三菱变频器变频器的选型及安装与接线规范

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1、 三菱变频器变频器的选型及安装与接线规范 一、三菱变频器的选型 变频器的正确选择对于控制系统的正常运行是非常关键的。选择变频器时必须要充分了解 变频器所驱动的负载特性。人们在实践中常将生产机械分为三种类型？恒转矩负载、恒功 率负载和风机、水泵负载。 1. 恒转矩负载 负载转矩 TL 与转速 n 无关，任何转速下 TL 总保持恒定或基本恒定。例如传送带、搅拌机， 挤压机等摩擦类负载以及吊车、提升机等位能负载都属于恒转矩负载。变频器拖动恒转矩性质的负载时，低速下的转矩要足够大，并且有足够的过载能力。如果 需要在低速下稳速运行，应该考虑标准异步电动机的散热能力，避免电动机的温升过高。2. 恒功率负载

2、 机床主轴和轧机、造纸机、塑料薄膜生产线中的卷取机、开卷机等要求的转矩，大体与转 速成反比，这就是所谓的恒功率负载。负载的恒功率性质应该是就一定的速度变化范围而 言的。当速度很低时，受机械强度的限制，TL 不可能无限增大，在低速下转变为恒转矩性 质。负载的恒功率区和恒转矩区对传动方案的选择有很大的影响。电动机在恒磁通调速时，最大容许输出转矩不变，属于恒转矩调速；而在弱磁调速时，最大容许输出转矩与速度成 反比，属于恒功率调速。如果电动机的恒转矩和恒功率调速的范围与负载的恒转矩和恒功 率范围相一致时，即所谓“匹配“的情况下，电动机的容量和变频器的容量均最小。 3. 风机、泵类负载 在各种风机、水泵

3、、油泵中，随叶轮的转动，空气或液体在一定的速度范围内所产生的阻 力大致与速度 n 的 2 次方成正比。随着转速的减小，转速按转速的 2 次方减小。这种负载 所需的功率与速度的 3 次方成正比。当所需风量、流量减小时，利用变频器通过调速的 方式来调节风量、流量，可以大幅度地节约电能。由于高速时所需功率随转速增长过快， 与速度的三次方成正比，所以通常不应使风机、泵类负载超工频运行。 选择变频器时注意事项： （1）根据负载特性选择变频器，如负载为恒转矩负载需选择 siemens MMVMDV 变频 器，如负载为风机、泵类负载应选择 siemens ECO 变频器。 （2）选择变频器时应以实际电机电流

4、值作为变频器选择的依据，电机的额定功率只能作为 参考。另外应充分考虑变频器的输出含有高次谐波，会造成电动机的功率因数和效率都会 变坏。因此，用变频器给电动机供电与用工频电网供电相比较，电动机的电流增加 10而 温升增加约 20。所以在选择电动机和变频器时，应考虑到这中情况，适当留有裕量，以 防止温升过高，影响电动机的使用寿命。（3）变频器若要长电缆运行时，此时应该采取措施抑制长电缆对地耦合电容的影响，避免 变频器出力不够。所以变频器应放大一档选择或在变频器的输出端安装输出电抗器。 （4）当变频器用于控制并联的几台电机时，一定要考虑变频器到电动机的电缆的长度总和 在变频器的容许范围内。如果超过规

5、定值，要放大一档或两档来选择变频器。另外在此种 情况下，变频器的控制方式只能为 VF 控制方式，并且变频器无法保护电动机的过流、 过载保护，此时需在每台电动机上加熔断器来实现保护。 （5）对于一些特殊的应用场合，如高环境温度、高开关频率、高海拔高度等，此时会引起 变频器的降容，变频器需放大一档选择。 （6）使用变频器控制高速电机时，由于高速电动机的电抗小，高次谐波亦增加输出电流值。 因此，选择用于高速电动机的变频器时，应比普通电动机的变频器稍大一些。 （7）变频器用于变极电动机时，应充分注意选择变频器的容量，使其最大额定电流在变频 器的额定输出电流以下。另外，在运行中进行极数转换时，应先停止电

