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西門子變頻器使用環境問題的幾點建議
在西門子變頻器實際應用中,由于國內客戶除少數有專用機房外,大多為了降低成本,將西門子變頻器直接安裝于工業現場。工作現場一般是灰塵大、溫度高,在南方還有濕度大的問題。對于線纜行業還有金屬粉塵,在陶瓷、印染等行業還有腐蝕性氣體和粉塵,在煤礦等場合,還有防爆的要求等等。因此必須根據現場情況做出相應的對策。下面就針對西門子變頻器的環境問題給大家提幾點建議。
1.1、西門子變頻器的安裝設計基本要求
(1)西門子變頻器應該安裝在控制柜內部。
(2)西門子變頻器最好安裝在控制柜內的中部;變頻器要垂直安裝,正上方和正下方要避免安裝可能阻擋排風、進風的大元件。
(3)西門子變頻器上、下部邊緣距離控制柜頂部、底部、或者隔板、或者必須安裝的大元件等的最小間距,應該大于300mm。
柜內安裝西門子變頻器的基本要求
(4)如果特殊用戶在使用中需要取掉鍵盤,則西門子變頻器面板的鍵盤孔,一定要用膠帶嚴格密封或者采用假面板替換,防止粉塵大量進入西門子變頻器內部。
(5)對西門子變頻器要進行定期維護,及時清理內部的粉塵等。
(6)其它的基本安裝、使用要求必須遵守用戶手冊上的有關說明;如有疑問請及時聯系相應廠家技術支持人員。
1.2、防塵控制柜的設計要求
在多粉塵場所,特別是多金屬粉塵、絮狀物的場所使用變頻器時,采取正確、合理的防護措施是十分必要的,防塵措施得當對保證變頻器正常工作非常重要。總體要求控制柜整體應該密封,應該通過專門設計的進風口、出風口進行通風;控制柜頂部應該有防護網和防護頂蓋出風口;控制柜底部應該有底板和進風口、進線孔,并且安裝防塵網。
(1)控制柜的風道要設計合理,排風通暢,避免在柜內形成渦流,在固定的位置形成灰塵堆積。
(2)控制柜頂部出風口上面要安裝防護頂蓋,防止雜物直接落入;防護頂蓋高度要合理,不影響排風。防護頂蓋的側面出風口要安裝防護網,防止絮狀雜物直接落入。
(3)如果采用控制柜頂部側面排風方式,出風口必須安裝防護網。
(4)一定要確保控制柜頂部的軸流風機旋轉方向正確,向外抽風。如果風機安裝在控制柜頂部的外部,必須確保防護頂蓋與風機之間有足夠的高度;如果風機安裝在控制柜頂部的內部,安裝所需螺釘必須采用止逆彈件,防止風機脫落造成柜內元件和設備的損壞。建議在風機和柜體之間加裝塑料或者橡膠減振墊圈,可以大大減小風機震動造成的噪音。
(5)控制柜的前、后門和其他接縫處,要采用密封墊片或者密封膠進行一定的密封處理,防止粉塵進入。
(6)控制柜底部、側板的所有進風口、進線孔,一定要安裝防塵網。阻隔絮狀雜物進入。防塵網應該設計為可拆卸式,以方便清理、維護。防塵網的網格要小,能夠有效阻擋細小絮狀物(與一般家用防蚊蠅紗窗的網格相仿);或者根據具體情況確定合適的網格尺寸。防塵網四周與控制柜的結合處要處理嚴密。
(7)對控制柜一定要進行定期維護,及時清理內部、外部的粉塵、絮毛等雜物。維護周期可根據具體情況而定,但應該小于2~3個月;對于粉塵嚴重的場所,建議維護周期在1個月左右。
防塵控制柜的安裝要求
1.3防潮濕霉變的控制柜的設計要求
