变频器应用技术三题 (1)

随着变频器的大规模工程应用，有各个技术等级和其它相关技术层面的大量工程人员需要掌握变频器应用技术。例如普通电气工人;例如初级电气工程师;例如机械工程师。同时，变频器也越来越多地应用到各种复杂的工程环境中去，书本中各种常规的技术常常难以解决变频器应用中的特殊问题。本文基于台达品牌KG系列变频器，针对3个变频器应用问题给出原理性的分析设计技术。技术原理实际上也适用其它变频器工程应用条件。

1 变频器抗干扰技术

变频器的干扰问题，一直困扰很多客户，在此将一些常见的干扰及排除方法，介绍给大家：

1.1 常见干扰途径

(1)空中辐射方式。以电磁波的方式在空中传播。

(2)线路传播方式。主要通过电源网络传播。

(3)线间感应方式。电感产生的电磁感应或电容产生的静电感应通过线间感应的方式传播。

1.2 干扰源的排除

(1)高频大功率的直流电焊机应远离变频器。电焊机自身的接地应良好。

(2)电磁铁的通断触点应加装RC突波吸收器。

(3)与变频器装在同一电柜中的接触器，要剔除劣质品。要选择开关低噪声，灭弧效果好的产品。必要时也要加装RC突波吸收器。

(4)供电电源阻抗要低，以免附近有上百千瓦电器的启停，造成变频器输入电压产生过高的瞬间突变。

(5)供电电源的相电压要平恒，以免导致220V单相输入的变频器在欠压或过压的状态下工作。

(6)对用户厂的自发电系统，要求输出电源电压不要忽高忽低。要避免突变，要稳定。

1.3 变频器抗干扰的常用措施

(1)变频器的E端要与控制柜及电机的外壳相连，要接保安地，接地电阻应小于100Ω，可吸收突波干扰。

(2)变频器的输入或输出端加装电感式磁环滤波器。以台达KG系列变频器为例(还有许多变频器品牌使用手册有规格提供)，平性并绕3-4圈，有助于抑制高次谐波(此方法简单易行，价格低廉)。若需进一步加强抗干扰效果，可选台达变频器专用的符合EMC标准的滤波装置(台达变频器使用手册有规格提供)。

变频器应用技术三题 (2

随着变频器的大规模工程应用，有各个技术等级和其它相关技术层面的大量工程人员需要掌握变频器应用技术。例如普通电气工人;例如初级电气工程师;例如机械工程师。同时，变频器也越来越多地应用到各种复杂的工程环境中去，书本中各种常规的技术常常难以解决变频器应用中的特殊问题。本文基于台达品牌KG系列变频器，针对3个变频器应用问题给出原理性的分析设计技术。技术原理实际上也适用其它变频器工程应用条件。

1 变频器抗干扰技术

变频器的干扰问题，一直困扰很多客户，在此将一些常见的干扰及排除方法，介绍给大家：

1.1 常见干扰途径

(1)空中辐射方式。以电磁波的方式在空中传播。

(2)线路传播方式。主要通过电源网络传播。

(3)线间感应方式。电感产生的电磁感应或电容产生的静电感应通过线间感应的方式传播。

1.2 干扰源的排除

(1)高频大功率的直流电焊机应远离变频器。电焊机自身的接地应良好。

(2)电磁铁的通断触点应加装RC突波吸收器。

(3)与变频器装在同一电柜中的接触器，要剔除劣质品。要选择开关低噪声，灭弧效果好的产品。必要时也要加装RC突波吸收器。

(4)供电电源阻抗要低，以免附近有上百千瓦电器的启停，造成变频器输入电压产生过高的瞬间突变。

(5)供电电源的相电压要平恒，以免导致220V单相输入的变频器在欠压或过压的状态下工作。

(6)对用户厂的自发电系统，要求输出电源电压不要忽高忽低。要避免突变，要稳定。

1.3 变频器抗干扰的常用措施

(1)变频器的E端要与控制柜及电机的外壳相连，要接保安地，接地电阻应小于100Ω，可吸收突波干扰。

(2)变频器的输入或输出端加装电感式磁环滤波器。以台达KG系列变频器为例(还有许多变频器品牌使用手册有规格提供)，平性并绕3-4圈，有助于抑制高次谐波(此方法简单易行，价格低廉)。若需进一步加强抗干扰效果，可选台达变频器专用的符合EMC标准的滤波装置(台达变频器使用手册有规格提供)。

