偶然发现,请达者解惑!变频器开关频率的问题 点击:7491 | 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!




刘志斌

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发表于:2011-03-21 23:10:53
21楼

3)数字多用于传输变换,最终都要回到模拟,你能把你的眼睛、耳朵换成数字的?

2、“数字系统都是离散控制”:

1)好像离散控制是高级控制一样;

2)离散控制只是一种控制,需要时才会用到;

3)用的最多的并非离散控制,更多的是集中控制;

刘志斌

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发表于:2011-03-21 23:22:14
22楼
引用征 的回复内容:

……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?……


1、变频器的载波频率,主要是波形的需要;

2、不能看开关次数,次数少,持续的时间长,波形差,次数多,持续的时间短,波形好一些;

 

刘志斌

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发表于:2011-03-21 23:29:20
23楼

3、开关次数多少,与控制水平没有关系;

4、控制的水平决定一下因数:

1)正弦波形的好坏,或者谐波的成分;

2)三相对称性,即彼此落后1/3f 时间;

3)输出电压大小是否合适,就是变频、变压电机磁场是否恒定; 

刘志斌

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发表于:2011-03-21 23:34:31
24楼
引用征 的回复内容:

……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?


1、你自己先解释“离散系统的响应”是个什么定义?

2、如果你能说清楚,别人就能回答你,如果你自己都说不清楚,别人怎么回答你?

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发表于:2011-03-22 07:52:13
25楼
知道IGBT的驱动和输出波形吗? IGBT只有导通和关断两种状态,一个PWM周期只能改变一次占空比,你以为IGBT是模拟器件? 离散控制不是什么高深的东西,只要用到数字控制(并行处理的FPGA之外),都要进行离散化处理,控制周期的长短直接影响到控制效果! 回去看看自控原理吧!

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发表于:2011-03-22 08:08:04
26楼
楼主想了解开关频率即最大控制频率(有的可能是开关频率是控制频率的倍数),建议回去翻翻自控原理和陈伯时的书,或者去运动控制论坛发帖讨论!

铁戟沉沙

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发表于:2011-03-22 09:56:26
27楼
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?

 

 


 

内容的回复:

最初接触离散控制系统时是在1996年,不过与你所说的离散系统可能不是一个概念。

离散控制系统(DCS),集中管理,分散控制。是个水泥厂项目,当是参与项目的有:横河,霍尼韦尔,贝利(似乎还没有被ABB收购),西门子(还没有推PCS7),可能还有莫迪康。记不得了,当时只是喽啰,连皮毛都不知道。

至于开关频率与算法的问题:

按ABB的说法,他的DTC控制,25微秒就可以改变一次IGBT的开关状态(那不是40KHZ了么?!),实际平均开关频率在2-3KHZ之间。

据你所知,S120与6SE70在对电机矢量控制算法上有本质区别么?除了多轴联动概念外?

为什么从2.5KHZ变成1.25KHZ 了呢?


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发表于:2011-03-22 10:44:16
28楼
建议你看看陈伯时的教材,第149页,注意最后一句话!

铁戟沉沙

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发表于:2011-03-22 16:34:15
29楼
回复内容:
对:征 关于建议你看看陈伯时的教材,第149页,注意最后一句话! 内容的回复:不要没事老把经典抬出来啊,我95年上学时就没搞明白过!欢迎其他大侠!


chenli

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发表于:2011-03-22 18:00:29
30楼

个人愚见:开关频率越高,即调制频率越高,其输出越近似于正弦波。但是开关频率越高,则IGBT的开关功耗则越大,所以才要降容使用嘛。

刘志斌

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发表于:2011-03-22 18:15:54
31楼
引用chenli 的回复内容:

个人愚见:开关频率越高,即调制频率越高,其输出越近似于正弦波。但是开关频率越高,则IGBT的开关功耗则越大,所以才要降容使用嘛。


1、不是IGBT的功耗大的问题;

2、是频率高,偕波高,分布电容的影响大,电磁污染大,等等

chenli

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发表于:2011-03-23 08:41:19
32楼
敢问楼上,是否听说过“开关损耗”这个概念?

wangchaobq

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发表于:2011-03-23 09:15:54
33楼

这个问题其实大家都只能说个大概而已,真正要弄懂还是挺难得…… 电力电子书上有介绍,但是不详细,最好能找个做变频器研发的,(涉及到DSP事件管理器如何控制PWM波形那部分的),再联系IGBT的datasheet来看看估计才会明白……

铁戟沉沙

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发表于:2011-03-23 09:20:44
34楼
回复内容:
对:chenli 关于

个人愚见:开关频率越高,即调制频率越高,其输出越近似于正弦波。但是开关频率越高,则IGBT的开关功耗则越大,所以才要降容使用嘛。

 

 

 


 


内容的回复:咱俩的观点接近,开关频率高了,电流脉动小,电流谐波也小。但IGBT功耗大,发热大,载流量小了。

“刘老师”所说的频率高,偕波高,分布电容的影响大,电磁污染大,应该是指电压谐波和EMC的问题吧?

