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丹佛斯变频器维修中输出对电机影响
发布时间:2013-05-30        浏览次数:109        返回列表

丹佛斯变频器维修中输出对电机影响:

  普通的二电平和三电平PWM电压源型丹佛斯变频器维修中由于输出电压跳变台阶较大,相电压的跳变分别达到直流母线电压和直流母线电压的一半,同时由于逆变器功率器件开 关速度较快,会产生较大的电压变化率,即dv/dt。较大的dv/dt会影响电机的绝缘,尤其当丹佛斯变频器输出与电机之间电缆距离较长时,由于线路分布电感和 分布电容的存在,会产生行波反射作用,dv/dt会放大,在电机端子处可增加一倍以上,对电机绝缘引起损坏。所以这种变频器一般需要特殊设计的电机,电机 绝缘必须加强。如果要使用普通电机,必须附加输出滤波器。

  在PWM电压源型丹佛斯变频器维修中,当输出电压较高时,通常采取三电平PWM方式,也称NPC(Netural Point Clamped中点箝位)方式,整流 电路一般采用二极管,逆变部分功率器件采用GTO,IGBT或IGCT。与普通的二电平PWM变频器相比,由于输出相电压电平数增加到3个,每个电平幅值 相对下降,且提高了输出电压谐波消除算法的自由度,可使输出波形质量比二电平PWM变频器有较大的提高。为了减少输出谐波,希望有较高的开关频率,但这样 会导致变频器损耗增加,效率下降,开关频率一般不超过2kHz。如果不加输出滤波器,三电平变频器输出电流总谐波失真可以达到17%左右,不能使用普通的 异步电机。

  普通电流源型丹佛斯变频器的输出电流不是正弦波,而是120°的方波,因而三相合成磁动势不是恒速旋转的,而是步进 磁动势,它和基本恒速旋转的转子磁动势产生的电磁转矩除了平均转矩以外,还有脉动的分量。转矩脉动的平均值为0,但它会使转子的转速不均匀,产生脉动,在 电机低速时,还会发生步进现象,在适当的条件下,可能引起电机与负载组成的机械系统的共振。脉动转矩主要是由基波旋转磁通和转子谐波电流相互作用产生的。 在三相电机中,产生脉动转矩的主要是6n±1次谐波。6脉冲输出电流源型变频器输出电流中含有丰富的5次和7次谐波,5次谐波产生的旋转磁势与基波旋转磁 反向,7次谐波产生的旋转磁势与基波旋转磁势同向,而电机转子的电气旋转速度基本接近基波磁势的旋转速度(二者的判别对应于电机的转差率),所以5次谐波 磁势和7次谐波磁势都会在电机转子中感应产生6倍于基波频率的转子谐波电流。基波旋转磁势和6倍频的转子谐波电流共同作用,产生6倍频的脉动转矩,所以6 脉冲输出电流源型变频器含有较大的6倍频脉动转矩。同样,11次和13次谐波电流也会产生一个12倍频的脉动转矩。

  电流源型变频器丹佛斯变频器采用12脉冲多重化后,输出电流波形更接近正弦波,由于5次和7次谐波大大降低,6倍频率脉动转矩大大减小,剩下主要为12倍频的脉动转矩,总的转矩脉动明显降低。