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偶然发现，请达者解惑！变频器开关频率的问题 点击：7454 | 回复：62



铁戟沉沙

    
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发表于：2011-03-18 22:50:07
楼主

在690V的变频器里，

施耐德ATV71的默认开关频率是2.5KHZ,

而SIEMENS的S120居然是1.25KHZ, 也可以设成2.5KHZ, 但要降容10%左右。

开关频率不同对整个系统有什么影响呢？

发热（变频器，电机）？谐波？干扰？响应速度？

请各位贤达不吝赐教！

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HOTEAM

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发表于：2011-03-19 00:07:59
1楼

楼主可以看看这个帖子

对变频器载波频率含义和影响说的很清楚

//www.unitedbga.com/webpage/forum/200901/2009011908321000005-1.shtml

 

 

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铁戟沉沙

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发表于：2011-03-19 18:10:51
2楼

 

多谢大侠，此帖子在多个论坛都有见过，但纸上得来终觉浅！

可否如此理解：降低开关频率对变频器来说，可以减小噪音，同样的IGBT发热少了，变频器标称的容量就可以大些。

但对整个系统来说，输出的电流谐波多些，电机的发热多些，速度或转矩的响应也会慢些？整个系统的性能会差些？

在相同的标称容量下，不考虑商务因素，SI20或G150是否应该比ATV71便宜10%？

6SE70的默认开关频率也是2.5KHZ，为什么S120降下来了呢？不会只为省钱吧！？

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6SE70

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发表于：2011-03-19 19:05:31
3楼

开关频率，也称转换频率、脉冲频率，取值范围在1至十几，一般取1至4khz

开关频率越高，则波形越好，效果越好，然电力开关器件的发热也越大，所以需要降容

开关频率与响应速度无关，对电机的影响也有限

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刘志斌

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发表于：2011-03-19 21:20:40
4楼

1、为了获得平均电压波形为正弦波形，采用高频载波正弦调制的开关信号，驱动开关管的导通与截止；

2、调制的方式可以是等幅调频波，也可以是等频调宽波；

3、载波的频率高，可以获得较好的波形，载波的频率一般在1至十几khz，一般取1至4khz；

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刘志斌

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发表于：2011-03-19 21:27:42
5楼

4、载波过高，可形成高频辐射干扰信号，对通讯等设备有干扰；

5、载波低时，变频器、电机会产生有较强的噪声；

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刘志斌

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发表于：2011-03-19 21:33:53
6楼

6、大功率电机的变频器，可以通过降低载波频率，增大脉冲宽度，增大输出电流，增大输出功率；

 

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刘志斌

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发表于：2011-03-19 21:38:08
7楼

7、当载波频率高时，谐波次数高，感生电压高，对开关管的耐压要求高；

8、开关管的发热温度，与输出功率相关，与频率关系不大；

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刘志斌

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发表于：2011-03-19 21:43:53
8楼

9、频率高，变频器输出电路的分布电容对系统的影响将增大，特别是输出传输导线长、远的情况！

10、或者说，频率过高，变频系统损耗增大，效率降低！

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铁戟沉沙

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发表于：2011-03-20 12:06:45
9楼
回复内容：
对：6SE70 关于

开关频率，也称转换频率、脉冲频率，取值范围在1至十几，一般取1至4khz

开关频率越高，则波形越好，效果越好，然电力开关器件的发热也越大，所以需要降容

开关频率与响应速度无关，对电机的影响也有限

内容的回复：

诚如你所说，对电机及系统影响有限，那为何不搞到1KHZ以下？！用上一代产品GTO不就可以了么？
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铁戟沉沙

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发表于：2011-03-20 12:09:54
10楼
回复内容：
对：刘志斌 关于

1、为了获得平均电压波形为正弦波形，采用高频载波正弦调制的开关信号，驱动开关管的导通与截止；

内容的回复：

当是电流波形近似正弦波吧？若是要求电压波形，需加正弦波滤波器的。否则电机端都是方波加毛刺的，我实地测过。
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征

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发表于：2011-03-20 12:39:51
11楼
引用铁戟沉沙 的回复内容：

 

多谢大侠，此帖子在多个论坛都有见过，但纸上得来终觉浅！

可否如此理解：降低开关频率对变频器来说，可以减小噪音，同样的IGBT发热少了，变频器标称的容量就可以大些。

但对整个系统来说，输出的电流谐波多些，电机的发热多些，速度或转矩的响应也会慢些？整个系统的性能会差些？

在相同的标称容量下，不考虑商务因素，SI20或G150是否应该比ATV71便宜10%？

6SE70的默认开关频率也是2.5KHZ，为什么S120降下来了呢？不会只为省钱吧！？

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西门子的产品开关频率都选的较低，主要原因还是跟西门子在电机控制这块水平较高有关系！

