第10章 变频器的安装、抗干扰及与PLC连接

1、第第10章章 变频器的安装、变频器的安装、抗干扰及与抗干扰及与PLC连接连接徐建英徐建英第第10章章 变频器的安装、抗干扰及变频器的安装、抗干扰及与与PLC连接连接10.1 变频器的安装变频器的安装10.2 变频器的抗干扰变频器的抗干扰10.3 变频器与变频器与PLC连接连接10.1 变频器的安装变频器的安装10.1.1 主回路的接线主回路的接线10.1.2 控制回路的接线控制回路的接线10.1.3 变频器的安装变频器的安装10.1 变频器的安装变频器的安装端子符号端子符号端子名称端子名称说说 明明R、S、T主电路电源端子主电路电源端子连接三相电源连接三相电源U、V、W变频器输出端子变频器输出

2、端子连接三相电动机连接三相电动机P1、P (+)直流电抗器连接端子直流电抗器连接端子改善功率因数的电抗器改善功率因数的电抗器P (+)，DB外部制动电阻器连接端子外部制动电阻器连接端子连接外部制动电阻连接外部制动电阻(选用件选用件) P (+)，N (-)制动单元连接端子制动单元连接端子连接外部制动单元连接外部制动单元PE变频器接地端子变频器接地端子变频器机壳的接地端子变频器机壳的接地端子10.1.1主回路的接线主回路的接线10.1 变频器的安装变频器的安装10.1.1主回路的接线主回路的接线n 输入电源必须接到输入电源必须接到R、S、T上，输出电源必须接到端子上，输出电源必须接到端子U、V、

3、W上，若错接，会损坏变频器。上，若错接，会损坏变频器。n 为了防止触电、火灾等灾害和降低噪声，必须连接接地为了防止触电、火灾等灾害和降低噪声，必须连接接地端子。当变频器和其他设备，或有多台变频器一起接地时，端子。当变频器和其他设备，或有多台变频器一起接地时，每台设备应分别和地相接，而不允许将一台设备的接地端每台设备应分别和地相接，而不允许将一台设备的接地端和另一台的接地端相接后再接地。和另一台的接地端相接后再接地。n 端子和导线的连接应牢靠，要使用接触性好的压接端子。端子和导线的连接应牢靠，要使用接触性好的压接端子。n 配完线后，要再次检查接线是否正确，有无漏接现象，配完线后，要再次检查接线是

4、否正确，有无漏接现象，端子和导线间是否短路或接地。端子和导线间是否短路或接地。 n 通电后，需要改接线时，即使已经关断电源，一般也应通电后，需要改接线时，即使已经关断电源，一般也应等等5分钟后进行操作。分钟后进行操作。10.1 变频器的安装变频器的安装10.1.1主回路的接线主回路的接线主回路电线压降主回路电线压降nU （23）%UN主回路电线的电阻值必须满足下式：主回路电线的电阻值必须满足下式：nR0(1000U)( IMNL)式中式中 nR0单位长度电线的电阻单位长度电线的电阻 (km)；nU容许线间电压降容许线间电压降(V)；nL每相电线的铺设距离每相电线的铺设距离(m)nIMN电动机的

5、额定电流电动机的额定电流(A)。310.1 变频器的安装变频器的安装例例按下列条件选择主回路电线：按下列条件选择主回路电线：220V供电，笼型电供电，笼型电机机7.5kW、4极、额定电流极、额定电流33A，电线的铺设距离，电线的铺设距离50m，电压降在额定电压的电压降在额定电压的2以内。以内。解：解：n(1)求额定电压下的容许电压降。求额定电压下的容许电压降。容许电压降容许电压降U 22204.4(V)n(2)求容许压降以内的电线电阻值。求容许压降以内的电线电阻值。n(3)根据计算出的电阻选用导线。根据计算出的电阻选用导线。n查表（查表（P243）选择电线电阻）选择电线电阻1.54km以下的电

6、线，以下的电线，截面积为截面积为16mm2。)/(54. 1503334 . 41000310000kmLIURMN10.1 变频器的安装变频器的安装10.1.2 控制回路的接线控制回路的接线变频器的控制信号是微弱的电压、电流信号，所以与主回变频器的控制信号是微弱的电压、电流信号，所以与主回路不同，对于电线的选择和铺设要增加干扰对策和规程等。路不同，对于电线的选择和铺设要增加干扰对策和规程等。模拟量控制线模拟量控制线n模拟信号的抗干扰能力较低，因此必须使用屏蔽线。模拟信号的抗干扰能力较低，因此必须使用屏蔽线。n屏蔽线靠近变频器的一段接在控制电路的公共端（屏蔽线靠近变频器的一段接在控制电路的公共

