西門子變頻器成柜指引

文檔來源為文檔來源為:從網(wǎng)絡收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持文檔來源為文檔來源為：從網(wǎng)絡收集整理.word版本可編輯?歡迎下載支持變頻器成柜指南刖言隨著電力電子、微電子技術(shù)及計算機技術(shù)的迅速發(fā)展，原來以強電為主，功能簡單的電氣控制設(shè)備已發(fā)展成強弱電緊密結(jié)合，以電力電子和微電子器件為核心，功能齊全的新型電子控制設(shè)備，其中變頻器尤其具有代表性，變頻器由于其所用的元器件和電子線路，具有工作信號電平低、速度快、元器件安裝密度高的等特點，對電磁干擾較敏感，因而對使用現(xiàn)場的電磁環(huán)境要求也較苛刻。另一方面，變頻器本身在工作時也向外界發(fā)出電磁干擾，往往影響其他電子設(shè)備的正常工作。國內(nèi)外實踐證明，如果變頻器在電氣成柜設(shè)計、安裝和使用時缺乏正確的抗干擾技術(shù)指導，則往往使變頻器被干擾或變頻器干擾其他設(shè)備，使生產(chǎn)不能可靠運行，影響企業(yè)的經(jīng)濟效益。1變頻器使用環(huán)境要求變頻器的安裝環(huán)境要求：變頻器應安裝于安裝于室內(nèi)，使用環(huán)境要求:1） 環(huán)境溫度：變頻器上電工作期間要求環(huán)境溫度不低于 -10°C,不超過+40°C，超過+40°C變頻器降額使用。在不工作期間（包括運輸和儲存）最高環(huán)境溫度不高于+ 60°C，不低于—40°C。2） 空氣中不得有過量的塵埃、酸、堿、腐蝕性及爆炸性氣體。3） 空氣相對濕度在溫度+ 40°C時不超過50%。在較低溫度時，允許有較高的相對濕度，在20°C以下時為不超過90%。4） 海拔高度應不超過1000m如海拔高度超過1000m變頻器需降格使用。5） 沖擊和振動：不允許變頻器掉到地下或遭受突然的撞擊。不允許把變頻器安裝在有可能經(jīng)常受到振動的地方。DINIEC68—2—6規(guī)定的機械強度如下：偏移：0.075mm（10?58Hz）加速度9.8m/s2（58?500Hz）6）交流電源電壓為正弦波，幅值波動 ±10%（MicroMaster440變頻器軟件版本2.09輸入電壓范圍270V?620V），電網(wǎng)頻率波動±2%,各相對稱。7） 變頻器存放時間超過一年，需對其中的電容器重新進行處理。MicroMaster4系列變頻器：MicroMaster4系列變頻器90KW以上：處理的方法是在變頻器空載的情況下施加85%的額定輸入電源電壓，加壓時間至少30分鐘。8） IT電網(wǎng)（中性點不接地）下變頻器的運行注意事項：?Masterdrive系列和Micromaster系列變頻器均可在IT電網(wǎng)下運行，唯一區(qū)別是Micromaster變頻器需要從變頻器中拆掉’ Y'形接線的電容器，并安裝一臺輸出電抗器。具體拆除步驟見Micromaster操作指導附錄D。?變頻器前端不可接EM濾波器，有可能會造成對EM（濾波器的損壞。9） 如變頻器主回路前端有剩余電流保護器（RCD，有如下要求：?采用B型RCD。?RCD的跳閘限定值是300mA。?供電電源的中性點接地。?每臺RCD只為一臺變頻器供電。?輸出電纜的長度不超過50m（屏蔽的）或100m（不帶屏蔽的）2變頻器柜內(nèi)器件布置文檔來源為文檔來源為：從網(wǎng)絡收集整理.word版本可編輯?歡迎下載支持71輸出電抗刁電機保護開關(guān)電機電纜應就近接出開關(guān)柜變頻器刁輸入電抗接入濾波器之前，其它電纜與主電

