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如何设计一面合格的变频柜,记住这四点!

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如何设计一面合格的变频柜,记住这四点!

发布日期:2018-04-03 作者: 点击:

变频器是现代工业生产生活中广泛使用的电子设备,为了满足生产生活中特定的控制和应用,需要采用PLC、触摸屏、DCS等控制方式进行智能控制。变频控制柜的作用是使用变频器调节设备的工作频率,使设备能够平稳工作,从而可以减少能耗的控制设备。变频控制柜一般都具有通信、远程控制、模拟量的采集、数字量采集等功能。该系统具有节约能源、提高现场控制精度、延长电机使用寿命、降低设备工作噪音等优点。


关于变频控制柜的设计规范,哈尔滨变频柜小编分成了四部分进行分析,首先是设计规范的总则,然后到柜体的设计要求,再到变频控制柜设计布局的一些要求规范,最后分析了电机安装距离对变频柜的技术要求。


当然哈尔滨变频柜小编所介绍的设计规范并不是唯一的,社会在不断向前发展,设计规范也可以不断创新。


哈尔滨变频柜设计要求规范

1、总则:

变频控制柜的设计安装,设计者不仅应考虑变频控制柜的正常工作条件,还要考虑可能发生的故障条件、可预见的误操作以及诸如温度、污染、湿度、电网电源的过电压、谐波干扰等外界影响。做到结构美观、体积尽量小,以便运输。


2、柜体要求:

(1)控制柜安装方法:壁挂式、落地式。

(2)控制柜拖动电机的数量:一拖一,一拖多。

(3)工频与变频切换方式:工频与变频工作互为备用,故障时自动或手动切换。

(4)控制柜的控制方式:手动/自动、本地/远程、通讯组网。

(5)控制柜的隔离:前后端方便安装噪声滤波器、加装直流滤波器、输出电抗器。


3、变频控制柜设计布局的要求:

(1)确保控制柜中的所有设备接地良好,使用短和粗的接地线连接到公共接地点或接地母排上。连接到变频器的任何控制设备要与其共地,同样也要使用短和粗的导线接地。最好采用扁平导体(例如金属网),因其在高频时阻抗较低。

(2)控制柜低压单元,继电器,接触器使用熔断器加以保护。

(3)控制柜应设置地线排组(PE)。

(4)如果客户对谐波要求比较严格的场合,可以采用EMC滤波器减小辐射干扰。

(5)对螺钉过孔、边缘及表面的毛刺、尖锋应打磨平整后再涂敷导电膏。

(6)充电电阻需加温度控制,避免直流接触器断路时主电流通过充电电阻。

(7)接线端子和进出的电缆、电线每回路应有标志,标号应完整、清晰、牢固,标号粘贴位置应明确、醒目。

(8)变频柜门的接地处要加“抓垫”或“菊花垫“,防止因为油漆的问题而接触不好,而且连接线要尽量短。

(9)二次线的连接(包括螺栓连接、插接、焊接等)均应牢固可靠,线束应横平竖直、配置坚牢、层次分明、整齐美观。

(10)控制柜的风道要设计合理,排风通畅,避免在柜内形成涡流,在固定的位置形成灰尘堆积。风扇一般安装在靠近出风口处,进风风扇安装在下部,出风风扇安装在柜体的上部。

(11)根据控制柜内设备的防护等级,需要考虑控制柜防尘以及防潮功能,防止粉尘大量进入变频器内部。

(12)二次线截面积要求:导线不小于1.0mm2;弱电回路不小于0.5mm2;保护接地线不小于2.5mm2。

(13)应采用镀锌带十字螺栓并有防松装置,所有的螺栓受力程度应一致。

(14)所有连接导线中间不应有接头;每个电器元件的接点最多允许接2根线。

(15)二次线应远离飞弧元件;二次线不得从母线相间穿过。模拟信号的传输线和低压数字信号线应使用屏蔽的双绞线。

哈尔滨变频柜

4、电机安装距离对变频控制柜的要求:

在使用现场,变频器与电机安装的距离可以分为三种情况:远距离、中距离和近距离。100m以上为远距离,20~100m为中距离,20m以内为近距离。

变频器在运行中,其输出端电压波形中含有大量谐波成分。如前所述,这些谐波将产生极大的负作用,影响变频器系统的功能,适当地设计变频器的安装位置及变频器与电机的连接距离,可减小谐波的影响。远距离的连接会在电机的绕组两端产生浪涌电压,叠加的浪涌电压会使电机的绕组电流增大,电机的温度升高,绕组绝缘损坏。

