變頻控制柜設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

　　1．變頻控制柜控制柜設(shè)計(jì)前的要求

　　變頻控制柜控制柜設(shè)計(jì)安裝前，設(shè)計(jì)者不僅要考慮變頻控制柜控制柜的正常工作條件，還要考慮可能發(fā)生的故障條件以及隨之引起的故障、可預(yù)見(jiàn)的誤用以及諸如溫度、海拔、污染、濕度、電網(wǎng)電源的過(guò)電壓和通信線路的過(guò)電壓等外界影響。一定要了解控制柜的配制、工作方式、工作環(huán)境、控制方式、以及客戶要求等。

　　（1）電機(jī)具體參數(shù)

　?。?）電機(jī)的負(fù)載特性類型：如a.恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載、b.平方轉(zhuǎn)矩負(fù)載、c.恒功率負(fù)載等。

　　（3）電機(jī)啟動(dòng)方式：如a.三角形啟動(dòng)、b.星形啟動(dòng)、c.降壓?jiǎn)?dòng)、d.軟啟動(dòng)

　?。?）工作環(huán)境。如現(xiàn)場(chǎng)的溫度、防護(hù)等級(jí)、電磁輻射等級(jí)、防爆等級(jí)、配電具體參數(shù)。

　　（5）控制柜安裝位置，要合理的考慮變頻控制柜控制柜到電機(jī)的距離。

　　（6）控制柜拖動(dòng)電機(jī)的數(shù)量

　?。?）工頻與節(jié)電切換方式：一般為?-Y啟動(dòng)與變頻控制柜工作互為備用切換保護(hù)。

　?。?）控制柜的外圍器件的選用。

　?。?）控制柜的控制方式：如手動(dòng)/自動(dòng)、本地/遠(yuǎn)程、控制信號(hào)的量程、是否通訊組網(wǎng)。

　?。?0）控制柜的隔離：如強(qiáng)電回路與弱電回路的隔離；采集信號(hào)與控制信號(hào)的隔離。

　?。?1）工作場(chǎng)合的供電質(zhì)量：如防雷，浪涌，電磁輻射。

　　2.變頻控制柜控制柜布局和器件配置

　　下圖1-1便是變頻控制柜控制柜的基本布局要求:

　　圖1-1變頻控制柜控制柜的基本布局

　　變頻控制柜控制柜分為壁掛式和落地式兩種，變頻控制柜控制柜主要器件的配置與選用介紹如下：

　?。?）FU-熔斷絲:一般都需要添加，不要為了節(jié)省成本而省去。選擇為2.5～4倍額定變頻控制柜電流。注意熔斷絲的選擇要選快熔類。

　?。?）QA-斷路器:斷路器主要用于電源回路的開(kāi)閉，且在出現(xiàn)過(guò)流或短路事故時(shí)自動(dòng)斷開(kāi)電源。斷路器的容量為變頻控制柜額定電流的1.5-2倍，斷路器的時(shí)間特性要充分考慮變頻控制柜過(guò)載保護(hù)的時(shí)間特性。

　?。?）KM-接觸器:接觸器主要用于在工頻電網(wǎng)和變頻控制柜之間的切換，保證變頻控制柜的輸出端。

　?。?）DK-電抗器:選擇合適的電抗器與變頻控制柜柜配套使用,既可以抑制諧波電流,降低變頻控制柜系統(tǒng)所產(chǎn)生的諧波總量,提高變頻控制柜的功率因數(shù),又可以抑制來(lái)自電網(wǎng)的浪涌電流對(duì)變頻控制柜的沖擊,保護(hù)變頻控制柜、降低電動(dòng)機(jī)噪聲。保證變頻控制柜和電機(jī)的可靠運(yùn)行。

　　（5）EMI-濾波器:濾波器的作用是為了抑制從導(dǎo)線及金屬管線上傳導(dǎo)無(wú)線信號(hào)到設(shè)備中去，將來(lái)自變頻控制柜的高次諧波分量與電源系統(tǒng)的阻抗分離，或者抑制干擾信號(hào)從干擾源設(shè)備通過(guò)電源線傳導(dǎo)到外邊去。

