变频器原理框图与安装接线

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1 变频器原理框图及接线
1.1 主要规格和参数
变频器的规格和主要技术参数可参考说明书,从中主要了解:
1)是恒转矩或是平方转矩变频器;
2)采用的电力半导体器件是什么;
3)PWM控制方式是什么,是SPWM、SVPWM、还是转矩矢量控制等;
4)是单片机控制还是模拟控制,以及单片机的型号和位数;
5)功能是否齐全;
6)发热情况、散热形式;
7)噪声;
8)低速性能。
从电力半导体器件、控制方式、单片机种类这三项就可以大体了解变频器的主要性能和功能了。
1.2 原理框图和接线图
由变频器原理可知变频器的各组成部分,以便接线和维修。变频器基本接线如图1 所示。卸下变频器表面盖板就露出接线端子,请注意以下项目,不能接错:
1)输入端必须接到端子R、S、T 上,输出端必须接到端子U、V、W上,若接错,会损坏变频器;
2)为了防止触电、火灾等灾害和降低噪声,必须连接接地端子;
3)端子和导线的连接,请使用接触性好的压接端子;
4)接完线后,请再次检查接线是否正确,有无漏接,端子和导线是否短路或接地;
5)通电后,需更改接线时,即使已关断电源,也应等充电指示灯熄灭后,用万用表确认直流电压降到安全电压(DC 25V以下)后再作业。若还残留有电压(电荷)时进行操作,会产生火花,所以请放电完毕后再进行操作。

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1.2.1 主电路的连接
主电路端子和连接端子的功能见表1。进行主电路连接时应注意:
1)主电路电源端子R、S、T经接触器和空气开关与电源连接,无须考虑相序;
2)变频器的保护功能动作时,继电器的常闭触点控制接触器电路,使接触器断开,从而切断变频器主电路的电源;
3)请勿以主电路的通断来进行变频器的运行、停止操作,必须用控制面板上的运行键(RUN)和停止键(STOP)或以控制电路端子FWD(REV)来操作;
4)变频器输出端子(U、V、W)最好经热继电器再接至三相电动机上,当旋转方向与设定不一致时,请调换U、V、W三相中的任意两相;
5)变频器的输出端子请不要连接电力电容器
或浪涌吸收器;
6)DC 电抗器连接端子是[P1、P(+)],用来改善功率因数,对于30 kW以上的变频器,出厂时接有短路片,需配置DC 电抗器的,在连接DC 电抗器前,应先卸掉短路片,如图2 所示;

变频器原理框图与安装接线

变频器原理框图与安装接线

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从安全及降低噪声的需要出发,必须接地,根据电气设备技术标准规定,接地电阻应小于或等于国家标准规定值,且应用较粗的短线接到变频器的专用接地端子PE上。
1.2.2 控制电路端子
表2 列出了控制电路端子的功能说明。
1)当用接点输入时,请使用接触可靠性高的接点。
2)出厂时,FWD-CM 用短路片连接,通电后,只要按动触摸面板上的RUN键,即可正转运行,按STOP键就停止运行(触摸面板操作方式)。
3)出厂时,外部报警输入端子THR-CM 间已连接短路片,使用时要卸下短路片,与外部设备接点串接。若没有此接点,请勿卸下短路片。
4)模拟频率设定端子(13,12,11,C1)是连接外部输入模拟电压、电流、频率设定器(电位器)的端子。在这种电路上设接点时,请使用微小信号的成对接点。
5)开路集电极输出端子连接控制继电器时,请在励磁线圈的两端连接吸收电涌的二极管,如图5 所示。

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6)控制电路控制端子上的连接电线请用0.75mm2的屏蔽线或绞合在一起的聚乙烯线。
7)屏蔽线的屏蔽套如图6 所示,具体是把一端连接到各自的共用端子(11、CM)上,另一端悬空。

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2 变频器的安装
2.1 安装的环境要求
变频器安装在不同环境中时,要求其防护等级相应配合。IP00 开启式,IP20一般封闭式,IP54密封式,IP65密闭式。
变频器是精密的电子设备,为了确保其稳定运行,计划安装变频器时,应对其安装工作的场所和环境进行评估,以保证变频器的正常工作。

