電機設(shè)計為工作在固定的頻率和電源電壓，這是一個很平滑的正弦波。在變頻驅(qū)動的早期，電機受到一些相當惡劣的波形的沖擊，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，開關(guān)頻率逐漸增加，電流波形也相應(yīng)改善。然而，當電流波形接近正弦波時，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，它們往往會輻射，并通過分布電容找到路徑，從而引發(fā)問題。一個很好的例子是當電纜連接在變頻器和電機之間時會發(fā)生問題。

導線與導線之間以及導線與地面之間的電纜中始終存在分布電容。導體離地越近，電容就越大。建議始終使用屏蔽電纜連接變頻器和電機，因為這“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

當變頻器首次開發(fā)測試時，工程師通常用一根短電纜從測試臺連接到下面的電機，所以直到變頻器進入實際的應(yīng)用現(xiàn)場，長會遇到長電纜的情況，問題才開始出現(xiàn)。

由于IGBT在輸出端的驅(qū)動開關(guān)接通和斷開，它們必須對這種分布電容進行充放電。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）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)的時候，因此它們增加了逆變器的開關(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，并會因溫度過高而跳閘。有時尖峰大到足以引起偶爾的過流跳閘。

一旦變頻器設(shè)計者意識到了這個問題，他們就開始用屏蔽的長電纜測試變頻器，并確定一個特定變頻器可以使用多長電纜。現(xiàn)在，大多數(shù)變頻器都經(jīng)過測試，并被指定與通常50米的屏蔽電纜一起工作-有時更多，有時更少，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，有時只是一個輸出扼流圈。

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電機，高頻成分會導致更多問題。最初，電機的絕緣設(shè)計是為了運行一個很好，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)動和舊電機上的絕緣達不到逆變器的輸出。新型驅(qū)動打破舊的可靠電機的問題出現(xiàn)，電機制造商努力改進他們的設(shè)計。新的絕緣材料，以及改變繞組安裝在電機定子端部的方式，解決了這個問題。30年以內(nèi)的電機通常是“適用變頻器”。因此，現(xiàn)在由于使用變頻器而導致的絕緣故障非常罕見。如果電機絕緣失效，通常是由于過熱或老化造成的。如果電機是舊的，無論如何都應(yīng)該更換一臺現(xiàn)代化、高效的電機，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)波形的一個高頻分量的波長的倍數(shù)重合，則反射信號可使電機端子處的電壓加倍。同樣，大多數(shù)電機的額定值是這樣的，但偶爾也會發(fā)生損壞。解決方案是在連接上多（或少）加一點電纜。

另一個由變頻器的高頻分量引起的問題是軸承電流。同樣，電機繞組對地的寄生電容是罪魁禍首。高頻電流可以通過各種途徑到達地面，包括流經(jīng)電機軸承。這導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，都會導致軸承故障。該問題通常發(fā)生在更高電壓變頻器和更大的電機，但偶爾會發(fā)現(xiàn)在較小的電機中也存在這種現(xiàn)象。

同樣，電機制造商的應(yīng)對措施是在許多（但不是所有）電機中使用絕緣軸承（通常只需要一個，通常在非驅(qū)動端）。

當然，預防軸承損壞要比維修好，迫使用戶可以采取一些簡單的預防措施來將問題最小化。

電機良好的接地將確保漏電流流過電機本體，而不是軸和軸承。使用具有良好高頻傳導的編織接地片可以改善電機和系統(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。對稱電纜似乎有幫助，即屏蔽電纜（在電機和驅(qū)動器之間），其中每個導體對屏蔽層有相同的漏電流。在電纜內(nèi)對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，因為它們既昂貴又笨重，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。

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