Введение
Частотно-регулируемые приводы (VFD)также известный как преобразователи частоты, преобразователи частотыДля преобразования частоты в основном используется широтно-импульсная модуляция (ШИМ). Это подразумевает генерацию серии импульсов с различной шириной и интервалом для формирования выходного напряжения. Размер и форма этих импульсов определяются пересечением волны модуляции и несущей волны, известной как несущая частота. Несущая частота существенно влияет на производительность и эффективность этих устройств. Правильная настройка несущей частоты необходима для минимизации шумов в системе, получения плавных форм сигналов и уменьшения помех.
Что такое несущая частота низковольтных преобразователей частоты?
Несущая частота - это частота, на которой переключаются силовые электронные устройства в ЧРП для создания переменной выходной частоты, необходимой для управления двигателем. В низковольтных преобразователях частоты (≤ 500 В) основным методом управления является синусоидальная широтно-импульсная модуляция (SPWM), при которой несущая частота регулируется, обычно в диапазоне от 1 кГц до 15 кГц. Хотя пользователи часто полагаются на предустановленные производителем значения, крайне важно настраивать несущую частоту в зависимости от реальных условий эксплуатации. Неправильная настройка несущей частоты может негативно сказаться на производительности и эффективности работы преобразователя частоты. В следующих разделах приведены рекомендации по выбору подходящей несущей частоты.
Потребляемая мощность несущей частоты и преобразователя частоты
Потребляемая мощность преобразователь частоты напрямую зависит от несущей частоты. Более высокая несущая частота приводит к увеличению потерь на переключение в силовых электронных компонентах, что ведет к увеличению энергопотребления. Напротив, более низкая несущая частота снижает потери на переключение, но может повлиять на плавность работы двигателя. Поэтому оптимизация несущей частоты необходима для обеспечения баланса между энергопотреблением и эксплуатационными характеристиками.
Влияние частоты носителя на температуру окружающей среды
Температура окружающей среды оказывает значительное влияние на производительность и надежность преобразователи частоты. Высокая несущая частота в сочетании с высокой температурой окружающей среды может вызвать нагрузку на силовые модули, снижая их способность выдерживать длительные выходные токи. Чтобы обеспечить безопасную и надежную работу IGBT, необходимо регулировать несущую частоту и учитывать температуру окружающей среды при настройке параметров преобразователя частоты.
Несущая частота и мощность двигателя
Для мощных двигателей обычно рекомендуется использовать более низкие несущие частоты. Это уменьшает помехи для другого оборудования, снижает энергопотребление и уменьшает тепловыделение. Хотя различные производители могут давать особые рекомендации, общий принцип заключается в том, чтобы сбалансировать производительность и эффективность, выбрав соответствующую несущую частоту для номинальной мощности двигателя.
Взаимосвязь между несущей частотой и длиной вторичного выхода (U, V, W) преобразователя частоты
Длина вторичных выходных кабелей (U, V, W) также влияет на выбор несущей частоты. С увеличением длины выходного кабеля возрастает и ток утечки. Чтобы справиться с этим, необходимо соответствующим образом настроить несущую частоту:
- При длине кабеля < 50 м: 15 кГц
- Для длины кабеля 50-100 м: 10 кГц
- При длине кабеля 100-150 м: 5 кГц
- Для длины кабеля 150-200 м: 1 кГц
| Несущая частота (кГц) | Длина линии (м) |
| 15 | < 50 |
| 10 | 50 – 100 |
| 5 | 100 – 150 |
| 1 | 150 – 200 |
Как влияет несущая частота на выходной ток преобразователей частоты?
Несущая частота влияет на содержание гармоник в выходном токе преобразователи частоты. Более высокие несущие частоты, как правило, дают меньшие гармонические искажения, что приводит к более чистой форме волны выходного тока. Это может повысить производительность и срок службы подключенных двигателей и другого оборудования. Однако это также увеличивает потери на переключение, что сказывается на эффективности. Поэтому при настройке несущей частоты очень важно сбалансировать снижение гармоник и эффективность.
Как влияет несущая частота на двигатели?
Шум и вибрация
Более высокие несущие частоты снижают шум и вибрацию двигателя, делая его работу более тихой и плавной. Однако они также повышают частоту гармонических токов, усиливая скин-эффект в статоре двигателя и увеличивая его потери. Использование подходящей несущей частоты минимизирует шум и вибрацию, обеспечивая эффективную работу двигателя.
Отопление
Несущая частота влияет на характеристики нагрева двигателя. Более высокие частоты улучшают форму волны тока, но при этом повышают температуру двигателя из-за дополнительных гармонических токов. Чтобы уменьшить это, используйте более высокие несущие частоты с дополнительными мерами охлаждения, такими как дроссели переменного тока, или выбирайте специально разработанные инверторные двигатели.
Дисбаланс между несущей частотой и трехфазным входным током преобразователя частоты
Дисбаланс несущей частоты может привести к неравномерному трехфазному входному току, вызывая чрезмерный нагрев и потенциальное повреждение частотный преобразователь. Чтобы минимизировать этот дисбаланс, рассмотрим следующее:
- Улучшите качество источника питания, чтобы уменьшить несимметричные входные напряжения.
- Выбирайте высококачественные преобразователи частоты.
- При необходимости увеличьте несущую частоту.
- Настройте последовательность фаз входного напряжения.
Взаимосвязь между несущей частотой и электромагнитными помехами
Более высокая несущая частота может привести к увеличению электромагнитных помех (ЭМП) из-за высокочастотного переключения силовых электронных компонентов. ЭМИ могут воздействовать на расположенное рядом электронное оборудование посредством электростатической индукции, электромагнитной индукции и электромагнитного излучения. Для уменьшения ЭМИ используйте надлежащие методы экранирования, заземления и фильтрации, а также выбирайте соответствующую несущую частоту, которая обеспечивает баланс между производительностью и уровнем ЭМИ.
Заключение
В заключение следует отметить, что несущая частота преобразователь частоты является важнейшим параметром, влияющим на энергопотребление, температуру окружающей среды, мощность двигателя, выходной ток и электромагнитные помехи. Понимание этих влияний и оптимизация несущей частоты необходимы для достижения эффективной и надежной работы в различных приложениях.
Русский 
English 
Español 
Deutsch 
Français