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　　通過變頻器改變了電源的頻率。電機(jī)的轉(zhuǎn)速是隨著頻率正比
變化的。而潛水泵的排量是與電機(jī)的轉(zhuǎn)速成正比的，揚(yáng)成量與電
機(jī)成反比的。

　　變頻器中的關(guān)鍵部分為逆變器。對此ICBT等器件，有
Z―lOKHz的開關(guān)頻率，可以顯著改善PWM逆變器的性能。但PWM逆
變器輸出的脈沖在很短的時(shí)間內(nèi)電壓快速上升，會反過來影響電
動機(jī)，產(chǎn)生如高頻漏電流，軸電壓，軸承電流以及軸承損壞等問
題。在潛水電泵系統(tǒng)中，地面與井下電機(jī)之間需要很長的電纜，
PWM逆變器的輸出脈沖經(jīng)過長線電纜傳至電動機(jī)，會產(chǎn)生電壓反射
現(xiàn)象，使電機(jī)端的電壓近似加倍，從而造成電動機(jī)的絕緣損壞。

　　二、電壓反射現(xiàn)象的分析采用長線電纜時(shí)，逆變器和電動機(jī)
之間傳輸?shù)腜WM脈沖與傳輸線上行波的情況類似。PWM脈沖作為正
向行波（入射波），由逆變器傳向電動機(jī)，在電動機(jī)端反射后產(chǎn)
生反向行波（反射波）傳向逆變器，傳至逆變器輸出端后的反射
波產(chǎn)生第二個(gè)人射波等等。為了更好地理解逆變器與電動機(jī)之間
長線電纜的行波重復(fù)反射現(xiàn)象，首先討論P(yáng)WM脈沖的一個(gè)反射過
程。這里假定PWM脈沖的dv/dt無窮大。

　　由于篼頻時(shí)電動機(jī)阻抗很大，可以認(rèn)為開路，當(dāng)開關(guān)器件接
通后人射波的電壓和電流同時(shí)向電動機(jī)傳輸，二者波形相同，幅
值不同。當(dāng)入射波到達(dá)傳輸線終端后將產(chǎn)生反射。傳輸線開路時(shí)
的電流在任何時(shí)刻都為零，因此反射波電流幅值應(yīng)與人射波的相
同，但符號相反而入射電壓形成一個(gè)正電壓的反射波，向逆變器
傳輸去源端。反射波與人射波相同。使電動機(jī)端電壓加倍。在反
射波到達(dá)源端之前。傳輸線的電壓為2U.但是，在源端逆變器的輸
出電壓為U，則應(yīng)有一個(gè)電壓為U的負(fù)反射波，由逆變器向電動機(jī)
傳輸。該電壓行波也必須與一電流相伴傳輸。由于傳輸方向?yàn)檎?br>向，電流的符號與電壓的相同。即為-I，這第一個(gè)人射波很快到
達(dá)終端，并也被反射。第二個(gè)人射波電流為負(fù)值，由于電流在開
路時(shí)應(yīng)力零。則第二個(gè)反射波的電流為正值，即為I.該正電流必
與一負(fù)電壓相伴向逆變器傳輸。第三個(gè)人射波的情況與第一個(gè)人
射波相同，無須繼續(xù)探討。

　　2PWM脈沖上升時(shí)間的影響，根據(jù)行波傳輸理三、用于消除PWM
逆變器驅(qū)動交流電動機(jī)長線電纜影響的濾波技術(shù)。

　　為了消除PWM變頻器驅(qū)動的交流電動機(jī)長線電纜傳輸所產(chǎn)生的
影響，如過電壓，電壓反射，高頻阻尼振蕩以及所引起的絕緣損
壞等問題。一般采用無源濾波技術(shù)來解決這些問題。這種濾波器
有時(shí)接在電動機(jī)端，稱為電動機(jī)端濾波，有的接在逆變器的輸出
端，稱為逆變器輸出濾波。

　　在潛水電泵系統(tǒng)中。電動機(jī)的端子無法接近，無法在電動機(jī)
端進(jìn)行濾波。此時(shí)逆變器的輸出端進(jìn)行濾波。此時(shí)在逆變器的輸
出端進(jìn)行濾波更為方便。設(shè)計(jì)此類濾波器有二種思路。

　　一是采用反射波理論，而是把長電纜線等較為集中電感和集
中電容將濾波器接在逆變器的輸出端。與電纜線串聯(lián)，此類為LR
并聯(lián)型濾波。

　　另一種思路為增加逆變器輸出PWM脈沖的上升時(shí)間使其超過臨
界值，可以使反射現(xiàn)象引起的過電壓顯著減小。根據(jù)這一原理得
出二階低通逆變器輸出濾波器的結(jié)構(gòu)。該濾波器接在逆變器輸出
端，可有效減少逆變器輸出脈沖的dv/dt，從而減小電動機(jī)端的過
電壓及阻尼振蕩。

　　這種濾波器可減小逆變器輸出線電壓的dv八It（即差模
dvdt）從而減輕電壓反射現(xiàn)象，降低電動機(jī)的絕緣壓力。目前這
種逆變器輸出濾波器為使線電壓接近正弦波，Lf和Cf的值會過
大，而且不能降低共模dv/dt，即對電動機(jī)軸承漏電流，軸電壓無
抑制作用。

　　在二階LRC低通濾波器的基礎(chǔ)上把星形連接電阻電容的中性點(diǎn)
與逆變器直流母性電壓中點(diǎn)接在一起。這種逆變器輸出濾波器結(jié)
構(gòu)有很多優(yōu)點(diǎn)，它在第六個(gè)開關(guān)瞬時(shí)者可對稱地減小逆變器輸出
dv/dt，其參數(shù)的確定方法與二階低通逆變器輸出濾波器相同。通
過合理的參數(shù)設(shè)計(jì)，該濾波器可與逆變器安裝在同一機(jī)殼內(nèi)，并
允許在逆變器和電動機(jī)之間使用長線電纜。采用該濾波器可使電
動機(jī)端的過電壓對地漏電流以及感應(yīng)的軸電壓顯著減小。由于―
個(gè)濾波器可同時(shí)解決共模和差模dV/dt問題，所以該濾波器的尺寸
損耗以及成本都較低。只是與前一種濾波器相比損耗稍大。當(dāng)然
我們可以把電感設(shè)計(jì)成可調(diào)的，使該濾波器的調(diào)頻率能夠自動跟
隨逆變器的開關(guān)頻率。由于其電感值可變，能自動跟蹤開關(guān)頻
率，使其更具有通用性。但這種濾波器適應(yīng)頻率測量。

　　由IcBT等快速通斷。篼開關(guān)頻率電力電子器件組成的PWM逆變
器驅(qū)動的交流電動機(jī)。在采用長線電纜傳輸時(shí)，會發(fā)生一系列問
題，如篼的共模dV/dt，產(chǎn)生的對地漏電流感應(yīng)的軸電壓以及軸承
電流，電壓反射引起電動機(jī)端過電壓篼頻阻尼振蕩等，采用一定
的濾波技術(shù)可有效地消除這些現(xiàn)象。