【干貨】詳解變頻器控制柜及其設(shè)計(jì)5大要領(lǐng)

　　變頻器控制柜詳解

　　變頻器柜一般指變頻器控制柜

　　由于中央空調(diào)系統(tǒng)都是按最大負(fù)載并增加一定余量設(shè)計(jì)，而實(shí)際上在年中，滿負(fù)載下運(yùn)行最多只有十多天，甚至十多個(gè)小時(shí)，幾乎絕大部分時(shí)間負(fù)載都在70%以下運(yùn)行。通常中央空調(diào)系統(tǒng)中冷凍主機(jī)的負(fù)荷能隨季節(jié)氣溫變化自動(dòng)調(diào)節(jié)負(fù)載，而與冷凍主機(jī)相匹配的冷凍泵、冷卻泵卻不能自動(dòng)調(diào)節(jié)負(fù)載，幾乎長(zhǎng)期在100%負(fù)載下運(yùn)行，造成了能量的極大浪費(fèi)，也惡化了中央空調(diào)的運(yùn)行環(huán)境和運(yùn)行質(zhì)量。 隨著變頻技術(shù)的日益成熟，利用變頻器、PLC、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、溫度傳感器、溫度模塊等器件的有機(jī)結(jié)合，構(gòu)成溫差閉環(huán)自動(dòng)控制系統(tǒng)，自動(dòng)調(diào)節(jié)水泵的輸出流量；采用變頻調(diào)速技術(shù)不僅能使商場(chǎng)室溫維持在所期望的狀態(tài)，讓人感到舒適滿意，可使整個(gè)系統(tǒng)工作狀態(tài)平緩穩(wěn)定，更重要的是其節(jié)能效果高達(dá)30%以上，能帶來很好的經(jīng)濟(jì)效益。

　　變頻器控制柜概況

　　變頻器控制柜（變頻器電氣控制柜/電控柜/電控箱）采用西門子，ABB,施耐德，富士，三菱，松下，臺(tái)達(dá)，士林，匯川等廠家的變頻器而開發(fā)的電氣控制柜，根據(jù)工況需要可在變頻柜內(nèi)安裝交流輸入電抗器，輸出電抗器，直流電抗器及EMI濾波器，制動(dòng)單元，制動(dòng)電阻，接觸器，中間繼電器，熱繼電器，可編程控制器（PLC）,可編程操作終端（GOT），電度表，散熱風(fēng)扇等，根據(jù)系統(tǒng)工況在變頻柜面板上設(shè)置多種控制按鈕和指示燈如正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、電機(jī)增速、電機(jī)減速、點(diǎn)動(dòng)正轉(zhuǎn)、點(diǎn)動(dòng)反轉(zhuǎn)、手動(dòng)/自動(dòng)、緊急停止、變頻/工頻、PLC控制，觸摸屏等，目前比較定型的有：恒壓供水變頻控制柜（1控1，1控2，1控3等），自動(dòng)扶梯變頻控制柜，中央空調(diào)循環(huán)水泵變頻柜, 風(fēng)機(jī)變頻節(jié)能柜,空壓機(jī)恒壓供氣系統(tǒng)（變頻器節(jié)能軟啟動(dòng)控制系統(tǒng)）等。

　　變頻器控制柜作用

　　變頻器控制柜（變頻器電控柜/電氣控制柜）可廣泛應(yīng)用于冶金、化工、石油、供水、礦山、建材、電機(jī)行業(yè)等泵類、風(fēng)機(jī)、空氣壓縮機(jī)、軋鋼機(jī)、注塑機(jī)、皮帶運(yùn)輸機(jī)等各種中壓電機(jī)設(shè)備。變頻柜采用封閉柜式結(jié)構(gòu)，防護(hù)等級(jí)一般為IP20，IP21,IP30等，采用型材骨架，表面涂敷噴塑，且容易并柜安裝，上端可配置母線，變頻器面板外引至柜體外表可直接操作，根據(jù)需要可設(shè)置就地和遠(yuǎn)程控制或PC/PLC通訊控制,具有很直觀的各種顯示功能。變頻器是變頻柜的專用配套產(chǎn)品，其變頻調(diào)速功能及主要技術(shù)參數(shù)取決于內(nèi)設(shè)變頻器的規(guī)格型號(hào)和外圍的配置狀況。變頻器柜根據(jù)用途的不同和功能的各異其差別也很大，一般根據(jù)工礦要求定制。目前比較定型的有：恒壓供水變頻柜（1控1，1控2，1控3等），自動(dòng)扶梯變頻控制柜，中央空調(diào)循環(huán)水泵變頻柜, 風(fēng)機(jī)變頻節(jié)能柜等。

