| 1、引言
變頻器的安裝環(huán)境、安裝方式、安裝中主回路和控制回路接線(xiàn)要求以及防雷保護等各環(huán)節及注意事項，這些安裝細節是確保變頻器安全和可靠運行的基本條件和必要措施，直接關(guān)系著(zhù)變頻器及其系統運行安全和系統的可靠性，這也是許多現場(chǎng)電氣工程師和直接用戶(hù)急需了解或做得不夠完善的問(wèn)題。下面結合本人的工作實(shí)踐，以某品牌變頻器為例，對變頻器的安裝環(huán)境和安裝方式應注意的問(wèn)題、主回路和控制回路的正確接線(xiàn)、防雷保護設置等積累的經(jīng)驗與大家分享。
2、變頻器的安裝與注意事項
2.1 安裝環(huán)境
(1) 環(huán)境溫度
變頻器與其他電子設備一樣，對周?chē)h(huán)境溫度有一定的要求，一般為“-10～+40℃”。由于變頻器內部是大功率的電子器件，極易受到工作溫度的影響，但為了保證變頻器工作的安全性和可靠性，使用時(shí)應考慮留有余地，最好控制在40℃以下；40～50℃之間降額使用，每升高1℃，額定輸出電流須減少1% 。如環(huán)境溫度太高且溫度變化大時(shí)，變頻器的絕緣性會(huì )大大降低，影響變頻器的壽命。
(2) 環(huán)境濕度
變頻器與其他電氣設備一樣對環(huán)境濕度有一定要求，變頻器的周?chē)諝庀鄬穸取?5% (無(wú)結露)，根據現場(chǎng)工作環(huán)境必要時(shí)須在變頻柜箱中加放干燥劑和加熱器。
(3) 振動(dòng)和沖擊
變頻器在運行的過(guò)程中，要注意避免受到振動(dòng)和沖擊。大家知道，變頻器是由很多元器件通過(guò)焊接、螺絲連接等方式組裝而成。當變頻器或裝變頻器的控制柜受到機械振動(dòng)或沖擊時(shí)，回導致焊點(diǎn)、螺絲等連接器件或連接頭松動(dòng)或脫落，引起電氣接觸不良甚至造成期間間短路等嚴重故障。因此，變頻器運行中除了提高控制柜的機械強度、遠離振動(dòng)源和沖擊源外，還應在控制柜外加裝抗震橡皮墊片，在控制柜內的器件和安裝板之間加裝緩沖橡膠墊，減震。
一般在設備運行一段時(shí)間后，應對控制柜進(jìn)行檢查和維護。
(4) 電氣環(huán)境
●防止電磁波干擾
變頻器的電氣主體是功率模塊及其控制系統的硬軟件電路，這些元器件和軟件程序受到一定的電磁干擾時(shí)，會(huì )發(fā)生硬件電路失靈、軟件程序亂飛等造成運行事故。所以為了避免因電磁干擾，變頻器應根據所處的電氣環(huán)境，有防止電磁干擾的措施。例如:輸入電源線(xiàn)、輸出電機線(xiàn)、控制線(xiàn)應量遠離；容易受影響的設備和信號線(xiàn)，應盡量遠離變頻器安裝；關(guān)鍵的信號線(xiàn)應使用屏蔽電纜，建議屏蔽層采用360°接地法接地。
●防止輸入端過(guò)電壓
變頻器的主電路是有電力電子器件構成，這些器件對過(guò)電壓十分敏感，變頻器輸入端過(guò)電壓會(huì )造成主元件的永久性損壞。例如有些工廠(chǎng)自帶發(fā)電機供電，電網(wǎng)波動(dòng)會(huì )比較大，所以對變頻器的輸入端過(guò)電壓應有防范措施。
(5) 海拔高度
變頻器安裝在海拔高度1000m以下可以輸出額定功率。但海拔高度超過(guò)1000m，其輸出功率會(huì )下降。如變頻器安裝地點(diǎn)的海拔高度與輸出電流對比圖1所示，可見(jiàn)海拔高度超過(guò)1000m，變頻器輸出電流減少，海拔高度為4000m時(shí)，輸出電流為1000m時(shí)的40%。