　?。?）另外還包括控制器、電壓表、電流表、互感器、信號(hào)變送器、直流電源的選用。

　　3.變頻控制柜控制柜布局的注意事項(xiàng)

　?。?）確保控制柜中的所有設(shè)備接地良好，使用短和粗的接地線連接到公共接地點(diǎn)或接地母排上。連接到變頻控制柜的任何控制設(shè)備(比如一臺(tái)PLC)要與其共地，同樣也要使用短和粗的導(dǎo)線接地。最好采用扁平導(dǎo)體(例如金屬網(wǎng))，因其在高頻時(shí)阻抗較低。如下圖1-2所示：

　　圖1-2良好接地

　　（2）控制柜低壓?jiǎn)卧?，繼電器，接觸器使用熔斷器加以保護(hù)；當(dāng)變頻控制柜到電機(jī)的連線超過(guò)100m時(shí)，當(dāng)變頻控制柜供電源容量大于600KW/A或供電電源容量大于變頻控制柜容量的10倍時(shí)，建議加進(jìn)輸入輸出電抗器。

　?。?）確保控制柜中的接觸器有滅弧功能，交流接觸器采用R-C抑制器，直流接觸器采用“飛輪”二極管，裝入繞組中。

　?。?）如果設(shè)備運(yùn)行在一個(gè)對(duì)噪聲敏感的環(huán)境中，可以采用EMC濾波器減小輻射干擾。同時(shí)為了達(dá)到最優(yōu)的效果，確保濾波器與安裝板之間應(yīng)有良好的接觸。

　　（5）電機(jī)電纜應(yīng)與其它控制電纜分開(kāi)走線，其最小距離為500mm。同時(shí)應(yīng)避免電機(jī)電纜與控制電纜長(zhǎng)距離平行走線。如果控制電纜和電源電纜交叉，應(yīng)盡可能使它們按90度角交叉。同時(shí)必須用合適的夾子將電機(jī)電纜和控制電纜的屏蔽層固定到安裝板上。

　?。?）為了有效的抑制電磁波的輻射和傳導(dǎo)，變頻控制柜的電機(jī)電纜必須采用屏蔽電纜，屏蔽層的電導(dǎo)必須至少為每相導(dǎo)線芯的電導(dǎo)的1/10。

　?。?）控制柜應(yīng)分別設(shè)置零線排組及保護(hù)地線排組（PE）。接地排組和PE導(dǎo)電排必須接到橫梁上(銅排到銅排聯(lián)接)。它們必須在電纜壓蓋處正對(duì)的附近位置。接地排組額外還要通過(guò)另外的電纜與保護(hù)電路(接地電排)連接。屏蔽總線用于確保各個(gè)電纜的屏蔽連接可靠，它通過(guò)一個(gè)橫梁實(shí)現(xiàn)大面積的金屬到金屬聯(lián)接。如圖1-3所示：

　　圖1-3零線排組與保護(hù)接地排組

　?。?）不能將裝有顯示器的操作面板安裝在靠近電纜和帶有線圈的設(shè)備旁邊，例如電源電纜，接觸器，繼電器，螺線管閥，變壓器等等，因?yàn)樗鼈兛梢援a(chǎn)生很強(qiáng)的磁場(chǎng)，影響儀器儀表的測(cè)量精度。

　?。?）功率部件(變壓器，驅(qū)動(dòng)部件，負(fù)載功率電源等等)與控制部件(繼電器控制部分，可編程控制器)必須要分開(kāi)安裝。但是并不適用于功率部件與控制部件設(shè)計(jì)為一體的產(chǎn)品，變頻控制柜和濾波器的金屬外殼，都應(yīng)該與電柜連接，以減少高頻瞬間電流的沖擊。（10）設(shè)計(jì)控制柜體時(shí)要注意EMC的區(qū)域原則，把不同的設(shè)備規(guī)劃在不同的區(qū)域中。每個(gè)區(qū)域?qū)υ肼暤陌l(fā)射和抗干擾度有不同的要求。區(qū)域在空間上最好用金屬殼或在柜體內(nèi)用接地隔離板隔離。并且考慮發(fā)熱量，控制柜的風(fēng)道要設(shè)計(jì)合理，排風(fēng)通暢，避免在柜內(nèi)形成渦流，在固定的位置形成灰塵堆積。風(fēng)扇一般安裝在靠近出風(fēng)口處，進(jìn)風(fēng)風(fēng)扇安裝在下部，出風(fēng)風(fēng)扇安裝在柜體的上部。

