變頻櫃（guì）的設計案例

發布日期：2012-06-07 12:00  瀏覽次（cì）數：

目（mù）前中國市場，變頻櫃已經廣泛應用各行各業（yè）。但變頻控製係統如何設計與製造對實際應用具體要求，是許多電氣（qì）工程師及製（zhì）造商，客戶想明確了解的（de）。南京康卓環境科技有限公司從實際設計及應用案例中（zhōng），總結設計要點內（nèi）容，和大家一起分享討論。

一、根據實際及客戶要求進行（háng）設計

二、在變頻（pín）控製（zhì）係統設計前，一定要了解係統配製，工作方式，環境，控製方式，客戶具體要求。

三、具體係統（tǒng）分新（xīn）設計係統還（hái）是就設備改造係（xì）統。

新變頻係統，電氣工程師應（yīng）該與機械工程師對傳動機械負載特性，深入了解，才能確電（diàn）機類型，容量。根據電機機械負載特性（xìng），容量，選用變頻器的（de）類型，容量。

目前，機械負載與電機轉矩特性有許（xǔ）多種類，常用有三種。

1． 恒轉矩負（fù）載。如傳（chuán）送（sòng）帶，升降機等

用公式（shì）表式為

P=T×N/975

P－電機的功率    T－電機轉矩    N－電（diàn）機轉速（sù）

對（duì）恒轉矩，係統（tǒng）設計應注意：

（1） 電（diàn）機應選變頻（pín）器專用電機

（2） 變頻櫃應加裝專用冷卻風扇

（3） 增大電機容量，降低負載（zǎi）特性

（4） 增大變頻器的容（róng）量

（5） 變（biàn）頻（pín）器的容量與電機的容（róng）量關係應根據（jù）品（pǐn）牌（pái），一般為1.1～1.5電機的容量。

2． 平方轉矩負載（zǎi）。如風機，水泵類

用（yòng）公式（shì）表式為

T=K1×N2 ，P=K2×N3

P－電機的功率    T－電機轉矩（jǔ）    N－電機轉速

一般，風機，水泵，采用變頻節能，理論與實際（jì）證明節能為40～50%左右，此類應用占變頻器應用30～40%左右。

對平方轉矩負載，係統設計應注意（yì）：

（1） 電機通常選異步交流電機。根據環境需要，選電機防護等級（jí）和方式。

（2） 大於7.5KW變（biàn）頻（pín）櫃?應加裝通風散熱設施

（3） 電機，變（biàn）頻器容量關係。

3． 恒功率負載。如（rú）卷揚機（jī），機床主軸。

公式：P=T×N/975=CONT。

一般達到特定速度段時，按恒轉矩，超過特定（dìng）速度（dù）時，按恒功（gōng）率運轉。

恒功率機械特性較複雜

舊設備改（gǎi）造（zào），電氣工程師應該確切知道如下技術參數及要求。

1． 電機具體參數，出廠日期，廠商（國產，進口）

2． 電機的額（é）定電壓（yā），額定（dìng）電流，相數。

3． 電機的負載特性類型，工作製式。

4． 電機起動方式。

5． 工作（zuò）環境。如現場（chǎng）的溫度，防護等級，電磁輻射等級，防爆等級。

6． 配（pèi）電（diàn）具體參數。

7． 變頻（pín）櫃安裝位置到電機位置實際距離。（變頻櫃到電機距離是非常重要的參數）

8． 變（biàn）頻櫃拖動電（diàn）機的數量及方式。

9． 變頻櫃與舊的（de）電氣係統的切換關係（xì）。一般（bān）為（wéi）Δ－Y啟（qǐ）動與變頻（pín）工作互為備用（yòng），切換保護。

10．變頻櫃的外圍傳感變送器的選用參數及采樣地點。

11．變頻控製櫃的控製（zhì）方式，如手動/自動，本地/遠程，控製信號的量程。是否通（tōng）訊（xùn）組（zǔ）網。

12．強（qiáng）電回路與弱電回路的隔離。采集及控製信號的（de）隔離（lí）。

13．工作場合的供（gòng）電質量，如防雷，浪湧，電磁輻射。

每個變頻控製櫃，設計是整（zhěng）個係統重點（diǎn），較能體現（xiàn）產品質量關鍵環節。對於變頻控製櫃，電氣設計工程師（shī）應在如下（xià）設計方麵入手（shǒu）。

