尖峰電壓屬于浪涌電壓里的一種,持續(xù)時間極短但數(shù)值很高。電機、電容器和功率轉換設備(如變速驅動器)是產(chǎn)生尖峰電壓的主要因素。雷電擊中室外的輸電線路也會引起極危險的高能瞬變。它們會在低壓電源電路中定期發(fā)生,峰值可能會達到數(shù)千伏。
開關電源中經(jīng)常要快速切換電流。這些電流通路上的分布電感就會產(chǎn)生較大的噪聲電壓,它們會耦合到敏感電路中或給元件造成電壓應力。承載直流電流的導線很少有問題,因為直流不會產(chǎn)生電壓尖刺,或向其它導線耦合交流干擾。舉例來講,一條與電感串連的導線一般不會有問題,因為分布電感要比電感器的數(shù)值小得多。大值串連電感會阻止不連續(xù)電流通過。
如果一個電路產(chǎn)生了不連續(xù)電流,就要設法防止其通過大的環(huán)路。電流環(huán)越大其電感量越大,隨之而產(chǎn)生的磁場輻射也就越大。這個原則同樣適用于元件的布局,因為電流經(jīng)常是在有源器件之間進行切換的,例如晶體管和二極管。
為了防止電動機繞組的絕緣過早老化或引起電動機、變頻器的損壞,通??梢蕴峁┘咏虞敵鲭娍蛊鞯姆椒▉頊p小在電動機端腳上的高次諧波沖擊電壓。當變頻器與電動機之間的電纜線較長時,加裝輸出電抗器雖然可以減小負荷電流的峰值,但輸出電抗器不能減小電動機端腳上的瞬變電壓峰值。因此,一定要盡量縮短變頻器與電動機之間的電纜線的長度。
(1)增加電抗器或濾波器:在連接變頻電動機電纜的兩側增加電抗器(扼流圈)或濾波器,這樣可以有效減緩電源端輸出電壓脈沖的上升速度。
(2)縮短電纜長度:在設計線路時,應盡量減少變頻器與電動機之間電纜的長度。通過縮短電纜長度來降低兩者之間的暫態(tài)波過程的振蕩周期,以此來降低電動機兩端的過電壓。
(3)此外,還應確保電動機鐵心在檢修過程中不受損傷或短路,電動機軸承等部件的裝配滿足精度要求,盡量降低渦流損耗等引起的局部發(fā)熱和機械配合問題對電動機絕緣的影響。
(4)通過電路的主控芯片調(diào)節(jié)降低電壓尖峰的影響,如圖下所示: