于變頻器的輸出與電纜長度關(guān)系的研究
變頻器主要用于交流電動機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，除了具有的調(diào)速性能之外，變頻器還有顯著的節(jié)能作用，是企業(yè)技術(shù)改造和產(chǎn)品更新?lián)Q代的理想調(diào)速裝置。但是由于變頻器的自身輸出特性和電纜分布電容的耦合作用，限制了變頻器的輸出距離。
2原因分析
變頻器的輸出到電機的電纜長度受到很多因素的影響，這其中的原因主要有以下幾點：（1）分布電容。所謂分布電容，就是指由非電容形態(tài)形成的一種分布參數(shù)。一般是指在印制板或其他形態(tài)的電路形式，在線與線之間、印制板的上下層之間形成的電容。而變頻器輸出距離受限的問題，和電纜的分布電容有密切關(guān)系，不只是電容器才有電容，實際上任何兩個絕緣導體之間都存在電容。例如導線之間，導線與大地之間，都是被絕緣層和空氣介質(zhì)隔開的，所以都存在著電容
通常情況下，這個電容值很?。ㄒ话阍?5～30nf/100m左右），電纜長度較短時，它的實際影響可以忽略不計，如果電纜很長或傳輸信號頻率很高時，就必須考慮分布電容的作用。在電纜遠距離敷設(shè)系統(tǒng)中，電纜的電容會表現(xiàn)的較為明顯，對控制回路產(chǎn)生一定的影響，甚至影響控制功能，特別是對于變頻器控制普通低壓電機的控制回路，故障較多表現(xiàn)為過流、起停失靈等現(xiàn)象，給生產(chǎn)和維護造成很大的安全隱患。由于輸出線上的分布電容和分布電感的共振產(chǎn)生浪涌電壓，將會疊加到輸出電壓上，晶體管、igbt的開關(guān)頻率越高，電纜越長，產(chǎn)生的浪涌電壓越高，時，可產(chǎn)生直流電壓的兩倍的浪涌電壓。這種情況下，很容易引起過壓過流保護，甚至燒壞模塊。
分布電容是一種分布參數(shù)，其數(shù)值不僅隨電纜的生產(chǎn)廠商不同而存在差異，而且會因為電纜的敷設(shè)方式、工作狀態(tài)和外界環(huán)境因素而不同，這需要在設(shè)計時綜合考慮。
（2）變頻器本體輸出問題
目前，幾乎所有的變頻器都采用脈寬調(diào)制技術(shù)，但是由于變頻器中的功率開關(guān)器件工作在開關(guān)狀態(tài)，器件的高速開關(guān)動作使得電壓和電流在短時間內(nèi)發(fā)生跳變，這使得電壓、電流波形中含有大量的諧波成分，其中高次諧波會使變頻器輸出電流增大，造成電機繞組發(fā)熱，產(chǎn)生振動和噪聲，加速絕緣老化，還可能損壞電機；同時各種頻率的諧波會向空間發(fā)射不同頻率的無線電干擾，可能導致其它設(shè)備誤動作。
變頻電纜和電力電纜的區(qū)別
1.用途：變頻電纜是電源和變頻電機之間的連接線也是傳輸電能的導線，電力電纜更是傳出電能的，從這方面兩種電纜是相同的。2.干擾性：變頻器電纜具有良好的抗干擾性，使得變頻電機傳輸電能時能夠穩(wěn)定傳輸而不會受到干擾同時也不會干擾到其它設(shè)備的運行，而普通電力電纜就沒有這些性能，這些是取決于電纜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，3.電壓:變頻電纜的使用電壓一般為：0.6/1KV,6/10KV,8.7/16KV電力電纜的電壓和變頻電纜的電壓大體相同。電力電纜的電壓有超高壓，變頻電纜一般使用電壓是中壓和低壓。4.結(jié)構(gòu)：變頻電纜的芯線結(jié)構(gòu)是平行排列，絕緣采用高強度擠出式并且每根單獨芯線上采用不同要求的屏蔽層，在芯線排列好后還要根據(jù)要求和使用環(huán)境來加上又一層的屏蔽，Z后是電纜的護套，電力電纜的結(jié)構(gòu)就是采用普通擠壓擠出芯線，單芯不帶屏蔽。
