随着我国工业化的发展，变频器（Variable-frequency Drive，VFD）作为电力电气设备的一部分，越来越多地参与到工业生产中。但大部分用户对VFD的安装环境和安全性不了解，导致成本和安全性不稳定。了解VFD的安装选项可以帮助用户节省成本，减少停机时间，提高运动控制系统的安全性。

在选择安装低压VFD的位置和方式时，成本往往是决定性因素。然而，将成本放在关于安装VFD的关键决策之前可能会导致更高的拥有成本。还会增加意外停机的可能性，造成安全隐患。

无论用户是否计划在新的或现有的设施中安装VFD,他们都应该首先考虑以下环境和安全问题。用户只有了解安装选项的内在风险和好处，才能优化VFD的性能。

一、VFD的环境问题

高温是VFD可靠性的最大敌人。如果管理无效，热量会积聚在被驱动的功率晶体管的结层上。这可能导致地层融化或熔化。过热还会危及VFD的智能功率模块。这将影响到在VFD内部协同工作的数百个小型分立元件和组件。

从环保角度来说，在MCC中安装VFD是一个比较理想的选择。UL-845:电机控制中心解决整个MCC布置过热管理问题的要求和测试程序。这意味着MCC厂家需要证明安装在MCC内的VFD不会损坏，或者说VFD产生的热量不会损坏MCC内的其他设备。

然而，重要的是要记住，UL-845清单上正确的热管理和装配设备只能由MCC制造商完成。即使是根据UL-508a认证的外壳制造商也不能将VFD添加到MCC中，并且不能维护其UL-845列表。如果MCC中的单元不在UL-845列表中，则整个MCC列表无效。

如果在工业控制柜(ICP)中安装一套VFD而不是MCC，会让最终用户承担热管理的负担。如果ICP必须密封，通常需要一个空调来保持内部温度在VFD的设计限值内(或其他ICP组件的限值)。一个通用的经验法则是，VFD将释放流经它的总功率的3%左右，并将其作为热量辐射到周围环境。

通风ICP时，室外最高温度时的总通风量必须足以使室内温度保持在VFD的设计限值内。此外，如果循环的外部空气含有灰尘或水蒸气，则必须使用过滤器来消除污染。维护故障和定期更换过滤器会导致部件过热。

对于安装在ICP中的VFD，另一个关键的与热相关的问题是在VFD周围留有足够的间隙，以实现正常的气流。每一个VFD的设计都要求最小间隙，包括顶部、底部和侧面到侧面，这对于内部电路板和元件的散热非常重要。经常看到一些没有经验的机柜厂家误以为开槽电缆管不会成为障碍，所以布置得离VFD太近。但却成了空气正常流动的障碍，留不下足够的间隙，往往导致VFD过早失效。

壁挂式VFD通常配有风扇，驱动空气流过VFD的外壳，实现散热。还要考虑周围空气中可能存在的其他物质，包括水蒸气、机油、灰尘、化学物质和气体。这些物质可能进入VFD而造成伤害，或者造成残渣堆积，从而降低冷却效率。对于壁挂式VFD来说，防止障碍物阻碍气流同样重要。有些气体，如硫化氢，应该避免使用，因为它会腐蚀印刷电路板和连接部件。而且，在使用某些驱动器时，需要将相对湿度保持在最低值以上，因为如果太低，当空气流过部件时，静电就会成为问题。

这对于其电路板上不使用保形涂层的低压VFD来说尤其重要。对于电机型号在400马力以上的VFD来说，体积太大，无法安装在墙上，只能安装在可以固定在地板上的独立结构中。这些被称为柜装的VFD需要单独的风道来冷却散热片。

用户应该了解不同安装选项的内在风险和好处，以便优化VFD的性能。

二、适当的VFD安全

在决定如何以及在哪里安装VFD时，arc的安全性需要特别注意。在MCC中安装VFD最有说服力的理由是其安全性与MCC的整体设计相一致。在MCC安装VFD时，所有的人员安全问题都关系到整个MCC的决策过程。如果MCC要有耐弧性，VFD的机柜也必须有耐弧性。

除了保护电弧闪光之外，还有其他与MCC安装相关的人员安全问题:在一台UL-845 MCC机组中，VFD必须处于一系列经过测试的组合中(应由MCC制造商实施)，其水平应满足或超过MCC短路额定值。

只要MCC的整体规格满足现场条件，这将确保MCC内的每个单元都可以被证明是连接到系统的。用户访问VFD所需的人机界面(HMI)通常以MCC的形式移至设备单元的柜门外，除非有其他特殊规定。这意味着当操作人员想要读取、调整、编程或诊断其显示屏上的VFD时，他们不需要打开设备单元的柜门，使其暴露在柜内的安全隐患中。

如果ICP内部安装VFD，也有很多安全问题需要考虑。如果用户在购买说明中没有要求额定短路电流(SCCR)，一些ICP制造商会善意地提供一个额定5kA的ICP。这意味着用户不能将ICP连接到可能故障电流(AFC)在5kA以上的电力系统。然而，事实上，5kA的AFC在工业应用中是不太可能实现的，尤其是在使用480V电源时。而且，电弧闪光安全和上锁挂牌的要求，通常意味着ICP的主断路器要断开，在ICP内部做任何操作或连接ICP之前，都要进行上锁挂牌操作。

管理具有多个直通门的断路器设备极其困难。当系统的一部分关闭，整个系统必须关闭时，ICP会比MCC或单独的VFD更敏感。同时，SCCR对于壁挂式和柜式VFD也很重要。有条件的话尽量买VFD作为组合单元，因为主断路器和过流保护装置会集成到VFD成套设备中。这解决了SCCR问题和其他电气安全问题。

与大功率VFD相关的另一个问题是它们通常很重。比如维修技师经常使用工具、吊车甚至叉车，会让VFD和工人处于危险之中。推出式机箱的设计采用了类似卡车组装的特殊设计，可以配合位于VFD柜体底部的内部导轨，为移动重型设备部件提供了一种简单安全的方法。VFD安装的可达性、安全性、可维护性、适用性会产生长期影响，不会在设计和规划阶段立即表现出来。通过了解不同安装选项的内在风险和好处，用户可以在整个生命周期内优化VFD的性能，还可能减少停机时间和安全风险。