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2020-10-26
依照圖所標出的接地點,它們之間(jiān)的阻(zǔ)抗在實際上是不能忽略的。如果(guǒ)共模電流從電動機機殼返回逆變器路徑上的阻抗與通過軸承(chéng)達到負(fù)載然後再返回逆變器時的路徑阻抗相(xiàng)同時(shí),這就(jiù)意味著兩條路徑所分得的共模電流大小相等。所以為電(diàn)動機機殼與逆變器之間提供一個低阻抗的共模(mó)電流通(tōng)道,能夠很有效地減小流(liú)過軸承的電流,這就是為什麽要求變頻器與電動機之間要采用低阻(zǔ)抗(kàng)屏蔽電纜(lǎn)的重要原因。
研(yán)究表明,在眾多低阻抗(kàng)屏蔽電纜中,連續螺紋(wén)狀鋁製電纜有(yǒu)Z優異(yì)的表現。因為(wéi)鋁(lǚ)擁有較低的電阻和電感,所以這種電纜的高頻阻抗較(jiào)小。
1 改進電動機(jī)與變頻器、電(diàn)動機與負載之間的高頻接地
潛(qián)在Z大的軸承電流分量就是從定子繞組流出通(tōng)過軸承和(hé)連軸器到達負載的共模電(diàn)流(見圖1)。創造一個從電動(dòng)機(jī)的外殼(ké)到變頻(pín)器外殼到負載外殼的低阻抗(kàng)連接能夠Z有效地降低這(zhè)種電流。
電動機外(wài)殼(ké)到逆變器外殼的連接(jiē)應該通過(guò)電纜的屏蔽層和內部的接地導線(如3+3結構的3根(gēn)接地線);而電動機的外殼到負載的外殼一般采用金屬帶。

圖1 共模軸(zhóu)電(diàn)流
2 負載與電動機間的連軸器的絕(jué)緣隔離
路徑2和(hé)路(lù)徑3都通過轉子軸和(hé)連軸器流(liú)到負載,這個電流可以通過(guò)采用絕緣的連軸器加以消除,從圖2可以看出,雖然消除(chú)了流過負載軸承的(de)電流,但是流過電(diàn)動機軸(zhóu)承(chéng)的電流卻增加了,此時電動機的軸承(chéng)成為耦合到轉子的電流返回逆變器的途(tú)徑。

圖2 用絕緣連(lián)軸器消除軸延伸電流
3 在沒有絕緣隔離(lí)層的軸承轉軸上(shàng)加裝(zhuāng)接地電刷
接地電刷可以提供一條軸電流返回逆變器的路徑(jìng),從而將電流從軸承中引(yǐn)出(見圖3),因為(wéi)對軸延伸電流而言電刷比軸承提供了一個(gè)阻抗更小的路徑。但是,接地電刷不能完全消除流經連軸器、負載軸承的電流,特別是負載外殼至逆變器外殼之間的高頻阻抗較小的時候。

圖3 電動機驅動端(duān)的接地(dì)電刷
4 電動機一端的軸承加(jiā)裝絕緣墊片
電(diàn)動機一端的軸(zhóu)承(chéng)如果采用絕緣(yuán)隔離,則從轉軸流到地的電流和軸(zhóu)承之間的環(huán)流也就被阻斷了(le)。通常絕緣墊片安裝在沒有接地電刷的那個軸承上。而將絕緣墊片安裝在有接(jiē)地電刷的軸承上是不對的,因為這樣會加強流過另一(yī)端(duān)的(de)軸承(chéng)的電流。
與上述方法類似的是采用絕緣軸承。目(mù)前國外的(de)高壓電動機,無論(lùn)是滾動軸承還是滑動軸承,無一例外地采用軸承絕緣措施。如(rú)采(cǎi)用噴塗Al2O3塗層,或在非軸(zhóu)伸(shēn)端軸承座內嵌(qiàn)入3mm厚玻璃(lí)纖(xiān)維層壓板等。
5 同時安裝接(jiē)地電刷與絕緣墊片
接地電刷在通(tōng)常情況(kuàng)下都是和絕緣墊片一起使用的。非驅動端(duān)安裝絕緣墊(diàn)片而驅動(dòng)端安裝接地電刷的示意(yì)圖如圖4所示。在這種情況下耦合到轉子的電流還是存在的,它沿(yán)著轉軸流入(rù)負載。

圖4 非驅動端(duān)安(ān)裝絕緣墊片驅動端安裝接地電刷
不論怎樣,電動機與逆變器、電動機與負(fù)載的良好接地仍然(rán)是必須的。特別需要注(zhù)意的是在驅(qū)動端安裝了接(jiē)地電刷後,不能在非驅動端再安裝接地電刷,因為安裝後將(jiāng)給環流提(tí)供(gòng)一個(gè)低阻抗的通(tōng)路,將使驅動端的接地電刷形同虛設。
在實際應用(yòng)中,對於大型交流電動機和中小電動機所采用的方案是不一樣的,對於大型電動機,在驅動端和非驅動端都要安裝軸承絕緣墊片,而且(qiě)在驅動端(duān)安裝接地電刷;對於中小型(xíng)交(jiāo)流電動機,可以在一端安裝軸承絕緣墊片而在另(lìng)一端安裝接地電刷。
6 通過改進(jìn)係統設計來防治軸(zhóu)承電流
係統設計上(shàng)的適(shì)當改進能夠減少軸承電流,這種改進包括(kuò)逆變器和電動機兩方麵。
(1)采用隨機(jī)空間向量技術。通過隨機的空間(jiān)向量技術去控製共模電壓變化的振幅和數量。這種方法不用添加(jiā)任何硬件,但該方法Z多隻能(néng)降低50%的共模(mó)電壓。
(2)采用共模電抗器。這是用得較多的方(fāng)法,在電動機的每一相(xiàng)中增加一個共模電抗器,從而達(dá)到無源低通濾波的效果。但(dàn)是這種方法僅可以少量地減少共模電壓。
(3)采用新型的逆變(biàn)器拓撲結構。
(來源:電工電氣(qì)學習)