中心議題：

• 變頻器的安裝設計基本要求
• 防塵控製櫃的安裝要求

解決方案：

• 控製櫃的風道要設計合理
• 給微機控製板輸入電源加裝EMI濾波器、共模電感、高頻磁環等
• 對模擬傳感器檢測輸入和模擬控製信號進行電氣屏蔽和隔離

在變頻器實際應用中，由於國內客戶除少數有專用機房外
，大多為了降低成本
，將變頻器直接安裝於工業現場。工作現場一般是灰塵大、溫度高，在南方還有濕度大的問題。對於線纜行業還有金屬粉塵

，在陶瓷
、印染等行業還有腐蝕性氣體和粉塵，在煤礦等場合
，還有防爆的要求等等。因此必須根據現場情況做出相應的對策。

變頻器的安裝設計基本要求

(1)變頻器應該安裝在控製櫃內部。
(2)變頻器最好安裝在控製櫃內的中部;變頻器要垂直安裝
，正上方和正下方要避免安裝可能阻擋排風
、進風的大元件。
(3)變頻器上
、下部邊緣距離控製櫃頂部、底部、或者隔板、或者必須安裝的大元件等的最小間距，應該大於300mm。
櫃內安裝變頻器的基本要求
(4)ruguoteshuyonghuzaishiyongzhongxuyaoqudiaojianpan，zebianpinqimianbandejianpankong
，yidingyaoyongjiaodaiyangemifenghuozhecaiyongjiamianbantihuan
，fangzhifenchendaliangjinrubianpinqineibu。
(5)對變頻器要進行定期維護，及時清理內部的粉塵等。
(6)其它的基本安裝
、使用要求必須遵守用戶手冊上的有關說明;如有疑問請及時聯係相應廠家技術支持人員。

防塵控製櫃的設計要求

在多粉塵場所，特別是多金屬粉塵、絮狀物的場所使用變頻器時，采取正確
、合(he)理(li)的(de)防(fang)護(hu)措(cuo)施(shi)是(shi)十(shi)分(fen)必(bi)要(yao)的(de)，防(fang)塵(chen)措(cuo)施(shi)得(de)當(dang)對(dui)保(bao)證(zheng)變(bian)頻(pin)器(qi)正(zheng)常(chang)工(gong)作(zuo)非(fei)常(chang)重(zhong)要(yao)。總(zong)體(ti)要(yao)求(qiu)控(kong)製(zhi)櫃(gui)整(zheng)體(ti)應(ying)該(gai)密(mi)封(feng)，應(ying)該(gai)通(tong)過(guo)專(zhuan)門(men)設(she)計(ji)的(de)進(jin)風(feng)口(kou)
、出風口進行通風;控製櫃頂部應該有防護網和防護頂蓋出風口;控製櫃底部應該有底板和進風口、進線孔
，並且安裝防塵網。

(1)控製櫃的風道要設計合理，排風通暢，避免在櫃內形成渦流，在固定的位置形成灰塵堆積。
(2)控製櫃頂部出風口上麵要安裝防護頂蓋
，防止雜物直接落入；防護頂蓋高度要合理，不影響排風。防護頂蓋的側麵出風口要安裝防護網，防止絮狀雜物直接落入。
(3)如果采用控製櫃頂部側麵排風方式，出風口必須安裝防護網。
(4)一yi定ding要yao確que保bao控kong製zhi櫃gui頂ding部bu的de軸zhou流liu風feng機ji旋xuan轉zhuan方fang向xiang正zheng確que，向xiang外wai抽chou風feng。如ru果guo風feng機ji安an裝zhuang在zai控kong製zhi櫃gui頂ding部bu的de外wai部bu，必bi須xu確que保bao防fang護hu頂ding蓋gai與yu風feng機ji之zhi間jian有you足zu夠gou的de高gao度du；ruguofengjianzhuangzaikongzhiguidingbudeneibu
，anzhuangsuoxuluodingbixucaiyongzhinidanjian，fangzhifengjituoluozaochengguineiyuanjianheshebeidesunhuai。jianyizaifengjiheguitizhijianjiazhuangsuliaohuozhexiangjiaojianzhendianquan，keyidadajianxiaofengjizhendongzaochengdezaoyin。
(5)控製櫃的前、後門和其他接縫處
，要采用密封墊片或者密封膠進行一定的密封處理，防止粉塵進入。
(6)控製櫃底部
、側板的所有進風口、進線孔，一定要安裝防塵網。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。防塵網的網格要小，能夠有效阻擋細小絮狀物(與一般家用防蚊蠅紗窗的網格相仿);或者根據具體情況確定合適的網格尺寸。防塵網四周與控製櫃的結合處要處理嚴密。
(7)對控製櫃一定要進行定期維護，及時清理內部、外部的粉塵、絮毛等雜物。維護周期可根據具體情況而定，但應該小於2～3個月;對於粉塵嚴重的場所，建議維護周期在1個月左右。

