【文章內(nèi)容簡介】 VAC）110132160185200220250280額定電流（A）22026531036038042047053060秒最大允許電流（A）330465540570430705795建議的電纜截面（mm2）9090120120150150180200端子螺釘尺寸M10M10M12M12M12M16M16M16電源電壓3AC 380V177。20%輸出電壓3AC 0V電源電壓重量/kg116116180180180254260260安裝形式壁掛/落地兼容 （落地需另配安裝底座）保護等級IP20第三章 變頻器的安裝 安裝環(huán)境 通用變頻器中包含許多對溫度、濕度、腐蝕性氣體、振動等敏感的部件，如電解電容、冷卻風扇等對環(huán)境溫度較為敏感；PCB板和銅母線對濕度、腐蝕性氣體較為敏感；所有部件之間的連接對振動特性也有一定的限制；變頻器在高海拔地區(qū)使用時，由于空氣稀薄造成冷卻效果變差，于是必須按照一定的比例降額使用等，這些使用過程中往往會被用戶忽視的小問題，很可能會影響變頻器的使用壽命。以下是正弦EM3XX系列變頻器在正常使用時環(huán)境參數(shù)限制：（1）、環(huán)境溫度：變頻器的環(huán)境溫度是根據(jù)變頻器內(nèi)部元器件的工作溫度要求、系統(tǒng)熱設計及通風系統(tǒng)綜合決定的，一般要求在10~40℃范圍，如果環(huán)境溫度超過40℃，必須將安裝柜門打開，或?qū)⒆冾l器的前面板取下后使用；（2）、環(huán)境濕度：濕度是根據(jù)變頻器PCB板上元器件、銅排間的電氣距離決定的。濕度過高或有凝露，容易造成強電部件間放電或短路。EM3XX系列變頻器雖然所有PCB板都進行三防處理，具有防潮能力，但對有水汽或凝露的環(huán)境，還是要避免，以免影響壽命。要求濕度范圍為:：20~90%RH，無凝露。（3）、振動：結構件、PCB板、模塊間都是靠螺釘連接，長期的大幅度的振動會造成連接的松動和部件的變形損壞，有的會造成絕緣部件的磨損，致使機器發(fā)生故障。因此，變頻器應該避免安裝在高振動幅度的場所，或者采取一定的防振措施（如緩沖墊）等。一般要求（）。氣體雜質(zhì)： 無腐蝕性、爆炸性氣體，無金屬粉塵腐蝕性氣體一般包括H2S、SOSONH3等，在潮濕環(huán)境下變成對PCB、金屬結構件產(chǎn)生腐蝕作用的化學品，造成機器的銹蝕和損壞。盡管PCB作了防腐蝕處理，但應盡量避免安裝在這樣的場合。判斷的基本原則是安裝場所的其它用電設備如控制柜是否有銹蝕的現(xiàn)象，如果有，變頻器應考慮更換安裝地點。金屬粉末主要危害是會造成元器件的短路、或風道阻力等，EM3XX系列的變頻器已經(jīng)作了防塵處理，但對于粉塵較多的場合，要求用戶進行定期的清理。海拔高度： EM3XX系列變頻器的額定值的設計是按照海拔1000m進行的。當在高海拔地區(qū)使用時，考慮空氣稀薄對散熱效果的影響，要求變頻器作適當?shù)慕殿~使用。圖31是海拔高度與變頻器允許輸出最大電流的降額使用圖。圖31 變頻器額定輸出電流與海拔高度降額使用圖變頻器只能安裝在室內(nèi)，如果安裝在控制柜里，必須保證通風良好。另外，不要受陽光直射。如果有必要在野外安裝，必須考慮用防雨的控制柜，還要考慮散熱、通風、防潮等綜合因素，并采取相應的措施。 變頻器在民用電網(wǎng)或在野外運行時，應考慮防雷問題，SINE系列變頻器對感應雷電的防護標準是C級，具有一定的自我防護能力。但是，對于多雷區(qū)的，還應加電網(wǎng)級的避雷裝置，以免變頻器的損傷。