5.型號：變頻電纜的型號可分為很多：BP-YJVPBP-YJLVBP-YJVP1-2 BP-YJGP2?BP-YJVP3BP-YJLVP1-2BP-YJGRP等等，還有些電纜廠家自己廠內(nèi)型號參差不齊。電纜電纜是通用型號。也是由于國內(nèi)現(xiàn)在沒有關(guān)于變頻電纜的有關(guān)標準，所以大部分是根據(jù)電力電纜的標準來生產(chǎn)的，還有就是結(jié)合國外標準，來達到變頻電機的正常使用。
BPVVP3、BPYJVP、BPYJVP2、BPYJVPP2、BPYJVP3 、ZR-BPGGP..ZR-BPGGP2、ZR-BPGGPP2、ZR-BPGGP3、ZR-BPGVFP、ZR-BPGVFP2、ZR-BPGVFPP2、ZR-BPGVFP3 、ZR-BPYJVPP、ZR-BPVVPP、ZR-BPFFP、ZR-BPFFP2、ZR-BPFFPP2、ZR-BPFFP3、ZR-BPVVP、ZR-BPVVP2、ZR-BPVVPP2、ZR-BPVVP3、ZR-BPYJVP、ZR-BPYJVP2、ZR-BPYJVPP2、ZR-BPYJVP3 ..NH-BPGGP、NH-BPGGP2、NH-BPGGPP2、NH-BPGGP3、NH-BPGVFP、NH-BPGVFP2、NH-BPGVFPP2、NH-BPGVFP3 、NH-BPYJVPP、NH-BPVVPP、NH-BPFFP、NH-BPFFP2、NH-BPFFPP2、NH-BPFFP3、NH-BPVVP、NH-BPVVP2、NH-BPVVPP2、 NH-BPVVP3、NH-BPYJVP、NH-BPYJVP2、NH-BPYJVPP2、NH-BPYJVP3 ..ZRC-BPYJVPP、ZRC-BPVVPP、ZRC-BPFFP、ZRC-BPFFP2、
ZRC-BPFFPP2、ZRC-BPFFP3、ZRC-BPVVP、ZRC-BPVVP2、ZRC-BPVVPP2、ZRC-BPVVP3
BPGVFP2 BPGVFP2R BPGVP BPGVPP2
BPYJVP2-1KV BPYJVP2-10KV
各種電機在使用變頻調(diào)速后，實現(xiàn)了電機的軟啟動，使電機工作平穩(wěn)，電機軸承磨損減小，延長了電機使用壽命和維護周期。在變頻調(diào)速技術(shù)在石油、冶金、發(fā)電、鐵路、礦山等大功率電機中采用變頻調(diào)速電機，可節(jié)電30%。Z近在家用電器同樣也被廣泛地應用。這就為變頻電源與電機之間的連接線----變頻電 纜提出了特殊的要求： 一、變頻電纜的工作特點： 1．脈沖電壓對絕緣的影響： 變頻電源的頻率調(diào)節(jié)范圍較寬，不論頻率高低，具有一個主頻率的波形輪廓，它包含了許多高次諧波，作為一種行波經(jīng)多次反射，幅值疊加可達到工作電壓數(shù)倍，電纜越長，幅值越高，若電纜絕緣安全系數(shù) 不高，可能被擊穿。 2．電纜本體對外發(fā)射電磁波： 一般變頻家用電器為單相供電，長度很短，功率也較小，變頻電源、連接電纜和變頻電機一并設(shè)置在金屬殼內(nèi)，抑制了電磁波對外發(fā)射。但是在工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)，電機功率較大，連接變頻電機和變頻電源之間的電纜長度長，在工作時電纜就是高頻電磁波向外發(fā)射的有效載體，對于周圍鄰近地區(qū)的廣播通信將產(chǎn)生較大的干擾，有時情況也比較嚴重，稱之為電磁波的環(huán) 境污染。 3．中性線電流的疊加：完整的三相正弦供電系統(tǒng)，當三相電流平衡時，其中性線的電流為零，若出現(xiàn)三次諧波，則三次諧波的電流分量在中性線內(nèi)不存在相位差，所以直接疊加成分量得三倍。若變頻原供電對象是三個單相變頻電機，而且處于三相功率分布平衡狀態(tài)，則中性線電流更大，中性線截面應不小于相截 面。