防塵控製櫃的安裝要求

防潮濕黴變的控製櫃的設計要求

多數變頻器廠家內部的印製板、jinshujiegoujianjunweijinxingfangchaoshimeibiandeteshuchuli
，ruguobianpinqichangqichuyuzhezhongzhuangtai，jinshujiegoujianrongyichanshengxiushi，duiyudaodiantongpaizaigaowenyunxingqingkuangxia
，gengjiajulexiushideguocheng。duiyuweijikongzhibanhequdongdianyuanbanshangdexixiaotongzhidaoxian，youyuxiushijiangzaochengsunhuai，yinci，duiyuyingyongyuchaoshihehehanyoufushixingqitidechanghe，bixuduiyushiyongbianpinqideneibushejiyoujibenyaoqiu
，liruyinshuadianlubanbixucaiyongsanfangqipentuchuli，duiyujiegoujianbixucaiyongduniegedengchuligongyi。chucizhiwai
，haixuyaocaiquqitajiji、有效
、合理的防潮濕、防腐蝕氣體的措施。

(1)控製櫃可以安裝在單獨的、mibidecaiyongkongtiaodejifang，cifangfashiyongkongzhishebeijiaoduo，jianlijifangdechengbendiyuguitidandumibichulidechanghe
，cishikongzhiguikeyicaiyongrushangfangchenhuozheyibanhuanjingshejijike。
(2)caiyongdulijinfengkou。dandudejinfengkoukeyishezaikongzhiguidedibu，tongguodulimibidigouyuwaibuganjinghuanjinglianjie，cifangfaxuyaozaijinfengkouchuanzhuangyigefangchenwang，ruguodigouchaoguo5m以上時，可以考慮加裝鼓風機。
(3)密閉控製櫃內可以加裝吸濕的幹燥劑或者吸附毒性氣體的活性材料，並近期更換。
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幹擾問題

變頻器對微機控製板的幹擾

在注塑機、電梯等的控製係統中
，多采用微機或者PLC進(jin)行(xing)控(kong)製(zhi)，在(zai)係(xi)統(tong)設(she)計(ji)或(huo)者(zhe)改(gai)造(zao)過(guo)程(cheng)中(zhong)，一(yi)定(ding)要(yao)注(zhu)意(yi)變(bian)頻(pin)器(qi)對(dui)微(wei)機(ji)控(kong)製(zhi)板(ban)的(de)幹(gan)擾(rao)問(wen)題(ti)。由(you)於(yu)用(yong)戶(hu)自(zi)己(ji)設(she)計(ji)的(de)微(wei)機(ji)控(kong)製(zhi)板(ban)一(yi)般(ban)工(gong)藝(yi)水(shui)平(ping)差(cha)，不(bu)符(fu)合(he)EMC國際標準，在采用變頻器後，產生的傳導和輻射幹擾，往往導致控製係統工作異常
，因此需要采取必要措施。

(1)良(liang)好(hao)的(de)接(jie)地(di)。電(dian)機(ji)等(deng)強(qiang)電(dian)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)的(de)接(jie)地(di)線(xian)必(bi)須(xu)通(tong)過(guo)接(jie)地(di)彙(hui)流(liu)排(pai)可(ke)靠(kao)接(jie)地(di)
，微(wei)機(ji)控(kong)製(zhi)板(ban)的(de)屏(ping)蔽(bi)地(di)
，最(zui)好(hao)單(dan)獨(du)接(jie)地(di)。對(dui)於(yu)某(mou)些(xie)幹(gan)擾(rao)嚴(yan)重(zhong)的(de)場(chang)合(he)
，建(jian)議(yi)將(jiang)傳(chuan)感(gan)器(qi)、I/O接口屏蔽層與控製板的控製地相連[3]。