2.2 各部分漏电电流值(单位：mA)

(1)电缆线的漏电电流=A*(实际电缆线长/1000m);电缆厂商提供各线径每1000m之漏电电流值A。

(2)滤波器的漏电电流(包含变频器在内)——变频器供应厂商提供。例如：台达VFD055B43B用滤波器为26TDT1W4B4其漏电电流最大值为70mA。

(3)马达的漏电电流——马达供应厂商提供。

变频器应用技术三题 (3)

2.3 设计举例

使用变频器于圆盘针织机应用，前端使用了漏电保护，但是经常跳脱，分析如下：变频器功率5.5KW，漏电断路器漏电电流75mA。以过去经验来评估时，在一切正常的情况下其中因电缆线长及马达本体的漏电电流影响不大，主要影响因素有滤波器的漏电电流(含变频器在内)及负载侧是否依第3种接地(10Ω以下)施工，故建议如下：

(1)若电源侧一定要装漏电断路开关，建议选择200mA以上的感度电流且动作时间为0.1秒以上之漏电断路关开，但不保证该漏电断路关开一定不会跳脱，必须符合在其它对象(电缆线长及马达)是正常的漏电流范围内及负载侧是依第3种接地(10Ω以下)施工下才有效。

(2)若电源侧一定要装现有漏电断路器(75mA)，建议输入电源不经现有的滤波器而直接输入到变频器，减少因为滤波器的漏电电流(含变频器在内)造成现有漏电断路器(75mA)跳脱。

(3)将现有漏电断路器(75mA)自电源系统脱离，将电源直接输入滤波器再转接到变频器即可。

3 变频器输入输出保护技术

变频器具有强大的保护功能，泛指的是输出保护。从设计的角度来说，变频器输入端的保护，到目前为止还是一个难题。主要是没有一种既能快速切断高压大电流，又具有较低成本的器件。因此，如何防止高电压大电流对变频器输入端的冲击是应用中的重要问题。

3.1 变频器的供电电压条件

以台达KG系列变频器为例：

230V系列单相电源200/208/220/23050/60Hz

460V系列三相电源380/400/415/440/46050/60Hz

电压：±10%频率：±5%

台达KG系列变频器220V系列和440V系列的输入电压若过低，变频器会出现欠压保护，不会损坏变频器。台达变频器220V系列的输入电压若高于265V或者440V系列的输入电压高于500V，变频器的直流母线电压将超过极限，可能会严重损坏变频器。因此，在电源电压不稳或者在自发电供电源的场合使用变频器，特别要注意变频器的额定电压是否满足供电电源要求。

3.2 输入接触器

台达变频器说明书上的输入接触器，是给变频器提供输入电源的开关。绝不能将其作为变频器的启动或停止开关来使用。否则可能会造成变频器的损坏。

3.3 一台变频器输出控制多台电机

(1)多台电机同步启动和停止，同频升降速。此种应用方式要注意功率匹配。不能简单地选用变频器的功率等于多台电机功率之和，应该放大变频器的功率档使用。注意﹗变频器输出应直接和电机相联接，中间不能用继电器。

(2)不允许多台电机异步启动和异步停止。因为这种控制方式，变频器输出要接继电器。所以原则上是不允许的!异步启动时，第一台电机启动是不会有问题的。但第二台电机启动时，变频器输出侧电压则很高，此时，第二台电机相当于全压启动，它的启动电流约是自身额定电流的7-8倍，远超过变频器的额定电流。

第一台电机在异步停止时，变频器输出电压一定很高，此时继电器在开关电机时，电感性负载会产生很高的瞬间反向电压，远超过变频器内部器件的额定电压，变频器不是过压报警就是过压损坏。

多台电机异步切换是必须在前一台变频器停止后，才可以切换到下一台变频器的启动。

3.4 台达变频器的E接地线

(1)零线。零线是发电机输出的中心线，不论在客户端是否为零电位，都不能把零线作为地线接在变频器的E端!

(2)变频器的N接线端。变频器的N的线端，是变频器内直流母线的负端，应接至煞车模块。既不能把它当做接地线端，更不能错接至电源零线。

(3)保安地。台达变频器的E接地线应接至保安地，也就是电机的外壳。避免高压突波冲击以及噪声的干扰。

4 结束语

本文根针对变频器工程应用中3个比较特殊的技术问题，以台达KG系列变频器为例，给出解决实际问题的原理设计方法。技术原理实际上适用于一般的变频器工程应用条件。