電機(jī)設(shè)計(jì)為工作在固定的頻率和電源電壓，這是一個(gè)很平滑的正弦波。在變頻驅(qū)動(dòng)的早期，電機(jī)受到一些相當(dāng)惡劣的波形的沖擊，這些波形更像方波而不是正弦波。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，他們對(duì)這些扭曲波形的容忍度出人意料，盡管有很多關(guān)于諧波的討論，但一般都沒問題。隨著IGBT等功率器件的改進(jìn)，開關(guān)頻率逐漸增加，電流波形也相應(yīng)改善。然而，當(dāng)電流波形接近正弦波時(shí)，變頻器仍然產(chǎn)生高壓方波脈沖流的電壓波形（見第文章2）。

方波是由許多頻率的混合波形組成的，包括一些比基本開關(guān)頻率高得多的頻率。較高的頻率比較低的頻率“更容易傳播”——也就是說，它們往往會(huì)輻射，并通過分布電容找到路徑，從而引發(fā)問題。一個(gè)很好的例子是當(dāng)電纜連接在變頻器和電機(jī)之間時(shí)會(huì)發(fā)生問題。

導(dǎo)線與導(dǎo)線之間以及導(dǎo)線與地面之間的電纜中始終存在分布電容。導(dǎo)體離地越近，電容就越大。建議始終使用屏蔽電纜連接變頻器和電機(jī)，因?yàn)檫@“抑制”了開關(guān)波形產(chǎn)生的干擾。然而，由于屏蔽層接地，這意味著導(dǎo)體和接地屏蔽層之間存在明顯的電容。電纜越長，電容越大，如圖1所示。

圖1 電纜分布電容增加漏電流

當(dāng)變頻器首次開發(fā)測(cè)試時(shí)，工程師通常用一根短電纜從測(cè)試臺(tái)連接到下面的電機(jī)，所以直到變頻器進(jìn)入實(shí)際的應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)，長會(huì)遇到長電纜的情況，問題才開始出現(xiàn)。

由于IGBT在輸出端的驅(qū)動(dòng)開關(guān)接通和斷開，它們必須對(duì)這種分布電容進(jìn)行充放電。換句話說，波形的高頻成分為電容提供電流。結(jié)果是，尖峰出現(xiàn)在（相對(duì)）平滑的輸出電流的變頻器。圖2顯示了疊加在“正?！彪娏鞑ㄐ紊系碾娎|電容（紅色）引起的電流尖峰。

圖2 電纜電容引起的電流尖峰

這些尖峰正好發(fā)生在IGBT開關(guān)的時(shí)候，因此它們?cè)黾恿四孀兤鞯拈_關(guān)損耗，變頻器更熱。如果電纜過長，電容過大，變頻器可能過熱，并會(huì)因溫度過高而跳閘。有時(shí)尖峰大到足以引起偶爾的過流跳閘。

一旦變頻器設(shè)計(jì)者意識(shí)到了這個(gè)問題，他們就開始用屏蔽的長電纜測(cè)試變頻器，并確定一個(gè)特定變頻器可以使用多長電纜?，F(xiàn)在，大多數(shù)變頻器都經(jīng)過測(cè)試，并被指定與通常50米的屏蔽電纜一起工作-有時(shí)更多，有時(shí)更少，這取決于變頻器。如果您需要使用更長的電纜，您可以安裝各種濾波器，有時(shí)只是一個(gè)輸出扼流圈。

但可能出現(xiàn)的障礙并不僅僅限于電纜。一旦逆變器輸出到達(dá)電機(jī)，高頻成分會(huì)導(dǎo)致更多問題。最初，電機(jī)的絕緣設(shè)計(jì)是為了運(yùn)行一個(gè)很好，簡單，平穩(wěn)的電源電壓，只有偶爾的干擾。隨之而來的是變頻驅(qū)動(dòng)和舊電機(jī)上的絕緣達(dá)不到逆變器的輸出。新型驅(qū)動(dòng)打破舊的可靠電機(jī)的問題出現(xiàn)，電機(jī)制造商努力改進(jìn)他們的設(shè)計(jì)。新的絕緣材料，以及改變繞組安裝在電機(jī)定子端部的方式，解決了這個(gè)問題。30年以內(nèi)的電機(jī)通常是“適用變頻器”。因此，現(xiàn)在由于使用變頻器而導(dǎo)致的絕緣故障非常罕見。如果電機(jī)絕緣失效，通常是由于過熱或老化造成的。如果電機(jī)是舊的，無論如何都應(yīng)該更換一臺(tái)現(xiàn)代化、高效的電機(jī)，將在幾年內(nèi)收回成本。

一種罕見的效應(yīng)是電壓倍增。如果電纜的長度（不幸地）與開關(guān)波形的一個(gè)高頻分量的波長的倍數(shù)重合，則反射信號(hào)可使電機(jī)端子處的電壓加倍。同樣，大多數(shù)電機(jī)的額定值是這樣的，但偶爾也會(huì)發(fā)生損壞。解決方案是在連接上多（或少）加一點(diǎn)電纜。

另一個(gè)由變頻器的高頻分量引起的問題是軸承電流。同樣，電機(jī)繞組對(duì)地的寄生電容是罪魁禍?zhǔn)?。高頻電流可以通過各種途徑到達(dá)地面，包括流經(jīng)電機(jī)軸承。這導(dǎo)致軸承表面的緩慢腐蝕或蝕刻，在軸承座圈上產(chǎn)生奇怪的圖案，不管奇怪與否，都會(huì)導(dǎo)致軸承故障。該問題通常發(fā)生在更高電壓變頻器和更大的電機(jī)，但偶爾會(huì)發(fā)現(xiàn)在較小的電機(jī)中也存在這種現(xiàn)象。

同樣，電機(jī)制造商的應(yīng)對(duì)措施是在許多（但不是所有）電機(jī)中使用絕緣軸承（通常只需要一個(gè)，通常在非驅(qū)動(dòng)端）。

當(dāng)然，預(yù)防軸承損壞要比維修好，迫使用戶可以采取一些簡單的預(yù)防措施來將問題最小化。

電機(jī)良好的接地將確保漏電流流過電機(jī)本體，而不是軸和軸承。使用具有良好高頻傳導(dǎo)的編織接地片可以改善電機(jī)和系統(tǒng)的接地。一般來說，良好的EMC（例如電纜屏蔽的正確端接和接地）將使漏電流最小化。對(duì)稱電纜似乎有幫助，即屏蔽電纜（在電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器之間），其中每個(gè)導(dǎo)體對(duì)屏蔽層有相同的漏電流。在電纜內(nèi)對(duì)稱分布的具有額外接地的電纜也是有益的。

軸接地刷也是有用的，繞過軸承，防止損壞，這些只對(duì)軸承損壞有幫助，但是一般這都是過去的問題。

安裝輸出濾波器可能只是最后的手段，因?yàn)樗鼈兗劝嘿F又笨重，但通過去除開關(guān)波形的高頻成分，它們將大大減少漏電流，并允許使用更長的電纜。

這些問題都是相對(duì)不尋常的，大多數(shù)變頻器安裝調(diào)試和運(yùn)行沒有問題。然而，當(dāng)問題真的出現(xiàn)，可能很難發(fā)現(xiàn)。