7、端（COM），），而不要接到地端（而不要接到地端（PE），屏蔽线另一端应该悬空。），屏蔽线另一端应该悬空。n布线时，尽量远离主电路布线时，尽量远离主电路100mm以上。以上。n控制电缆的布线尽可能远离供电电源线，使用单独的走线槽。控制电缆的布线尽可能远离供电电源线，使用单独的走线槽。在必须与电源线交叉时，采取垂直交叉的方式。在必须与电源线交叉时，采取垂直交叉的方式。开关量控制线开关量控制线n开关量的抗干扰能力较强，在距离不远时，允许不使用屏蔽开关量的抗干扰能力较强，在距离不远时，允许不使用屏蔽线，但同一信号的两根线必须互相绞在一起。线，但同一信号的两根线必须互相绞在一起。10.1 变频器的安装

8、变频器的安装10.1.3 变频器的安装变频器的安装装设变频器的场所条件有：装设变频器的场所条件有：n1) 电气室应湿气少、无水浸入。电气室应湿气少、无水浸入。n2) 无爆炸性、燃烧性或腐蚀性气体和液体，粉尘少。无爆炸性、燃烧性或腐蚀性气体和液体，粉尘少。n3) 装置容易搬入安装。装置容易搬入安装。n4) 应有足够的空间，便于维修检查。应有足够的空间，便于维修检查。n5) 应备有通风口或换气装置以排出变频器产生的热量。应备有通风口或换气装置以排出变频器产生的热量。n6) 应与易受变频器产生的高次谐波和无线电干扰影响的应与易受变频器产生的高次谐波和无线电干扰影响的装置分离。装置分离。 n7) 安装

9、在室外必须单独按照户外配电装置设置。安装在室外必须单独按照户外配电装置设置。10.1 变频器的安装变频器的安装10.1.3 变频器的安装变频器的安装变频器长期稳定运行所必须的环境条件有：变频器长期稳定运行所必须的环境条件有：n1.周围温度：变频器运行中周围温度的容许值多为周围温度：变频器运行中周围温度的容许值多为040或或1050，避免阳光直射。，避免阳光直射。n2.周围湿度周围湿度 ：注意防止水或水蒸气直接进入变频器内，以免：注意防止水或水蒸气直接进入变频器内，以免引起漏电，甚至打火，击穿。而周围湿度过高，也可使电气引起漏电，甚至打火，击穿。而周围湿度过高，也可使电气绝缘降低和金属部分的腐蚀

10、。为此，变频柜安装平面应高出绝缘降低和金属部分的腐蚀。为此，变频柜安装平面应高出水平地面水平地面800mm以上。以上。n3.周围气体周围气体 ：作为室内设置，其周围不可有腐蚀性、爆炸性：作为室内设置，其周围不可有腐蚀性、爆炸性或燃烧性气体。还要选择粉尘和油雾少的设置场所。或燃烧性气体。还要选择粉尘和油雾少的设置场所。n4.振动：振动会使得继电器等器件误动作，变频器不能稳定运振动：振动会使得继电器等器件误动作，变频器不能稳定运行。对于机床、船舶等事先能预测振动的场合，必须选择有行。对于机床、船舶等事先能预测振动的场合，必须选择有耐振措施的机种。耐振措施的机种。n5.海拔高度：海拔高度多规定在海拔

11、高度：海拔高度多规定在1000m以下。海拔高则气压下以下。海拔高则气压下降，容易绝缘破坏，另外高海拔区空气稀薄，散热差。降，容易绝缘破坏，另外高海拔区空气稀薄，散热差。10.1 变频器的安装变频器的安装10.1.3 变频器的安装变频器的安装安装方法安装方法n(1)把变频器用螺栓垂直安装到坚固的物体上，而且从正把变频器用螺栓垂直安装到坚固的物体上，而且从正面就可以看见变频器正面的文字位置，不要上下颠倒或面就可以看见变频器正面的文字位置，不要上下颠倒或平放安装。平放安装。n(2)变频器在运行中会发热，要确保冷却风道畅通。由于变频器在运行中会发热，要确保冷却风道畅通。由于变频器内部热量从上部排出，所

12、以不要安装到不耐热的变频器内部热量从上部排出，所以不要安装到不耐热的机器下面。机器下面。n(3)变频器在运转中，散热片的附近温度可上升到变频器在运转中，散热片的附近温度可上升到90，变频器背面要使用耐温材料。变频器背面要使用耐温材料。n(4)安装在控制箱内时，要充分注意换气，防止变频器周安装在控制箱内时，要充分注意换气，防止变频器周围温度超过额定值。不要放在散热不良的小密闭箱内。围温度超过额定值。不要放在散热不良的小密闭箱内。10.2 变频器的抗干扰变频器的抗干扰1.外来干扰外来干扰 n变频器采用了高性能微处理器等集成电路，对外来电磁干扰变频器采用了高性能微处理器等集成电路，对外来电磁干扰较敏