安裝的空間：在安裝空間方面，要保證與周圍墻壁有120mm以上的距離，有通暢的氣流通道，如圖32所示。有些用戶將變頻器安裝在很小且封閉的控制柜內(nèi)，這會造成變頻器溫升提高，必須采取措施使氣流通暢。為更好地散熱，變頻器要垂直安裝。還要保證上部不會有雜物進入，以免造成內(nèi)部短路。圖32 變頻器安裝空間示意圖 安裝方式通常，變頻器有直接壁掛式安裝和控制柜安裝兩種方式。直接壁掛式安裝應注意安裝支架的強度和阻燃特性，外殼可靠接地，避免安裝在有可能產(chǎn)生水珠飛濺的場合（如水管下方），以免影響設備壽命?？刂乒癜惭b的方式比較普遍，也是比較規(guī)范的安裝方式。很多場合要將變頻器和其它設備一起集中安裝在一個控制柜內(nèi)，特別是周圍的塵埃較多時更需要安裝柜，柜式安裝應注意：控制柜不能過小，柜內(nèi)變頻器周圍必須留有足夠的空間，可參考圖32。充分考慮散熱需要，有必要時應打開柜門運行，或外加風扇。當一個控制柜內(nèi)安裝兩臺或兩臺以上變頻器時，應盡量橫向并排安裝，如圖33（a）所示，如必須縱向安裝，應在兩臺變頻器之間加一塊隔板，以免下方變頻器排出的熱風進入上方變頻器，影響上方變頻器的散熱，如圖33（b）所示。 （a）橫向排列 （b）縱向排列圖33 多臺變頻器的柜式安裝 變頻器與電動機的安裝距離 變頻器與電動機的安裝距離可分為三種情況：近距離、中距離和遠距離，以20m和50m為限區(qū)分，20m以內(nèi)為近距離，20~50m為中距離，50m以上為遠距離。 由于通用電壓型變頻器輸出電壓波形是脈寬調(diào)制波（PWM），與標準的正弦波相比，波形中含有少量的諧波成份。因此，電機在變頻器運行方式下，比工頻運行時，在電機噪音、電機溫升等方面，略有增加。這是很正常的，對于普通的電機，是完全可以承受的。 但是，如果變頻器與電機的距離太長，一般超過50m，或者一臺變頻器帶多臺遠近不一致的小電機，長電纜相對于大地是一個電容，和電機電感在高次諧波的激勵下，產(chǎn)生震蕩，容易造成電機絕緣層的破壞。尤其是已經(jīng)長久使用或配套進口的絕緣等級比較低的國外電機，使用時應盡量減少變頻器到電機間的距離。如果客觀條件要求，必須長距離運行，必須加入抑制高次諧波的交流電抗器。它既可以防止電機的損壞，還可以吸收電機的噪音。另外，長距離還會造成漏電流損失，影響變頻器的帶載能力，所以，對于這樣的用戶（如潛水泵），應考慮變頻器的容量增加的問題。正弦EM系列變頻器在裕量方面已作了充分考慮，基本能滿足150m以內(nèi)的接線距離的要求。 變頻器與控制室的距離 由于實際操作的需要，變頻器往往和控制室有一定的距離要求。變頻器不同的控制信號、不同的信號電纜對距離要求是不一樣的。（1）用電壓信號（如010V）進行頻率控制。傳輸距離有限，即使使用屏蔽電纜，也只能在2050米范圍，如果用雙絞線，距離更短。主要原因是電壓信號的抗干擾性不強，影響控制的精度。（2）采用020mA的電流信號。與電壓信號相比，電流信號的抗擾性要強得多，而且，沒有線路損耗問題，因此，此時如果采用屏蔽電纜，距離可以達到80100m。（3）采用標準的RS485口。由于RS485口采用的是電流信號進行數(shù)字信號的傳遞，抗擾性比較好，加上EM系列變頻器控制主板上通訊口進行了全隔離設計，信號和電源全隔離，增強抗擾性，因此，最長輸出100m都沒有問題（波特率為9600BPS）?？傊僮鞯木嚯x與控制信號的類型有關，而且還要注意接地問題、屏蔽問題、和干擾源問題。 主電路配件為使變頻器長期穩(wěn)定地運行，主電路須增加各種選配件，如圖34所示。