载特点大惯性负载特点如离心泵、冲床、水泥厂的旋转窑等如离心泵、冲床、水泥厂的旋转窑等此类负载惯性很大，启动速度慢此类负载惯性很大，启动速度慢启动时可能产生振

23、荡，电机减速时有能量回馈。启动时可能产生振荡，电机减速时有能量回馈。3.大惯性负载变频器选择n应用变频器的应用变频器的注意事项注意事项可选择通用可选择通用Uf控制变频器控制变频器为提高启动速度，可加大变频器的容量，以避免振为提高启动速度，可加大变频器的容量，以避免振荡；荡；要配备制动装置，并选择足够容量的制动电阻要配备制动装置，并选择足够容量的制动电阻 。文件:变频器原理与应用02.30变频器原理与应用变频器的选择与安装4.不均匀负载变频器选择 n不均匀负载的特点不均匀负载的特点系统工作时负载时轻时重系统工作时负载时轻时重例如轧钢机、粉碎机、搅拌机等。例如轧钢机、粉碎机、搅拌机等。n应用变频器

24、的应用变频器的注意事项注意事项可选择通用可选择通用Uf控制变频器，以负载最大时进行容量控制变频器，以负载最大时进行容量测算。测算。轧钢机除了工作时负载不均匀之外，对速度精度要轧钢机除了工作时负载不均匀之外，对速度精度要求很高，因此采用高性能矢量控制变频器。求很高，因此采用高性能矢量控制变频器。文件:变频器原理与应用02.31变频器原理与应用变频器的选择与安装5.流水线用变频器选择图图5-14 拉丝机变频调速控制系统拉丝机变频调速控制系统多台电动机比例运行多台电动机比例运行文件:变频器原理与应用02.32变频器原理与应用变频器的选择与安装n应用变频器的应用变频器的注意事项注意事项特点：多台电动机

25、按同一速度（或按一定速度比）特点：多台电动机按同一速度（或按一定速度比）运行，且每台电动机均为恒转矩负载。运行，且每台电动机均为恒转矩负载。选择要求：一般选用选择要求：一般选用Uf控制变频器，但频率分辨控制变频器，但频率分辨率要高，比例运行的率要高，比例运行的速度精度速度精度要高，必要时可加速要高，必要时可加速度反馈。度反馈。文件:变频器原理与应用02.33变频器原理与应用变频器的选择与安装5.2.3 变频器的容量计算n变频器容量确定的依据变频器容量确定的依据已有电动机容量已有电动机容量电动机的工作状态电动机的工作状态n确定变频器容量步骤确定变频器容量步骤电动机的电动机的额定电压额定电压根据容

26、量和工作状态核算变频器的根据容量和工作状态核算变频器的输出电流输出电流n变频器容量选择的重要性变频器容量选择的重要性是选择变频器的关键一步是选择变频器的关键一步如果选择不准确，会造成变频器及电动机发热如果选择不准确，会造成变频器及电动机发热也达不到预期的应用效果。也达不到预期的应用效果。文件:变频器原理与应用02.34变频器原理与应用变频器的选择与安装n 连续运行：连续运行：指负载不频繁加减速而连续运行的场合指负载不频繁加减速而连续运行的场合1.连续运行场合n 确定容量的原则确定容量的原则选择变频器的选择变频器的额定电流等于电动机的额定电流额定电流等于电动机的额定电流。但考虑变频器输出电流为脉

27、动电流，比工频供电时但考虑变频器输出电流为脉动电流，比工频供电时电动机的电流要大，所以选择容量时要电动机的电流要大，所以选择容量时要留有裕量留有裕量。文件:变频器原理与应用02.35变频器原理与应用变频器的选择与安装2.频繁加减速运行的场合电机加减速时，电机加减速时，电流大于工作电流电流大于工作电流图图5-15 频繁加减速时运行曲线频繁加减速时运行曲线文件:变频器原理与应用02.36变频器原理与应用变频器的选择与安装n 确定容量的原则确定容量的原则若变频器工作时频繁加减速，则选择变频器时若变频器工作时频繁加减速，则选择变频器时容量应适当加大容量应适当加大，可按下式计算，可按下式计算文件:变频器

