在PWM变频调速驱动系统中,造成电机端子产生高频振荡过电压的原因,用传输线理论可以很好地解释,并且通过试验研究也进一步得到证实,它是造成电机绝缘过早破坏的原因之一,因此为了延长电机寿命,除了提高电机自身的绝缘水平外,还必须尽最大可能抑制过电压的浪涌冲击——变频器出线端专用EMC滤波器的出现,就很好的解决了这个问题。
在变频器出线端安装变频器出线端专用EMC滤波器,可以很大程度地消弱电机端高频振荡引起的过电压,延长电机的使用寿命。变频器出线端专用EMC滤波器是由滤波电感、滤波电阻和电阻等器件构成,串联在变频器出线端与电机之间的接线端子相—相上。
以前无数的研究证实,在通用PWM驱动变频器的载波频率(600Hz~15kHz)下,平均脉冲宽度在数十微秒以上,而由波过程产生的高频振荡过程一般约需十几微秒,因此在分析PWM变频器出线端的连续脉冲波的波过程时,可用一个阶跃波的波过程来表示。电动机由于是电感性负载,其波阻抗Zm远大于电缆的波阻抗。
对于陡上升沿的电压波来说,变频器出线端专用EMC滤波器的电容Cf可认为是零波阻抗,相当于短路,如果取变频器出线端专用EMC滤波器电阻Rf的阻值与电缆的波阻抗相等,而电动机的波阻抗又远大于Rf,则负载阻抗近似为Rf,这样一来,电缆末端的负载阻抗与电缆的波阻抗相匹配,在电动机端子上就不会产生电压波的全反射,也就不会形成过电压。
原理上,变频器出线端专用EMC滤波器的电容值越大,对阻抗的匹配性就越好,过电压就越小。但是,随着电容值的增大,电阻上的功耗就增加。随着电阻功耗的增大,变频器出线端专用EMC滤波器元件的尺寸也相应增大,因此在小型变频调速电动机应用中,就不能不考虑功耗这一因素。
实际应用中,如果对变频器出线端专用EMC滤波器不能进行专门设计,就不能达到满意的匹配效果,这就是说变频器出线端专用EMC滤波器的失配程度将影响对电动机端子上过电压的抑制效果。
绿波杰能简介
绿波杰能——电磁兼容(EMC)先锋!
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