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2.1.1 场所和环境的要求
1)安装场所或电气室湿气少,无水浸可能。
2)无易燃、易爆气体,无腐蚀性气体、液体,粉尘少。
3)变频器易于搬入和搬出。
4)易于进行定期的变频器维修和检查。
5)备有通风口或换气装置。
6)应与易受高次谐波干扰的装置隔离。
2.1.2 使用条件
下面列出变频器长期可靠运行的条件:
1)环境温度-10~+5益(不结冰);
2)相对湿度20%~90%RH(不结霜);
3)海拔1 000 m以下,1 000 m以上时,每超过1 000 m,额定容量减少10%;
4)振动设置场所的振动加速度应限制在0.6 g以内,振动超值时会使变频器的紧固件松动,造成继电器和接触器等的触点部件误动作,导致不稳定运行。振动场所应采取防振措施,并定期检查和维护。比较安全的方法是对振动的场所进行测量,测出振幅和频率,然后按下式计算振动加速度。

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2.2 安装方法
1)用螺栓垂直安装变频器到坚固的物体上,而且应从正面就可以看见变频器正面的文字位置,请勿上下颠倒或平放安装。
2)变频器在运行中会发热,为确保冷却风道畅通,应按图7 所示的空间安装(电线、配线槽不要通过这个空间)。由于变频器内部热量从下部排出,故不要安装到不耐热的机器下面。
3)变频器在运转中,散热片附近的温度可上升到90益,变频器背面要使用耐温材料。
4)安装在控制箱内时,要充分注意换气,防止变频器周围温度超过额定值。请勿放在散热不良的小密闭箱内。
5)将多台变频器安装在同一装置或控制箱里时,为减少相互的热影响,建议横向并列安放。必须上下安装时,为了使下部的热量不至影响上部的变频器,请设置隔板等物,可参考图8 所示中的安装方法。

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2.3 变频器的长期存放
变频器长期不用时,应按照下面的条件进行存放。
1)环境温度-10~+30益,6 个月以上的存放;-10~+40益,3~6 个月的存放;-10~+50益,3 个月以内的存放。
2)相对湿度20%~90%RH(不结霜)。
3)存放场所无腐蚀性气体、无粉尘、无阳光直射处。
4)定期通电每年通电一次,通电时间保持30~60 min。变频器内有很多电解电容器,定期通电可使其自我修复,改善劣化特性。
2.4 安装空间
变频器运行时,会产生热量。为便于变频器通风散热,变频器应垂直安装,不可倒置。安装时,要使变频器距离其他设备、墙壁及电路管道有足够的距离,如图7所示。变频器工作时,其散热片的温度有时高达90益,因此安装底板必须为耐热材料。
大多数生产场合将变频器安装在电控柜内,这时应该注意变频器的散热问题。通常变频器的最高允许温度为50益,超过这个温度应采取应对措施。在配电柜中安装变频器的注意事项如图9所示。
2.5 温度控制
2.5.1 应对高温的措施
1)采用强迫通风的冷却技术;
2)安装空调;
3)避免光照;
4)避免直接暴露在热辐射或暖空气中;
5)配电柜周围空气要流通。
2.5.2 应对低温的措施
1)配电柜内安装加热器;
2)不要关闭变频器(仅关闭变频器起动信号)。
2.5.3 应对温度突然变化
1)选择安放位置,避免其周围温度突然变化;
2)避免放置在空气调节器的管口处;
3)如果窗户的开关会使温度突然变化,应远离窗口安装变频器。
2.6 湿度控制
2.6.1 应对高湿度的措施
1)使用具有污垢防护结构的配电柜,并在其中放置湿气吸收剂;
2)向配电柜中吹入干燥空气;
3)在配电柜中安装加热器。

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2.6.2 应对低湿度的措施
1)向配电柜中吹入适当的干燥空气;
2)人身和设备的静电释放。

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