圖1 變頻器安裝地點(diǎn)的海拔高度與輸出電流對比圖
(6) 其它環(huán)境
●避免變頻器安裝在雨水滴淋或結露的地方;
●防止粉塵、棉絮及金屬細屑侵入;
●避免變頻器安裝在油污和鹽分多的場(chǎng)合;
●遠離放射性物質(zhì)及可燃物。
2.2 安裝方式與散熱處理
變頻器在運行過(guò)程中有功率損耗，并轉換為熱能，使自身的溫度升高。粗略地說(shuō)，每1kva的變頻器容量，其損耗功率約為40w～50w。因此，安裝變頻器時(shí)要考慮變頻器散熱問(wèn)題，要考慮如何把變頻器運行時(shí)產(chǎn)生的熱量充分地散發(fā)出去，因此要講究安裝方式。
(1) 壁掛式安裝
變頻器的外殼設計比較牢固，一般情況下，允許直接安裝在墻壁上，稱(chēng)為壁掛式。為了保證通風(fēng)良好，所有變頻器都必須垂直安裝，變頻器與周?chē)矬w之間的距離應滿(mǎn)足下列條件，如圖2所示：兩側大于100mm、上下大于150mm，而且為了防止雜物掉進(jìn)變頻器的出風(fēng)口阻塞風(fēng)道，在變頻器出風(fēng)口的上方最好安裝檔板。
圖2 壁掛式變頻器安裝示意圖
(2) 柜式安裝方式
當現場(chǎng)的灰塵過(guò)多，濕度比較大，或變頻器外圍配件比較多，需要和變頻器安裝在一起時(shí)，可以采用柜式安裝。變頻器柜式安裝是目前最好的安裝方式，因為可以起到很好的屏蔽幅射干擾，同時(shí)也能防灰塵、防潮濕、防光照等作用。柜式安裝方式的注意事項：
●單臺變頻器采用柜內冷卻方式時(shí)，變頻柜頂端應安裝抽風(fēng)式冷卻風(fēng)扇，并盡量裝在變頻器的正上方(這樣便于空氣流通)；
●多臺變頻器安裝應盡量并列安裝，如必須采用縱向方式安裝，應在兩臺變頻器間加裝隔板。
3、變頻器的接線(xiàn)
3.1 主回路接線(xiàn)
變頻器的主回路端子如圖3所示。
圖3 變頻器主回路端子圖
(1) 變頻器三相交流輸入端子(r/l1、s/l2、t/l3)
電源輸入端子通過(guò)線(xiàn)路保護用斷路器或帶漏電保護的斷路器連接到三相交流電源，無(wú)需考慮連接相序。這里要特別注意的是，三相交流電源絕對不能直接接到變頻器輸出端子，否則將導致變頻器內部器件損壞。
(2) 變頻器三相交流輸出端子(c)
輸出端子應按正確的相序接入電機，如果電機方向不對，則交換(u/t1、v/t2、w/t3)中的任意兩相即可，也可以通過(guò)設置變頻器參數來(lái)實(shí)現。要注意的是，輸出端不能接進(jìn)相電容器和電涌吸收器。
(3) 直流電抗器連接端子(⊕1、⊕2/b1)
直流電抗器連接端子接改善功率因數用的直流電抗器，端子上連接有短路導體，使用直流電抗器時(shí)，先要取出此短路導體。
注意：不使用直流電抗器時(shí)，該導體就不用去掉。
(4) 制動(dòng)單元連接端子(⊕2/b1、b2)
一般小功率變頻器(0.75～15kw)內置制動(dòng)電阻，而18.5kw以上制動(dòng)電阻須外置。
(5) 直流電源輸入端子(⊕1、θ)
外置制動(dòng)單元的直流輸入端子，分別為直流母線(xiàn)的正負極。
(6) 接地端子(pe)
變頻器會(huì )產(chǎn)生漏電流，載波頻率越大，漏電流越大。變頻器整機的漏電流大于3.5ma，漏電流的大小由使用條件決定，為保證安全，變頻器和電機必須接地。
