变频器的使用
1、电机的规格指标参数
变频器在使用过程中带动的是电机，所以，变频器的选型可以从电机的角度来选择型号、规格。那首先，我们就必须先了解电机的各项规格指标参数。
每台电机都有它自己出厂的铭牌，从铭牌上，我们不难找到电机的各项参数。这些参数中，我们需要了解的主要参数有：电机的额定电压、额定电流、额定频率、额定转速等。
电机的额定电压：电机的额定电压一般有110V、220V、380V、690V、1140V、6kV等。
电机的额定电流：电机的额定电流根据电机的功率不同而不同。选择变频器时，变频器的额定电流应大于或等于电机的额定电流，特殊情况应将变频器功率档次放大一档。
电机的额定频率：普通电机的额定频率一般是50～60Hz，高速电机有1000～3000Hz等。CH-_100系列可满足0～600Hz电机的需要，如需更高频率，请选用CH_150系列变频器。
电机的额定转速：电机有分为2极、4极、6极、8极等，极数越高，转速越低，同功率电流也越大。我们一般用的电机的额定转速是1500rpm对应4极电机。变频器也是根据4极电机来设计的。2极对应3000rpm、6极对应960rpm、8极对应720rpm左右。
2、温度和湿度
温度对变频器的影响：变频器的使用环境温度一般适用在-10℃～ 40℃，湿度在低于90的环境工作中。环境温度若高于40℃时候，每升高1℃，变频器应降额5使用。环境温度每升10℃，则变频器寿命减半，所以周围环境温度及变频器散热的问题一定要解决好。
安装地点的环境温度与输出电流对比图
请尽量将变频器安装在远离发热源的地方。
湿度对变频器的影响：空气的相对湿度≤95，无结露。湿度太高且湿度变化较大时，变频器内部易出现结露现象，其绝缘性能就会大大降低，甚至可能引发短路事故。必要时，必须在箱中增加干燥剂和加热器。
（1）海拔高度
变频器安装在海拔高度1000m以下可以输出额定功率。海拔高度超过1000m，其输出功率会下降。具体降额的幅度如下图所示：
安装地点的海拔高度与输出电流对比图
（2）防护等级
变频器的防护等级一般都是IP20（CHV110的防护等级为IP54），若使用现场的环境超出这个防护等级，请将变频器安装在电气控制柜内或安装在其它环境比较好的地方，以保证变频器的安全正常运行。
若变频器的使用现场附近有金属屑、腐蚀性气体、水、高温物体等影响变频器正常使用的东西，请将变频器远离这些地方安装，若连接线过长（超过50米），请安装输入、输出电抗器。
附：IP防护等级的意义
IP（INTERNATIONALPROTECTION）防护等级系统是由IEC（INTERNATIONALELECTROTECHNICALCOMMISSION）所起草。将电器依其防尘防湿气之特性加以分级。这里所指的外物含工具，人的手指等均不可接触到电器内之带电部分，以免触电。IP防护等级是由两个数字所组成，第1个数字表示电器离尘、防止外物侵入的等级，即对外来固体物体的防护；第2个数字表示电器防湿气、防水侵入的密闭程度，数字越大表示其防护等级越高，也即对水的防护。
两个标示数字所表示的防护等级见下表。
2、变频器容量的选择
按4极电机计算，一般情况下，我们选择变频器的功率一般都会选择和电机的功率一样，在有些特殊情况下，我们也会选择变频器的功率大于电机的额定功率，以保证变频器带动电机能够正常运行。
并列电机和多台电机用一台v/f控制变频器同时运行时（要求起停一致），按电机额定电流总和的1.1倍以上确定变频器额定电流，选定变频器容量。
电机的起动/加速特性受到变频器额定过载电流的限制，和一般工频电源比，力矩特性值变小。需要大起动力矩时，要选大一级的变频器，或者把电机和变频器容量都提高。
下表中，简单的描述了负载特性等与性能方面的联系，阐述了变频器容量选择的要点，供大家参考。
3、传动系统对电机的要求及影响
（1）用于标准电机时
变频器驱动标准电机时，和工频电源比较，损耗将有所增加，低速耐冷却时效果变差，电机温升将增加。因此低速时应降低电机的负载力矩。电机高速运行时（60Hz以上）电动势平衡及轴承特性等改变，请及时咨询。
