變頻器載波頻率的影響及設定標準
2020/7/26 12:04:56 點擊：
[導讀] 1、低壓變頻器載波頻率概述 對電壓≤500V的變頻器，當今幾乎都采用交—直—交的主電路，其控制方式亦選用正弦脈寬調制即SPWM，它的載波頻率是可調的
1、低壓變頻器載波頻率概述
對電壓≤500V的變頻器，當今幾乎都采用交—直—交的主電路，其控制方式亦選用正弦脈寬調制即SPWM，它的載波頻率是可調的，一般從1-15kHz，可方便地進行人為選用。但
在實際使用中不少用戶只是按照變頻器制造單位原有的設定值，并沒有根據現場的實際情況進行調整，因而造成因載波頻率值選擇不當，而影響正確，感覺的有效工作狀態，因此在變頻器使用過程中如何來正確選擇變頻器的載波頻率值亦是重要的事。本文就此提供應該從以下諸方面來考慮，并正確選擇載波頻率值的依據。
2、載波頻率與變頻器功耗
功率模塊IGBT的功率損耗與載波頻率有關，且隨載波頻率的提高、功率損耗增大，這樣一則使效率下降，二則是功率模塊發熱增加，對運行是不利的，當然變頻器的工作電壓越高，影響功率損耗亦加大。載波頻率越大，變頻器的損耗越大，輸出功率越小。如果環境溫度高，逆變橋上下兩個逆變管在交替導通過程中的死區將變小，嚴重時可導致橋臂短路而損壞變頻器。
3、載波頻率與環境溫度
當變頻器在使用時載波頻率要求較高，而且環境溫度亦較高的情況下，對功率模塊是非常不利的，這時對不同功率的變頻器隨著使用的載波頻率的高低及環境溫度的大小，對變頻器的允許恒輸出電流要適當的降低，以確保功率模塊IGBT安全、可靠、長期地運行。
變頻器載波頻率的影響及設定標準
4、載波頻率與電動機功率
電動機功率大的，相對選用載波頻率要低些，目的是減少干擾（對其它設備使用的影響），一般都遵守這個原則，但不同制造廠具體值亦不同的。例，日本有下列關系供參考載波頻率15kHz10kHz5kHz
電動機頻率≤30kW37-100kW185-300kW例，芬蘭VACON載波頻率1-16kHz1-6kHz電動機功率≤90kW110-1500kW例，深圳安圣（原華為）載波頻率6kHz3kHz1kHz
電動機功率5.5-22kW30-55kW75-200kW
例，成都佳靈公司JP6C-T9系列
載波頻率2-6kHz2-4kHz
電動機功率0.75-55kW75-630kW
5、載波頻率與變頻器的二次出線（U，V，W）長度
載波頻率15kHz10kHz5kHz1kHz
線路長度《50M》50-100M》100-150M》150-200M
6、載波頻率對變頻器輸出電流的影響
眾所周知變頻器的逆變（DC/AC變換）部分是由IGBT通過正弦脈寬調制SPWM后，通過電機繞組，形成呈正弦波的電流波形。那么載波頻率的大小、直接影響電流波形的好壞程度，以及干擾的大小，而且載波頻率的大小是較為敏感和直接的，所以在運行過程中首先要正確選擇載波頻率值的大小后，然后再考慮附加各種抑制諧波裝置，例AC電抗器、DC電抗器、濾波器、另序電抗器，及安裝布線、接地等措施，這樣處理是較合理的、更有效的，切不可本未倒置來處理問題，這是很重要的原則。當載波頻率高時，電流波形正弦性好，而且平滑。這樣諧波就小，干擾就小，反之就差，當載波頻率過低時，電機有效轉矩減小，損耗加大，溫度增高的缺點，反之載波頻率過高時，變頻器自身損耗加大，IGBT溫度上升，同時輸出電壓的變化率dv/dt增大，對電動機絕緣影響較大。
（1）運行頻率越高，則電壓波的占空比越大，電流高次諧波成份越小，即載波頻率越高，電流波形的平滑性越好；
（2）載波頻率越高，變頻器允許輸出的電流越小；
