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高速电机驱动器是给高速电机提供调压调频的电源,它一般由整流电路,平波电路,逆变电路组成。其中逆变电路就是通过功率管组成逆变桥将直流电逆变成频率、幅值都可调的交流电,这是变频器的核心部分。逆变电路的输出电压信号是利用脉冲宽度的改变来得到幅值不同的正弦基波电压,也就是我们通常认为的PWM波。波形如下图所示。高频的电压信号,存在各个频次的杂波,导致电流纹波偏大,影响电机发热;高频的PWM波,也会导致电压信号在电缆上发生反射,电机端电压尖峰破坏电机绝缘。因此,针对特殊的场景,必须增加电机滤波器,避免上述问题。
在驱动器输出侧共有以下几种选件:
1)输出电抗器,当变频器输出到电机的电缆长度大于产品规定值时,应加输出电抗器来补偿电机长电缆运行时的耦合电容的充放电影响,避免变频器过流。变频器输出端增加输出电抗器的作用是为了增加变频器到电动机的导线距离,输出电抗器可以有效抑制变频器的IGBT开关时产生的瞬间高电压,减少此电压对电缆绝缘和电机的不良影响。同时为了增加变频器到电机之间的距离可以适当加粗电缆,增加电缆的绝缘强度,尽量选用非屏蔽电缆。
2)输出dv/dt电抗器,输出dv/dt电抗器是为了限制变频器输出电压的上升率来确保电机的绝缘正常。
3)正弦波滤波器,它使变频器的输出电压和电流近似于正弦波,减少电机谐波THD系数和电机绝缘压力。