28、原理与应用02.37变频器原理与应用变频器的选择与安装3.电流变化不规则的场合 n 确定容量的原则确定容量的原则变频器额定电流应大于电动机工作时的最大变频器额定电流应大于电动机工作时的最大转矩电流。转矩电流。n 特点：特点：主要指不均匀负载或冲击负载，造成电机电主要指不均匀负载或冲击负载，造成电机电流变化不均匀。流变化不均匀。maxonII文件:变频器原理与应用02.38变频器原理与应用变频器的选择与安装4.电动机直接起动时变频器的选择n 确定容量的原则确定容量的原则 变频器容量就要成倍增加，可按下式计算：变频器容量就要成倍增加，可按下式计算：n 特点：特点：如果需要直接启动电动机，即向电动机

29、突加如果需要直接启动电动机，即向电动机突加较高额定频率的电流，则启动电流较大。较高额定频率的电流，则启动电流较大。文件:变频器原理与应用02.39变频器原理与应用变频器的选择与安装5.多台电动机共用一台变频器供电n 确定容量的原则确定容量的原则多台电动机共用一台变频器进行驱动，除了以上需多台电动机共用一台变频器进行驱动，除了以上需要考虑之外要考虑之外还要考虑多台电动机是否同时软起动（即同时从还要考虑多台电动机是否同时软起动（即同时从0Hz开始起动）开始起动）是否有个别电动机需要直接起动等等。是否有个别电动机需要直接起动等等。综合以上因素，变频器的容量可按下式进行计算：综合以上因素，变频器的容量

30、可按下式进行计算：文件:变频器原理与应用02.40变频器原理与应用变频器的选择与安装n谐波的危害谐波的危害输入端产生的谐波：降低电网供电质量输入端产生的谐波：降低电网供电质量输出端产生的谐波：使电动机发热输出端产生的谐波：使电动机发热谐波辐射：产生无线电干扰谐波辐射：产生无线电干扰5.3 变频器的谐波干扰本节主要内容：q 谐波的概念谐波的概念q 变频器运行时产生的谐波干扰变频器运行时产生的谐波干扰文件:变频器原理与应用02.41变频器原理与应用变频器的选择与安装n电力电子变换器（电路）是采用开关的导通和关断来电力电子变换器（电路）是采用开关的导通和关断来控制电压或者电流，由于进行控制电压或者电

31、流，由于进行导通和关断导通和关断，电压和电流，电压和电流就会成为就会成为非正弦波形非正弦波形。电力变换电路中经常出现的波形电力变换电路中经常出现的波形如何来描述和分析上述波形？如何来描述和分析上述波形？1.谐波的概念文件:变频器原理与应用02.42变频器原理与应用变频器的选择与安装n傅里叶级数傅里叶级数 非正弦波周期函数非正弦波周期函数v(t)v(t) ，可分解为傅里叶级数，可分解为傅里叶级数01220101( )(cossin)sin()2sin() nnnnnnnnnnv taan tbn taabn tVVn t交流分量的组成：基波基波频率与频率与1/T1/T相同的分量相同的分量(n=1

32、)(n=1)谐波谐波频率为基波频率整数倍的分量频率为基波频率整数倍的分量(n2) (n2) 谐波次数谐波次数谐波频率和基波频率的比谐波频率和基波频率的比(n)(n)直流直流分量分量交流交流分量分量文件:变频器原理与应用02.43变频器原理与应用变频器的选择与安装n例例5 52 2 将图将图(b)(b)波形展开为傅立叶级数。波形展开为傅立叶级数。2 211( )2(sinsin3sin5)35v tVttt谐波特点：谐波的幅值随着谐波次数的增加而不断减小谐波特点：谐波的幅值随着谐波次数的增加而不断减小图图5-16 谐波分解示意图谐波分解示意图文件:变频器原理与应用02.44变频器原理与应用变频器

