тел (499) 703 33 89
моб (909) 259 67 14

Обуздание отражённой волны

01.01.2012Обуздание отражённой волны

Обуздание 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