1.低壓變頻器載波頻率概述目前電壓≤500V的逆變器幾乎都采用交流-DC-交流主電路，其控制也是正弦脈寬調(diào)制(SPWM)。它的載頻是可調(diào)的，一般在1-15kHz之間，可以很容易地人為選擇。但是在實(shí)際使

1.低壓變頻器載波頻率概述

目前電壓≤500V的逆變器幾乎都采用交流-DC-交流主電路，其控制也是正弦脈寬調(diào)制(SPWM)。它的載頻是可調(diào)的，一般在1-15kHz之間，可以很容易地人為選擇。但是

在實(shí)際使用中，很多用戶只是按照變頻器廠家的原始設(shè)定值，而沒(méi)有根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，導(dǎo)致載頻值選擇不當(dāng)，影響了正確有效的工作狀態(tài)。因此，在使用過(guò)程中如何正確選擇變頻器的載頻值也很重要。本文為考慮以下幾個(gè)方面和正確選擇載頻值提供了依據(jù)。

2.載波頻率和逆變器功耗

功率模塊IGBT的功率損耗與載波頻率有關(guān)，隨著載波頻率的增加而增加，會(huì)降低效率，增加功率模塊的發(fā)熱，不利于運(yùn)行。當(dāng)然，逆變器的工作電壓越高，影響的功率損耗就越大。載波頻率越大，逆變器損耗越大，輸出功率越小。如果環(huán)境溫度較高，逆變橋上下逆變管在交替導(dǎo)通的過(guò)程中死區(qū)會(huì)變小，嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致橋臂短路，損壞逆變器。

3.載波頻率和環(huán)境溫度

當(dāng)變頻器在高載頻、高環(huán)境溫度下使用時(shí)，對(duì)功率模塊非常不利。此時(shí)，對(duì)于不同的功率變換器，應(yīng)根據(jù)載波頻率和環(huán)境溫度適當(dāng)降低變頻器的允許恒定輸出電流，以確保功率模塊IGBT的安全、可靠和長(zhǎng)期運(yùn)行。

4.載波頻率和電機(jī)功率

大功率電機(jī)應(yīng)使用較低的載波頻率，以減少干擾(對(duì)其他設(shè)備的影響)。一般都是遵守這個(gè)原則的，只是不同廠家的具體數(shù)值不一樣。比如日本有以下關(guān)系供參考:載頻15 kHz，10 kHz，5 kHz。

電機(jī)頻率≤30kW37-100kW185-300kW，芬蘭VACON載頻1-16kHz-6kHz，電機(jī)功率≤90kW110-1500kW，深圳AXA(原華為)載頻6kHz 3kHz。

電機(jī)功率5.5-22kW30-55kW75-200kW。

比如成都嘉陵公司的JP6C-T9系列。

載波頻率為2-6kHz2-4kHz。

電機(jī)功率0.75-55kW75-630kW

5.載波頻率和變頻器二次出口(U，V，W)的長(zhǎng)度。

載頻為15khz、10khz、5khz、Z1 khz。

線路長(zhǎng)度《50M》50-100米100-150米150-200米。

6、變頻器輸出電能的載波頻率流動(dòng)的影響

眾所周知，逆變器的逆變(DC/交流轉(zhuǎn)換)部分是由IGBT通過(guò)正弦脈寬調(diào)制SPWM再通過(guò)電機(jī)繞組形成正弦電流波形。那么載波頻率的大小直接影響電流波形的質(zhì)量和干擾的大小，載波頻率的大小更敏感更直接。因此，在運(yùn)行中正確選擇載頻的大小，再考慮增加各種諧波抑制裝置，如交流電抗器、DC電抗器、濾波器、順序電抗器、安裝接線、接地等措施，不倒相處理問(wèn)題，是比較合理有效的。當(dāng)載波頻率較高時(shí)，電流波形為正弦曲線且平滑。這樣諧波小，干擾小，否則就是壞的。載波頻率過(guò)低時(shí)，電機(jī)有效轉(zhuǎn)矩降低，損耗增加，溫度升高。反之，當(dāng)載頻過(guò)高時(shí)，逆變器本身?yè)p耗增加，IGBT溫度上升，輸出電壓dv/dt變化率增大，對(duì)電機(jī)絕緣影響很大。

(1)工作頻率越高，電壓波的占空比越大，電流的諧波分量越小，即載波頻率越高，電流波形的平滑度越好；

(2)載波頻率越高，逆變器允許的電流越小；

(3)載波頻率越高，接線電容容抗越小(因?yàn)閄c1/2πfC)，高頻脈沖引起的漏電流越大。

7.載波頻率對(duì)電機(jī)的影響

載波頻率越高，電機(jī)振動(dòng)越小，運(yùn)行噪音越小，電機(jī)發(fā)熱越少。但載波頻率越高，諧波電流頻率越高，電機(jī)定子趨膚效應(yīng)越嚴(yán)重，電機(jī)損耗越大，輸出功率越小。

7.1載波頻率引起的電機(jī)噪聲

電機(jī)的噪聲來(lái)自三個(gè)方面:通風(fēng)噪聲、電磁噪聲和機(jī)械噪聲。這里不討論通風(fēng)和機(jī)械噪聲，而分析使用變頻器后的電磁噪聲。

變頻器的輸出電壓和電流含有一些諧波，增加了電機(jī)氣隙的諧波通量，所以噪聲變大。其特征在于:

