變頻器在長電纜應(yīng)用環(huán)境下引起電機(jī)端子過電壓的研究和仿真及dv-dt濾波器的設(shè)計.pdf

1、當(dāng)代電力電子技術(shù)的進(jìn)步使開關(guān)器件往高頻化工作模式發(fā)展，IGBT作為現(xiàn)代工業(yè)變頻器的核心開關(guān)器件，一般都具有2-20kHz的高開關(guān)頻率。在高速開關(guān)和先進(jìn)的PWM技術(shù)方案顯著提高感應(yīng)電機(jī)性能的同時，快速的電壓上升時間（dv/dt）會對電機(jī)的絕緣造成不良的影響。在實(shí)際工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，變頻器與電機(jī)可能處于不同的位置，需要用長電纜連接，而其傳輸會產(chǎn)生高頻阻尼振蕩，從而形成幅值與入射波電壓相當(dāng)?shù)姆瓷潆妷海瑢?dǎo)致PWM脈沖在電機(jī)端產(chǎn)生過電壓，更加重了電機(jī)

2、繞組絕緣的負(fù)擔(dān)，影響電機(jī)壽命。
　　本文根據(jù)上述問題對過電壓的產(chǎn)生及反射波進(jìn)行分析和計算。提出在變頻器輸出與電機(jī)間加裝dv/dt濾波器的解決方案。為了優(yōu)化設(shè)計成本及提高設(shè)計精確性，本文講述了利用MATLAB仿真軟件來建立和驗(yàn)證多種數(shù)學(xué)模型包括高頻長線纜模型，變頻器PWM輸出模型，高頻電機(jī)模型，以及dv/dt濾波器模型的方法。
　　因?yàn)橐陨夏Ｐ驮诟哳l下均有寄生參數(shù)的存在，會影響到最終的仿真結(jié)果，所以必須建立精確的高頻模型。步驟

3、包括：
　?。?）基于理論基礎(chǔ)提出初始模型。
　?。?）通過阻抗測量法，計算各模型參數(shù)。
　?。?）利用仿真軟件驗(yàn)證各模型精確性。
　?。?）系統(tǒng)仿真，同時在實(shí)驗(yàn)室搭建測試平臺：變頻器+長線纜+相應(yīng)功率段濾波器+交流異步感應(yīng)電機(jī)。比較同一脈沖的上升時間及過電壓等級來驗(yàn)證模型，同時可以通過比較結(jié)果來優(yōu)化濾波器的參數(shù)。
　　最終實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明加裝濾波器后在電機(jī)端的dv/dt值由3kV/μs下降至500V/s以下。