33、的选择与安装2.变频器运行时产生的谐波干扰n 谐波干扰的来源谐波干扰的来源输入侧输入侧：整流使电流的脉动性很大，产生大量谐波。：整流使电流的脉动性很大，产生大量谐波。降低电源的供电质量降低电源的供电质量干扰同一电源的用电设备；干扰同一电源的用电设备； 输出侧输出侧：是一系列的矩形波，这些矩形波含有丰富：是一系列的矩形波，这些矩形波含有丰富的高次谐波成份。的高次谐波成份。会产生电磁辐射干扰无线电设施会产生电磁辐射干扰无线电设施会使电动机的绝缘下降，铜损和铁损增加会使电动机的绝缘下降，铜损和铁损增加谐波电流会改变电磁转矩，产生振动力矩，使电谐波电流会改变电磁转矩，产生振动力矩，使电动机发生周期性转

34、速变动，影响输出频率，并发出动机发生周期性转速变动，影响输出频率，并发出噪声。噪声。 文件:变频器原理与应用02.45变频器原理与应用变频器的选择与安装图图5-17 变频器输出侧谐波干扰的途径变频器输出侧谐波干扰的途径n谐波干扰途径谐波干扰途径为了抑制谐波干扰，要选用一些抑制干扰的电磁选件。为了抑制谐波干扰，要选用一些抑制干扰的电磁选件。文件:变频器原理与应用02.46变频器原理与应用变频器的选择与安装n电磁选件的作用电磁选件的作用防止电磁干扰防止电磁干扰提高功率因数提高功率因数协助电机制动协助电机制动5.4 变频器常用电磁选件 文件:变频器原理与应用02.47变频器原理与应用变频器的选择与安

35、装n电磁选件的种类电磁选件的种类图图5-18 电磁选件连接图电磁选件连接图文件:变频器原理与应用02.48变频器原理与应用变频器的选择与安装本节主要内容：q 交流输入电抗器交流输入电抗器q 交流输出电抗器交流输出电抗器q 电磁滤波器电磁滤波器q 直流电抗器直流电抗器q 制动选件制动选件文件:变频器原理与应用02.49变频器原理与应用变频器的选择与安装1.交流输入电抗器n 作用作用可以抑制变频器输入电流的高次谐波可以抑制变频器输入电流的高次谐波明显改善变频器的功率因数明显改善变频器的功率因数 n有下列情况之一时就应考虑选配交流输入电抗器有下列情况之一时就应考虑选配交流输入电抗器变频器所用电源变压

36、器的容量超过变频器所用电源变压器的容量超过500 kVA，并与，并与变频器的容量之比为变频器的容量之比为10：1以上时；以上时；同一电源上接有晶闸管交流负载或带有开关控制同一电源上接有晶闸管交流负载或带有开关控制的功率因数补偿装置时；的功率因数补偿装置时；三相电源的电压不平衡度三相电源的电压不平衡度 3时；时；需要改善输入侧的功率因数，接入交流输入电抗需要改善输入侧的功率因数，接入交流输入电抗器后功率因数可增加到器后功率因数可增加到0.8 0.85 。 文件:变频器原理与应用02.50变频器原理与应用变频器的选择与安装图图5-19 交流输入电抗器交流输入电抗器n 结构结构交流输入电抗器的结构为

37、一铁心电感线圈。交流输入电抗器的结构为一铁心电感线圈。文件:变频器原理与应用02.51变频器原理与应用变频器的选择与安装n参数：参数：电抗器的配置参数表如下电抗器的配置参数表如下文件:变频器原理与应用02.52变频器原理与应用变频器的选择与安装2.交流输出电抗器n 作用：作用：滤除变频器输出端产生的有害谐波滤除变频器输出端产生的有害谐波n选用情况选用情况当变频器与电动机之间的配线较长（超过当变频器与电动机之间的配线较长（超过20米）时米）时选用交流输出电抗器可抑制由导线分布电容引起的选用交流输出电抗器可抑制由导线分布电容引起的过流过流并可抑制变频器的无线电干扰。并可抑制变频器的无线电干扰。n