（2）用于特殊电机时
●变级电机：因额定电流和标准电机不同，要确认电机的最大电流后在选用变频器。级数的切换务必在电机停车后进行。
●水中电机：额定电流比标准电机大，在变频器容量选择时应注意。另外电机和变频器之间配线距离较长时，会造成电机力矩下降，要配足够粗的电缆，并需要加交流输出电抗器。
●耐压防爆电机：驱动耐压防爆电机时，电机和变频器配套后的防爆检查是必要的。变频器本身是非防爆结构，所以要放在安全地方。
●减速机电机：润滑方式和厂家不同，连续使用的速度范围也不同。特别是油润滑时，低速范围连续运转时有烧毁危险。另外超过60Hz的高速时，请和电机厂家商量。
●同步电机：起动电流和额定电流比标准电机大，用变频器时请咨询。多台控制时，数台同步电机逐步投入时有非同步现象发生。
●单相电机：单相电机不适用变频器调速，电容起动方式时，电容受到了高频电流冲击，有损坏可能，分相起动方式和反接起动方式时，内部的离心开关不会动作，会烧毁起动线圈，请尽量改用三相电机。
●振动机：振动机是在通用电机轴端加装不平衡块的电机。变频器容量选择时，全负载电流要确认，保证在变频器额定电流以内。
●动力传递机构（减速机、皮带、链条）：使用油润滑方式等传动系统时，低速运转会是润滑条件变坏。另外若超过60Hz的高速运转，会产生传动机构的噪音、寿命、离心力造成的强度问题。
4、安装及使用环境
变频器在安装时，必须避免油雾、棉纱、尘埃等有浮游物的恶劣环境，安装在清洁场所，或者安装在浮游物无法入侵的“全封闭形控制柜内。安装在控制柜里时，要考虑变频器允许环境温度，采用冷却措施并决定合适的柜尺寸。
和大容量电源变压器（600kVA以上）连接以及有切换调功电容器时，电源输入侧会有很大峰值电流，将损坏逆变器部分，因此变频器输入侧务必设置交流电抗器。这样也有改善电源侧功率因素效果。另外，同一电源上有直流机等可控硅整流器连接时，无论电源侧条件如何，都应安装交流电抗器。
变频器发生异常时保护功能失效，会停止输出，但不会急停电机。必要时，要设置紧急停止机构，如机械停止机构（抱闸等），保持机构。
不要把变频器安装在如木材等可燃性材料上。
5、频率设定
CHV100/CHE100/CHF100/CHV160/CHV110系列频率设定值最大值可达600Hz，CHV150/CHE150可达1500Hz至3000Hz，如果设定错误会有危险。请利用频率上限设定功能，设定上限频率。
工厂出厂时最大输出频率为50Hz（欧洲标准），CHV150/CHE150出厂时最大输出频率为1000Hz。
直流制动电流及动作时间设定过大，会成为电机发热原因。
电机的加减速时间由电机转矩、负载转矩和负载惯性（GD2）决定,当电压控制器起作用时,可使加减速时间增加。想缩短加速时间时，应提高电机及变频的容量；想缩短减速时间时，应增加制动功能（包括能耗制动、直流制动和能量回馈制动）。
6、注意事项
将电源接到变频器输出端子上，会损坏变频器。通电前请检查接线错误和程序。
进线侧安装接触器时，不要频繁地开闭接触器，否则容易造成变频器的故障。
即使在变频器电源切断后，内部仍有部分未放完的电。检查时要等到操作器及指示灯灭了之后再进行。
7、变频器周边器件的选择
变频器周边器件主要包括线缆、接触器、空开、电抗器、滤波器、制动电阻等。变频器周边器件的选择是否正确、合适，也直接影响着变频器的正常使用和变频器的使用寿命，所以我们在选择了变频器后，也必须正确的选择它的周边器件。下面我们就变频器周边设备选择的注意事项做简要的说明。
（1）进线断路器的设置和选择
在变频器电源侧，为保护原边配线，请设置用配线用断路器。断路器的选择取决于电源侧的功率因素（随电源电压、输出频率、负载而变化）。其动作特性受高频电流影响而变化，有必要选择大容量的。
（2）进线接触器
变频器没有进线接触器可以使用。进线接触器可进行停止操作，但这时变频器的制动功能将不能使用。
（3）电机侧接触器
变频器和电机间若设置接触器，原则上禁止在运行中切换。变频器运行中接入时，会有大冲击电流，因此变频器过电流保护动作。
