逆变器驱动电机系统中不同接地情况下的共模耦合电流路径

分析了逆变器驱动电机系统中的共模电压、高频情况下电机内部的共模耦合通道以及共模电压在这些通道中产生的共模电流。详细分析了系统在不同接地情况下的共模电流的流向及其防护。电机双端轴承绝缘并且电机轴碳刷接地,可构成对轴承电流的最佳防护。     

PWM脉冲作用下电机轴电流产生机理分析

在分析电机内部分布参数的基础上，建立脉宽调制(PWM)逆变器驱动系统共模回路的等效电路，由此得到以共模电压形式存在的轴电压的计算公式。为研究轴承电流产生机理及存在形式，建立模拟轴承内部接触和轴承油层击穿的轴承模型。通过仿真分析轴承电流与脉冲电压上升时间、电机内部分布电容之间的关系。最后给出抑制电机轴电压与轴承电流的方法，并通过对比分析验证其有效性。     

PWM脉冲作用下电机轴电流产生机理分析

在分析电机内部分布参数的基础上，建立脉宽调制（PWM）逆变器驱动系统共模回路的等效电路，由此得到以共模电压形式存在的轴电压的计算公式。为研究轴承电流产生机理及存在形式，建立模拟轴承内部接触和轴承油层击穿的轴承模型。通过仿真分析轴承电流与脉冲电压上升时间、电机内部分布电容之间的关系。最后给出抑制电机轴电压与轴承电流的方法，并通过对比分析验证其有效性。     

逆变器驱动感应电机系统中的电机轴承电流

逆变器输出的高频PWM电压作用在电机绕组上,在电机内部产生共模耦合效应,形成共模耦合电流,其中流过电机轴承的共模耦合电流会造成电机轴承的损坏。分析了电机内部的共模耦合效应和轴承电流产生的机理,讨论不同情况下轴承电流表现的不同特性以及轴承电流的测量方法,为轴承电流的深入研究打下基础。     

多电平中压脉宽调制电压源逆变器驱动装置应用中电动机轴电压和轴承电流及其减小的问题

本介绍了关于在中压脉宽调制（PWM）驱动系统中电动机轴电压和轴承电流问题及解决办法的试验结果。试验表明多电平中压PWM电压源逆变器驱动装置同低压PWM驱动装置一样,甚至对一种轴承绝缘的电动机也可能会引起轴承电流。作为PWM开关在电容上的共模电压可在电机绕组上探测到,在电容上耦合到电机轴上,从而导致轴承电流,对包括改变共模电路,改变接地线路,提供共模滤波和使用机电轴接地在内的可能的解决方法都进行了试验研究,对于它们的有效性试验作了陈述结果。     

光伏水泵系统PWM输出滤波方法及影响分析

针对光伏水泵系统的逆变器PWM电压输出导致的共模电压、电流等现象常引起水泵电机故障的问题,在分析了PWM 逆变器驱动电机系统产生共模电压、电流机理的基础上,采用滤波电容公共点接回到光伏母线侧负端的LC滤波器,使共模电压与电流得到抑制。LC滤波器使电机侧的输入状态发生改变,通过分析PWM输出LC滤波方法对感应电机控制系统的影响,对滤除参数的选取进行了优化。并对以上研究进行了实验,结果表明参数选取方法的正确及有效性。     

PWM驱动系统中感应电动机共模模型的研究

PWM逆变器在应用中会产生共模电压.共模电压在IGBT的高速开关期间产生高频充放电电流.这个电流通过电机内部的寄生电容产生流入地线的漏电流.漏电流过大将对电源产生电磁干扰;感应的轴电压过高还会使电机轴承过早毁坏,从而影响系统运行的可靠性.为研究共模电压的危害及方便分析相应的抑制策略的效果,建立了高频感应电机的共模模型,仿真和实验结果证明了模型的正确性和实用性.     

