电动机高次谐波危害与预防措施探讨

探讨高次谐波对电动机的潜在危害，主要包括以下几点。

首先，高次谐波会导致变频器输出电压波形失真，其中因开关动作而产生的浪涌电压叠加，其峰值极高，可能损害电动机绝缘，甚至导致绝缘击穿。

其次，谐波引发电动机额外发热，造成温升。皖南电机价格表

再者，谐波引起电动机转矩波动，产生振动和噪音。

为应对这些危害，以下是一些预防措施。

一、防止浪涌电压损害电动机绝缘

传统二电平和三电平PWM变频器输出电压跳变台阶大，相电压达直流母线电压一半，且逆变器功率器件开关速度快，易产生较大电压变化率，形成浪涌电压。浪涌电压可能损害电动机绝缘，尤其是电缆较长时，因线路分布电感和电容存在行波反射，电压变化率放大，电动机端子处电压变化率可能增加一倍以上，造成绝缘损坏。为减小浪涌电压影响，可采取以下措施：

1. 缩短电动机与变频器距离。

2. 在PWM变频器输出侧接入滤波器抑制浪涌电压。

3. 如上述措施不经济，改用PAM控制变频器。

4. 提高电动机绝缘强度。

5. 定期检查电动机绝缘强度，早期诊断，预防未然。

6. 使用压敏电阻防止浪涌电压。皖南电机

二、防止电动机变频调速后温升提高

普通异步电动机多采用自通风方式，转速降低时风速下降，风冷能力降低，可能导致电动机过热。同时，变频器产生的高次谐波电流使电动机铜损和铁损增加。为应对，可采取以下措施：

1. 优先选用强制通风型电动机。

2. 使用变频调速专用电动机。

3. 缩小调速范围，避免超低速运行。

三、谐波引起电动机转矩脉动

普通电流源型变频器输出电流为120°方波，三相合成磁动势非恒速旋转，而是步进磁动势，与基本恒速旋转的转子磁动势产生的电磁转矩不同，除了平均转矩外，还有脉动分量。尽管转矩脉动平均值为0，但可能导致转子转速不均匀，产生脉动，低速时甚至发生步进现象，适当条件下可能引起电动机与负载机械系统的共振，产生振动与噪音。脉动转矩主要由基波旋转磁通和转子谐波电流相互作用产生。安徽皖南电机三相电动机中，产生脉动转矩的主要是6n±1次谐波。皖南电机价格表5次和7次谐波电流产生的旋转磁动势与基波反相或同相，电动机转子电气旋转速度接近基波磁动势旋转速度，因此5次和7次谐波磁动势都会在电动机转子中感应产生6倍于基波频率的转子谐波电流。皖南电机基波旋转磁动势和6倍频转子谐波电流共同作用，产生6倍频脉动转矩。11次和13次谐波电流也会产生12倍频脉动转矩。低速时脉动转矩对电动机转速影响尤为明显。转速脉动与变频器输出谐波次数成正比，低次谐波引起的转速脉动幅值比高次谐波影响更大。

为减小电动机转速脉动，首先要消除或抑制变频器输出低次谐波，采用高频PWM方法，将输出谐波往高频推移，这是减少转速脉动的有效方法。