(2)給微機控製板輸入電源加裝EMI濾波器、共模電感
、高頻磁環等
，成本低。可以有效抑製傳導幹擾。另外在輻射幹擾嚴重的場合

，如周圍存在GSM
、或者小靈通機站時，可以對微機控製板添加金屬網狀屏蔽罩進行屏蔽處理。

微機控製板的電源抗幹擾措施

(3)給變頻器輸入加裝EMI濾波器，可以有效抑製變頻器對電網的傳導幹擾，加裝輸入交流和直流電抗器L1、L2，可以提高功率因數，減小諧波汙染，綜合效果好。在某些電機與變頻器之間距離超過100m的場合，需要在變頻器側添加交流輸出電抗器L3
，解決因為輸出導線對地分布參數造成的漏電流保護和減少對外部的輻射幹擾。一個行之有效的方法就是采用鋼管穿線或者屏蔽電纜的方法，並將鋼管外殼或者電纜屏蔽層與大地可靠連接。請注意，在不添加交流輸出電抗器L3shi
，ruguocaiyonggangguanchuanxianhuozhepingbidianlandefangfa
，zengdaleshuchuduididefenbudianrong
，rongyichuxianguoliu。dangranzaishijizhongyibanzhicaiquqizhongdeyizhonghuozhejizhongfangfa。

減小變頻器對外部控製設備的幹擾措施

(4)對dui模mo擬ni傳chuan感gan器qi檢jian測ce輸shu入ru和he模mo擬ni控kong製zhi信xin號hao進jin行xing電dian氣qi屏ping蔽bi和he隔ge離li。在zai變bian頻pin器qi組zu成cheng的de控kong製zhi係xi統tong設she計ji過guo程cheng中zhong
，建jian議yi盡jin量liang不bu要yao采cai用yong模mo擬ni控kong製zhi
，特te別bie是shi控kong製zhi距ju離li大da於yu1M
，跨控製櫃安裝的情況下。因為變頻器一般都有多段速設定

、kaiguanpinlvliangshurushuchu
，keyimanzuyaoqiu。ruguofeiyaoyongmoniliangkongzhishi，jianyiyidingcaiyongpingbidianlan

，bingzaichuanganqicehuozhebianpinqiceshixianyuanduanyidianjiedi。ruguoganraorengjiuyanzhong
，xuyaoshixianDC/DC隔離措施。可以采用標準的DC/DC模塊，或者采用V/F轉換，光藕隔離再采用頻率設定輸入的方法。

變頻器本身抗幹擾問題

當變頻器的供電係統附近，存在高頻衝擊負載如電焊機、電鍍電源、電解電源或者采用滑環供電的場合，變頻器本身容易因為幹擾而出現保護。建議用戶采用如下措施：

(1)在變頻器輸入側添加電感和電容

，構成LC濾波網絡。
(2)變頻器的電源線直接從變壓器側供電。
(3)在條件許可的情況下
，可以采用單獨的變壓器。
(4)在(zai)采(cai)用(yong)外(wai)部(bu)開(kai)關(guan)量(liang)控(kong)製(zhi)端(duan)子(zi)控(kong)製(zhi)時(shi)
，連(lian)接(jie)線(xian)路(lu)較(jiao)長(chang)時(shi)，建(jian)議(yi)采(cai)用(yong)屏(ping)蔽(bi)電(dian)纜(lan)。當(dang)控(kong)製(zhi)線(xian)路(lu)與(yu)主(zhu)回(hui)路(lu)電(dian)源(yuan)均(jun)在(zai)地(di)溝(gou)中(zhong)埋(mai)設(she)時(shi)，除(chu)控(kong)製(zhi)線(xian)必(bi)須(xu)采(cai)用(yong)屏(ping)蔽(bi)電(dian)纜(lan)外(wai)，主(zhu)電(dian)路(lu)線(xian)路(lu)必(bi)須(xu)采(cai)用(yong)鋼(gang)管(guan)屏(ping)蔽(bi)穿(chuan)線(xian)，減(jian)小(xiao)彼(bi)此(ci)幹(gan)擾(rao)，防(fang)止(zhi)變(bian)頻(pin)器(qi)的(de)誤(wu)動(dong)作(zuo)。
(5)在采用外部模擬量控製端子控製時，如果連接線路在1M以內
，采用屏蔽電纜連接，並實施變頻器側一點接地即可;如果線路較長，現場幹擾嚴重的場合，建議在變頻器側加裝DC/DC隔離模塊或者采用經過V/F轉換，采用頻率指令給定模式進行控製。
(6)在采用外部通信控製端子控製時，建議采用屏蔽雙絞線，並將變頻器側的屏蔽層接地(PE)，如果幹擾非常嚴重，建議將屏蔽層接控製電源地(GND)。對於RS232通信方式，注意控製線路盡量不要超過15m
，如果要加長，必須隨之降低通信波特率，在100m左右時，能夠正常通信的波特率小於600bps。對於RS485通tong信xin，還hai必bi須xu考kao慮lv終zhong端duan匹pi配pei電dian阻zu等deng。對dui於yu采cai用yong現xian場chang總zong線xian的de高gao速su控kong製zhi係xi統tong，通tong信xin電dian纜lan必bi須xu采cai用yong專zhuan用yong電dian纜lan，並bing采cai用yong多duo點dian接jie地di的de方fang式shi，才cai能neng夠gou提ti高gao可ke靠kao性xing。

