為何開關頻率越高，變頻器輸出波形質量越好？

為何開關頻率越高，變頻器輸出波形質量越好？

開關頻率越高，變頻器輸出波形質量越好的主要原因有以下幾點：

1.減小開關電壓躍變時間：開關頻率越高，每一個開關周期的時間間隔越小，因此開關電壓的躍變時間也相應減小。開關電壓躍變時間長會導致電壓波形出現較大的上升或下降時間，從而引發更高的諧波含量。而減小開關電壓躍變時間可以有效降低諧波含量，提高波形質量。

2.減小開關損耗：開關頻率越高，開關管的開關次數就越多，所以開關管的平均開啟時間和關斷時間都會減小。相比較較低開關頻率下，較高開關頻率可以減少開關管的開啟和關斷損耗，提高變頻器的效率。

3.減小輸出電流紋波：開關頻率越高，變頻器的輸出電流紋波越小。這是因為較高的開關頻率可以提供更多的開關周期，從而實現電流的更加連續和平滑。相比低頻時的突變，高頻率時的輸出電流更加接近恒定數值，減小了對電動機的電磁干擾，提高了電機的轉矩平滑性。

4.提高變頻器的響應速度：開關頻率越高，變頻器的動態響應速度越快。開關動作更頻繁，變頻器能夠更快地對電機的轉速變化進行響應。因此，高開關頻率能夠使得變頻器輸出的波形更加平穩，減小了轉速和轉矩的波動，提高了系統的控制精度。

5.減小電機噪音和振動：開關頻率越高，減小了PWM調制電路的開關干擾噪音和電機的振動。在高頻下，開關動作速度更快，干擾噪音頻率增加，但功率減小，因此噪音幅值減小。同時，高頻下電機產生的高次諧波會被其自身的低通特性濾除，減小了電機的諧波振動現象。

需要注意的是，雖然高開關頻率可以提高變頻器輸出波形質量，但也存在一些限制。如：高頻率時開關損耗會增加，對于一些功率較大或要求高效率的應用，需要綜合考慮開關損耗和波形質量的平衡。此外，高頻時變頻器的設計和制造成本也可能增加。因此，在選擇變頻器開關頻率時，需要結合具體應用需求和成本效益進行合理選擇。