项目五- 任务2 变频器的安装、布线及抗干扰课件.pptx

项目五项目五 变频器的选择、安装及维护变频器的选择、安装及维护项目五- 任务2 变频器的安装、布线及抗干扰项目五- 任务2 变频器的安装、布线及抗干扰任务任务2 变频器的安装、布线及变频器的安装、布线及抗干扰抗干扰项目五- 任务2 变频器的安装、布线及抗干扰某酿酒厂污水处理站驱动用的一台三菱变频器，由于负载惯量较大，启动转距大，设备启动时频率只能上升到5Hz左右就再也上不去，并且报故障E.CPU。项目五- 任务2 变频器的安装、布线及抗干扰经现场检查分析，这种故障是因为主控板出问题造成的，因为用户在安装的过程中没有严格遵循EMC规范，强弱电没有分开布线、接地不良并且没有使用屏蔽线，致使主控板的I/O口被烧毁。后来工程师去现场维修，更换了一块主控板问题解决了。项目五- 任务2 变频器的安装、布线及抗干扰一、安装环境一、安装环境 变频器属于电子器件装置，为了确保变频器安全、可靠地稳定运行，变频器的安装环境应满足以下条件。（1）环境温度（2）环境湿度（3）振动（4）安装场所（5）对环境空气的要求（6）其他条件项目五- 任务2 变频器的安装、布线及抗干扰二、安装方式二、安装方式1.墙挂式安装墙挂式安装由于变频器本身具有较好的外壳，故一般情况下，允许直接靠墙安装，称为墙挂式（如图5.5所示）。项目五- 任务2 变频器的安装、布线及抗干扰变频器与周围阻挡物之间的距离应符合以下要求：（1）两侧大于或等于 100 mm。（2）上、下方大于或等于 150 mm。 为了改善冷却效果，所有变频器都应垂直安装。此外，为了防止异物掉在变频器的出风口而阻塞风道，最好在变频器出风口的上方加装保护网罩。项目五- 任务2 变频器的安装、布线及抗干扰2.柜式安装柜式安装具体的安装方法如下：1）在比较洁净、尘埃很少时，尽量采用柜外冷却方式，如图5.6a所示。2）如果采用柜内冷却时，应在柜顶加装抽风式冷却风扇。冷却风扇的位置应尽量在变频器的正上方，如图5.6b所示。项目五- 任务2 变频器的安装、布线及抗干扰当一台控制柜内装有两台或两台以上变频器时，应尽量并排安装（横向排列），如图5.7a所示，如必须采用纵向排列时，则应在两台变频器间加一块隔板，以避免下面变频器出来的热风直接进入到上面的变频器内，如图5.7b所示。项目五- 任务2 变频器的安装、布线及抗干扰三、变频器的接线三、变频器的接线1.主电路配线与主电路配线与接线接线变频器主电路的基本接线和实物图如图5.8和5.9所示。项目五- 任务2 变频器的安装、布线及抗干扰变频器的输入端和输出端是绝对不允许接错的。万一将电源进线接到了U，V，W端，则不管哪个逆变管导通，都将引起两相间的短路而将逆变管迅速烧坏，如图5.10所示。项目五- 任务2 变频器的安装、布线及抗干扰在所有电感线圈的两端，必须接入浪涌电压吸收电路。在大多数情况下，可采用阻容吸收电路，如图5.11a所示；在直流电路的电感线圈中，也可以只用一个二极管，如图5.11b所示。项目五- 任务2 变频器的安装、布线及抗干扰2.接地线配线接地线配线为了防止操作者触电，必须保证变频器的接地端可靠接地。应注意以下几点：1）应按照规定的施工要求进行布线,或参考变频器使用说明书；2) 绝对避免同电焊机、动力机械、变压器等强电设备共用接地电缆或接地极；3）布线时也应与强电设备的接地电缆分开；4)尽可能缩短接地电缆的长度；5)在存在多台变频器时，其接地电缆应按照图5.12所示进行布线项目五- 任务2 变频器的安装、布线及抗干扰项目五- 任务2 变频器的安装、布线及抗干扰3.控制电路布线控制电路布线一般来说，控制电路布线应特别注意以下几点:1)控制电路的布线应和主电路及其它动力线分开。2)因变频器的故障信号和多功能接点输出信号等有可能同高压继电器相连，所以应该将其连线与控制电路的其它端子和接点分开。3)模拟量控制线 模拟量控制线主要包括：输入侧的给定信号线和反馈信号线。输出侧的频率信号线和电流信号线。项目五- 任务2 变频器的安装、布线及抗干扰模拟量信号的抗干扰能力较低，为了避免因干扰信号造成误动作，在对控制电路进行布线时应采用屏蔽线或双绞线或者加装屏蔽层。靠近变频器的一端，应接控制电路的公共端（COM），而不要接到变频器的地端(E)或大地，如图5.13所示。图5.13屏蔽线的接法项目五- 任务2 变频器的安装、布线及抗干扰图5.14为屏蔽线的连接方式。项目五- 任务2 变频器的安装、布线及抗干扰布线时还应该遵守以下原则：布线时还应该遵守以下原则：尽量远离主电路100 mm以上。尽量不和主电路交叉，如必须交叉时，应采取垂直交叉的方式。项目五- 任务2 变频器的安装、布线及抗干扰4)在连线时应充分注意模拟信号线的极性5)在检查控制电路连线时不要使用万用表的蜂鸣功能。因为万用表的蜂鸣档一般电阻值很小，这样内部电源电压会很大，会损坏到变频器内部的电子元器件项目五- 任务2 变频器的安装、布线及抗干扰四、变频器的抗干扰四、变频器的抗干扰 干扰包括外界对变频器的干扰和干扰包括外界对变频器的干扰和变频器对周边设备的干扰。变频器对周边设备的干扰。 干干扰扰项目五- 任务2 变频器的安装、布线及抗干扰四、变频器的抗干扰四、变频器的抗干扰1.外界对变频器的干扰外界对变频器的干扰主要干扰来源：电源的进线，主要类型为构成电源无功损耗的低次谐波（1）电源侧的补偿电容（即变频器的输入端接入的电容）引起电压峰值过高，使电压发生畸变（见图5.15a），最终导致变频器主回路中整流部分的整流二极管承受过高的反向电压而损坏。（2）电网内有电容量较大的晶闸管作为换向设备时，引起的电压凹凸且不连续，使电压发生断续（见图5.15b），最终导致变频器主回路中整流部分的整流二极管有可能因承受过大的反向恢复电压而受到损坏。总之，外部对变频器的干扰主要是使变频器整流部分的整流二极管损坏。utoautob图5.15 外界对变频器的干扰项目五- 任务2 变频器的安装、布线及抗干扰2.变频器对外界的干扰变频器对外界的干扰1）干扰产生的原因由于变频器中的逆变管部分是通过高速半导体开关来产生一定宽度和极性的SPWM控制信号,这种具有陡变沿的脉冲信号会产生很强的电磁干扰，尤其是输出电流，它们将以各种方式把自己的能量传播出去，形成对其他设备的干扰信号，严重地超出电磁兼容性标准的极限要求。2）干扰信号主要是频率很高的谐波成分（见图5.16）项目五- 任务2 变频器的安装、布线及抗干扰3）干扰信号的传播方式及途径（1）空中辐射方式：即以电磁波的方式向外辐射（2）电磁感应方式：即通过线间电感感应（3）静电感应方式：即通过线间电容感应（4）线路传播方式：即主要通过电源网络传播4）抗干扰措施 变频器输入侧采用的抗干扰措施有：（1）对于空中辐射方式：通过吸收的方式来削弱，通常采用并联电容的方法，如图5.17（无线电抗干扰滤波器）。（2）对于通过感应方式（静电或电磁）：通过正确的布线和采用屏蔽线来削弱，屏蔽线的接法见图5.14屏蔽线与变频器的连接。（3）对于线路传播方式：主要通过增大线路在干扰频率下的阻抗来削弱，实际相当于串联一个小电感，见图5.18，其作用是：在基频时，它的阻抗是微不足道的，但对于在频率较高时的谐波电流，却呈现出很高的阻抗，起到有效的抑制作用。RTSEVVVFL2L1L3图5.17 变频器抗空中辐射方式干扰原理图5.18变频器抗感应方式干扰原理RTSEVVVFL2L1L3项目五- 任务2 变频器的安装、布线及抗干扰变频器输出侧采用的抗干扰措施有：变频器输出侧采用的抗干扰措施有：在输出侧回路中串入电抗器，见图5.19，串入滤波电抗器LD可以削弱输出电流中的谐波成分，此方法不但起到了抗干扰作用，还会削弱了电动机中由于谐波电流引起的附加转矩，改善电动机运行特性。特别要注意：特别要注意：变频器输出侧，是绝对不允许用电容来吸收谐波电流的（如图5.20）。这是因为：逆变管在导通的瞬间，并接的电容会出现峰值很大的充电电流（放电电流），导致逆变器件损坏。UWV VVVFM图5.19 变频器输出侧抗干扰原理UWV VVVFM图5.20 变频器输出侧严禁并接电容项目五- 任务2 变频器的安装、布线及抗干扰仪器侧采用的抗干扰措施有：（1）电源隔离法变频器输入侧的谐波电流为干扰源，可以接隔离变压器来抗干扰，见图5.21。