變頻器控制柜設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意什么？
bmller 2022-08-30
變頻器控制柜（變頻器電氣控制柜/電氣控制柜）可廣泛應(yīng)用于冶金、化工、石油、供水、礦山、建材、電機(jī)等泵、風(fēng)機(jī)、空氣壓縮機(jī)、軋機(jī)、注塑機(jī)、帶式輸送機(jī)等中壓電機(jī)設(shè)備。
變頻器的加熱是由內(nèi)部損耗引起的。變頻器各部分的損耗主要是主電路，約占98%，控制電路約占2%。為了保證變頻器的正常可靠運(yùn)行，我們通常使用風(fēng)扇進(jìn)行變頻器的散熱；變頻器內(nèi)部的風(fēng)扇可以帶走變頻器箱內(nèi)的散熱。如果風(fēng)扇不能正常工作，應(yīng)立即停止變頻器的運(yùn)行；大功率變頻器還需要在控制柜上增加風(fēng)扇，控制柜的風(fēng)管要設(shè)計(jì)合理，所有進(jìn)風(fēng)口都要設(shè)置防塵網(wǎng)，排氣通暢，避免柜內(nèi)渦流，在固定位置形成灰塵堆積；根據(jù)變頻器說(shuō)明書的通風(fēng)量選擇匹配的風(fēng)扇，安裝風(fēng)扇時(shí)要注意防震。
二、電磁干擾問(wèn)題
I.由于整流和變頻，變頻器周圍產(chǎn)生大量干擾電磁波。這些高頻電磁波對(duì)附近的儀器和儀器有一定的干擾，并產(chǎn)生高次諧波。這種高次諧波通過(guò)電源電路進(jìn)入整個(gè)電源網(wǎng)絡(luò)，影響其他儀器。如果變頻器的功率占整個(gè)系統(tǒng)的25%以上，則需要考慮控制電源的抗干擾措施。
II.當(dāng)系統(tǒng)中有焊機(jī)、電鍍電源等高頻沖擊負(fù)載時(shí)，變頻器本身會(huì)因干擾而受到保護(hù)，因此應(yīng)考慮整個(gè)系統(tǒng)的電源質(zhì)量。
三、防護(hù)問(wèn)題要注意以下幾點(diǎn)：
I.防水防結(jié)露:如果變頻器放在現(xiàn)場(chǎng)，需要注意變頻器柜上方?jīng)]有管道法蘭或其他漏點(diǎn)，變頻器附近不能有濺水。簡(jiǎn)而言之，現(xiàn)場(chǎng)柜體的保護(hù)等級(jí)應(yīng)在IP43以上（等級(jí)劃分參考：防水等級(jí)到底是怎么劃分的？
II.防塵：所有進(jìn)風(fēng)口應(yīng)設(shè)置防塵網(wǎng)，防止絮狀雜物進(jìn)入。防塵網(wǎng)應(yīng)設(shè)計(jì)為可拆卸式，便于清洗和維護(hù)。防塵網(wǎng)格根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)具體情況確定，防塵網(wǎng)周圍與控制柜的連接處應(yīng)嚴(yán)格處理。
信號(hào)線和電源線必須分開(kāi)：使用模擬量信號(hào)遠(yuǎn)程控制變頻器時(shí)，為減少變頻器等設(shè)備對(duì)模擬量的干擾，請(qǐng)將控制變頻器的信號(hào)線與強(qiáng)電路（主電路和順控電路）分開(kāi)。距離應(yīng)為30cm以上。即使在控制柜內(nèi)，也要保持這樣的接線規(guī)范。信號(hào)與變頻器之間的控制電路最長(zhǎng)不得超過(guò)50m。
信號(hào)線和動(dòng)力線必須分別放置在不同的金屬管或金屬軟管內(nèi)：連接PLC如果變頻器的信號(hào)線不放置在金屬管道中，很容易受到變頻器和外部設(shè)備的干擾；同時(shí)，由于變頻器沒(méi)有內(nèi)置電抗器，變頻器的輸入輸出電源線會(huì)對(duì)外部造成強(qiáng)烈干擾。因此，放置信號(hào)線的金屬管或金屬軟管應(yīng)延伸到變頻器的控制端，以確保信號(hào)線與電源線完全分離。
1)模擬量控制信號(hào)線應(yīng)采用雙股絞合屏蔽線，電線規(guī)格為0.75mm2.接線時(shí)一定要注意，電纜剝線要盡量短(5-7mm同時(shí)，剝線后的屏蔽層應(yīng)用絕緣膠帶包裹，防止屏蔽線與其他設(shè)備接觸造成干擾。