因此,希望变频器尽量安装在被控电机的附近,但是在实际生产现场,变频器和电机之间总会有一定的距离,可以直接将电机与变频器连接;如果变频器和电机之问的距离在20~100m之间,则需要调整变频器的载波频率来减小谐波和下扰;而当变频器和电机之间的距离在100m以上时,不但要适度降低载波频率,还要加装浪涌电压抑制器或输出用交流电抗器。不同型号的变频器在这方面的性能有所不同。


哈尔滨变频柜小编总结变频器控制柜设计5大要领


一、 散热问题

变频器的发热是由内部的损耗产生的。在变频器中各部分损耗中主要以主电路为主,约占98%,控制电路占2%。为了保证变频器正常可靠运行,必须对变频器进行散热我们通常采用风扇散热;变频器的内装风扇可将变频器的箱体内部散热带走,若风扇不能正常工作,应立即停止变频器运行;大功率的变频器还需要在控制柜上加风扇,控制柜的风道要设计合理,所有进风口要设置防尘网,排风通畅,避免在柜中形成涡流,在固定的位置形成灰尘堆积;根据变频器说明书的通风量来选择匹配的风扇,风扇安装要注意防震问题。


二、电磁干扰问题

I.变频器在工作中由于整流和变频,周围产生了很多的干扰电磁波,这些高频电磁波对附近的仪表、仪器有一定的干扰,而且会产生高次谐波,这种高次谐波会通过供电回路进入整个供电网络,从而影响其他仪表。如果变频器的功率很大占整个系统25%以上,需要考虑控制电源的抗干扰措施。


II.当系统中有高频冲击负载如电焊机、电镀电源时,变频器本身会因为干扰而出现保护,则考虑整个系统的电源质量问题。



三、 防护问题需要注意以下几点

I.防水防结露:如果变频器放在现场,需要注意变频器柜上方不的有管道法兰或其他漏点,在变频器附近不能有喷溅水流,总之现场柜体防护等级要在IP43以上。微信号技成培训值得你关注!


II. 防尘:所有进风口要设置防尘网阻隔絮状杂物进入,防尘网应该设计为可拆卸式,以方便清理,维护。防尘网的网格根据现场的具体情况确定,防尘网四周与控制柜的结合处要处理严密。


III.防腐蚀性气体:在化工行业这种情况比较多见,此时可以将变频柜放在控制室中。



四、 变频器接线规范

信号线与动力线必须分开走线:使用模拟量信号进行远程控制变频器时,为了减少模拟量受来自变频器和其它设备的干扰,请将控制变频器的信号线与强电回路(主回路及顺控回路)分开走线。距离应在30cm以上。即使在控制柜内,同样要保持这样的接线规范。该信号与变频器之间的控制回路线最长不得超过50m。


  信号线与动力线必须分别放置在不同的金属管道或者金属软管内部:连接PLC和变频器的信号线如果不放置在金属管道内,极易受到变频器和外部设备的干扰;同时由于变频器无内置的电抗器,所以变频器的输入和输出级动力线对外部会产生极强的干扰,因此放置信号线的金属管或金属软管一直要延伸到变频器的控制端子处,以保证信号线与动力线的彻底分开。


1) 模拟量控制信号线应使用双股绞合屏蔽线,电线规格为0.75mm2。在接线时一定要注意,电缆剥线要尽可能的短(5-7mm左右),同时对剥线以后的屏蔽层要用绝缘胶布包起来,以防止屏蔽线与其它设备接触引入干扰。


2) 为了提高接线的简易性和可靠性,推荐信号线上使用压线棒端子。


五、 变频器的运行和相关参数的设置

变频器的设定参数多,每个参数均有一定的选择范围,使用中常常遇到因个别参数设置不当,导致变频器不能正常工作的现象。


控制方式:即速度控制、转距控制、PID控制或其他方式。采取控制方式后,一般要根据控制精度,需要进行静态或动态辨识。 

最低运行频率:即电机运行的最小转速,电机在低转速下运行时,其散热性能很差,电机长时间运行在低转速下,会导致电机烧毁。而且低速时,其电缆中的电流也会增大,也会导致电缆发热。微信号技成培训值得你关注!


最高运行频率:一般的变频器最大频率到60Hz,有的甚至到400 Hz,高频率将使电机高速运转,这对普通电机来说,其轴承不能长时间的超额定转速运行,电机的转子是否能承受这样的离心力。


载波频率:载波频率设置的越高其高次谐波分量越大,这和电缆的长度,电机发热,电缆发热变频器发热等因素是密切相关的。


电机参数:变频器在参数中设定电机的功率、电流、电压、转速、最大频率,这些参数可以从电机铭牌中直接得到。


跳频:在某个频率点上,有可能会发生共振现象,特别在整个装置比较高时;在控制压缩机时,要避免压缩机的喘振点。


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