纜之間的距離必須大于20cm其它三相負載電機電纜應就近接出

控制柜濾波器兩相其它供電線路應從濾波器后接出，另接濾波器效果更好220V兩相電源不要從電網(wǎng)

的零線取，建議用380V/220V隔離變壓器取得熔斷器把進線與其它元件分隔開來柜子中照明避免采用整流器件，如日光燈接線端濾波器盡可能靠近進線，但與變頻器的距離要小于2m所有的電源都要在濾波器后接線屏蔽層良性連接變頻柜主回路設(shè)計變流變壓器：1） 變流變壓器短路機會較多，因此變壓器繞組和結(jié)構(gòu)應有較大的機械強度。在同等容量下變流變壓器體積將比一般電力變壓器大些。2） 變頻器有發(fā)生過電壓的可能，因此變壓器應有較高的絕緣強度。3） 變流變壓器的漏抗可限制短路電流，改善電網(wǎng)側(cè)的電流波形，因此變壓器漏抗可略大一些。但另一方面，漏抗增加了換相電壓壓降 Ux，惡化了功率因數(shù)，故又不能太大。一般短路電壓在5%?10%內(nèi)。4） 為了避免電壓畸變和負載不平衡時中點浮動，變流變壓器的一次和二次繞組中的一個應接成三角形或者附加短路繞組。熔斷器：由于變頻器過流故障保護的電流互感器的檢測位于變頻器的逆變部分，變頻器整流側(cè)內(nèi)部無過流保護裝置，所以變頻器前端必須加熔斷器。熔斷器的選擇：式中Ifuse—熔斷器額定電流Iin—變頻器額定輸入電流主接觸器：在變頻器的主回路部分，接觸器并不是必須的，它僅在下列情況需要：1） 在連續(xù)生產(chǎn)線上設(shè)備之間有信號連鎖要求時，例如生產(chǎn)危險化學溶劑的化工廠，當某個工藝段故障，需停所有生產(chǎn)線上相關(guān)設(shè)備時，可將故障連鎖信號的常閉接點接入主接觸器的勵磁線圈回路。2） 當變頻器工作于發(fā)電狀態(tài)，外接制動電阻時，有可能需要將附著于制動電阻上的熱敏開關(guān)接入主接觸器的勵磁線圈回路，當制動電阻過熱時斷開變頻器的主回路，實現(xiàn)對制動電阻的熱保護。輸入電抗器：也稱線路換流電抗器，其主要作用體現(xiàn)在兩方面。其一是限制變頻器整流單元功率器件導通和關(guān)斷過程中產(chǎn)生的 di/dt，避免電網(wǎng)電壓波動造成變頻器欠壓故障，以及限制整流單元短路故障時的電流上升率；其二是可以改善電網(wǎng)波形，改善變頻器運行對電網(wǎng)的干擾。37kW及以下書本型45kW及以上裝機裝柜型Sksupply/Sconv.=電網(wǎng)短路容量/傳動裝置容量Sksupply/Sconv.=電網(wǎng)短路容量/傳動裝置容量<=45<=33進線電抗器不需要>45…500>33…1002%uk進線電抗器>500>1004%uk進線電抗器在實際應用中，由于電網(wǎng)的短路容量往往無法得知，西門子建議采用 2%電抗器當變頻器功率大于1/5變流變壓器容量時，建議變頻器采用 4%電抗器另外對于整流回饋單元，建議采用 4%電抗器交流電抗器的電感量計算公式如下：2%電抗器0.02ULL=2fIin4%電抗器0.04ULL=2fIin式中Ul—電網(wǎng)相電壓有效值Iin—變頻器額定輸入電流f—電網(wǎng)頻率電抗器選擇經(jīng)驗數(shù)據(jù)交流輸入線電壓73uL（V）2%電抗器額定電壓降UK2fLIin（V）4%電抗器額定電壓降UK 2fL Iin（V）電抗器額定電流（A）3804.48.8690816EMC濾波器EMC濾波器可減少變頻器帶來的對電網(wǎng)的干擾，并可改善電網(wǎng)的諧波。