变频器载波频率对电动机运行的影响.pdf

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1、工业技术齐QI鲁LU石油PE化TR工OC，H2E0M1I1C，A3L9(2TE)C：H10N4OL～O1G0Y6变频器载波频率对电动机运行的影响王军(山东齐鲁石化开泰实业股份有限公司，山东淄博，255000)摘要介绍了PWM调制原理，分析变频器载波频率对电动机运行的影响，找出电动机发热原因，制定相应的解决办法，保证了水泵的稳定运行。关键词变频器开关频率PWM调制IGBT变频电动机中图分类号：TM306文献标识码：B文章编号：1009—9859(2011)O2—0104—031问题的提出载波的交点，也就是开关频

2、率。目前，变频器拖动电动机在工业企业中的应PWM控制方式是对逆变电路开关器件的通、用越来越广泛。山东齐鲁石化开泰实业股份有限断进行控制，使输出端得到一系列幅值相等的脉公司为实现恒压供水，在热电装置给水系统增加冲，用这些脉冲来代替正弦波或所需要的波形。1台给水泵，型号DG46-50×12，扬程600即在输出波形的半个周期中产生多个脉冲，使各mH0，流量46t／h。水泵采用西门子变频器控脉冲的等值电压为正弦波形，所获得的输出平滑制，型号MM440，160kW，并配了1台160kW的且低次谐波少。按一定的规则对各脉

3、冲的宽度进变频电动机。行调制，即可改变逆变电路输出电压的大小，也可水泵投运后，变频电动机前后轴承在运行中改变输出频率。如图1所示，用宽度相同的矩形温度偏高，特别在夏季，轴承温度常达8O℃以上。波来代替正弦波，通过对矩形波的控制来模拟输由于电动机后轴承运行中无法监视，造成电动机出不同频率的正弦波。在PWM波形中，各脉冲抱轴，直接影响水泵的正常工作。的幅值是相等的，要改变等效输出正弦波的幅值为保证电动机的稳定运行，对电动机的前后时，只要按同一比例系数改变各脉冲的宽度即可。轴承更换成优质的AKK进口轴承，并现场检查

4、电因此，在交一直一交变频器中，整流电路采用不可动机轴、轴承室、轴承室的端盖各尺寸及电动机安控的二极管电路即可，PWM逆变电路输出的脉冲装、对中的各项数据，但电动机投用后轴承发热问电压就是直流侧电压的幅值。题仍未得到解决。为此决定更换1台新电动机。根据上述原理，在给出了正弦波频率、幅值和安装后的新电动机轴承运行温度仍然偏高，半个周期内的脉冲数后，PWM波形各脉冲的宽度特别是在环境温度超3OoC时，电动机的前轴承温和间隔就可以准确计算出来。按照计算结果控制度达到了85℃以上。为确保新电动机的安全，只电路中各开关器

5、件的通、断，就可以得到所需要的能降负荷运行。并且电动机的机身温度也偏高，PWM波形。最高时机身温度在70℃以上，与电动机前轴承温度相差10℃左右。3变频器载波频率对电动机运行的影响分析变频器载波频率的大小是可以选择的，即用2PWM调制工作原理【‘】户可根据现场的实际情况进行调整，根据自己的工业生产中使用的变频器大多是采用PWM收稿日期：2011—02—21；修回日期：2011—04一l9。调制(脉宽调制)的形式进行变频调整。也就是作者简介：王军，男，1990年北京轻工业学院电气技术专业毕说变频器输出的电压其实

6、是一系列的脉冲，脉冲业。现在山东齐鲁石化开泰实业股份有限公司从事电气管的宽度和间隔均不相等。其大小取决于调制波和理工作。电话：0533—3576568。第2期王军．变频器载波频率对电动机运行的影响·105·现场经验，在选择变频器载波频率值时，需了解以下影响因素来核定变频器的原有设定值。PWM调制正弦载波波形O载波开关脉冲O图1PWM调制工作原理示意3．1载波频率与变频器输出电流波形【1负荷的要求、变频器的许可，以及电动机的振动、变频器的逆变(DC／AC变换)部分，是由IG噪音、发热、工作频率、载波频率等方面的

7、问BT(绝缘栅双极晶体管)通过正弦脉宽调制SP—题¨。WM(正弦波调制)后产生呈正弦波的电流波形。3．3载波频率与电动机噪音[3载波频率越高，一个周期内脉冲的个数就越多，电变频器的输出电压、电流中含有一定分量的流波形的平滑性就越好，这样谐波就小，干扰就高次谐波，使电动机气隙的高次谐波磁通增加，所小，反之就差。当开关频率过低时，电流波形的平以噪声变大。其特征：①由于变频器输出的较低滑性较差，电动机的有效转矩减小，损耗加大，运的高次谐波分量与转子固有频率的谐振，使转子行温度增高，反之载波频率过高时，变频器自身损固

8、有频率附近的噪音增大；②由于变频器输出的耗加大，IGBT温度上升，同时输出电压的变化率高次谐波使铁心、机壳、轴承座等的谐振，在固有增大，对电动机绝缘影响较大。频率附近的噪音增大；③噪音与载波频率大小有3．2载波频率与电动机功率直接关系，当载波频率高时相对噪音就小；④经电动机功率较大的，相对选用载波频率要低测试得知，当电动机在变频运行时比在工频5OHz些，目的是减少干扰(对其他设备使用的影响)，运行时