电源：高压变频器原理

作者：时间：2012-08-27来源：网络收藏

16 什么是PWM?什么是SPWM?

答：PWM 的全称是Pulse Width Modulation(脉冲宽度调制)，根据面积等效原理，利用一系列等幅不等宽的矩形脉冲序列等效所需要的波形(含形状和幅值)。

SPWM即正弦波PWM技术。在进行脉宽调制时，使脉冲系列的占空比按正弦规律变化。当正弦值为最大值时，脉冲的宽度也最大，而脉冲间的间隔则较大。电压脉冲序列宽度按正弦规律变化的PWM波形，称为正弦波脉宽调制。

SPWM脉冲系列中，各脉冲的宽度以及相互间的间隔宽度是由正弦波(基准波或调制波)和等腰三角波(载波)的交点来决定的。图7 为一典型SPWM控制方法。

17 PWM 和PAM 的不同点是什么?

答：PWM 是英文Pulse Width Modulation(脉冲宽度调制)缩写，按一定规律改变脉冲序列的脉冲宽度，以调节输出量和波形的一种调制方式。

PAM 是英文Pulse Amplitude Modulation(脉冲幅度调制)缩写，是按一定规律改变脉冲序列的脉冲幅度，以调节输出量和波形的一种调制方式。

18 载波频率对电动机的运行有什么影响?

答：提高载波频率的好处如下。

1)改善电流波形适当提高载波频率，可以改善电流波形，如下图愿(a)所示。

2) 减小电磁噪声产生电磁噪声的原因是：与载波频率相同的谐波电流使定子铁心的硅钢片中产生涡流，各硅钢片的涡流之间产生相互作用力，导致铁心振动而发出噪声，电磁噪声的频率与载波频率相同。如果载波频率处于人耳的敏感频率区，电磁噪声就比较“大”(人的听觉上比较敏感)。

适当提高载波频率，可减小甚至消除噪声(实际上只是人耳“听”不到罢了)。

提高载波频率的缺点如下。

1) 变频器的输出电压减小变频器的逆变桥中，上下两个逆变管是在不停地交替导通的，其线电压波形如图愿(b)所示。为了保证只有在一个逆变管完全截止的情况下，另一个逆变管才开始导通，在交替导通过程中必须有一个死区吟t(等待时间)，如下图愿(c)所示。由于死区实际上不是工作区，所以，载波频率越高，则每个周期中死区的累计值(不工作区)越大，变频器输出电压的平均值越低。在负载转矩相同的情况下，电动机的电流偏大。

2)使距离较远的电动机运行不正常当电动机与变频器之间的距离较远时，则载波频率越高，由线路的分布电容和分布电感引起的不良效应(如电动机侧电压升高、电动机振动等)越大。

猿)对其他设备的干扰增大载波频率越高，高频电磁场的辐射能量越大，对其他设备的干扰就越严重。

19 什么是V/f控制?为什么要采取V/f 控制而不是只控制V 或者f?

答：V/f控制方式是保证变频器输出电压和频率比值一定的控制方式。

20 为什么变频器要设置许多U/f 线供用户选择?

答：这是因为负载不同，低速特性不同。不同的负载在低速运行时的阻转矩大小是不一样的，举例如下。

员)恒转矩负载特点不论转速高低，负载的阻转矩都不变。例如带式输送机，要求低频时电动机的转矩等于额定转矩。如图怨(a)所示。这就要求电动机在低频运行时，也能产生较大的转矩，U/f比应该大一些，如图10 中之B 点所示，当频率为fxt时，将电压提升到Ux2。

圆)分段负载有些负载满载运行时虽然阻转矩较大，但满载时的调速范围不大。例如离心浇铸机，必须具有一定转速时，才能把铁水(或钢水)灌入，进行浇铸，负载的阻转矩较大。但重载时的调速范围不大，由于低速时没有铁水(或钢水)，处于轻载运行状态，如图怨(b)所示。电动机在低频运行时，并不需要产生太大的转矩，U/f 比也可以小一些，如图10 中之A 点所示,当频率为fx1时，电压为Ux1就足够了。

3)二次方律负载以离心式风机为例，负载的机械特性如图怨(c)所示，低速运行时，负载的阻转矩很小。电动机在低频运行时，所需转矩很小，U/f比也应该更小一些，如图10 中之C 点所示，当频率为fx1，应把电压降为Ux3。

上述例子说明，不同的负载在低频运行时对U/f 比的要求也是不一样的。为此，各种变频器都设置了许多种U/f 线，供用户根据负载的具体要求来进行预置。在诸多U/f线中，图10和图11(a)中的曲线淤是电压与频率成正比地变化的U/f线，称为基本U/f线。其特点是：UX/fx=const(ku=kf)，如要加大低频时的带负载能力，须在基本U/f 线的基础上加大U/f比，使ku 跃kf ，称为转矩补偿或转矩提升。各种变频器都设置了许多条补偿程度不同的U/f线，供用户选择。大致有以下几种方式：