13、感，会因电磁干扰的影响而产生错误，对运转造成恶劣较敏感，会因电磁干扰的影响而产生错误，对运转造成恶劣影响。影响。n外来干扰多通过变频器控制电缆侵入，所以铺设控制电缆时外来干扰多通过变频器控制电缆侵入，所以铺设控制电缆时必须采取充分的抗干扰措施。在变频器的输入电路中接入交必须采取充分的抗干扰措施。在变频器的输入电路中接入交流电抗器，可有效地抑制干扰。前述中控制电路接线所采取流电抗器，可有效地抑制干扰。前述中控制电路接线所采取的措施，就是为了提高变频器的抗干扰能力。的措施，就是为了提高变频器的抗干扰能力。2.变频器产生的干扰变频器产生的干扰 n 变频器的输入和输出电流的波形都不是标准正弦波，含有很

14、变频器的输入和输出电流的波形都不是标准正弦波，含有很多高次谐波成分。它们将以空中辐射、线路传播等方式把自多高次谐波成分。它们将以空中辐射、线路传播等方式把自己的能量传播出去，对周围的电子设备、通信和无线电设备己的能量传播出去，对周围的电子设备、通信和无线电设备的工作形成干扰。如图的工作形成干扰。如图1所示。所示。n在装设变频器时，应考虑采取抗干扰措施，削弱干扰信号的在装设变频器时，应考虑采取抗干扰措施，削弱干扰信号的强度。例如，对于通过辐射传播的无线电干扰信号，可采用强度。例如，对于通过辐射传播的无线电干扰信号，可采用屏蔽、装设抗干扰滤波器等措施来削弱干扰信号。如图屏蔽、装设抗干扰滤波器等措施

15、来削弱干扰信号。如图2所示。所示。10.2 变频器的抗干扰变频器的抗干扰图2 无线电干扰对策图1 变频器对外部的干扰示意图变频器干扰滤波器干扰滤波器M3主回路电源金属管铁箱电动机10.2 变频器的抗干扰变频器的抗干扰3抑制谐波干扰常用的方法抑制谐波干扰常用的方法谐波的传播途径是传导和辐射，解决传导干扰主要是在电路中把谐波的传播途径是传导和辐射，解决传导干扰主要是在电路中把传导的高频电流滤掉或者隔离；解决辐射干扰就是对辐射源或被传导的高频电流滤掉或者隔离；解决辐射干扰就是对辐射源或被干扰的线路进行屏蔽。具体常用方法：干扰的线路进行屏蔽。具体常用方法：(1)变频系统的供电电源与其他设备的供电电源相

16、互独立，或在变变频系统的供电电源与其他设备的供电电源相互独立，或在变频器和其他用电设备的输入侧安装隔离变压器，切断谐波电流。频器和其他用电设备的输入侧安装隔离变压器，切断谐波电流。(2)在变频器输入侧与输出侧串接合适的电抗器，或安装谐波滤波在变频器输入侧与输出侧串接合适的电抗器，或安装谐波滤波器，滤波器的组成必须是器，滤波器的组成必须是LC型，吸收谐波和增大电源或负载的阻型，吸收谐波和增大电源或负载的阻抗，达到抑制谐波的目的。抗，达到抑制谐波的目的。(3)电动机和变频器之间电缆应穿钢管敷设或用铠装电缆，并与其电动机和变频器之间电缆应穿钢管敷设或用铠装电缆，并与其他弱电信号在不同的电缆沟分别敷设

17、，避免辐射干扰。他弱电信号在不同的电缆沟分别敷设，避免辐射干扰。(4)信号线采用屏蔽线，且布线时与变频器主回路控制线错开一定信号线采用屏蔽线，且布线时与变频器主回路控制线错开一定距离距离(至少至少20cm以上以上)，切断辐射干扰。，切断辐射干扰。(5)变频器使用专用接地线，且用粗短线接地，邻近其他电器设备变频器使用专用接地线，且用粗短线接地，邻近其他电器设备的地线必须与变频器配线分开，使用短线。这样能有效抑制电流的地线必须与变频器配线分开，使用短线。这样能有效抑制电流谐波对邻近设备的辐射干扰。谐波对邻近设备的辐射干扰。10.3 变频器与变频器与PLC连接连接10.3.1 MM440变频器在工业

18、洗衣机上的应用变频器在工业洗衣机上的应用10.3.2 MM440变频器在电梯上的应用变频器在电梯上的应用10.3 变频器与变频器与PLC连接连接10.3.1 MM440变频器在工业洗衣机上的应用变频器在工业洗衣机上的应用+10V0VAin1+Ain1-Ain2+Ain2-Din1Din2Din3Din4Din5Din6+15VPEL/L1N/L2L3Dout1 NCDout1 NODout1 COMDout2 NODout2 COMAout+Aout-RS485PRS485NPTC1PTC2PEUVWB+B-123410115678161791819202122121324251415洗衣机泵

