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變頻器主要用于交流電動機轉速調節,除了具有的調速性能之外,變頻器還有顯著的節能作用,是企業技術改造和產品更新換代的理想調速裝置。但是由于變頻器的自身輸出特性和電纜分布電容的耦合作用,限制了變頻器的輸出距離。
2原因分析
變頻器的輸出到電機的電纜長度受到很多因素的影響,這其中的原因主要有以下幾點:(1)分布電容。所謂分布電容,就是指由非電容形態形成的一種分布參數。一般是指在印制板或其他形態的電路形式,在線與線之間、印制板的上下層之間形成的電容。而變頻器輸出距離受限的問題,和電纜的分布電容有密切關系,不只是電容器才有電容,實際上任何兩個絕緣導體之間都存在電容。例如導線之間,導線與大地之間,都是被絕緣層和空氣介質隔開的,所以都存在著電容
通常情況下,這個電容值很小(一般在15~30nf/100m左右),電纜長度較短時,它的實際影響可以忽略不計,如果電纜很長或傳輸信號頻率很高時,就必須考慮分布電容的作用。在電纜遠距離敷設系統中,電纜的電容會表現的較為明顯,對控制回路產生一定的影響,甚至影響控制功能,特別是對于變頻器控制普通低壓電機的控制回路,故障較多表現為過流、起停失靈等現象,給生產和維護造成很大的安全隱患。由于輸出線上的分布電容和分布電感的共振產生浪涌電壓,將會疊加到輸出電壓上,晶體管、igbt的開關頻率越高,電纜越長,產生的浪涌電壓越高,時,可產生直流電壓的兩倍的浪涌電壓。這種情況下,很容易引起過壓過流保護,甚至燒壞模塊。
分布電容是一種分布參數,其數值不僅隨電纜的生產廠商不同而存在差異,而且會因為電纜的敷設方式、工作狀態和外界環境因素而不同,這需要在設計時綜合考慮。
(2)變頻器本體輸出問題
目前,幾乎所有的變頻器都采用脈寬調制技術,但是由于變頻器中的功率開關器件工作在開關狀態,器件的高速開關動作使得電壓和電流在短時間內發生跳變,這使得電壓、電流波形中含有大量的諧波成分,其中高次諧波會使變頻器輸出電流增大,造成電機繞組發熱,產生振動和噪聲,加速絕緣老化,還可能損壞電機;同時各種頻率的諧波會向空間發射不同頻率的無線電干擾,可能導致其它設備誤動作。
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