變頻供電交流電機(jī)軸電流問題的分析與抑制.pdf

1、隨著電力電子技術(shù)及器件不斷發(fā)展，變頻驅(qū)動被廣泛應(yīng)用于新能源發(fā)電、高速列車牽引傳動和許多交直流傳動系統(tǒng)中。由于變頻器的輸出電壓存在高頻的共模電壓，在電機(jī)雜散電容的耦合作用下，在電機(jī)軸上感應(yīng)出軸電壓，繼而引發(fā)軸電流，造成軸承的電腐蝕，嚴(yán)重危害變頻驅(qū)動系統(tǒng)的安全運(yùn)行。因此，研究變頻供電系統(tǒng)中的軸電流產(chǎn)生機(jī)理，提出有效地抑制方法，對提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性具有重要的意義。
　　本文首先分析了軸電流的產(chǎn)生機(jī)理，介紹了軸電流的分類，測試方法以及抑

2、制方案的研究現(xiàn)狀，指出在目前分析中存在的問題。
　　然后針對變頻驅(qū)動系統(tǒng)共模電壓的產(chǎn)生以及影響因素展開研究。建立了SVPWM變頻驅(qū)動系統(tǒng)共模電壓分析模型，采用MATLAB仿真分析了不同的IGBT死區(qū)時間、IGBT和二極管的管壓降、IGBT下降沿時間對共模電壓的影響。分析結(jié)果表明IGBT死區(qū)時間對共模電壓的峰值和有效值影響不大，但是隨著死區(qū)時間的增加，共模電壓在載波頻率處的分量幅值不斷增加。IGBT和二極管的管壓降、IGBT下降沿時

3、間對共模電壓則影響較小。
　　針對變頻驅(qū)動系統(tǒng)交流電機(jī)的共模電壓、軸電壓和軸電流進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測試?？疾炝瞬煌乃绤^(qū)時間、載波頻率、調(diào)制波頻率下共模電壓的變化，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與仿真結(jié)果一致。變頻器的上述參數(shù)對軸電壓和軸電流的影響也較小。
　　研究分析了基于共模變壓器的低通濾波器，給出RLC網(wǎng)絡(luò)和共模變壓器各元件的定值計(jì)算方法。利用變頻器實(shí)驗(yàn)平臺，證明低通濾波器對共模電壓、軸電壓的抑制作用。
　　最后搭建了變頻器-異步電機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