設(shè)計變頻電纜時我們首先需要克服的問題就是普通電纜在變頻條件下可能幾小時之內(nèi)就會被擊穿。經(jīng)分析后可以得出結(jié)論，導(dǎo)致這一現(xiàn)象發(fā)生決不是絕緣老化而產(chǎn)生的，究其根本可歸結(jié)于高頻脈沖電:壓對絕緣的影響而產(chǎn)生。故電纜設(shè)計時絕緣材料的選型就顯得非常重要了，分析常見的電纜材料我們可以知道，聚氯乙烯絕緣常常會因其介質(zhì)損耗偏大而加快絕緣擊穿，交聯(lián)聚乙烯絕緣則兼有熱、電、機(jī)等優(yōu)良性能，因此我們選用交聯(lián)聚乙烯作為變頻電纜的絕緣料。同時我們在設(shè)計電纜絕緣厚度時也可以對絕緣厚度進(jìn)行適當(dāng)加厚，使變頻電纜更加安全可靠。其次我們需要解決高頻電磁波對環(huán)境污染的問題。以四芯低壓電纜為例，我們首先可以通過改善絕緣線芯的排列方式，來減小高頻電磁波對環(huán)境的污染。若電纜的三根主線芯與地線芯直接成纜，則諧波電生的磁場會不對稱；而將地線芯分解為三個截面較小的絕緣線芯，把三大三小線芯對稱成纜，則基本上能使磁場對稱化，降低了磁場對外的干擾。其次應(yīng)加強(qiáng)屏蔽結(jié)構(gòu)，一般都習(xí)慣采用銅絲編織屏蔽，實際上該屏蔽結(jié)構(gòu)材料消耗大、加工速度慢、屏蔽效果也不是理想。為了達(dá)到更好的屏蔽效果，同時便于生產(chǎn)，采用銅帶屏蔽加銅絲編織結(jié)構(gòu)，可以有效的抑制電磁波對外發(fā)射。
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同時由于高次諧波的存在，使得變頻電纜應(yīng)具有更高的絕緣安全裕度。在實際使用過程中，經(jīng)常遇到變頻器高次諧波的干擾問題，下面簡單介紹諧波產(chǎn)生的機(jī)理、傳播途徑等問題。變頻器的主回路一般為交-直-交組成，外部輸入380V/50Hz的工頻電源經(jīng)三相橋路不可控整流成直流電壓，經(jīng)濾波電容濾波及大功率晶閘管開關(guān)元件逆變?yōu)轭l率可變的交流電壓。在整流回路中，由于不規(guī)則的矩形波的存在，波形按傅立葉級數(shù)分解為基波和各次諧波，其中的高次諧波將干擾輸入供電系統(tǒng)。在逆變回路中，輸出電流波形是PWM載波信號調(diào)制的脈沖波形，對于GTR大功率逆變元件，其PWM的載波頻率為三千赫茲，而IGBT大功率逆變元件的PWM載頻可達(dá)一千五赫茲。同樣輸出回路電流也可分解為只含正弦波的基波和其他各次諧波，高次諧波電流通過電纜向空間輻射，干擾鄰近電氣設(shè)備。因此，針對變頻器的工作特點，變頻電纜應(yīng)著重解決以下問題：電纜本體對外發(fā)射電磁波，抑制高次諧波通過電纜對外界的干擾。脈沖電壓對絕緣的影響，防止脈沖電壓對 電纜的影響。變頻電纜從電纜結(jié)構(gòu)設(shè)計上解決防干擾能力及絕緣的安全可靠性上顯得尤為重要。
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