圖34變頻器與外圍設備的連接圖一、漏電保護斷路器、空氣開關、交流接觸器、輸入交流電抗器 在電源和變頻器輸入側應安裝一個接地漏電保護斷路器，它對高頻電流很敏感。還要加裝一個空氣開關和交流電磁接觸器，空氣開關本身具有過流保護功能，并能自動復位，在故障條件下可用手動操作。電磁接觸器由觸點輸入控制，可以把變頻器的故障輸出和電機過熱保護繼電器輸出用于控制電磁接觸器，使整個系統(tǒng)從輸入側切斷電源，避免故障擴大。如交流接觸器和漏電保護開關同時出現(xiàn)故障，空氣開關也能提供可靠保護。在交流輸入和變頻器之間接入降低噪聲用輸入交流電抗器，可抑制輸入電網(wǎng)中的浪涌，并可減少變頻器的高次諧波對外界的干擾。二、變頻器交流側功率因素校正器（PFC）、輸入噪聲濾波器 PFC裝置串接于電網(wǎng)與變頻器之間，同時PFC裝置還可抑制變頻器對電網(wǎng)的高頻電磁干擾或諧波污染，又可對來自電網(wǎng)的諧波或畸變等干擾進行有效的防護和抑制。也可使用輸入噪聲濾波器，抑制變頻器對電網(wǎng)的高頻電磁干擾或諧波污染，又可對來自電網(wǎng)的諧波或畸變等干擾進行有效的防護和抑制。三、變頻器直流側電抗器串于整流橋與濾波電容之間，體積小，結構簡單，濾波效果好，可提高功率因數(shù)，EM系列90KW以上變頻器已經(jīng)內(nèi)置。四、電機側交流電抗器、過熱保護繼電器、輸出噪聲濾波器在變頻器和電機之間加裝過熱保護繼電器。雖然變頻器內(nèi)部帶有熱保護功能，但對外部電機的保護是不完全的。由于用戶選擇變頻器容量時經(jīng)常會大于電機容量，當用戶不能正確設定保護值時，在電機燒毀前變頻器可能還未來得及動作，或保護功能失靈，這時電機就需要外部熱保護繼電器來發(fā)揮作用。在多臺電機運行或市電/變頻器切換的系統(tǒng)中，過熱保護繼電器更為必要。提示：過熱保護繼電器用來控制變頻器輸入側的交流接觸器。 在變頻器和電機間接入降低噪聲用交流電抗器，可降低電機的機械噪音，特別是在變頻器與電機之間連線過長時，為抑制輸出電路中的浪涌，必須安裝交流電抗器。在變頻器和電機間接入輸出噪聲濾波器，可以消除變頻器輸出電纜發(fā)射的高頻電磁波，避免對附近設備的電磁干擾。在干擾不嚴重的情況下，也可以用將變頻器輸出電纜穿過鐵氧體磁環(huán)的方法來抑制電磁干擾。提示：若需安裝交流電抗器、輸出噪聲濾波器、磁環(huán)，應安裝在靠近變頻器處。一、關于變頻器輸出側安裝接觸器的問題 變頻器與電機之間原則上不能串聯(lián)安裝任何開關器件，如接觸器、空氣開關。如確需安裝（例如要求進行工頻/變頻切換），則必須確保該開關在變頻器停止運行時才可動作，如在變頻器運行時動作該開關，會導致變頻器嚴重損壞。（接線方法參見圖35）圖35 工頻變頻切換接線圖圖35中：MCCB為空氣開關。MCMCMC3為交流接觸器。K1為三段旋鈕自鎖開關，用于進行工頻變頻切換。K2為自鎖旋鈕開關，用于控制變頻器的運行。變頻器設定為外部端子控制啟動停車（=1）原理：（1）由工頻或停止轉(zhuǎn)換為變頻時：用MC3的常開輔助觸點控制變頻器RUNCOM端子，常閉輔助觸點控制FRSCOM端子，這樣只有當MC3吸合后變頻器才可運行。（2）由變頻轉(zhuǎn)換為停止或工頻時：用MC1的常閉輔助觸點控制變頻器的FRSCOM端子，這樣當MC1斷開時變頻器封鎖輸出。用MC1的常開輔助觸點控制MC3的線圈，利用接觸器線圈斷電后觸點的延遲現(xiàn)象，保證變頻器封鎖輸出后MC3才斷開。（3）MCMC3與MC2互鎖，確保不會將電源接到變頻器U、V、W端子。二、制動組件制動單元的工作原理及制動過程 在變頻器調(diào)速系統(tǒng)中，降速的基本方法就是通過逐步降低給定頻率來實現(xiàn)。當拖動系統(tǒng)的慣性較大，電機的轉(zhuǎn)速的下降將跟不上電機同步轉(zhuǎn)速的下降，即電機的實際速度比其同步速度高，此時電機轉(zhuǎn)子繞組切割旋轉(zhuǎn)磁場磁力線的方向和電機恒速運行時正好相反，轉(zhuǎn)子繞組的感應電動勢和電流的方向也都相反，所產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩也就和電機旋轉(zhuǎn)方向相反，電動機將出現(xiàn)負轉(zhuǎn)矩，此時電動機實際為發(fā)電機，系統(tǒng)處于再生制動狀態(tài)，將拖動系統(tǒng)的動能回饋到變頻器直流母線上，使直流母線電壓不斷上升，甚至達到危險的地步（變頻器損壞等）。在某些應用場合，需要快速降速，根據(jù)異步電動機原理可知，若滑差越大轉(zhuǎn)矩也越大，同理制動轉(zhuǎn)矩將隨著降速速率的加大而增大，使系統(tǒng)降速時間大大縮短，能量回饋大大加快，直流母線電壓快速上升，因此必須將該回饋能量迅速消耗掉，保持直流母線電壓在某一安全范圍以下。制動單元系統(tǒng)的主要功能就是能快速將該能量消耗掉（能量由制動電阻轉(zhuǎn)換成熱能散發(fā)）。它有效的彌補了普通變頻器的制動速度慢、制動轉(zhuǎn)矩?。ā?0%額定轉(zhuǎn)矩）的缺點，對于一些需快速制動但頻度較低的場合非常適用。以下是制動單元的動作過程：（1）當電動機在外力的作用下減速時，電機以發(fā)電狀態(tài)運行，產(chǎn)生再生能量。其產(chǎn)生的三相交流電動勢被變頻器逆變部分的六個續(xù)流二極管組成的三相全控橋整流，使變頻器內(nèi)直流母線電壓持續(xù)升高。（2）（當直流電壓達到某一電壓（制動單元的開啟電壓）時，制動單元功率開關管開通，電流流過制動電阻。（3）制動電阻釋放熱量，吸收再生能量，電機轉(zhuǎn)速下降，變頻器直流母線電壓降低。（4）當直流母線電壓降到某一電壓（制動單元停止電壓）時，制動單元的功率管關斷。此時沒有制動電流流過電阻，制動電阻在自然散熱，降低自身溫度。（5）當直流母線的電壓重新升高使制動單元動作時，制動單元將重復以上過程，平衡母線電壓，使系統(tǒng)正常運行。由于制動單元的工況屬于短時工作，即每次的通電時間很短，在通電時間內(nèi)，其溫升遠遠達不到穩(wěn)定溫升；而每次通電后的間歇時間則較長，在間歇時間內(nèi)，其溫度足以降到與環(huán)境溫度相同，因此制動電阻的額定功率將大大降低，價格也隨之下降；另外由于功率管只有一個，制動時間為ms級，對功率管開通與關斷的暫態(tài)性能指標要求低，甚至要求關斷時間盡量短，以減少關斷脈沖電壓，保護功率管；控制機理也相對簡單，實現(xiàn)較為容易。由于有以上優(yōu)點，因此它廣泛應用于起重機等勢能負載及需快速制動但為短時工作制的場合。技術規(guī)范 BR100系列通用能耗制動單元技術規(guī)范如表31所示表31 BR100系列通用能耗制動單元技術規(guī)范項目規(guī)范電源最大輸出電壓最大輸出電壓與輸入電源電壓相同定額100%連續(xù)輸出控制方式輸出電壓控制自調(diào)制開關方式動作電壓視型號而定395V，420V，675V（標準型），720V保護功能過熱、短路過熱保護80186。C（散熱