　?。?2）變頻控制柜安裝的基本要求

　　①變頻控制柜最好安裝在控制柜內(nèi)的中部，變頻控制柜要垂直安裝，正上方和正下方要避免可能阻擋排風(fēng)、進(jìn)風(fēng)的大器件。

　?、谧冾l控制柜上、下部邊緣距離，控制柜頂部、底部距離，或者隔板和必須安裝的大器件的最小間距，都應(yīng)該大于150mm。

　　③如果特殊用戶在使用中需要取掉鍵盤，則變頻控制柜面板的鍵盤孔，一定要用膠帶嚴(yán)格密封或者采用假面板替換，防止粉塵大量進(jìn)入變頻控制柜內(nèi)部。

　　變頻控制柜控制柜安裝

　　4．變頻控制柜控制柜器件的安裝

　　（1）控制柜內(nèi)所有器件應(yīng)按照國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和用戶要求進(jìn)行安裝。組裝前首先看清楚圖紙及技術(shù)要求，必須按照?qǐng)D紙安裝。

　?。?）認(rèn)真整理安裝圖紙中發(fā)現(xiàn)的疑難問(wèn)題，如平面圖與系統(tǒng)圖不符、管徑與導(dǎo)線截面不符、管線途徑不明等在參加圖紙會(huì)審時(shí)及時(shí)向設(shè)計(jì)部門提出，力求將圖中問(wèn)題解決在安裝以前。

　?。?）檢查變頻控制柜型號(hào)、元器件型號(hào)、規(guī)格、數(shù)量等與圖紙是否相符；檢查變頻控制柜、控制器等元器件有無(wú)損壞。

　　（4）元器件組裝順序應(yīng)從板前視，由左至右，由上至下。

　?。?）組裝所用緊固件及金屬零部件均應(yīng)有防護(hù)層，對(duì)螺釘過(guò)孔、邊緣及表面的毛刺、尖鋒應(yīng)打磨平整后再涂敷導(dǎo)電膏。

　?。?）主回路上面的元器件，如濾波器、電抗器、互感器、變頻控制柜需要接地，注意斷路器不需要接地。

　?。?）對(duì)于發(fā)熱元件(例如管形電阻、散熱片等)的安裝應(yīng)考慮其散熱情況和安裝距離應(yīng)符合規(guī)定。額定功率為75W及以上的管形電阻器應(yīng)橫裝，不得垂直地面豎向安裝，正確地的安裝方法如圖1-4所示。

　?。?）所有電器元件及附件，均應(yīng)固定安裝在支架或底板上，不得懸吊在電器及連線上。

　?。?）安裝因振動(dòng)易損壞的元件時(shí)，應(yīng)在元件和安裝板之間加裝橡膠墊減震。

　　（10）接線面每個(gè)元件的附近有標(biāo)牌，標(biāo)注應(yīng)與圖紙相符。除元件本身附有供填寫的標(biāo)識(shí)牌外，標(biāo)識(shí)牌不得固定在元件本體上。

　?、俳泳€端子和進(jìn)出的電纜、電線每回路應(yīng)有標(biāo)志，標(biāo)號(hào)應(yīng)完整、清晰、牢固，標(biāo)號(hào)粘貼位置應(yīng)明確、醒目。如圖1-5所示：

　　圖1-5標(biāo)號(hào)完整、清晰、牢固

　?、诎惭b于面板、門板上的元件、其標(biāo)號(hào)應(yīng)粘貼于面板及門板背面元件下方，如下方無(wú)位置時(shí)可貼于左方，但粘貼位置盡可能一致。

