[分享] 滤波器对PWM变频调速电动机端子上电压波形的影响

1引言

随着微电子技术和现代控制理论在交流变频调速系统中的应用，变频器(或逆变器)的性能也得到飞跃性的提高，并越来越广泛地应用于工业生产和日常工作的许多领域之中。但是，变频器输出的具有陡上升沿或下降沿的脉冲电压却在电动机接线端子及绕组上产生了过电压，造成电动机绕组绝缘的过早破坏。试验研究表明，很高的电压上升率(dv/dt)在电动机绕组上产生极不均匀的电压分布，且随着变频器与电动机之间电缆(线)长度的增加，在电动机接线端子上产生高频振荡的过电压，当电缆长度超过某一临界值后，电动机端子上过电压的幅值达到变频器输出电压的2倍，长时间重复性的电压应力的作用将导致电动机绕组匝间绝缘的过早破坏。

为了降低电动机端子上高频振荡的过电压，最适宜的方法之一是在电动机端子上安装特殊设计的滤波器。滤波器的参数与变频器特性及电缆参数有关，然而变频器、电缆及电机一般都不是同一制造商或销售商提供，变频器的开关特性、电缆参数及长度的不确定性，使得滤波器的参数选择具有不固定性。关于滤波器的参数与电机端电压或电流特性的关系，目前还未有系统研究的报道。本文主要研究在不同电缆长度下，滤波器的参数对电机端电压特性的影响，确定电缆长度、滤波器的电阻和电容与电机端子过电压幅值及脉冲上升沿时间的关系，找出滤波器参数的选择范围，为变频调速驱动系统的制造和使用提供试验依据和理论基础。