关于变频器的输出与电缆长度关系的研究

　　变频器主要用于交流电动机转速调节，除了具有卓越的调速性能之外，变频器还有显著的节能作用，是企业技术改造和产品更新换代的理想调速装置。但是由于变频器的自身输出特性和电缆分布电容的耦合作用，限制了变频器的输出距离。

　　2原因分析

　　变频器的输出到电机的电缆长度受到很多因素的影响，这其中的原因主要有以下几点:（1）分布电容。所谓分布电容，就是指由非电容形态形成的一种分布参数。一般是指在印制板或其他形态的电路形式，在线与线之间、印制板的上下层之间形成的电容。而变频器输出距离受限的问题，和电缆的分布电容有密切关系，不只是电容器才有电容，实际上任何两个绝缘导体之间都存在电容。例如导线之间，导线与大地之间，都是被绝缘层和空气介质隔开的，所以都存在着电容

　　通常情况下，这个电容值很小（一般在15～30nf/100m左右），电缆长度较短时，它的实际影响可以忽略不计，如果电缆很长或传输信号频率很高时，就必须考虑分布电容的作用。在电缆远距离敷设系统中，电缆的电容会表现的较为明显，对控制回路产生一定的影响，甚至影响控制功能，特别是对于变频器控制普通低压电机的控制回路，故障较多表现为过流、起停失灵等现象，给生产和维护造成很大的安全隐患。由于输出线上的分布电容和分布电感的共振产生浪涌电压，将会叠加到输出电压上，晶体管、igbt的开关频率越高，电缆越长，产生的浪涌电压越高，时，可产生直流电压的两倍的浪涌电压。这种情况下，很容易引起过压过流保护，甚至烧坏模块。

　　分布电容是一种分布参数，其数值不仅随电缆的生产厂商不同而存在差异，而且会因为电缆的敷设方式、工作状态和外界环境因素而不同，这需要在设计时综合考虑。

　　JHBPGVF-P2R、WBBPGVF-P2R、HLBPGV-P2R、BPGVFPP2-R、NH-BPGVFP2R、BPGGTP2、 BPGGP12R、BPGPGP、 BPGPVFP、NH-BPGGTP2、NH-BPGGP、BPGVFPP2、BPGVFP3、BPFFP、BPFFP2、BPFFPP2、BPFFP3、ZR-BPHLGGP.

　　ZRC-BPFFPP2、ZRC-BPFFP3、ZRC-BPVVP、ZRC-BPVVP2、ZRC-BPVVPP2、ZRC-BPVVP3

　　BPGVFP2 BPGVFP2R BPGVP BPGVPP2

　　BPYJVP2-1KV BPYJVP2-10KV

　　ZR-BPTVP2VP2-1KV、BPTPLVPL

　　ZRC-BPFFP、ZRC-BPFFP2..ZRC-BPFFPP2

　　BPGVFRP、BPGVFRP2

　　BPYJVFP2

　　ZR-BPGVFTP2,ZR-BPGGP12R

　　6/10kV变频电机专用电缆，考虑到电缆在使用过程中经常受到径向外力作用，在电缆屏蔽层外增加镀锌钢带铠装层（在屏蔽层和钢带铠装层之间加隔离套）。钢带铠装主要是作为电缆的径向机械保护层，同时它也起到附加性总屏蔽作用，特别是钢带铠装和铜丝、铜带屏蔽，是采用了两种不同屏蔽材料，在电磁波屏蔽上起到一定的互补作用，屏蔽效果将更好。?3．电缆电气性能设计1.8／3kV及以下变频电机专用电缆电气性能均按GB/Tl2706，2002标准设计。6/10kV变频电机专用电缆在满足GBT/l2706．2002标准外，?增加了电容和电感等电性能要求。根据变频电机专用电缆的实际使用情况并参照GB/T?12706．2002和ABB日公司对电力传动电缆的技术条件，确定了电缆的电气性能参数。4．电缆的主要制造工艺技求?在变频电机专用电缆生产过程中，绝缘线芯挤包工序、成缆工序等是关键的工序。绝缘线芯挤包工序绝缘线芯的质量将直接影响到电缆的电气性能。为了提高电缆的质量，我们选择高电性能绝缘材料生产，例如1.8/3kv变频电机专用电缆，采用10kV交联绝缘材料，6/10kv变频电机专用电缆采用35kv交联绝缘材料，导体屏蔽、绝缘屏蔽和绝缘材料均采用了进口材料。在生产过程中，我们特别注重原材料的净化，屏蔽与绝缘材料挤包紧密，控制绝缘偏心度和绝缘外径的均匀一致，这样可减少界面效应，提高电缆电气性能。成缆工序变频电缆要求结构对称，成缆时必须保证绝缘线芯张力均匀，使成缆后的线芯长度尽量保持一致，否则会引起结构变化，导致电容和电感的不均匀性，影响电缆的电气性能。而且在具有退扭的成缆设备上完成。?变频电缆具有较低且均匀的正序和零序工作阻抗，有利于改善供电品质。?2?具有较强的抗电磁干扰和抗雷击等特性。?

　　3?如果电缆的结构采用普通3+1芯，即三根主线芯和一根零线，这会使主线芯和零线的干扰和谐波电压不平衡。要使电缆能正常工作，必须增加电缆的绝缘水平。若采用3+3对称结构，那么由于导线互换效应及其对称平衡，可将干扰减小到很低水平，因此采用3+3结构，比普通电缆具有优越性。?

　　4??对称3+3结构的变频电缆缆芯是互换的，有更好的电磁相容性，对抑制电磁干扰起到一定的作用，能抵消高次谐彼中的奇次频率，提高变频电机专用电缆的抗干扰性，减少了整个系统中的电磁辐射。采用对称3+3结构的变频电缆可以有效的防止高频轴电流的产生。?

　　5变频电缆屏蔽层可抗电磁感应、接地不良和电源线传导干扰，减小电感，防止感应电动势过大。屏蔽层既起到抑制电磁波对外发射的作用，又可作为短路电流的通道，能起到中性线芯的保护作用。?

　　6以普通的3+1型电力电缆为例，完整的三项供电系统，当三项电流平衡时，其中性线芯的电流为零；当高次谐波产生时，经过电缆的多次反射，便会出现对此的波峰与波峰或波谷与波谷相叠加的机会，电缆越长叠加机会越多表现得也就越明显。加之电缆这个大的电容本身对高次谐波就有着放大的作用，对于3+1型电缆，高次谐波产生的电流分量在中性线芯内无相位差，这样一来电流将会叠加成原分量的数倍，中性线芯在高频脉冲下很快就会被击穿 。为了解决这个问题，我们将3+1型的电缆中的1芯分成了三份，以对称的方式做成3+3结构，这样，三个中性线芯的相位一次滞后120°，形成了一个对称平衡的状态，使得电流不会型叠加，有效的减小了高次谐波对变频电缆的危害。此为变频电缆选择对称3+3结构的理由之一。