三菱變頻器變頻器的選型及安裝與接線規範

2022-09-22 03:39:04 字數 4908 閱讀 4789

一、三菱變頻器的選型

變頻器的正確選擇對於控制系統的正常執行是非常關鍵的。選擇變頻器時必須要充分了解變頻器所驅動的負載特性。人們在實踐中常將生產機械分為三種型別?

恆轉矩負載、恆功率負載和風機、水幫浦負載。

1. 恆轉矩負載

負載轉矩tl與轉速n無關,任何轉速下tl總保持恆定或基本恆定。例如傳送帶、攪拌機,擠壓機等摩擦類負載以及吊車、提公升機等位能負載都屬於恆轉矩負載。

變頻器拖動恆轉矩性質的負載時,低速下的轉矩要足夠大,並且有足夠的過載能力。如果需要在低速下穩速執行,應該考慮標準非同步電動機的散熱能力,避免電動機的溫公升過高。

2. 恆功率負載

工具機主軸和軋機、造紙機、塑料薄膜生產線中的捲取機、開卷機等要求的轉矩,大體與轉速成反比,這就是所謂的恆功率負載。負載的恆功率性質應該是就一定的速度變化範圍而言的。當速度很低時,受機械強度的限制,tl不可能無限增大,在低速下轉變為恆轉矩性質。

負載的恆功率區和恆轉矩區對傳動方案的選擇有很大的影響。電動機在恆磁通調速時,最大容許輸出轉矩不變,屬於恆轉矩調速;而在弱磁調速時,最大容許輸出轉矩與速度成反比,屬於恆功率調速。如果電動機的恆轉矩和恆功率調速的範圍與負載的恆轉矩和恆功率範圍相一致時,即所謂"匹配"的情況下,電動機的容量和變頻器的容量均最小。

3. 風機、幫浦類負載

在各種風機、水幫浦、油幫浦中,隨葉輪的轉動,空氣或液體在一定的速度範圍內所產生的阻力大致與速度n的2次方成正比。隨著轉速的減小,轉速按轉速的2次方減小。這種負載所需的功率與速度的3次方成正比。

當所需風量、流量減小時,利用變頻器通過調速的

方式來調節風量、流量,可以大幅度地節約電能。由於高速時所需功率隨轉速增長過快,與速度的三次方成正比,所以通常不應使風機、幫浦類負載超工頻執行。

選擇變頻器時注意事項:

(1)根據負載特性選擇變頻器,如負載為恆轉矩負載需選擇siemens mmv/mdv 變頻器,如負載為風機、幫浦類負載應選擇siemens eco變頻器。

(2)選擇變頻器時應以實際電機電流值作為變頻器選擇的依據,電機的額定功率只能作為參考。另外應充分考慮變頻器的輸出含有高次諧波,會造成電動機的功率因數和效率都會變壞。因此,用變頻器給電動機供電與用工頻電網供電相比較,電動機的電流增加10%而溫公升增加約20%。

所以在選擇電動機和變頻器時,應考慮到這中情況,適當留有裕量,以防止溫公升過高,影響電動機的使用壽命。

(3)變頻器若要長電纜執行時,此時應該採取措施抑制長電纜對地耦合電容的影響,避免變頻器出力不夠。所以變頻器應放大一檔選擇或在變頻器的輸出端安裝輸出電抗器。

(4)當變頻器用於控制併聯的幾台電機時,一定要考慮變頻器到電動機的電纜的長度總和在變頻器的容許範圍內。如果超過規定值,要放大一檔或兩檔來選擇變頻器。另外在此種情況下,變頻器的控制方式只能為v/f控制方式,並且變頻器無法保護電動機的過流、過載保護,此時需在每台電動機上加熔斷器來實現保護。

(5)對於一些特殊的應用場合,如高環境溫度、高開關頻率、高海拔高度等,此時會引起變頻器的降容,變頻器需放大一檔選擇。

(6)使用變頻器控制高速電機時,由於高速電動機的電抗小,高次諧波亦增加輸出電流值。因此,選擇用於高速電動機的變頻器時,應比普通電動機的變頻器稍大一些。

(7)變頻器用於變極電動機時,應充分注意選擇變頻器的容量,使其最大額定電流在變頻器的額定輸出電流以下。另外,在執行中進行極數轉換時,應先停止電動機工作,否則會造成電動機空轉,惡劣時會造成變頻器損壞。