EMC濾波器根據(jù)不同的使用環(huán)境，可分為 A級（工業(yè)環(huán)境）B級（民用環(huán)境）特性第一環(huán)境（民用）第二環(huán)境（工業(yè)）無限定限定無限定限定輻射型干擾ClassB(10m)ClassA(30m)無限定規(guī)范-需EMC警告無限定規(guī)范-需給出信息傳導型干擾ClassBClassAClassA基于現(xiàn)今未加濾波器的驅(qū)動裝置諧波IEC1000-32(4)IEC1000-32(4)“合理的經(jīng)濟萬案“合理的經(jīng)濟萬案濾波器的安裝?保證濾波器與干擾源或易受干擾設(shè)備之間的距離電氣短 （例如與變流器的距離不能超過 2m）。?保證濾波器與柜體有較大的接觸面，來構(gòu)成低阻抗連接。?把進線線與出線分開（至少20cm）.電機電纜尤其不能與電源電纜并行安裝。輸出電抗器：輸出電抗器用于補償電機長電纜時的電容充電電流，可以改善變頻器輸出電流的波形，減小變頻器帶來的干擾。至U底多長的電纜稱為長電纜，隨著變頻器功率的增加，長電纜的導線長度增大。當變頻器到電機間電纜超過下表長度時，變頻器輸出側(cè)需加輸出電抗器Masterdrive系列（變頻器脈沖頻率小于6KHz）：功率額定電壓非屏敝導線屏敝導線?4kW200V?600V50m35m5.5kW200V?600V70m50m7.5kW200V?600V100m67m11kW200V?600V110m75m15kW200V?600V125m85m18.5kW200V?600V135m90m22kW200V?600V150m100m30kW?200kW3580V?690V150m100m250kW?630kW380V?480V200m135m710kW^1300kW380V?480V無限制900kW?1100kW380V?480V200m135m250kW?2300kW500V?690V150m100mMicromaster系列（變頻器脈沖頻率小于6KHz）：：非屏蔽電纜50m屏蔽電纜25m,注意在某些需要大電流的場合，往往電機電纜由多根電纜并聯(lián)，這時電機電纜長度的計算要乘以電機電纜的并聯(lián)根數(shù)。例如單根電機電纜長度 35m,但電機電纜由三根這樣長度的電纜并聯(lián)接于變頻器與電機之間，這樣電機電纜按 353=105ni十，這樣電機電纜長度在變頻器小功率時就有可能超過長電纜限值，必須加輸出電抗器。長電纜限值也與變頻器IGBT的脈沖頻率相關(guān)，當變頻器脈沖頻率大于 6KHZ寸，長電纜限制隨脈沖頻率增加而減小。, ,6KHz<Llfpulse式中L—長電纜限值Li—上表所列的長電纜限值fpulse—變頻器的脈沖頻率一般輸出電抗器材料為鐵芯電抗器，但當變頻器輸出頻率要求大于 200Hz時，必須選用鐵氧體電抗器。限制電壓濾波器（dv/dt濾波器）：目的是限制長電纜、變頻器輸出 PWMfe壓過大的dv/dt所產(chǎn)生的反射波現(xiàn)象，反射波現(xiàn)象有可能時電機電壓峰值升高到兩倍的變頻器直流母線電壓，會使一般的絕緣強度電機絕緣失效。