Обуздание отражённой волны
01.01.2012Обуздание отражённой волны
ОБУЗДАНИЕ ОТРАЖЕННОЙ ВОЛНЫ
И. Морозов, ООО «ОПТИМА», Республика Беларусь moroz@optima.by
Ключевые слова: моторный дроссель, дроссель dv/dt, дроссель du/dt, AC-дроссель, Elhand, синус фильтр, защита двигателя от перенапряжения, длина моторного кабеля, частота ШИМ, преобразователь частоты, инвертор.
Аннотация: Переход изготовителей преобразователей частоты (ПЧ) к IGBT транзисторам (биполярный транзистор с изолированным затвором), используемых в инверторах напряжения связан с тем, что IGBT транзисторы имеют меньшее время переключения, чем предшественники. В связи с этим снижаются потери энергии при переключениях ключей, и появляется возможность увеличивать частоту ШИМ до 20 кГц, а это в свою очередь снижает уровень высших гармоник в выходном токе. Однако, как часто это бывает, улучшая одни параметры, мы ухудшаем другие и поэтому использование преобразователей частоты на IGBT транзисторах требует большой осторожности при выборе двигателей, моторных кабелей и дополнительного оборудования защищающего их. Электроприводы на базе IGBT транзисторов имеют более быстрое время нарастания выходного напряжения (50-400нс), по сравнению с силовыми ключами, используемыми ранее, например, у BJT 400-2000нс; у GTO 2000-4000нс, которое существенно увеличивает, при определенных условиях, разрушающее воздействие на изоляцию двигателя и силового моторного кабеля. Время нарастания напряжения на зажимах мотора теперь имеет большее влияние на переходный процесс, заставляя учитывать явление отраженной волны и его отрицательное влияние на изоляцию двигателя и кабеля.
Изучая проблему, и предлагая пути ее решения, мы будем руководствоваться требованиями NEMA (National Electrical ManufacturersAssociation) в части предельных параметров напряжения на зажимах двигателя:
NEMA MG1 part 30: Низковольтные общепромышленные двигатели:
Максимальное импульсное напряжение 1000В; минимальное время нарастания напряжения 2мкс. [1]
NEMA MG1 part 31: Низковольтные двигатели предназначенные для работы с преобразователями частоты:
Максимальное импульсное напряжение 1600В; минимальное время нарастания напряжения 0,1 мкс [2]
полная версия