现场安装调试变频器应注意的几个重要问题

　　【冷水机】变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。我们现在使用的变频器主要采用交—直—交方式（VVVF变频或矢量控制变频），先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。变频器的电路一般由整流、中间直流环节、逆变和控制4个部分组成。整流部分为三相桥式不可控整流器，逆变部分为IGBT三相桥式逆变器，且输出为PWM波形，中间直流环节为滤波、直流储能和缓冲无功功率。

逆变器选择:

选择变频器时，应确定以下几点:

1)变频的目的；恒压控制或恒流控制等。

2)变频器的负载类型；例如叶片泵或容积泵，特别注意负载的性能曲线，这决定了应用的方法。

3)变频器与负载的匹配；

一、电压匹配；逆变器的额定电压与负载的额定电压一致。

二.电流匹配；普通离心泵，变频器的额定电流与电机的额定电流一致。对于深水泵等特殊负载，需要参考电机性能参数，确定z*大电流逆变器的电流和过载能力。

三.扭矩匹配；这种情况可能发生在恒定扭矩负载或减速装置的情况下。

4)用变频器驱动高速电机时，由于高速电机电抗小，高次谐波增加，输出电流值增大。因此，高速电机用变频器的容量略大于普通电机。

5)变频器需要长电缆运行时，应采取措施抑制长电缆对对地耦合电容的影响，避免变频器输出不足。因此，在这种情况下，变频器的容量应该增加一个档位，或者在变频器的输出端安装一个输出电抗器。

6)对于一些特殊的应用，如高温、高海拔，变频器的容量会降低，变频器的容量要加大一档。

逆变器控制原理图设计；

1)s*首先确认变频器的安装环境；

一、工作温度。变频器是一种大功率电子元件，容易受到工作温度的影响。一般产品要求为0 ~ 55℃。但为了保证工作安全可靠，使用时应考虑留有余地，z*应控制在40℃以下。控制箱内，变频器一般应安装在箱体上部，并严格遵守产品手册中的安装要求。绝对不允许将发热元件或容易发热的元件安装在变频器底部附近。

二.环境温度。当温度过高，温度变化较大时，变频器内部容易发生结露，其绝缘性能会大大降低，甚至可能造成短路事故。必要时，必须向储罐中添加干燥剂和加热器。在水处理室内，水汽一般较重，如果温度变化较大，这个问题会更加突出。

三.腐蚀性气体。如果使用环境中腐蚀性气体浓度较高，不仅会腐蚀元器件的引线和印刷电路板，还会加速塑料元器件的老化，降低绝缘性能。

四.振动和冲击。当带有变频器的控制柜受到机械振动和冲击时，会造成电气接触不良。淮安热电就有这样的问题。此时，除了提高控制柜的机械强度，远离振动和冲击源外，还应使用抗震橡胶垫来固定控制柜内外产生振动的电磁开关等部件。设备运行一段时间后，应进行检查和维护。

电磁波干扰。变频器在运行过程中，由于整流和变频，其周围会产生大量的干扰电磁波，这些高频电磁波对附近的仪器有一定的干扰。因此，机柜内的仪表和电子系统应为金属外壳，以屏蔽变频器对仪表的干扰。所有组件应可靠接地。此外，电气元件、仪表、仪表之间的连接应选用屏蔽控制电缆，屏蔽层应接地。如果电磁干扰处理不当，整个系统往往会无法工作，导致控制单元失效或损坏。

2)确定变频器与电机之间距离的电缆和接线方法；

一、变频器与电机之间的距离应尽可能短。这减少了电缆对地的电容，并减少了干扰源的发射。

二.控制电缆选用屏蔽电缆，动力电缆选用屏蔽电缆，或者变频器到电机的所有电缆都用穿线管屏蔽。

三.电机电缆应独立于其他电缆，其z*小距离应为500mm。同时，应避免电机电缆与其他电缆长距离并联运行，以减少变频器输出电压快速变化带来的电磁干扰。如果控制电缆和电源电缆交叉，应尽可能成90度角交叉。与变频器相关的模拟信号线与主电路分开布线，即使在控制柜中也是如此。

四.与变频器相关的模拟信号线z*应为屏蔽双绞线，电源电缆应为屏蔽三芯电缆(其规格大于普通电机)或符合变频器的用户手册。

3)变频器控制原理图；

一、主电路:电抗器的作用是防止变频器产生的高次谐波通过电源的输入电路返回电网，从而影响其他受电设备。需要根据变频器的容量来决定是否增加电抗器。滤波器安装在变频器的输出端，以减少变频器输出的高次谐波。当变频器与电机距离较远时，应安装过滤器。变频器本身虽然有各种保护功能，但缺相保护并不完善。断路器在主电路中过载，缺乏同等保护。可以根据变频器的容量进行选择。变频器本身的过载保护可以代替热继电器使用。

