1、什么是载波频率
变频器的载波频率是指变频器中用于调制输出电压和频率的高频信号的频率。这个高频信号通常由PWM（脉宽调制）控制器产生，用于控制逆变器的功率开关器件（如IGBT）的开通与关断，从而实现对输出电压和频率的精确控制。
载波频率对变频器的性能和输出波形质量有很大影响。具体来说，载波频率主要影响以下几个方面：
- 输出波形质量：载波频率越高，输出波形的正弦性越好，谐波分量越小，从而减小对电机和系统的负面影响。
- 电机噪音和振动：载波频率的增加可以降低电机的噪音和振动，提高电机的运行平稳性。
- 变频器损耗和效率：载波频率的提高会增加开关器件的开关损耗，导致变频器自身的效率下降和温度升高。
- 电磁兼容性（EMC）：过高的载波频率可能增加变频器产生的电磁干扰，对周围设备产生影响。
2、变频器载波频率的影响及设定标准
- 1. 载波频率与变频器功耗
- 功率模块IGBT的功率损耗与载波频率正相关。载波频率提高，功率损耗增大，导致效率下降和功率模块发热增加。高温环境会加剧这种影响。因此，在高温或高载波频率下，可能需要适当降低变频器的允许恒输出电流，以确保功率模块IGBT的安全、可靠和长期运行。
- 2. 载波频率与环境温度
- 高载波频率和高环境温度对功率模块不利。因此，应根据载波频率和环境温度调整变频器的允许恒输出电流。
- 3. 载波频率与电动机功率
- 大功率电动机通常选用较低的载波频率，以减少对其他设备的干扰。不同制造商可能有不同的具体标准。
- 4. 载波频率与变频器的二次出线长度
- 载波频率的选择还受变频器二次出线长度的影响。出线长度越长，可能需要选择较低的载波频率。
- 5. 载波频率对变频器输出电流的影响
- 载波频率直接影响电流波形的质量和干扰大小。高载波频率产生更好的正弦波电流波形和较小的谐波干扰。但过高的载波频率会增加变频器自身的损耗和电机绝缘的压力。
- 6. 载波频率对电机的影响
- 高载波频率可减少电机振动、噪音和发热。但过高的载波频率会增加电机损耗和减小输出功率。
- 7. 载波频率与电动机的噪音和振动
- 变频器的输出电压和电流中的高次谐波会增加电动机的噪音和振动。高载波频率可以降低噪音和振动，但效果有限。
3、变频器如何正确的选择载波频率
- 变频器的核心功能在于其逆变部分，即DC/AC转换。这一过程通过IGBT和正弦脉宽调制（SPWM）技术实现，进而在电机绕组中产生正弦波电流波形。这一电流波形的质量及产生的干扰，直接受到载波频率的影响。因此，选择适当的载波频率是确保变频器性能稳定、高效运行的关键。
- 在运行过程中，应首先确定合适的载波频率，再考虑如何抑制可能产生的谐波。例如，可以通过安装AC电抗器、DC电抗器、滤波器和另序电抗器等设备，以及优化安装布线和接地措施来减少谐波干扰。这样的处理顺序是合理且有效的，避免了处理问题的本末倒置。
- 当载波频率较高时，电流波形正弦性良好且平滑，产生的谐波和干扰较小。相反，载波频率过低可能导致电机有效转矩减小、损耗增加、温度升高。而载波频率过高则可能加大变频器自身损耗，使IGBT温度升高，并增加输出电压的变化率dv/dt，从而对电动机绝缘产生影响。