(8)驅動防爆電動機時,變頻器沒有防爆構造,應將變頻器設定在危險場所之外。

(9)使用變頻器驅動齒輪減速電動機時,使用範圍受到齒輪轉動部分潤滑方式的制約。潤滑油潤滑時,在低速範圍內沒有限制;在超過額定轉速以上的高速範圍內,有可能發生潤滑油用光的危險。因此,不要超過最高轉速容許值。

(10)變頻器驅動繞線轉子非同步電動機時,大多是利用已有的電動機。

繞線電動機與普通的鼠籠電動機相比,繞線電動機繞組的阻抗小。因此,容易發生由於紋波電流而引起的過電流跳閘現象,所以應選擇比通常容量稍大的變頻器。一般繞線電動機多用於飛輪力矩gd2較大的場合,在設定加減速時間時應多注意。

(11)變頻器驅動同步電動機時,與工頻電源相比,降低輸出容量10%~20%,變頻器的連續輸出電流要大於同步電動機額定電流與同步牽入電流的標么值的乘積。

(12)對於壓縮機、振動機等轉矩波動大的負載和油壓幫浦等有峰值負載情況下,如果按照電動機的額定電流或功率值選擇變頻器的話,有可能發生因峰值電流使過電流保護動作現象。因此,應了解工頻運**況,選擇比其最大電流更大的額定輸出電流的變頻器。變頻器驅動潛水幫浦電動機時,因為潛水幫浦電動機的額定電流比通常電動機的額定電流大,所以選擇變頻器時,其額定電流要大於潛水幫浦電動機的額定電流。

(13)當變頻器控制羅茨風機時,由於其起動電流很大,所以選擇變頻器時一定要注意變頻器的容量是否足夠大。

(14)選擇變頻器時,一定要注意其防護等級是否與現場的情況相匹配。否則現場的灰塵、水汽會影響變頻器的長久執行。

(15)單相電動機不適用變頻器驅動。

二、變頻器的安裝與接線規範

1. 安裝環境

為了變頻器能穩定地工作,必須確保變頻器的執行環境滿足其所規定的容許環境。

-電氣室應溼汽少、無水浸;

-無**性、燃燒性或腐蝕性氣體和液體,粉塵少;

-維修檢查容易進行;

-應備有通風口或換氣裝置以排出變頻器產生的熱量。

2. 使用條件

(1)變頻器的執行溫度多為:0~40或-10~50,要注意變頻器櫃體的通風性。

(2)變頻器的周圍濕度為90%以下。周圍濕度過高,存在電氣結緣降低和金屬部分的腐蝕問題。如果受安裝場所的限制,變頻器不得已安裝在濕度高的場所,變頻器的櫃體應盡量採用密封結構。

為防止變頻器停止時結露,有時裝置需加對流加熱器。

(3)變頻器周圍不應有腐蝕性、**性或燃燒性氣體以及粉塵和油霧。變頻器的安裝周圍如有**性和燃燒性氣體,由於變頻器內有易產生火花的繼電器和接觸器,所以有時會引**災或**事故。有腐蝕性氣體時,金屬部分產生腐蝕,影響變頻器的長期執行。

如果變頻器周圍存在粉塵和油霧時,這些氣體在變頻器內附著、堆積將導致結緣降低;對於強迫風冷的變頻器,由於過濾器堵塞將引起變頻器內溫度異常上公升,致使變頻器不能穩定執行。

(4)變頻器的耐振性應機種的而不同,振動超過變頻器的容許值時,將產生部件緊固部分鬆動以及繼電器和接觸器等的可動部分的器件誤動作,往往導致變頻器不能穩定執行。對於工具機、船舶等事先能預見的振動場合,應考慮變頻器的振動問題。

(5)變頻器的標高多規定在1000m以下。標高高則氣壓下將,容易產生結緣破壞。另外標高高冷卻效果也下降,必須注意溫公升。

3. 變頻器接線

在各種工廠和裝置採用變頻調速時,在變頻器的電源側和電機側都會產生諧波干擾,對供電電網和變頻器周圍的其他電氣裝置要產生emc干擾。另外為了確保變頻器長期可靠的執行,變頻器的接線是非常重要的。

什麼是emc?