2)為提高接線的簡(jiǎn)單性和可靠性，建議在信號(hào)線上使用壓線棒端子。
五、變頻器運(yùn)行及相關(guān)參數(shù)設(shè)置
變頻器的設(shè)置參數(shù)很多，每個(gè)參數(shù)都有一定的選擇范圍。由于個(gè)別參數(shù)設(shè)置不當(dāng)，變頻器不能正常工作。
控制方法：即速度控制、轉(zhuǎn)距控制、PID控制或其他方法。采用控制方法后，一般需要根據(jù)控制精度進(jìn)行靜態(tài)或動(dòng)態(tài)識(shí)別。
最低運(yùn)行頻率：即電機(jī)運(yùn)行的最小速度。當(dāng)電機(jī)以低速運(yùn)行時(shí)，其散熱性能非常差。如果電機(jī)長(zhǎng)時(shí)間以低速運(yùn)行，會(huì)導(dǎo)致電機(jī)燒毀。而低速時(shí)，電纜中的電流也會(huì)增加，也會(huì)導(dǎo)致電纜發(fā)熱。
最高運(yùn)行頻率：一般變頻器最大頻率為60Hz，有的甚至到400Hz，高頻會(huì)使電機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)，這對(duì)于普通電機(jī)來(lái)說(shuō)，其軸承不能長(zhǎng)時(shí)間超額定速運(yùn)行，電機(jī)的轉(zhuǎn)子是否能承受這樣的離心力。
載波頻率：載波頻率設(shè)置越高，高次諧波分量越大，與電纜長(zhǎng)度、電機(jī)加熱、電纜加熱變頻器加熱等因素密切相關(guān)。
電機(jī)參數(shù)：變頻器在參數(shù)中設(shè)置電機(jī)功率、電流、電壓、轉(zhuǎn)速、最大頻率，可直接從電機(jī)銘牌中獲得。
跳頻：在某個(gè)頻率點(diǎn)，可能會(huì)發(fā)生共振，特別是當(dāng)整個(gè)裝置相對(duì)較高時(shí)；控制壓縮機(jī)時(shí)，避免壓縮機(jī)喘振點(diǎn)。
變頻器應(yīng)安裝在控制柜內(nèi)，那么在設(shè)計(jì)控制柜時(shí)應(yīng)注意哪些問(wèn)題呢？
變頻器的加熱是由內(nèi)部損耗引起的。變頻器各部分的損耗主要是主電路，約占98%，控制電路約占2%。為了保證變頻器的正常可靠運(yùn)行，我們通常使用風(fēng)扇進(jìn)行變頻器的散熱；變頻器內(nèi)部的風(fēng)扇可以帶走變頻器箱內(nèi)的散熱。如果風(fēng)扇不能正常工作，應(yīng)立即停止變頻器的運(yùn)行；大功率變頻器還需要在控制柜上增加風(fēng)扇，控制柜的風(fēng)管要設(shè)計(jì)合理，所有進(jìn)風(fēng)口都要設(shè)置防塵網(wǎng)，排氣通暢，避免柜內(nèi)渦流，在固定位置形成灰塵堆積；根據(jù)變頻器說(shuō)明書的通風(fēng)量選擇匹配的風(fēng)扇，安裝風(fēng)扇時(shí)要注意防震。
二、電磁干擾問(wèn)題
I.由于整流和變頻，變頻器周圍產(chǎn)生大量干擾電磁波。這些高頻電磁波對(duì)附近的儀器和儀器有一定的干擾，并產(chǎn)生高次諧波。這種高次諧波通過(guò)電源電路進(jìn)入整個(gè)電源網(wǎng)絡(luò)，影響其他儀器。如果變頻器的功率占整個(gè)系統(tǒng)的25%以上，則需要考慮控制電源的抗干擾措施。
II.當(dāng)系統(tǒng)中有焊機(jī)、電鍍電源等高頻沖擊負(fù)載時(shí)，變頻器本身會(huì)因干擾而受到保護(hù)，因此應(yīng)考慮整個(gè)系統(tǒng)的電源質(zhì)量。
三、防護(hù)問(wèn)題要注意以下幾點(diǎn)：
I.防水防結(jié)露:如果變頻器放在現(xiàn)場(chǎng)，需要注意變頻器柜上方?jīng)]有管道法蘭或其他漏點(diǎn)，變頻器附近不能有濺水。簡(jiǎn)而言之，現(xiàn)場(chǎng)柜體的保護(hù)等級(jí)應(yīng)在IP43以上（等級(jí)劃分參考：防水等級(jí)到底是怎么劃分的？
