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濾波器動(dòng)態(tài)
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濾波器能否解決逆變器應(yīng)用中的這些問題？
普通異步電動(dòng)機(jī)是按恒頻恒壓設(shè)計(jì)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(duì)電機(jī)的影響：
1、電機(jī)效率降低和溫升問題
無論變頻器型號(hào)如何，在運(yùn)行過程中都會(huì)產(chǎn)生不同程度的諧波電壓和電流，使電機(jī)在非正弦電壓和電流下運(yùn)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(huì)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(huì)導(dǎo)致電機(jī)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(dòng)機(jī)如果在逆變器輸出非正弦電源的情況下運(yùn)行，其溫升一般會(huì)增加10%-20%。
2、降低電機(jī)絕緣強(qiáng)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(jī)施加一個(gè)陡峭的沖擊電壓，使電機(jī)的匝間絕緣可以承受更劇烈的4到6倍的電壓疊加 電機(jī)的工作電壓，會(huì)對(duì)電機(jī)的對(duì)地絕緣構(gòu)成威脅，由于高壓對(duì)電機(jī)定子繞組的反復(fù)沖擊，以及PWM產(chǎn)生的矩形斬波脈沖，對(duì)地絕緣受到高壓 逆變器加速老化。
3.諧波電磁噪聲和振動(dòng)增加
當(dāng)普通異步電動(dòng)機(jī)由變頻器供電時(shí)，由電磁、機(jī)械、通風(fēng)等因素引起的振動(dòng)和噪聲會(huì)變得更加復(fù)雜。 變頻電源中所含的時(shí)間諧波干擾了電機(jī)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(jī)各部件的固有振動(dòng)頻率。
4、電機(jī)對(duì)頻繁啟動(dòng)和制動(dòng)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(dòng)電機(jī)，并利用變頻器提供的各種制動(dòng)方式進(jìn)行快速制動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)頻繁啟動(dòng)和制動(dòng) 創(chuàng)造了條件，使電機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)和電磁系統(tǒng)處于循環(huán)交變力的作用下，給機(jī)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(huì)產(chǎn)生高奇次諧波
其中，5、7階對(duì)變頻器和電機(jī)的影響較大。 通常會(huì)增加電抗器和吸收電容，以減少設(shè)計(jì)中諧波的影響。 濾波器也可以添加到逆變器輸出。
