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逆变器驱动下感应电机轴电流的研 究.pdf
第 26卷第 3期 湖 南 工 程 学 院 学 报 V01.26.No.3
2016年 9月 JournalofHunanInstituteofEngineering Sep.2016
逆 变 器 驱 动 下 感 应 电机 轴 电流 的研 究
刘 万太,罗小丽,宋运雄 ,罗胜华
(湖南 电气职业技术学院,湘潭 411101)
摘 要 :在变频电源供 电的交流 电机运行 中,电动机轴承端产生的轴电流会导致电机轴承损坏,影响电
机正常运行.建立了电机 内部耦合参数共模等效电路 ,逆变器产生的共模电压在耦合电容作用下产生轴
电压和轴电流.为了抑制逆变器驱动下感应 电机的轴电流,采用了两套无源滤波装置,并对该滤波方法
进行 了仿真分析.通过对轴电压、轴电流的仿真分析 ,可以看 出该装置能有效抑制轴 电流.
关键词 :逆变器;轴 电流;耦合 电容
中图分类号 :TK83 文献标识码 :A 文章编号:1671—119X(2016)03—0020—04
情况下 ,三相 电源是不能完全对称的,共模 电压也就
0 引 言 不可避免的存在.尤其对于逆变电源, 。的大小取
决于逆变器的开关状态 ,而且 V。。的变化频率与逆
工频电源驱动下感应电机的轴电流 由转轴上的 变器的载波频率一致.随着逆变器调制频率的增加
交变磁链产生 ,这些交变磁链是 由电机定转子槽、定 和电机零序阻抗 的降低 ,V。将会产生较大 的共模
转子铁心接缝和电源不平衡等因素造成磁通不平衡 电流 ,同时轴 电流也 随之增大,将 大大缩减轴承寿
而产生的.近年来 .随着变频技术及高频率功率元件 命 ,破坏电机正常运行.
的应用,轴电流又有 了新的来源和产生机理.逆变电 下面通过共模等效电路将轴电压 、轴 电流的产
源中含有高次谐波分量,在电压脉冲分量作用下,电机 生路径以电路的形式表达出来.电机分布参数电路
转子之间将产生电磁感应,进而产生轴电压、轴电流. 可以用集总等效 电路来等效 ,形成轴 电压的转子耦
本文通过分析轴电压和轴电流 的产生机理 ,提 合部分 电路.经简化后的集总共模等效 电路模型如
出了轴电流的抑制及预防措施. 图 1所示.
1 轴 电流 的产生
1.1 共模电压与轴电压
变频电源供 电系统中,轴 电压主要 由电源电压
的零序分量产生 ,由于元器件、电路和回路阻抗的不
平衡 ,逆变电源必然会产生零点漂移 ,而轴 电压正是
零点漂移电压的一部分. 图 1 逆变器驱动下的集总参数共模等效电路
星形联接的变频感应电机共模电压可定义为 :
其中:电机绕组 中,尺 、L 分别为电机的绕组电
V 十Vb。+ 。 r1、
1, 一 阻和绕组 电抗,C 为绕组与定子机壳间的电容;
3
C… C 分别为绕组与转子间电容和定子与转子间
式 中: 。、V 、V 为电机对地相 电压 ,V。为共
电容 ;R 为轴承 回路 电阻;C为轴承油膜的电容 ;R
模电压 即三相负载中性点对地电压.
为轴承油膜电阻 ;L 为
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