变频供电交流电机轴电流的分析与测量

来源 :北京交通大学 | 被引量 : 11次 | 上传用户:youpi100
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
得益于高性能半导体开关器件和先进控制策略的迅速发展,变频技术被广泛应用于电机驱动领域中。但变频技术在提高驱动性能的同时,也产生了一些负面效应,如电机中的轴电流问题。交流电机在变频供电时,非零、高频共模电压作用于电机绕组,通过电机中杂散电容形成共模电流通路,导致产生轴电压及轴电流,引起轴承早期失效,严重危害交流电机的安全、可靠运行。对轴电流产生机理分析是提出抑制方案的依据,等效模型中参数的获取是准确预测轴电流的关键,而对轴电流进行测试是检验计算准确性和抑制方案有效性的必要手段。本文针对变频供电驱动电机的轴电流分析模型、轴承电容参数的计算以及轴电压和轴电流的测试开展了研究,具体内容如下:首先针对定子良好接地且转轴不接地情况下的轴电流问题进行了研究。建立了变频驱动交流电机轴电流模型,针对一台5.5kW鼠笼电机的杂散电容进行计算。搭建了变频驱动电机轴电流的MATLAB分析模型,对轴电压和轴电流进行了仿真分析。其次针对转轴接地引起的轴电流进行了研究。建立了考虑定子、转子接地阻抗的轴电流模型,利用惠斯通桥电路理论,采用相量法推导出轴承分压比随定、转子接地阻抗变化的关系,设计实验进行了验证。理论计算和实验分析都表明,当电机定子、转轴侧均存在接地阻抗时,轴电压随阻抗变化不是单调变化,而是呈V字形变化,可以通过调节定、转子两侧接地阻抗,达到降低轴电压、轴电流的目的。然后研究了轴承电容参数的计算和测试方法。分析了目前轴承电容计算值与实际值偏差比较大的原因,提出一种基于电磁场的轴承电容计算方法。先根据弹性流体动力润滑理论计算出轴承油膜中心厚度,根据实际轴承结构在ANSYS Maxwell中建立有限元分析模型,计算出轴承等效电容。设计实验测量轴承等效电气参数,测量结果证明了上述计算方法合理性。最后研究了轴电流的测试方法。在分析了轴电流测量难点的基础上,对现有三种轴电流测量方案的优缺点进行了比较。本文采用在电机端盖内增加绝缘层并在轴承外圈和端盖处用引线连接的方案,实现轴电流的测量,并对测量结果进行了分析。建立轴电流测量的等效电路,推导出阶跃信号下实际轴电流与测量轴电流的瞬态解析式,计算出实际轴电流与测量轴电流峰值折算比例,表明测量方法的合理性。
其他文献
风力发电机组作为风电场的主要设备,由于环境及电子装置等因素的影响很容易损坏和发生故障,因此需要风力发电故障诊断系统对风力发电机组的运行状态进行实时监测,指导风力发电机组的维修和维护,从而可以在不停机的情况下保障风力发电机组的正常工作。风力发电机组与监控端之间需要传输风电机组的实时运行状态数据, WiMAX由于具有传输速率高、传输距离远、抗干扰能力强,支持完善的QoS(服务质量)机制的优点,同时其M
21世纪能源问题成为世界主要问题之一。可再生能源的发展迫在眉睫,由于飞轮电池性能优越,在可再生能源应用中有很高的研究价值。磁悬浮无刷直流电机因其特点很适合应用于飞轮电池当中。针对该电机在飞轮电池中还存在的一些缺陷,本文提出了一种飞轮电池用磁悬浮无刷直流电机,即外转子磁悬浮无刷直流电机(Outer-rotor Bearingless Brushless DC Motor,简称OBBDM)。该电机功率
学位
电力产业是资源密集型产业,是国民经济的基础产业,在人们的生产和生活中有着举足轻重的地位。然而由于电力事业的迅猛发展和电力系统规模的不断扩大,非线性负荷开始大量使用,结果使得电能质量受到严重污染。随着计算机技术的深入发展,嵌入式系统技术得到了广泛应用,基于此种情况,提出了基于ARM-Linux电能质量分析的研究与实现。论文首先简单介绍了电能质量监测装置在国内外的发展现状,目前存在的问题以及将来的发展