ГОСТ Р МЭК/ТС 60034-17-2009 Машины электрические вращающиеся. Часть 17. Руководство по применению асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором при питании от преобразователей

     4 Частотный спектр напряжения и тока

Для учета снижения момента и его высокочастотных составляющих необходимо знать частотный спектр напряжения в случае инвертора напряжения или тока в случае инвертора тока.

На рисунке 1 показана типичная форма тока фазы двигателя, питающегося от преобразователя с инвертором тока. Присутствуют гармоники с номерами 5, 7, 11, 13, ... . Относительный гармонический состав зависит от времени коммутации у разных преобразователей может отличаться.

Рисунок 1 - Форма (идеализированная) фазного тока при питании соединенных в треугольник обмоток двигателя от инвертора тока

На рисунке 2 показана характерная форма линейного напряжения при работе инвертора напряжения с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ-инвертора).

Рисунок 2 - Форма линейного напряжения при питании от инвертора напряжения с частотой коммутации

В инверторах напряжения используются различные способы модуляции, поэтому невозможно сформулировать общую для всех способов оценку влияния гармоник. Чтобы оценить это влияние в частном случае, необходимо проанализировать воздействие на двигатель выходного напряжения инвертора, зная его конкретный гармонический состав.

Спектр выходного напряжения часто используемых инверторов с синхронной или асинхронной последовательностью широтно-модулированных импульсов содержит частоты

,

где 1, 2, 3, ... и 1, 2, 4, 5, 7, ... - кратности несущей и рабочей частоты соответственно. Данная формула действительна также и для инверторов с широтно-фазовой (векторной) модуляцией.

В случаях, когда применяют преобразователи с переменной частотой коммутации, спектр частоты их выходного напряжения представляет собой широкополосный случайный шум без пиков на характерных частотах.

В преобразователях с широтно-импульсной модуляцией низкочастотные гармонические составляющие малы, а высокочастотные гармоники, определяемые частотой коммутации, демпфируются индуктивностями двигателя.

В МЭК 60034-1, пункт 7.2.1, гармонический состав питающего напряжения для асинхронных короткозамкнутых двигателей определен единственной числовой величиной, называемой коэффициентом искажения синусоидальности напряжения (HVF - Harmonic Voltage Factor), однако этот коэффициент неприменим для двигателей, питаемых от преобразователей частоты.