变频控制柜设计

1、一变频控制柜设计时应注意的问题变频控制系统设计前，一定要了解系统配制，工作方式，环境，控制方式，客户具体要求具体系统分新设计系统还是旧设备改造系统。对旧设备改造，电气工程师应该确切知道如下技术参数及要求。电机具体参数：a.出厂日期b.厂商（国产，进口）c.电机的额定电压d.额定电流e.相数。电机的负载特性类型.工作制式。电机起动方式。工作环境。如现场的温度、防护等级、电磁辐射等级、防爆等级、配电具体参数。变频柜安装位置到电机位置实际距离。（变频柜到电机距离是非常重要的参数）变频柜拖动电机的数量及方式。变频柜与旧的电气系统的切换关系。一般为A-Y启动与变频工作互为备用切换保护。变频柜的外围传感变

2、送器的选用参数及采样地点。变频控制柜的控制方式，如手动/自动，本地/远程，控制信号的量程,是否通讯组网。强电回路与弱电回路的隔离。采集及控制信号的隔离。工作场合的供电质量，如防雷，浪涌，电磁辐射。对新变频系统，电气工程师应该与机械工程师对传动机械负载特性，深入了解，才能确电机类型，容量。根据电机机械负载特性，容量，选用变频器的类型、容量。目前，机械负载与电机转矩特性有许多种类，常用有三种。1恒转矩负载。如传送带，升降机等用公式表式为P=T*N/975P-电机的功率T-电机转矩N-电机转速对恒转矩，系统设计应注意：（1）电机应选变频器专用电机（2）变频柜应加装专用冷却风扇（3）增大电机容量，降低

3、负载特性（4）增大变频器的容量（5）变频器的容量与电机的容量关系应根据品牌，一般为1.11.5电机的容量。2平方转矩负载。如风机，水泵类用公式表式为T=K1*N2，P=K2*N3P-电机的功率T-电机转矩N-电机转速一般，风机，水泵，采用变频节能，理论与实际证明节能为4050%左右，此类应用占变频器应用3040%左右。对平方转矩负载，系统设计应注意：（1）电机通常选异步交流电机。（2）根据环境需要，选电机防护等级和方式。（3）大于7.5KW变频柜，应加装通风散热设施（4）电机与变频器容量关系。关系系数国外变频器容量国产变频器容量国外变频器容量相当国外电机容量1.3-1.5电机容量国产电机容量1

4、.5-2电机容量3恒功率负载。如卷扬机，机床主轴。公式：P=T*N/975=CONT。一般达到特定速度段时，按恒转矩，超过特定速度时，按恒功率运转。恒功率机械特性较复杂。对于每个变频控制柜，设计是整个系统重点，最能体现产品质量关键环节。对于变频控制柜，电气设计工程师应在如下设计方面入手。1.变频控制系统的原理图设计电路主路设计。电路控制路设计。包括常规控制电路，4.PLC控制接口电路，5.变频器联网等。6.变频控制柜的工艺设计。包括电气工艺设计，7.柜体板金工艺设计。原理图设计根据以上所述的原理规则，参照变频控制柜的原理图，根据实际需要，画出原理图。电路主路设计。按如下顺序选择主回路电器件。确

5、定机械负载特性：a.功率b.扭矩c.转速确定电机特性:a.额定电压b.额定功率c.额定电流根据以上条件和实际客户的需要，对下列电器元件取舍:TR-变压器为可选项，根据电压等级标准，选配。FU-熔断丝，一般要，选择为2.5-4倍额定变频器电流。注意熔断丝选速熔类。QA-空开，一般要选择为1.2倍额定变频器电流KM-接触器，必须要选择为额定变频器电流LY-防雷浪涌器，最好要，特别雷暴多发区，以及交流电源尖峰浪涌多发场合，保护变频系统免遭意外破坏。一般配40KVA浪涌器。DK-电抗器电抗器的作用是抑制变频器输入输出电流重高次谐波成份带来的不良影响，而滤波器的作用是抑制由变频器带来的无线电电波干扰，即

6、电波噪声。有的变频器内置电抗器，有的场合也可不装电抗器。一般，多大功率变频器配多大电抗器，变频器厂商提供参数。选择电抗器的参数，可由下面公式计算L=(2%5%)V/6.18*F*IV-额定电压VI-额定电流AF-最大频率HZLBI/LBO输入输出滤波器，一般应根据频率进行配置R-制动电阻计算较复杂，应在变频器柜制造商指导下配置。电路控制回路设计，按电气工程师知识及变频器要求设计。但应注意：输入/输出的弱电信号与PLC、仪表、传感变送器一定采取信号隔离，否则控制系统信号混乱，系统不正常。与PLC常规控制系统接口，一定加装浪涌吸收器，控制电源应采用隔离变压器，进行电气隔离。变频控制柜的工艺设计。(