(1)由于變頻器輸出的低次諧波分量與轉(zhuǎn)子固有頻率之間的共振，轉(zhuǎn)子固有頻率附近的噪聲增大。

(2)由于變頻器輸出的高次諧波，鐵芯、機(jī)殼、軸承座發(fā)生共振，固有頻率附近的噪聲增大。

(3)噪聲與載波頻率直接相關(guān)。當(dāng)載波頻率較高時(shí)，相對(duì)噪聲較小。

(4)測(cè)試表明，電機(jī)變頻運(yùn)行時(shí)，噪聲僅比工頻運(yùn)行時(shí)大2dB，可見(jiàn)影響不大，其絕對(duì)值約為70dB。

(5)在相同的運(yùn)行參數(shù)下，采用變頻電機(jī)可降低噪聲6-10dB。

7.2載波頻率和電機(jī)振動(dòng)

電機(jī)振動(dòng)的原因可以分為電磁原因和機(jī)械原因，這里不提機(jī)械原因，只說(shuō)電磁原因。因?yàn)橄旅娴姆治?

(1)由于低次諧波分量和轉(zhuǎn)子之間的共振，其固有頻率附近的振動(dòng)分量增加。

(2)由于高次諧波產(chǎn)生的脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩的影響而發(fā)生振動(dòng)。

(3)使用變頻器，工作在同樣的50Hz頻率時(shí)，振動(dòng)會(huì)稍大，特別是工作頻率為20Hz時(shí)，滿幅會(huì)增加到7um，工作頻率為80Hz-120Hz時(shí)滿幅會(huì)增加到6um，極數(shù)少的電機(jī)比極數(shù)多的電機(jī)稍嚴(yán)重。

(4)輸出交流電抗器可用于減少振動(dòng)。

(5)給v/f一個(gè)較小的值。

(6)使用變頻電機(jī)可以減少振動(dòng)。

(7)高速磨床可采用低噪聲、低振動(dòng)的專用電機(jī)。

7.3載波頻率和電機(jī)加熱

由于逆變器的電流輸出波形經(jīng)過(guò)正弦脈寬調(diào)制后近似為正弦波，諧波成分如圖3所示，必然存在各階諧波，波形不夠平滑，出現(xiàn)毛刺，必然會(huì)使輸出電流增加高達(dá)10%，發(fā)熱與電流I2成正比。因此，在相同的工作頻率和負(fù)載下，使用變頻器后電機(jī)的溫升略高。為了盡可能減少這種損耗，載頻值要盡可能大，這樣有利于操作。

(1)盡可能選擇較高的載波頻率，以改善輸出電流波形。

(2)安裝輸入和輸出交流電抗器或有源濾波器。

(3)選擇變頻電機(jī)。

(4)變頻器工作頻率應(yīng)低于20Hz，生產(chǎn)設(shè)備應(yīng)低速，且有重負(fù)載時(shí)，在電機(jī)輸出軸后安裝一級(jí)減速器，提高工作頻率(變頻器)，增加輸出轉(zhuǎn)矩，統(tǒng)一解決負(fù)載要求、變頻器的允許、電機(jī)的振動(dòng)、噪音、發(fā)熱、工作頻率、載波頻率。

8.載波頻率與逆變器輸入的三相電流不平衡

變頻器的輸入部分是6脈沖三相橋式二極管整流電路，即交流/DC轉(zhuǎn)換。由于二極管是非線性元件，實(shí)際組裝時(shí)各元件的內(nèi)阻不會(huì)一致，造成三相不匹配，而且由于輸入電流是非正弦的，這就會(huì)造成輸入到變頻器的三相電流不平衡，特別是輸入電壓較大時(shí)，例如有3-5%的差異。這樣，三相輸入電流的最大差值可能是10-20%，這通常是可能的。為了改善并盡可能減小三相輸入電流的不平衡，通常采用以下方法:

(1)提高電網(wǎng)質(zhì)量，使其盡可能小。

(2)選擇高檔優(yōu)質(zhì)的品牌變頻器。

(3)盡可能提高載頻值。

(4)改變R、S、T相的相序(不需要忽略逆變器的輸入電壓相)

(5)選擇變頻電機(jī)。

通過(guò)上述方法原則是盡量減少三相不平衡，很難做到絕對(duì)平衡。但逆變器輸出的三相電流基本平衡。這里需要注意的是，測(cè)量逆變器的輸入或輸出電壓和電流時(shí)，最好選擇一個(gè)，只反映基波(50Hz)的帶濾波電壓的電流表和鉗形電流表，或者使用萬(wàn)用表為宜，否則測(cè)量值會(huì)大于實(shí)際值，這一點(diǎn)也要注意。

9.載波頻率和電磁干擾

載波頻率越高，高頻電壓通過(guò)靜電感應(yīng)、電磁感應(yīng)和電磁輻射對(duì)電子設(shè)備的干擾越嚴(yán)重。

載波是指被調(diào)制來(lái)傳輸信號(hào)的波形，通常是正弦波。一般要求正弦載波的頻率遠(yuǎn)高于調(diào)制信號(hào)的帶寬，否則會(huì)出現(xiàn)混疊，傳輸信號(hào)失真。

信號(hào)源的信號(hào)可以 不能傳輸很遠(yuǎn)，所以要加上載波。比如把人(信號(hào)源)從一個(gè)地方送到另一個(gè)地方，要走很長(zhǎng)時(shí)間，人會(huì)很累(信號(hào)衰減)。如果你讓他坐公交(載波)，人會(huì)短時(shí)間舒服(信號(hào)不失真)，那么你應(yīng)該坐什么交通工具(選擇調(diào)制)？

？要根據(jù)他的具體情況來(lái)判斷(信號(hào)的特點(diǎn)就是它的用途)