emc即是"電磁相容性"。它是指電氣裝置在電磁環境中良好的工作能力,並且不能產生在此環境中工作的其他裝置所不能接受的電磁干擾。

雜訊發射和抗擾度

emc決定於與電氣裝置有關的兩個特性-雜訊發射和抗擾度。規定雜訊發射和抗擾度的極限值取決於電氣裝置應用時所處的環境。一般分為第一類環境(民用環境)和第二類環境(工業環境)。

民用環境即當電氣裝置接至公共電源系統時對雜訊發射具有嚴格規定,但可以要求有較低的抗擾度;相反,在工業環境中,對電氣備的抗擾度要求很高,但對雜訊發射要求卻較低。

如果電氣裝置是系統的乙個組成部分,它不要求一開始就滿足有關發射和抗擾度的任何要求,但是整個系統必須符合相關電磁相容的要求。一般來說,電氣裝置必須同時具有對高頻和低頻干擾的抑制能力。其中高頻干擾主要包括靜電放電(esd)、脈衝干擾和發射性頻率的電磁場等;而低頻干擾主要是指電源電壓波動、欠壓和頻率不穩定等。

變頻器及其電磁相容性

通常變頻器能夠執行在乙個可能存在著較高電磁干擾(emi)工業環境中,此時即是雜訊發射源,可能又是雜訊接受器。

(1)變頻器作為雜訊發射源寄生電容cp存在於電機電纜和電機內部,因此變頻器的pwm輸出電壓波形的開關翼部通過寄生電容產生乙個高頻脈衝雜訊電流 is,使變頻器成為乙個雜訊源。由於雜訊電流is的源是變頻器,因此它一定要流回變頻器。圖中ze為大地阻抗,zn為動力電纜與地之間的阻抗。

雜訊電流流過此二阻抗所造成的電壓降將影響到同一電網上的其他裝置,造成干擾。此外,變頻器的整流部分也會產生低頻諧波,導致電網電壓產生畸變。

(2)如果高頻雜訊電流is有一條正確的通道,則高頻雜訊是可以得到抑的。如果使用非遮蔽電機電纜,則高頻雜訊電流is以乙個不確定的路線流回變頻器,並在此迴路中產生高頻分量壓降,影響其他裝置。為使高頻雜訊電流is能沿確定路線流回變頻器,需要採用遮蔽電機電纜。

電纜遮蔽層必須連線到變頻器外殼和電機外殼上。當高頻雜訊電流is必須流回變頻器時,遮蔽層形成一條最有效的通道。

雖然,雜訊電流不會在ze上出現壓降,但是在電源阻抗zn上還會出壓降影響其他電氣裝置。

三菱公司所有變頻器設計為執行在乙個可能存在著較高的電磁干擾(emi)工業環境中。通常,好的安裝經驗可以確保變頻器安全和無故執行。然而,如果遇到問題,請參考以下的建議及相關措施。

(1)確保傳動櫃中的所有裝置接地良好,使用短和粗的接地線連線到公共接地點或接地母排上。特別重要的是,連線到變頻器的任何控制裝置(比如一台plc)要與其共地,同樣也要使用短和粗的導線接地。最好採用扁平導體(例如金屬網)因其在高頻時阻抗較低。

電機電纜的地線應直接連線到相應變頻器的接地端子(pe)。

(2)安裝變頻器時,建議安裝板使用無漆鍍鋅鋼板,以確保變頻器的散熱器和安裝板之間有良好的電氣連線。

(3)為有效的抑制電磁波的輻射和傳導,變頻器的電機電纜必須採用遮蔽電纜,遮蔽層的電導必須至少為每相導線芯的電導的1/10。

(4)控制電纜最好使用遮蔽電纜。一般來說,控制電纜的遮蔽層應直接在變頻器的內部接地,另一側通過乙個高頻小電容(例如3.3nf/3000v)接地。

當遮蔽層兩端的差模電壓不高和連線到同一地線上時,也可以將遮蔽層的兩端直接接地。訊號線和它的返回線絞合在一起,能減小感性耦合引起的干擾。絞合越靠近端子越好。

模擬訊號的傳輸線應使用雙遮蔽的雙絞線。不同的模擬訊號線應該獨立走線,有各自的遮蔽層,以減少線間的耦合。不要把不同的模擬訊號置於同乙個公共返回線。

低壓數字訊號線最好使用雙遮蔽的雙絞線,也可以使用單遮蔽的雙絞線。

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