基于共模耦合效应的电机绕组过电压研究

高du/dt的PWM电压将会在电机内部产生共模耦合效应,并在电机内部的共模耦合回路形成共模耦合电流,共模耦合电流流过电机绕组时,将引起电机绕组电压的畸变,并产生电压过冲。与电机端子的过电压一样,影响电机绕组的绝缘。该文从电机内部共模耦合效应的角度分析和计算了电机绕组的过电压,建立高频情况下电机内部的共模等效电路集总参数模型,给出共模耦合电流和电机绕组电压的计算方法,分析了共模耦合电流对电机绕组电压的影响,并通过仿真和实验进行了验证。     

变频调速系统应用中共模干扰问题及其分析模型

讨论了交流变频调速系统中普遍存在的共模干扰问题,包括电机轴承损坏、局部绕组绝缘击穿和电磁干扰(EMI).通过对双PWM变频调速系统共模干扰机理的研究,建立了变频调速器、传输电缆及交流电机的共模等效电路,分别用于对轴电压和轴电流的研究及仿真.提出了通过控制整流器和逆变器的PWM开关相位,有效降低变频调速系统共模电压的方法.     

逆变器驱动电机系统中的耦合电流

针对由于逆变器驱动电机系统中的PWM电压具有高频和高dv／dt的特性,在电机内部产生共模耦合效应,并产生共模耦合电流流过电机内部的寄生电容这一特点,通过建立的分布参数电路模型和等效的集总参数电路模型,研究了电机内部高频情况下的共模耦合效应,分析了共模耦合电流的基本特性,给出了共模耦合电流的计算方法,对三相系统中的耦合电流进行了试验研究,并讨论了耦合电流对系统性能的影响。结果表明,耦合电流伴随电压的跳变而产生。呈双频振荡,引起电压和电流的畸变,并将引起电机绕组的过电压。     

逆变器驱动电动机系统中轴承电流产生的机理研究

分析了三相逆变器共模电压及感应电动机内部的寄生耦合效应,基于共模电压和共模耦合效应的概念,解释了PWM逆变器产生轴承电流的机理。     

A passive EMI filter with access to the ungrounded motor neutral line—Its effect on attenuating bearing current

This paper describes the effect of a passive EMI filter on preventing bearing current from flowing inside an inverter‐driven motor. Motor‐bearing damage is often caused by bearing currents resulting from the breakdown of grease films in the motor bearing. The high‐frequency common‐mode voltage generated by the PWM inverter induces a shaft voltage between the rotor and the frame. When the shaft voltage exceeds the breakdown voltage of the grease films, a destructive instantaneous discharge current with a peak value of about 1 A flows through the motor bearing. The passive EMI filter, which is unique in access to the motor neutral line, can reduce the shaft voltage as a result of eliminating the high‐frequency common‐mode voltage from the motor terminals. Hence, no breakdown occurs in the grease film, so that no bearing current flows. The viability and effectiveness of the passive EMI filter is verified by experimental results obtained from a 400‐V, 3.7‐kW laboratory system. © 2008 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 166(2): 78– 87, 2009; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20489     

Approaches to suppressing shaft voltage in brushless DC motor driven by PWM inverter

This paper describes the approaches to suppressing the shaft voltage and bearing current by electrostatically shielding the stator end windings of the brushless DC motor driven by PWM inverter. At first, measured shaft voltage and bearing current are compared with those calculated waveforms to verify the common mode equivalent circuit of the brushless DC motor. Next, the relationship between shaft voltage and stator winding to rotor capacitance is calculated using the common mode equivalent circuit. Finally, the electrostatic shielding of the stator end windings is evaluated to reduce the shaft voltage by experiments and calculations. ©2008 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 166(4): 73–79, 2009; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20701     

直流输电共用接地极线方式的保护特性

分析了传统接地极保护用于共接地极线模式时存在的不合理性。利用电路原理对共接地极线模式下各类故障时的电气参数进行计算得出:当接地故障发生在共接地极线处时,故障点离接地极点越近,各系统的保护装置测得的不平衡电流越小;当接地故障发生在各自独立接地极线上时,故障点离直流开关站越近,故障侧的保护装置测得的不平衡电流越大,与正常运行侧的保护装置测得的不平衡电流情况相反。由此得出:断线故障时的不平衡电流为固定值;单线故障对过电压保护影响不大;双极运行系统不平衡电流对保护的影响与其流入方向和大小有关。最后,针对故障电流特性,建议对不平衡电流保护进行故障定位及反时限功能的改进。