屏蔽層接地良好是抑制電磁波對外發(fā)射的必要條件，銅線編織屏蔽的接地方式較容易解決，而縱包銅帶軋紋屏蔽需用夾具接地， 夾具與軋紋銅管的接觸面應當吻合，接地線由夾具尾端引出外護套 變頻電纜大多數(shù)敷設(shè)在室內(nèi)，考慮到電纜在使用過程中經(jīng)常受到徑向或縱向外力作用，在電纜屏蔽層外增加鎧裝層，同時它也起到附加性總屏蔽作用，特別是鋼帶鎧裝和銅絲、銅帶屏蔽，是采用了兩種不同屏蔽材料，在電磁波屏蔽上起到一定的互補作用，屏蔽效果將更好。外護套選用高密度聚乙烯更為 合適。稱性設(shè)計 變頻器與變頻電機之間的電纜均需采用對稱電纜結(jié)構(gòu)，對稱電纜結(jié)構(gòu)該電纜結(jié)構(gòu)與6/10kV普通電力電纜有所不同，普通電力電纜是將三根絕緣線芯采用銅帶屏蔽后成纜，而變頻電機電纜是由銅絲銅帶屏蔽后擠包分相護套，然后對稱成纜，對稱電纜結(jié)構(gòu)由于導線的互換性，有更好的電磁相容性，對抑制電磁干擾起到一定的作用，能抵消高次諧彼中的奇次頻率， 提高變頻電機電纜的抗干擾性，減少了整個系統(tǒng)中的電磁輻射。屏蔽層接地良好是抑制電磁波對外發(fā)射的必要條件，銅線編織屏蔽的接地方式較容易解決，而縱包銅帶軋紋屏蔽需用夾具接地， 夾具與軋紋銅管的接觸面應當吻合，接地線由夾具尾端引出外護套 變頻電纜大多數(shù)敷設(shè)在室內(nèi)，考慮到電纜在使用過程中經(jīng)常受到徑向或縱向外力作用，在電纜屏蔽層外增加鎧裝層，同時它也起到附加性總屏蔽作用，特別是鋼帶鎧裝和銅絲、銅帶屏蔽，是采用了兩種不同屏蔽材料，在電磁波屏蔽上起到一定的互補作用，屏蔽效果將更好。外護套選用高密度聚乙烯更為 合適。此結(jié)構(gòu)的屏蔽電纜可抗電磁感應、接地不良和電源線傳導干擾，減小電感，防止感應電動勢過大。屏蔽層既起到抑制電磁波對外發(fā)射的作用，又可作為短路電流的通道，能起到中 性線芯的保護作用。 大家習慣采用銅線編織屏蔽，實際上這并不是好方法，材料消耗大、加工速度慢、屏蔽效應不是較理想。采用銅帶搭蓋縱包并軋紋是較為先進的結(jié)構(gòu)和工藝，形成了全封閉金屬層，只要厚度適當，可達到有效的屏蔽功能。而這種工藝及其所用的材料在光纜領(lǐng)域中已十分普遍，銅帶厚度不能太薄，以保證抑制電磁 波對外發(fā)射。 當然對于移動型的變頻電纜必須采用編制屏蔽結(jié)構(gòu)。 4．屏蔽層接地措施： 屏蔽層接地良好是抑制電磁波對外發(fā)射的必要條件，銅線編織屏蔽的接地方式較容易解決，而縱包銅帶軋紋屏蔽需用夾具接地， 夾具與軋紋銅管的接觸面應當吻合，接地線由夾具尾端引出。 5．外護套 變頻電纜大多數(shù)敷設(shè)在室內(nèi)，考慮到電纜在使用過程中經(jīng)常受到徑向或縱向外力作用，在電纜屏蔽層外增加鎧裝層，同時它也起到附加性總屏蔽作用，特別是鋼帶鎧裝和銅絲、銅帶屏蔽，是采用了兩種不同屏蔽材料，在電磁波屏蔽上起到一定的互補作用，屏蔽效果將更好。外護套選用高密度聚乙烯更屏蔽層接地良好是抑制電磁波對外發(fā)射的必要條件，銅線編織屏蔽的接地方式較容易解決，而縱包銅帶軋紋屏蔽需用夾具接地， 夾具與軋紋銅管的接觸面應當吻合，接地線由夾具尾端引出外護套 變頻電纜大多數(shù)敷設(shè)在室內(nèi)，考慮到電纜在使用過程中經(jīng)常受到徑向或縱向外力作用，在電纜屏蔽層外增加鎧裝層，同時它也起到附加性總屏蔽作用，特別是鋼帶鎧裝和銅絲、銅帶屏蔽，是采用了兩種不同屏蔽材料，在電磁波屏蔽上起到一定的互補作用，屏蔽效果將更好。外護套選用高密度聚乙烯更為 合適。在生產(chǎn)過程中，我們特別注重原材料的凈化，屏蔽與絕緣材料擠包緊密，控制絕緣偏心度和絕緣外徑的均勻*，這樣可減少界面效應，提高電纜電氣性能。為了提高電纜的質(zhì)量，我們選擇高電性能絕緣材料生產(chǎn)，絕緣材料分：聚氯乙烯、交聯(lián) 聚乙烯、佛塑料、硅橡膠。成纜工序變頻電纜要求結(jié)構(gòu)對稱，成纜時必須保證絕緣線芯張力均勻，使成纜后的線芯長度盡量保持*，否則會引起結(jié)構(gòu)變化，導致電容和電感的不 均勻性，影響電纜的電氣性能。