當電機長度超過上表限值時，建議變頻器輸出側(cè)加 dv/dt濾波器，防止電機絕緣擊穿。限制電壓濾波器接于近電機側(cè)。dv/dt濾波器在Micromaster樣本中稱為LC濾波器。正弦波濾波器：正弦波濾波器是變頻器輸出側(cè)三種濾波方案中最為昂貴的一種，但效果也比以上兩種好，變頻器輸出電壓電流波形都可以通過正弦波濾波器獲得近似的正弦波，畸變系數(shù)約為 5%。注意當使用正弦波濾波器后，變頻器在正弦波濾波器后的電壓比濾波器前電壓略有下降，加正弦波濾波器后的電壓約為原來電壓的 86%。器件布置原則：一般空電柜如下所示：圖中1無漆鍍鋅背板2柜門3連接柜門柜體的銅辮4、5、6接地銅排7變頻器安裝背板，如柜體已涂漆，可采用7方式利用無漆冃板與接地母排可靠連接。8、9柜門上顯示儀表的安裝文檔來源為文檔來源為：從網(wǎng)絡收集整理.word版本可編輯?歡迎下載支持文檔來源為文檔來源為:從網(wǎng)絡收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持建議變頻器置于柜子的上部，調(diào)節(jié)控制單元置于柜子的中央，主開關(guān)、接觸器、繼電器等布置在柜子的下部?；蜃冾l器布置在左側(cè)、控制單元布置在右側(cè)、接觸器、繼電器等布置在柜子的下部。分區(qū)原則區(qū)域間用良好接地鋼板隔開。?區(qū)域A是電源包括濾波器接線部分，在此發(fā)射噪聲應保持在具體限定值?區(qū)域B包括進線電抗器和噪聲源變頻器制動單元接觸器?區(qū)域C裝有控制變壓器和噪聲接受器控制系統(tǒng)和傳感器系統(tǒng)?區(qū)域D形成信號和控制電纜與四周的接口部分在此要求一個確定的抗擾度水平?區(qū)域E由三相電機及其電源電纜組成?區(qū)域在空間應是隔離的以便于實現(xiàn)電磁去耦?區(qū)域間最小間距20cm?用接地隔板去耦是比較好的不允許不同區(qū)域的電纜放入同一條電纜管路中?如果需要濾波器應安裝在區(qū)域間接口位置?非屏蔽電纜可以用在一個區(qū)域中?從柜中引出的所有總線電纜(如RS485RS232)和信號電纜必須屏蔽布置元器件時應留有布線，接線，維修和調(diào)整操作的空間間距。制動電阻發(fā)熱元件布置：制動電阻與地面平行安裝，導線采用耐熱導線或套以瓷珠。制動電阻建議置于柜外，制動電阻外罩金屬殼，裝于離地面 1.5M處。同時要注意制動電阻與其他器件的物理距離大于10cm。2接地電柜EMC規(guī)則圖31.所有相互的柜體金屬部件必須通過其最大的電氣連接.2.信號線必須與動力線在空間上分開.3.接觸如吸器、線圈及其他電磁設(shè)備必須有滅弧收裝置、二極管、壓敏電阻.4.同一圖31.所有相互的柜體金屬部件必須通過其最大的電氣連接.2.信號線必須與動力線在空間上分開.3.接觸如吸器、線圈及其他電磁設(shè)備必須有滅弧收裝置、二極管、壓敏電阻.4.同一電路中的非屏蔽線應采用雙鉸線5.應盡量縮短電纜及導體的長度.6.將備用及備件導體設(shè)備雙端接地.7.電纜越接近接地的盤面設(shè)備，感應噪音就8.測速機,碼盤及變頻器的電纜必須屏蔽.9.數(shù)字信號線的屏蔽層必須雙端接地.10.模擬電勢信號電纜的屏蔽層只能一端接地，除屏蔽11.