变频器载波频率范围_变频器载波频率与干扰的关系_变频器载波频率与输出电压的关系

　　变频器的载波频率就是决定逆变器的功率开关器件（如：IGBT）的开通与关断的次数，因此，也称开关频率。

　　它主要影响以下几方面：

　　1、功率模块IGBT的功率损耗与载波频率有关，载波频率提高，功率损耗增大，功率模块发热增加，对变频器不利。

　　2、载波频率对变频器输出二次电流的波形影响。

　　变频器载波频率范围

　　当载波频率高时，电流波形正弦性好，而且平滑。这样谐波就小，但是干扰相对要大，反之就差，当载波频率过低时，电机有效转矩减小，损耗加大，温度增高的缺点，反之载波频率过高时，变频器自身损耗加大，IGBT温度上升，同时输出电压的变化率dv/dt增大，对电动机绝缘影响较大。

　　假设SPWM波的载波频率为fc，基波频率为fs，fc/fs称为载波比N，对于三相变频器，当N为3的整数倍时，输出不含3次谐波及3的整数倍谐波。且谐波集中载波频率整数倍附近，即谐波次数为：kfc±mfs，k和m为整数。

　　下图是基波频率fs=50Hz，载波频率fc=3kHz，调制比为0.8的SPWM的波形及频谱的Matlab仿真图。

　　

　　图中58次谐波和60次谐波的幅值分别为27.8%和27.7%，含量最大的谐波为119次和121次谐波，谐波幅值分别为39.1%和39.3%。即最大谐波在两倍载波频率附近。

　　实际的SPWM波，其载波比不一定为整数，此时，为了降低频谱泄露，可适当增加傅里叶窗口长度，对多个基波周期的PWM进行傅里叶变换（FFT或DFT）。

　　3、载波频率对电动机的噪音的影响：载波频率越高电动机的噪音相对越小。

　　4、载波频率与电动机的发热：载波频率高电动机的发热也相对较小。

　　在实际使用中要综合以上各点，合理选择变频器的载波频率。一般电动机功率越大，载率选择得越小。

　　变频器载波频率与干扰关系

　　与载波频率有关的干扰有两个方面：《？xml:namespace prefix = o ns = “urn:schemas-microsoft-com:office:office” /》

　　1．电磁辐射

　　变频器的输出电流中存在着频率和载波频率相同的高次谐波成分，如图（a）所示。高频电流产生的电磁场具有较强的辐射能力，能够干扰通信设备的正常运行。

　　2．静电感应

　　当其他设备的控制线与变频器的输出线距离较近时，则由于导线间具有分布电容的原因。变频器的高频电压将通过分布电容感应到其他设备的控制线中，如图 （b）所示，从而干扰该设备的正常工作。

　　

　　图 载波频率与干扰

　　（a）电磁辐射；（b）静电感应

　　变频器载波频率与输出电压的关系

　　正弦脉宽调制后的相电压波形如图（a）所示。逆变桥在工作时，每个桥臂的两个逆变管都按照相电压的规律不断地交替导通着。在交替导通时，为了防止在原来导通的晶体管尚未完全截止的情况下，另一个晶体管开始导通，形成短路的情形，两管在交替导通的过程中，必须留有死区δt，即原来导通的晶体管截止后，有一个等待时间，等完全截止后再让另一个晶体管导通。

　　显然，死区δt是不工作的时间，死区大了，必将减小变频器的输出电压。

　　载波频率越大，则每个周期内交替导通的次数越多，总的死区（∑δt）越大，变频器的输出电压就越小，如图（c）所示。

　　

　　图 载波频率对输出电压的影响

　　（a）相电压波形；（b）死区；（c）输出电压与载频