第1讲变频器的安装及接线

[编者按] 我国变频器应用始于20 世纪80 年代末，由于变频器的应用可节省电能、降低生产成本、减少维修工作量、实现生产自动化，对产品质量、产量有很大提高。因而变频器的应用已深入工业、交通乃至人民生活的各个领域，以每年20%的递增量迅速发展。随着变频器的应用领域不断扩展及数量的不断增加，变频器的相应故障也增多了。因此广大从业人员希望当变频器在应用及发生故障时，能够尽快诊断，即实现“有病就医，医后就好”的愿望。为此，我们特邀张选正高工撰写“变频器的安装调试及维修”系列讲座，以飨读者。

张选正高工是国内最早从事变频器应用的专家，多年来在生产一线从事变频器在工业自动化中的应用，积累了丰富的实践经验。他将实际中遇到的问题及解决方法予以总结，撰写60余篇文章介绍了变频器选型、安装、调试、测试、维修及故障诊断的经验。这一系列讲座，就是他提取以往经验的精华，深入浅出地介绍了这一方面的方法及经验，分6 讲刊出，希望得到读者的欢迎。

本刊编辑部也将继续秉承“关注变频技术应用，构建和谐节能社会”的办刊宗旨，为广大读者尽心尽力地服务。

1 变频器原理框图及接线

1.1 主要规格和参数

变频器的规格和主要技术参数可参考说明书，从中主要了解：

1)是恒转矩或是平方转矩变频器;

2)采用的电力半导体器件是什么;

3)PWM控制方式是什么，是SPWM、SVPWM、还是转矩矢量控制等;

4)是单片机控制还是模拟控制，以及单片机的型号和位数;

5)功能是否齐全;

6)发热情况、散热形式;

7)噪声;

8)低速性能。

从电力半导体器件、控制方式、单片机种类这三项就可以大体了解变频器的主要性能和功能了。

1.2 原理框图和接线图

由变频器原理可知变频器的各组成部分，以便接线和维修。变频器基本接线如图1 所示。卸下变频器表面盖板就露出接线端子，请注意以下项目，不能接错：

1)输入端必须接到端子R、S、T 上，输出端必须接到端子U、V、W上，若接错，会损坏变频器;

2)为了防止触电、火灾等灾害和降低噪声，必须连接接地端子;

3)端子和导线的连接，请使用接触性好的压接端子;

4)接完线后，请再次检查接线是否正确，有无漏接，端子和导线是否短路或接地;

5)通电后，需更改接线时，即使已关断电源，也应等充电指示灯熄灭后，用万用表确认直流电压降到安全电压(DC 25V以下)后再作业。若还残留有电压(电荷)时进行操作，会产生火花，所以请放电完毕后再进行操作。

 

 

1.2.1 主电路的连接

主电路端子和连接端子的功能见表1。进行主电路连接时应注意：

1)主电路电源端子R、S、T经接触器和空气开关与电源连接，无须考虑相序;

2)变频器的保护功能动作时，继电器的常闭触点控制接触器电路，使接触器断开，从而切断变频器主电路的电源;

3)请勿以主电路的通断来进行变频器的运行、停止操作，必须用控制面板上的运行键(RUN)和停止键(STOP)或以控制电路端子FWD(REV)来操作;

4)变频器输出端子(U、V、W)最好经热继电器再接至三相电动机上，当旋转方向与设定不一致时，请调换U、V、W三相中的任意两相;

5)变频器的输出端子请不要连接电力电容器

或浪涌吸收器;

6)DC 电抗器连接端子是[P1、P(+)]，用来改善功率因数，对于30 kW以上的变频器，出厂时接有短路片，需配置DC 电抗器的，在连接DC 电抗器前，应先卸掉短路片，如图2 所示;

 

 

 

 

 

 

从安全及降低噪声的需要出发，必须接地，根据电气设备技术标准规定，接地电阻应小于或等于国家标准规定值，且应用较粗的短线接到变频器的专用接地端子PE上。

1.2.2 控制电路端子

表2 列出了控制电路端子的功能说明。

1)当用接点输入时，请使用接触可靠性高的接点。

2)出厂时，FWD-CM 用短路片连接，通电后，只要按动触摸面板上的RUN键，即可正转运行，按STOP键就停止运行(触摸面板操作方式)。

3)出厂时，外部报警输入端子THR-CM 间已连接短路片，使用时要卸下短路片，与外部设备接点串接。若没有此接点，请勿卸下短路片。

4)模拟频率设定端子(13，12，11，C1)是连接外部输入模拟电压、电流、频率设定器(电位器)的端子。在这种电路上设接点时，请使用微小信号的成对接点。

5)开路集电极输出端子连接控制继电器时，请在励磁线圈的两端连接吸收电涌的二极管，如图5 所示。

 

