电机的漏电、轴电压与轴承电流问题 变频器驱动感应电机的电机模型如图6 所示,图中Csf 为定子与机壳之间的等效电容,Csr 为定子与转子之间的等效电容,Crf 为转子与机壳之间的等效电容,Rb 为轴承对轴的电阻;Cb 和 Zb 为轴承油膜的电容和非线性阻抗
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,从而引起对地漏电流、轴电压与轴承电流问题
图 6 变频器驱动感应电机的电机模型 漏电流主要是PWM 三相供电电压极其瞬时不平衡电压与大地之间通过Csf 产生
其大小与PWM 的 dv/dt 大小与开关频率大小有关,其直接结果将导致带有漏电保护装置动作
另外,对于旧式电机,由于其绝缘材料差,又经过长期运行老化,有些在经过变频改造后造成绝缘损坏
因此,建议在改造前,必须进行绝缘的测试
对于新的变频电机的绝缘,要求要比标准电机高出一个等级
轴承电流主要以三种方式存在:dv/dt 电流、EDM(Electric Discharge Machining)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
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时,存储在电子转子对地电容Crf 上的电荷(1/2 Crf× Urf)通过轴承等效回路Rb、 Cb 和 Zb 对地进行火花式放电,造成轴承光洁度下降,降低使用寿命,严重地造成直接损坏
损坏程度主要取决于轴电压和存储在电子转子对地电容Crf 的大小
环路电流发生在电网变压器地线、变频器地线、电机地线及电机负载与大地地线之间的回路(如水泵类负载)中
环路电流主要造成传导干扰和地线干扰,对变频