为了和电网切换而设置接触器时，务必在变频器停止输出后进行切换，并合适地使用速度搜寻功能。
（4）热继电器的设置
为防止电机过热，变频器有电子热保护功能。
但一台变频器驱动多台电机及多级电机时，请在变频器和电机间设置热继电器。热继电器在50Hz设定为电机铭牌的1倍，60Hz时设定为1.1倍。
（5）功率因数的改善
改善功率因数，可在变频器进线中插入交流电抗器或在直流回路中加直流电抗器。
变频器输出侧接改善功率因数的电容滤波时，有因变频器输出的高频电流造成破损和过热的危险，另外会使变频器过电流，造成电流保护发生，请不要接电容滤波器。
（6）关于电波干扰
变频器的输出（主回路）中有高频成分，对变频器附近使用的通信器械（如AM收音机）会产生干扰。此时可以安装滤波器，减少干扰。另外，还可将变频器和电机及电源配线套上金属管接地，也是有效的。
（7）功率电缆的线径和配线距离
变频器和电机间配线距离较长时（特别是低频输出时），由于电缆压降会引起电机转矩下降；应用充分粗的电缆配线；操作器装在别处时，请使用专用的连接电缆；远程操作时，模拟量、控制线和变频器间的距离应控制在50米以内；控制信号妥善屏蔽接地。
下面我们对相关设备的选定，输入、输出、直流电抗器的选型，线材、断路器和接触器的选型，做了个简单的说明，供大家参考，见下表。
相关设备选定表
输入、输出、直流电抗器的选择（三相380V系列）
变频器输入输出连线、断路器和接触器的选型
一、电机的选择：
首先应该根据负载运动时所需要的平均功率、最高功率，折算到电机轴侧（可能有减速机、皮带轮等减速装置）选择电机的功率，同时也要考虑电机的过载能力。电机厂商可以提供电机的力矩特性曲线，不同温度下电机特性会变化。
顺便说：选型的顺序当然是先选电机再根据电机选择变频器，因为控制的最终目的不是变频器也不是电机，而是机械负载。
二、变频器的选型：
第一应该强调的是，应该根据电流选型。对于一般负载，可以根据电机的额定电流选择变频器，即变频器额定电流（即常规环境下的最大持续工作电流）大于电机额定电流即可。但是必须要考虑极限状况的出现。因此变频器还需要可以提供短时间的过载电流。
（注意：电机的电流是由机械负载决定的）
变频器有一条过载电流曲线，是一条反时限曲线，描述了过载电流和时间的关系。这就是变频器厂商经常说得过载能力可以达到150％额定电流2秒、180％额定电流2秒 云云，实际上是一条曲线。因此，只要电机的电流曲线在变频器的过载电流曲线之内，就是正确的选型。这就是为什么有时候变频器功率要大于电机功率1档或2档（比如起重应用），有时候小功率变频器仍然可以驱动大功率电机（比如输送带）的原因。
另一个必须注意的：在非正常环境下，比如高海拔、高环境温度（例如大于50度小于60度环境）、并排安装方式（有些变频器并排安装不降容，有些要降容，根据变频器设计决定）等情况下，要考虑变频器的降容。这方面的资料变频器厂商都可以提供。
结果是：变频器的额定功率可能大于电机功率，也可以小于电机功率，事实上变频器的选型也是根据机械负载决定的。
结论：变频器选型的最终依据，是变频器的电流曲线包罗机械负载的电流曲线。
变频器的使用注意事项
物理环境
1)工作温度。变频器内部是大功率的电子元件，极易受到工作温度的影响，产品一般要求为0～55℃，但为了保证工作安全、可靠，使用时应考虑留有余地，最好控制在40℃以下。在控制箱中，变频器一般应安装在箱体上部，并严格遵守产品说明书中的安装要求，绝对不允许把发热元件或易发热的元件紧靠变频器的底部安装。
2)环境温度。温度太高且温度变化较大时，变频器内部易出现结露现象，其绝缘性能就会大大降低，甚至可能引发短路事故。必要时，必须在箱中增加干燥剂和加热器。
3)腐蚀性气体。使用环境如果腐蚀性气体浓度大，不仅会腐蚀元器件的引线、印刷电路板等，而且还会加速塑料器件的老化，降低绝缘性能，在这种情况下，应把控制箱制成封闭式结构，并进行换气。
4)振动和冲击。装有变频器的控制柜受到机械振动和冲击时，会引起电气接触不良。这时除了提高控制柜的机械强度、远离振动源和冲击源外，还应使用抗震橡皮垫固定控制柜外和内电磁开关之类产生振动的元器件。设备运行一段时间后，应对其进行检查和维护。
