眾(zhong)所周(zhou)知，變頻(pin)器已經廣泛(fan)應用各(ge)行各(ge)業。但變頻(pin)控(kong)(kong)制系統如何(he)設(she)計(ji)，變頻(pin)控(kong)(kong)制柜設(she)計(ji)與制造對實際(ji)(ji)應用具體要求(qiu)，是許多電氣工程師及制造商，客戶想明確了解的。本章從實際(ji)(ji)設(she)計(ji)及應用案例中，總結設(she)計(ji)要點，寫出拙見，供同行參考。

根(gen)據實際及客戶要求進(jin)行設計

在變頻控制系統設計前，一定要了解系統配制，工作方式，環境，控制方式，客戶具體要求。
具體系統分新設計系統還是就設備改造系統。
對舊設備改造，電氣工程師應該確切知道如下技術參數及要求。
1． 電機具體參數， 出廠日期， 廠商（國產， 進口）,電機的額定電壓， 額定電流， 相數。
2． 電機的負載特性類型， 工作制式。 電機起動方式。
3． 工作環境。如現場的溫度， 防護等級， 電磁輻射等級， 防爆等級。
4． 配電具體參數。
變頻柜安裝位置到電機位置實際距離。（變頻柜到電機距離是非常重要的參數）
變頻柜拖動電機的數量及方式。
變頻柜與舊的電氣系統的切換關系。一般為Δ-Y啟動與變頻工作互為備用，切換保護。
變頻柜的外圍傳感變送器的選用參數及采樣地點。
變頻控制柜的控制方式，如手動/自動，本地/遠程，控制信號的量程。是否通訊組網。
強電回路與弱電回路的隔離。采集及控制信號的隔離。
工作場合的供電質量，如防雷，浪涌，電磁輻射。
對(dui)新變頻系統(tong)，電(dian)氣工程師(shi)(shi)應該(gai)與機械(xie)工程師(shi)(shi)對(dui)傳(chuan)動機械(xie)負載(zai)特(te)性，深入(ru)了解，才能確電(dian)機類型，容量(liang)(liang)。根據(ju)電(dian)機機械(xie)負載(zai)特(te)性，容量(liang)(liang)，選用變頻器的類型，容量(liang)(liang)。

目前，機械負載與電機轉矩特性有許多種類，常用有三種。
1． 恒轉矩負載。如傳送帶， 升降機等
用公式表式為 P=T*N/975 P-電機的功率 T-電機轉矩 N-電機轉速
對恒轉矩，系統設計應注意：
（1） 電機應選變頻器專用電機
（2） 變頻柜應加裝專用冷卻風扇
（3） 增大電機容量，（4） 降低負載特性
（5） 增大變頻器的容量
（6） 變頻器的(de)容(rong)(rong)量與電(dian)機(ji)的(de)容(rong)(rong)量關(guan)系應根(gen)據品牌， 一般為1.1~1.5電(dian)機(ji)的(de)容(rong)(rong)量。

2． 平方轉矩負載。如風機，水泵類
用公式表式為 T=K1*N2 ，P=K2*N3 P-電機的功率 T-電機轉矩 N-電機轉速
一般，風機，水泵，采用變頻節能，理論與實際證明節能為40~50%左右，此類應用占變頻器應用30~40%左右。
對平方轉矩負載，系統設計應注意：
（1） 電機通常選異步交流電機。根據環境需要，選電機防護等級和方式。
（2） 大于7.5KW變頻柜,應加裝通風散熱設施
（3） 電機，變(bian)頻器(qi)容量(liang)關系(xi)。

關系系數 國外變頻器容量 國產變頻器容量
國外電機容量 相等相當電機容量 1.3-1.5電機容量
國產(chan)電機 1.2電機容量(liang)(liang) 1.5-2電機容量(liang)(liang)

3． 恒功率負載。如卷揚機，機床主軸。
公式：P=T*N/975=CONT。
一般達到特定速度段時，按恒轉矩，超過特定速度時，按恒功率運轉。
恒功率機械(xie)特性較(jiao)復雜。

對于每個變頻控制柜，設計是整個系統重點，*能體現產品質量關鍵環節。對于變頻控制柜，
電氣設計工程師應在如下設計方面入手。
1. 變頻控制系統的原理圖設計
2. 電路主路設計。
3. 電路控制路設計。包括常規控制電路， PLC控制接口電路， 變頻器聯網等。
4. 變頻(pin)控制(zhi)柜(ju)的工(gong)藝(yi)設計(ji)。包括電氣工(gong)藝(yi)設計(ji)， 柜(ju)體板(ban)金工(gong)藝(yi)設計(ji)。

原理圖設計
根據以上所述的原理規則，參照變頻控制柜的原理圖，根據實際需要，畫出原理圖。
電路主路設計。按如下順序選擇主回路電器件。
（1） 確定機械負載特性，功率， 扭矩，轉速
（2） 確定電機特性， 額定電壓， 額定功率， 額定電流，
（3） 根據以上條件， 和實際客戶的需要， 對下列電器元件取舍
TR-變壓器為可選項，根據電壓等級標準，選配。
FU-熔斷絲，一般要，選擇為2.5-4倍額定變頻器電流。注意熔斷絲選速熔類。
QA-空開，一般要，選擇為1.2倍額定變頻器電流
KM-接觸器，必須要，選擇為額定變頻器電流
LY-防雷(lei)浪涌(yong)器(qi)，*好(hao)要，特別雷(lei)暴(bao)多(duo)發區，以及交流電源尖峰浪涌(yong)多(duo)發場合，保護變頻系(xi)統(tong)免遭意(yi)外破(po)壞。一(yi)般配(pei)40KVA浪涌(yong)器(qi)。

DK-電抗器

電抗器的作用是抑制變頻器輸入輸出電流重高次諧波成份帶來的**影響，而濾波器的作用
是抑制由變頻器帶來的無線電電波干擾，即電波噪聲。
有的變頻器內置電抗器，有的場合也可不裝電抗器。一般，多大功率變頻器配多大電抗器，變頻器廠商提供參數。選擇電抗器的參數，可由下面公式計算
L=(2%~5%)V/6.18*F*I
V-額定電壓 V
I-額定電流 A
F-*大頻率 HZ

LBI/ LBO 輸入輸出濾波器，一般應根據頻率進行配置
R-制(zhi)動電阻(zu) 計算較復雜，應在(zai)變(bian)頻器柜制(zhi)造商指導下配置(zhi)。

電路控制回路設計，按電氣工程師知識及變頻器要求設計。但應注意
（1） 輸入/輸出的弱電信號，與PLC、儀表、傳感變送器，一定采取信號隔離， 否則控制系統信號混亂， 系統不正常。
（2） 與PLC，常規控制系統接口，一定加裝浪涌吸收器。
（3） 控制電源應采用隔離變壓器，進行電氣隔離。
變頻控制柜的工藝設計。
電氣工藝設計
電氣工程師變頻電路設計出來，下一步就是電氣工藝設計，包括：
1. 多大功率變頻器，配什么類型電纜，多大的線徑，配多遠。一般可以查表格或計算。
2. 接地配線。
3. 抗干擾布線。是非常重要的。一般強電電纜用帶屏蔽電纜，電纜及屏蔽層用金屬卡固定安裝底板上， 也有的加裝屏蔽金屬環，抗干擾。
4. 進出線的電纜管接頭配(pei)置。

柜體板金工藝設計
應根據以下原則設計
1． 變頻器的環境
溫度：變頻器環境溫度為-10度-50度，一定要考慮通風散熱。
濕度：
震動：
氣體：有無暴炸，腐蝕性氣體
2． 柜體承載重量。
3． 運輸方便性。加裝吊裝掛鉤， 搬運**。
4． 柜體的(de)銘牌(pai), 制(zhi)造(zao)商的(de)CI標識。

結(jie)論：一個質量(liang)較高的變頻控制柜(ju)，從(cong)設計，工藝，制作制造，運輸(shu)，包裝，是實際要(yao)