导读：变频器（VFD, Variable Frequency Drive）在系统中承担着“电源→控制→电机”的能量通路任务。 正确的主回路接线直接影响系统的安全与寿命。本讲将系统讲解：进线、出线、接地、断路器、接触器、滤波器等元件的搭配与布线逻辑，并附常见接线简图，便于工程现场快速对照。

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一、主回路结构总览

典型三相交流变频器主电路包括以下部分：

电源侧（AC IN） → 整流桥 → 直流母线（DC BUS） → 逆变器（IGBT） → 电机侧（AC OUT）

外围电气元件：

• 断路器 MCCB/MCB： 负责短路保护与主电源断开。
• 接触器 MC： 实现电源通断、远程启停控制。
• 输入电抗器 / 滤波器： 抑制谐波、电网干扰。
• 输出电抗器： 减少长电缆引起的 dv/dt 电压尖峰。
• 接地保护： 提供安全泄放路径，防止人身触电与干扰。

下图为简化结构示意：

[ 电源侧 ]                 [ 变频器 ]               [ 电机侧 ]
  三相AC → MCCB → MC → L1 L2 L3 →|整流→DC母线→IGBT逆变|→ U V W → 电机
                     ↑                           ↑
                  PE 接地线                  电机接地 PE

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二、进线部分（输入侧）

2.1 电源类型

• 常见输入电压：单相 220V 或三相 380V（±10%）。
• 频率范围：50/60 Hz，部分机型允许 45–65 Hz。

2.2 主电源接线端子

• 三相输入：L1 / L2 / L3或R / S / T。
• 单相输入：L / N。

2.3 推荐元件配置

功率段	断路器容量	电源线截面积	接触器容量
0.75–2.2 kW	10–16 A	2.5 mm²	AC-3 9 A
3.7–7.5 kW	25–40 A	4–6 mm²	AC-3 18 A
11–15 kW	50–63 A	10 mm²	AC-3 32 A
18.5–22 kW	80–100 A	16 mm²	AC-3 50 A

注意：断路器用于短路保护，接触器用于运行控制，不可互相替代。

2.4 输入侧建议附加

• 安装输入电抗器（AC Reactor）：减少谐波、保护整流模块。
• 若电源不稳定，可增加EMI 滤波器，抑制射频干扰。

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三、出线部分（电机侧）

3.1 出线端子

• 输出三相：U / V / W
• 对应电机接线：U1 / V1 / W1

3.2 注意事项

• 禁止将电机接在变频器输入端，否则会烧坏整流桥。
• 禁止输出端再串接接触器或断路器频繁动作。
• 若必须切换多个电机，必须停止变频输出后再操作。
• 输出电缆长度 > 30 m 时应加装输出电抗器，防止 dv/dt 损伤电机绝缘。

3.3 电缆选型

建议使用屏蔽电缆，屏蔽层一端接地。 导线截面积按输出电流选取，参考 IEC 60364：

电机功率	电流 (A)	电缆截面积	备注
0.75 kW	2.5	1.5 mm²	短距离
3.7 kW	8.5	2.5 mm²	常规布线
7.5 kW	17	4 mm²	建议屏蔽
15 kW	32	6–10 mm²	加输出电抗器

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四、接地（PE）与安全规范

• 变频器与电机必须独立接地，禁止与控制地共线。
• 接地电阻：≤ 10 Ω，推荐 ≤ 5 Ω。
• 接地线截面积 ≥ 电源线的 1/2。
• 多台设备接地采用“星形”结构，防止环流。

注意： 变频器含有高频开关信号，良好接地不仅是安全要求，也是抑制电磁干扰（EMI）的必要手段。

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五、断路器与接触器的搭配逻辑

5.1 正确位置关系

电源 → 断路器（MCCB） → 接触器（MC） → 变频器 → 电机

• 断路器：用于上电与短路保护。
• 接触器：用于远程启停、紧急切断电源。

5.2 接触器选型要点

• 额定电流 ≥ 变频器输入额定电流 × 1.2。
• 频繁通断会影响变频器寿命，应使用 变频专用接触器（耐冲击电流）。
• 若接触器位于输出侧，仅用于维护时断开，必须在变频器完全停机后操作。

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六、典型接线简图

三相电源            主回路示意图（380V）
┌──────────────┐
│  L1  L2  L3 │
└────┬────┬────┘
     │    │
   [MCCB] 主断路器
     │
   [MC]   电源接触器
     │
 ┌─────────────┐
 │   VFD 主回路 │
 │   L1 L2 L3   │→ 输入端
 │   U  V  W    │→ 输出端
 └─────────────┘
     │
   电机 M (三相)
     │
    PE───┬───────────┐
         │           │
       VFD接地     电机接地

附加组件建议：

• 输入侧：EMI 滤波器、AC 电抗器
• 输出侧：dv/dt 电抗器、RC 抑制器（长电缆时）

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七、常见错误与防护措施

• 误将电机接在输入端：整流模块瞬间击穿。
• 输出端加接触器频繁操作：IGBT 过压烧毁。
• 接地不良：电磁干扰、触电风险。
• 线径不足：发热、压降过大导致欠压报警。
• 未加电抗器：在大功率或多台共用电源时易触发整流过流。

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八、小结

1. 主回路接线的关键在于：进线保护、出线安全、接地规范。
2. 断路器负责保护，接触器负责控制，两者位置与功能不可混用。
3. 长线必加电抗器，强干扰环境需屏蔽接地。

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下一讲预告

在《变频器基础课 第 5 讲》中，我们将讲解：

• 控制回路接线：面板控制、端子控制、外部启停与多段速；
• 常见输入端子配置（FWD、REV、COM、AI、AO、DI）；
• 多种运行方式的逻辑切换。

理解主回路，是掌握变频器安装的第一步；下一课，我们进入“信号控制”世界。

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