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致远电子:PWM调制技术下的谐波

国际电力网  日期:2015-04-08

PWM调制技术可以说是电机行业的一项革命,它弥补了传统异步电机和直流电机无法控制运行工况的短板,避免出现“大牛拉小车”的情况而造成的能源浪费。像应用非常广泛的“变频器+电机”的驱动系统组合,相较于直接使用异步电机的方案,能节约30%以上的能源,因此广泛应用于风机、泵类等工业设备领域。

但PWM调制作为变频器的核心技术,它存在一个问题:随着用户对变频器效率提升的要求,目前变频器的PWM调制载波频率从现在的几KHz到上百KHz,在往更高的频率在发展,大量使用IGBT管等开关技术的同时不可避免的让谐波问题越发的严重。

而这些由变频器在PWM调制时所产生的谐波电流、电压,会导致电机的供电波形畸变,让其运行在非正弦的电压、电流下,引起电机的定子铜耗、转子铜耗或铝耗、铁耗和附加损耗的增加。这些损耗都会导致电机的额外发热,并使电机的效率降低,输出功率减少,造成一定能能源浪费。像普通的三相异步电动机,若使用变频器的非正弦信号进行供电,一般温升会增加10%~20%左右。

因此对于变频器厂家来说,变频器的输出谐波是一个必须关注的项目。尤其虽然变频电机系统应用的日渐成熟,越来越多的电机厂家开始自发地研究设计配套电机的变频驱动器,那么其在研发过程中,就必须在电机运行时对变频器进行谐波分析。

过去电机的性能测试基本上都是在测功机上进行的,通过对电机进行加机械负载的方式来模拟实际工况,采集电机的运行参数。变频器的谐波分析其实也一样道理,需要让变频器的负载电机运行在加载情况下,实时使用谐波分析设备(如功率分析仪)对电机的输入信号进行数据采集,这样测量出来的谐波测试结果才具备参数价值。

因此对于当前的变频电机设计者来说,一款整合了谐波分析仪的电机测功系统是比较完美的测试解决方案,即能进行常规的电机特性曲线等性能分析,又能对变频器进行谐波分析处理。广州致远电子的MPT电机测试系统就是这类解决方案的一个典型例子,它内置了致远自行设计的MDA电机分析仪,具备功率分析仪的所有分析功能,即可作为测功系统中的数据采集终端(采集电压、电流、转速、扭矩等参数),又提供对变频器的输出信号进行谐波分析、不平衡度分析等功能。


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