【干貨】詳解變頻器控制柜及其設計5大要領

　　變頻器控制柜詳解

　　變頻器柜一般指變頻器控制柜

　　由于中央空調系統都是按最大負載并增加一定余量設計，而實際上在年中，滿負載下運行最多只有十多天，甚至十多個小時，幾乎絕大部分時間負載都在70%以下運行。通常中央空調系統中冷凍主機的負荷能隨季節氣溫變化自動調節負載，而與冷凍主機相匹配的冷凍泵、冷卻泵卻不能自動調節負載，幾乎長期在100%負載下運行，造成了能量的極大浪費，也惡化了中央空調的運行環境和運行質量。 隨著變頻技術的日益成熟，利用變頻器、PLC、數模轉換模塊、溫度傳感器、溫度模塊等器件的有機結合，構成溫差閉環自動控制系統，自動調節水泵的輸出流量；采用變頻調速技術不僅能使商場室溫維持在所期望的狀態，讓人感到舒適滿意，可使整個系統工作狀態平緩穩定，更重要的是其節能效果高達30%以上，能帶來很好的經濟效益。

　　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，臺達，士林，匯川等廠家的變頻器而開發的電氣控制柜，根據工況需要可在變頻柜內安裝交流輸入電抗器，輸出電抗器，直流電抗器及EMI濾波器，制動單元，制動電阻，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，散熱風扇等，根據系統工況在變頻柜面板上設置多種控制按鈕和指示燈如正轉、反轉、電機增速、電機減速、點動正轉、點動反轉、手動/自動、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），自動扶梯變頻控制柜，中央空調循環水泵變頻柜, 風機變頻節能柜,空壓機恒壓供氣系統（變頻器節能軟啟動控制系統）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）可廣泛應用于冶金、化工、石油、供水、礦山、建材、電機行業等泵類、風機、空氣壓縮機、軋鋼機、注塑機、皮帶運輸機等各種中壓電機設備。變頻柜采用封閉柜式結構，防護等級一般為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，根據需要可設置就地和遠程控制或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品，其變頻調速功能及主要技術參數取決于內設變頻器的規格型號和外圍的配置狀況。變頻器柜根據用途的不同和功能的各異其差別也很大，一般根據工礦要求定制。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），自動扶梯變頻控制柜，中央空調循環水泵變頻柜, 風機變頻節能柜等。

　　變頻器控制柜應用場所

　　變頻器控制柜（變頻器電控柜/電氣控制柜）可廣泛應用于冶金、化工、石油、供水、礦山、建材、電機行業等泵類、風機、壓縮機、軋機、注塑機、皮帶運輸機等各種中壓電機設備。

　　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）是由內裝的變頻器加外圍的控制，保護，顯示等電氣元件和柜體組成的，是對三相交流電動機（包括風機，泵）進行變頻調速控制的交流拖動裝置和節能裝置。

　　變頻器控制柜結構

　　變頻器控制柜（變頻器電控柜/電氣控制柜）采用封閉柜式結構，防護等級一般為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，根據需要可設置就地和遠程控制或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品，其變頻調速功能及主要技術參數取決于內設變頻器的規格型號和外圍的配置狀況。變頻器柜根據用途的不同和功能的各異其差別也很大，一般根據工礦要求定制。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），自動扶梯變頻控制柜，中央空調循環水泵變頻柜, 風機變頻節能柜等。

　　變頻器控制柜功能

　　1、 電源切換與保護變頻柜中設有低壓塑殼斷路器與進線電源相連，除能完成接通和分斷電路外，可對電路和變頻器發生的短路，過載進行保護。并可在維護時切斷電源。

　　2、 啟、停控制功能變頻柜面板上設置變頻啟動，變頻停止按鈕，用于變頻裝置的運行控制，便于現場操作。

　　3、 頻率（速度）調整變頻柜面板上設置頻率調整電位器，可以很方便的手動調節變頻器的輸出頻率，用以控制電機轉速

　　4、 表頭顯示變頻柜面板上設置電壓表，電流表,頻率表和各種指示燈如電源指示，報警指示，運行指示，工頻指示，實現對變頻器輸入電壓、輸出電流、輸出頻率和各種工作狀態的監測。

　　5、 備用工頻切換用戶可選擇有備用工頻切換的變頻柜、當變頻器出現故障時，通過自動控制回路將電動機切換至工頻電源（此方式可選擇手動/自動，工頻啟動裝置大于15KW用軟啟動器實現）

　　6、 多種控制功能可根據系統工況在變頻柜面板上設置多種控制按鈕和指示燈如正轉、反轉、電機增速、電機減速、點動正轉、點動反轉、手動/自動、緊急停止、變頻/工頻、PLC控制，觸摸屏等。

