如今的變頻柜在現(xiàn)代工業(yè)中已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)了，但是，變頻控制系統(tǒng)是如何被設(shè)計(jì)出來的的，以及變頻柜設(shè)計(jì)制造對(duì)于實(shí)際應(yīng)用的具體要需求，是很多電氣工程師以及制造商和客戶都想清楚的一件事。
根據(jù)實(shí)際情況和客戶要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。
在設(shè)計(jì)變頻控制系統(tǒng)之前，我們必須了解系統(tǒng)配置、工作模式、情況、控制模式和客戶的具體要求。系統(tǒng)集成的新設(shè)計(jì)系統(tǒng)仍然是設(shè)備轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。電氣工程師應(yīng)準(zhǔn)確了解舊設(shè)備改造的以下技術(shù)參數(shù)和要求。
1.具體的機(jī)械和電氣參數(shù)、制造日期、制造商(國(guó)內(nèi)和進(jìn)口)、額定電壓、額定電流和相數(shù)。
2.機(jī)電負(fù)荷特性類型和工作方式。機(jī)電啟動(dòng)模式。
3.工作情況。如場(chǎng)地溫度、防護(hù)等級(jí)、電磁輻射等級(jí)、防爆等級(jí)等。
4.配電的具體參數(shù)。
變頻柜安裝位置到機(jī)電位置的實(shí)際距離。這樣，如果離心泵的葉輪保持旋轉(zhuǎn)，就能不斷地吸壓水，水就能不斷地從較低的地方被舉到較高的地方或很遠(yuǎn)的地方。綜上所述，離心泵就是由于葉輪高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力將水提升到高處。(VFD柜與機(jī)電設(shè)備之間的距離往往是一個(gè)重要參數(shù))
變頻柜驅(qū)動(dòng)電機(jī)的數(shù)量和方式。
變頻柜與舊電氣系統(tǒng)的切換關(guān)系。通常δ-y啟動(dòng)和變頻工作互為備用，并切換保護(hù)。
變頻柜外圍傳感器變送器的選擇參數(shù)和采樣地址。
頻率控制柜的控制方式，如手動(dòng)/自動(dòng)、本地/遠(yuǎn)程，控制信號(hào)的范圍。是否通信聯(lián)網(wǎng)。
強(qiáng)電電路與弱電電路的隔離。并收集和控制信號(hào)的隔離。
工作場(chǎng)所的供電質(zhì)量，如防雷、浪涌和電磁輻射。
對(duì)于新的變頻系統(tǒng)，電氣工程師和機(jī)械工程師要深入了解傳動(dòng)機(jī)械的負(fù)載特性，從而確定機(jī)電類型和容量。根據(jù)機(jī)電負(fù)荷特性和容量，選擇VFD的類型和容量。
目前機(jī)械負(fù)載和機(jī)電轉(zhuǎn)矩特性有很多種，常用的有三種。
1.恒定扭矩負(fù)載。例如傳送帶、升降機(jī)等。
用公式p=t*n/975p-機(jī)電功率(指單位時(shí)間內(nèi)物體所做的功)t-機(jī)電轉(zhuǎn)矩n-機(jī)電轉(zhuǎn)速對(duì)于恒轉(zhuǎn)矩，系統(tǒng)設(shè)計(jì)要注意。
(1)機(jī)電可選VFD專用機(jī)電
(2)VFD柜應(yīng)配備專用冷卻風(fēng)扇。
(3)增加夜機(jī)容量。
(4)下降載荷的特征
(5)增加VFD的容量
(6)/kloc-0/的容量與機(jī)電容量的關(guān)系要根據(jù)品牌而定，通常是1.1~1.5機(jī)電容量。
2.方形扭矩負(fù)載。如風(fēng)機(jī)、水泵等。
公式為t=k1*n2，p=k2*n3p-機(jī)電功率(指單位時(shí)間內(nèi)一個(gè)物體所做的功)t-機(jī)電扭矩n-機(jī)電轉(zhuǎn)速平均，風(fēng)機(jī)、水泵采用變頻節(jié)能。理論和現(xiàn)實(shí)證明節(jié)能約40~50，這類應(yīng)用約占30~40/應(yīng)用。
對(duì)于平方轉(zhuǎn)矩負(fù)載，系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)注意:
(1)電機(jī)和機(jī)械通常是異步交流電機(jī)和機(jī)械。根據(jù)情況選擇機(jī)電保護(hù)的等級(jí)和方法。
(7.5kwVFD柜應(yīng)具有通風(fēng)和散熱措施。
(3)機(jī)電，VFD容量關(guān)系。
親緣系數(shù)
海外VFD容量
國(guó)內(nèi)VFD容量
國(guó)外機(jī)電產(chǎn)能
等效機(jī)電容量
1.3-1.5機(jī)電容量
國(guó)內(nèi)機(jī)電
1.2機(jī)械和電氣容量
1.5-2機(jī)電容量
3.恒功率負(fù)載。如機(jī)床的卷?yè)P(yáng)機(jī)和主軸。
等式:p=t*n/975=cont。
一般到了特定轉(zhuǎn)速段會(huì)恒扭矩運(yùn)行，過了特定轉(zhuǎn)速會(huì)恒功率運(yùn)行。恒功率機(jī)械的特點(diǎn)是復(fù)雜的。
對(duì)于每一個(gè)變頻柜來說，設(shè)計(jì)都是整個(gè)系統(tǒng)的重點(diǎn)(zhêngdim:n)，最能體現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。對(duì)于變頻柜，電氣設(shè)計(jì)工程師應(yīng)注意以下設(shè)計(jì)方面。