　　變頻器控制柜應(yīng)用場(chǎng)所

　　變頻器控制柜（變頻器電控柜/電氣控制柜）可廣泛應(yīng)用于冶金、化工、石油、供水、礦山、建材、電機(jī)行業(yè)等泵類、風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、軋機(jī)、注塑機(jī)、皮帶運(yùn)輸機(jī)等各種中壓電機(jī)設(shè)備。

　　變頻器控制柜組成

　　變頻器控制柜（變頻器電控柜/電氣控制柜）是由內(nèi)裝的變頻器加外圍的控制，保護(hù)，顯示等電氣元件和柜體組成的，是對(duì)三相交流電動(dòng)機(jī)（包括風(fēng)機(jī)，泵）進(jìn)行變頻調(diào)速控制的交流拖動(dòng)裝置和節(jié)能裝置。

　　變頻器控制柜結(jié)構(gòu)

　　變頻器控制柜（變頻器電控柜/電氣控制柜）采用封閉柜式結(jié)構(gòu)，防護(hù)等級(jí)一般為IP20，IP21,IP30等，采用型材骨架，表面涂敷噴塑，且容易并柜安裝，上端可配置母線，變頻器面板外引至柜體外表可直接操作，根據(jù)需要可設(shè)置就地和遠(yuǎn)程控制或PC/PLC通訊控制,具有很直觀的各種顯示功能

　　變頻器是變頻柜的專用配套產(chǎn)品，其變頻調(diào)速功能及主要技術(shù)參數(shù)取決于內(nèi)設(shè)變頻器的規(guī)格型號(hào)和外圍的配置狀況。變頻器柜根據(jù)用途的不同和功能的各異其差別也很大，一般根據(jù)工礦要求定制。目前比較定型的有：恒壓供水變頻柜（1控1，1控2，1控3等），自動(dòng)扶梯變頻控制柜，中央空調(diào)循環(huán)水泵變頻柜, 風(fēng)機(jī)變頻節(jié)能柜等。

　　變頻器控制柜功能

　　1、 電源切換與保護(hù)變頻柜中設(shè)有低壓塑殼斷路器與進(jìn)線電源相連，除能完成接通和分?jǐn)嚯娐吠?，可?duì)電路和變頻器發(fā)生的短路，過載進(jìn)行保護(hù)。并可在維護(hù)時(shí)切斷電源。

　　2、 啟、?？刂乒δ茏冾l柜面板上設(shè)置變頻啟動(dòng)，變頻停止按鈕，用于變頻裝置的運(yùn)行控制，便于現(xiàn)場(chǎng)操作。

　　3、 頻率（速度）調(diào)整變頻柜面板上設(shè)置頻率調(diào)整電位器，可以很方便的手動(dòng)調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率，用以控制電機(jī)轉(zhuǎn)速

　　4、 表頭顯示變頻柜面板上設(shè)置電壓表，電流表,頻率表和各種指示燈如電源指示，報(bào)警指示，運(yùn)行指示，工頻指示，實(shí)現(xiàn)對(duì)變頻器輸入電壓、輸出電流、輸出頻率和各種工作狀態(tài)的監(jiān)測(cè)。

　　5、 備用工頻切換用戶可選擇有備用工頻切換的變頻柜、當(dāng)變頻器出現(xiàn)故障時(shí)，通過自動(dòng)控制回路將電動(dòng)機(jī)切換至工頻電源（此方式可選擇手動(dòng)/自動(dòng)，工頻啟動(dòng)裝置大于15KW用軟啟動(dòng)器實(shí)現(xiàn)）

