載波頻率對(duì)變頻器輸出電流的影響

發(fā)布時(shí)間:2020/7/28 21:00:00 訪問(wèn)次數(shù):1478

VI-JZ-MY變壓器變換電壓的目的是為了輸送電能，因此容量很大，一般都是以千伏安或兆伏安為計(jì)算單位；而電壓互感器變換電壓的目的，主要是用來(lái)給測(cè)量?jī)x表和繼電保護(hù)裝置供電，用來(lái)測(cè)量線路的電壓、功率和電能，或者用來(lái)在線路發(fā)生故障時(shí)保護(hù)線路中的貴重設(shè)備、電機(jī)和變壓器，因此電壓互感器的容量很小，一般都只有幾伏安、幾十伏安，最大也不超過(guò)一千伏安。詞條介紹了其基本結(jié)構(gòu)、工作原理、主要類型、接線方式、注意事項(xiàng)、異常與處理、以及鐵磁諧振等。

電壓互感器的基本結(jié)構(gòu)電壓互感器的基本結(jié)構(gòu)和變壓器很相似，它也有兩個(gè)繞組，一個(gè)叫一次繞組，一個(gè)叫二次繞組。兩個(gè)繞組都裝在或繞在鐵心上。兩個(gè)繞組之間以及繞組與鐵心之間都有絕緣，使兩個(gè)繞組之間以及繞組與鐵心之間都有電氣隔離。電壓互感器在運(yùn)行時(shí)，一次繞組N1并聯(lián)接在線路上，二次繞組N2并聯(lián)接儀表或繼電器。因此在測(cè)量高壓線路上的電壓時(shí)，盡管一次電壓很高，但二次卻是低壓的，可以確保操作人員和儀表的安全。電壓互感器的工作原理其工作原理與變壓器相同，基本結(jié)構(gòu)也是鐵心和原、副繞組。特點(diǎn)是容量很小且比較恒定，正常運(yùn)行時(shí)接近于空載狀態(tài)。

電壓互感器本身的阻抗很小，一旦副邊發(fā)生短路，電流將急劇增長(zhǎng)而燒毀線圈。電壓互感器的原邊接有熔斷器，副邊可靠接地，以免原、副邊絕緣損毀時(shí)，副邊出現(xiàn)對(duì)地高電位而造成人身和設(shè)備事故。

發(fā)電、輸電和用電的不同情況，線路上的電壓大小不一，而且相差懸殊，有的是低壓220V和380V，有的是高壓幾萬(wàn)伏甚至幾十萬(wàn)伏。要直接測(cè)量這些低壓和高壓電壓，就需要根據(jù)線路電壓的大小，制作相應(yīng)的低壓和高壓的電壓表和其他儀表和繼電器。這樣不僅會(huì)給儀表制作帶來(lái)很大困難，而且更主要的是，要直接制作高壓儀表，直接在高壓線路上測(cè)量電壓，那是不可能的，而且也是絕對(duì)不允許的。

對(duì)電壓≤500V的變頻器，當(dāng)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(diào)制即SPWM，它的載波頻率是可調(diào)的，一般從1-15kHz，可方便地進(jìn)行人為選用。

在實(shí)際使用中不少用戶只是按照變頻器制造單位原有的設(shè)定值，并沒(méi)有根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，因而造成因載波頻率值選擇不當(dāng)，而影響正確，感覺(jué)的有效工作狀態(tài)，因此在變頻器使用過(guò)程中如何來(lái)正確選擇變頻器的載波頻率值亦是重要的事。并正確選擇載波頻率值的依據(jù)。

功率模塊IGBT的功率損耗與載波頻率有關(guān)，且隨載波頻率的提高、功率損耗增大，這樣一則使效率下降，二則是功率模塊發(fā)熱增加，對(duì)運(yùn)行是不利的，當(dāng)然變頻器的工作電壓越高，影響功率損耗亦加大。載波頻率越大，變頻器的損耗越大，輸出功率越小。如果環(huán)境溫度高，逆變橋上下兩個(gè)逆變管在交替導(dǎo)通過(guò)程中的死區(qū)將變小，嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致橋臂短路而損壞變頻器。

當(dāng)變頻器在使用時(shí)載波頻率要求較高，而且環(huán)境溫度亦較高的情況下，對(duì)功率模塊是非常不利的，這時(shí)對(duì)不同功率的變頻器隨著使用的載波頻率的高低及環(huán)境溫度的大小，對(duì)變頻器的允許恒輸出電流要適當(dāng)?shù)慕档�，以確保功率模塊IGBT安全、可靠、長(zhǎng)期地運(yùn)行。

電動(dòng)機(jī)功率大的，相對(duì)選用載波頻率要低些，目的是減少干擾（對(duì)其它設(shè)備使用的影響），一般都遵守這個(gè)原則，但不同制造廠具體值亦不同的。

載波頻率對(duì)變頻器輸出電流的影響，眾所周知變頻器的逆變（DC/AC變換）部分是由IGBT通過(guò)正弦脈寬調(diào)制SPWM后，通過(guò)電機(jī)繞組，形成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(yùn)行過(guò)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(lái)處理問(wèn)題，這是很重要的原則。當(dāng)載波頻率高時(shí)，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(dāng)載波頻率過(guò)低時(shí)，電機(jī)有效轉(zhuǎn)矩減小，損耗加大，溫度增高的缺點(diǎn)，反之載波頻率過(guò)高時(shí)，變頻器自身?yè)p耗加大，IGBT溫度上升，同時(shí)輸出電壓的變化率dv/dt增大，對(duì)電動(dòng)機(jī)絕緣影響較大。

運(yùn)行頻率越高，則電壓波的占空比越大，電流高次諧波成份越小，即載波頻率越高，電流波形的平滑性越好；

載波頻率越高，變頻器允許輸出的電流越��；

載波頻率越高，布線電容的容抗越�。ㄒ�?yàn)閄c=1/2πfC），由高頻脈沖引起的漏電流越大。