1.變頻控制系統(tǒng)的原理圖設(shè)計(jì)。
2.主電路設(shè)計(jì)。這樣，如果離心泵的葉輪保持旋轉(zhuǎn)，就能不斷地吸壓水，水就能不斷地從較低的地方被舉到較高的地方或很遠(yuǎn)的地方。綜上所述，離心泵就是由于葉輪高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力將水提升到高處。
3.電路控制電路的設(shè)計(jì)。包括(bāokuò)常規(guī)控制電路、變頻軟啟動(dòng)控制接口電路、VFD聯(lián)網(wǎng)等。
4.變頻柜的工藝設(shè)計(jì)。包括電氣工藝設(shè)計(jì)和機(jī)柜鈑金工藝設(shè)計(jì)。
原理圖設(shè)計(jì)
根據(jù)以上原則繪制規(guī)則，參考變頻柜原理圖，根據(jù)實(shí)際需要繪制原理圖。
主電路設(shè)計(jì)。按照下列順序選擇主電路電氣設(shè)備。
(1)確認(rèn)機(jī)械負(fù)載特性、功率、扭矩和速度。
(2)確認(rèn)機(jī)電特性、額定電壓、額定功率和額定電流。
(3)根據(jù)以上條件和真實(shí)客戶的需求，選擇tr-變壓器作為以下電氣元件的選項(xiàng)，并根據(jù)電壓等級(jí)規(guī)模進(jìn)行選擇。
Fu-fuse，一般選用2.5-4倍額定VFD電流。注意保險(xiǎn)絲的選擇，以便快速熔化。
Qa-開路，一般為1.2倍額定VFD電流km-接觸器，必要時(shí)為額定VFD電流ly-雷電電涌放電器，最好是，特別是在雷雨多發(fā)地區(qū)和交流電源尖峰、浪涌頻繁的地方，保護(hù)變頻系統(tǒng)免受意外損壞。一般配備40kva浪涌裝置。
Dk反應(yīng)堆
電抗器用于抑制VFD輸入輸出電流重諧波分量的影響，濾波器用于抑制VFD引起的無(wú)線電波干擾，即無(wú)線電波噪聲。
有些VFD內(nèi)置了反應(yīng)堆，有些地方可能沒有反應(yīng)堆。一般多年度功率(指單位時(shí)間內(nèi)物體所做的功)VFD配備多年度反應(yīng)堆，VFD廠家提供的參數(shù)。電抗器的參數(shù)可按以下公式選擇:l=(2~5)v/6.18*f*iv-額定電壓vi-額定電流af-最大頻率hzlbi/lbo輸入輸出濾波器。一般要根據(jù)頻率來設(shè)置設(shè)備。r-制動(dòng)電阻的計(jì)算比較復(fù)雜，需要在VFD機(jī)柜廠商的指導(dǎo)下進(jìn)行設(shè)備設(shè)置。
控制電路的設(shè)計(jì)是基于電氣工程師的常識(shí)和VFD的要求。但是要注意:
(1)輸入/輸出弱電信號(hào)必須與變頻軟啟動(dòng)、儀表、傳感器變送器隔離，否則控制系統(tǒng)信號(hào)會(huì)紊亂，系統(tǒng)會(huì)異常。這樣，如果離心泵的葉輪保持旋轉(zhuǎn)，就能不斷地吸壓水，水就能不斷地從較低的地方被舉到較高的地方或很遠(yuǎn)的地方。綜上所述，離心泵就是由于葉輪高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力將水提升到高處。
(2)與變頻軟啟動(dòng)和常規(guī)控制系統(tǒng)(系統(tǒng))的接口，必須安裝浪涌吸收器。
(3)控制電源應(yīng)采用隔離變壓器進(jìn)行電氣隔離。
變頻柜電氣工藝設(shè)計(jì)
當(dāng)變頻電路設(shè)計(jì)完成后，下一步是電氣流程設(shè)計(jì)，包括:
1.寬帶功率VFD，什么型號(hào)的線纜，寬帶線徑，多遠(yuǎn)。一般可以查表格或者爭(zhēng)議。
2.接地布線。
3.抗干擾布線。上海凱泉不能在葉輪入口處形成絕對(duì)真空，所以離心泵的吸入高度不能超過10m。此外，由于水沿吸入管道的損失，實(shí)際允許的安裝高度(泵軸和吸入表面之間的高度)遠(yuǎn)小于10m。長(zhǎng)度總是很重要的。高壓電纜一般采用帶隔離層的電纜。線纜和阻隔層用金屬卡固定在底板上，有的還配有阻隔金屬環(huán)，防止干擾。
4.進(jìn)線和出線的電纜接頭均配有設(shè)備。
櫥柜鈑金的工藝設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)應(yīng)基于以下原則
1.VFD的情況
溫度:VFD在溫度為-10-50度的情況下，必須考慮通風(fēng)散熱。
氣體:是否有爆炸性或腐蝕性氣體。
2.機(jī)柜的承載重量。這樣，如果離心泵的葉輪保持旋轉(zhuǎn)，就能不斷地吸壓水，水就能不斷地從較低的地方被舉到較高的地方或很遠(yuǎn)的地方。綜上所述，離心泵就是由于葉輪高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力將水提升到高處。
3.交通便利。為安全操作安裝吊鉤。
4.柜體銘牌，制造商ci標(biāo)志。
結(jié)論:一個(gè)高品質(zhì)的變頻柜，從設(shè)計(jì)、工藝、施工、制造、運(yùn)輸、包裝等各個(gè)方面，都是一個(gè)實(shí)用性要求很高的產(chǎn)品。只有保證各個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量，才能做出高質(zhì)量、有水平的控制柜。
