電源：高壓變頻器原理

16 什么是PWM?什么是SPWM?

答：PWM 的全稱是Pulse Width Modulation(脈沖寬度調制)，根據(jù)面積等效原理，利用一系列等幅不等寬的矩形脈沖序列等效所需要的波形(含形狀和幅值)。

SPWM即正弦波PWM技術。在進行脈寬調制時，使脈沖系列的占空比按正弦規(guī)律變化。當正弦值為最大值時，脈沖的寬度也最大，而脈沖間的間隔則較大。電壓脈沖序列寬度按正弦規(guī)律變化的PWM波形，稱為正弦波脈寬調制。

SPWM脈沖系列中，各脈沖的寬度以及相互間的間隔寬度是由正弦波(基準波或調制波)和等腰三角波(載波)的交點來決定的。圖7 為一典型SPWM控制方法。

17 PWM 和PAM 的不同點是什么?

答：PWM 是英文Pulse Width Modulation(脈沖寬度調制)縮寫，按一定規(guī)律改變脈沖序列的脈沖寬度，以調節(jié)輸出量和波形的一種調制方式。

PAM 是英文Pulse Amplitude Modulation(脈沖幅度調制)縮寫，是按一定規(guī)律改變脈沖序列的脈沖幅度，以調節(jié)輸出量和波形的一種調制方式。

18 載波頻率對電動機的運行有什么影響?

答：提高載波頻率的好處如下。

1)改善電流波形適當提高載波頻率，可以改善電流波形，如下圖愿(a)所示。

2) 減小電磁噪聲產(chǎn)生電磁噪聲的原因是：與載波頻率相同的諧波電流使定子鐵心的硅鋼片中產(chǎn)生渦流，各硅鋼片的渦流之間產(chǎn)生相互作用力，導致鐵心振動而發(fā)出噪 聲，電磁噪聲的頻率與載波頻率相同。如果載波頻率處于人耳的敏感頻率區(qū)，電磁噪聲就比較“大”(人的聽覺上比較敏感)。

適當提高載波頻率，可減小甚至消除噪聲(實際上只是人耳“聽”不到罷了)。

提高載波頻率的缺點如下。

1) 變頻器的輸出電壓減小變頻器的逆變橋中，上下兩個逆變管是在不停地交替導通的，其線電壓波形如圖愿(b)所示。為了保證只有在一個逆變管完全截止的情況 下，另一個逆變管才開始導通，在交替導通過程中必須有一個死區(qū)吟t(等待時間)，如下圖愿(c)所示。由于死區(qū)實際上不是工作區(qū)，所以，載波頻率越高，則 每個周期中死區(qū)的累計值(不工作區(qū))越大，變頻器輸出電壓的平均值越低。在負載轉矩相同的情況下，電動機的電流偏大。

2)使距離較遠的電動機運行不正常當電動機與變頻器之間的距離較遠時，則載波頻率越高，由線路的分布電容和分布電感引起的不良效應(如電動機側電壓升高、電動機振動等)越大。

猿)對其他設備的干擾增大載波頻率越高，高頻電磁場的輻射能量越大，對其他設備的干擾就越嚴重。

19 什么是V/f控制?為什么要采取V/f 控制而不是只控制V 或者f?

答：V/f控制方式是保證變頻器輸出電壓和頻率比值一定的控制方式。

20 為什么變頻器要設置許多U/f 線供用戶選擇?

答：這是因為負載不同，低速特性不同。不同的負載在低速運行時的阻轉矩大小是不一樣的，舉例如下。

員)恒轉矩負載特點不論轉速高低，負載的阻轉矩都不變。例如帶式輸送機，要求低頻時電動機的轉矩等于額定轉矩。如圖怨(a)所示。這就要求電動機在低頻運行時，也能產(chǎn)生較大的轉矩，U/f比應該大一些，如圖10 中之B 點所示，當頻率為fxt時，將電壓提升到Ux2。

圓)分段負 載有些負載滿載運行時雖然阻轉矩較大，但滿載時的調速范圍不大。例如離心澆鑄機，必須具有一定轉速時，才能把鐵水(或鋼水)灌入，進行澆鑄，負載的阻轉矩 較大。但重載時的調速范圍不大，由于低速時沒有鐵水(或鋼水)，處于輕載運行狀態(tài)，如圖怨(b)所示。電動機在低頻運行時，并不需要產(chǎn)生太大的轉 矩，U/f 比也可以小一些，如圖10 中之A 點所示,當頻率為fx1時，電壓為Ux1就足夠了。

3)二次方律負載以離心式風機為例，負載的機械特性如圖怨(c)所示，低速運行時，負載的阻轉矩很小。電動機在低頻運行時，所需轉矩很小，U/f比也應該更小一些，如圖10 中之C 點所示，當頻率為fx1，應把電壓降為Ux3。

上 述例子說明，不同的負載在低頻運行時對U/f 比的要求也是不一樣的。為此，各種變頻器都設置了許多種U/f 線，供用戶根據(jù)負載的具體要求來進行預置。在諸多U/f線中，圖10和圖11(a)中的曲線淤是電壓與頻率成正比地變化的U/f線，稱為基本U/f線。其 特點是：UX/fx=const(ku=kf)，如要加大低頻時的帶負載能力，須在基本U/f 線的基礎上加大U/f比，使ku 躍kf ，稱為轉矩補償或轉矩提升。各種變頻器都設置了許多條補償程度不同的U/f線，供用戶選擇。大致有以下幾種方式：

員)全頻補償型從0 Hz 到額定頻率，用戶可完全根據(jù)需要自制U/f曲線。

2)部分補償型考慮到在較高頻率時，一般不需要補償。所以，部分變頻器提供的U/f線可以只補償?shù)皖l段，如圖員員(b)所示。在進行選擇時，須預置以下數(shù)據(jù)：

(1)起點補償量以補償量的UC%表示;

(2)轉折頻率ft，即轉折點所在位置的頻率。

猿)坐標預置型用戶可直接預置各轉折點的坐標，如圖員員(b)所示。

21 什么是接地?接地怎樣分類?

答：將電力系統(tǒng)或電氣設備的某一部分經(jīng)接地線連接到接地極稱為“接地”。