38、结构：结构：交流输出电抗器的结构与输入电抗器相同。交流输出电抗器的结构与输入电抗器相同。n参数：参数：电抗器的配置参数表如下电抗器的配置参数表如下文件:变频器原理与应用02.53变频器原理与应用变频器的选择与安装3.电磁滤波器n 分类：分类：分为输入电磁滤波器和输出电磁滤波器。分为输入电磁滤波器和输出电磁滤波器。n输入电磁滤波器的安装与作用输入电磁滤波器的安装与作用文件:变频器原理与应用02.54变频器原理与应用变频器的选择与安装n输出电磁滤波器的安装与作用输出电磁滤波器的安装与作用文件:变频器原理与应用02.55变频器原理与应用变频器的选择与安装图图5-20 G120变频器电磁附件安装方法变

39、频器电磁附件安装方法文件:变频器原理与应用02.56变频器原理与应用变频器的选择与安装4.直流电抗器n 作用作用主要是改善变频器的输入功率因数主要是改善变频器的输入功率因数防止电源对变频器的影响防止电源对变频器的影响保护变频器及抑制高次谐波保护变频器及抑制高次谐波n 适用场合适用场合当给变频器供电的同一电源上有开关、无功补偿电当给变频器供电的同一电源上有开关、无功补偿电容器屏或带有晶闸管调压负载时容器屏或带有晶闸管调压负载时当变频器供电三相电源的不平衡度当变频器供电三相电源的不平衡度 3时；时；当要求变频器输入端的功率因数提高到当要求变频器输入端的功率因数提高到0.93时；时； 当变频器接入到

40、大容量供电变压器上时（大于当变频器接入到大容量供电变压器上时（大于550 kW以上），需要配置直流电抗器。以上），需要配置直流电抗器。文件:变频器原理与应用02.57变频器原理与应用变频器的选择与安装n 结构：结构：直流电抗器也是直流电抗器也是一铁心电感线圈。一铁心电感线圈。n参数：参数：电抗器的配置参数表如下电抗器的配置参数表如下图图5-21 直流电抗器直流电抗器外外形形文件:变频器原理与应用02.58变频器原理与应用变频器的选择与安装5.制动选件n 制动电阻制动电阻使用场合：电机制动时产生较多再生电能时。使用场合：电机制动时产生较多再生电能时。 制动电阻的参数选择制动电阻的参数选择阻值：决

41、定制动时流过电阻的电流大小。阻值：决定制动时流过电阻的电流大小。功率：制动时电阻的容许发热量。功率：制动时电阻的容许发热量。频繁制动时制动电阻的频繁制动时制动电阻的耗散功率应适当加大。耗散功率应适当加大。制动电阻的安装：制动电阻的安装：要与变频器保持一定距离要与变频器保持一定距离以利散热。以利散热。 文件:变频器原理与应用02.59变频器原理与应用变频器的选择与安装参数：参数：制动电阻的配置参数表如下制动电阻的配置参数表如下文件:变频器原理与应用02.60变频器原理与应用变频器的选择与安装n制动单元制动单元作用：当变频器产生再生电流使直流侧电压升高时作用：当变频器产生再生电流使直流侧电压升高时

42、用来控制电能向制动电阻释放。用来控制电能向制动电阻释放。 安装：安装：对于小功率变频器，一般是内置在变频器中；对于小功率变频器，一般是内置在变频器中；对于大功率变频器，由于制动单元在工作时会对于大功率变频器，由于制动单元在工作时会发热，所以通常安装在变频器之外，并作为选件发热，所以通常安装在变频器之外，并作为选件供应。供应。文件:变频器原理与应用02.61变频器原理与应用变频器的选择与安装安装注意事项安装注意事项：在无内置制动单在无内置制动单元的变频器中，制元的变频器中，制动单元和制动电阻动单元和制动电阻配套选用配套选用将制动电阻接在将制动电阻接在制动单元上，再将制动单元上，再将制动单元按要求

43、连制动单元按要求连接到变频器上。接到变频器上。由于制动单元和由于制动单元和制动电阻都是发热制动电阻都是发热单元，安装时要互单元，安装时要互相有一定的距离，相有一定的距离，以便于以便于散热散热。文件:变频器原理与应用02.62变频器原理与应用变频器的选择与安装变频器能否正常发挥作用变频器能否正常发挥作用,与安装环境及安装方法密切与安装环境及安装方法密切相关。相关。因此变频器厂家都对自己产品的安装提出了要求。因此变频器厂家都对自己产品的安装提出了要求。本节就本节就安装中的一些共性问题安装中的一些共性问题加以说明。加以说明。5.5 变频器的安装本节主要内容：q 主电路控制开关及导线线径选择主电路控制

