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如何正确选择变频器开关频率值?变频器开关频率对设备的影响

2022-04-13 07:37分类:变频器 阅读:

  变频调速器大多数是选用PWM调配的方式开展变频式,换句话说变频调速器輸出的工作电压实际上是一系列的单脉冲。单脉冲的总宽和间距均不相同,其尺寸就在于电源开关頻率。电源开关頻率越高,一个周期时间内单脉冲的数量就越大,电流量波型的光滑性就越高,可是对其他机器设备的影响也越大。电源开关頻率越低或是设定的不太好,电动机便会传出不好听的噪声。根据调整电源开关頻率能够完成系统软件的噪声最少,波型的光滑型最好是,与此同时影响也是最少的。因而在变频调速器应用全过程中怎样来恰当挑选变频调速器的电源开关頻率值也是关键的事,文中从此给予应当从下列诸方面来考虑到剖析而且恰当切换开关頻率值。
一、电源开关頻率与变频调速器功能损耗
  功率模块IGBT的输出功率耗损与电源开关頻率相关,且随电源开关頻率的提升 、输出功率耗损扩大。那样一则使高效率降低,二则使功率模块发烫提升,对运作是不好的,自然变频调速器的工作标准电压越高,危害输出功率耗损亦增加。电源开关頻率越大,变频调速器的耗损越大,功率越小。假如工作温度高,逆变电源桥左右2个逆变电源管在更替通断全过程中的过流保护将缩小,比较严重时可造成 电感的作用短路故障而毁坏变频调速器。
二、电源开关頻率对变频调速器輸出电流量的危害
  变频调速器的逆变电源(DC/AC转换)一部分是由IGBT根据正弦函数脉冲宽度调制SPWM后,根据电机绕组,产生呈正弦波形的电流量波型。那麼电源开关頻率的尺寸、立即危害电流量波型的优劣水平,及其影响的尺寸,并且电源开关頻率的尺寸是比较比较敏感和立即的,因此 在运作全过程中最先要恰当切换开关頻率值的尺寸后,随后再考虑到额外各种各样抑止谐波电流设备,例AC串联电抗器、DC串联电抗器、过滤器、另序串联电抗器,及安裝走线、接地装置等对策,那样解决是较有效的、更合理的,切勿本未倒置来解决难题,它是很重要的标准。
  当电源开关頻率高时,电流量波型正弦函数性好,并且光滑。那样谐波电流就小,影响就小,相反就差,当电源开关頻率过低时,电动机合理转距减少,耗损增加,溫度提高的缺陷,相反电源开关頻率过高时,变频调速器本身耗损增加,IGBT溫度升高,与此同时输出电压的弹性系数dv/dt扩大,对电机绝缘层危害很大。
  1) 运作頻率越高,则工作电压波的pwm占空比越大,电流量高次谐波成分越小,即电源开关頻率越高;
  2) 电流量波型的光滑性越高;
  3) 电源开关頻率越高,变频调速器容许輸出的电流量越小;
  4) 电源开关頻率越高,走线电容器的容抗越小(由于Xc=1/2πfC),由高频率单脉冲造成的泄露电流越大。
三、电源开关頻率对电动机的危害
  电源开关頻率越高,电动机的震动越小,运作噪声越小,电动机发烫也越低。但电源开关頻率越高,谐波的頻率也越高,电机转子的趋肤效应也越比较严重,电动机耗损越大,功率越小。
1.电源开关頻率对电机的噪声
  电机的噪声来源于自然通风噪音、电磁感应噪声、机械设备噪声三个层面,对自然通风和机械设备噪声在这里估且不谈,只就应用变频调速器后对电磁感应噪声难题作下剖析。
  变频调速器的输出电压、电流量中带有一定份量的高次谐波,使电机磁密的高次谐波磁通量提升,因此 噪音增大。其特点为:
  1) 因为变频调速器輸出的较低的高次谐波份量与电机转子共振频率的串联谐振,使电机转子共振频率周边的噪声扩大;
  2) 因为变频调速器輸出的高次谐波使铁芯、外壳、带座轴承等的串联谐振,在共振频率周边的噪声扩大;
  3) 噪声与电源开关頻率尺寸有立即关联,当电源开关頻率高时相对性噪声就小;
  4) 经检测获得当电机在变频式运作时,比在直流50Hz运作时,噪音只大2dB由此可见危害不非常大,其平方根约在70dB周边;
  5) 选用变频调速电机能减少同样运作主要参数时的噪声6-10dB。
2.电源开关頻率与电机的震动
  电机的震动缘故可分成电磁感应与机械设备二种,估且不谈机械设备缘故,只就电磁感应缘故作下剖析:
  1) 因为较低次的高次谐波份量与电机转子的串联谐振,其共振频率周边的震动份量提升;
  2) 因为高次谐波造成脉动饮料转距的危害产生震动;
  3) 当选用变频调速器后在同样50Hz頻率下工作中时震动略大,特别是在当输出功率20Hz时震动将升至全震幅为7um,输出功率80Hz-120Hz全震幅将增为6um,且电机极少数小的较极少数大的稍为比较严重;
  4) 可选用輸出AC串联电抗器减震动;
  5) 将v/f给出小些;
  6) 选用变频调速电机可减少震动;
  7) 对快速数控磨床等可选用低噪音、低震动的专用型电机。
3.电源开关頻率与电机的发烫
  因为逆变电源选用正弦函数脉冲宽度调制后其电流量輸出波型是类似正弦波形,必然有一定份量的各次的高次谐波造成,及其波型不足光洁有毛边发生,必然导致輸出电流量的提升可以达到10%,而发烫与电流量I2 正相关,因而在同样输出功率同样负载下,应用变频调速器后电机的升温略高些,为尽量减少这一部分耗损,要尽量使电源开关頻率值大点,对运作有益,或采用变频调速电机,实际解决方案是:
  1) 尽量采用较高电源开关頻率,以改进輸出电流量波型;
  2) 改装键入、輸出AC串联电抗器或有源滤波器等;
  3) 采用变频调速电机;
  4) 变频调速器的输出功率要小于20Hz,而生产设备就需要低速档,并且有很大的负载运作时,电机輸出轴后再改装一级减速机,便于输出功率(变频调速器)提升 ,且扩大輸出转距,便于统一处理负载的规定、变频调速器的批准,及其电机的震动、噪声、发烫、输出功率、电源开关頻率几层面综合的有效处理。

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