II.防塵：所有進(jìn)風(fēng)口應(yīng)設(shè)置防塵網(wǎng)，防止絮狀雜物進(jìn)入。防塵網(wǎng)應(yīng)設(shè)計(jì)為可拆卸式，便于清洗和維護(hù)。防塵網(wǎng)格根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)具體情況確定，防塵網(wǎng)周圍與控制柜的連接處應(yīng)嚴(yán)格處理。
III.防腐氣體：這種情況在化工行業(yè)比較常見(jiàn)，此時(shí)可將變頻柜放入控制室。
信號(hào)線和電源線必須分開(kāi)：使用模擬量信號(hào)遠(yuǎn)程控制變頻器時(shí)，為減少變頻器等設(shè)備對(duì)模擬量的干擾，請(qǐng)將控制變頻器的信號(hào)線與強(qiáng)電路（主電路和順控電路）分開(kāi)。距離應(yīng)為30cm以上。即使在控制柜內(nèi)，也要保持這樣的接線規(guī)范。信號(hào)與變頻器之間的控制電路最長(zhǎng)不得超過(guò)50m。
信號(hào)線和動(dòng)力線必須分別放置在不同的金屬管或金屬軟管內(nèi)：連接PLC如果變頻器的信號(hào)線不放置在金屬管道中，很容易受到變頻器和外部設(shè)備的干擾；同時(shí)，由于變頻器沒(méi)有內(nèi)置電抗器，變頻器的輸入輸出電源線會(huì)對(duì)外部造成強(qiáng)烈干擾。因此，放置信號(hào)線的金屬管或金屬軟管應(yīng)延伸到變頻器的控制端，以確保信號(hào)線與電源線完全分離。
1)模擬量控制信號(hào)線應(yīng)采用雙股絞合屏蔽線，電線規(guī)格為0.75mm2.接線時(shí)一定要注意，電纜剝線要盡量短(5-7mm同時(shí)，剝線后的屏蔽層應(yīng)用絕緣膠帶包裹，防止屏蔽線與其他設(shè)備接觸造成干擾。
2)為提高接線的簡(jiǎn)單性和可靠性，建議在信號(hào)線上使用壓線棒端子。
五、變頻器運(yùn)行及相關(guān)參數(shù)設(shè)置
變頻器的設(shè)置參數(shù)很多，每個(gè)參數(shù)都有一定的選擇范圍。由于個(gè)別參數(shù)設(shè)置不當(dāng)，變頻器不能正常工作。
控制方法：即速度控制、轉(zhuǎn)距控制、PID控制或其他方法。采用控制方法后，一般需要根據(jù)控制精度進(jìn)行靜態(tài)或動(dòng)態(tài)識(shí)別。
最低運(yùn)行頻率：即電機(jī)運(yùn)行的最小速度。當(dāng)電機(jī)以低速運(yùn)行時(shí)，其散熱性能非常差。如果電機(jī)長(zhǎng)時(shí)間以低速運(yùn)行，會(huì)導(dǎo)致電機(jī)燒毀。而低速時(shí)，電纜中的電流也會(huì)增加，也會(huì)導(dǎo)致電纜發(fā)熱。
最高運(yùn)行頻率：一般變頻器最大頻率為60Hz，有的甚至到400Hz，高頻會(huì)使電機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)，這對(duì)于普通電機(jī)來(lái)說(shuō)，其軸承不能長(zhǎng)時(shí)間超額定速運(yùn)行，電機(jī)的轉(zhuǎn)子是否能承受這樣的離心力。
載波頻率：載波頻率設(shè)置越高，高次諧波分量越大，與電纜長(zhǎng)度、電機(jī)加熱、電纜加熱變頻器加熱等因素密切相關(guān)。
電機(jī)參數(shù)：變頻器在參數(shù)中設(shè)置電機(jī)功率、電流、電壓、轉(zhuǎn)速、最大頻率，可直接從電機(jī)銘牌中獲得。
跳頻：在某個(gè)頻率點(diǎn)，可能會(huì)發(fā)生共振，特別是當(dāng)整個(gè)裝置相對(duì)較高時(shí)；控制壓縮機(jī)時(shí)，避免壓縮機(jī)喘振點(diǎn)。