开关频率涉及到系统的带宽和响应， 怎么选取也是有理论计算和经验公式的，能用2K达到的， 就没有必要选用4K了。

 

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刘志斌

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发表于：2011-03-20 14:47:04
12楼

引用铁戟沉沙 的回复内容：

……当是电流波形近似正弦波吧？若是要求电压波形，需加正弦波滤波器的。否则电机端都是方波加毛刺的，我实地测过。

 

 

1、变频器输出的是调宽方波脉冲；

2、调宽方波脉冲，得平均电压的波形是正弦波；

3、变频器输出电抗器，就是滤波器，可以将高次谐波滤除；

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刘志斌

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发表于：2011-03-20 14:52:07
13楼

4、没有输出电抗器时，高次谐波被异步电机的电感所承受，异步电机的旋转磁场还是其基波三相正弦波作用的结果；

5、所以变频输出的利用率，即效率不高，原因如此，变频系统的效率一般要降低20%；

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铁戟沉沙

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发表于：2011-03-21 08:45:19
14楼

在相同的标称容量下，不考虑商务因素，SI20或G150是否应该比ATV71便宜10%？

6SE70的默认开关频率也是2.5KHZ，为什么S120降下来了呢？不会只为省钱吧！？

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西门子的产品开关频率都选的较低，主要原因还是跟西门子在电机控制这块水平较高有关系！

开关频率涉及到系统的带宽和响应， 怎么选取也是有理论计算和经验公式的，能用2K达到的， 就没有必要选用4K了。

内容的回复：

大侠当是“西门大官人”的铁杆粉丝了，这种理由都想得出？！难以令人信服。

“电机控制水平”，应该与开关频率，尖峰电压，谐波分量等电气硬指标无关吧。

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铁戟沉沙

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15楼

3、变频器输出电抗器，就是滤波器，可以将高次谐波滤除；

内容的回复：

变频器的输出电抗器，一般是指DU/DT电抗器。其作用是减小电机端的脉冲尖峰，减小DU/DT即脉冲斜率，保护电机绝缘，有效减小轴承电流。

但国内项目大多数都给省了，保护电机，关我买变频器的什么事？烧了电机和轴承，也不能找卖变频器的索赔啊！

滤波器，一般是指正弦波滤波器，不常用。多用于高低高系统，或电机电缆特别长（>300M）的场合。


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铁戟沉沙

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发表于：2011-03-21 20:52:39
16楼

其它主流变频器，690V的开关频率是多少？有知道的么？

安川、富士、东芝、AB...... ?

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征

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发表于：2011-03-21 21:25:22
17楼
引用铁戟沉沙 的回复内容：

在相同的标称容量下，不考虑商务因素，SI20或G150是否应该比ATV71便宜10%？

6SE70的默认开关频率也是2.5KHZ，为什么S120降下来了呢？不会只为省钱吧！？

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西门子的产品开关频率都选的较低，主要原因还是跟西门子在电机控制这块水平较高有关系！

 

开关频率涉及到系统的带宽和响应， 怎么选取也是有理论计算和经验公式的，能用2K达到的， 就没有必要选用4K了。

内容的回复：

大侠当是“西门大官人”的铁杆粉丝了，这种理由都想得出？！难以令人信服。

“电机控制水平”，应该与开关频率，尖峰电压，谐波分量等电气硬指标无关吧。


那请问：

1Hz的开关频率能达到吗？离散系统的响应会达到多少？

10Hz能达到吗？离散系统的响应会达到多少？

100Hz能达到吗？离散系统的响应会达到多少？

1Khz能达到吗？离散系统的响应会达到多少？

10KHz能达到吗？离散系统的响应会达到多少？

 



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征

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发表于：2011-03-21 21:26:47
18楼

控制器都是数字控制系统， 数字系统都是离散控制！

 

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征

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19楼

你觉得离散控制系统跟控制周期没有关系？

同样的控制对象， 有的厂商用2K的控制频率就可以达到控制要求， 有的就需要4K的控制频率， 也就是在相同时间， 比别人多控制一次， 这个难道跟控制水平无关？

开关频率是会影响到谐波分量， 但更会影响到IGBT的发热和寿命！

 

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刘志斌

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发表于：2011-03-21 23:00:34
20楼
引用征 的回复内容：

控制器都是数字控制系统， 数字系统都是离散控制！

1、这个家伙真能卖弄：

1）“控制器都是数字控制系统”，你去看看变频器的输入输出，有几个是数字的？有几个是模拟的？

2）需要模拟控制器的不能用数字代替，一个模拟量的调节器，你用数字给代替一下？

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