变频电机轴电流的分析-论文.pdf

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1、期第49卷(总第180期)(EXPLOSIO3N-PROOFELECTRICMACHINE)舫爆侨也E机移b变频电机轴电流的分析严冠豪，刘园，杨俊飞(中石化洛阳分公司，河南洛阳471012)摘要从轴电流产生原理的角度出发，分析了变频电机轴电流产生机理及危害，并介绍了非常实用的轴电流检测分析方法，最后提出了通过抑制电源谐波、加装碳刷、实用尖峰电压吸收器(SVA)等措施来防止变频电机轴电流危害。关键词轴承；轴电流；变频器DOI：10．3969／J．ISSN．1008-7281．2014．05．09中图分类号：TM303．5文献标识码：B文章编号：1008-7281

2、(2014)05-0028-003An~ysisandSolutionforShaftCurrentofVariable-FrequencyMotorYanGuanhao，LiuYuanandJunfei(SinopecLuoyangBranchCompany，Luoyang471012，China)AbstractFromthepointofshaftcurrentproducingtheory，themechanismandharmofshaftcurrentofvariable—frequencymotorisanalyzed，andusefultest

3、inganalysismethodofshaftcurentisintroduced．Atlast，themeasuresofrestrainingpowersupplyharmonic，installingcarbonbrushandapplyingspikevoltageabsorber(SVA)areproposedtopreventvariable—fre-quencymotorfromharming．KeywordsBearing；shaftcurrent；frequencyconverter圈中产生的磁场是三相对称的，如果电机三相绕0引言组相电流相

4、同并且电流的相位角都差120。时，电随着交流变频调速技术日渐成熟，交流变频机内部磁场平衡，不会产生轴电压，也就不存在产电机驱动性能显著提高，但是变频电机轴电流导生轴电流的条件。导致电机内部磁场不平衡可以致轴承故障的现象也不容忽视。利用西门子从两个方面进行分析：(1)电动机存在设计缺陷，6SE70系列12脉冲整流单元，整流单元输出直流导致结构不对称；(2)驱动电动机的电源输出电690V电压。直流母线拖动10台西门子矢量控制压不对称。由于电动机采用西门子变频器驱动，大功率变频器。变频器拖动的三相异步电动机根输出三相电压的频率、幅值、相位都在随时间变据恒转矩控制，依

5、次实现了短纤维成品丝的预拉化，电机内部的磁场平衡状态被打破，三相电压矢伸、拉伸、叠丝、切断、打包等工序。10台电动机量和不为零的零序分量将会使电机轴端产生轴电额定电压690V，功率范围300～800kW，采用交一压。直一交电源供应方式。由于轴电流的存在，电动机如图l所示，西门子6SE70变频器输出PWM每更换轴承1—3个月后，就会出现振动加速度异脉宽调制波形，其中包含高频谐波，高频谐波会在常增大现象。电机转子、定子线圈以及电机的动力电缆中发生电磁感应现象，定子绕组和电机基座之间的分布1电机轴电流产生的原因及危害电容会在电压耦合下与电动机的外壳构成共模回西门子变

6、频器的控制方式主有SPWM、SVP路，高频率波动的共模电压与转子容性耦合使得WM、VC三种。SPWM即正弦脉宽调制，SVPWM电机转轴对地产生脉冲电压，脉冲电压在系统中即电压空间矢量、VC即矢量控制。短纤维装置西产生零序电流。电机轴承的脉冲电压峰值最高可门子变频器采用的是带测速编码器的矢量控制方达到10—40V，轴承中的轴电流是该回路的主要式。组成部分。实践中发现，峰值电压的大小与从电动机工作原理分析，交流电源在电机线6SE70变频器的载波频率有关，载波频率越低，脉28爆'龟机(ExPLosIoN—PRo0FELEcTRIcMAcHINE)第49雾期)冲电压越

7、高，对电机传动轴承的损伤也更为严重。短时间内被烧毁。由于短纤维装置采用的异步电动机在选型时全部采用西门子电机，查阅西门子电机相关资料：电机空载轴电压必须在350mV以下，如果超过350mY，应该选用绝缘轴承。根据实践经验，可以根据表1来了解轴电压限值。表1电机轴电压对轴承的影响,---+De1共模电压一De．／2共横电压_'4轴电压6轴电流．，一＼。地电一箍-~-．*接T地g0电t流图1电机系统零序电流示意图轴电压通过电动机固定基座、传动轴承、电机转子、测速机、编码器等装置形成闭合回路，产生牵伸线一台800kW西门子电机选用了轴电流。电机在正常运转情况下，转轴

8、的旋转在NU224E轴承，但是在201