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掃除PWM調(diào)制技術(shù)的障礙——諧波

發(fā)布時(shí)間:2015-04-10 責(zé)任編輯:echolady

【導(dǎo)讀】在電機(jī)行業(yè)中,PWM調(diào)制技術(shù)是一個(gè)里程碑。他的出現(xiàn)彌補(bǔ)了傳統(tǒng)直流電機(jī)和異步電機(jī)無法控制運(yùn)行的缺陷,避免造成的能源浪費(fèi)。相較于直接使用異步電機(jī),變頻器和電機(jī)相結(jié)合的驅(qū)動(dòng)組合更能節(jié)約能源。

但PWM調(diào)制作為變頻器的核心技術(shù),它存在一個(gè)問題:隨著用戶對(duì)變頻器效率提升的要求,目前變頻器的PWM調(diào)制載波頻率從現(xiàn)在的幾KHz到上百KHz,在往更高的頻率在發(fā)展,大量使用IGBT管等開關(guān)技術(shù)的同時(shí)不可避免的讓諧波問題越發(fā)的嚴(yán)重。

掃除PWM調(diào)制技術(shù)的障礙——諧波
圖1
 
而這些由變頻器在PWM調(diào)制時(shí)所產(chǎn)生的諧波電流、電壓,會(huì)導(dǎo)致電機(jī)的供電波形畸變,讓其運(yùn)行在非正弦的電壓、電流下,引起電機(jī)的定子銅耗、轉(zhuǎn)子銅耗或鋁耗、鐵耗和附加損耗的增加。這些損耗都會(huì)導(dǎo)致電機(jī)的額外發(fā)熱,并使電機(jī)的效率降低,輸出功率減少,造成一定能能源浪費(fèi)。像普通的三相異步電動(dòng)機(jī),若使用變頻器的非正弦信號(hào)進(jìn)行供電,一般溫升會(huì)增加10%~20%左右。

掃除PWM調(diào)制技術(shù)的障礙——諧波
圖2
 
因此對(duì)于變頻器廠家來說,變頻器的輸出諧波是一個(gè)必須關(guān)注的項(xiàng)目。尤其雖然變頻電機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用的日漸成熟,越來越多的電機(jī)廠家開始自發(fā)地研究設(shè)計(jì)配套電機(jī)的變頻驅(qū)動(dòng)器,那么其在研發(fā)過程中,就必須在電機(jī)運(yùn)行時(shí)對(duì)變頻器進(jìn)行諧波分析。

過去電機(jī)的性能測試基本上都是在測功機(jī)上進(jìn)行的,通過對(duì)電機(jī)進(jìn)行加機(jī)械負(fù)載的方式來模擬實(shí)際工況,采集電機(jī)的運(yùn)行參數(shù)。變頻器的諧波分析其實(shí)也一樣道理,需要讓變頻器的負(fù)載電機(jī)運(yùn)行在加載情況下,實(shí)時(shí)使用諧波分析設(shè)備(如功率分析儀)對(duì)電機(jī)的輸入信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,這樣測量出來的諧波測試結(jié)果才具備參數(shù)價(jià)值。

掃除PWM調(diào)制技術(shù)的障礙——諧波
圖3
 
因此對(duì)于當(dāng)前的變頻電機(jī)設(shè)計(jì)者來說,一款整合了諧波分析儀的電機(jī)測功系統(tǒng)是比較完美的測試解決方案,即能進(jìn)行常規(guī)的電機(jī)特性曲線等性能分析,又能對(duì)變頻器進(jìn)行諧波分析處理。廣州致遠(yuǎn)電子的MPT電機(jī)測試系統(tǒng)就是這類解決方案的一個(gè)典型例子,它內(nèi)置了致遠(yuǎn)自行設(shè)計(jì)的MDA電機(jī)分析儀,具備功率分析儀的所有分析功能,即可作為測功系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集終端(采集電壓、電流、轉(zhuǎn)速、扭矩等參數(shù)),又提供對(duì)變頻器的輸出信號(hào)進(jìn)行諧波分析、不平衡度分析等功能。

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