19、MICROMASTER 440洗衣机控制器及用户界面6数字输入地L1L2L3三相415V主电源连接PTC2数字输出电动机10.3 变频器与变频器与PLC连接连接10.3.1 MM440变频器在工业洗衣机上的应用变频器在工业洗衣机上的应用主要的参数设置如下：主要的参数设置如下：nP0700=2 命令源选择数字量输入端子命令源选择数字量输入端子nP0705=1 数字量输入数字量输入5设置为起动设置为起动/停止控制停止控制nP0706=12 数字量输入数字量输入6设置为反转控制设置为反转控制nP0731=53.6数字量输出数字量输出1设置为变频器输出到达设定值设置为变频器输出到达设定值nP0732=

20、52.3 数字量输出数字量输出2设置为故障设置为故障nP0601=1 使能使能PTC温度传感器功能温度传感器功能nP1300=20 控制方式选择无速度传感器矢量控制控制方式选择无速度传感器矢量控制n电动机上内置电动机上内置PTC温度检测器，温度检测器，PTC直接接到变频器上，直接接到变频器上，当电动机过热时通过变频器停止其输出并产生报警信号。当电动机过热时通过变频器停止其输出并产生报警信号。n变频器上的继电器输出信号在输出设定值到达时或有故变频器上的继电器输出信号在输出设定值到达时或有故障产生时输出信号作为显示用。障产生时输出信号作为显示用。10.3 变频器与变频器与PLC连接连接主要的参数设

21、置如下（续）：主要的参数设置如下（续）：nP1000=23 频率给定源设置为固定频率频率给定源设置为固定频率+模拟量模拟量nP0701=17 数字量输入数字量输入1选择固定频率选择固定频率nP0702=17 数字量输入数字量输入2选择固定频率选择固定频率nP0703=17 数字量输入数字量输入3选择固定频率选择固定频率nP1001=5 固定频率固定频率1设置为设置为5HznP1002=20 固定频率固定频率2设置为设置为20HznP1003=40 固定频率固定频率3设置为设置为40HznP1004=60 固定频率固定频率4设置为设置为60HznP1005=80 固定频率固定频率5设置为设置为8

22、0HznP1006=100固定频率固定频率6设置为设置为100HznP1007=150 固定频率固定频率7设置为设置为150Hzn洗涤和脱水过程中通过数字量输入控制固定频率设定。洗涤和脱水过程中通过数字量输入控制固定频率设定。n模拟量输入作为附加给定，与固定频率设定叠加，满足特殊洗涤模拟量输入作为附加给定，与固定频率设定叠加，满足特殊洗涤要求，例如洗涤丝绸时的要求。要求，例如洗涤丝绸时的要求。10.3 变频器与变频器与PLC连接连接主要的参数设置如下（续）：主要的参数设置如下（续）：nP1124=722.3 通过数字量输入通过数字量输入4选择点动斜坡时间选择点动斜坡时间/常规斜坡时间常规斜坡时

23、间nP0704=99 设定数字输入设定数字输入4为为BICO功能功能nP1060=20 点动斜坡上升时间为点动斜坡上升时间为20snP1061=20 点动斜坡下降时间为点动斜坡下降时间为20snP1120=1 斜坡上升时间为斜坡上升时间为1snP1121=1 斜坡上升时间为斜坡上升时间为1sn通过数字量输入控制加减速时间，两个斜坡升降通过数字量输入控制加减速时间，两个斜坡升降时间可以选择。时间可以选择。10.3 变频器与变频器与PLC连接连接10.3.2 MM440变频器在电梯上的应用变频器在电梯上的应用+10V0VAin1+Ain1-Ain2+Ain2-Din1Din2Din3Din4Din

24、5Din6+15VPEL/L1N/L2L3Dout1 NCDout1 NODout1 COMDout2 NODout2 COMAout+Aout-RS485PRS485NPTC1PTC2PEUVWB+B-123410115678161791819202122121324251415MICROMASTER 4404数字输入地L1L2L3三相415V主电源带有电子机械制动器的电动机制动电阻器继电器SIMATIC S7-313用于升降机的门控机械和楼层控制从提升井道上的接近开关、呼梯按钮门控传感器来的输入信号数字量输出接到电动机的U、V、W三相及接地端减速箱配垂绳升降车绳10.3 变频器与变频器与PLC连接连接10.3.2 MM440变频器在电梯上的应用变频器在电梯上的应用MM440主要参数设置如下（主要参数设置如下（P208电梯控制）：电梯控制）：nP0700=2 命令源选择端子排输入命令源选择端子排输入