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偶然发现,请达者解惑!变频器开关频率的问题 点击:7463 | 回复:62



铁戟沉沙

    
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发表于:2011-03-18 22:50:07
楼主

在690V的变频器里,

施耐德ATV71的默认开关频率是2.5KHZ,

而SIEMENS的S120居然是1.25KHZ, 也可以设成2.5KHZ, 但要降容10%左右。

开关频率不同对整个系统有什么影响呢?

发热(变频器,电机)?谐波?干扰?响应速度?

请各位贤达不吝赐教!




HOTEAM

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发表于:2011-03-19 00:07:59
1楼

楼主可以看看这个帖子

对变频器载波频率含义和影响说的很清楚

http://www.gongkong.com/webpage/forum/200901/2009011908321000005-1.shtml

 

 

铁戟沉沙

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发表于:2011-03-19 18:10:51
2楼

 

多谢大侠,此帖子在多个论坛都有见过,但纸上得来终觉浅!

可否如此理解:降低开关频率对变频器来说,可以减小噪音,同样的IGBT发热少了,变频器标称的容量就可以大些。

但对整个系统来说,输出的电流谐波多些,电机的发热多些,速度或转矩的响应也会慢些?整个系统的性能会差些?

在相同的标称容量下,不考虑商务因素,SI20或G150是否应该比ATV71便宜10%?

6SE70的默认开关频率也是2.5KHZ,为什么S120降下来了呢?不会只为省钱吧!?

欢迎指点或拍砖!

6SE70

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发表于:2011-03-19 19:05:31
3楼

开关频率,也称转换频率、脉冲频率,取值范围在1至十几,一般取1至4khz

开关频率越高,则波形越好,效果越好,然电力开关器件的发热也越大,所以需要降容

开关频率与响应速度无关,对电机的影响也有限

刘志斌

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发表于:2011-03-19 21:20:40
4楼

1、为了获得平均电压波形为正弦波形,采用高频载波正弦调制的开关信号,驱动开关管的导通与截止;

2、调制的方式可以是等幅调频波,也可以是等频调宽波;

3、载波的频率高,可以获得较好的波形,载波的频率一般在1至十几khz,一般取1至4khz;

刘志斌

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发表于:2011-03-19 21:27:42
5楼

4、载波过高,可形成高频辐射干扰信号,对通讯等设备有干扰;

5、载波低时,变频器、电机会产生有较强的噪声;

刘志斌

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发表于:2011-03-19 21:33:53
6楼

6、大功率电机的变频器,可以通过降低载波频率,增大脉冲宽度,增大输出电流,增大输出功率;

 

刘志斌

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发表于:2011-03-19 21:38:08
7楼

7、当载波频率高时,谐波次数高,感生电压高,对开关管的耐压要求高;

8、开关管的发热温度,与输出功率相关,与频率关系不大;

刘志斌

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发表于:2011-03-19 21:43:53
8楼

9、频率高,变频器输出电路的分布电容对系统的影响将增大,特别是输出传输导线长、远的情况!

10、或者说,频率过高,变频系统损耗增大,效率降低!

铁戟沉沙

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发表于:2011-03-20 12:06:45
9楼
回复内容:
对:6SE70 关于

开关频率,也称转换频率、脉冲频率,取值范围在1至十几,一般取1至4khz

开关频率越高,则波形越好,效果越好,然电力开关器件的发热也越大,所以需要降容

开关频率与响应速度无关,对电机的影响也有限

内容的回复:


诚如你所说,对电机及系统影响有限,那为何不搞到1KHZ以下?!用上一代产品GTO不就可以了么?

铁戟沉沙

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发表于:2011-03-20 12:09:54
10楼
回复内容:
对:刘志斌 关于

1、为了获得平均电压波形为正弦波形,采用高频载波正弦调制的开关信号,驱动开关管的导通与截止;

内容的回复:


当是电流波形近似正弦波吧?若是要求电压波形,需加正弦波滤波器的。否则电机端都是方波加毛刺的,我实地测过。

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发表于:2011-03-20 12:39:51
11楼
引用铁戟沉沙 的回复内容:

 

多谢大侠,此帖子在多个论坛都有见过,但纸上得来终觉浅!

可否如此理解:降低开关频率对变频器来说,可以减小噪音,同样的IGBT发热少了,变频器标称的容量就可以大些。

但对整个系统来说,输出的电流谐波多些,电机的发热多些,速度或转矩的响应也会慢些?整个系统的性能会差些?

在相同的标称容量下,不考虑商务因素,SI20或G150是否应该比ATV71便宜10%?

6SE70的默认开关频率也是2.5KHZ,为什么S120降下来了呢?不会只为省钱吧!?

