电机谐波神秘力量的起舞如何征服它
在变频器输出的低次谐波消除或抑制方面,我们首先要采取高频PWM方法,将输出谐波往高频推移,这是减少转速脉动的有效办法。今天,我们来探讨高次谐波对电动机的影响主要有以下几方面。
1、高次谐波使变频器输出电压波形失真,输出电压中会叠加由于开关开闭时产生的浪涌电压。这一浪涌电压峰值很高,可对电动机绝缘产生不良影响,甚至会击穿绝缘。
2、引起电动机附加发热,导致额外温升。
3、谐波还会引起电动机转矩脉动,产生振动和噪声。
针对这些影响,我们提出一些防范措施:
一、防止浪涌電壓對電動機絕緣劣化
普通二電平和三電平PWM電壓型變頻器,由於輸出電壓跳變台階較大,其相電壓達到直流母線電壓的一半,並且由於逆變器功率器件開關輸出較快,也會產生較大的電壓變化率,因此產生了浪涌電壓。這些浪涌導致了行為反射作用,使得在輸出端可增加一個以上,即使在長距離線路上也可能增加兩倍,這樣做會對應該損壞。為了減小此影響,可以採取如下措施:
電動機與變頻器之間保持最近距離。
在PWM控制模式下使用滤wave filter以抑制因共振或輻射而產生的無常性。
改用PAM控制方式(即類比數位轉換)。
提升實際使用中的異步馬達絶緣強度。
定期檢查異步馬達絶緣強度進行早期診斷,以預防損壞並保證安全運行。
使用敏感阻抗(如Zener數字)來保護設備免受過大脈衝擊擊打事件所造成之損害。
二、防止異步馬達調速後溫升提高
當我們降低轉速時,因為風量下降,所以風冷能力也隨之降低,這就會導致異步馬達過熱。此外,由於發生於負載狀態下的過熱還包括由於諧波能量被吸收而導致額外鐵損和銅損增多。因此,要根據負荷狀態及調速範圍采取如下措施:
選擇具有強制通風功能的異步馬達以確保良好的散熱性能。
選擇專門設計給調速用的異步馬達以適應特定工作條件。
尽可能縮小調速範圍,以避免超越最適操作區域并避免極端情況下的磨损問題。
三、諧波對异步马达产生转矩脉动
普通交流源型变频调节系统生产的是120°非正弦形交流,而不是純正弦形式,因此其合成磁场旋轉速度不是恒定的,而是形成了一個固定的旋轉周期。此現象稱為“伺服”效應,它可以被視作通過固定週期改善整體效率。在某些情況下,這種技術可以提供優秀性能,但它並不能完全消除所有問題。一旦达到极限点,就会出现严重的问题,比如说,在没有适当调整的情况下就会发生过热问题,从而导致设备寿命缩短。如果这个现象发生,那么我们需要重新评估我们的设计,并寻找解决方案来克服这些挑战。