44、开关及导线线径选择q 变频器的安装环境变频器的安装环境q 安装方向和空间安装方向和空间q 变频器在多粉尘现场的安装变频器在多粉尘现场的安装q 安装布线安装布线文件:变频器原理与应用02.63变频器原理与应用变频器的选择与安装n电源控制开关及输入导线线径选择电源控制开关及输入导线线径选择与同容量的普通电动机选择方法相同，与同容量的普通电动机选择方法相同，按变频器按变频器的容量选择的容量选择即可。即可。因输入侧功率因数较低，应本着因输入侧功率因数较低，应本着宜大不宜小宜大不宜小的原的原则选择线径。则选择线径。5.5.1 主电路控制开关及导线线径选择文件:变频器原理与应用02.64变频器原理与应用变

45、频器的选择与安装n变频器输出线径选择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。变频器工作时频率下降，输出电压也下降。若输出导线较长（若输出导线较长（l 20m) ,低压输出时低压输出时线路的电压线路的电压降降U 在输出电压中所占比例将上升。在输出电压中所占比例将上升。所以选择输出导线线径时主要考虑所以选择输出导线线径时主要考虑U 的影响，一的影响，一般要求：般要求：（517）文件:变频器原理与应用02.65变频器原理与应用变频器的选择与安装文件:变频器原理与应用02.66变频器原理与应用变频器的选择与安装n控制电路导线线径选择控制电路导线线径选择小信号控制电路小信号控制电路通过的

46、电流很小，一般不进行线通过的电流很小，一般不进行线径计算。考虑到导线的径计算。考虑到导线的强度和连接要求强度和连接要求，一般选用，一般选用0.75(mm)2及以下的屏蔽线或绞合在一起的聚乙烯及以下的屏蔽线或绞合在一起的聚乙烯线。线。接触器、按钮开关等接触器、按钮开关等强电控制电路强电控制电路导线线径可取导线线径可取1mm2的独股或多股聚乙烯铜导线。的独股或多股聚乙烯铜导线。文件:变频器原理与应用02.67变频器原理与应用变频器的选择与安装n周围周围温度、湿度温度、湿度周围周围温度温度：变频器的：变频器的工作环境温度范围工作环境温度范围一般为一般为:当环境温度大于变频器规定的温度时，变频器要当环

47、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。降额使用或采取相应的通风冷却措施。湿度湿度：变频器工作环境的相对湿度为：变频器工作环境的相对湿度为5 90（无结露现象（无结露现象 ）。）。5.5.2 变频器的安装环境10 40CCn周围周围环境环境变频器应安装在不受阳光直射、无灰尘、无腐蚀性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、蒸汽滴水等气体、无可燃气体；无油污、蒸汽滴水等环境环境中。中。安装场所的周围安装场所的周围振动加速度振动加速度应小于应小于0.6g (g=9.8m/s2), 振动超值会使紧固件松动。振动超值会使紧固件松动。文件:变

48、频器原理与应用02.68变频器原理与应用变频器的选择与安装n海拔海拔高度高度变频器应用的海拔高度应低于变频器应用的海拔高度应低于1000 m。海拔高度大于海拔高度大于1000 m的场合，变频器要降额使用。的场合，变频器要降额使用。表表5-7是富士变频器海拔高度与输出降额关系是富士变频器海拔高度与输出降额关系文件:变频器原理与应用02.69变频器原理与应用变频器的选择与安装n裸露安装裸露安装用螺栓垂直安装在坚固的物用螺栓垂直安装在坚固的物体上。体上。正面是变频器文字键盘正面是变频器文字键盘请勿上下颠倒或平放安装。请勿上下颠倒或平放安装。周围要留有一定空间周围要留有一定空间，上下，上下10cm以上

