變頻調(diào)速交流電機的研究分析

　　目前，變頻調(diào)速交流電機均采用IGBT/Insulat-控制。其功率范圍約是0.75～500kW.IGBT技術(shù)可以提供上升時間極短的電流，其上升時間在20～30所產(chǎn)生的電脈沖有極高的開關(guān)頻率，達(dá)到20kHz。當(dāng)一個快速上升沿電壓從變頻器到電機端時，由于電機和電纜的阻抗不匹配，產(chǎn)生一個反射電壓波。這個反射波返回變頻器，并再感應(yīng)出另一個由于電纜和變頻器阻抗不匹配而產(chǎn)生的反射波加在原始電壓波上，從而在電壓波前沿產(chǎn)生一個尖峰電壓。尖峰電壓的大小取決于脈沖電壓的上升時間和電纜的長度。
　　通常電線長度增加時，電線二端都產(chǎn)生過電壓，電機端的過電壓幅值隨電纜長度增加而增加，并趨于絕緣材料。交流變頻電機的絕緣飽和，而電源端的過電壓比電機端的過電壓小，并且?guī)缀跖c電纜長度無關(guān)。試驗表明，過電壓產(chǎn)生于電壓上升沿和下降沿處，并發(fā)生衰減振蕩，其衰減服從指數(shù)規(guī)律，振蕩周期隨電纜長度而增加。
　　對驅(qū)動脈沖波形有二種頻率，其一是開關(guān)頻率。尖峰電壓的重復(fù)頻率與開關(guān)頻率成正比。另一是基本頻率，直接控制電機的轉(zhuǎn)速。在每一個基本頻率開始時，脈沖極性從正到負(fù)或從負(fù)到正，在這一時刻，電機絕緣承受著一個二倍于尖峰電壓值的全幅電壓。另外，在一個散嵌繞組的三相電機中，不同相的相鄰二匝之間的電壓極性可能會不同，全幅電壓的躍變也有可能達(dá)到二倍于一個尖峰電壓值。由于電離作用，在氣隙中又會產(chǎn)生空間電荷，從而形成一個與外加電場反向的感應(yīng)電場。當(dāng)電壓極性改變時，這個反向電場與外加電場方向一致。這樣，一個更高的電場產(chǎn)生，它會導(dǎo)致局部放電的數(shù)量增加，最終引起擊穿。測試表明，作用于這些匝間絕緣的電沖擊大小取決于導(dǎo)線特定的性能和驅(qū)動電流的上升時間。若上升時間小于則將有80%的電勢加在繞組的前二匝上，即上升時間越短，電沖擊就越大，匝間絕緣的壽命就越短。
　　總之，在變頻電機中正是由于上述局部放電、電介質(zhì)加熱、空間電荷感應(yīng)等因素的共同作用引起電磁線的過早損壞。