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尖峰電壓屬于浪涌電壓里的一種,持續(xù)時間極短但數(shù)值很高。電機、電容器和功率轉(zhuǎn)換設(shè)備(如變速驅(qū)動器)是產(chǎn)生尖峰電壓的主要因素。雷電擊中室外的輸電線路也會引起極危險的高能瞬變。它們會在低壓電源電路中定期發(fā)生,峰值可能會達到數(shù)千伏。
開關(guān)電源中經(jīng)常要快速切換電流。這些電流通路上的分布電感就會產(chǎn)生較大的噪聲電壓,它們會耦合到敏感電路中或給元件造成電壓應(yīng)力。承載直流電流的導(dǎo)線很少有問題,因為直流不會產(chǎn)生電壓尖刺,或向其它導(dǎo)線耦合交流干擾。舉例來講,一條與電感串連的導(dǎo)線一般不會有問題,因為分布電感要比電感器的數(shù)值小得多。大值串連電感會阻止不連續(xù)電流通過。
如果一個電路產(chǎn)生了不連續(xù)電流,就要設(shè)法防止其通過大的環(huán)路。電流環(huán)越大其電感量越大,隨之而產(chǎn)生的磁場輻射也就越大。這個原則同樣適用于元件的布局,因為電流經(jīng)常是在有源器件之間進行切換的,例如晶體管和二極管。
為了防止電動機繞組的絕緣過早老化或引起電動機、變頻器的損壞,通常可以提供加接輸出電抗器的方法來減小在電動機端腳上的高次諧波沖擊電壓。當(dāng)變頻器與電動機之間的電纜線較長時,加裝輸出電抗器雖然可以減小負(fù)荷電流的峰值,但輸出電抗器不能減小電動機端腳上的瞬變電壓峰值。因此,一定要盡量縮短變頻器與電動機之間的電纜線的長度。
(1)增加電抗器或濾波器:在連接變頻電動機電纜的兩側(cè)增加電抗器(扼流圈)或濾波器,這樣可以有效減緩電源端輸出電壓脈沖的上升速度。
(2)縮短電纜長度:在設(shè)計線路時,應(yīng)盡量減少變頻器與電動機之間電纜的長度。通過縮短電纜長度來降低兩者之間的暫態(tài)波過程的振蕩周期,以此來降低電動機兩端的過電壓。
(3)此外,還應(yīng)確保電動機鐵心在檢修過程中不受損傷或短路,電動機軸承等部件的裝配滿足精度要求,盡量降低渦流損耗等引起的局部發(fā)熱和機械配合問題對電動機絕緣的影響。
(4)通過電路的主控芯片調(diào)節(jié)降低電壓尖峰的影響,如圖下所示: