变频器载波频率范围

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变频器的载波频率就是决定逆变器的功率开关器件(如:IGBT)的开通与关断的次数,因此,也称开关频率。
它主要影响以下几方面:
1、功率模块IGBT的功率损耗与载波频率有关,载波频率提高,功率损耗增大,功率模块发热增加,对变频器不利。
2、载波频率对变频器输出二次电流的波形影响:
当载波频率高时,电流波形正弦性好,而且平滑。这样谐波就小,但是干扰相对要大,反之就差,当载波频率过低时,电机有效转矩减小,损耗加大,温度增高的缺点,反之载波频率过高时,变频器自身损耗加大,IGBT温度上升,同时输出电压的变化率dv/dt增大,对电动机绝缘影响较大。
假设SPWM波的载波频率为fc,基波频率为fs,fc/fs称为载波比N,对于三相变频器,当N为3的整数倍时,输出不含3次谐波及3的整数倍谐波。且谐波集中载波频率整数倍附近,即谐波次数为:kfc±mfs,k和m为整数。
右图是基波频率fs=50Hz,载波频率fc=3kHz,调制比为0.8的SPWM的波形及频谱的Matlab仿真图。

变频器载波频率范围
图中58次谐波和60次谐波的幅值分别为27.8%和27.7%,含量最大的谐波为119次和121次谐波,谐波幅值分别为39.1%和39.3%。即最大谐波在两倍载波频率附近。
实际的SPWM波,其载波比不一定为整数,此时,为了降低频谱泄露,可适当增加傅里叶窗口长度,对多个基波周期的PWM进行傅里叶变换(FFT或DFT)。
3、载波频率对电动机的噪音的影响:载波频率越高电动机的噪音相对越小。
4、载波频率与电动机的发热:载波频率高电动机的发热也相对较小。
在实际使用中要综合以上各点,合理选择变频器的载波频率。一般电动机功率越大,载率选择得越小。

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