49、以上 5.5.3 安装方向和空间 文件:变频器原理与应用02.70变频器原理与应用变频器的选择与安装n控制柜中安装控制柜中安装变频器的上方柜顶要变频器的上方柜顶要安装排风扇安装排风扇；安装多台时要安装多台时要横向安装横向安装文件:变频器原理与应用02.71变频器原理与应用变频器的选择与安装排风扇安装位置排风扇安装位置要正确。要正确。文件:变频器原理与应用02.72变频器原理与应用变频器的选择与安装n在多粉尘（特别是多金属粉尘、絮状物）的场所使在多粉尘（特别是多金属粉尘、絮状物）的场所使用变频器时，正确、合理的用变频器时，正确、合理的防尘措施防尘措施是保证变频器正是保证变频器正常工作的必要条件。

50、常工作的必要条件。5.5.4 变频器在多粉尘现场的安装n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在控制柜中安装变频器，最好安装在控制柜的中部中部或下部或下部。要求要求垂直垂直安装，其正上方和正下方要避免安装可能安装，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；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的距离不应小于300 mm，如图，如图5-27中的中的H1、H2间距间距所示。所示。文件:变频器原理与应用02.73变频器原理与应用变频器的选择与安装文件:变频器原理与应用02.74变频器原理

51、与应用变频器的选择与安装n控制柜通风、防尘、维护要求总体要求：控制柜应总体要求：控制柜应密封密封，使用专门设计的进风和，使用专门设计的进风和出风口进行通风散热。出风口进行通风散热。控制柜顶部应设有出风口、控制柜顶部应设有出风口、防尘网防尘网和防护盖；底部和防护盖；底部应设有底板、进线孔、进风口和防尘网。应设有底板、进线孔、进风口和防尘网。风道要设计合理，使排风通畅，风道要设计合理，使排风通畅，不易产生积尘不易产生积尘。控制柜内的轴流风机的风口需设防尘网，并在运行控制柜内的轴流风机的风口需设防尘网，并在运行时时向外抽风向外抽风。对控制柜要对控制柜要定期维护定期维护，及时清理内部和外部的粉尘、，及

52、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，维护周期在絮毛等杂物。对于粉尘严重的场所，维护周期在1个个月左右。月左右。 文件:变频器原理与应用02.75变频器原理与应用变频器的选择与安装n合理选择合理选择安装位置及布线安装位置及布线是变频器安装的重要环节是变频器安装的重要环节电磁选件的安装位置电磁选件的安装位置各连接导线是否屏蔽各连接导线是否屏蔽接地点是否正确等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。都直接影响到变频器对外干扰的大小及自身工作情况。5.5.5 安装布线n布线原则（1）当外围设备与变频器）当外围设备与变频器共用一供电系统时共用一供电系统时，要，

53、要在输入端安装噪声滤波器，或将其他设备用隔离变压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器或电源滤波器进行噪声隔离噪声隔离。文件:变频器原理与应用02.76变频器原理与应用变频器的选择与安装（2）当）当外围设备与变频器装入同一控制柜中外围设备与变频器装入同一控制柜中且布且布线又很接近变频器时，可采取以下方法抑制变频器干线又很接近变频器时，可采取以下方法抑制变频器干扰：扰：将易受变频器干扰的外围设备及信号线将易受变频器干扰的外围设备及信号线远离远离变频变频器安装；信号线使用器安装；信号线使用屏蔽电缆线屏蔽电缆线，屏蔽层接地。，屏蔽层接地。亦可将信号电缆线亦可将信号电缆线套

54、入金属管套入金属管中；信号线穿越主中；信号线穿越主电源线时确保正交。电源线时确保正交。在变频器的输入输出侧安装在变频器的输入输出侧安装无线电噪声滤波器无线电噪声滤波器或或线性噪声滤波器（铁氧体共模扼流圈）。滤波器线性噪声滤波器（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。滤波器的电源输入线在控制柜内要尽量短。文件:变频器原理与应用02.77变频器原理与应用变频器的选择与安装变频器到电动机的电缆要采用变频器到电动机的电缆要采用4芯电缆并将电缆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

