第6章 选择变频器附属部件的基本技能与方法

6.1 变频器输入与输出保护电路元器件的选择

为了防止电网和其他干扰源对变频器的干扰，减少变频器产生的干扰源对其他设备和电网的影响，在变频器的输入与输出端通常都设置了保护电路。

6.1.1 基本知识

1.变频器的外围保护电路组成方框图

为了提高变频器的工作可靠性，减少变频器与其他电气设备的相互影响，在使用变频器时，通常在其输入、输出端大都设置了保护电路。各种变频器设置的保护电路虽然不尽相同，但可以用图6-1所示的方框图来表示。

2.需要说明的问题

变频器的型号较多，各种变频器的电源容量、输入电压、变频器和电动机之间连接电缆的长短、变频器输出频率的大小等也不尽相同，故在设置保护电路的元器件时，可以根据实际情况进行有选择的设置，不一定要按图6-1所示的要求进行全面的设置，有些外围设备可以省去不用。

6.1.2 隔离开关的选择

变频器输入保护电路中的隔离开关用于在电源切断后，把线路和电源明显的隔开，以确保维修或保养人员的安全。对这类隔离开关的选择，应根据线路中的额定电压、额定电流与变频器的使用环境来综合考虑。

6.1.3 前端快速熔断器的选择

1.快速熔断器的特点

从保护特性来看，快速熔断器的作用与断电器是否类似。一般来说，变频器的前端可以设置快速熔断器，也可以不用设置。但有的人认为，快速熔断器的保护动作比断路器快，应该设置。

2.选择方法

当在变频器的前端设置快速熔断器时，对快速熔断器的选择方法和断路器的选择方法基本相同，可参考断路器的选择方法进行选择。

6.1.4 断路器的选择

变频器输入保护电路中的断路器一方面用于变频器供电回路的正常通断；另一方面会在线路出现过电流或发生短路故障时自动切断变频器的工作电源，以防止后级电路受损或造成故障的进一步扩大。对这类断路器的选择方法，电源侧断路器的额定电流可按变频器的额定电流来选用，其他方面与普通电气系统中选择断路器的方法基本相同，不多述。

6.1.5 接触器的选择

变频器输入保护电路中的接触器用于变频器的接通与断开，在变频器发生故障或失压时，自动切断变频器的供电电源，防止断电又来电时变频器误启动造成事故。但用于供电控制时，不要采用接触器来控制变频器电源的接通与断开（变频器输入回路的开/闭寿命大约为10万次）。对这类接触器的选择方法，与普通电气系统中选择接触器的方法基本相同，不多述。

6.1.6 变频器中使用的直流电抗器的作用

变频器输入与输出保护电路中直流电抗器的作用是减少输入电流的高次谐波成分，提高输入电源的功率因数，对短路电流也有一定的限制作用。

6.1.7 根据应用场合选择直流电抗器的方法

变频器输入与输出保护电路中输出侧是否需要设置直流电抗器，则应根据变频器的工作环境来确定，当出现以下几种情况时，就应考虑选用直流电抗器。

1.有开关式无功补偿电容器或带有晶闸管相控负载的场合

对于提供给变频器工作电源的同一路电源节点上有开关式无功补偿电容器屏，或带有晶闸管相控负载的场合，应选用直流电抗器。这主要是由于电容器屏开关切换时导致的无功瞬间变化，会造出电网电压的突变；而相控负载引起的谐波和电网波形缺口，有可能会对变频器的输入整流电路造成危害。

2.三相供电电源不平衡场合

在提供给变频器三相供电电源的不平衡度超过3%场合，应选用直流电抗器。

3.有功率因数要求的场合

如果对变频器的输入端功率因数有一定要求，需要将其提高到0.93以上时，应选用直流电抗器。

4.大容量变压器的场合

在变频器使用的场所，如果变频器接入的是大容量的变压器，而且变频器的输入电源回路流过的电流有可能对变频器的整流电路造成危害的情况下，应选用直流电抗器。

6.1.8 直流电抗器参数的选择

变频器输入与输出保护电路中直流电抗器的参数选择，其计算与设计的原则与一般电抗器基本相同，但直流电抗器的电感量是以基波电流流经电抗器时的电压降不大于额定电压为佳。