1. 为什么长电缆会出问题？

 

反射波与尖峰：VFD 的 IGBT 开关上升沿很陡（高 dV/dt）。长电缆呈现较大的分布电容、线路不匹配，PWM 阶跃在电机端反射并与后续波形叠加，形成电压尖峰/过冲，对电机绝缘与驱动器电流应力不利。Siemens 与 ABB 的应用说明都把它列为长电缆首要风险。

 

伴随效应：共模高频导致漏电流与EMI上升，可能引发变频器误报过流、电机轴承电蚀、邻近仪表噪声等。

 

 

“反射波导致端子尖峰”的示意曲线（

 

 

2. 什么时候必须加滤波器？

 

经验阈值：当电机电缆长度超过驱动器手册给出的“无滤波最大长度”，或已有端子尖峰/过流/温升异常，优先考虑dV/dt 滤波器；若电缆极长/多电机并联或需要近似正弦输出，再选正弦波滤波器。ABB 在 2024 年的技术笔记给出明确决策流程。

 

载波频率联动：电缆越长，载波频率要降（降低开关次数与尖峰重复应力）。Yaskawa 的“Long Drive/Motor Leads”建议>150 ft（约46 m）就应评估，并尽可能降低载波到可接受范围。

Yaskawa

 

 

3. 三种常用对策的取舍

方案       作用       典型适用       代价/注意

输出电抗器    降低 di/dt，缓和尖峰  中短电缆、轻度反射    压降与发热小，但对尖峰抑制有限

dV/dt 滤波器 针对上升沿陡峭的尖峰       长电缆、绝缘寿命关注       需匹配驱动额定与频率；会带来压降与温升，布置空间要预留

正弦波滤波器       近似正弦输出，大幅降噪与减振       超长缆、多电机并联、老电机改造    体积/成本最大；对控制方式/载波有兼容性要求（见 Rockwell 文档）

LR 型 dV/dt（L+R）可配 FVC/SVC/VHz；

 

LRC 型 dV/dt（L+R+C）仅配 V/Hz；

 

正弦波滤波器需按 750 系列参数指南设置相关参数位与载波，否则易误报过流。

4. 各品牌关键参数与“坑位”提示

4.1 Siemens（SINAMICS 系列）

 

启用滤波器参数：配 dV/dt 滤波器时，要在调试时显式启用相关参数（如 p0230），否则滤波器可能因错误开关模式受损。文档明确要求“仅使用 Siemens 已发布的 dV/dt 滤波器”。

 

频率上限：部分 dV/dt 滤波器的最大输出频率 150 Hz，超过可能损坏滤波器；开关频率也有上限要求。

 

选型与合规：G120P/G130 的“compact + Voltage Peak Limiter”系列对电压尖峰幅值有专门约束，按手册核对。

4.2 ABB（ACS880 等）

 

何时需要：TN176（电机电缆距离）与 TN181（输出滤波器选用）给出长电缆/老电机/多并联等典型触发条件。

 

EMC/漏电流：du/dt 滤波器能降低电缆的高频泄放与 EMI；但电缆本身的电阻/电感对拉出转矩的影响在超长电缆时更显著，需要一并评估。

公共库

 

4.3 Rockwell（PowerFlex 700/750 系列）

 

控制方式与滤波器匹配：LRC 型 dV/dt 不能用于 FVC/SVC，仅 V/Hz；正弦波滤波器应用时需按文档设置参数，避免 F12 过流等告警。

 

4.4 Yaskawa

 

长缆应对：>150 ft 强烈建议评估；降低载波频率是首选措施之一，搭配 dV/dt 或正弦滤波器可大幅改善端子波形与漏电流。

 

5. 布线/接地与调试清单（可直接作为交付文档附件）

 

布线与接地

 

VFD 专用电缆（对称三芯 + 360°屏蔽接地），驱动端环形压接或屏蔽夹具固定；

 

电机端做等电位接地，线槽/桥架连续接地；

 

控制线与动力线分槽布线，交叉尽量垂直；

 

多电机并联时，尽量等长支路，必要时分支侧补电抗。

 

调试参数

 

降低载波/开关频率；

 

启用驱动器内的“外接滤波器”相关参数项（不同品牌字段不同）；

 

监测滤波器温升与压降，高负载场合做红外测温；

 

示波（差分探头）测电机端子波形，确认尖峰/过冲已压低到电机绝缘允许值。

 

6. 选型步骤（落地表单）

 

确认工况：电缆长度、并联台数、电机绝缘等级与额定电压；

 

看驱动手册阈值：若超出“无滤波长度”或已出现尖峰/过流/噪声 → 进入下一步；

 

先选 dV/dt，若“极长缆/老电机/多并联/噪声发热仍大” → 升级正弦波滤波器；

 

匹配参数：驱动额定电流、最大频率/载波频率、环境温升与压降；

 

联动设置：按品牌文档设置专用参数位；

 

现场验收：波形、温升、EMI 与报警记录。

 

参考文献

 

ABB：TN176《Motor Cable Distance from Drives》，TN181《Selecting and Applying Output Filters》——含“何时需要滤波器”的决策图、EMI/漏电流说明。

Abb Library

 

Rockwell：PFLEX-AT002《Parameter Settings for PowerFlex Drives Using Sine-wave/dV/dt Filters》——含控制方式与滤波器兼容性表。

support.rockwellautomation.com

 

Yaskawa：AR.AFD.05《Long Drive/Motor Leads》——含长缆与载波频率的建议，端子波形示例。

Yaskawa

 

 

结论

 

长电缆确实会放大 VFD 的 dV/dt 问题；

 

工程对策从“电抗器 → dV/dt → 正弦滤波器”逐级加；

 

参数联动与布线/接地同样关键；