如何正确安装变频器

2023-06-24 理论教育版权反馈

【摘要】：图12-1所示为变频器周围温度的测量位置，通常变频器周围的环境温度范围在-10～+40℃之间，若环境温度高于最高允许温度值40℃时，每升高1℃，变频器应降额5%使用。图12-4 变频器控制柜的通风通常，变频器控制柜的通风方式有自然冷却方式和强制冷却方式两种。

1.明确变频器的安装要求

由于在变频器单元中较多采用了半导体元件，对环境（温度、湿度、尘埃、油雾、振动等）要求较高，为了提高其可靠性并确保长期稳定的使用，应在充分满足装配条件的环境中使用变频器。

（1）环境温度

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安装变频器时应充分考虑变频器的环境温度，确保环境温度不超过变频器允许的温度范围。图12-1所示为变频器周围温度的测量位置，通常变频器周围的环境温度范围在-10～+40℃之间，若环境温度高于最高允许温度值40℃时，每升高1℃，变频器应降额5%使用。

图12-1 变频器周围温度的测量位置

（2）环境湿度

变频器的环境湿度也有一定的要求，通常变频器的环境湿度范围应在45%～90%之间，不结霜。

若环境湿度过高不仅会降低绝缘性，造成空间绝缘破坏，而且金属部位容易出现腐蚀的现象。若无法满足环境湿度要求，可通过在变频器的控制柜内放入干燥剂、加热器等来降低环境湿度。

（3）安装场所

变频器应尽量安装在避免阳光直射、无尘埃、无油雾、无滴水、无腐蚀性气体、无易燃易爆气体、无振动等环境中。

提示说明

一般来说，为确保变频器安装环境的干净整洁，同时又能保护设备的安装可靠运行，变频器及相关电气部件都安装于控制柜中，如图12-2所示。

图12-2 变频器在控制柜中的安装效果

提示说明

如果工作环境有特殊要求，则需要根据要求选择特殊的控制柜；如若需要变频器工作在无尘环境，则需选择全密封结构的控制柜；若变频器工作的环境有振动因素，则需选择具有防爆功能的控制柜。

（4）海拔

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变频器应尽量安装在海拔1000m以下的环境中，若安装在海拔较高的环境，则会影响变频器的输出电流，如图12-3所示，为海拔对输出电流的影响，从图可看出当海拔为1000m时，变频器可以输出额定功率，但随着海拔的增加，变频器输出的功率减小，当海拔为4000m时，变频器输出的功率仅为1000m时的40%。

（5）电磁辐射

一般情况下，不允许将变频器安装在靠近电磁辐射源的环境中。

图12-3 变频器海拔对输出电流的影响

2.选择变频器控制柜的通风方式

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为了保证良好的通风以及阻挡外界的灰尘、油污、滴水等，变频器通常选择安装在控制柜内，如图12-4所示，在该变频器的控制柜的顶部、底部和柜门上都设有通风口，来保证变频器良好的散热。

图12-4 变频器控制柜的通风

通常，变频器控制柜的通风方式有自然冷却方式和强制冷却方式两种。

（1）自然冷却方式

自然冷却是指通过自然风对变频器进行冷却的一种方式。目前，常见的采用自然冷却方式的控制柜主要有半封闭式和全封闭式两种。

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图12-5为半封闭式控制柜。半封闭式控制柜上设有进出风口，通过进风口和出风口实现自然换气。该控制柜的成本低、适用于小容量的变频器，该控制柜需根据变频器的容量进行选配，当变频器容量变大时，控制柜的尺寸也要相应增大。

图12-5 半封闭式控制柜

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图12-6为全封闭式控制柜。全封闭控制柜则是通过控制柜向外进行散热。该控制柜适用在有油雾、尘埃等的环境中使用。

图12-6 全封闭式控制柜

（2）强制冷却方式

强制冷却方式是指借助外部条件或设备，如通风扇、散热片、冷却器等实现变频器有效散热的一种方式。目前，采用强制冷却方式的控制柜主要有通风扇冷却方式、散热片冷却方式和冷却器冷却方式。