电气环境
1)防止电磁波干扰。变频器在工作中由于整流和变频，周围产生了很多的干扰电磁波，这些高频电磁波对附近的仪表、仪器有一定的干扰。因此，柜内仪表和电子系统，应该选用金属外壳，屏蔽变频器对仪表的干扰。所有的元器件均应可靠接地，除此之外，各电气元件、仪器及仪表之间的连线应选用屏蔽控制电缆，且屏蔽层应接地。如果处理不好电磁干扰，往往会使整个系统无法工作，导致控制单元失灵或损坏。
2)防止输入端过电压。变频器电源输入端往往有过电压保护，但是，如果输入端高电压作用时间长，会使变频器输入端损坏。因此，在实际运用中，要核实变频器的输入电压、单相还是三相和变频器使用额定电压。特别是电源电压极不稳定时要有稳压设备，否则会造成严重后果。
接地
变频器正确接地是提高控制系统灵敏度、抑制噪声能力的重要手段，变频器接地端子E(G)接地电阻越小越好，接地导线截面积应不小于2mm2，长度应控制在20m以内。变频器的接地必须与动力设备接地点分开，不能共地。信号输入线的屏蔽层，应接至E(G)上，其另一端绝不能接于地端，否则会引起信号变化波动，使系统振荡不止。变频器与控制柜之间应电气连通，如果实际安装有困难，可利用铜芯导线跨接
变频器的使用注意事项
1. 变频器的安装场所不得有粉尘、棉絮等足以防害散热功能的累积物，如有陈积时，应及时清除。
2. 安装场所的环境温度为-10℃～+40℃，并需通风良好。供电电压为额定电压的10%。
3. 不得使用空压机来清除变频器内部的粉尘。
4. 应避免日晒、水淋以及机油等物接触。
5. 长期连续使用请运行在20HZ以上，使电机运行在最佳状态。
6. 如频繁启动，请使用变频器面板上的开关，不要用胶印机电源开关。
7. 停机时转速显示为0后方可切断变频器输入电源。
8. 不能使用高阻计测量绝缘阻抗。
9. 使用电机的额定电流，不能超过变频器的额定电流值。
变频器的安装环境、安装方式、安装中主回路和控制回路接线要求以及防雷保护等各环节及注意事项，这些安装细节是确保变频器安全和可靠运行的基本条件和必要措施，直接关系着变频器及其系统运行安全和系统的可靠性，这也是许多现场电气工程师和直接用户急需了解或做得不够完善的问题。下面结合本人的工作实践，以某品牌变频器为例，对变频器的安装环境和安装方式应注意的问题、主回路和控制回路的正确接线、防雷保护设置等积累的经验与大家分享。
2、变频器的安装与注意事项
2.1 安装环境
(1) 环境温度
变频器与其他电子设备一样，对周围环境温度有一定的要求，一般为“-10～+40℃”。由于变频器内部是大功率的电子器件，极易受到工作温度的影响，但为了保证变频器工作的安全性和可靠性，使用时应考虑留有余地，最好控制在40℃以下；40～50℃之间降额使用，每升高1℃，额定输出电流须减少1% 。如环境温度太高且温度变化大时，变频器的绝缘性会大大降低，影响变频器的寿命。
(2) 环境湿度
变频器与其他电气设备一样对环境湿度有一定要求，变频器的周围空气相对湿度≤95% (无结露)，根据现场工作环境必要时须在变频柜箱中加放干燥剂和加热器。
(3) 振动和冲击
变频器在运行的过程中，要注意避免受到振动和冲击。大家知道，变频器是由很多元器件通过焊接、螺丝连接等方式组装而成。当变频器或装变频器的控制柜受到机械振动或冲击时，回导致焊点、螺丝等连接器件或连接头松动或脱落，引起电气接触不良甚至造成期间间短路等严重故障。因此，变频器运行中除了提高控制柜的机械强度、远离振动源和冲击源外，还应在控制柜外加装抗震橡皮垫片，在控制柜内的器件和安装板之间加装缓冲橡胶垫，减震。
一般在设备运行一段时间后，应对控制柜进行检查和维护。
(4) 电气环境
●防止电磁波干扰
变频器的电气主体是功率模块及其控制系统的硬软件电路，这些元器件和软件程序受到一定的电磁干扰时，会发生硬件电路失灵、软件程序乱飞等造成运行事故。所以为了避免因电磁干扰，变频器应根据所处的电气环境，有防止电磁干扰的措施。例如:输入电源线、输出电机线、控制线应量远离；容易受影响的设备和信号线，应尽量远离变频器安装；关键的信号线应使用屏蔽电缆，建议屏蔽层采用360°接地法接地。
