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變頻器與電機(jī)的電纜允許多長？

變頻器輸出的電壓波形只是類似于正弦波，而絕非真正的正弦波，其波形中含有大量的諧波成分。 

高次諧波會使變頻器輸出電流增大，造成電機(jī)繞組發(fā)熱，產(chǎn)生振動和噪聲，加速絕緣老化，甚至還有可能損壞電機(jī)。同時，各種頻率的諧波會向空間發(fā)射不同程序的無線電干擾，有可能會引起其它機(jī)電設(shè)備的誤動作。

因此在安裝變頻器時，需要綜合考慮中心控制室、變頻器、電機(jī)三者之間的距離，才能盡量減少諧波的影響，提高控制的穩(wěn)定性。

（一）距離的定義：

1、近距離：變頻器和電機(jī)之間的距離≤20m;

2、中距離：變頻器和電機(jī)之間的距離》20m，并且≤100m;

3、遠(yuǎn)距離：變頻器和電機(jī)之間的距離》100m;

（二）工業(yè)使用現(xiàn)場的場合：

1、近距離：變頻器和電機(jī)之間可以直接連接;

2、中距離：變頻器和電機(jī)之間可以直接連接，但是，需要調(diào)整變頻器的載波頻率來減少諧波及干擾;

3、遠(yuǎn)距離：變頻器和電機(jī)之間可以直接連接，不但需要調(diào)整變頻器的載波頻率來減少諧波及干擾，而且，還需要加裝輸出交流電抗器。

（三）高度自動化的工廠里：

在高度自動化的工廠里，所有的設(shè)備都需要在中心控制室所有進(jìn)行監(jiān)控及控制。所以，變頻器系統(tǒng)的信號也要送到中控室。

1、近距離：即變頻器若安裝在中心控制室?？刂婆_與變頻器之間，可以直接連接，通過0-5/10V的電壓信號和一些開關(guān)量信號進(jìn)行控制。但是，變頻器的高頻開關(guān)信號的電磁輻射對弱電控制信號會產(chǎn)生一些干擾，因此也不一定要美觀整齊，把變頻器放在中心控制室內(nèi)；

2、中距離：即變頻器與中心控制室距離遠(yuǎn)一點(diǎn)，可以采用4-20mA的電流信號和一些開關(guān)量作控制連接;如果距離更遠(yuǎn)，可以采用RS485串行通信方式來連接;

3、遠(yuǎn)距離：即變頻器與中心控制室的距離大于100m。此時，可以利用通信中間繼電器達(dá)到1km的距離;如果還要遠(yuǎn)，則需要采用光纖連接器，最遠(yuǎn)可以達(dá)到23km。

采用通信電纜連接，可以很方便地構(gòu)成多級驅(qū)動控制系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)主/從和同步控制等要求。與目前流行的現(xiàn)場總線系統(tǒng)相連接將使數(shù)據(jù)變換速率大大提高。中心控制室與變頻器機(jī)柜之間的距離的延長，有利于縮短變頻器到電機(jī)之間的距離，以便用更加合理的布局改善系統(tǒng)性能。

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FSCG05.1-4K00-3P380-A-EP-NNNN-01V01  

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從電動機(jī)的效率和溫升的問題、電動機(jī)絕緣強(qiáng)度問題、諧波電磁噪聲與震動、電動機(jī)對頻繁啟動、制動的適應(yīng)能力、低轉(zhuǎn)速時的冷卻問題等5個方面來為大家講解變頻器對電機(jī)的影響。

1、電動機(jī)的效率和溫升問題

不論那種形式的變頻器，在運(yùn)行中均產(chǎn)生不同程度的諧波電壓和電流，使電動機(jī)在非正弦電壓、電流下運(yùn)行。拒資料介紹，以目前普遍使用的正弦波PWM型變頻器為例，其低次諧波基本為零，剩下的比載波頻率大一倍左右的高次諧波分量為：2u+1(u為調(diào)制比)。高次諧波會引起電動機(jī)定子銅耗、轉(zhuǎn)子銅(鋁)耗、鐵耗及附加損耗的增加，較為顯著的是轉(zhuǎn)子銅(鋁)耗。因為異步電動機(jī)是以接近于基波頻率所對應(yīng)的同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的，因此，高次諧波電壓以較大的轉(zhuǎn)差切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)條后，便會產(chǎn)生很大的轉(zhuǎn)子損耗。除此之外，還需考慮因集膚效應(yīng)所產(chǎn)生的附加銅耗。這些損耗都會使電動機(jī)額外發(fā)熱，效率降低，輸出功率減小，如將普通三相異步電動機(jī)運(yùn)行于變頻器輸出的非正弦電源條件下，其溫升一般要增加10%~20%。

2、電動機(jī)絕緣強(qiáng)度問題

目前中小型變頻器，不少是采用PWM的控制方式。他的載波頻率約為幾千到十幾千赫，這就使得電動機(jī)定子繞組要承受很高的電壓上升率，相當(dāng)于對電動機(jī)施加陡度很大的沖擊電壓，使電動機(jī)的匝間絕緣承受較為嚴(yán)酷的考驗。另外，由PWM變頻器產(chǎn)生的矩形斬波沖擊電壓疊加在電動機(jī)運(yùn)行電壓上，會對電動機(jī)對地絕緣構(gòu)成威脅，對地絕緣在高壓的反復(fù)沖擊下會加速老化。

3、諧波電磁噪聲與震動

普通異步電動機(jī)采用變頻器供電時，會使由電磁、機(jī)械、通風(fēng)等因素所引起的震動和噪聲變的更加復(fù)雜。變頻電源中含有的各次時間諧波與電動機(jī)電磁部分的固有空間諧波相互干涉，形成各種電磁激振力。當(dāng)電磁力波的頻率和電動機(jī)機(jī)體的固有振動頻率一致或接近時，將產(chǎn)生共振現(xiàn)象，從而加大噪聲。由于電動機(jī)工作頻率范圍寬，轉(zhuǎn)速變化范圍大，各種電磁力波的頻率很難避開電動機(jī)的各構(gòu)件的固有震動頻率。

4、電動機(jī)對頻繁啟動、制動的適應(yīng)能力

由于采用變頻器供電后，電動機(jī)可以在很低的頻率和電壓下以無沖擊電流的方式啟動，并可利用變頻器所供的各種制動方式進(jìn)行快速制動，為實(shí)現(xiàn)頻繁啟動和制動創(chuàng)造了條件，因而電動機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)和電磁系統(tǒng)處于循環(huán)交變力的作用下，給機(jī)械結(jié)構(gòu)和絕緣結(jié)構(gòu)帶來疲勞和加速老化問題。

5、低轉(zhuǎn)速時的冷卻問題

首先，異步電動機(jī)的阻抗不盡理想，當(dāng)電源頻率較底時，電源中高次諧波所引起的損耗較大。其次，普通異步電動機(jī)再轉(zhuǎn)速降低時，冷卻風(fēng)量與轉(zhuǎn)速的三次方成比例減小，致使電動機(jī)的低速冷卻狀況變壞，溫升急劇增加，難以實(shí)現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩輸出