变频器与电机距离过长有哪些影响?之间导线线径的选择

由于变频器的输出电压是高压脉冲系列，其频率等于载波频率，峰值等于直流回路电压（513V），当变频器和电动机之间的连接线很长时，导线的分布电感和线间分布电容的作用将不可忽视。

当电动机和变频器之间的距离较远时，线间的分布电容和电动机的漏磁电感之间有可能因接近于谐振点而导致电动机的输入电压偏高，从而使电动机容易损坏，或运行时发生振动。     在使用现场，变频器与电机安装的距离可以分为三种情况：远距离、中距离和近距离。100m以上为远距离，20~100m为中距离，20m以内为近距离。

     变频器在运行中，其输出端电压波形中含有大量谐波成分。如前所述，这些谐波将产生极大的负作用，影响变频器系统的功能，适当地设计变频器的安装位置及变频器与电机的连接距离，可减小谐波的影响。远距离的连接会在电机的绕组两端产生浪涌电压，叠加的浪涌电压会使电机的绕组电流增大，电机的温度升高，绕组绝缘损坏。因此，希望变频器尽量安装在被控电机的附近，但是在实际生产现场，变频器和电机之间总会有一定的距离，可以直接将电机与变频器连接；如果变频器和电机之问的距离在20~100m之间，则需要调整变频器的载波频率来减小谐波和下扰；而当变频器和电机之间的距离在100m以上时，不但要适度降低载波频率，还要加装浪涌电压抑制器或输出用交流电抗器。不同型号的变频器在这方面的性能有所不同。

     在集散控制系统中，由于变频器的高频开关信号的电磁辐射对电子控制信号会产生一些干扰，因此，常常把大型变频器放到中心控制室内。而大多数中、小容量的变频器则安装在生产现场，这时可采用RS-485串行通信方式来连接。若还要加长距离，可以利用通信中继器，这时可达1km的距离。如果采用光纤连接器，可以达到23km之远。采用通信电缆连接，可以很方便地构成多级驱动控制系统，实现主/从和同步控制等要求。当前，较为流行的是现场总线控制技术，比较典型的现场总线有Profibus、LonWonks、FF等。其最大特点是用数字信号取代模拟信号，模拟现场信号电缆被高容量的现场总线网络取代，从而使数据传输速度大大提高，实现控制彻底分散化。这种分散有利于缩短变频器到电机之间的距离，使系统布局更加合理。

变频器与电机之间导线线径的选择

变频器的输出端子应按正确相序连接到三相异步电机。如果电机的旋转方向不对，则交换U、V、W中任意两相接线。变频器的输出侧不能连接电容器和电流浪涌吸收器。驱动较大功率电机时，在变频器输出端与电机之间要接热继电器。图1所示为主电路基本接线图。

图1 主电路基本接线图

变频器与电机之间的导线线径的选择。因为频率下降时，电压也要下降，在电流相等的情况下，线路的电压降△U在输出电压中所占比例将上升，而电机得到的电压的比例则下降，有可能导致电机发热。所以，在决定变频器与电机之间导线的线径时，最关键的因素是线路电压降△U的影响。一般要求：

△U≤(2～3) %UN (1)

式中 UN-电机的额定电压(V)。

△U的计算公式为：

(2)

式中IMN-电机的额定电流(A)；

R0-单位长度导线的电阻(mΩ/m)；

L-导线的长度(m)。

常用电机引出线的单位长度电阻值如表1所示。

表1 电机引出线的单位长度电阻值

下面举例说明。

某电机的主要额定数据如下：PMN=30kW，UMN=380V，IMN=57.6A，nmn=1460r/min，变频器与电机之间的距离为40m，要求在工作频率为40Hz时，线路电压降不超过2%。选择线径的方法如下。

由式(2)：

R0≈1.52mΩ/m。

由表1可知，应选择截面积为16mm2的导线（材质为铜）。

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