電網質量問題

在高頻衝擊負載如電焊機、電鍍電源、電解電源等場合

，電壓經常出現閃變;在(zai)一(yi)個(ge)車(che)間(jian)中(zhong)
，有(you)幾(ji)百(bai)台(tai)變(bian)頻(pin)器(qi)等(deng)容(rong)性(xing)整(zheng)流(liu)負(fu)載(zai)在(zai)工(gong)作(zuo)時(shi)，電(dian)網(wang)的(de)諧(xie)波(bo)非(fei)常(chang)大(da)，對(dui)於(yu)電(dian)網(wang)質(zhi)量(liang)有(you)很(hen)嚴(yan)重(zhong)的(de)汙(wu)染(ran)，對(dui)設(she)備(bei)本(ben)身(shen)也(ye)有(you)相(xiang)當(dang)的(de)破(po)壞(huai)作(zuo)用(yong)，輕(qing)則(ze)不(bu)能(neng)夠(gou)連(lian)續(xu)正(zheng)常(chang)運(yun)行(xing)，重(zhong)則(ze)造(zao)成(cheng)設(she)備(bei)輸(shu)入(ru)回(hui)路(lu)的(de)損(sun)壞(huai)。可(ke)以(yi)采(cai)取(qu)以(yi)下(xia)的(de)措(cuo)施(shi)：

集中整流的直流共母線供電方式


(1)在高頻衝擊負載如電焊機、電鍍電源

、電解電源等場合建議用戶增加無功靜補裝置，提高電網功率因數和質量。
(2)在變頻器比較集中的車間
，建議采用集中整流
，直流共母線供電方式。建議用戶采用12脈衝整流模式。優點是，諧波小、節能
，特別適用於頻繁起製動、電動運行與發電運行同時進行的場合。
(3)變頻器輸入側加裝無源LC濾波器
，減小輸入諧波

，提高功率因數，成本較低
，可靠性高，效果好。
(4)變頻器輸入側加裝有源PFC裝置，效果最好
，但成本較高。

電機的漏電、軸電壓與軸承電流問題

變頻器驅動感應電機的電機模型，Csf為定子與機殼之間的等效電容
，Csr為定子與轉子之間的等效電容，Crf為轉子與機殼之間的等效電容，Rb為軸承對軸的電阻;Cb和Zb為軸承油膜的電容和非線性阻抗。
高頻PWM脈衝輸入下，電機內分布電容的電壓耦合作用構成係統共模回路，從而引起對地漏電流、軸電壓與軸承電流問題。

變頻器驅動感應電機的電機模型

漏電流主要是PWM三相供電電壓極其瞬時不平衡電壓與大地之間通過Csf產生。其大小與PWM的dv/dt大(da)小(xiao)與(yu)開(kai)關(guan)頻(pin)率(lv)大(da)小(xiao)有(you)關(guan)，其(qi)直(zhi)接(jie)結(jie)果(guo)將(jiang)導(dao)致(zhi)帶(dai)有(you)漏(lou)電(dian)保(bao)護(hu)裝(zhuang)置(zhi)動(dong)作(zuo)。另(ling)外(wai)，對(dui)於(yu)舊(jiu)式(shi)電(dian)機(ji)，由(you)於(yu)其(qi)絕(jue)緣(yuan)材(cai)料(liao)差(cha)
，又(you)經(jing)過(guo)長(chang)期(qi)運(yun)行(xing)老(lao)化(hua)，有(you)些(xie)在(zai)經(jing)過(guo)變(bian)頻(pin)改(gai)造(zao)後(hou)造(zao)成(cheng)絕(jue)緣(yuan)損(sun)壞(huai)。因(yin)此(ci)
，建(jian)議(yi)在(zai)改(gai)造(zao)前(qian)
，必(bi)須(xu)進(jin)行(xing)絕(jue)緣(yuan)的(de)測(ce)試(shi)。對(dui)於(yu)新(xin)的(de)變(bian)頻(pin)電(dian)機(ji)的(de)絕(jue)緣(yuan)