隔离隔离变压器的特点是：变压器的特点是：一、二次侧绕组的匝数相等，即一、二次侧之间无变压的功能，但一、二次侧之间应由金属薄膜进行良好的隔离，一、二次电路中都可介入电容器。其屏蔽层作用原理是：对正常的频率信号没有阻碍作用，只有传递的功用，而对于谐波干扰信号，则起到阻碍消除作用。（2）信号隔离法对于长距离传输或线路较长并采用电流信号的场合，采用光耦合器（光隔）进行隔离。见图5.22。电源屏蔽层受干扰仪器图5.21 仪器测电源隔离法电源受干扰仪器IDIT图5.22 仪器测信号隔离法项目五- 任务2 变频器的安装、布线及抗干扰一、元器件布置图一、元器件布置图设备、电气控制柜、操纵台上的元器件布置位置与安装方法应通过元器件布置图明确。元器件布置图的总体要求、设计标准与常规电气控制系统相同。在布置元器件时，应重点注意以下事项。在布置元器件时，应重点注意以下事项。 元器件布置图应标明所有元器件的具体安装部位、尺寸与要求。元器件布置图应完整、清晰地反映控制系统全部元器件的实际安装情况。图纸可以指导、规范现场生产与施工，并为今后系统的安装、调试、维修提供帮助。项目五- 任务2 变频器的安装、布线及抗干扰二、二、电气连接图电气连接图 电气接线图是用来表明电气设备之间相互连接关系的图纸，设计要求如下。电气接线图应能准确、完整、清晰地反映系统中全部元器件相互间的连接关系；能正确指导、规范现场生产与施工，并为安装、调试、维修提供帮助。为了方便施工，在必要时可以通过插头连接表等形式，直接、清晰地反映控制系统各单元之间的相互连接关系。电气接线图的元器件名称、代号等必须与原理图相符，且能够反映出各元器件的实际连接要求，如线号、线径、导线的颜色等。电气接线图要逐一标明设备上每一走线管、走线槽内的连接线(包括备用线)的数量、规格、长度；所采用的防护措施(如采用金属软管型号、规格、长度等)；所需要的标准件(如软管接头及管夹的数量、型号、规格等)、连接件(如采用插头的型号、规格)等。项目五- 任务2 变频器的安装、布线及抗干扰三、三、内部连接要求内部连接要求系统连接线的布置必须合理、规范，以减少、消除线路中的干扰，提高可靠性。连接线、电缆原则上应根据电压等级与信号的类型，采用“分层敷设等方法进行隔离；通过金属屏蔽密封。当输入输出连线无法与动力线“分层敷设时，应尽可能采用屏蔽电缆，并将屏蔽层接地；同时，输入信号与输出信号不宜布置在同一电缆内，应采用单独的连接电缆。不同电压、不同类型的信号线或动力线与信号线，应尽量避免在同一接线端子排、同一插接件上连接；在无法避免时，应通过备用端子、备用引脚将其隔离，以防止连接线间的短路并减小线路间的相互干扰。用于系统模拟量输入输出、脉冲输入输出的连接线必须采用“双绞屏蔽线，在有条件的场合，最好使用“双绞双屏蔽的电缆进行连接。采用隔离变压器时，隔离变压器到变频器与交流伺服驱动器之间的连线应尽可能地短，以减小线路中的干扰。变频器与交流伺服驱动器的电源连接线应有足够的线径，以减小线路的压降；电源进线应进行绞接处理，防止高频干扰。信号电缆是容易受到干扰的部位，应保证它与动力线的距离在3050mm以上。系统的接地系统必须完整、规范、合理，连接线应有足够的线径，设备的各控制部分应采用独立的接地方式，不能使用公共地线。控制系统使用的屏蔽线，应通过标准电缆夹等器件，将屏蔽层进行良好的接地。项目五- 任务2 变频器的安装、布线及抗干扰四、四、外部连接要求外部连接要求变频电机、伺服电机的电枢连接线，应尽可能采用屏蔽电缆进行连接，以减小其对其他设备的干扰。控制系统的电气柜与设备间的连线应有良好的防护措施，应用接地良好的金属软管、屏蔽电缆、金属走线槽等进行外部防护，使之既有机械强度、损伤防护措施又有良好屏蔽作用。电气柜与设备间的连接电缆、走线管、走线槽等必须使用安装螺钉、软管接头、管夹等部件进行良好的固定。系统电气柜与设备间的连接应考虑到运输、拆卸等的需要，对于设备中的独立附件，应通过安装插接件、分线盒等措施，保证这些独立附件与主机间分离的需要。项目五- 任务2 变频器的安装、布线及抗干扰1、变频器与电源和电动机连接时要注意哪些事项？2、变频器的干扰途径有哪些？项目五- 任务2 变频器的安装、布线及抗干扰