变频器运行过程中尖峰电压的产生及限制措施
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１ － ２ ． １ 绝缘 强度 下降
Ｓ Ｖ Ａ 在 连接 时连 线长度 不 要超过 ５ 米 ，否则 会影 响尖 峰 电压 的吸 收 效果 。因为较长 的 引线 具有较 高的 阻抗 ，阻止 了尖 峰电压流入 Ｓ Ｖ Ａ 吸收器 。Ｓ Ｖ Ａ的接入 点与 电机 之间的 电缆长度 不要超过８ 米。 当电缆 较 长时 ，会在 电缆与 电机的连接 处产生新 的尖 峰电压 ，可 能损伤 电机 。
一
粪 建 匡
图２ Ｓ Ｖ Ａ尖 峰 电 压 吸 收 器 的 吸 收 效 果
１ 变频 系统 尖峰电压产生的原因及影响
１ ． １ 变 频 系统 尖峰 电压 产 生的原 因 对 于 电压 源 型 的 变 频器 来 说 ，其逆 变 侧 的控 制 方 式 为Ｐ ＷＭ 控 制 。变 频器 输 出端 产生 的脉 宽 调制 电压 波 形 的形状 与 开关 元器 件 的 通 断作 用有 关 ，对 于变 频器 输 出 的方波 脉 冲来 说 ，它 的上 升沿 和 下 降沿 的速 度 都 是十 分快 速 的 。电缆 和 电线 是变 频器 和 电动 机进 行 能 量传 输 的主 要 载体 ，在 进行 传 输 的过程 中，会 在 电缆 两端 产生 不 同 程 度 的波 反 射及 折 射现 象 ，反 射程 度 与 电缆 、变频 器及 电动机 的 波 阻抗 大 小密 切相 关 。就 电缆 和 电动 机来 说 ，前 者 的阻抗 值 明 显小 于 后 者 ，所 以通 常会 导 致 电缆末 端产 生２ 倍大 小 的尖 峰过 电压 。 １ ． ２ 变 频 系统 尖峰 电压 带来 的 影响
在 变 频器 的输 出 电压 中 ，都含 有 高次谐 波 冲击 电压 。这些 高 次 谐 波冲 击 电压 如 长 期作 用于 电动机 线 圈上 ，将 会使 电动 机 线 圈绕组 的绝 缘 强度 下 降 ，特 别 是Ｐ ＷＭ 控制 型 变 频器 更 为 明显 。尖 峰 电压 的产 生提 高 了牵 引 电机 内部 放 电 的概率 ，严 重 威胁 到 了变 频 电机 的 绝 缘作 用 ，加 剧 了 电动 机 的运 行 负担 ，制 约 了 电动 机 的正 常运 转 。
本 文主 要对 变频 器运行 工程 中尖峰 电压 的产 生 的原 因及 限制措 施进 行 了简单论 述 ，并 引用 实例 对 实际情 况进行 了分析 。
【 关键 词 】变频 器 ；尖峰 电压 ；限 制措施
在 对交 流 电动 机进 行 调速 时 ，采 用变 频 器进 行 调速 会取 得 良好 的 效果 ，不仅 提 高 了调速 的精 确度 ，而且 也在 一 定程 度 上拓 宽 了调 速 范 围 。尖 峰 电压是 由于Ｐ Ｗ Ｍ 电压在 电机 绕 组 的作 用 下产 生 的 ， 最 大情 况 下可 以达 到两 倍 的直 流 母线 电压 值 。但 是 高 电压 等 级会 在 定程 度上 制 约变 频器 使 用效 率 ，这 主要 是 由于对 输 出 电压 及谐 波 分 量等 要求 比较 高所 导 致 。
１ ． ２ ． ２ 线 圈绝缘 损 伤 图１ 所 示是 无 滤 波 器 时变 频 器 的输 出 电压 波 形 ，在 变 频 器 输 出 电压 波 形 的 上升 沿 有 着 明 显 的冲 击 电压 ， 如 不 采 取抑 制 措 施 ，就 很 容 易导 致 电动机 线 圈绝 缘损 伤 。
４ 电压 尖峰现象 仿真分析
Ｅ Ｌ Ｅ Ｃ Ｔ Ｒ ＯＮＩ Ｃ Ｓ Ｗ ０
・ 技 术 交流 。
变频 器 运行 过 程 中尖峰 电压 的产 生及 限制措 施
沈 阳科技 学 院 王 娇 沈 阳康特机 电设备 有 限公 司 闻绍靖
【 摘要 】变频 器运 行 时尖峰 过 电压 的产 生对 电机 的运 行安 全 造成 了严 重 的威胁 ，因此 ，在 实 际工作 中，要 根据 具体 情 况进行 Baidu Nhomakorabea 对性 的分 析 。
３ 变频调速系统故障实例分析及改进措施
