变频器、软启动器及PLC实用技术260问
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51.怎样确定变频器与电动机连线的长度和截面积?

变频器与电动机的安装距离可分为3种情况:远距离(100m以上)、中距离(20~100m)和近距离(20m以内)。

变频器输出电压波形中含有大量的谐波成分,谐波会使电动机过热、产生振动和噪声,同时谐波还会造成无线电干扰,引起其他电子设备误动作。变频器与电动机的连线越长,则坏影响越严重。另外,连线过长有可能引起电动机振动。电缆寄生电容过大,容易导致变频器的功率开关器件在开断瞬间产生过大的尖峰电流,可能损坏功率逆变模块。在特殊条件下,如果连线较长,可以在变频器输出侧加装电抗器予以补偿,用于解决连线过长而引起的尖峰电流过大的问题。

布线长度的增加还会引起漏电流的增加,见表2-12。

表2-12 布线长度与漏电流的关系

注:试验采用SF-JR型4极电动机,载波频率为14.5Hz,所用电缆为2mm2四芯橡胶绝缘电缆。

另外,还应考虑当变频器工作于低频时,其输出电压也低,故线路压降也会增大。因此电线(或电缆)的截面积应比电动机正常接线时大一级,或按下式计算:

式中 R0——单位长度电线的电阻,Ω/km;

ΔU——允许线间电压降,V,一般为2%Ue

Ue——线路额定电压,V;

L——电线长度,m;

I——电流,A。

电线选用示例见表2-13。

表2-13 电线选用示例(敷设距离30m)

在使用手册中,变频器生产厂家一般都规定了配用电缆的建议长度和截面积。例如,DanfossV-LT5000系列变频器规定可使用长度为300m的无屏蔽电缆或长度为150m的屏蔽电缆;VACON系列变频器则规定0.75~1.1CXS等级所接电缆的最大长度为50m,1.5CXS等级所接电缆的最大长度为100m,其余功率等级的最大长度均为200m。

应该特别注意的是,电动机电线的截面积不能选得太大,否则电线的电容和漏电流都会因之增加。在一般情况下,电线截面积每增大一个等级,将使变频器的输出电流相应降低5%。

例2-1] 某电动机的额定数据如下:额定功率Pe为22kW,额定电压Ue为380V,额定电流Ie为42.5A,额定转速ne为1470r/min(即4极)。变频器与电动机之间的距离L为60m。要求在工作频率fg为40Hz时,线路电压降ΔU%不超过2%。试选择导线截面积。

 允许电压降为

导线的单位电阻为

由表2-13可知,应选择截面积为14mm2的铜导线。