变频器驱动系统中冲击（浪涌）电压引起的电机

    用变频器驱动异步电动机时，由于变频器的换向冲击电压以及开关元件瞬间的开闭而产生冲击电压，必须采取措旋以防止电动机绝缘恶化。    冲击电压在电压型PWM变频器和电流型变频器中都非常显著且有所不同。    (1)电压型PWM变频器。这种类型的变频器采用功率晶体管（包括IGBT、功率MOSFET）其开关速度很快，电压脉冲的上升沿的陡度dV/dt变得非常大。    若变频器与电动机之间的接线较长，变频器的输出电压达到波峰值的时间，比前行波达到电动机端子的时间短，在电动机端子的部位，前行波相对于其反射波的波峰值为变频器输出波峰值的两倍（图4-28）。    前行波从变频器端子开始，到达电动机端子为止的时间，可用下式求得（接线为电缆时）。
    图4-28    浪涌（冲击）电压的前行与反射    t=0. 00624/ （μs）式中，L为变频器到电动机的距离，m。    PWM变频器电压的上升沿陡度约2000~3000V/μs左右，例如400V级变频器直流回路电压大约600V，则达到波峰值需0.2~0.3μs，由上式可得L=30～50m则变频器和电动机之间的距离超过数十米时，要考虑前行波的冲击电压。    由于此前行波而产生的冲击电压尖峰值达到直流中间回路电压的两倍，200V级变频器为600V，400V级变频器为1200V左右。    此外，如此急剧的冲击电压加在电动机的绕组上，电压并非均匀地分布在绕组内和绕组间，而是集中分布在离端子近的线圈中，以这样高的冲击电压进行电涌放电，会导致绝缘劣化。一般的异步电机采用的有机绝缘材质，在200V级的变频器的冲击尖峰电压下问题不大，400V级的变频器则需要采取以下措施：    1)合理选择安装场所和配线路径，尽量缩短变频器与电动机之间的接线距离。    2)作为用变频器驱动的电动机，需强化其绕组的绝缘性能，确认绕组的摆放及端子的处理方法。    3)设置变频器输出滤波器以降低电压输出波形上升沿的陡度。    4)在采用升压变压器驱动高压电动机的场合，由于变压器、电动机配线线路的分布电感、电容存在会引起共振现象，需要注意变压器的安装场所及电缆的长度，或考虑加入阻尼回路(滤波器）。    (2)电流型变频器。电流型变频器换向时存在冲击电压，可运用二极管斩控电路控制此冲击电压以达到不影响电动机绝缘的目的。若电动机的额定电压为Ve，可将限制值确定在线间电压峰值的1.2倍左右。    冲击电压限值=1.2×√2Ve    电流型变频器的换向周期一般在数十至数百微秒，不存在如PWM变频器中前行波与反射波那样的问题。可采用表4-12中的措施防止冲击电压。    表4-12    防止冲击电压的措施