第六章 变频器系统的选择与操作

变频器应用技术第六章变频器系统的选择与操作学习目标1.正确选择变频器。2.掌握变频器的安装工艺。，3.了解变频器的抗干扰技术。4.掌握变频调速系统调试方法与日常维护6.1变频器的选择

6.1.1变频器额定值1.输入侧额定值输入侧的额定值主要是电压和相数。中小容量变频器输入电压的额定值有以下几种(均为线电压)：①380V/50Hz、三相，用于绝大多数设备中。②200～230V/50Hz或60Hz、三相，主要用于某些进口设备中。③200～230V/50Hz、单相，主要用于小容量设备和家用电器中。6.1变频器的选择2．输出侧额定值(1)输出电压额定值UCN

由于变频器在改变输出频率的同时也要改变输出电压，因此，变频器输出电压的额定值UCN。就是输出电压中的最大值，即变频器输出频率等于电动机额定频率时的输出电压值。(2)输出电流额定值ICN

输出电流额定值ICN是指变频器允许长时间输出的最大电流值。这是用户选用变频器的主要依据之一。这个指标反映了变频器电力半导体器件的过载能力。6.1变频器的选择(3)输出容量SCN6.1变频器的选择（4）适用电动机功率PN(kW)适用电动机功率是指以4极的标准电动机为对象，表示在额定输出电流以内可以驱动的电动机功率。（5）过载能力过载能力是指其输出电流超过额定电流的允许范围和时间。大多数变频器都规定为150%IN、60s或180%IN、0.5s。专门用于风机、泵类负载调速的变频器规定为120%IN、60s。6.1变频器的选择

6.1.2变频器连续运行时所需容量的计算1．依据电动机功率选择变频器2．变频器容量计算6.1变频器的选择6.1.3频繁升、降速运行时变频器容量的选择电动机输出转矩是由变频器的最大输出电流决定的。通常情况下，对于短时间升、降速而言，变频器允许电流输出能达到额定电流的130%一150%（视变额器容量而定）。因此，在短时间内，升、降速时转矩也可以增大。如果只需要较小的升、降速转矩，则可以降低选择变频器容量。由于电流脉动的原因，此时应将变频器的最大输出电流降低1O%后再进行选定。6.1变频器的选择6.1.4电动机直接起动变频器容量计算6.1变频器的选择

6.1.5不同负载变频器的选择

1.过载容量的选择2.对恒转矩负载变频器的选择3.对恒功率负载变频器的选择4.对二次方律负载变频器的选择6.1变频器的选择6.1.6一台变频器传动多台电动机，且多台电动机并联运行，即成组传动6.1变频器的选择6.1.7高压变频器的选型注意事项1.选择过高电压等级的弊端2.变频器容量与整流装置相数关系3.把最高电压降到3kV以下可节约大量投资4.隔离变压器问题5.如何配套6.对电网谐波污染的防治措施6.2变频器的安装变频器是精密电子设备，与其它电子设备一样对周边环境有一定的要求。为使变频器能够安全、稳定地工作和发挥效能，必须严格按照IEC标准所规定的安装规范实施安装。6.2变频器的安装6.2.1变频器安装对周围环境的要求1．环境温度和湿度

2．安装环境的要求6.2变频器的安装3．变频器的安装空间与通风6.2变频器的安装6.2变频器的安装6.2.2变频器的安装工艺1．变频器盖板的拆卸2．变频器的接线3．控制回路接线的注意事项6.2变频器的安装6.2.3变频器使用注意事项1.环境注意事项2.电气环节注意事项3.接线过程注意事项4.变频器的接地和防雷6.3变频器的抗干抗在各种工业控制系统中，随着变频器等电力电子装置的广泛使用，系统的电磁干扰日益严重。相应的抗干扰技术（即电磁兼容）已经变得越来越重要。变频器系统的干扰有时能直接造成系统硬件损坏。有时虽不能损坏系统硬件，但常使微处理器系统程序运行失控，导致控制失灵，从而造成设备和生产事故。因此，如何提高系统的抗干扰能力和可靠性是自动化装置研制和应用中不可忽视的重要内容，也是计算机控制技术应用和推广的关键技术之一。对变频器抗干扰问题，首先要了解干扰的来源、传播方式，然后再针对这些干扰采取相应的抗干扰措施。6.3变频器的抗干抗

6.3.1变频器干扰的来源1．电网谐波干扰2．晶闸管换流设备对变频器的干扰3．电力补偿电容对变频器的干扰4．变频器自身对外部的干扰6.3变频器的抗干抗6.3.2干扰信号的传播方式1．电路传导方式2．感应耦台方式(1)电磁感应方式(2)静电感应方式(3)空中辐射方式6.3变频器的抗干抗6.3.3变频调速系统抗干扰对策1．合理布线2．干扰的隔离3．设置噪声滤波器6.3变频器的抗干抗6.3变频器的抗干抗4．屏蔽干扰源5．采用电抗器6.3变频器的抗干抗

