6XV1840-2AH10/西门子一级代理

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一、简述
多年来，可编程控制器（以下简称plc）从其产生到现在，实现了接线逻辑到存储逻辑的飞跃；其功能从弱到强，实现了逻辑控制到数字控制的进步；其应用领域从小到大，实现了单体设备简单控制到胜任运动控制、过程控制及集散控制等各种任务的跨越。的plc在处理模拟量、数字运算、人机接口和网络的各方面能力都已大幅提高，成为工业控制领域的主流控制设备，在各行各业发挥着越来越大的作用。

　　同步电动机同步电动机的优点除了过励状态可以补偿无功功率外，还包括同步电动机的转速严格遵守n=f/p，可以精确控制转速；运行稳定性高，当电网电压突然下降，其励磁系统一般会强行励磁，保证电动机运行稳定，而异步电动机转矩与电压平方成正比则会大幅下降；过载能力比相应异步电动机大；运行效率高，尤其是低速同步电动机。同步电动机无法直接启动，需要异步启动或变频启动。异步启动指同步电动机在转子上装有类似于异步电机笼式绕组的启动绕组，在励磁回路中串接约为励磁绕组电阻值倍的附加电阻来构成闭合电路，把同步电动机的定子直接接入电网，使之按异步电动机启动，当转速达到亚同步转速%时，再切除附加电阻的启动方式；变频启动不多赘述。。

②某日晚，压缩机plc与主控plc通讯突然中断，主控dcs上显示压缩机plc与主控plc通讯中断报，压缩机控制室里的电机信号在主控合成dcs上均显示红色（停止状态），压缩机控制室里的一些流量、压力、温度等信号，在主控合成dcs上均显示高低报。由于通讯中断使压缩机控制室里一些重要联锁不能送到主控，从而使全厂停车故障检查、分析：从理论上讲，引起压缩机plc和主控plc通讯中断的原因主要是两个：一个是软件不同步；另一个是由于硬件如cp525卡、cpu卡故障。

声明

有关电机绝缘推文的相关参考资料，请参考附录中的文献。

文中讨论主要以西门子产品“1la8/1pq8”产品为主，对于标准电机将以相关手册为准。

2、前言

我们在前一篇推文中介绍了在变频器系统中相关于电机绝缘在选择配置中需要考虑的问题，以及电压源型pwm变频器的基本原理（点击“阅读原文”跳转到前一篇推文）。

在本文中，将详细的介绍pwm变频器对电机绕组绝缘的影响。

3、pwm电压脉冲波在电机绕组端的波形分析

3.1  pwm电压脉冲波在电缆上的传输模

pwm脉冲上升时间很短，沿电机电缆到电机传播时pwm波形将改变脉冲形状，会产生电压波形超调。此时电缆可看做传输线，即如图所示的无限组分布式串并联连接的电感-电容回路。为简化问题，以一相为例。

图1 电缆的分布式感抗与容抗*

*请参考附录文献[1]

根据传输线理论可推出线路上的脉冲传输速度为1/.lcm/s，其中l，c分别为单位长度的感抗与容抗。典型的pvc绝缘电缆上的脉冲传输速度约为（即100ns内传输角距离为17m）。在一般情况下，其传输速度基本没变化，原因在于脉冲传输速度主要决定于内部绝缘材料的介电常数。

3.2  pwm电压脉冲沿电机电缆传输的描述

脉冲如何沿电机电缆传输的基本过程将在下面的几幅图中展示。

pwm电压脉冲在变频器侧的波形

在pwm波形中每个电压脉冲都存在一个“脉冲边沿”，脉冲在时刻t=0处达到电缆的驱动端，由于igbt导通过渡过程，脉冲经过tr时间逐渐由0升至直流母线电压ud。

图2在驱动侧电缆端中脉冲的上升时间t=tr*

*请参考附录文献[1]

在这个理想的例子中，假设脉冲逐渐在驱动侧电缆端逐渐建立电压的过程时间tr小于脉冲在电缆传输的时间tp，假设的前提是电缆长度超过30m。

pwm电压脉冲次达到电机绕组侧的波形

脉冲沿电机电缆从驱动器侧传输到电机侧。

图3 脉冲在次延电缆传输后的时间t=tr+tp*

当脉冲到达电机时，由于电机绕组具有很高的高频阻抗远大于电机电缆的高频阻抗，脉冲将立即被反射。这将引起电压升高到2倍的初始峰值电压。电压将由两部分表达，正向传输的电压脉冲和反射的电压脉冲，每个电压脉冲的幅值为+ud。

pwm次反射波达到变频器侧的波形

在反射过程中，反射电压从电机侧电缆端传输至驱动器侧电缆端需要时间，同样为tp。所以在经过两次电缆传输后的总时间为t=tr+2tp

图4 脉冲在2次电缆传输后再次返回到变频侧电缆端的总时间t=tr+2tp*

反射到变频侧电缆端的脉冲由于变频器的阻抗非常低，这个反射电压在变频侧电缆端再次被反射时，其极性变为负的反射电压。总的脉冲电压由于驱动器在驱动侧电缆端的钳位作用，驱动侧电缆端电压仍为直流母线电压ud。在驱动器侧产生的负值反射电压通过电缆传输（由驱动侧电缆端→电机侧电缆端）产生负值电流脉冲。

pwm电压脉冲经过2次反射达到电机绕组的波形

在第二次反射后的传输为反射电压由驱动侧电缆端至电机侧电缆端，其传输时间为tp，反射电压极性为负，通过传输线传递到电机绕组端时，类似于初始脉冲，将在电机端产生反射，由于这个电压极性为负，同样产生-2ud的峰值电压，与初始正向电压脉冲+反射电压的+2ud结合后，抵消了正向电压脉冲，即第二次反射后在电机绕组端削减了电压峰值。在经过3次电缆传输后的总时间为t=tr+3tp。