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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针对性的分析。

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PWM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

一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粪建匡

分量等要求比较高所导致。

图2SVA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SVA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SVA

1．1变频系统尖峰电压产生的原因吸收器。SVA的接入点与电机之间的电缆长度不要超过8米。当电缆较

对于电压源型的变频器来说，其逆变侧的控制方式为PWM控长时，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。

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3变频调速系统故障实例分析及改进措施

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

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

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100m的电缆并联使用。系统运行调试过程中出现故障，故障电机

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。变频运行时间改变很大。

1．2变频系统尖峰电压带来的影响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

1-2．1绝缘强度下降间部分绝缘能力比较弱，增强绝缘能力。采用2kV的额定电压时，

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，

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

的绝缘强度下降，特别是PWM控制型变频器更为明显。尖峰电压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。

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另外在高频率电压的冲击作用下，du／dt滤波器由于分布不均匀

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。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

1．2．2线圈绝缘损伤发生；同时，当前一部分电动机普遍采用散下圆铜线绕组方式，所

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

电压波形的上升沿有着明