变频器对电机绝缘的影响
半導體功率的發展導致了更有效但也更快的電子開關的產生。現代變頻器中采用的IGBT晶體管的高開關頻率帶來了一些不良影響,如電磁輻射的增加、電壓峰值和電壓變化率(電壓的時間導數,即dV/dt),發生在變頻器饋電的電機終端。當感應電機由變頻器運行時,根據控制特性(柵極電阻、電容器、指令電壓等)和采用的PWM,這些脈沖與電纜、電機的阻抗相結合,可能會在電機終端造成重復的過電壓。這種脈沖可能會降低電機的絕緣,從而降低電機的使用壽命。
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電纜和電機可以被認為是一個諧振電路,它被變頻驅動的矩形脈沖所激發。當電阻R、電感L和電容C的值使峰值電壓超過電源電壓時,電路對這種激勵的反應是所謂的 "過沖"。過沖特別影響隨機繞組的匝間絕緣,取決于幾個因素:
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電壓脈沖的上升時間
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電纜長度和類型
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連續脈沖之間的最小時間
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開關頻率和多電機運行
上升時間
PWM電壓從最小值上升到最大值需要一些時間。這段時間通常被稱為 "上升時間"。由于變頻驅動階段的開關速度非常快,電壓波前的增長速度過快,隨著電力電子技術的發展,這些過渡時間往往會越來越短。
變頻驅動饋電電機受到極高的電壓變化率的影響,使單相的第一個線圈的第一砸被提交到一個高電壓水平。這樣變頻器可以大大增加電機線圈內的電壓應力,盡管由于繞組的電感和電容特性,脈沖在隨后的線圈上被抑制了。
編輯搜圖
因為脈沖波前增長越快,所以上升時間(tr)對絕緣壽命有直接的影響,第一個線圈上的電壓變化率越大,匝間電壓越高,導致絕緣系統更快耗損。電機的絕緣系統應該具有很好的絕緣特性,來承受在PWM環境中出現的高電壓過渡。
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總結
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