3.2 注意事項
(1) 接地電阻應小于10ω。接地電纜的線(xiàn)徑要求，應根據變頻器功率的大小而定；
(2) 切勿與焊接機及其它動(dòng)力設備共用接地線(xiàn)；
(3) 如果供電線(xiàn)路是零地共用的話(huà)，最好考慮單獨敷設地線(xiàn)；
(4) 多臺變頻器接地，則應分別和大地相連，請勿使接地線(xiàn)形成回路，如圖4所示。
圖4 接地合理化配線(xiàn)
3.3 控制回路端子接線(xiàn)
(1) 由于低壓變頻器控制回路電纜的過(guò)電流一般都很小，所以控制回路電纜的尺寸規格可以規范化，為避免干擾引起的誤動(dòng)作，控制回路連接線(xiàn)應采用絞合的屏蔽線(xiàn)；附表為國內某品牌變頻器的控制回路用線(xiàn)尺寸規格。
(2) 控制線(xiàn)與主回路電纜鋪設
變頻器控制線(xiàn)與主回路電纜或其它電力電纜分開(kāi)鋪設，且盡量遠離主電路100mm以上；盡量不和主電路電纜平行鋪設，不和主電路交叉，必須交叉時(shí)，應采取垂直交叉的方法。
(3) 電纜的屏蔽
變頻器電纜的屏蔽可利用已接地的金屬管或者帶屏蔽的電纜。屏蔽層一端接變頻器控制電路的公共端(com)，但不要接到變頻器地端(e)，屏蔽層另一端懸空。
(4) 開(kāi)關(guān)量控制線(xiàn)
變頻器開(kāi)關(guān)量控制線(xiàn)允許不使用屏蔽線(xiàn)，但同一信號的兩根線(xiàn)必須互相絞在一起，絞合線(xiàn)的絞合間距應盡可能小。并將屏蔽層接在變頻器的接地端e上，信號線(xiàn)電纜最長(cháng)不得超過(guò)50m。
(5) 控制回路的接地
●弱電壓電流回路的電線(xiàn)取一點(diǎn)接地，接地線(xiàn)不作為傳送信號的電路使用；
●電線(xiàn)的接地在變頻器側進(jìn)行，使用專(zhuān)設的接地端子，不與其他的接地端子共用。
附表 控制回路用線(xiàn)尺寸規格
4、變頻器的防雷
變頻器裝置的防雷擊措施是確保變頻器安全運行的另一重要外設措施，特別在雷電活躍地區或活躍季節，這一問(wèn)題尤為重要。
現在的變頻器產(chǎn)品，一般都設有雷電吸收網(wǎng)絡(luò )，主要用來(lái)防止因瞬間的雷電侵入，使變頻器損壞。但是在實(shí)際工作中，特別是電源線(xiàn)架空引入的情況下，單靠變頻器自帶的雷電吸收網(wǎng)絡(luò )是不能滿(mǎn)足要求，還需要設置變頻器專(zhuān)用避雷器。具體措施有：
(1) 可在電源進(jìn)線(xiàn)處裝設變頻專(zhuān)用避雷器(選件)；
(2) 或按規范要求在離變頻器20m的遠處預埋鋼管做專(zhuān)用接地保護；
(3) 如果電源是電纜引入，則應做好控制室的防雷系統，以防雷電竄入破壞設備。
實(shí)踐表明，以上方法基本上能夠有效防范雷擊。
5、結束語(yǔ)
現階段，在能源日趨緊張，生產(chǎn)成本居高不下的時(shí)代，加大節能降耗力度，最大限度降低電力消耗，是建設節約型社會(huì )的內在需要和必然選擇；而變頻技術(shù)無(wú)疑是實(shí)現這一目標的重要支柱。本文主要是向業(yè)界同仁介紹了變頻器的安裝、調試、故障處理、保養與維護；希望對于業(yè)界同仁們在電氣傳動(dòng)設備技術(shù)改造和推進(jìn)高新技術(shù)產(chǎn)品的普及應用工作中能有所參考和借鑒；減少由于低級錯誤而引發(fā)重大的經(jīng)濟損失. |
