骆志伟,张 敏,李 昕,孙孝峰,∗

(1.北京航天发射技术研究所,北京 100076;2.燕山大学 电气工程学院,河北 秦皇岛 066004)

0 引言

变频器作为工业生产中的重要设备之一,具有十分广泛的应用场景。但是当变频器用于油田钻井、海洋勘测和采矿等场景时,变频器与电机往往安装在不同位置,需要用较长的电缆进行连接。此时,变频器产生的高频脉冲波经电缆到达电机端会发生反射现象,使电机端产生过电压和高频阻尼振荡,从而加快电机和电缆的绝缘老化,严重时甚至会出现绝缘击穿,导致电机烧毁。此外,电机端的高频振荡还可能导致电机机械部件的损坏以及干扰其他电气设备[1-3]。

对于过电压产生机理的分析,很早便有较为成熟的研究[2,4],而之后的工作大都集中在抑制方案上。在变频器输出端加装RLC 滤波器可以显著降低输出电压变化率或者说可以滤除输出电压中的高频成分,从而减轻甚至消除过电压现象[5-6]。而在电机端安装无源滤波器则可以改变电缆末端的阻抗特性,根据传输线理论,当电缆末端的等效阻抗与电缆的特征阻抗相等时,电缆上不会发生反射现象,所以电机端也不会产生过电压[7-8]。此外,还有一种低损耗的“RL-plus-C”滤波器分别安装在变频器输出端和电机端,具有结构简单、成本低、鲁棒性好的优点[9]。无源抑制方案虽然原理简单,抑制效果良好,但存在体积巨大、损耗高的缺陷。而有源抑制方案则可以弥补这些缺陷,文献[10]提出了输出LC 电路的有源控制可以有效降低输出电压的变化率,相比于无源滤波器,电感值显著减小了。……