6．接地①单点接地是指在一个电路或装置中，只有一个物理点定义为接地点。在低频下的性能较好。

②多点接地是指装置中的各个接地点都直接接到距它最近的接地点。在高频下的性能较好。

③混合接地是根据信号频率和接地线长度，系统地采用单点接地和多点接地混用的方式。

④变频器本身有专用接地端子PE，从安全和降低噪声需要出发，必须可靠接地。既不能将地线接在电气设备的外壳上，也不能接在零线上。可用较粗的短线一端接到接地端子PE，另一端与接地极相连，接地电阻取值小于100Ω。6.3变频器的抗干抗6.3.4高压变频器抗干扰的常用措施（1）高压变频器的E端要与控制柜及电机的外壳相连，要接保安地，接地电阻应小于100Ω，可吸收突波干扰。

（2）高压变频器的输入或输出端加装电感式磁环滤波器。平性并绕3-4圈，有助于抑制高次谐波（此方法简单易行，价格低廉）。

（3）上述磁环滤波器还可根据现场情况加绕在高压变频器控制信号端或模拟信号给定端的进线上。6.3变频器的抗干抗（4）装有高压变频器的电控柜中，动力线和信号线应分开穿管走线，金属软管应接地良好。（5）模拟信号线要选用屏蔽线，单端在高压变频器处接仿真地。（6）还可通过调整高压变频器的载频来改善干扰。频率越低，干扰越小，但电磁噪声越大。6.3变频器的抗干抗（7）RS485通讯口与上位机相连一定要采用光电隔离的传输方式，以提高通信系统的抗干扰性能。（8）外配计算机或仪表的供电要和高压变频器的动力装置供电分开，尽量避免共享一个内部变压器。（9）在受干扰的仪表设备方面也要进行独立屏蔽，市场上的温控器、PID调节器、PLC、传感器或变送器等仪表，都要加装金属屏蔽外壳并与保安地相连。必要时，可在此类仪表的电源进线端加装上述的电感式磁环滤波器。6.4变频调速系统调试方法在变频调速系统调试工作中，应本着“先空载，再轻载，后重载”的基本原则来调试变频调速系统，以减少不必要的损失，提高工作效率。在调试过程中，最好与机械工程师和工艺工程师配合进行，使变频调速系统能够最大限度地满足生产工艺要求，提高生产效率和产品质量。6.4变频调速系统调试方法6.4.1试车前的工作1．应明确掌握的内容2．控制柜的检查3．测量绝缘电阻4．接通变频器电源5．功能预置6.4变频调速系统调试方法

6.4.2系统空载试验1．起动试验2．电动机参数检测3．基本操作4．停车试验6.4变频调速系统调试方法6.4.3系统的带载试验1．启动试验2．停车试验3．带载能力试验6.5变频调速系统的维护与维修变频器是以电子元器件为中心构成的静止电气设备。为了保证安全、正常生产，必须经常地对变频器及系统进行维护检查。6.5变频调速系统的维护与维修6.5.1系统的维护和检查1.日常检查①运行中检查是否出现不正常现象。②电动机是否运转正常。③安装环境是否发生改变。④冷却系统是否工作正常。⑤系统是否有异常声音，异常振动。⑥是否出现电动机过热以及导线变色。⑦运行过程中经常测量变频器输入、输出电压。6.5变频调速系统的维护与维修1.日常检查①运行中检查是否出现不正常现象。②电动机是否运转正常。③安装环境是否发生改变。④冷却系统是否工作正常。⑤系统是否有异常声音，异常振动。⑥是否出现电动机过热以及导线变色。⑦运行过程中经常测量变频器输入、输出电压。6.5变频调速系统的维护与维修6.5.2高压变频器的维护和检查1.高压变频器日常维护保养2.日常巡检需要注意事项3.变频器停机后需要维护的项目6.5变频调速系统的维护与维修6.5.3变频器常见故障1．过电流2．过电压3．欠电压4．过热5．输出电压不平衡6．过载7．接地故障8．限流运行6.6变频器使用要点1.安装电抗器

安装电抗器可使变频器输入电流减小，其优点如下：(1)在变频器输入侧加装电抗器，使得周围设备的高次谐波电流得到衰减。(2)抑制电源浪涌电压，使变频器得到保护。(3)在接通变频器电路时，对尖峰电流进行抑制。(4)功率因数得到改善。交流电抗器改善率为90%以上，直流电抗器改善率为95%以上。(5)对5.5kW或更大容量变频器，交流和直流电抗器可作为其有用的选件。6.6变频器使用要点2.使用环境注意事项

产品的工作温度一般要求在0℃-50℃，但为了保证工作安全、可靠，使用时应考虑留有裕度，最好控制在40℃以下。绝对不允许把发热元件紧靠变频器的底部安装。3.电气环节要注意事项(1)防止电磁干扰。(2)防止输入端过电压。6.6变频器使用要点4.参数设置注意事项

在使用变频器之前，将变频器输出电压设为380v，基底频率设为50Hz；对驱动泵类和风机负载，最高频率和上限频率设置为50Hz，下限频率设置为15-20Hz；加减速根据电动机的容量和负载量确定。5.接线过程中的注意事项

在安装、测试、维修过程中，常需要进行端子接线。切记不要将电源线接到变频器的输出端子上；也不要将变频器输出端子排上的N端子误认为是电源中性线端子。控制回路接线应与主回路接线尽量远离。6.6变频器使用要点6.变频器的接地和防雷变频器的正确接地是提高控制系统灵敏度、抑制噪声的重要手段。变频器接地端子E(G)的接地电阻越小越好，接地导线截面积应不小于2.5mm²，长度应控制在20m以内。在雷电活跃地区，如果