1. 變頻控製係統（tǒng）的原理圖設計

2. 電路（lù）主路設計。

3. 電路控製（zhì）路設計。包括常規控製（zhì）電路，PLC控製接口電路，變頻器聯網（wǎng）等（děng）。

4. 變頻控製櫃的工藝設計。包括電氣工藝設計，櫃（guì）體板金工藝設計。

原理圖設計

根據以上所（suǒ）述的原理規則，參照（zhào）變頻控製（zhì）櫃的原理圖，根據實際需要，畫出原理圖。

電路主路設計。按如下順序選（xuǎn）擇主回路電器件。

（1） 確定機械負載特性，功率（lǜ），扭矩，轉速（sù）

（2） 確定電機特性，額定電壓，額定功率，額定電流，

（3） 根據以上條件，和（hé）實際客戶的需（xū）要，對下列電器元件取舍

TR－變（biàn）壓器為可選項，根據電（diàn）壓等級標準，選配。

FU－熔斷絲，一般要（yào），選擇為2.5－4倍額（é）定變頻器電流。注（zhù）意熔斷絲選速熔類。

QA－空開，一般要，選擇（zé）為1.2倍額定變頻器電（diàn）流

KM－接（jiē）觸器，必須要，選擇為額定變頻器電（diàn）流（liú）

LY－防（fáng）雷浪湧器，較好要，特別雷暴多發區，以及交流電源尖（jiān）峰浪湧多發場合，保護變頻係統免遭意外破壞。一般配40KVA浪湧器。

DK－電抗器

電抗（kàng）器的作用是抑製變頻器（qì）輸入輸（shū）出電流重高次諧波成份帶來的不良影（yǐng）響，而濾波器的作（zuò）用是抑製由變頻器帶（dài）來的無（wú）線電電波幹擾，即電波噪聲。

有的變（biàn）頻器內置電抗（kàng）器，有的場合也可不裝（zhuāng）電抗器。一（yī）般，多大功率變頻（pín）器配多大電抗器，變頻（pín）器廠商提供參數。選擇（zé）電（diàn）抗器的（de）參數，可由下（xià）麵公式（shì）計算

L=?2%～5%　V/6.18×F×I

V－額定電壓 V    I－額（é）定電流 A    F－較大頻率 HZ

LBI/LBO 輸入輸出濾波器，一般應根據頻率進行配置（zhì）

R－製動電阻計算較複雜，應在變頻器櫃（guì）製造商指（zhǐ）導下配置。

電路控製回路設計，按電氣工程師知識及變（biàn）頻（pín）器要求設計。但應注意

（1） 輸入/輸出的弱電（diàn）信號，與PLC，儀表，傳感變送器，一定采取信號隔離，否則，控製（zhì）係統信號混亂，係統不正常。

（2） 與（yǔ）PLC，常規控製係統接（jiē）口，一定加裝浪湧吸收器。

（3） 控製電源應采用隔離變（biàn）壓器，進行（háng）電氣隔離。

變頻控製櫃的工藝設計。

（1） 電氣工藝設計

電（diàn）氣工程（chéng）師變頻電路設計（jì）出（chū）來，下（xià）一步就（jiù）是電氣工藝設計，包括：

1． 多大功率變頻器，配什麽類型電纜（lǎn），多大的線徑，配多遠。一般（bān）可（kě）以查表格（gé）或計算。

2． 接地配線。

3． 抗幹擾布線。是非常重要的。一般（bān）強電電纜用帶屏蔽電纜，電纜（lǎn）及屏（píng）蔽層用金屬卡固定安裝底板上，也有的加裝屏蔽金屬（shǔ）環，抗幹擾。

4. 進出線的（de）電纜管接頭配（pèi）置。

櫃體板金工藝設計

應根據以下原則設計

1． 變頻器的環境（jìng）

溫度：變（biàn）頻器環境溫度為－10度－50度，一定要考慮通風散熱。

濕度：

震動：

氣體：有無（wú）暴炸，腐蝕性氣體

2． 櫃體承（chéng）載重量（liàng）。

3． 運輸方便性。加裝吊裝掛鉤，搬運安全。

4． 櫃體的（de）銘牌，製造商的CI標識。

總結

南京康卓環境科技有（yǒu）限公司通過多年的實踐經驗發現，一個質量（liàng）較高的變頻控（kòng）製櫃，從設計到工藝（yì）以及製作製造、運輸，包裝（zhuāng）等，都是實際要求較高的產品，要求每個環節（jiē）質（zhì）量保障，才能作出較高水平和高質量控製櫃。 

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