逆变器驱动感应电机电压反射现象研究及滤波器的设计

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近年来,变频器驱动感应电机系统在电气工程中得到日益广泛的应用.但在实际应用中,发现其存在一些负面效应,限制了其应用范围.其中最典型的是在变频器与电动机之间需长线电缆传输时造成的电动机端过电压问题.该文重点研究变频器驱动感应电机电压反射现象以及解决方法,对各种滤波器的拓扑结构进行了综述.重点对逆变器输出dv/dt抑制型滤波器的运行原理、参数设计进行了分析.主要研究内容如下:1、根据传统输线理论分析电压反射的机理.将逆变器输出PWM电压脉冲在长线电缆上的传输视为行波传输.由于PWM电压脉冲具有很高的dv/dt值,使行波电压在电动机端产生反射现象,反射波和入射波叠加,使电动机端产生过电压.反射现象与变频器开关器件的上升时间以及传输电缆的长度有关.2、分析了电气滤波器的设计方法,重点对逆变器输出dv/dt抑制型滤波器进行了研究.逆变器输出dv/dt抑制型滤波器是通过延长逆变器输出PWM脉冲电压的上升时间和下降时间,使其超过临界值,消除电压反射产生的电动机端过电压.它的特点是根据实际电缆长度确定滤波器参数,相对易于实现.通过理论分析给出了dv/dt抑制型滤波器的参数计算方法.3、利用通用电路仿真软件PSPICE建立了变频器、异步电机、滤波器、长线电缆的仿真模型,通过理论计算和仿真分析验证了设计结果的有效性.该文工作对消除逆变器的负面效应具有重要参考价值.
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