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【技術支持】使用製作選擇變頻控制櫃你必須要先了解的知識-變頻櫃控制原理分類使用保養維修
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一、變頻控制櫃內器件的安裝
(1) 變頻控制櫃內所有器件應按照國家行業標準和用戶要求進行安裝。組裝前首先看清楚圖紙及技術要求，必須按照圖紙安裝。
(2) 認真整理安裝圖紙中發現的疑難問題，如平面圖與系統圖不符、管徑與導線截面不符、管線途徑不明等在參加圖紙會審時及時向設計部門提出，力求將圖中問題解決在安裝以前。
(3) 檢查變頻器型號、元器件型號、規格、數量等與圖紙是否相符；檢查變頻器、plc、觸模屏等器件有無損坏。
(4) 元器件組裝順序應從板前視，由左至右，由上至下。
(5) 組裝所用緊固件及金屬零部件均應有防護層，對螺釘過孔、邊緣及表面的毛刺、尖鋒應打磨平整后再塗敷導電膏。
(6) 主迴路上面的元器件，如濾波器、電抗器，變壓器、plc、變頻器等需要接地，注意斷路器不需要接地。
(7) 對於發熱元件(例如管形電阻、散熱片等)的安裝應考慮其散熱情況和安裝距離應符合規定。額定功率為75w及以上的管形電阻器應橫裝，不得垂直地面豎向安裝。
(8) 所有電器元件及附件，均應固定安裝在支架或底板上，不得懸吊在電器及連線上。
(9) 安裝因振動易損坏的元件時，應在元件和安裝板之間加裝橡膠墊減震。
(10) 接線面每個元件的附近有標牌，標註應與圖紙相符。除元件本身附有供填寫的標識牌外，標識牌不得固定在元件本體上。
注意：一是接線端子和進出的電纜、電線每迴路應有標誌，標號應完整、清晰、牢固，標號粘貼位置應明確、醒目。二是安裝于面板、門板上的元件、其標號應粘貼于面板及門板背面元件下方，如下方無位置時可貼於左方，但粘貼位置盡可能一致。
(11) 器件保護接地連續性
保護接地連續性利用有效接線來保証，如圖6所示。櫃內任意兩個金屬部件通過螺釘連接時如有絕緣層均應採用相應規格的接地墊圈，而且要注意將墊圈齒面接觸零部件表面，或者破坏絕緣層。門上的接地處要加“抓墊”或“菊花墊“，防止因為油漆的問題而接觸不好，而且連接線要儘量短。是安裝于面板、門板上的元件、其標號應粘貼于面板及門板背面元件下方，如下方無位置時可貼於左方，但粘貼位置盡可能一致。
二、電氣控制櫃布局的注意事項
(1)確保電氣控制櫃中的所有設備接地良好，使用短和粗的接地線連接到公共接地點或接地母排上。連接到變頻器的任何控制設備(比如一台plc)要與其共地，同樣也要使用短和粗的導線接地。 採用扁平導體(例如金屬網)，因其在高頻時阻抗較低。如圖2所示。
(2) 電氣控制櫃低壓單元，繼電器，接觸器使用熔斷器加以保護；當變頻器到電機的連線超過100m時，當變頻器供電源容量大於600kw/a或供電電源容量大於變頻器容量的10倍時，建議加進輸入輸出電抗器。
(3) 確保電氣控制櫃中的接觸器有滅弧功能，交流接觸器採用r-c抑制器，直流接觸器採用“飛輪”二極管，裝入繞組中。採用壓敏電阻抑制器也是很有效的。
(4) 如果設備運行在一個對噪聲敏感的環境中，可以採用emc 濾波器減小輻射干擾。同時為了達到 的效果，確保濾波器與安裝板之間應有良好的接觸。
(5) 電機電纜應與其它控制電纜分開走線，其最小距離為500mm。www.bjwnxs.com同時應避免電機電纜與控制電纜長距離平行走線。如果控制電纜和電源電纜交叉，應盡可能使它們按90°角交叉。同時必須用合適的夾子將電機電纜和控制電纜的屏蔽層固定到安裝板上。
(6) 為了有效的抑制電磁波的輻射和傳導，變頻器的電機電纜必須採用屏蔽電纜，屏蔽層的電導必須至少為每相導線芯的電導的1/10。