　　6、 多種控制功能可根據(jù)系統(tǒng)工況在變頻柜面板上設(shè)置多種控制按鈕和指示燈如正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、電機(jī)增速、電機(jī)減速、點(diǎn)動(dòng)正轉(zhuǎn)、點(diǎn)動(dòng)反轉(zhuǎn)、手動(dòng)/自動(dòng)、緊急停止、變頻/工頻、PLC控制，觸摸屏等。

　　7、 加裝外圍設(shè)備根據(jù)工況需要可在變頻柜內(nèi)安裝交流輸入電抗器，輸出電抗器，直流電抗器及EMI濾波器，制動(dòng)單元，制動(dòng)電阻，接觸器，中間繼電器，熱繼電器，可編程控制器（PLC）,可編程操作終端（GOT），電度表，散熱風(fēng)扇等。

　　8、 安全防護(hù)將變頻器安裝在變頻柜內(nèi)，可以減少環(huán)境污染，減少觸電危險(xiǎn)，起到較好的防護(hù)作用。

　　9、 整齊美觀將變頻器安裝在變頻柜中，并與其他低壓配電柜的尺寸相同，顏色一致，保持配電設(shè)施與控制裝置的協(xié)調(diào)，整齊，美觀。

　　2變頻器控制柜設(shè)計(jì)要領(lǐng)

　　變頻器應(yīng)該安裝在控制柜內(nèi)部，控制柜在設(shè)計(jì)時(shí)要注意以下問題：

　　一散熱問題

　　變頻器的發(fā)熱是由內(nèi)部的損耗產(chǎn)生的。在變頻器中各部分損耗中主要以主電路為主，約占98%，控制電路占2%。為了保證變頻器正?？煽窟\(yùn)行，必須對(duì)變頻器進(jìn)行散熱我們通常采用風(fēng)扇散熱；變頻器的內(nèi)裝風(fēng)扇可將變頻器的箱體內(nèi)部散熱帶走，若風(fēng)扇不能正常工作，應(yīng)立即停止變頻器運(yùn)行；大功率的變頻器還需要在控制柜上加風(fēng)扇，控制柜的風(fēng)道要設(shè)計(jì)合理，所有進(jìn)風(fēng)口要設(shè)置防塵網(wǎng)，排風(fēng)通暢，避免在柜中形成渦流，在固定的位置形成灰塵堆積；根據(jù)變頻器說明書的通風(fēng)量來選擇匹配的風(fēng)扇，風(fēng)扇安裝要注意防震問題。

　　二電磁干擾問題

　　1、變頻器在工作中由于整流和變頻，周圍產(chǎn)生了很多的干擾電磁波，這些高頻電磁波對(duì)附近的儀表、儀器有一定的干擾，而且會(huì)產(chǎn)生高次諧波，這種高次諧波會(huì)通過供電回路進(jìn)入整個(gè)供電網(wǎng)絡(luò)，從而影響其他儀表。如果變頻器的功率很大占整個(gè)系統(tǒng)25%以上，需要考慮控制電源的抗干擾措施。

　　2、當(dāng)系統(tǒng)中有高頻沖擊負(fù)載如電焊機(jī)、電鍍電源時(shí)，變頻器本身會(huì)因?yàn)楦蓴_而出現(xiàn)保護(hù)，則考慮整個(gè)系統(tǒng)的電源質(zhì)量問題。

　　三防護(hù)問題需要注意以下幾點(diǎn)

　　1、防水防結(jié)露：如果變頻器放在現(xiàn)場(chǎng)，需要注意變頻器柜上方不的有管道法蘭或其他漏點(diǎn)，在變頻器附近不能有噴濺水流，總之現(xiàn)場(chǎng)柜體防護(hù)等級(jí)要在IP43以上。微信號(hào)技成培訓(xùn)值得你關(guān)注！

　　2、 防塵：所有進(jìn)風(fēng)口要設(shè)置防塵網(wǎng)阻隔絮狀雜物進(jìn)入，防塵網(wǎng)應(yīng)該設(shè)計(jì)為可拆卸式，以方便清理，維護(hù)。防塵網(wǎng)的網(wǎng)格根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的具體情況確定，防塵網(wǎng)四周與控制柜的結(jié)合處要處理嚴(yán)密。

