交流电机理论课程论文

（交流电机理论课程论文）

变频器和电机的配合问题

变频器和电机的配合问题

Abstract: This article discusses the AC Inverter external interference and external interference on the impact of the exchange converter and discussed it with the motor in the factory with such issues as the optimal

Key words: Inverter; Motor; Interference：the 缘老化，还可能损坏电机；同时各种频率的谐波会向空间发射不同程序的无线电干扰，还可能导致其它设备误动作。

（2） 变频器电流波形：变频器的输入电流和输出电流中，都具有较强的高次Optimal coordination

摘要：本文讨论了交流变频器对外部的干扰和外部干扰对交流变频器的影响，并讨论了它在工厂里与电机的最优配合等问题

关键词：变频器；电机；干扰；最优配合

1 引言

随着我国经济的发展和科技的进步，交流变频调速的应用越来越广泛。在各种调速方式中，交流变频调速技术已被国内外公认为是最理想、最有发展前途的一种调速方式了。当工厂和设备采用交流调速时，在变频器的电源侧和电机侧都会产生谐波干扰。一方面当变频器运行时要防止会受到外界的电磁干扰；另一方面又要防止产生高次谐波干扰电机等外部其他设备。因此，如何选择交流变频器和电机的距离已经成为系统抗干扰所考虑的重要问题了。

变频器是把工作电源(50Hz或60Hz)变换成各种频率的交流电源，以实现电机的变速运行的设备，其中控制电路完成对主电路的控制，整流电路将交流电变换成直流电，直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波，逆变电路将直流电再逆成交流电。 （一） 变频器对外部的干扰

（1）由于变频器输出的电压波形不是正弦，波形中含有大量的谐波成分，其中高次谐波会使变频器输出电流增大，造成电机绕组发热，产生振动和噪声，加速绝

谐波成分，它们将对其它控制设备形成干扰，影响其它设备的正常工作。输入电流的波形： 如“交-直-交”电压型变频器的输入侧是整流和滤波电路（如图示1-1所示），只有电源的线电压U2大于电容两端的电压UD时，整流桥中有充电电流。充电电流总是出现在电源电压的振幅值附近，呈不连续的冲击波形式（如图1-2所示）。它具有很高的奇次谐波成份，特别是5次和7次谐波。

1-1输入电压波形

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1-1输入电流波形

二、变频器所受的外部干扰

1） 晶体管换流设备对变频器的干扰： 当供电网络内有容量较大的晶闸管换流设备时，由于晶闸管总是在每相半周期内的部分时间导通，容易使网络电压出现凹凸（如图2-2所示）。它使变频器输入侧的整流电路有可能因此出现较大的反向回复电压而受到损害。

2） 补偿电容器的投入和切出对变频器的干扰： 当在供电线路的变电所内采用集中电容补偿的方法来提高功率因数时，在补偿电容投入和切出的暂态过程中，网络电压有可能出现很高的峰值（如图2-1所示）。其结果是可能使变频器的整流二极管内承受过高的反向电压而击穿。

2-1补偿电电容投入时电压的畸变

2-1晶闸管引起的畸变 三、 干扰信号的传播方式

变频器的输入和输出电流中，都含有很多高次谐波成份，它们将以各种方式把自己的能量传播出去，形成对其它设备的干扰信号。大体上说，干扰信号的传播方式有以下几种

（1）电路耦合方式：即通过电源网络传播。由于输入电流为非正弦波，当变频器的容量较大时，将使网络电压产生畸变，影响其它设备工作。这是变频器输入电流干扰信号的主要传播方式。

（2） 感应耦合方式：当变频器输入电路或输出电路与其它设备的电路靠得很近时，变频器的高次谐波信号将通过感应的方式耦合到其它设备中去。

（3）空中幅射方式：即以电磁波的方式向空中幅射，这是频率较高的谐波含量的主要传播方式。

另外，普通异步电动机采用变频器供电时，会使由电磁、机械、通风等因素所引起的震动和噪声变的更加复杂。变频电源中含有的各次时间谐波与电动机电磁部分的固

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有空间谐波相互干涉，形成各种电磁激振力。当电磁力波的频率和电动机机体的固有振动频率一致或接近时，将产生共振现象，从而加大噪声。由于电动机工作频率范围宽，转速变化范围大，各种电磁力波的频率

是先选电机再根据电机选择变频器，因为控制的最终目的不是变频器也不是电机，而是机械负载。①电机的选型：首先应该根据负载运动时所需要的平均功率、最高功率，折算到电机轴侧（可能有减速机、皮带轮等减

很难避开电动机的各构件的固有震动频率。 速装置）选择电机的功率，同时也要考虑电

四、电机与变频器的配合

（1）当电机电缆长度大于50m或80m(非屏蔽) 时,为了防止电机启动时的瞬时过电压,减少电机对地的泄漏电流和噪声,保护电动机,在变频器与电机之间安装电抗器。 （2）电机与变频器的距离：在工业使用现场，变频器与电机安装的距离可以大致分为三种情况：源远距离、中距离和近距离。20m以内为近距离，20-100m为中距离，100m以上为远距离。 总之安装变频器时，需要综合考虑中心控制室、变频器、电机三者之间的距离，尽量减少谐波的影响，提高控制的稳定性。

（3）变频器容量选定过程,实际上是一个变频器与电机的最佳匹配过程,最常见、也较安全的是使变频器的容量大于或等于电机的额定功率,但实际匹配中要考虑电机的实际功率与额定功率相差多少,通常都是设备所选能力偏大,而实际需要的能力小,因此按电机的实际功率选择变频器是合理的,避免选用的变频器过大,使投资增大。对于轻负载类,变频器电流一般应按1. 1 In ( In 为电动机额定电流) 来选择,或按厂家在产品中标明的与变频器的输出功率额定值相配套的最大电机功率来选择。

（4）变频器和电机的选型：选型的顺序

机的过载能力。电机厂商可以提供电机的力

矩特性曲线，不同温度下电机特性会变化.②应该根据电流选型。对于一般负载，可以根据电机的额定电流选择变频器，即变频器额定电流大于电机额定电流即可。但是必须要考虑极限状况的出现。因为变频器还需要可以提供短时间的过载电流。变频器的额定功率可能大于电机功率，也可以小于电机功率，事实上变频器的选型也是根据机械负载决定的。

五 结论

由以上分析可知，变频器所受的干扰和被干扰是多种多样的，而变频器和电机的配合也需要考虑诸多原因，良好的电机和变频器配合能够提高整个系统的效率和节约资源。

参考文献

1、 中国自动化网文库中心 2 ZG自动化网

3 《电机故障诊断技术》 作者：沈标正 出版日期:1996年05月第1版

4、《电机学》清华大学出版社 出版时间：2006-9-1 作孙旭东，王善明

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