變頻器的接線、安裝和有哪些事項需注意

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要求以及防雷保護(hù)等各環(huán)節(jié)及注意事項，這些安裝細(xì)節(jié)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)系著變頻器及其系統(tǒng)運行安全和系統(tǒng)的可靠性，這也是許多現(xiàn)場電氣工程師和直接用戶急需了解或做得不夠完善的問題。下面結(jié)合本人的工作實踐，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(yīng)注意的問題、主回路和控制回路的正確接線、防雷保護(hù)設(shè)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(shè)備一樣，對周圍環(huán)境溫度有一定的要求，一般為“-10～+40℃”。由于變頻器內(nèi)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，使用時應(yīng)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，變頻器的絕緣性會大大降低，影響變頻器的壽命。

（2） 環(huán)境濕度

變頻器與其他電氣設(shè)備一樣對環(huán)境濕度有一定要求，變頻器的周圍空氣相對濕度≤95% （無結(jié)露），根據(jù)現(xiàn)場工作環(huán)境必要時須在變頻柜箱中加放干燥劑和加熱器。

（3） 振動和沖擊

變頻器在運行的過程中，要注意避免受到振動和沖擊。大家知道，變頻器是由很多元器件通過焊接、螺絲連接等方式組裝而成。當(dāng)變頻器或裝變頻器的控制柜受到機械振動或沖擊時，回導(dǎo)致焊點、螺絲等連接器件或連接頭松動或脫落，引起電氣接觸不良甚至造成期間間短路等嚴(yán)重故障。因此，變頻器運行中除了提高控制柜的機械強度、遠(yuǎn)離振動源和沖擊源外，還應(yīng)在控制柜外加裝抗震橡皮墊片，在控制柜內(nèi)的器件和安裝板之間加裝緩沖橡膠墊，減震。

一般在設(shè)備運行一段時間后，應(yīng)對控制柜進(jìn)行檢查和維護(hù)。

（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(tǒng)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，會發(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(yīng)根據(jù)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、輸出電機線、控制線應(yīng)量遠(yuǎn)離；容易受影響的設(shè)備和信號線，應(yīng)盡量遠(yuǎn)離變頻器安裝；關(guān)鍵的信號線應(yīng)使用屏蔽電纜，建議屏蔽層采用360°接地法接地。

●防止輸入端過電壓

變頻器的主電路是有電力電子器件構(gòu)成，這些器件對過電壓十分敏感，變頻器輸入端過電壓會造成主元件的永久性損壞。例如有些工廠自帶發(fā)電機供電，電網(wǎng)波動會比較大，所以對變頻器的輸入端過電壓應(yīng)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1000m，其輸出功率會下降。如變頻器安裝地點的海拔高度與輸出電流對比圖1所示，可見海拔高度超過1000m，變頻器輸出電流減少，海拔高度為4000m時，輸出電流為1000m時的40%。

圖1 變頻器安裝地點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(jié)露的地方;

●防止粉塵、棉絮及金屬細(xì)屑侵入;

●避免變頻器安裝在油污和鹽分多的場合;

●遠(yuǎn)離放射性物質(zhì)及可燃物。

2.2 安裝方式與散熱處理

變頻器在運行過程中有功率損耗，并轉(zhuǎn)換為熱能，使自身的溫度升高。粗略地說，每1kva的變頻器容量，其損耗功率約為40w～50w。因此，安裝變頻器時要考慮變頻器散熱問題，要考慮如何把變頻器運行時產(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(shè)計比較牢固，一般情況下，允許直接安裝在墻壁上，稱為壁掛式。為了保證通風(fēng)良好，所有變頻器都必須垂直安裝，變頻器與周圍物體之間的距離應(yīng)滿足下列條件，如圖2所示：兩側(cè)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(dāng)現(xiàn)場的灰塵過多，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，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(nèi)冷卻方式時，變頻柜頂端應(yīng)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(yīng)盡量并列安裝，如必須采用縱向方式安裝，應(yīng)在兩臺變頻器間加裝隔板。

3、變頻器的接線

3.1 主回路接線

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）

電源輸入端子通過線路保護(hù)用斷路器或帶漏電保護(hù)的斷路器連接到三相交流電源，無需考慮連接相序。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(dǎo)致變頻器內(nèi)部器件損壞。

（2） 變頻器三相交流輸出端子（c）

輸出端子應(yīng)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，也可以通過設(shè)置變頻器參數(shù)來實現(xiàn)。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(shù)用的直流電抗器，端子上連接有短路導(dǎo)體，使用直流電抗器時，先要取出此短路導(dǎo)體。

注意：不使用直流電抗器時，該導(dǎo)體就不用去掉。

（4） 制動單元連接端子（⊕2/b1、b2）

一般小功率變頻器（0.75～15kw）內(nèi)置制動電阻，而18.5kw以上制動電阻須外置。

（5） 直流電源輸入端子（⊕1、θ）

外置制動單元的直流輸入端子，分別為直流母線的正負(fù)極。

（6） 接地端子（pe）

變頻器會產(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(yīng)小于10ω。接地電纜的線徑要求，應(yīng)根據(jù)變頻器功率的大小而定；

（2） 切勿與焊接機及其它動力設(shè)備共用接地線；

（3） 如果供電線路是零地共用的話，最好考慮單獨敷設(shè)地線；

（4） 多臺變頻器接地，則應(yīng)分別和大地相連，請勿使接地線形成回路，如圖4所示。

圖4 接地合理化配線

3.3 控制回路端子接線

（1） 由于低壓變頻器控制回路電纜的過電流一般都很小，所以控制回路電纜的尺寸規(guī)格可以規(guī)范化，為避免干擾引起的誤動作，控制回路連接線應(yīng)采用絞合的屏蔽線；附表為國內(nèi)某品牌變頻器的控制回路用線尺寸規(guī)格。

（2） 控制線與主回路電纜鋪設(shè)

變頻器控制線與主回路電纜或其它電力電纜分開鋪設(shè)，且盡量遠(yuǎn)離主電路100mm以上；盡量不和主電路電纜平行鋪設(shè)，不和主電路交叉，必須交叉時，應(yīng)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） 開關(guān)量控制線

變頻器開關(guān)量控制線允許不使用屏蔽線，但同一信號的兩根線必須互相絞在一起，絞合線的絞合間距應(yīng)盡可能小。并將屏蔽層接在變頻器的接地端e上，信號線電纜最長不得超過50m。

（5） 控制回路的接地

●弱電壓電流回路的電線取一點接地，接地線不作為傳送信號的電路使用；

●電線的接地在變頻器側(cè)進(jìn)行，使用專設(shè)的接地端子，不與其他的接地端子共用。

附表 控制回路用線尺寸規(guī)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(shè)措施，特別在雷電活躍地區(qū)或活躍季節(jié)，這一問題尤為重要。

現(xiàn)在的變頻器產(chǎn)品，一般都設(shè)有雷電吸收網(wǎng)絡(luò)，主要用來防止因瞬間的雷電侵入，使變頻器損壞。但是在實際工作中，特別是電源線架空引入的情況下，單靠變頻器自帶的雷電吸收網(wǎng)絡(luò)是不能滿足要求，還需要設(shè)置變頻器專用避雷器。具體措施有：

（1） 可在電源進(jìn)線處裝設(shè)變頻專用避雷器（選件）；

（2） 或按規(guī)范要求在離變頻器20m的遠(yuǎn)處預(yù)埋鋼管做專用接地保護(hù)；

（3） 如果電源是電纜引入，則應(yīng)做好控制室的防雷系統(tǒng)，以防雷電竄入破壞設(shè)備。

實踐表明，以上方法基本上能夠有效防范雷擊。

5、結(jié)束語

現(xiàn)階段，在能源日趨緊張，生產(chǎn)成本居高不下的時代，加大節(jié)能降耗力度，最大限度降低電力消耗，是建設(shè)節(jié)約型社會的內(nèi)在需要和必然選擇；而變頻技術(shù)無疑是實現(xiàn)這一目標(biāo)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(diào)試、故障處理、保養(yǎng)與維護(hù)；希望對于業(yè)界同仁們在電氣傳動設(shè)備技術(shù)改造和推進(jìn)高新技術(shù)產(chǎn)品的普及應(yīng)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。

責(zé)任編輯：gt