55、机外套入金属管，其中一根的两端分别接到电动机外壳和壳和变频器的接地变频器的接地侧。侧。（3）避免避免信号线与动力线信号线与动力线平行布线平行布线或捆扎成束布线；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。响的信号线尽量远离变频器的输入输出电缆。（4）当操作台与控制柜不在一处或具有远方控制信）当操作台与控制柜不在一处或具有远方控制信号线，要对导线进行号线，要对导线进行屏蔽屏蔽，并特别注意各连接环节，并特别注意各连接环节，以避免干扰信号串入。以避免干扰信号串入。文件:变频器原理与应用02.78变

56、频器原理与应用变频器的选择与安装n变频器安装区域划分依据各外围设备的依据各外围设备的电磁特性电磁特性，分别安装在，分别安装在不同不同的区域的区域，以抑制变频器工作时的电磁干扰，如，以抑制变频器工作时的电磁干扰，如图图5-28所示。包括：所示。包括：文件:变频器原理与应用02.79变频器原理与应用变频器的选择与安装文件:变频器原理与应用02.80变频器原理与应用变频器的选择与安装n安装注意事项 电动机电缆的地线应在变频器侧电动机电缆的地线应在变频器侧接地接地，但最好电动，但最好电动机与变频器机与变频器分别接地分别接地。在处理接地时，如采用公共。在处理接地时，如采用公共接地端，接地端，不能经过其他

57、装置的接地线接地不能经过其他装置的接地线接地，要独立，要独立走线，如图走线，如图5-29所示。所示。文件:变频器原理与应用02.81变频器原理与应用变频器的选择与安装电动机电缆和控制电缆应使用电动机电缆和控制电缆应使用屏蔽电缆屏蔽电缆，机柜内为，机柜内为强制要求，将屏蔽金属丝网与地线两端连接起来，强制要求，将屏蔽金属丝网与地线两端连接起来，连接方法如图连接方法如图5-30所示。所示。文件:变频器原理与应用02.82变频器原理与应用变频器的选择与安装n日常维护保养是安全工作的重要保障日常维护保养是安全工作的重要保障保养得好，问题可及时发现和处理保养得好，问题可及时发现和处理使变频器长期工作于最佳

58、状态使变频器长期工作于最佳状态减少停机故障发生减少停机故障发生提高变频器使用效率提高变频器使用效率5.6 变频器的维护保养与故障处理本节主要内容：q 变频器的日常巡视变频器的日常巡视q 变频器的定期维护与保养变频器的定期维护与保养q 变频器的故障处理变频器的故障处理 文件:变频器原理与应用02.83变频器原理与应用变频器的选择与安装n耳听、目测、触感和气味等。耳听、目测、触感和气味等。一般巡视内容有：(1) 周围周围环境环境、温度、湿度是否符合要求。、温度、湿度是否符合要求。(2) 变频器的进风口和出风口有无变频器的进风口和出风口有无积尘积尘，是否被积，是否被积尘堵死。尘堵死。(3) 变频器的

59、变频器的噪声噪声、振动、气味是否在正常范围之、振动、气味是否在正常范围之内。内。(4) 变频器运行参数及变频器运行参数及面板显示面板显示是否正常。是否正常。5.6.1 变频器的日常巡视文件:变频器原理与应用02.84变频器原理与应用变频器的选择与安装n低压小型变频器的维护和保养 低压小型变频器指工作在低压小型变频器指工作在低压电网低压电网380V(220V)上的上的小功率变频器。多以垂直壁挂形式安装在控制柜中，其小功率变频器。多以垂直壁挂形式安装在控制柜中，其定期维护和保养主要包括定期维护和保养主要包括: (1) 定期检查定期检查除尘除尘 (2) 定期检查电路的定期检查电路的主要参数主要参数，如：主电路和控制，如：主电路和控制电路电压是否正常。电路电压是否正常。 (3) 定期检查变频器的定期检查变频器的外围电路外围电路和设施和设施，如检查制，如检查制动电阻、接触器是否正常，导线连接是否松动。动电阻、接触器是否正常，导线连接是否松动。 (4) 根据维护信息判断根据维护信