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图12-7为通风扇冷却方式的控制柜。通风扇安装在变频器上方控制柜的顶部，变频器内置冷却风扇，将变频器内部产生的热量通过冷却风扇冷却，变为暖风从变频器的下部向上部流动，此时，在控制柜中设置通风扇和风道，使冷风吹向变频器，由通风扇排出变频器产生的热风，实现换气。该控制柜成本较低，适用于室内安装控制。

图12-7 通风扇冷却方式的控制柜

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图12-8所示分别为散热片和冷却器冷却方式的控制柜。其中，散热片冷却方式的控制柜通过安装在控制柜上的散热片散发变频器工作过程中所产生的热量，适用于小容量变频器，安装时应正确选择散热片的面积及安装部位。

冷却器冷却方式的控制柜则是通过安装在控制柜上部的冷却器对其内部的热量进行冷却，该控制柜冷却方式也称为全封闭式冷却，它可实现控制柜的小型化。

图12-8 散热片和冷却器冷却方式的控制柜

3.变频器的避雷防护措施

为了保证变频器在雷电活跃的地区或季节安全地运行，变频器应设有防雷击措施。通常，变频器内部都设有雷电吸收网络，可防止瞬间的雷电侵入，导致变频器损坏。

值得注意的是，在实际应用中，当仅靠变频器内部的吸收网络无法满足要求时，还需设置变频器专用的浪涌保护器（也称为避雷器），特别是在电源由电缆引入时，需要做好防雷措施。

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图12-9所示，变频器的避雷通常可在变频器进线处，断路器后安装浪涌保护器，由浪涌保护器对间接雷电和直接雷电影响或其他瞬时过电压的电涌进行保护。

图12-9 变频器的避雷防护措施

4.变频器的安装空间

变频器在工作时，会产生热量。为了变频器的良好散热以及维护方便，变频器与其他装置或控制柜壁面应留有一定的空间，一般情况下的相关尺寸要求如图12-10所示。

图12-10 变频器的周围空间

提示说明

实际安装时留有的空间应至少大于图中尺寸。大容量变频器（5.5kW或以上）的安装空间距离要求更高，一般与另一台变频器或其他装置、控制柜壁面的距离要求在5cm及以上。

5.变频器的安装方向

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为了保证变频器的良好散热，除了对变频器的安装空间有明确要求外，变频器的安装方向也有明确规定，如图12-11所示。

图12-11 垂直安装变频器

6.两台变频器的安装排列方式

若在同一个控制柜内安装两台或多台变频器时，应尽可能采用并排安装。安装时应注意变频器之间应留有一定的间隙，同时注意控制柜中的通风，使变频器周围的温度不超过允许值，如图12-12所示。

图12-12 两台变频器的安装排列方式

若需安装多台变频器且控制柜的空间较小，只能采用纵向摆放时，应在上部变频器与下部变频器之间安装防护板，防止下部变频器的热量引起上部变频器的温度上升，而导致变频器出现故障。根据规定，要求变频器上、下之间的距离必须采用纵向安装时，要求变频器上下之间的距离必须满足规定的环境条件，相关数据可在产品说明书中获取。例如，某品牌变频器从外形尺寸分共有A、B、C、D、E、F、FX等几种尺寸，其中，A、B、C为较小尺寸，D、E为中型尺寸，F、FX为较大尺寸。明确要求，当一台变频器安装在另一台变频器之上时，至少要留有下面规定的间隙：

◇外型尺寸为A、B、C时，上部和下部：100mm；

◇外形尺寸为D、E时，上部和下部：300mm；

◇外形尺寸为F、FX时，上部和下部：350mm。

由此可知，对于不同品牌型号的变频器在进行安装操作前，详细了解相关要求十分重要。

7.变频器的安装固定

在变频器运行过程中，其内部散热片的温度可能高达90℃，因此变频器需安装固定在耐温材料上。目前，常用的变频器安装材料主要有专用的固定板和导轨两种，因此，从安装方式来看，变频器通常有固定板安装和导轨安装两种，用户在安装时可根据安装条件进行选择。

（1）固定板安装

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固定板安装方式是指利用变频器底部外壳上的4个安装孔进行安装，根据安装孔的不同选择不同规格的螺钉进行固定，如图12-13所示。