（3）載波頻率越高，布線電容的容抗越小（因為Xc=1/2πfC），由高頻脈沖引起的漏電流越大。
變頻器載波頻率的影響及設定標準
1、低壓變頻器載波頻率概述
對電壓≤500V的變頻器，當今幾乎都采用交—直—交的主電路，其控制方式亦選用正弦脈寬調制即SPWM，它的載波頻率是可調的，一般從1-15kHz，可方便地進行人為選用。但
在實際使用中不少用戶只是按照變頻器制造單位原有的設定值，并沒有根據現場的實際情況進行調整，因而造成因載波頻率值選擇不當，而影響正確，感覺的有效工作狀態，因此在變頻器使用過程中如何來正確選擇變頻器的載波頻率值亦是重要的事。本文就此提供應該從以下諸方面來考慮，并正確選擇載波頻率值的依據。
2、載波頻率與變頻器功耗
功率模塊IGBT的功率損耗與載波頻率有關，且隨載波頻率的提高、功率損耗增大，這樣一則使效率下降，二則是功率模塊發熱增加，對運行是不利的，當然變頻器的工作電壓越高，影響功率損耗亦加大。載波頻率越大，變頻器的損耗越大，輸出功率越小。如果環境溫度高，逆變橋上下兩個逆變管在交替導通過程中的死區將變小，嚴重時可導致橋臂短路而損壞變頻器。
3、載波頻率與環境溫度
當變頻器在使用時載波頻率要求較高，而且環境溫度亦較高的情況下，對功率模塊是非常不利的，這時對不同功率的變頻器隨著使用的載波頻率的高低及環境溫度的大小，對變頻器的允許恒輸出電流要適當的降低，以確保功率模塊IGBT安全、可靠、長期地運行。
變頻器載波頻率的影響及設定標準
4、載波頻率與電動機功率
電動機功率大的，相對選用載波頻率要低些，目的是減少干擾（對其它設備使用的影響），一般都遵守這個原則，但不同制造廠具體值亦不同的。例，日本有下列關系供參考載波頻率15kHz10kHz5kHz
電動機頻率≤30kW37-100kW185-300kW例，芬蘭VACON載波頻率1-16kHz1-6kHz電動機功率≤90kW110-1500kW例，深圳安圣（原華為）載波頻率6kHz3kHz1kHz
電動機功率5.5-22kW30-55kW75-200kW
例，成都佳靈公司JP6C-T9系列
載波頻率2-6kHz2-4kHz
電動機功率0.75-55kW75-630kW
5、載波頻率與變頻器的二次出線（U，V，W）長度
載波頻率15kHz10kHz5kHz1kHz
線路長度《50M》50-100M》100-150M》150-200M
6、載波頻率對變頻器輸出電流的影響
眾所周知變頻器的逆變（DC/AC變換）部分是由IGBT通過正弦脈寬調制SPWM后，通過電機繞組，形成呈正弦波的電流波形。那么載波頻率的大小、直接影響電流波形的好壞程度，以及干擾的大小，而且載波頻率的大小是較為敏感和直接的，所以在運行過程中首先要正確選擇載波頻率值的大小后，然后再考慮附加各種抑制諧波裝置，例AC電抗器、DC電抗器、濾波器、另序電抗器，及安裝布線、接地等措施，這樣處理是較合理的、更有效的，切不可本未倒置來處理問題，這是很重要的原則。當載波頻率高時，電流波形正弦性好，而且平滑。這樣諧波就小，干擾就小，反之就差，當載波頻率過低時，電機有效轉矩減小，損耗加大，溫度增高的缺點，反之載波頻率過高時，變頻器自身損耗加大，IGBT溫度上升，同時輸出電壓的變化率dv/dt增大，對電動機絕緣影響較大。
（1）運行頻率越高，則電壓波的占空比越大，電流高次諧波成份越小，即載波頻率越高，電流波形的平滑性越好；
（2）載波頻率越高，變頻器允許輸出的電流越小；
（3）載波頻率越高，布線電容的容抗越小（因為Xc=1/2πfC），由高頻脈沖引起的漏電流越大。
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