以某 电厂 的 电 机 运 行情 况 为 例 ，该 电厂 的 电 机变 频调 速 系 统 中变 频 器属 于 电压 型二 电平 结 构变 频器 ，其 输 出侧采 用 两根 长度 为 １ ０ ０ ｍ的 电缆 并 联使 用 。系 统运 行 调 试 过程 中出 现 故障 ，故 障 电机 变频 运 行时 间改 变很 大 。 故 障分 析后 进 行改 进 ：一方 面 ，实 际工 作 中 由于 电机槽 问和 匝 间 部分 绝 缘 能力 比较 弱 ，增 强 绝缘 能 力 。采用 ２ ｋ Ｖ的额 定 电压 时 ， 漆包 线 方式 选择 为 防 电晕材 料 ，切 实提 高 电压击 穿标 准 ； 一方 面 ， 有 效抑 制尖 峰 电压 ，加 装滤 波器 。这 是 因为 低 负荷 工况 时 ，元 器件 的开 关 频率 得到 明显 提升 ，增 加 了 电压 尖峰 问题 出现 的概率 。 另 外在 高频 率 电压 的冲 击作 用下 ，ｄ ｕ ／ ｄ ｔ 滤波 器 由于 分布 不 均匀 以及 介 质损 耗发 热等 问题 的影 响 ，依 然 会导 致尖 峰过 电压 问题频 繁 发生 ；同时 ，当前 一部 分 电动机 普遍 采 用散 下 圆铜线 绕 组方 式 ，所 以增 加 了 匝间发 生 短路 故 障 问题 的概 率 ，造 成 电动机 的可靠 性 得不 到保 障 。事 实证 明，采 用扁 线绕 制方 式 中 的成 型绕 组更 能提 高槽 内 线 圈和 匝间 绕组 的绝 缘 能力 ，提高 了 电机运 行 的可 靠性 。
通 常 情 况 下 ，需 要 借 助Ｐ Ｓ Ｃ Ａ Ｄ ／ Ｅ ＭＴ ＤＣ 仿 真 软 件 对输 出 电压 尖端 放 电情 况做 出进 一 步分 析 。通过 对 直流 侧 电源 、 电缆长 度 以及 变频 器 脉 波Ｐ ＷＭ 控 制方 式 进 行赋 值 运 算及 仿 真 实验 操 作 ， 可 以发 现 电缆 末端 的 电压幅 值 始终 要高 于初 始 电压 幅值 的两 倍 。 同时可 以 根据 电路 的极 限工作 条 件设 计合 适 的保 护 电路 ，得到 电路 的瞬 时特 性 ， 以评 估 电路 的合理 性及 可 靠性 。
Ｓ Ｖ Ａ 在 连接 时连 线长度 不 要超过 ５ 米 ，否则 会影 响尖 峰 电压 的吸 收 效果 。因为较长 的 引线 具有较 高的 阻抗 ，阻止 了尖 峰电压流入 Ｓ Ｖ Ａ 吸收器 。Ｓ Ｖ Ａ的接入 点与 电机 之间的 电缆长度 不要超过８ 米。 当电缆 较 长时 ，会在 电缆与 电机的连接 处产生新 的尖 峰电压 ，可 能损伤 电机 。
一
粪 建 匡
图２ Ｓ Ｖ Ａ尖 峰 电 压 吸 收 器 的 吸 收 效 果
１ 变频 系统 尖峰电压产生的原因及影响
１ ． １ 变 频 系统 尖峰 电压 产 生的原 因 对 于 电压 源 型 的 变 频器 来 说 ，其逆 变 侧 的控 制 方 式 为Ｐ ＷＭ 控 制 。变 频器 输 出端 产生 的脉 宽 调制 电压 波 形 的形状 与 开关 元器 件 的 通 断作 用有 关 ，对 于变 频器 输 出 的方波 脉 冲来 说 ，它 的上 升沿 和 下 降沿 的速 度 都 是十 分快 速 的 。电缆 和 电线 是变 频器 和 电动 机进 行 能 量传 输 的主 要 载体 ，在 进行 传 输 的过程 中，会 在 电缆 两端 产生 不 同 程 度 的波 反 射及 折 射现 象 ，反 射程 度 与 电缆 、变频 器及 电动机 的 波 阻抗 大 小密 切相 关 。就 电缆 和 电动 机来 说 ，前 者 的阻抗 值 明 显小 于 后 者 ，所 以通 常会 导 致 电缆末 端产 生２ 倍大 小 的尖 峰过 电压 。 １ ． ２ 变 频 系统 尖峰 电压 带来 的 影响
在 变 频器 的输 出 电压 中 ，都含 有 高次谐 波 冲击 电压 。这些 高 次 谐 波冲 击 电压 如 长 期作 用于 电动机 线 圈上 ，将 会使 电动 机 线 圈绕组 的绝 缘 强度 下 降 ，特 别 是Ｐ ＷＭ 控制 型 变 频器 更 为 明显 。尖 峰 电压 的产 生提 高 了牵 引 电机 内部 放 电 的概率 ，严 重 威胁 到 了变 频 电机 的 绝 缘作 用 ，加 剧 了 电动 机 的运 行 负担 ，制 约 了 电动 机 的正 常运 转 。
