变频电机为什么需要滤波器
变频电机也好,普通电机,之所以需要使用滤波器,或者是叫变频器输出滤波器,是因为变频器输出端的电压波形不是标准的正弦波波形,而是PWM/SPWM波形,这种波形非常类似于方波,里面含有较为丰富的谐波,尤其是在长距离传输的情况下,伴随着线路的行射与衍射,会产生很多的尖峰或毛刺,也就是产生了较高的Du/Dt,谐波与毛刺等进入电机后,会产生一系列的问题,比方说电机震动、啸叫、过热、绝缘老化加速、电机绝缘频繁击穿、电机轴承频繁损坏、电机出力轴温度过高等等问题,偶尔也会发生变频器与电机之间的连接电缆会过热、爆裂、着火等问题。很多人已经知晓这些可能存在的问题,所以,才会在变频电机前端提前加装MLAD-V-SC变频器输出滤波器。
扩展资料
一、变频器谐波产生机理
实际上不限于变频器,晶闸管供电的直流电动机、无换向器电动机等凡是在电源侧有整流回路的,都将产生因其非线性引起的高次谐波。
1、变频器输入端谐波产生机理
变频器的主电路一般为交一直一交组成,外部输入380V/50Hz的工频电源经三相桥路不可控整流成直流电压,经电容滤波及大功率晶体管开关元件逆变为频率可变的交流电压。在整流回路中,输入电流的波形为不规则的矩形波,波形按傅立叶级数分解为基波和各次谐波,谐波次数通常为6n±1次高次谐波,其中的高次谐波将干扰输入供电系统。如果电源侧电抗充分小、换流重叠角"可以忽略,那么n次高次谐波为基波电流的1/n。
2、变频器输出端谐波产生机理
在逆变输出回路中,输出电流信号是受PWM载波信号调制的脉冲波形。对于GTR大功率逆变元件,其PWM的载波频率为2-3kHz,而IGBT大功率逆变元件的PWM最高载频可达15kHz。同样,输出回路电流信号也可分解为只含基波和其他各次谐波。
二、变频器谐波危害
变频器谐波污染对电力系统的危害是严重的,主要有以下几个方面:
1、变频器谐波降低电力设备使用寿命
如变频器电流谐波将会使变压器的铜损增加。变频器电压谐波将增加铁损,使其温度上升,影响绝缘能力,并造成容量裕度减小。同时变频器谐波也可能引起变压器绕组及线间电容之间的共振。
2、变频器谐波影响各电器元件正常工作
变频器输出谐波对电动机的影响有:电机附加发热使电机额外升温;产生机械震动、噪音及过电流。变频器谐波会使电力电容发生过载、过热甚至损坏电容器。当电容器与线路阻抗达到共振时会发生振动、短路、过电流及产生噪声。变频器谐波电流会使开关设备在启动瞬间产生很高的电流变化率,破坏绝缘。
3、变频器谐波的其它危害
变频器谐波将使继电保护和自动装置出现误动作,并使仪表和电能计量出现较大误差;变频器谐波对其他系统及电力用户危害也很大:如对附近的通信系统产生干扰,轻者出现噪声,降低通信质量,重者丢失信息,使通信系统无法正常工作;影响电子设备工作精度,使精密机械加工的产品质量降低;设备寿命缩短,家用电器工况变坏等。