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逆变输出滤波器降低了电机输入脉冲电压的电压上升率,这样一来,电机内分布电容的电压耦合作用便会大大减弱,轴电压以及由此引起的EDM电流都会下降,同时由于电压变化率引起的dv/dt电流也会明显减少,因此滤波器可以有效地抑制轴承电流的产生。图8给出了加入滤波器(未接地)前后的电机轴承电流仿真波形,其中,逆变器载波频率为5KHZ,脉冲电压上升时间为200ns,电缆长100m。从图中可以看出,无论EDM电流还是dv/dt电流都明显减少。仿真中还发现,将滤波器接地,无论dv/dt电流还是EDM电流相对不接地而言均显著减少,其原因是RC支路吸收高次谐波的作用更强,能够更好地改善电压波形。
6 结束语
高频PWM脉冲输入下,电机内分布电容的电 压耦合作用构成系统共模回路,从而引起轴电压与轴承电流问题。轴承电流主要以三种方式存在:dv/dt电流、EDM电流和环路电流。轴电压的大小不仅与电机内各部分耦合电容参数有关,且与脉冲电压上升时间和幅值有关。本文着重讨论前两种方式的轴承电流。dv/dt电流主要与PWM的上升时间tr有关,tr越小dv/dt电流的幅值越大。逆变器载波频率越高,轴承电流中的dv/dt电流成分越多。EDM电流出现存在一定的偶然性,只有当轴承润滑油层被击穿或者轴承内部发生接触才可能出现,其幅值主要取决于轴电压的大小。以降低脉冲电压上升率为原则,设计一种在逆变器输出端串小电感并辅以RC吸收网络达到抑制轴电压与轴承电流的目的,仿真结果验证了该方法的有效性。 |