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多电平PWM变频器具体介绍极其常出现的一些问题 |
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随着变频器技术的普及和变频器容v的不断增加，变频器对
电动机本身以及对周边环境的影响也越来越受到重视。传统的采
用将直流母线电压直接进行PWM输出的变频器(以下简称两电平
PWM变频器)的许多弱点也逐渐暴露了出来。这些弱点主要包括:
变频器产生的电动机冲击电压引起的电动机绝缘劣化、漏泄电流和
轴电流带来的电动机轴承的损坏、传导噪声和辐射噪声过大，等等。
电动机冲击电压指的是变频器输出的PWM脉冲波的上升沿
和下降沿在电动机端子变得非常高的现象。虽然连接变频器与电
动机之间的电缆过长是造成冲击电压的主要原因，但PWM脉冲
电压的急剧变化也是造成冲击电压的重要原因之一。开关器件在
进行切换时瞬变电压将集中在电动机线圈上，因而过高的dV/dt
仇将直接导致电动机的绝缘劣化。
PWM变频器中开关器件的高速切换，使输出电压在高频下发
生急剧的变化，该电压通过对大地与电动机电缆以及变频器之间
的杂散电容，产生高频漏电流，并通过轴承产生轴电流，过大的
轴电流将造成轴承的损坏，从而使电机不能正常运行。近年来，
以绝缘栅双极晶体管(IGBT)为功率器件的脉宽调制(PW M)逆
变器对异步电动机进行驱动时，感应轴承轴电流的问题变得日趋
严重，轴承出现问题和损坏的几率增加，损坏的速度加快。相关
研究表明，在采川变频器的交流调速系统中，电机轴承的损坏约
占电机损坏总数的40%，而在所有损坏的轴承中.有25%是由于
变频器输出电压的dV/dr过大而造成的。相比之下，具有高载波
频率(大于12kHz)的IGBT逆变器造成的电机轴承的损害比低载
波频率的变频器更大。对于400V级以及电压级别更高的变频器来
说，由于变频器的本身的输出电压较高，上述问题更加严重，也
将产牛较大的传导噪声和辐射噪声，对环境的影响更大。
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