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濾波器能否解決逆變器應(yīng)用中的這些問題？

來源：m.809613.com 發(fā)布時間：2022-08-05 返回

普通異步電動機是按恒頻恒壓設(shè)計的，不能完全滿足變頻調(diào)速的要求。濾波器在應(yīng)用中可以解決變頻器對電機的影響：

1、電機效率降低和溫升問題

無論變頻器型號如何，在運行過程中都會產(chǎn)生不同程度的諧波電壓和電流，使電機在非正弦電壓和電流下運行。據(jù)資料顯示，以常用的正弦波PWM逆變器為例，其低次諧波基本為零，其余約2倍載波頻率的高次諧波分量為：2u 1 （u為調(diào)制比），因此，高次諧波電壓切斷轉(zhuǎn)差較大的轉(zhuǎn)子條后，會產(chǎn)生較大的轉(zhuǎn)子損耗。除此之外，還需要考慮由于趨膚效應(yīng)導(dǎo)致的額外銅損。這些損耗會導(dǎo)致電機產(chǎn)生額外的熱量，降低效率并降低輸出功率。例如，普通三相異步電動機如果在逆變器輸出非正弦電源的情況下運行，其溫升一般會增加10%-20%。

2、降低電機絕緣強度，加速老化問題

目前很多變頻器都采用PWM控制方式。它的載波頻率大約有幾千到十千赫茲的上升率，相當(dāng)于給電機施加一個陡峭的沖擊電壓，使電機的匝間絕緣可以承受更劇烈的4到6倍的電壓疊加電機的工作電壓，會對電機的對地絕緣構(gòu)成威脅，由于高壓對電機定子繞組的反復(fù)沖擊，以及PWM產(chǎn)生的矩形斬波脈沖，對地絕緣受到高壓逆變器加速老化。

3.諧波電磁噪聲和振動增加

當(dāng)普通異步電動機由變頻器供電時，由電磁、機械、通風(fēng)等因素引起的振動和噪聲會變得更加復(fù)雜。變頻電源中所含的時間諧波干擾了電機電磁部分的自然空間諧波，轉(zhuǎn)速范圍大。各種電磁力波的頻率難以避免電機各部件的固有振動頻率。

4、電機對頻繁啟動和制動的適應(yīng)性

使用變頻器供電后，可以在極低的頻率和電壓下無浪涌電流啟動電機，并利用變頻器提供的各種制動方式進行快速制動，以實現(xiàn)頻繁啟動和制動創(chuàng)造了條件，使電機的機械系統(tǒng)和電磁系統(tǒng)處于循環(huán)交變力的作用下，給機械結(jié)構(gòu)和絕緣結(jié)構(gòu)帶來疲勞和加速老化問題。

5、變頻器會產(chǎn)生高奇次諧波

其中，5、7階對變頻器和電機的影響較大。通常會增加電抗器和吸收電容，以減少設(shè)計中諧波的影響。濾波器也可以添加到逆變器輸出。

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