　　7、 加裝外圍設備根據工況需要可在變頻柜內安裝交流輸入電抗器，輸出電抗器，直流電抗器及EMI濾波器，制動單元，制動電阻，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，散熱風扇等。

　　8、 安全防護將變頻器安裝在變頻柜內，可以減少環境污染，減少觸電危險，起到較好的防護作用。

　　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，保持配電設施與控制裝置的協調，整齊，美觀。

　　2變頻器控制柜設計要領

　　變頻器應該安裝在控制柜內部，控制柜在設計時要注意以下問題：

　　一散熱問題

　　變頻器的發熱是由內部的損耗產生的。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%。為了保證變頻器正常可靠運行，必須對變頻器進行散熱我們通常采用風扇散熱；變頻器的內裝風扇可將變頻器的箱體內部散熱帶走，若風扇不能正常工作，應立即停止變頻器運行；大功率的變頻器還需要在控制柜上加風扇，控制柜的風道要設計合理，所有進風口要設置防塵網，排風通暢，避免在柜中形成渦流，在固定的位置形成灰塵堆積；根據變頻器說明書的通風量來選擇匹配的風扇，風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，周圍產生了很多的干擾電磁波，這些高頻電磁波對附近的儀表、儀器有一定的干擾，而且會產生高次諧波，這種高次諧波會通過供電回路進入整個供電網絡，從而影響其他儀表。如果變頻器的功率很大占整個系統25%以上，需要考慮控制電源的抗干擾措施。

　　2、當系統中有高頻沖擊負載如電焊機、電鍍電源時，變頻器本身會因為干擾而出現保護，則考慮整個系統的電源質量問題。

　　三防護問題需要注意以下幾點

　　1、防水防結露：如果變頻器放在現場，需要注意變頻器柜上方不的有管道法蘭或其他漏點，在變頻器附近不能有噴濺水流，總之現場柜體防護等級要在IP43以上。微信號技成培訓值得你關注！

　　2、 防塵：所有進風口要設置防塵網阻隔絮狀雜物進入，防塵網應該設計為可拆卸式，以方便清理，維護。防塵網的網格根據現場的具體情況確定，防塵網四周與控制柜的結合處要處理嚴密。

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

　　四變頻器接線規范

　　信號線與動力線必須分開走線：使用模擬量信號進行遠程控制變頻器時，為了減少模擬量受來自變頻器和其它設備的干擾，請將控制變頻器的信號線與強電回路（主回路及順控回路）分開走線。距離應在30cm以上。即使在控制柜內，同樣要保持這樣的接線規范。該信號與變頻器之間的控制回路線最長不得超過50m。

　　信號線與動力線必須分別放置在不同的金屬管道或者金屬軟管內部：連接PLC和變頻器的信號線如果不放置在金屬管道內，極易受到變頻器和外部設備的干擾；同時由于變頻器無內置的電抗器，所以變頻器的輸入和輸出級動力線對外部會產生極強的干擾，因此放置信號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，以保證信號線與動力線的徹底分開。

　　1、模擬量控制信號線應使用雙股絞合屏蔽線，電線規格為0.75mm?。在接線時一定要注意，電纜剝線要盡可能的短（5-7mm左右），同時對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備接觸引入干擾。

　　2、為了提高接線的簡易性和可靠性，推薦信號線上使用壓線棒端子。

　　五變頻器的運行和相關參數的設置

　　變頻器的設定參數多，每個參數均有一定的選擇范圍，使用中常常遇到因個別參數設置不當，導致變頻器不能正常工作的現象。

　　控制方式：即速度控制、轉距控制、PID控制或其他方式。采取控制方式后，一般要根據控制精度，需要進行靜態或動態辨識。

　　最低運行頻率：即電機運行的最小轉速，電機在低轉速下運行時，其散熱性能很差，電機長時間運行在低轉速下，會導致電機燒毀。而且低速時，其電纜中的電流也會增大，也會導致電纜發熱。微信號技成培訓值得你關注！

　　最高運行頻率：一般的變頻器最大頻率到60Hz，有的甚至到400 Hz，高頻率將使電機高速運轉，這對普通電機來說，其軸承不能長時間的超額定轉速運行，電機的轉子是否能承受這樣的離心力。

　　載波頻率：載波頻率設置的越高其高次諧波分量越大，這和電纜的長度，電機發熱，電纜發熱變頻器發熱等因素是密切相關的。

　　電機參數：變頻器在參數中設定電機的功率、電流、電壓、轉速、最大頻率，這些參數可以從電機銘牌中直接得到。

　　跳頻：在某個頻率點上，有可能會發生共振現象，特別在整個裝置比較高時；在控制壓縮機時，要避免壓縮機的喘振點。