6、动机工作，否则会 造成电动机空转，恶劣时会造成变频器损坏。 （8）驱动防爆电动机时，变频器没有防爆构造，应将变频器设置在危险场所之外。（9）使用变频器驱动齿轮减速电动机时，使用范围受到齿轮转动部分润滑方式的制约。润 滑油润滑时，在低速范围内没有限制；在超过额定转速以上的高速范围内，有可能发生润 滑油用光的危险。因此，不要超过最高转速容许值。 （10）变频器驱动绕线转子异步电动机时，大多是利用已有的电动机。 绕线电动机与普通的鼠笼电动机相比，绕线电动机绕组的阻抗小。因此，容易发生由于纹 波电流而引起的过电流跳闸现象，所以应选择比通常容量稍大的变频器。一般绕线电动机 多用于飞轮力矩 GD2 较大的

7、场合，在设定加减速时间时应多注意。 （11）变频器驱动同步电动机时，与工频电源相比，降低输出容量 1020，变频器的 连续输出电流要大于同步电动机额定电流与同步牵入电流的标幺值的乘积。 （12）对于压缩机、振动机等转矩波动大的负载和油压泵等有峰值负载情况下，如果按照 电动机的额定电流或功率值选择变频器的话，有可能发生因峰值电流使过电流保护动作现 象。因此，应了解工频运行情况，选择比其最大电流更大的额定输出电流的变频器。变频 器驱动潜水泵电动机时，因为潜水泵电动机的额定电流比通常电动机的额定电流大，所以 选择变频器时，其额定电流要大于潜水泵电动机的额定电流。 （13）当变频器控制罗茨风机时，由于

8、其起动电流很大，所以选择变频器时一定要注意变 频器的容量是否足够大。 （14）选择变频器时，一定要注意其防护等级是否与现场的情况相匹配。否则现场的灰尘、 水汽会影响变频器的长久运行。 （15）单相电动机不适用变频器驱动。 二、变频器的安装与接线规范 1. 安装环境 为了变频器能稳定地工作，必须确保变频器的运行环境满足其所规定的容许环境。 电气室应湿汽少、无水浸； 无爆炸性、燃烧性或腐蚀性气体和液体，粉尘少；维修检查容易进行； 应备有通风口或换气装置以排出变频器产生的热量。 2. 使用条件 (1)变频器的运行温度多为：040 或1050，要注意变频器柜体的通风性。 (2)变频器的周围湿度为 90

9、以下。周围湿度过高，存在电气结缘降低和金属部分的腐蚀问 题。如果受安装场所的限制，变频器不得已安装在湿度高的场所，变频器的柜体应尽量采 用密封结构。为防止变频器停止时结露，有时装置需加对流加热器。 (3)变频器周围不应有腐蚀性、爆炸性或燃烧性气体以及粉尘和油雾。变频器的安装周围如 有爆炸性和燃烧性气体，由于变频器内有易产生火花的继电器和接触器，所以有时会引起 火灾或爆炸事故。有腐蚀性气体时，金属部分产生腐蚀，影响变频器的长期运行。如果变 频器周围存在粉尘和油雾时，这些气体在变频器内附着、堆积将导致结缘降低；对于强迫 风冷的变频器，由于过滤器堵塞将引起变频器内温度异常上升，致使变频器不能稳定运行

10、。(4)变频器的耐振性应机种的而不同，振动超过变频器的容许值时，将产生部件紧固部分松 动以及继电器和接触器等的可动部分的器件误动作，往往导致变频器不能稳定运行。对于 机床、船舶等事先能预见的振动场合，应考虑变频器的振动问题。 (5)变频器的标高多规定在 1000m 以下。标高高则气压下将，容易产生结缘破坏。另外标高 高冷却效果也下降，必须注意温升。 3. 变频器接线 在各种工厂和设备采用变频调速时，在变频器的电源侧和电机侧都会产生谐波干扰，对供 电电网和变频器周围的其他电气设备要产生 EMC 干扰。另外为了确保变频器长期可靠的 运行，变频器的接线是非常重要的。 什么是 EMC？ EMC 即是“

