發布日期：2022-04-28 點擊率：102
國內的低壓變頻器多半是電壓源型的，這種低壓變頻器的中間直流是用電容平波，直流電壓比較穩定，而所使用的逆變器輸出的電壓波形決定于逆變器的控制和調制方式，分為兩類電壓波形，一是矩形波電壓輸出，二是pwm調制波電壓輸出。
圖1：逆變器的示意圖
1、矩形波電壓輸出
如果輸出是雙重的，也可以是“凸”字形電壓波，總之離正弦形相去較遠，也就是說電壓波形中除了基波外，還有許多諧波電壓，至于在這種電壓波形下產生的電流則決定于電動機（還串有一段支線電纜）的阻抗（基波阻抗和諧波阻抗），輸出的基波電壓分量/基波阻抗可得到基波電流，輸出的諧波電壓分量/諧波阻抗可得到諧波電流，電動機的基波阻抗是感性的，因而其諧波感抗xh為基波感抗x1的h倍（h為各次諧波的諧波次數），矩形波電壓的諧波電壓分量為基波分量的1/h。
因此，輸出矩形波電壓，得到的各次諧波電流為，以5次諧波電流為例約為基波電流的1/25=4%，7次為1/49≈2%，雖然諧波電流成分不大，但對電機仍有一定的負作用。
變頻器輸出的諧波成分以諧波電壓危害嚴重，表現為電壓峰值和電壓上升率dv/dt，它威脅著電機的相間絕緣、對地絕緣和匝間絕緣，主要是電機進線處的頭幾匝，對高壓電動機這個問題更為突出，這在文獻中已有論述。
矩形波或“凸”字形波電壓輸出的變頻器現已少見。
2、pwm調制波電壓輸出
這是現今最大量變頻器（無論是低壓或高壓變頻器）的輸出電壓波形，由于采用了正弦調制spwm，或其他更好的調制方式，使輸出電壓波形接近正弦波，這是指調制波的包絡線而言的，但每單個調制波的dv/dt更大了，這是因為調制頻率達到上千hz，為減少電力電子器件的損耗和發熱，采用的是高速通斷器件。
不但每次的dv/dt更大，而且是反復加上dv/dt。由于行波現象，加到電機端上的電壓峰值也更高（不超過直流中間電壓的2倍）。至于輸出的電流波形和上一節輸出的矩形波電流相比，則諧波電流分量更小，電流波形相對更接近正弦波，這也就是為什么要采用pwm調制的理由。但du/dt和電壓峰值的威脅仍然存在，還更嚴重。此外還有許多對電機不利的影響如軸電流等。
3、對策
為了減少變頻器輸出中含有的浪涌的嚴重程度，在一定的條件下，可采取對策（連同其效果）如下：（詳見iec標準）
（1） 改變電動機電纜的長度和將電纜接地，這將改變電動機端上的浪涌幅值，雖然此措施常常是困難的或不實際的。
（2）采用有較高介質損耗的電纜（例如丁基橡膠或油紙絕緣）。采用鐵材屏蔽的特種電纜也行。這些辦法將減少振蕩并改善電磁兼容（emc）性能。
（3） 如果相—地之間出現問題，可對接地配置加以改變。
（4） 裝設輸出電抗器，可增加峰值上升時間，它和電纜電容的聯合作用將減少行波峰值電壓。此時要考慮增加了電抗上的電壓降。
（5） 裝設輸出dv/dt濾波器，可顯著增加峰值上升時間。采用此措施可增加電纜長度。
（6）裝設輸出正弦波濾波器，可增加峰值上升時間。采用此方案的可能性決定于對象所要求的特性，特別是調速范圍與動態性能，它有兩種類型，類型i能同時減少相—相間和相—地間的電壓應力；而類型ⅱ只能減少相—相間電壓應力。此外這種濾波器可減少emc干擾和電動機的附加損耗和噪音，而且用了類型i濾波器后就可以采用標準的非屏蔽電纜。
（7） 在電動機端附近裝設終端單元可抑制電動機端口的過電壓。
（8） 降低每步脈沖的電壓幅度，例如采用三電平或多電平變流器。
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