(7) 電氣控制櫃應分別設置零線排組及保護地線排組（pe）。接地排組和pe 導電排必須接到橫樑上 (銅排到銅排聯接) 。它們必須在電纜壓蓋處正對的附近位置。接地排組額外還要通過另外的電纜與保護電路(接地電排)連接。屏蔽總線用於確保各個電纜的屏蔽連接可靠，它通過一個橫梁實現大麵積的金屬到金屬聯接。
(8) 不能將裝有顯示器的操作面板安裝在靠近電纜和帶有線圈的設備旁邊，例如電源電纜，接觸器，繼電器，螺線管閥，變壓器等等，因為它們可以產生很強的磁場，影響儀器儀表的測量精度。
(9) 功率部件(變壓器，驅動部件，負載功率電源等等)與控制部件 (繼電器控制部分，可編程控制器) 必須要分開安裝。但是並不適用於功率部件與控制部件設計為一體的產品，變頻器和濾波器的金屬外殼，都應該用低電阻與電櫃連接，以減少高頻瞬間電流的衝擊。理想的情況是將模塊安裝到一個導電良好，黑色的金屬板上，並將金屬板安裝到一個大的金屬台面上。
(10) 設計電氣控制櫃體時要注意emc的區域原則，把不同的設備規劃在不同的區域中。每個區域對噪聲的發射和抗干擾度有不同的要求。區域在空間上 用金屬殼或在櫃體內用接地隔離板隔離。並且考慮發熱量，電氣控制櫃的風道要設計合理，排風通暢，避免在櫃內形成渦流，在固定的位置形成灰塵堆積。風扇一般安裝在靠近出風口處，進風風扇安裝在下部，出風風扇安裝在櫃體的上部。
(11) 根據控制櫃內設備的防護等級，需要考慮控制櫃防塵以及防潮功能，www.bjwnxs.com一般使用的設備主要為：空調，風扇，熱交換器，抗冷凝加熱器。同時根據櫃體的大小合適的選擇不同功率的設備。關於風扇的選擇，主要考慮櫃內正常工作溫度，櫃外 環境溫度，求得一個溫差，風扇的換氣速率，估算出櫃內空氣容量。已知三個數據：溫差，換氣速率，空氣容量后，求得櫃內空氣更換一次的時間，然後通過溫差計算求得實際需要的換氣速率。從而選擇實際需要的風扇。因為一般夜間，溫度下降，故會產生冷凝水，依附在櫃內電路板上，所以 需要選擇相應的抗冷凝加熱器以保持櫃內溫度。
(12) 變頻器安裝的基本要求
變頻器 安裝在控制櫃內的中部，變頻器要垂直安裝，正上方和正下方要避免可能阻擋排風、進風的大器件；變頻器上、下部邊緣距離，電氣控制櫃頂部、底部距離，或者隔板和必須安裝的大器件的最小間距，都應該大於150mm；如果特殊用戶在使用中需要取掉鍵盤，則變頻器面板的鍵盤孔，一定要用膠帶嚴格密封或者採用假面板替換，防止粉塵大量進入變頻器內部。
一、根據實際及客戶要求進行設計
二、在變頻控制系統設計前，一定要了解系統配製，工作方式，環境，控制方式，客戶具體要求。
三、具體系統分新設計系統還是就設備改造系統。
新變頻系統，電氣工程師應該與機械工程師對傳動機械負載特性，深入了解，才能確電機類型，容量。根據電機機械負載特性，容量，選用變頻器的類型，容量。
目前，機械負載與電機轉矩特性有許多種類，www.bjwnxs.com常用有三種。
1． 恆轉矩負載。如傳送帶，昇降機等
用公式表式為
P=T×N/975
P－電機的功率 T－電機轉矩 N－電機轉速
對恆轉矩，系統設計應注意：
（1） 電機應選變頻器專用電機
（2） 變頻櫃應加裝專用冷卻風扇
（3） 增大電機容量，降低負載特性
（4） 增大變頻器的容量
（5） 變頻器的容量與電機的容量關係應根據品牌，一般為1.1～1.5電機的容量。
2． 平方轉矩負載。如風機，水泵類
用公式表式為
T=K1×N2 ，P=K2×N3
P－電機的功率 T－電機轉矩 N－電機轉速
一般，風機，水泵，採用變頻節能，理論與實際証明節能為40～50%左右，此類應用占變頻器應用30～40%左右。
對平方轉矩負載，系統設計應注意：
（1） 電機通常選異步交流電機。根據環境需要，選電機防護等級和方式。
（2） 大於7.5KW變頻櫃應加裝通風散熱設施
（3） 電機，變頻器容量關係。
3． 恆功率負載。如卷揚機，機床主軸。
公式：P=T×N/975=CONT。