11、电磁兼容性“。它是指电气设备在电磁环境中良好的工作能力，并且不能产生在 此环境中工作的其他设备所不能接受的电磁干扰。 噪声发射和抗扰度 EMC 决定于与电气设备有关的两个特性噪声发射和抗扰度。规定噪声发射和抗扰度 的极限值取决于电气设备应用时所处的环境。一般分为第一类环境（民用环境）和第二类 环境（工业环境） 。民用环境即当电气设备接至公共电源系统时对噪声发射具有严格规定， 但可以要求有较低的抗扰度；相反，在工业环境中，对电气备的抗扰度要求很高，但对噪 声发射要求却较低。 如果电气设备是系统的一个组成部分，它不要求一开始就满足有关发射和抗扰度的任何 要求，但是整个系统必须符合相关电磁兼容的要求

12、。一般来说，电气设备必须同时具有对 高频和低频干扰的抑制能力。其中高频干扰主要包括静电放电（ESD） 、脉冲干扰和发射性 频率的电磁场等；而低频干扰主要是指电源电压波动、欠压和频率不稳定等。 变频器及其电磁兼容性 通常变频器能够运行在一个可能存在着较高电磁干扰（EMI）工业环境中，此时即是噪 声发射源，可能又是噪声接受器。 （1）变频器作为噪声发射源寄生电容 Cp 存在于电机电缆和电机内部，因此变频器的 PWM 输出电压波形的开关翼部通过寄生电容产生一个高频脉冲噪声电流 Is，使变频器成 为一个噪声源。由于噪声电流 Is 的源是变频器，因此它一定要流回变频器。图中 Ze 为大 地阻抗，Zn 为

13、动力电缆与地之间的阻抗。噪声电流流过此二阻抗所造成的电压降将影响到 同一电网上的其他设备，造成干扰。此外，变频器的整流部分也会产生低频谐波，导致电 网电压产生畸变。 (2)如果高频噪声电流 Is 有一条正确的通道，则高频噪声是可以得到抑的。如果使用非屏蔽 电机电缆，则高频噪声电流 Is 以一个不确定的路线流回变频器，并在此回路中产生高频分 量压降，影响其他设备。为使高频噪声电流 Is 能沿确定路线流回变频器，需要采用屏蔽电 机电缆。电缆屏蔽层必须连接到变频器外壳和电机外壳上。当高频噪声电流 Is 必须流回变 频器时，屏蔽层形成一条最有效的通道。 虽然，噪声电流不会在 ZE 上出现压降，但是在电

14、源阻抗 ZN 上还会出压降影响其他电气 设备。 三菱公司所有变频器设计为运行在一个可能存在着较高的电磁干扰（EMI）工业环境中。 通常，好的安装经验可以确保变频器安全和无故运行。然而，如果遇到问题，请参考以下 的建议及相关措施。 （1）确保传动柜中的所有设备接地良好，使用短和粗的接地线连接到公共接地点或接地母 排上。特别重要的是，连接到变频器的任何控制设备（比如一台 PLC）要与其共地，同样 也要使用短和粗的导线接地。最好采用扁平导体（例如金属网）因其在高频时阻抗较低。电机电缆的地线应直接连接到相应变频器的接地端子（PE） 。 （2）安装变频器时，建议安装板使用无漆镀锌钢板，以确保变频器的散热

15、器和安装板之间 有良好的电气连接。 （3）为有效的抑制电磁波的辐射和传导，变频器的电机电缆必须采用屏蔽电缆，屏蔽层的 电导必须至少为每相导线芯的电导的 110。 （4）控制电缆最好使用屏蔽电缆。一般来说，控制电缆的屏蔽层应直接在变频器的内部接 地，另一侧通过一个高频小电容（例如 3.3nF3000V）接地。当屏蔽层两端的差模电压不 高和连接到同一地线上时，也可以将屏蔽层的两端直接接地。信号线和它的返回线绞合在 一起，能减小感性耦合引起的干扰。绞合越靠近端子越好。模拟信号的传输线应使用双屏 蔽的双绞线。不同的模拟信号线应该独立走线，有各自的屏蔽层，以减少线间的耦合。不 要把不同的模拟信号置于同一个公共返回线。低压数字信号线最好使用双屏蔽的双绞线， 也可以使用单屏蔽的双绞线。