●防止输入端过电压
变频器的主电路是有电力电子器件构成，这些器件对过电压十分敏感，变频器输入端过电压会造成主元件的永久性损坏。例如有些工厂自带发电机供电，电网波动会比较大，所以对变频器的输入端过电压应有防范措施。
| 2009-02-22 17:18:22 楼主 可编程控制器（PLC）是一种数字运算与操作的控制装置。PLC作为传统继电器的替代产品，广泛应用于工业控制的各个领域。由于PLC可以用软件来改变控制过程，并有体积小，组装灵活，编程简单，抗干扰能力强及可靠性高等特点，特别适用于恶劣环境下运行。
当利用变频器构成自动控制系统进行控制时，很多情况下是采用PLC和变频器相配合使用。PLC可提供控制信号和指令的通断信号。一个PLC系统由三部分组成，即中央处理单元、输入输出模块和编程单元。
1.开关指令信号的输入
变频器的输入信号中包括对运行/停止、正转/反转、微动等运行状态进行操作的开关型指令信号。变频器通常利用继电器接点或具有继电器接点开关特性的元器件（如晶体管）与PLC）相连，得到运行状态指令。
在使用继电器接点时，常常因为接触不良而带来误动作；使用晶体管进行连接时，则需考虑晶体管本身的电压、电流容量等因素，保证系统的可靠性。
在设计变频器的输入信号电路时还应该注意，当输入信号电路连接不当时有时也会造成变频器的误动作。例如，当输入信号电路采用继电器等感性负载时，继电器开闭产生的浪涌电流带来的噪音有可能引起变频器的误动作，应尽量避免。。
当输入开关信号进入变频器时，有时会发生外部电源和变频器控制电源（DC24V）之间的串扰。正确的连接是利用PLC电源，将外部晶体管的集电极经过二极管接到PLC。
2.数值信号的输入
变频器中也存在一些数值型（如频率、电压等）指令信号的输入，可分为数字输入和模拟输入两种。数字输入多采用变频器面板上的键盘操作和串行接口来给定；模拟输入则通过接线端子由外部给定，通常通过0～10V/5V的电压信号或0/4～20ｍＡ的电流信号输入。由于接口电路因输入信号而异，因此必须根据变频器的输入阻抗选择PLC的输出模块。
当变频器和PLC的电压信号范围不同时，如变频器的输入信号为0～10V，而PLC的输出电压信号范围为0～5V时；或PLC的一侧的输出信号电压范围为0～10V而变频器的输入电压信号范围为0～5V时，由于变频器和晶体管的允许电压、电流等因素的限制，需用串联的方式接入限流电阻及分压方式，以保证进行开闭时不超过PLC和变频器相应的容量。此外，在连线时还应注意将布线分开，保证主电路一侧的噪音不传到控制电路。
通常变频器也通过接线端子向外部输出相应的监测模拟信号。电信号的范围通常为0～10V/5V及0/4～20ｍＡ电流信号。无论哪种情况，都应注意：PLC一侧的输入阻抗的大小要保证电路中电压和电流不超过电路的允许值，以保证系统的可靠性和减少误差。另外，由于这些监测系统的组成互不相同，有不清楚的地方应向厂家咨询。
另外，在使用PLC进行顺序控制时，由于CPU进行数据处理需要时间，存在一定的时间延迟，故在较精确的控制时应予以考虑。
因为变频器在运行中会产生较强的电磁干扰，为保证PLC不因为变频器主电路断路器及开关器件等产生的噪音而出现故障，将变频器与PLC相连接时应该注意以下几点：
（1）对PLC本身应按规定的接线标准和接地条件进行接地，而且应注意避免和变频器使用共同的接地线，且在接地时使二者尽可能分开。
（2）当电源条件不太好时，应在PLC的电源模块及输入/输出模块的电源线上接入噪音滤波器和降低噪音用的变压器等，另外，若有必要，在变频器一侧也应采取相应的措施。
（3）当把变频器和PLC安装于同一操作柜中时，应尽可能使与变频器有关的电线和与PLC有关的电线分开。
（4）通过使用屏蔽线和双绞线达到提高噪音干扰的水平。
PLC和变频器连接应用时，由于二者涉及到用弱电控制强电，因此，应该注意连接时出现的干扰，避免由于干扰造成变频器的误动作，或者由于连接不当导致PLC或变频器的损坏。
