逆变器驱动下感应电机轴电流的研 究.pdfVIP

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