pwm逆变器驱动感应电机高频轴承电流关键问题研究

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4、‘沈阳工业大学博士学位论文PWM逆变器驱动感应电机高频轴承电流关键问题研究KeyProblemsofHighFrequencyBearingCurrentsinVariableFrequencyInductionMotorFedbyPWMInverter王禹电气工程学院作者：单位：指导教师：白保东教授单位：电气工程学院协助指导教师：单位：单位：论文答辩日期：2015年09月25日学位授予单位：沈阳工业大学摘要变频调速系统轴承电流问题已成为PWM（PulseWidthModulation）逆变器供电主要负面效应之一，由于轴承电流导致的轴承失效问题严重影响了驱动系统的运行稳定性

5、及安全性。本文针对PWM逆变器驱动感应电机高频轴承电流问题，从放电轴承电流DBC（DischargingBearingCurrent）、环路轴承电流CBC（CirculatingBearingCurrent）计算模型、系统因素对轴承电流变化规律的影响，轴承电流实验测量方法及轴承电流抑制措施等方面展开了系统研究，具体研究内容如下：轴承电流实验测量是评价轴承电流计算模型及分析轴承电流变化规律的关键。首先以YVP3感应电机，YVP11感应电机，YSY-75I中压感应电机，YSY-75II高压感应电机为研究对象建立变频感应电机轴承电流实验平台，给出了实验对象电机改造方案，以此实现轴承电

6、流、轴承电压、接地电流、共模电流等参数测量。根据轴承电流频域特点、幅值量级给出了轴承电流测量仪器的带宽范围、测量量程，减小了实验误差。基于集中参数共模等效电路推导了放电轴承电流解析表达式，给出了电机内寄生参数解析计算方法，基于寄生电容间的分压关系提出了轴承电压系数、齿槽比、槽隙比概念，给出了电机齿槽尺寸与轴承电压关系。提出了一种新的分布参数共模等效电路，利用分布参数共模等效电路进行了放电轴承电流计算。上述分布参数共模等效电路考虑了电机绕组的传输线特征，并将绕组端部寄生效应进行了等效，使计算模型更加合理。提出了阻抗分离法测量共模等效电路中各寄生参数，该方法综合考虑了寄生电容频域特

7、性、电机内介质材料的频域特性等因素，为准确计算轴承电流提供了保证。基于高频接地电流特点，提出了分布参数接地电流计算网络，给出了网络中单元参数的计算方法，通过分布参数网络进行了接地电流仿真计算。通过解析法求取了共模磁通解析表达式，分析了共模磁通、共模电流、转轴端到端感应电压关系。通过电流互感器等效电路描述了环路轴承电流现象，给出了环路轴承电流传导路径电感、电阻计算解析式，最后得到了环路轴承电流变比计算表达式，为环路轴承电流定量计算提供了理论依据。利用本文搭建的轴承电流实验平台，通过实验研究了驱