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變頻電機在高頻運行時出現嘯叫聲,怎么處理?

Date:2017/5/18

輸出電纜中含有相當大的高次諧波電壓、電流,使得電機的輸入電壓畸變,定、轉子電動勢高次諧波進一步增大,結果使得相電動勢嚴重畸變,最大值升高很多,導致電機線圈發熱嚴重,絕緣老化甚至擊穿。

另外由于高次諧波產生的高次諧波磁場產生附加的轉矩,使得電機產生明顯的振動和尖銳的噪音。高次諧波使得電動機的機械壽命、絕緣壽命大大縮短。

變頻器輸出的諧波是導致電機產生高頻嘯叫的主要原因,當變頻器的功率開關的調制脈沖頻率提高時,可以輸出的電流接更近于正弦波,和使嘯叫聲的頻率提高過人耳的可聽聲波范圍,會使嘯叫聲大大降低,但是大當IGBT的開關頻率過高時,會使IGBT上的損耗增加,此時需要對變頻器降容來時使用。一般IGBT的開關頻率為4Khz時,若聽到嘯叫聲,建議適當提高一下IGBT的開關頻率。

現在變頻電機在運行中的嘯叫聲,往往給人一種錯覺,就以為是變頻器調頻所致,其實未必。應該先確認一下嘯叫聲的來源,然后再作處理。

第一步,變頻器采用V/F控制,將電機運行至最高轉速;

第二步,然后操作變頻器的OFF2,自由停車;

第三步,判別電機在自由停車過程隨著轉速下降。
如果嘯叫聲或震動依然存在,那就沒有變頻器控制的事情了,是電機的制作問題了,機械傳動存在運行中有共振點。說明是機械制造的問題,不是電控問題。
如果在自由停車過程,電機運行平穩,沒有嘯叫聲,那是變頻器控制問題,通過調整變頻器的控制參數,可以解決。其中很重要的就是將變頻器做電機的動態和靜態數學模型計算。如果變頻器所建立的數學模型準確,運行品質就好。控制電機,其電磁噪聲都是完全可以接受的。這一點毋庸置疑。

知識延伸

變頻器和電機的配套問題

為整個電機運動系統選擇合適的變頻器,是讓工程師一個頭痛的問題。

總的來說,變頻器的選用,應按照被控對象的類型、調速范圍、靜態速度精度、啟動轉矩等來考慮,使之在滿足工藝和生產要求的同時,既好用,又經濟。

一般性的經驗是:多大的電機就選擇多大的變頻器,有時也可大一個規格。
大功率的變頻器功率因數較低,最好在變頻器的進線端加裝交流電抗器。這樣一是提高功率因數,二是抑制高頻諧波。

如果經常頻繁啟動,制動,要安裝制動單元和制動電阻。

如果需要降低噪音,可用選擇水冷型變頻器;

如果需要制動,需選配制動斬波器以及制動電阻。或可用選擇四象限產品,可以向電網回饋能量,節省電能 ;

如果現場僅有直流電源的話,可以選擇單純的逆變產品(使用直流電源)用以驅動電動機。

變頻器選型的最終依據,是變頻器的電流曲線包羅機械負載的電流曲線。

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