本 文主 要对 变频 器运行 工程 中尖峰 电压 的产 生 的原 因及 限制措 施进 行 了简单论 述 ，并 引用 实例 对 实际情 况进行 了分析 。
【 关键 词 】变频 器 ；尖峰 电压 ；限 制措施
在 对交 流 电动 机进 行 调速 时 ，采 用变 频 器进 行 调速 会取 得 良好 的 效果 ，不仅 提 高 了调速 的精 确度 ，而且 也在 一 定程 度 上拓 宽 了调 速 范 围 。尖 峰 电压是 由于Ｐ Ｗ Ｍ 电压在 电机 绕 组 的作 用 下产 生 的 ， 最 大情 况 下可 以达 到两 倍 的直 流 母线 电压 值 。但 是 高 电压 等 级会 在 定程 度上 制 约变 频器 使 用效 率 ，这 主要 是 由于对 输 出 电压 及谐 波 分 量等 要求 比较 高所 导 致 。
１ ． ２ ． ２ 线 圈绝缘 损 伤 图１ 所 示是 无 滤 波 器 时变 频 器 的输 出 电压 波 形 ，在 变 频 器 输 出 电压 波 形 的 上升 沿 有 着 明 显 的冲 击 电压 ， 如 不 采 取抑 制 措 施 ，就 很 容 易导 致 电动机 线 圈绝 缘损 伤 。
４ 电压 尖峰现象 仿真分析
Ｅ Ｌ Ｅ Ｃ Ｔ Ｒ ＯＮＩ Ｃ Ｓ Ｗ ０
・ 技 术 交流 。
变频 器 运行 过 程 中尖峰 电压 的产 生及 限制措 施
沈 阳科技 学 院 王 娇 沈 阳康特机 电设备 有 限公 司 闻绍靖
【 摘要 】变频 器运 行 时尖峰 过 电压 的产 生对 电机 的运 行安 全 造成 了严 重 的威胁 ，因此 ，在 实 际工作 中，要 根据 具体 情 况进行 Baidu Nhomakorabea 对性 的分 析 。
３ 变频调速系统故障实例分析及改进措施
以某 电厂 的 电 机 运 行情 况 为 例 ，该 电厂 的 电 机变 频调 速 系 统 中变 频 器属 于 电压 型二 电平 结 构变 频器 ，其 输 出侧采 用 两根 长度 为 １ ０ ０ ｍ的 电缆 并 联使 用 。系 统运 行 调 试 过程 中出 现 故障 ，故 障 电机 变频 运 行时 间改 变很 大 。 故 障分 析后 进 行改 进 ：一方 面 ，实 际工 作 中 由于 电机槽 问和 匝 间 部分 绝 缘 能力 比较 弱 ，增 强 绝缘 能 力 。采用 ２ ｋ Ｖ的额 定 电压 时 ， 漆包 线 方式 选择 为 防 电晕材 料 ，切 实提 高 电压击 穿标 准 ； 一方 面 ， 有 效抑 制尖 峰 电压 ，加 装滤 波器 。这 是 因为 低 负荷 工况 时 ，元 器件 的开 关 频率 得到 明显 提升 ，增 加 了 电压 尖峰 问题 出现 的概率 。 另 外在 高频 率 电压 的冲 击作 用下 ，ｄ ｕ ／ ｄ ｔ 滤波 器 由于 分布 不 均匀 以及 介 质损 耗发 热等 问题 的影 响 ，依 然 会导 致尖 峰过 电压 问题频 繁 发生 ；同时 ，当前 一部 分 电动机 普遍 采 用散 下 圆铜线 绕 组方 式 ，所 以增 加 了 匝间发 生 短路 故 障 问题 的概 率 ，造 成 电动机 的可靠 性 得不 到保 障 。事 实证 明，采 用扁 线绕 制方 式 中 的成 型绕 组更 能提 高槽 内 线 圈和 匝间 绕组 的绝 缘 能力 ，提高 了 电机运 行 的可 靠性 。
通 常 情 况 下 ，需 要 借 助Ｐ Ｓ Ｃ Ａ Ｄ ／ Ｅ ＭＴ ＤＣ 仿 真 软 件 对输 出 电压 尖端 放 电情 况做 出进 一 步分 析 。通过 对 直流 侧 电源 、 电缆长 度 以及 变频 器 脉 波Ｐ ＷＭ 控 制方 式 进 行赋 值 运 算及 仿 真 实验 操 作 ， 可 以发 现 电缆 末端 的 电压幅 值 始终 要高 于初 始 电压 幅值 的两 倍 。 同时可 以 根据 电路 的极 限工作 条 件设 计合 适 的保 护 电路 ，得到 电路 的瞬 时特 性 ， 以评 估 电路 的合理 性及 可 靠性 。