 

6)控制电路控制端子上的连接电线请用0.75mm2的屏蔽线或绞合在一起的聚乙烯线。

7)屏蔽线的屏蔽套如图6 所示，具体是把一端连接到各自的共用端子(11、CM)上，另一端悬空。

 

 

2 变频器的安装

2.1 安装的环境要求

变频器安装在不同环境中时，要求其防护等级相应配合。IP00 开启式，IP20一般封闭式，IP54密封式，IP65密闭式。

变频器是精密的电子设备，为了确保其稳定运行，计划安装变频器时，应对其安装工作的场所和环境进行评估，以保证变频器的正常工作。

 

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2.1.1 场所和环境的要求

1)安装场所或电气室湿气少，无水浸可能。

2)无易燃、易爆气体，无腐蚀性气体、液体，粉尘少。

3)变频器易于搬入和搬出。

4)易于进行定期的变频器维修和检查。

5)备有通风口或换气装置。

6)应与易受高次谐波干扰的装置隔离。

2.1.2 使用条件

下面列出变频器长期可靠运行的条件：

1)环境温度-10~+5益(不结冰);

2)相对湿度20%~90%RH(不结霜);

3)海拔1 000 m以下，1 000 m以上时，每超过1 000 m，额定容量减少10%;

4)振动设置场所的振动加速度应限制在0.6 g以内，振动超值时会使变频器的紧固件松动，造成继电器和接触器等的触点部件误动作，导致不稳定运行。振动场所应采取防振措施，并定期检查和维护。比较安全的方法是对振动的场所进行测量，测出振幅和频率，然后按下式计算振动加速度。

 

 

2.2 安装方法

1)用螺栓垂直安装变频器到坚固的物体上，而且应从正面就可以看见变频器正面的文字位置，请勿上下颠倒或平放安装。

2)变频器在运行中会发热，为确保冷却风道畅通，应按图7 所示的空间安装(电线、配线槽不要通过这个空间)。由于变频器内部热量从下部排出，故不要安装到不耐热的机器下面。

3)变频器在运转中，散热片附近的温度可上升到90益，变频器背面要使用耐温材料。

4)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。请勿放在散热不良的小密闭箱内。

5)将多台变频器安装在同一装置或控制箱里时，为减少相互的热影响，建议横向并列安放。必须上下安装时，为了使下部的热量不至影响上部的变频器，请设置隔板等物，可参考图8 所示中的安装方法。

 

 

 

 

2.3 变频器的长期存放

变频器长期不用时，应按照下面的条件进行存放。

1)环境温度-10~+30益，6 个月以上的存放;-10~+40益，3~6 个月的存放;-10~+50益，3 个月以内的存放。

2)相对湿度20%~90%RH(不结霜)。

3)存放场所无腐蚀性气体、无粉尘、无阳光直射处。

4)定期通电每年通电一次，通电时间保持30~60 min。变频器内有很多电解电容器，定期通电可使其自我修复，改善劣化特性。

2.4 安装空间

变频器运行时，会产生热量。为便于变频器通风散热，变频器应垂直安装，不可倒置。安装时，要使变频器距离其他设备、墙壁及电路管道有足够的距离，如图7所示。变频器工作时，其散热片的温度有时高达90益，因此安装底板必须为耐热材料。

大多数生产场合将变频器安装在电控柜内，这时应该注意变频器的散热问题。通常变频器的最高允许温度为50益，超过这个温度应采取应对措施。在配电柜中安装变频器的注意事项如图9所示。

2.5 温度控制

2.5.1 应对高温的措施

1)采用强迫通风的冷却技术;

2)安装空调;

3)避免光照;

4)避免直接暴露在热辐射或暖空气中;

5)配电柜周围空气要流通。

2.5.2 应对低温的措施

1)配电柜内安装加热器;

2)不要关闭变频器(仅关闭变频器起动信号)。

2.5.3 应对温度突然变化

1)选择安放位置，避免其周围温度突然变化;

2)避免放置在空气调节器的管口处;

3)如果窗户的开关会使温度突然变化，应远离窗口安装变频器。

2.6 湿度控制

2.6.1 应对高湿度的措施

1)使用具有污垢防护结构的配电柜，并在其中放置湿气吸收剂;

2)向配电柜中吹入干燥空气;

3)在配电柜中安装加热器。

 

 

2.6.2 应对低湿度的措施

1)向配电柜中吹入适当的干燥空气;

2)人身和设备的静电释放。