PWM脉宽调制调速系统电机耐压和轴承电流问题的研究.pdfVIP

PWM脉宽调制调速系统电机耐压及轴承电流问题的研究 北京科技大学 张登山 赵宏 李华德 摘要:针对变频器的广泛使用带来的电机共模电压、轴承电流问题，造成电机的轴承和绕组的损坏，文章作出了深刻的理论 分析并且给出解决方案. 关性词:共模电压轴承电流EMCrPV TheStudyofMotorIsolationandBearingCurrentinPulseWidth ModulationDrivesSystem ZhangDengshan Zhaohong Lihuade Abartae4Focusonthecurrentcriticalproblemofmotorcommonvoltageandbean叩 currentbringthe山anageofmotorbearingand windingwhenusingPWMdrives,adeeptheoryanalysesofthisphenomenonandasolutiontoavoidthisproblemisgiveninthispaper. Keywords:commonmodevoltage bearingcurrentEMC PWM 频器的输出是经脉宽调制的高频调制方波，这些 1 前言 经调制的电压波的 dv/dt是由变频器 PWM 的 许多年前来自电网供电的电动机一直采用 IGBT调制频率决定的，最小的IGBT开关时间 齿轮传动。随着变频器的快速发展以及变频器价 是0.08至O.lus。对于一个标准的690v的变频 格的下降，变频调速被广泛地应用到各种生产场 器来说，它 的 dv/dt?690*1.35v/0.Ius=10kv/P 合。采用变频调速传动可以改善运行和生产状 s。因此如果电机没有足够的绝缘水平承受由于 况，同时还可以节能。然而目前却呈现了传动设 PWM脉宽调制电压波在电机电缆上所产生的高 备维修费用和电动机故障增加趋势。目前与变频 频电压瞬变，则会造成电机绝缘的击穿Iq。如 器匹配的电机大部分为普通的标准电机，在采用 下图 1所示，可以把 PWM调制波的上升沿看 变频供电后，电动机如果不采取适当的措施会面 作为一移动的电压波。如果PWM 的调制频率 临电机绕组耐压和轴承故障的问题。本文在理论 为 3KHZ的话，那么此电压波的传播速度约为 上充分分析了电动机使用变频调速系统产生共模 150m/Ps,考虑到波的反射和叠加，实际加在电 电压和电机轴承电流的机理，并且给出克服此类 机上的电压为:Vmotor--I-9VDC-link=2.6Vsupply- 问题的方法. 如果在考虑到电机运行在发电状态下，使直流 母线电压升高，那么电机所要承受的电压会更 2 PWM变频调速系统造成电机绝缘 高。 负担 造成最大电压反射的先决条件是变频器输出 近些年来，由于PWM变频调速技术的快速 电压的上升时间小于电压波从变频器端到电机端 发展以及变频器价格的降低，越来越多的PWM 的传播时间。即:Attits=Lcable/v，变频器输出电 变频器被使用。一个PWM变频调速系统是由电 压的上升时间4t大约为0.08到OAus,那么引起电 网、变频器、电机、电缆以及接地系统构成。变 压反射的临界电机电缆长度为: 387 电动机的电缆以及电机的绕组对地存在祸 - llsp 呀 合电容。在调制电压波的上升和下降沿处，通