　　（11）器件保護(hù)接地連續(xù)性

　　圖1-6器件保護(hù)接地連續(xù)性

　　保護(hù)接地連續(xù)性利用有效接線來(lái)保證，如圖1-6所示。柜內(nèi)任意兩個(gè)金屬部件通過(guò)螺釘連接時(shí)如有絕緣層均應(yīng)采用相應(yīng)規(guī)格的接地墊圈，而且要注意將墊圈齒面接觸零部件表面，或者破壞絕緣層。門上的接地處要加“抓墊”或“菊花墊“，防止因?yàn)橛推岬膯?wèn)題而接觸不好，而且連接線要盡量短。

　　5．變頻控制柜控制柜一次回路布線

　?。?）變頻控制柜控制柜一次回路配線大多采用絕緣導(dǎo)線，如圖1-7所示；對(duì)于一些大功率大電流變頻控制柜控制柜應(yīng)盡量選用矩形銅母線。

　　（2）匯流母線應(yīng)按設(shè)計(jì)要求選取，主進(jìn)線柜和聯(lián)絡(luò)柜母線按匯流選取，分支母線的選擇應(yīng)以自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)的脫扣器額定工作電流為準(zhǔn)，如自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)不帶脫扣器，則以其開(kāi)關(guān)的額定電流值為準(zhǔn)。對(duì)自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)以下有數(shù)個(gè)分支回路的，如分支回路也裝有自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)，

　　仍按上述原則選擇分支母線截面。如沒(méi)有自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)，比如只有刀開(kāi)關(guān)、熔斷器、低壓電流互感器等則以低壓電流互感器的一側(cè)額定電流值選取分支母線截面。如果這些都沒(méi)有，還可按接觸器額定電流選取，如接觸器也沒(méi)有，最后才是按熔斷器熔芯額定電流值選取。

　?。?）導(dǎo)線載流量選擇需查詢有關(guān)文檔，聚氯乙烯絕緣導(dǎo)線在線槽中，或?qū)Ь€成束狀走行時(shí)，或防護(hù)等級(jí)較高時(shí)應(yīng)適當(dāng)考慮余量。

　?。?）導(dǎo)線應(yīng)避開(kāi)飛弧區(qū)域。當(dāng)交流主電路穿越形成閉合磁路的金屬框架時(shí)，三相導(dǎo)線應(yīng)在同一框孔中穿過(guò)；接線不規(guī)范，必須把進(jìn)入線槽的大電纜外層都剝開(kāi)，把所有導(dǎo)線壓進(jìn)線槽。

　?。?）導(dǎo)線線槽彎處的半徑不小于線槽內(nèi)電纜最小允許彎曲半徑，導(dǎo)線最小允許彎曲半徑見(jiàn)下表1-2。電纜最小允許彎曲半徑（D：為電纜外徑）

　　序號(hào)電纜種類半徑(D)

　　1無(wú)鉛包鋼鎧護(hù)套的橡皮絕緣電力電纜10D

　　2有鋼鎧護(hù)套的橡皮絕緣電力電纜20D

　　3聚氯乙稀絕緣電力電纜10D

　　4交聯(lián)聚氯乙稀絕緣電力電纜15D

　　5多芯控制電纜10D

　?。?）導(dǎo)線連接在面板和門板上時(shí)，需要加塑料管和安裝線槽；柜體出線部分為防止鋒利的邊緣割傷絕緣層，必須加塑料護(hù)套。電纜與柜體金屬有摩擦?xí)r，需加橡膠墊圈以保護(hù)電纜，如圖1-8所示：

　　圖1-8變頻控制柜控制柜外加塑料護(hù)套

　　（8）柜體內(nèi)任意兩個(gè)金屬零部件通過(guò)螺釘連接時(shí)如有絕緣層均應(yīng)采用相應(yīng)規(guī)格的接地墊圈,并注意將墊圈齒面接觸零件表面，以保證保護(hù)電路的連續(xù)性。

　?。?）導(dǎo)線搭接螺絲應(yīng)外露2～3扣，螺孔比螺絲大1mm連接面涂電力復(fù)合脂，應(yīng)采用鍍鋅螺栓并有防松裝置，所有的螺栓受力程度應(yīng)一致。

