变频器运行时需要注意什么（变频器在使用过程中应该注意的电气问题）

变频驱动器（VFD）在机械系统的设计中很常见。“VFD”是最常用的术语，它们也称为变频器，变速驱动器和交流变频器。它们的主要用途是通过改变输入频率和电压来调节机电系统中的速度和/或扭矩。

那么什么时候应该将VFD用作机械设计的一部分？这是未来帖子的主题！但是，本文的目的是分享VFD选择中使用的一些常见电气设计注意事项。

名字里面有什么？

术语“VFD”通常是指两种不同的设备，具体取决于应用。从技术上讲，VFD由变频控制器和操作员接口组成。它具有标准输入功率（60或50 Hz正弦波），可变频率输出功率（方波）和外部控制（传感器，楼宇自动化控制，楼宇管理系统）的连接。为了这篇文章，我们将其称为“独立VFD”。另一种常见配置是“独立VFD”与过流保护设备（OCPD）相结合，例如断路器或保险丝。我们称之为“组合VFD”。

尽管该行业对两种配置使用相同的名称，但有两种略有不同的系统。类似地，我们使用术语“电动机启动器”作为用于将电动机连接到电源的接触器和线圈，并使用“组合电动机启动器”来描述与电动断路器耦合的“电动机启动器”。

VFD的规模如何？

设备的尺寸很简单。VFD由电压，相位和功率（HP）选择。接下来，使用电机的FLA（满载放大器）来确定VFD尺寸非常重要。选择此选项后，需要考虑其他一些注意事项。

功率

超大的VFD可用于较小的HP电机。该应用的优点在于，如果电动机要求增加，则VFD可能足够大以仍能处理增加的负载。这样做的缺点是VFD将更加昂贵，并且VFD的馈线需要调整大小以匹配VFD，而不是电动机，这再次增加了初始成本。

恒转矩或可变转矩

离心设备，如风扇或泵，通常使用可变转矩驱动。这样可以最佳地进行微调控制，以实现节能和正确的顺序操作。恒转矩VFD用于在所有速度下需要恒定扭矩水平的应用。其实例包括输送机，正排量泵，冲压机和挤出机。

控制方法

VFD通常用于控制可变电动操作，作为构建机械过程或HVAC系统的一部分。这些操作可以包括启动/停止，改变速度，恒定速度，限制，斜坡，前进/后退或节能。执行这些操作的命令通过某种形式的操作员界面传递给VFD - 最简单的是本地手动控制，如外部开关，按钮或键盘。然而，其他更复杂的方法包括来自外部过程控制信号的自动控制。这些方法可以包括作为数字或模拟输入产生的遥控信号，数字/继电器或来自与任务相关联的设备的一些控制设备的模拟输出，以向电动机提供可变控制。这些信号的示例是电压范围（0 - 10 Vdc），温度传感器或压力传感器的电流范围（0 - 20 mA），或控制继电器上的一组干触点。其他控制方法包括单个驱动器上的多个电机，引线/跟随，闭环/ PID和级联控制卡（固定和可变级）。

建筑物自动化系统（BAS）可用于通过包括时间表，能量优化和电力需求限制的大量信息来启用/禁用机动过程的VFD控制。与过程设备相关联的直接数字控制器（DDC）管理从连接到其中的各种控制设备（点）获得的必要信息，并基于BAS编程启用/禁用VFD。DDC还可以发送参考信号命令，该命令可以对应于维持控制设定点所需的电动机速度。串行通信协议可用于允许DDC控制器通过局域网（LAN）或总线（RS-485连接）直接与VFD通信。通过这种形式的交流，可以实现更复杂的功能和信息管理。

过流保护

断路器或保险丝均可用作VFD的过流保护。与断路器相比，保险丝不太可能产生误停，对于具有高故障电流的电路来说，它是更好的选择。但是，如果未正确配备缺相检测，保险丝可能会掉出三相电路的一条腿并导致电机损坏。如果跳闸并且不需要存储备件，则可以容易地重置断路器，这可能是昂贵的。

外壳

为周围环境提供合适的外壳是必不可少的。有一些称为NEMA（国家电气制造商协会）配置的标准配置决定了外壳应该被评级的环境。NEMA 1适用于标准位置。大多数室内应用都将采用NEMA 1外壳。NEMA 3R适用于潮湿环境。安装在室外或室内潮湿位置的VFD将安装在NEMA 3R外壳中。

线路和负载电抗器

线路电抗器用于帮助保护VFD免受配电系统产生的有害干扰（浪涌，尖峰，瞬变等），并减少VFD产生的谐波反弹到配电系统。它们与VFD的线路侧的VFD串联。

负载电抗器用于VFD的负载侧，以保护VFD和电机之间距离很长的电机和接线。噪声尖峰和高频波产生高电压。电缆的绝缘不适用于高压尖峰，并且随着时间的推移会恶化。一个好的经验法则是距离超过100英尺，应安装一个Load Reactor。

VFD电缆

VFD使负载侧电缆暴露于高压，由于电晕放电引起的强热和电磁干扰。标准的PVC绝缘单线导体不能承受这些影响，实际上会产生更多问题。VFD电缆上的交联聚乙烯绝缘层可承受电晕放电产生的强热。电缆内的屏蔽可防止EMI逃逸并被该区域内的其他设备拾取。电缆几何形状和接地减少了变频器产生的高压波浪效应。VFD电缆应在VFD的负载侧使用，从VFD一直到电机。

最后，没有控制和动力，机械系统就无法工作。VFD提供了一种很好的方式来拨打机械系统的操作，但如果它们在控制和功率要求下无法正常工作，它们就更像是船锚。这些电气因素将使VFD能够使您的系统像机械工程师一样工作。

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