多數西門子變頻器內部的印制板、金屬結構件均未進行防潮濕霉變的特殊處理,如果西門子變頻器長期處于這種狀態,金屬結構件容易產生銹蝕,對于導電銅排在高溫運行情況下,更加劇了銹蝕的過程。對于微機控制板和驅動電源板上的細小銅質導線,由于銹蝕將造成損壞,因此,對于應用于潮濕和和含有腐蝕性氣體的場合,必須對于使用變頻器的內部設計有基本要求,例如印刷電路板必須采用三防漆噴涂處理,對于結構件必須采用鍍鎳鉻等處理工藝。除此之外,還需要采取其它積極、有效、合理的防潮濕、防腐蝕氣體的措施。
(1)控制柜可以安裝在單獨的、密閉的采用空調的機房,此方法適用控制設備較多,建立機房的成本低于柜體單獨密閉處理的場合,此時控制柜可以采用如上防塵或者一般環境設計即可。
(2)采用獨立進風口。單獨的進風口可以設在控制柜的底部,通過獨立密閉地溝與外部干凈環境連接,此方法需要在進風口處安裝一個防塵網,如果地溝超過5m以上時,可以考慮加裝鼓風機。
(3)密閉控制柜內可以加裝吸濕的干燥劑或者吸附毒性氣體的活性材料,并近期更換。
2、干擾問題
2.1西門子變頻器對微機控制板的干擾
在注塑機、電梯等的控制系統中,多采用微機或者PLC進行控制,在系統設計或者改造過程中,一定要注意變頻器對微機控制板的干擾問題。由于用戶自己設計的微機控制板一般工藝水平差,不符合EMC國際標準,在采用變頻器后,產生的傳導和輻射干擾,往往導致控制系統工作異常,因此需要采取必要措施。
(1)良好的接地。電機等強電控制系統的接地線必須通過接地匯流排可靠接地,微機控制板的屏蔽地,最好單獨接地。對于某些干擾嚴重的場合,建議將傳感器、I/O接口屏蔽層與控制板的控制地相連[3]。
(2)給微機控制板輸入電源加裝EMI濾波器、共模電感、高頻磁環等,成本低。可以有效抑制傳導干擾。另外在輻射干擾嚴重的場合,如周圍存在GSM、或者小靈通機站時,可以對微機控制板添加金屬網狀屏蔽罩進行屏蔽處理。
微機控制板的電源抗干擾措施
(3)給西門子變頻器輸入加裝EMI濾波器,可以有效抑制變頻器對電網的傳導干擾,加裝輸入交流和直流電抗器L1、L2,可以提高功率因數,減小諧波污染,綜合效果好。在某些電機與變頻器之間距離超過100m的場合,需要在變頻器側添加交流輸出電抗器L3,解決因為輸出導線對地分布參數造成的漏電流保護和減少對外部的輻射干擾。一個行之有效的方法就是采用鋼管穿線或者屏蔽電纜的方法,并將鋼管外殼或者電纜屏蔽層與大地可靠連接。請注意,在不添加交流輸出電抗器L3時,如果采用鋼管穿線或者屏蔽電纜的方法,增大了輸出對地的分布電容,容易出現過流。當然在實際中一般只采取其中的一種或者幾種方法。
減小西門子變頻器對外部控制設備的干擾措施
(4)對模擬傳感器檢測輸入和模擬控制信號進行電氣屏蔽和隔離。在變頻器組成的控制系統設計過程中,建議盡量不要采用模擬控制,特別是控制距離大于1M,跨控制柜安裝的情況下。因為變頻器一般都有多段速設定、開關頻率量輸入輸出,可以滿足要求。如果非要用模擬量控制時,建議一定采用屏蔽電纜,并在傳感器側或者變頻器側實現遠端一點接地。如果干擾仍舊嚴重,需要實現DC/DC隔離措施。可以采用標準的DC/DC模塊,或者采用V/F轉換,光藕隔離再采用頻率設定輸入的方法。