三相对称的屏蔽电缆,共模滤波器,良好的接地等可以解决。

刘志斌

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发表于:2011-03-23 12:14:09
35楼

引用铁戟沉沙 的回复内容:

……频率高,偕波高,分布电容的影响大,电磁污染大,应该是指电压谐波和EMC的问题吧?三相对称的屏蔽电缆,共模滤波器,良好的接地等可以解决。


1、不只是传输、辐射的问题;

2、频率高,偕波频率次数高,载波发生器、调制放大器、调节器、开关信号的功率驱动器、开关管本身的频率特性都会出现相关的问题和要求;

铁戟沉沙

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发表于:2011-03-24 08:37:42
36楼
回复内容:
对:刘志斌 关于

2、频率高,偕波频率次数高,载波发生器、调制放大器、调节器、开关信号的功率驱动器、开关管本身的频率特性都会出现相关的问题和要求;

内容的回复:有进一步解释么?你的意思是开关频率越高,谐波越高么?你说反了吧?!


刘志斌

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发表于:2011-03-24 08:51:30
37楼

引用铁戟沉沙 的回复内容:

……你的意思是开关频率越高,谐波越高么?你说反了吧?!


开关频率越高,谐波的频率越高!

第五纪冰川

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发表于:2011-03-24 10:27:05
38楼

随便翻一个变频器使用手册就有解答。

我的理解是,这真是个矛盾的参数。

频率越高,电动机电流波形越接近于正弦波(这个观点没人批吧,要不又要把那个经典公式给否了),电流波形是好了,可du/dt 就多了,对电动机未必是好事。

频率高了,谐波自然也会高,这个高是谐波频率增高了,还是谐波含量增高了,是电压还是电流,前一段已经有结论了。不是有个叫完美无谐波单元串联中压变频器吗!原理中有个等效频率的概念,和这个话题类似!

频率高了,对变频器那谁都知道不好,至于要完成矢量控制,几K的闭环周期够快了。

频率高了,电动机电磁噪声就小了,因为我们听不到了。

我从实际使用的情况来说,那个电磁噪声一般在生产现场不是太严重,到是生产线的噪声较大,一般我就不考虑了。至于频率高电动机电流波形好,我也没感受出来究竟有什么好处,没体现出来。频率低变频器损耗小,这个比较明显,特别是低压大功率的。根据以上几点,我都会把变频器载波频率降到最低。实际效果是,还没有发现有变频器带动的电动机因为变频器出过什么故障,到是变频器炸过很多次了,最大的75kW,小功率的就多了。两相比较,电动机的可靠性比变频器强多了,所以我也比较喜欢使用输入电抗器,凡是30kW以上就上一个,毕竟和变频器比较起来成本多不了几个。只要有变频器的项目,我就很担心变频器出故障,电动机从来不担心(当然该加风机还得加风机)。

反正除了噪声,我没发现高载波频率的好处。

刘志斌

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发表于:2011-03-24 10:52:10
39楼
引用第五纪冰川的回复内容:

……频率越高,电动机电流波形越接近于正弦波(这个观点没人批吧,要不又要把那个经典公式给否了),电流波形是好了,可du/dt 就多了,对电动机未必是好事。……


1、“频率越高,电动机电流波形越接近于正弦波”的结论,在载波频率很低时,例如几十、几百HZ 时很明显,都几千HZ了还对波形有多大影响,是不对的;

2、载波频率过高,是没有好处的,对波形已经没有影响了,对相关电路的频率参数的影响却很大;

3、由于高频偕波对电机的危害作用更大,也是一个原因;

铁戟沉沙

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发表于:2011-03-24 11:06:56
40楼

欢迎第五纪冰川,虽然与我观点不尽相同。

不知“刘老师”所言高频谐波是什么概念?

供电系统谐波的定义:对周期性非正弦电量进行傅立叶级数分解,除了得到与电网基波频率相同的分量,还得到一系列大于电网基波频率的分量,这部分电量称为谐波。谐波频率与基波频率的比值(n=fn/f1) 称为谐波次数。电网中有时也存在非整数倍谐波,称为非谐波(Non-harmonics)或分数谐波。
谐波实际上是一种 干扰量,使电网受到“污染”。

电工技术领域主要研究谐波的发生、传输、测量、危害及抑制,其频率范围一般 为2≤n≤40。


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