變頻器防爆鎧裝接頭的載波頻率分析變頻器大多是采用PWM調制的形式進行變頻器的。也就是說變頻器輸出的電壓其實是一系列的脈沖,脈沖的寬度和間隔均不相等。其大小就取決于調制波和載波的交點,也就是開關頻率。開關頻率越高,一個周期內脈沖的個數就越多,電流波形的平滑性就越好,但是對其它設備的干擾也越大。載波頻率越低或者設置的不好,電機就會發出難聽的噪音。
對電壓≤500V的變頻器,當今幾乎都采用交—直—交的主電路,其控制方式亦選用正弦脈寬調制即SPWM,它的載波頻率是可調的,一般從1-15kHz,可方便地進行人為選用。但在實際使用中不少用戶只是按照變頻器制造單位原有的設定值,并沒有根據現場的實際情況進行調整,因而造成電纜防水接頭因載波頻率值選擇不當,而影響正確,感覺的有效工作狀態,因此在變頻器使用過程中如何來正確選擇變頻器的載波頻率值亦是重要的事。本文就此提供應該從以下諸方面來考慮,并正確選擇載波頻率值的依據。
當變頻器在使用時載波頻率要求較高,而且環境溫度亦較高的情況下,對功率模塊是非常不利的,這時對不同功率的變頻器隨著使用的載波頻率的高低及環境溫度的大小,對變頻器的允許恒輸出電流要適當的降低,以確保功率模塊IGBT安全、可靠、長期地運行。
眾所周知變頻器的逆變(DC/AC變換)部分是由IGBT通過正弦脈寬調制SPWM后,產生呈正弦波的電流波形,那么載波頻率的大小、直接影響電流波形的好壞程度,以及干擾的大小,而且載波頻率的大小是較為敏感和直接的,所以在運行過程中首先要正確選擇載波頻率值的大小后,然后再考慮附加各種抑制諧波裝置,例AC電抗器、DC電抗器、濾波器、另序電抗器,及安裝布線、接地等措施,這樣處理是較合理的、更有效的,切不可本未倒置來處理問題,這是很重要的原則。(版權所有)當載波頻率高時,電流波形正弦性好,而且平滑。這樣諧波就小,干擾就小,反之就差,當載波頻率過低時,電機有效轉矩減小,損耗加大,溫度增高的缺點,反之載波頻率過高時,變頻器自身損耗加大,IGBT溫度上升,同時輸出電壓的變化率dv/dt增大,對電動機絕緣影響較大。
(3) 當采用變頻器后在相同50Hz頻率下工作時振動略大,尤其當工作頻率20Hz時振動將增至全振幅為7um,工作頻率80Hz-120Hz全振幅將增為6um,且電動機極數小的較極數大的略為嚴重。
由于逆變器采用正弦脈寬調制后其電流輸出波形是近似正弦波,諧波分量見圖3,必定有一定分量的金屬電纜接頭各次的高次諧波產生,以及波形不夠光滑有毛刺出現,庶必造成輸出電流的增加可達10%,而發熱與電流I2成正比,因此在相同工作頻率相同負荷下,使用變頻器后電動機的溫升略高些,為盡可能減少這部分損耗,要盡可能使載波頻率值大些,對運行有利,或選用變頻電動機,具體解決辦法是:
(4) 變頻器的工作頻率要低于20Hz,而生產設備就要低速,而且有較大的負荷運行時,電動機輸出軸后再加裝一級減速器,以利工作頻率(變頻器)提高,且增大輸出轉矩,以利統一解決負荷的要求、變頻器的許可,以及電動機的振動、噪音、發熱、工作頻率、載波頻率幾方面統籌的合理解決。
變頻器的輸入部分是6脈沖三相橋式二極管整流電路即AC/DC變換,由于二極管是非線性元件,在實際裝配時,每個元件的內阻抗不會一致,造成三相不匹配,又因輸入電流是非正弦性,這樣就造成輸入變頻器的三相電流的不平衡產生原因,尤其當輸入電壓就存在較大的不平衡,例:有3-5%的差值,這樣三相輸入電流最大可能出現有10-20%的差別,這是經常有可能出現的,為改善輸入電流三相的不平衡度,盡可能減少起見,通常采用以下方法:
通過以上方法使三相不平衡度盡可能減小為原則,要絕對平衡難以做到的。但變頻器輸出三相電流基本是平衡的,這里還要注意的測量變頻器的輸入或輸出電壓、電流時,最好選用一只,只反映基波(50Hz)的帶有濾波的電壓、電流表、鉗形電流表萬能或表為宜,否則測量值比實際值出現偏大的現象,這點亦要注意的。
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