[发明专利]变频器输出DVDT滤波器

说明书

技术领域

本发明属于电力系统技术领域，具体是一种变频器输出DVDT滤波器。

背景技术

DVDT，即dv/dt，电压对时间的微分，用于描述脉冲电压在跳变处的斜率，电气工程里约定俗成写成DVDT，也有写成DUDT或du/dt的。

使用变频器调速是一种效益高、应用广泛的电力控制技术，变频调速是利用PWM变频技术，输出PWM脉冲对电机进行调速；目前变频器调速已经广泛应用于工业、农业、国防等各种行业，而且具有越来越普及之势。

然而，使用变频器输出的PWM脉冲驱动电机对电机进行调速也存在着一些负面影响：变频器输出的PWM脉冲电压的DVDT很大，即PWM脉冲边沿的斜率很大；当由于安装布局位置等关系，变频器与电机之间通过长电缆传输时，电缆超过临界长度，即脉冲在电缆中的传输时间超过脉冲上升时间的一半，由于长电缆存在分布电感和分布电容的影响，在电机端发生电压反射现象，在电机端出现上升沿具有尖峰的电压，导致电机端电压峰值增加，从而使电机绕组绝缘加速老化，甚至绝缘击穿；同时变频器输出的共模电压在电机转子轴上感应轴电流，PWM脉冲尖峰电压使感应轴电流加大，导致电机轴承加速损坏，这些都将影响电机的使用寿命甚至损坏电机。此外，变频器产生的谐波对电网、电机及周围的电子设备会产生不良影响，而PWM脉冲尖峰电压使谐波大大增加。

随着变频器的应用越来越普及，变频器输出的PWM脉冲所造成的危害也越来越大，但由于体积、重量、效率、发热量以及成本等原因，变频器生产厂家并不能解决这个问题，因此发明一种降低PWM脉冲电压的DVDT以降低PWM脉冲在电机端的尖峰电压、减少PWM脉冲所造成危害的变频器输出DVDT滤波器迫在眉睫。

使用变频器输出DVDT滤波器是解决变频器输出的PWM脉冲，在经长电缆传输所产生的尖峰电压造成的危害之既简单有效而又成本较低的方法。变频器输出DVDT滤波器也适用于交流逆变器等同样输出PWM脉冲的设备。

发明内容

本发明的目的在于提供一种变频器输出DVDT滤波器。

变频器输出的PWM高频电压脉冲经电缆传输至电机端，当电缆较长时，电缆超过临界长度，即脉冲在电缆中的传输时间超过脉冲上升时间的一半，一般超过十几米即为长线电缆，由于长线电缆存在分布电感和分布电容形成的特征阻抗，较电机的输入阻抗小得多，电机的输入阻抗与电缆的特性阻抗不匹配，PWM脉冲波在电缆中传输存在行波，当电缆的波阻抗与电机的等效阻抗不匹配时，变频器输出的较高DVDT的PWM高频电压脉冲在长线电缆上发生反射，在PWM上升沿与下级沿的峰值处产生尖峰电压，在电机绕组上所产生的尖峰电压可达到变频器输出电压的2倍以上，给电机绕组绝缘造成很大压力，将影响电机的使用寿命甚至损坏电机。DVDT越大即PWM脉冲电压的上升或下降时间越短，则在电机端产生的尖峰过电压越高，因此降低PWM脉冲边沿的斜率，即降低PWM脉冲电压的DVDT，是解决变频器输出的PWM脉冲经长电缆传输所造成的危害之最简单有效而又成本较低的方法。