7、1)电气工艺设计电气工程师变频电路设计出来，下一步就是电气工艺设计，包括：多大功率变频器配什么类型电缆多大的线径配多远。一般可以查表格或计算。接地配线。抗干扰布线。是非常重要的,一般强电电缆用带屏蔽电缆，电缆及屏蔽层用金属卡固定安装底板上，也有的加装屏蔽金属环，抗干扰。进出线的电缆管接头配置。柜体板金工艺设计应根据以下原则设计1变频器的环境温度：变频器环境温度为-10度-50度，一定要考虑通风散热。湿度：震动：气体：有无暴炸，腐蚀性气体2柜体承载重量。3运输方便性。加装吊装挂钩，4搬运安全。5.柜体的铭牌，6.制造商的CI标识。结论：一个质量较高的变频控制柜，从设计，工艺，制作制造，运输，包装

8、，是实际要求较高的产品，要求各个环节质量保障，才能作出较高质量和水平的控制柜。二变频器的安装和使用注意问题安装外围设备问题：在安装变频器时首先要了解变频器的使用场合，根据现场的需要设置不同的外围设备。这里变频器的主要外围设备有：空气断路器、电磁接触器、交流电抗器、制动电阻、直流电抗器、输出交流电抗器，无线噪声滤波器等等。1.空气断路器是一种不仅能正常接触和断开电路，并能在过电流、逆电流、短路和失(欠)电压等非正常情况下动作的自动电器。其主要作用是保护交、直流电路内的电气设备，也可以不频繁地操作电路。在这里用来迅速切断变频器，防止变频器及其线路故障导致电源故障。2交流电抗器又叫AC电抗器、电源协

9、调用的交流电抗器。其主要功能是防止电源电网的谐波干扰。3交流接触器简称接触器。它是用来频繁远距离接通和分断交直流电路，或大电容控制电路的自动电器。这里主要用于变频器出现故障时，自动切断主电源并防止掉电及故障后再起动。4无线电噪声滤波器又叫电源滤波器，其主要作用是为了抑制从金属管线上传导无线电信号到设备中，或者抑制干扰信号从干扰源设备通过电源传导。在变频器中的作用是抑制干扰信号从变频器通过电源线传导到电源或电动机。5直流电抗器主要是为了抑制变频器产生的高次谐波，它的作用效果比交流电抗器更好。6输出交流电抗器又叫输出侧抗干扰滤波器，它是为了抑制变频器产生的高频干扰滤波影响电源侧的滤波器。7过滤罩主

10、要是防止粉尘进入变频器。变频器安装的步骤如下：一、货物核查二、对主回路进行安装前的绝缘测试三、对控制回路进行安装前的绝缘实验四、变频器安装对周围环境的要求。(1)环境温度：一般适用在-10C-40C、湿变在底于90%的环境工作中。环境温度若高于40C时候，每升高1C,变频器应降额5%使用。（2）安装现场的普通要求：1）无腐蚀、无易燃易爆气体、液体2）无灰尘、漂浮性的纤维及金属颗粒。3）所安装场所的基础、墙壁应坚固无损伤、无震动4）要避免阳光直射5）无电磁干扰（3）变频器的安装空间及通风：变频器内部装有冷却风扇以强制风冷，为了使冷却循环效果良好，所以必须将变频器垂直安装。将多台变频器安装在同一装

11、置或控制箱里时，为减少相互热影响，建议要横向并列安装。（4）变频器盖板的拆卸：在安装中，需要对变频器进行测试、检查、接线等，这就需要对其盖板进行拆卸。要注意不同变频器的特点，根据他们的特点来安装。（5）变频器的接线：1）接线是否有误2）电线的线屑，尤其是金属屑、短断头及其螺杆、螺母是否掉落在变频器内部3）螺杆是否拧紧，电线是否有松动4）端子接线的裸露部分是否与别的端子带电部分相碰，是否触及了变频器外壳。（6）控制回路接线的注意事项：1）控制回路与主回路的接线，以及与其他动力线、电力线应分开走线，并保持一定距离。2）变频器控制回路中的继电器触点端子引线，与其他控制回路端子的连线要分开走线，以免触

12、点闭合或断开时造成干扰信号。3）为了防止噪声等信号引起的干扰，使变频器产生误动作，控制回路采用屏蔽线。（7）对变频其的特殊安装。变频器使用的时候注意问题：1）物理的使用环境注意事项产品的工作温度一般要求在050C,但为了保证工作安全、可靠、使用时应考虑留有裕度,最好控制载40C以下。绝对不允许把发热元件或发热元件紧靠变频器的底部安装。2)电气环节要注意事项1防止电磁干扰2防止输入端过电压3)参数设置注意事项在使用变频器之前，将变频器输出电压设为380V,基底频率设为50HZ；对驱动泵类和风机负载最高频率和上限频率设置为50HZ，下限频率1520HZ；加减速根据电机的容量和负载量确定。4）接线过程中的注意事项在安装、测试、维修过程中,常需要进行端子接线。切记不要将电源线接到变频器的输出端子上；也不要将变频器输出端子排上的“N”端子误认为电源中性线端子。控制回路接线应与主回路接线尽量远离。5）变频器的接地和防雷变频器的正确接地是提高控制系统灵敏度、抑制噪声