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为何要限制变频器与是伺服电机中伺服线束的长度?

[2019-06-21]

伺服线束长对传动系统的影响:

对于变频器的逆变器输出、伺服线束、电机这部分电路中,伺服线束长度的变化,主要影响的电参量就是线缆隐含电容的变化,如果线缆长度加大,意味着线缆上的分布电容加大,线缆对地的分布电容加大,变频器运行过程中,导致电压尖峰加大,杂散电流加大,影响到系统中其他设备,甚至导致变频器自身故障。

伺服线束.jpg 

伺服线束长度对电机的影响: 

a,电流脉动损伤电机绝缘、导致电机转矩波动:

 变频器输出电压波形为脉宽调制波(PWM),由高频三角波(西门子产品为2-16K)与基波(正弦波)调制生成,通过功率开关器件(IGBT)输出至电机,实际加到电机绕组上的电压波形为方波,在波形的上升沿和下降沿,由于伺服线束分布电容的存在,会形成脉动充放电电流,叠加到电机绕组上,对电机绝缘造成损伤;也会形成转矩脉动;电机噪音加大。

b,反射电压的形成:

伺服线束超长,加大了dv/dt,在变频器和电机之间形成电压反射,电压幅值甚至超过两倍的直流母线电压,不仅加大了对电机绝缘的损伤,甚至引起电机轴电流加大,引起电机轴承损伤。

c,电缆超长:

线路上的压降加大,加到电机绕组的电压降低,可能导致电机弱磁运行,导致电机出力不足。

 

2.3采用屏蔽伺服电缆与普通电缆的限制区别:

在变频器的输出侧采用屏蔽伺服电缆,主要为了解决EMC问题,使得变频传动系统满足电磁兼容的规范,而屏蔽伺服电缆与普通电缆相比,自身隐含电容大,所以从西门子样本上给出数据,屏蔽伺服电缆长度要比普通电缆长度短。

 

伺服线束电缆厂了解决办法:

1)加装输出电抗器,甚至采用电抗器串联的方式。

2)加装dv/dt和 VPL滤波器。

3)加装正弦波滤波器。

4)适当加大电缆截面积。

5)适当降低变频器的载波频率,进而减小每个周期内,尖峰电压对电机绝缘的损伤。

6)对于一拖多的应用,除了变频器输出加电抗器之外,还要考虑,从变频器输出用一根主电缆到现场,然后在现场,将主电缆分成支路。

7)采用“高低高”配置方式(PLET品联提供详细解决方案)。

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