变频器与电机的距离对系统的影响及防止措施

在工业使用现场,变频器与电机安装的距离可以大致分为三种情况:源远距离、中距离和近距离。20m以内为近距离,20～100m为中距离,100m以上为远距离。

由于变频器输出的电压波形不是正弦,波形中含有大量的谐波成分,其中高次谐波会使变频器输出电流增大,造成电机绕组发热,产生振动和噪声,加速绝缘老化,还可能损坏电机；同时各种频率的谐波会向空间发射不同程序的无线电干扰,还可能导致其它设备误动作。因此,希望把变频器安放在被控电机的附近。但是,由于生产现场空间的限制,变频器和电机之间往往要有一定距离。如果变频器和电机之间为20m以内的近距离,可以直接与变频器连接；对于变频器和电机之间为20m到100m的中距离连接,需要调整变频器的载波频率来减少谐波及干扰；而对变频器和电机之间为100m以上的远距离连接,不但要适度降低载波频率,还要加装输出交流电抗器。

在高度自动化的工厂里,可以在中心控制室监控所有的控制设备,变频器系统的信号也要送到中控室,变频器的位置若在中心控制,总控台与变频器之间,可以直接连接,通过0-5/10V的电压信号和一些开关量信号进行控制。但是,变频器的高频开关信号的电磁辐射对弱电控制信号会产生一些干扰,因此也不一定要美观整齐,把变频器放在中心控制室内。如果变频器与中心控制室距离远一点,可以采用4～20mA的电流信号和一些开关量作控制连接；如果距离更远,可以采用RS485串行通信方式来连接；若还要加长距离,可以利用通信中间继电器达到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及驱动控制系统,从而实现主/从和同步控制等要求。与目前流行的现场总线系统相连接将使数据变换速率大大提高。中心控制室与变频器机柜之间的距离的延长,有利于缩短变频器到电机之间的距离,以便用更加合理的布局改善系统性能。

总之安装变频器时,需要综合考虑中心控制室、变频器、电机三者之间的距离,尽量减少谐波的影响,提高控制的稳定性。