二.控制回路:具有工频转换手动切换功能，当变频失败时，可以手动切换到工频运行。由于输出端不能施加电压，所以固定电源频率和变频应互锁。

4)变频器接地；

变频器的正确接地是提高系统稳定性和抑制噪声的重要手段。变频器接地端子的接地电阻越小越好。接地线的横截面不得小于4毫米，长度不得超过5米。逆变器的接地应与电力设备的接地点分开，不能共同接地。信号线的屏蔽层一端连接到变频器的接地端，另一端为悬空空。与变频器控制柜电连通。

变频器控制柜设计:

变频器应安装在控制柜内，设计控制柜时应注意以下问题。

1)散热问题:变频器发热是内部损耗造成的。变频器各部分损耗中，主电路约占98%，控制电路占2%。为了保证变频器的正常可靠运行，需要对变频器进行散热。我们通常用风扇散热。变频器内置的风扇可以带走变频器箱体内部的散热。如果风扇不能正常工作，应立即停止变频器。大功率变频器在控制柜上也需要风扇，控制柜风道要设计合理。所有进风口都要有防尘网，排风要通畅，避免在柜内形成涡流，固定位置积灰。根据变频器手册中的通风量选择匹配的风扇，安装风扇时注意防震问题。

2)电磁干扰:

一、变频器运行中由于整流和变频，在其周围产生大量干扰电磁波。这些高频电磁波对附近的仪器仪表有一定的干扰，会产生较高次谐波，通过供电电路进入整个供电网络，从而影响其他仪表。如果变频器的功率占整个系统的25%以上，就需要考虑抗干扰措施来控制电源。

二.当系统中有电焊机、电镀电源等高频冲击负载时，变频器本身会因干扰而受到保护，所以要考虑整个系统的电能质量。

3)保护应注意以下几点:

一、防水防结露:如果变频器放置在现场，需要注意变频器柜体上方没有管道法兰或其他泄漏点，变频器附近没有溅水。简而言之，现场机柜的防护等级应在IP43以上。

二.防尘:所有进风口应设置防尘网，阻挡絮状杂物进入，防尘网应设计成可拆卸的，便于清洗和维护。防尘网的网格应根据现场具体情况确定，防尘网与控制柜的交接处应严格处理。

三.防腐气体:这种情况在化工行业比较常见，所以变频柜可以放在控制室。

逆变器接线规范:

信号线必须与电源线分开走线:使用模拟信号遥控变频器时，为了减少来自变频器等设备的模拟信号的干扰，请将控制变频器的信号线与高压电路(主电路和顺序控制电路)分开走线。距离应大于30cm。即使在控制柜中，也应保持这样的布线规格。信号和变频器之间的控制回路z*长度不得超过50m。

信号线和电源线必须放在不同的金属管或金属软管中:如果连接PLC和变频器的信号线没有放在金属管中，很容易受到变频器和外部设备的干扰；同时，由于变频器没有内置电抗器，变频器的输入输出电源线会对外界造成强干扰。因此，放置信号线的金属管或金属软管必须延伸到变频器的控制端，以确保信号线与电源线完全分离。

1)模拟控制信号线采用双绞屏蔽线，导线规格为0.75mm2，接线时一定要注意。剥离的电缆应尽可能短(约5-7毫米)。同时，剥除后的屏蔽层应用绝缘胶带包裹，防止屏蔽线与其他设备接触造成干扰。

2)为了提高接线的简单性和可靠性，建议在信号线上使用压线杆端子。

变频器的运行和相关参数的设置:

变频器的设定参数很多，每个参数都有一定的选择范围。在使用中，经常会遇到个别参数设置不当导致变频器无法正常工作的情况。

控制方式:即速度控制、扭矩控制、PID控制或其他方式。采用控制方式后，一般需要根据控制精度进行静态或动态识别。

Z*低工作频率:即电机z*低转速。当电机低转速运行时，其散热性能很差。如果电机长时间低转速运行，会导致电机烧毁。并且在低速时，电缆中的电流会增加，这也会导致电缆发热。

Z*工作频率高:一般变频器z*的频率高达60Hz，有的甚至高达400Hz。高频会使电机高速运转。对于普通电机，其轴承不能长时间以过大的固定速度运转。电机的转子能承受这样的离心力吗？

载波频率:载波频率设置得越高，高次谐波分量越大，这与电缆长度、电机发热、电缆发热、变频器发热等因素密切相关。

电机参数:变频器在参数中设置电机的功率、电流、电压、速度和z*频率，可直接从电机铭牌上获取。

跳频:在某一频率点，可能会发生谐振，尤其是整个器件比较高的时候；控制压缩机时，应避免压缩机的喘振点。

常见故障分析:

过流故障:过流故障可分为加速、减速和定速过流。可能是变频器加减速时间过短、负载突变、负载分配不均、输出短路等原因造成的。这时，一般可以通过延长加减速时间来减少负载的突然变化。