一般達到特定速度段時，按恆轉矩，超過特定速度時，按恆功率運轉。
恆功率機械特性較複雜
舊設備改造，電氣工程師應該確切知道如下技術參數及要求。
1． 電機具體參數，出廠日期，廠商（國產，進口）
2． 電機的額定電壓，額定電流，相數。
3． 電機的負載特性類型，工作制式。
4． 電機起動方式。
5． 工作環境。如現場的溫度，防護等級，電磁輻射等級，防爆等級。
6． 配電具體參數。
7． 變頻櫃安裝位置到電機位置實際距離。（變頻櫃到電機距離是非常重要的參數）
8． 變頻櫃拖動電機的數量及方式。
9． 變頻櫃與舊的電氣系統的切換關係。一般為Δ－Y啟動與變頻工作互為備用，切換保護。
10．變頻櫃的外圍傳感變送器的選用參數及采樣地點。
11．變頻控制櫃的控制方式，如手動/自動，本地/遠程，控制信號的量程。是否通訊組網。
12．強電迴路與弱電迴路的隔離。採集及控制信號的隔離。
13．工作場合的供電質量，如防雷，浪涌，電磁輻射。
每個變頻控制櫃，設計是整個系統重點，最能體現產品質量關鍵環節。對於變頻控制櫃，電氣設計工程師應在如下設計方面入手。
1. 變頻控制系統的原理圖設計
2. 電路主路設計。
3. 電路控制路設計。包括常規控制電路，PLC控制接口電路，變頻器聯網等。
4. 變頻控制櫃的工藝設計。包括電氣工藝設計，櫃體板金工藝設計。
原理圖設計
根據以上所述的原理規則，參照變頻控制櫃的原理圖，根據實際需要，畫出原理圖。
電路主路設計。按如下順序選擇主迴路電器件。
（1） 確定機械負載特性，功率，扭矩，轉速
（2） 確定電機特性，額定電壓，額定功率，額定電流，
（3） 根據以上條件，和實際客戶的需要，對下列電器元件取捨
TR－變壓器為可選項，根據電壓等級標準，選配。
FU－熔斷絲，一般要，選擇為2.5－4倍額定變頻器電流。注意熔斷絲選速熔類。
QA－空開，一般要，選擇為1.2倍額定變頻器電流
KM－接觸器，必須要，選擇為額定變頻器電流
LY－防雷浪涌器， 要，特別雷暴多發區，以及交流電源尖峰浪涌多發場合，保護變頻系統免遭意外破坏。一般配40KVA浪涌器。
DK－電抗器
電抗器的作用是抑制變頻器輸入輸出電流重高次諧波成份帶來的不良影響，而濾波器的作用是抑制由變頻器帶來的無線電電波干擾，即電波噪聲。
有的變頻器內置電抗器，有的場合也可不裝電抗器。一般，多大功率變頻器配多大電抗器，變頻器廠商提供參數。選擇電抗器的參數，可由下面公式計算
L=2%～5% V/6.18×F×I
V－額定電壓 V I－額定電流 A F－ 頻率 HZ
LBI/LBO 輸入輸出濾波器，一般應根據頻率進行配置
R－制動電阻計算較複雜，應在變頻器櫃製造商指導下配置。
電路控制迴路設計，按電氣工程師知識及變頻器要求設計。但應注意
（1） 輸入/輸出的弱電信號，與PLC，儀表，傳感變送器，一定採取信號隔離，否則，控制系統信號混亂，系統不正常。
（2） 與PLC，常規控制系統接口，一定加裝浪涌吸收器。
（3） 控制電源應採用隔離變壓器，進行電氣隔離。
變頻控制櫃的工藝設計。
（1） 電氣工藝設計
電氣工程師變頻電路設計出來，下一步就是電氣工藝設計，包括：
1． 多大功率變頻器，配什麼類型電纜，多大的線徑，配多遠。一般可以查表格或計算。
2． 接地配線。
3． 抗干擾布線。是非常重要的。一般強電電纜用帶屏蔽電纜，電纜及屏蔽層用金屬卡固定安裝底板上，也有的加裝屏蔽金屬環，抗干擾。
4. 進出線的電纜管接頭配置。
櫃體板金工藝設計
應根據以下原則設計
1． 變頻器的環境
溫度：變頻器環境溫度為－10度－50度，一定要考慮通風散熱。
濕度：
震動：
氣體：有無暴炸，腐蝕性氣體
2． 櫃體承載重量。
3． 運輸方便性。加裝吊裝挂鉤，搬運安全。
4． 櫃體的銘牌，製造商的CI標識。
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