1  引言
    在現代工業控制系統中,采用變頻器控制的電動機系統,有著節能效果顯著、調節控制方便、維護簡單、可網絡化集中、遠程控制、可與PLC組成自動控制系統等優點。變頻器的這些特點使其在電氣傳動、工業自動控制等領域的應用日益廣泛。市場上不同型號規格變頻器的安裝、接線、調試各有特點,但主要方法及基本結構特性基本一致。本文以西門子MMV變頻器為例來闡明變頻器的外圍配置要點。
2  西門子MMV變頻器的基本結構
    變頻器的主電路形式一般由整流、逆變和濾波三部分組成。整流部分為三相橋式不可控整流器,中間濾波部分用大電容作為濾波器,逆變部分為IGBT三相橋式逆變器,通過控制各開關管的驅動信號來控制變頻器的輸出性能。
    MMV變頻器是一種無速度傳感器矢量控制的通用型變頻器，可以廣泛地用于各種三相交流電機的轉速控制。MMV變頻器啟動轉矩大，控制精度高，過載能力強，保護措施安全可靠。安裝、設定、調試都比較方便。通過計算所需的輸出電流和頻率的變化量以維持所期望的電機轉速、轉矩等，使其不受負載條件變化的影響。可以通過串口（RS-485和RS-232）實現遠程控制，使用USS通訊方式可控制多達31臺變頻器。MMV變頻器可以方便地通過MPI和S7-200/300PLC相連接，其內部結構框圖如圖1所示。

圖1  MMV變頻器內部原理框圖

3  變頻器的外圍配置要點
3.1 變頻器主電路的布線及接地
    變頻器的輸出端不要接電力電容器或大容量浪涌吸收器，以免被峰值很高的浪涌電壓破壞變頻器或導致其誤動作。
變頻器的R、S、T端是變頻器的輸入端,接電源進線,可不分相序。U、V、W端是變頻器的輸出端。接線情況如圖2所示。

圖2  變頻器主電路的接線

    一般來說,電源與變頻器之間導線的選擇和同容量普通電動機電線的選擇方法基本相同。但考慮到其輸入側的功率因數往往較低,再加上電流中的諧波分量有較強的集膚效應,所以選擇時應本著宜大不宜小的原則來決定線徑。通常按電動機正常接線的截面積大一級來選擇。
    因變頻器與電動機之間的導線鋪設長度往往較長,特別是變頻器頻率下降時,電壓也要下降,在電流相等的條件下,線路電壓降ΔU在輸出電壓中的比例將上升。相應地，電動機得到電壓的比例下降, 則有可能導致電動機發熱。所以在決定變頻器與電動機之間導線的線徑時,需要考慮線路電壓降ΔU的影響[1]。一般要求:
    ΔU≤(2～3)%Un （1）
    Un為變頻運行時電動機所加的電壓。
    此外，變頻器的與PLC控制回路應單獨接地,在不能夠保證單獨接地的情況下,為了減少變頻器對控制回路的干擾,控制回路接地可以浮空,但變頻器一定要保證可靠接地。接地線按其安裝規范所規定的導線線徑規格。接地線還應在可能范圍內盡量短。在有多臺變頻器時，設置接地線時要注意將每臺變頻器接地端子單獨與大地相接，不要將接地端和另一臺設備的接地線相接后再接地。接地線的線徑不應小于2.5mm2。
3.2 保護電路
    變頻器與供電電源之間應裝設帶有短路及過載保護的低壓斷路器、交流接觸器，以免變頻器發生故障時事故擴大。電控系統的急停控制應使變頻器電源側的交流接觸器開斷，以便徹底切斷變頻器的電源供給，保證設備及人身安全。
3.3 啟動制動頻繁時的注意事項
    在啟動或制動頻繁的場合，不要用主電路電源的通斷來控制變頻器的啟動或停止，應使用變頻器控制面板上的RUN/STOP鍵或外圍面板的通斷控制端子。這是因為當變頻器主電路啟動時，首先要給直流回路的大容量電解電容充電，如果頻繁啟動主電路必然造成供電容充電的限流電阻發熱嚴重，同時也縮短了電解電容的使用壽命[2]。
3.4 固定頻率的設置
    在用外部開關實現電動機固定頻率運轉時，通常需要依據實際情況對P006,P051-055,P041-044等參數進行設置。在設置中比較易犯的一個錯誤是:只設置對應某個固定頻率的端子。在這種設置下，即使其他設置完全正確，電動機也不會運轉。這是因為在MMV變頻器的設計中，當P006和P007設置成外部開關量控制時，固定頻率和運行兩個功能是分離的。也就是說：需要設定兩個端子（一個把某一固定頻率賦值給電動機；另一個則負責運行），電動機方可按照設定的固定頻率運轉。
4  結束語
    本文以MMV變頻器為例闡述了變頻器內部結構，外圍配置要點。若能對變頻器多加了解和分析，必將有助于延長變頻器的使用壽命，有助于維持生產的正常進行和保證產品質量。