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西门子的产品开关频率都选的较低,主要原因还是跟西门子在电机控制这块水平较高有关系!

开关频率涉及到系统的带宽和响应, 怎么选取也是有理论计算和经验公式的,能用2K达到的, 就没有必要选用4K了。

 

刘志斌

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发表于:2011-03-20 14:47:04
12楼

引用铁戟沉沙 的回复内容:

……当是电流波形近似正弦波吧?若是要求电压波形,需加正弦波滤波器的。否则电机端都是方波加毛刺的,我实地测过。

 


 

1、变频器输出的是调宽方波脉冲;

2、调宽方波脉冲,得平均电压的波形是正弦波;

3、变频器输出电抗器,就是滤波器,可以将高次谐波滤除;

刘志斌

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发表于:2011-03-20 14:52:07
13楼

4、没有输出电抗器时,高次谐波被异步电机的电感所承受,异步电机的旋转磁场还是其基波三相正弦波作用的结果;

5、所以变频输出的利用率,即效率不高,原因如此,变频系统的效率一般要降低20%;

铁戟沉沙

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发表于:2011-03-21 08:45:19
14楼

在相同的标称容量下,不考虑商务因素,SI20或G150是否应该比ATV71便宜10%?

6SE70的默认开关频率也是2.5KHZ,为什么S120降下来了呢?不会只为省钱吧!?

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西门子的产品开关频率都选的较低,主要原因还是跟西门子在电机控制这块水平较高有关系!

开关频率涉及到系统的带宽和响应, 怎么选取也是有理论计算和经验公式的,能用2K达到的, 就没有必要选用4K了。


内容的回复:

大侠当是“西门大官人”的铁杆粉丝了,这种理由都想得出?!难以令人信服。

“电机控制水平”,应该与开关频率,尖峰电压,谐波分量等电气硬指标无关吧。

铁戟沉沙

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发表于:2011-03-21 08:59:02
15楼

3、变频器输出电抗器,就是滤波器,可以将高次谐波滤除;


内容的回复:

变频器的输出电抗器,一般是指DU/DT电抗器。其作用是减小电机端的脉冲尖峰,减小DU/DT即脉冲斜率,保护电机绝缘,有效减小轴承电流。

但国内项目大多数都给省了,保护电机,关我买变频器的什么事?烧了电机和轴承,也不能找卖变频器的索赔啊!

滤波器,一般是指正弦波滤波器,不常用。多用于高低高系统,或电机电缆特别长(>300M)的场合。


铁戟沉沙

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发表于:2011-03-21 20:52:39
16楼

其它主流变频器,690V的开关频率是多少?有知道的么?

安川、富士、东芝、AB...... ?

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发表于:2011-03-21 21:25:22
17楼
引用铁戟沉沙 的回复内容:

在相同的标称容量下,不考虑商务因素,SI20或G150是否应该比ATV71便宜10%?

6SE70的默认开关频率也是2.5KHZ,为什么S120降下来了呢?不会只为省钱吧!?

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西门子的产品开关频率都选的较低,主要原因还是跟西门子在电机控制这块水平较高有关系!

 

开关频率涉及到系统的带宽和响应, 怎么选取也是有理论计算和经验公式的,能用2K达到的, 就没有必要选用4K了。


内容的回复:

大侠当是“西门大官人”的铁杆粉丝了,这种理由都想得出?!难以令人信服。

“电机控制水平”,应该与开关频率,尖峰电压,谐波分量等电气硬指标无关吧。



那请问:

1Hz的开关频率能达到吗?离散系统的响应会达到多少?

10Hz能达到吗?离散系统的响应会达到多少?

100Hz能达到吗?离散系统的响应会达到多少?

1Khz能达到吗?离散系统的响应会达到多少?

10KHz能达到吗?离散系统的响应会达到多少?

 



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发表于:2011-03-21 21:26:47
18楼

控制器都是数字控制系统, 数字系统都是离散控制!

 

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发表于:2011-03-21 21:36:03
19楼

你觉得离散控制系统跟控制周期没有关系?

同样的控制对象, 有的厂商用2K的控制频率就可以达到控制要求, 有的就需要4K的控制频率, 也就是在相同时间, 比别人多控制一次, 这个难道跟控制水平无关?

开关频率是会影响到谐波分量, 但更会影响到IGBT的发热和寿命!

 

刘志斌

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20楼
引用征 的回复内容:

控制器都是数字控制系统, 数字系统都是离散控制!


1、这个家伙真能卖弄:

1)“控制器都是数字控制系统”,你去看看变频器的输入输出,有几个是数字的?有几个是模拟的?

2)需要模拟控制器的不能用数字代替,一个模拟量的调节器,你用数字给代替一下?


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