　　6．變頻控制柜控制柜二次回路布線

　?。?）二次線的連接（包括螺栓連接、插接、焊接等）均應(yīng)牢固可靠，線束應(yīng)橫平豎直、配置堅(jiān)牢、層次分明、整齊美觀。同一控制柜的相同器件走線方式應(yīng)一致。如圖1-9所示：

　?。?）二次線截面積要求：

　?、賳喂蓪?dǎo)線不小于1.5mm2

　?、诙喙蓪?dǎo)線不小于1.0mm2

　?、廴蹼娀芈凡恍∮?.5mm2

　　④電流回路不小于2.5mm2

　?、荼Ｗo(hù)接地線不小于2.5mm2

　　（3）所有連接導(dǎo)線中間不應(yīng)有接頭；每個(gè)電器元件的接點(diǎn)最多允許接2根線；每個(gè)端子的接線點(diǎn)一般不宜接二根導(dǎo)線，特殊情況時(shí)如果必須接2根導(dǎo)線，則連接必須可靠。如下

     二次線應(yīng)遠(yuǎn)離飛弧元件，并不得防礙電器的操作；二次線不得從母線相間穿過(guò)。

　　（5）電流表與分流器的連線之間不得經(jīng)過(guò)端子，其線長(zhǎng)不得超過(guò)3米；電流表與電流互感器之間的連線必須經(jīng)過(guò)試驗(yàn)端子。

　?。?）控制用屏蔽電纜線的連接

　?、贁Q緊屏蔽線至約15mm長(zhǎng)為上；

　?、谟镁€鼻子把導(dǎo)線與屏蔽壓在一起；

　?、蹓哼^(guò)的線回折在絕緣導(dǎo)線外層上；

　?、苡脽峥s管固定導(dǎo)線連接的部分。

　　（7）控制用電纜線連接的注意事項(xiàng)

　?、倏刂朴玫碾娎|線最好使用屏蔽電纜；

　　②模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)的傳輸電纜應(yīng)該分別屏蔽和走線；

　?、勰M信號(hào)的傳輸線和低壓數(shù)字信號(hào)線應(yīng)使用雙屏蔽的雙絞線，也可以使用單屏蔽的雙絞線。

　?、苄盘?hào)線最好只從一側(cè)進(jìn)入電柜，信號(hào)電纜的屏蔽層雙端接地，在不影響操作和安裝條件下，信號(hào)電纜線應(yīng)避免過(guò)長(zhǎng)；

　?、莶灰獙?4VDC和115/230VAC信號(hào)共用同一條電纜槽。

　　7.變頻控制柜控制柜維護(hù)和檢修

　?。?）檢查變頻控制柜控制柜周圍環(huán)境，利用溫度計(jì)，濕度計(jì)，記錄儀檢查周圍溫度-10°C~+50°C，周圍濕度90%以下，而且無(wú)灰塵、無(wú)金屬粉塵及通風(fēng)良好等。

　?。?）檢查各部件各系統(tǒng)裝置是否有異常振動(dòng)和異常聲音。

　?。?）觀察元件是否有發(fā)熱的跡象，是否有損傷，連接部件是否有松脫。

　?。?）檢查端子排是否損傷，導(dǎo)體是否歪斜，導(dǎo)線外層是否破損。

　　（5）檢查電源電壓主回路電壓是否正常。對(duì)于絕緣測(cè)試，可于使用前，拆下電源和電機(jī)接線，將端子R、S、T、U、V、W、P+、N-、PB一齊短路，用DC500V級(jí)兆歐表測(cè)量它們與接地端子間的絕緣電阻，其絕緣電阻≥20M歐為正常。（注：不可隨意實(shí)施耐壓測(cè)試實(shí)驗(yàn)，它將導(dǎo)致變頻控制柜器壽命降低。）

　?。?）檢查濾波電容器是否泄漏液體，是否膨漲，用容量測(cè)定器測(cè)量靜電容應(yīng)在定額容量的85%以上；檢查繼電器和接觸器動(dòng)作時(shí)是否有“吱、吱、吱”聲音，觸點(diǎn)是否粗糙、斷裂；