，要(yao)求(qiu)要(yao)比(bi)標(biao)準(zhun)電(dian)機(ji)高(gao)出(chu)一(yi)個(ge)等(deng)級(ji)。

軸承電流主要以三種方式存在：dv/dt電流、EDM(ElectricDischargeMachining)電流和環路電流。軸電壓的大小不僅與電機內各部分耦合電容參數有關，且與脈衝電壓上升時間和幅值有關。dv/dt電流主要與PWM的上升時間tr有關
，tr越小
，dv/dt電流的幅值越大;逆變器載波頻率越高，軸承電流中的dv/dt電流成分越多。EDM電流出現存在一定的偶然性，隻有當軸承潤滑油層被擊穿或者軸承內部發生接觸時
，存儲在電子轉子對地電容Crf上的電荷(1/2Crf×Urf)通過軸承等效回路Rb、Cb和Zb對dui地di進jin行xing火huo花hua式shi放fang電dian，造zao成cheng軸zhou承cheng光guang潔jie度du下xia降jiang，降jiang低di使shi用yong壽shou命ming，嚴yan重zhong地di造zao成cheng直zhi接jie損sun壞huai。損sun壞huai程cheng度du主zhu要yao取qu決jue於yu軸zhou電dian壓ya和he存cun儲chu在zai電dian子zi轉zhuan子zi對dui地di電dian容rongCrf的大小。

環路電流發生在電網變壓器地線、變頻器地線、電機地線及電機負載與大地地線之間的回路(如水泵類負載)中zhong。環huan路lu電dian流liu主zhu要yao造zao成cheng傳chuan導dao幹gan擾rao和he地di線xian幹gan擾rao，對dui變bian頻pin器qi和he電dian機ji影ying響xiang不bu大da。避bi免mian或huo者zhe減jian小xiao環huan流liu的de方fang法fa就jiu是shi盡jin可ke能neng減jian小xiao地di線xian回hui路lu的de阻zu抗kang。由you於yu變bian頻pin器qi接jie地di線xian(PE變頻器)一般與電機接地線(PE電機1)連(lian)接(jie)在(zai)一(yi)個(ge)點(dian)，因(yin)此(ci)
，必(bi)須(xu)盡(jin)可(ke)能(neng)加(jia)粗(cu)電(dian)機(ji)接(jie)地(di)電(dian)纜(lan)線(xian)徑(jing)，減(jian)小(xiao)兩(liang)者(zhe)之(zhi)間(jian)的(de)電(dian)阻(zu)，同(tong)時(shi)變(bian)頻(pin)器(qi)與(yu)電(dian)源(yuan)之(zhi)間(jian)的(de)地(di)線(xian)采(cai)用(yong)地(di)線(xian)銅(tong)母(mu)排(pai)或(huo)者(zhe)專(zhuan)用(yong)接(jie)地(di)電(dian)纜(lan)
，保(bao)證(zheng)良(liang)好(hao)接(jie)地(di)。對(dui)於(yu)潛(qian)水(shui)深(shen)井(jing)泵(beng)這(zhe)樣(yang)的(de)負(fu)載(zai)，接(jie)地(di)阻(zu)抗(kang)ZE電機2可能小於ZE變壓器與ZE變頻器之和，容易形成地環流，建議斷開ZE變頻器，抗幹擾效果好。

在變頻器輸出端串由電感
、RC組成的正弦波濾波器是抑製軸電壓與軸承電流的有效途徑。目前有多家廠家可提供標準濾波器。

本文從變頻器實際應用係統中出現的問題出發
，從應用環境
、電磁兼容、電網質量
、電機絕緣等方麵，有針對性地提出了一些解決問題的方法及改進的建議，對於變頻器在實際工程中的應用有一定的參考價值。