　　3、防腐蝕性氣體：在化工行業(yè)這種情況比較多見，此時(shí)可以將變頻柜放在控制室中。

　　四變頻器接線規(guī)范

　　信號(hào)線與動(dòng)力線必須分開走線：使用模擬量信號(hào)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制變頻器時(shí)，為了減少模擬量受來自變頻器和其它設(shè)備的干擾，請(qǐng)將控制變頻器的信號(hào)線與強(qiáng)電回路（主回路及順控回路）分開走線。距離應(yīng)在30cm以上。即使在控制柜內(nèi)，同樣要保持這樣的接線規(guī)范。該信號(hào)與變頻器之間的控制回路線最長(zhǎng)不得超過50m。

　　信號(hào)線與動(dòng)力線必須分別放置在不同的金屬管道或者金屬軟管內(nèi)部：連接PLC和變頻器的信號(hào)線如果不放置在金屬管道內(nèi)，極易受到變頻器和外部設(shè)備的干擾；同時(shí)由于變頻器無內(nèi)置的電抗器，所以變頻器的輸入和輸出級(jí)動(dòng)力線對(duì)外部會(huì)產(chǎn)生極強(qiáng)的干擾，因此放置信號(hào)線的金屬管或金屬軟管一直要延伸到變頻器的控制端子處，以保證信號(hào)線與動(dòng)力線的徹底分開。

　　1、模擬量控制信號(hào)線應(yīng)使用雙股絞合屏蔽線，電線規(guī)格為0.75mm?。在接線時(shí)一定要注意，電纜剝線要盡可能的短（5-7mm左右），同時(shí)對(duì)剝線以后的屏蔽層要用絕緣膠布包起來，以防止屏蔽線與其它設(shè)備接觸引入干擾。

　　2、為了提高接線的簡(jiǎn)易性和可靠性，推薦信號(hào)線上使用壓線棒端子。

　　五變頻器的運(yùn)行和相關(guān)參數(shù)的設(shè)置

　　變頻器的設(shè)定參數(shù)多，每個(gè)參數(shù)均有一定的選擇范圍，使用中常常遇到因個(gè)別參數(shù)設(shè)置不當(dāng)，導(dǎo)致變頻器不能正常工作的現(xiàn)象。

　　控制方式：即速度控制、轉(zhuǎn)距控制、PID控制或其他方式。采取控制方式后，一般要根據(jù)控制精度，需要進(jìn)行靜態(tài)或動(dòng)態(tài)辨識(shí)。

　　最低運(yùn)行頻率：即電機(jī)運(yùn)行的最小轉(zhuǎn)速，電機(jī)在低轉(zhuǎn)速下運(yùn)行時(shí)，其散熱性能很差，電機(jī)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行在低轉(zhuǎn)速下，會(huì)導(dǎo)致電機(jī)燒毀。而且低速時(shí)，其電纜中的電流也會(huì)增大，也會(huì)導(dǎo)致電纜發(fā)熱。微信號(hào)技成培訓(xùn)值得你關(guān)注！

　　最高運(yùn)行頻率：一般的變頻器最大頻率到60Hz，有的甚至到400 Hz，高頻率將使電機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)，這對(duì)普通電機(jī)來說，其軸承不能長(zhǎng)時(shí)間的超額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行，電機(jī)的轉(zhuǎn)子是否能承受這樣的離心力。

　　載波頻率：載波頻率設(shè)置的越高其高次諧波分量越大，這和電纜的長(zhǎng)度，電機(jī)發(fā)熱，電纜發(fā)熱變頻器發(fā)熱等因素是密切相關(guān)的。

　　電機(jī)參數(shù)：變頻器在參數(shù)中設(shè)定電機(jī)的功率、電流、電壓、轉(zhuǎn)速、最大頻率，這些參數(shù)可以從電機(jī)銘牌中直接得到。

　　跳頻：在某個(gè)頻率點(diǎn)上，有可能會(huì)發(fā)生共振現(xiàn)象，特別在整個(gè)裝置比較高時(shí)；在控制壓縮機(jī)時(shí)，要避免壓縮機(jī)的喘振點(diǎn)。