信號線不能迂回走線，并且應從一側(cè)進柜圖2要為MASTERDRIVES配24V輔助電源，此電源必須12.導體表面裝置，越小.非有很好如需為MASTERDRIVES專用，并靠近安裝MASTERDRIVES不能與自動化設(shè)備直接接源上.圖114.為擾到達EN55011B1”級或B1”的標準，應配置抗無線干濾波器.15.應盡量將濾波器靠近噪聲源安裝.不要將輸入輸出纜放在一起.16.所有調(diào)速電機應使用雙端地的屏蔽電纜17.在濾波器與變頻器之間應置輸入電抗器18.電源進線電纜必須與電機纜分開19.屏蔽線的屏蔽層必須完好，不能有斷開點20.為達到標準EN55011B1”所有外連電纜必須屏蔽,主電源線除外到同個電13.電變頻器的接地:電柜1電柜2電柜3?電柜2電柜3?變頻器接地利用變頻器金屬背板通過柜體無漆鍍鋅鋼板大面積接地?EMC濾波器的接地：濾波器一定要可靠接地，建議利用濾波器的外表面與柜體大面積接地,濾波器與變頻器之間一定要用屏蔽電纜，電纜盡可能短，屏蔽層兩端接地。?柜內(nèi)主接觸器，電抗器等均需可靠接地。電纜屏蔽接地方法：以盡可能大的接觸面將兩端接到柜殼上電纜進柜時的屏蔽

以盡可能大的接觸面將兩端接到柜殼上現(xiàn)場側(cè)也需屏蔽柜內(nèi)屏蔽說明不建議信號電纜屏蔽層通過端子排進行連接不建議信號電纜屏蔽層通過端子排進行連接將分段的電纜屏蔽層兩端連在銅排上，銅排本身與柜體大面積可靠接地當信號電纜通過端子排隔斷時電纜屏蔽接法電纜線路的接地方式與流經(jīng)電纜的電流頻率有關(guān) ，在1MHz以下，采用單點接地方式，高于1MHz時采用多點接地，對寬頻信號，采用復合接地，即一端小電容接地，另一端直接接地1)1MHz以下，如模擬量，采用單點接地方式，如果電纜屏蔽層如有一個以上的接地點 ，屏蔽層上將流過電流，該電流在電纜芯線上產(chǎn)生耦合電壓 ，形成干擾源，如信號源與接受源設(shè)備只有一個接地 ，則屏蔽層接地與接地的信號源或接受源設(shè)備上 ，如果信號源與接受源設(shè)備都接地了 ，這時相當與屏蔽層兩端都接了地，要產(chǎn)生附加噪聲，建議采用光耦合器或隔離變壓器切斷干擾源的環(huán)路

1MHz以上，如數(shù)字量采用多點接地方式，對于屏蔽雙絞線電纜 ，高頻集膚效應使干擾電流在屏蔽層外表面流動，而信號電流在屏蔽層內(nèi)表面流動 ，從而減少屏蔽層上信號電流和干擾電流的耦合 ，對于同軸電纜，多點接地能提高高頻狀態(tài)下的磁屏蔽能力 ，為了防止地電位差在電路中引起噪聲電壓長電纜應在每隔1/10波長處接地一次對寬頻信號，采用復合接地方式，即一端小電容接地，另一端直接接地，在低頻時，小電容的阻抗很高，該電路相當于一點接地，在高頻時小電容的阻抗值很低 ，電路變成多點接地其他應注意事項屏蔽層必須接地，如不接地，由于寄生耦合，其干擾程度比不帶屏蔽層反而嚴重 ，使導線增加干擾3走線電纜在橋架中布線時應視動力線、控制線、及數(shù)據(jù)線的不同進行分層布線或同層中用接地金屬隔板隔開。動力線、控制線、及數(shù)據(jù)線間距要小于 10d、d為電纜的最粗線徑。注：數(shù)據(jù)線在穿越不同樓層或過地溝時應穿金屬軟管。4通風變頻器正常工作溫度-10—40度，50度降額使用。變頻柜溫升計算公式：1)變頻柜密封(柜門關(guān)、無風扇)溫升計算：Trise=Ploss/(5.5xA)式中A: 柜體表面積、單位m2Ploss:變頻