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標(biāo)題

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月度歸檔 11月 2019

電抗器和諧波濾波器在變頻器輸入端使用效果分析

很多變頻器的輸入端安裝電抗器,一方面是為了減小諧波電流發(fā)射,另一方面可以提高變頻器抗浪涌干擾的特性。

變頻器的整流電路相當(dāng)于一個(gè)諧波電壓源。我們知道,電壓源當(dāng)負(fù)載阻抗大時(shí),輸出電流會(huì)小。因此,在變頻器的電源輸入端安裝電抗器能夠減小諧波電流的發(fā)射。

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變頻器驅(qū)動(dòng)電機(jī)過熱的原因和應(yīng)對(duì)措施

變頻器驅(qū)動(dòng)的電機(jī)為什么過熱?這是因?yàn)樽冾l器驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電壓中包含了豐富的高頻成份所至。

變頻器驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電壓波形并不是正弦波電壓,而是脈寬調(diào)制(PWM)電壓,如圖1所示。根據(jù)傅里葉分析,這種波形中包含了豐富的高頻成份,主要頻率成分是PWM脈沖的重復(fù)頻率,及其整倍數(shù)的頻率,PWM脈沖的重復(fù)頻率這叫做變頻器的載波頻率。

不同的變頻器的載波頻率不同,一般為1~12kHz。對(duì)于載波頻率為1kHz的PWM電壓,流入電機(jī)的電流主要是1kHz、2kHz、3kHz、4kHz、5kHz等頻率的電流。這些高頻電流會(huì)增加電機(jī)繞組損耗和鐵芯損耗。理論分析表明,繞組的損耗與頻率的平方根成正比,鐵芯的損耗與頻率的平方成正比,因此,當(dāng)電機(jī)中流過這樣高頻的電流時(shí),鐵芯的損耗急劇增加,導(dǎo)致過熱。

解決電機(jī)過熱的方法是減小電機(jī)驅(qū)動(dòng)電壓中的高頻成份。實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的方法是在變頻器的輸出端安裝SWF正弦波濾波器。正弦波濾波器將PWM電壓波形變換成適應(yīng)于電機(jī)的正弦波電壓波形,如圖2所示,從而消除了電機(jī)過熱的現(xiàn)象。

正弦波濾波器會(huì)發(fā)出較大的噪聲,并且會(huì)伴隨著較高的溫度,這些都是正常的現(xiàn)象??梢哉J(rèn)為,正是正弦波將導(dǎo)致電機(jī)發(fā)出噪聲,升高溫度的能量承擔(dān)起來,才保護(hù)了電機(jī)。

在采購(gòu)正弦波濾波器時(shí),要了解變頻器的載波頻率,否則可能會(huì)有不良的后果。例如:提升機(jī)溫度很高,并伴隨著較大的噪聲,希望進(jìn)行調(diào)整。這是一個(gè)十分典型的問題,只要安裝一臺(tái)SWF濾波器即可。采購(gòu)濾波器前,提升機(jī)廠商提供的信息是,變頻器載波頻率為2kHz。但是安裝后,發(fā)現(xiàn)噪聲更大,電機(jī)溫度更高。

經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試,發(fā)現(xiàn)變頻器的實(shí)際載波頻率為1kHz。需要重新修改正弦波濾波器的參數(shù),修改參數(shù)后,電機(jī)的嘯叫聲基本消失,溫度從原來的65℃降低為53℃。電機(jī)的溫度降低,對(duì)于延長(zhǎng)電機(jī)的壽命十分有益。另外,安裝了正弦波濾波器后,還能夠消除軸承電流,延長(zhǎng)電機(jī)壽命。

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