dU/dt滤波器基本构成与特点 dU/dt滤波器的功能和优势

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1. dU/dt滤波器基本构成与特点

(1)dU/dt滤波器为低通滤波器,滤波拓扑结构主要由低频电感器和电容组成,其截止频率高于驱动器的标称开关频率。

(2)电感(L)和电容(C)值比较小,参见下表。

感应电机

dU/dt滤波器的LC值

(3)与正弦波滤波器相比,它们的L和C值更低,因此它们更便宜、更小。

(4)使用dU/dt滤波器,电压波形仍然是脉冲形的,但电流是正弦形的,是否使用dU/dt波形参见下图。

感应电机

没有使用dU/dt滤波器的波形

感应电机

使用dU/dt滤波器的波形

2. dU/dt滤波器的功能和优势

(1)dU/dt滤波器降低了电机端子处脉冲的电压峰值和dU/dt;

(2)dU/dt滤波器将dU/dt降低到大约为500V/μs水平;

(3)保护电机免受高dU/dt值和电压峰值的影响,从而延长电机的使用寿命;

(4)允许使用非专门为变频器操作而设计的电机;

3. dU/dt滤波器应用领域

(1)应用在具有频繁再生制动的应用场合;

(2)额定变频器运行下,应用电机不符合IEC 600034-25要求的场合;

(3)应用环境比较恶劣的环境中,或在高温下运行的电机;

(4)应用在有flash over风险的场合;

(5)应用在不符合IEC 600034-17标准的旧电机(改装)或通用电机;

(6)应用在比较短的电机电缆(小于15m)场合;

(7)高压应用场合,例:690V应用场合;

4. dU/dt的变化规律与要求

Upeak值取决于驱动器的Udc,随着Udc在电机制动期间Udc的增加,Upeak可以增加到IEC 60034-17的极限以上,从而强调电机绝缘。

感应电机

在400V-37 kW感应电机上使用15m、50m和150m电缆长度的dU/dt滤波器时测量的dU/dt值(上升时间和峰值电压)

(1)随着电缆长度的增加,电缆电容上升,电缆表现为低通滤波器,这意味着较长的电缆上升时间更长;

(2)建议仅在电缆长度可达150m的应用中使用dU/dt滤波器;

(3)超过150m的dU/dt的过滤器没有影响,如果需要进一步减少,请使用正弦波滤波器;

(4)在安装短电机电缆(5-10m以下)时,上升时间较短,导致dU/dt值较高。高dU/dt会导致电机绕组之间的高电位差,从而导致绝缘故障和闪过。因此,建议在电机电缆长度小于15m的应用中使用dU/dt过滤器。

5. dU/dt滤波器的示例对比

感应电机

525V 电压-有无dU/dt滤波器对比

感应电机

690V 电压-有无dU/dt滤波器对比

6. 总结

(1)合理使用dU/dt滤波器,提高电机的安全性和电气性要求;

(2)特别是高压应用场合,结合dU/dt特性进行合理选型与应用;

(3)Upeak和dU/dt的关系为非线性,线缆长度使用不易过短或过长;

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