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变频器载波频率的设定标准及影响

栏目: 技术中心

发表时间: 2018年07月14日

1、低压变频器载波频率概述

对电压≤500V的变频器,当今几乎都采用交—直—交的主电路,其控制方式亦选用正弦脉宽调制即SPWM,它的载波频率是可调的,一般从1-15kHz,可方便地进行人为选用。但在实际使用中不少用户只是按照变频器制造单位原有的设定值,并没有根据现场的实际情况进行调整,因而造成因载波频率值选择不当,而影响正确,感觉的有效工作状态,因此在变频器使用过程中如何来正确选择变频器的载波频率值亦是重要的事。本文就此提供应该从以下诸方面来考虑,并正确选择载波频率值的依据。

2、载波频率与变频器功耗

功率模块IGBT的功率损耗与载波频率有关,且随载波频率的提高、功率损耗增大,这样一则使效率下降,二则是功率模块发热增加,对运行是不利的,当然变频器的工作电压越高,影响功率损耗亦加大。载波频率越大,变频器的损耗越大,输出功率越小。如果环境温度高,逆变桥上下两个逆变管在交替导通过程中的死区将变小,严重时可导致桥臂短路而损坏变频器。

3、载波频率与环境温度

变频器在使用时载波频率要求较高,而且环境温度亦较高的情况下,对功率模块是非常不利的,这时对不同功率的变频器随着使用的载波频率的高低及环境温度的大小,对变频器的允许恒输出电流要适当的降低,以确保功率模块IGBT安全、可靠、长期地运行。

变频器

4、载波频率与电动机功率

电动机功率大的,相对选用载波频率要低些,目的是减少干扰(对其它设备使用的影响),一般都遵守这个原则,但不同制造厂具体值亦不同的。例,日本有下列关系供参考载波频率15kHz10kHz5kHz

电动机频率≤30kW37-100kW185-300kW

电动机功率5.5-22kW30-55kW75-200kW

5、载波频率与变频器的二次出线(U,V,W)长度

载波频率15kHz10kHz5kHz1kHz

线路长度《50M》50-100M》100-150M》150-200M

6、载波频率对变频器输出电流的影响

众所周知变频器的逆变(DC/AC变换)部分是由IGBT通过正弦脉宽调制SPWM后,通过电机绕组,形成呈正弦波的电流波形。那么载波频率的大小、直接影响电流波形的好坏程度,以及干扰的大小,而且载波频率的大小是较为敏感和直接的,所以在运行过程中首先要正确选择载波频率值的大小后,然后再考虑附加各种抑制谐波装置,例AC电抗器、DC电抗器、滤波器、另序电抗器,及安装布线、接地等措施,这样处理是较合理的、更有效的,切不可本未倒置来处理问题,这是很重要的原则。当载波频率高时,电流波形正弦性好,而且平滑。这样谐波就小,干扰就小,反之就差,当载波频率过低时,电机有效转矩减小,损耗加大,温度增高的缺点,反之载波频率过高时,变频器自身损耗加大,IGBT温度上升,同时输出电压的变化率dv/dt增大,对电动机绝缘影响较大。

(1)运行频率越高,则电压波的占空比越大,电流高次谐波成份越小,即载波频率越高,电流波形的平滑性越好;

(2)载波频率越高,变频器允许输出的电流越小;

(3)载波频率越高,布线电容的容抗越小(因为Xc=1/2πfC),由高频脉冲引起的漏电流越大。

变频器


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