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变频器开关频率的影响

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  • 颁布功夫:2017/10/12 15:59:52
  • 作者:ly_yinhe

  变频器大多是选取PWM调造的大局进行变频, ,,,,也就是说变频器输出的电压其实是一系列的脉冲。。。。。。。 。脉冲的宽度和距离均不相称, ,,,,其大幼就取决于开关频率。。。。。。。 。浚浚浚 ? ??仄德试礁, ,,,,一个周期内脉冲的个数就越多, ,,,,电流波形的滑润性就越好, ,,,,但是对其它设备的滋扰也越大。。。。。。。 。浚浚浚 ? ??仄德试降突蛘呱柚玫牟缓, ,,,,电机就会发出难听的噪音。。。。。。。 。通过调节开关频率能够实现系统的噪音最幼, ,,,,波形的滑润型最好, ,,,,同时滋扰也是最幼的。。。。。。。 。因而在变频器使用过程中若何来正确选择变频器的开关频率值亦是沉要的事, ,,,,本文就此提供给该从以下诸方面来思考分析并且正确选择开关频率值。。。。。。。 。

开关频率与变频器功耗

  功率模浚浚浚 ? ??镮GBT的功率损耗与开关频率有关, ,,,,且随开关频率的提高、功率损耗增大。。。。。。。 。这样一则使效能降落, ,,,,二则使功率模浚浚浚 ? ??榉⑷仍龀, ,,,,对运行是不利的, ,,,,当然变频器的工作电压越高, ,,,,影响功率损耗亦加大。。。。。。。 。浚浚浚 ? ??仄德试酱, ,,,,变频器的损耗越大, ,,,,输出功率越幼。。。。。。。 。若是环境温度高, ,,,,逆变桥高低两个逆变管在交替导通过程中的死区将变幼, ,,,,严沉时可导致桥臂短路而败坏变频器。。。。。。。 。

开关频率对变频器输出电流的影响

  变频器的逆变(DC/AC变换)部门是由IGBT通过正弦脉宽调造SPWM后, ,,,,通过电机绕组, ,,,,形成呈正弦波的电流波形。。。。。。。 。那么开关频率的大幼、直接影响电流波形的曲直水平, ,,,,以及滋扰的大幼, ,,,,并且开关频率的大幼是较为敏感和直接的, ,,,,所以在运行过程中首先要正确选择开关频率值的大幼后, ,,,,而后再思考附加各类抑造谐波装置, ,,,,例AC电抗器、DC电抗器、滤波器、零序电抗器, ,,,,及装置布线、接地等措施, ,,,,这样处置是较合理的、更有效的, ,,,,切不成本未颠倒来处置问题, ,,,,这是很沉要的准则。。。。。。。 。

  当开关频率高时, ,,,,电流波形正弦性好, ,,,,并且滑润。。。。。。。 。这样谐波就幼, ,,,,滋扰就幼, ,,,,反之就差, ,,,,当开关频率过低时, ,,,,电机有效转矩减幼, ,,,,损耗加大, ,,,,温度增高的弊端, ,,,,反之开关频率过高时, ,,,,变频器自身损耗加大, ,,,,IGBT温度上升, ,,,,同时输出电压的变动率dv/dt增大, ,,,,对电动机绝缘影响较大。。。。。。。 。

  1) 运行频率越高, ,,,,则电压波的占空比越大, ,,,,电流高次谐波成份越幼, ,,,,即开关频率越高;;;;;;;

  2) 电流波形的滑润性越好;;;;;;;

  3) 开关频率越高, ,,,,变频器允许输出的电流越。。。。。。。 。;;;;;;

  4) 开关频率越高, ,,,,布线电容的容抗越幼(由于Xc=1/2πfC), ,,,,由高频脉冲引起的漏电流越大。。。。。。。 。

开关频率对电机的影响

  开关频率越高, ,,,,电机的振动越幼, ,,,,运行噪音越幼, ,,,,电机发热也越少。。。。。。。 。但开关频率越高, ,,,,谐波电流的频率也越高, ,,,,电机定子的集肤效应也越严沉, ,,,,电机损耗越大, ,,,,输出功率越幼。。。。。。。 。

01开关频率对电动机的噪音

  电动机的噪音来自透风躁音、电磁噪音、机械噪音三个方面, ,,,,对透风和机械噪音在此不做分析, ,,,,只就使用变频器后对电磁噪音问题作以下分析。。。。。。。 。

  变频器的输出电压、电流中含有肯定分量的高次谐波, ,,,,使电动机气隙的高次谐波磁通增长, ,,,,所以噪声变大。。。。。。。 。其特点为:

  1) 由于变频器输出的较低的高次谐波分量与转子固有频率的谐振, ,,,,使转子固有频率左近的噪音增大;;;;;;;

  2) 由于变频器输出的高次谐波使铁心、机壳、轴承座等的谐振, ,,,,在固有频率左近的噪音增大;;;;;;;

  3) 噪音与开关频率大幼有直接关系, ,,,,当开关频率高时相对噪音就。。。。。。。 。;;;;;;

  4) 经测试得到当电动机在变频运行时, ,,,,比在工频50Hz运行时, ,,,,噪声只大2dB可见影响不很大, ,,,,其绝对值约在70dB左近;;;;;;;

  5) 选取变频电动机能降低一样运行参数时的噪音6-10dB。。。。。。。 。

02开关频率与电动机的振动

  电动机的振动原因可分为电磁与机械两种, ,,,,除开机械原因, ,,,,只就电磁原因作下分析:

  1) 由于较低次的高次谐波分量与转子的谐振, ,,,,其固有频率左近的振动分量增长;;;;;;;

  2) 由于高次谐波产生脉动转矩的影响产生振动;;;;;;;

  3) 当选取变频器后在一样50Hz频率下工作使伛动略大, ,,,,尤其当工作频率20Hz使伛动将增至全振幅为7um, ,,,,工作频率80Hz-120Hz全振幅将增为6um, ,,,,且电动机极数幼的较极数大的略为严沉;;;;;;;

  4) 可选取输出AC电抗器减振动;;;;;;;

  5) 将v/f给定幼些;;;;;;;

  6) 选取变频电动机可降低振动;;;;;;;

  7) 对高速磨床等可选取低噪声、低振动的专用电动机。。。。。。。 。

03开关频率与电动机的发热

  由于逆变器选取正弦脉宽调造后其电流输出波形是近似正弦波, ,,,,注定有肯定分量的各次的高次谐波产生, ,,,,以及波形不够光滑有毛刺出现, ,,,,势必造成输出电流的增长可达10%, ,,,,而发扰纂电流I2 成正比, ,,,,因而在一样工作频率一样负荷下, ,,,,使用变频器后电动机的温升略高些, ,,,,为尽可能削减这部门损耗, ,,,,要尽可能使开关频率值大些, ,,,,对运行有利, ,,,,或选用变频电动机, ,,,,具体解决法子是:

  1) 尽可能选用较高开关频率, ,,,,以改善输出电流波形;;;;;;;

  2) 加装输入、输出AC电抗器或有源滤波器等;;;;;;;

  3) 选用变频电动机;;;;;;;

  4) 变频器的工作频率要低于20Hz, ,,,,而出产设备就要低速, ,,,,并且有较大的负荷运行时, ,,,,电动机输出轴后再加装一级减速器, ,,,,以利工作频率(变频器)提高, ,,,,且增大输出转矩, ,,,,以利统一解决负荷的要求、变频器的许可, ,,,,以及电动机的振动、噪音、发热、工作频率、开关频率几方面两全的合理解决。。。。。。。 。


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