前言：中文期刊網(wǎng)精心挑選了變頻電源范文供你參考和學(xué)習(xí)，希望我們的參考范文能激發(fā)你的文章創(chuàng)作靈感，歡迎閱讀。

變頻電源范文1

關(guān)鍵詞：不間斷電源 變頻器 蓄電池

中圖分類號：TM61 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）05（a）-0007-02隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展及人民生活水平的不斷提高，人們對電質(zhì)量的要求及依賴性也越來越高。尤其是對一些不允許間斷供電的重要負(fù)荷的場合提出了更高的要求，比如：轉(zhuǎn)爐、氧槍提升等轉(zhuǎn)動設(shè)備以及電力、冶金、石化等行業(yè)的冷卻系統(tǒng)中的水泵、油泵等類負(fù)載，一旦斷電將導(dǎo)致運行中的機(jī)組停運，會給企業(yè)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。交流變頻型不間斷電源的出現(xiàn)為這些場合提供了可靠的電源保障。

1 設(shè)計思想

電機(jī)硬啟動對電網(wǎng)造成嚴(yán)重的沖擊，而且還會對電網(wǎng)容量要求過高，啟動時產(chǎn)生的大電流對設(shè)備、管路的使用壽命都不利。而變頻器的軟啟動功能可以使輸出電壓和頻率均從零開始，即限制了啟動電流，甚至小于額定電流電機(jī)都可以正常啟動，這樣不但減輕了對電網(wǎng)的沖擊和對供電容量的要求，而且還延長了設(shè)備的使用壽命。

目前常用的電壓型變頻器，其中間直流環(huán)節(jié)的電壓約為510～620 V，如果在市電停電后能為變頻器的中間環(huán)節(jié)提供一路這樣的直流電壓，其逆變器就能不間斷地輸出三相正弦交流電壓，而且其電壓及頻率均能連續(xù)可調(diào)。由此只要配套一組蓄電池，就可實現(xiàn)對負(fù)載的不間斷供電。

2 系統(tǒng)組成和工作原理

由圖1可以看出，交流變頻型不間斷電源主要由矢量變頻器、蓄電池組、高頻開關(guān)充電模塊、監(jiān)控模塊和隔離變壓器構(gòu)成。

當(dāng)交流供電正常時，由三相正弦交流電給變頻器負(fù)荷提供電源且電池不接入變頻器，同時交流電源由隔離變壓器經(jīng)充電模塊對電池依電池狀態(tài)處于浮充或均充工況，使充電安全且滿容量充電，確保可靠后備電源；當(dāng)交流輸入電源中斷時，電池投入變頻器直流電源側(cè)使變頻器有可靠后備電源，繼續(xù)提供三相變頻電源輸出。

3 實例應(yīng)用

遼寧凌源鋼鐵項目現(xiàn)場要求變頻器輸出功率為15 kW，交流事故停電后由電池繼續(xù)給變頻器供電，保證負(fù)載能連續(xù)工作，且后備時間為10 min以上。

3.1 矢量變頻器

變頻器選取西門子6SE70系列，對應(yīng)額定功率15 kW選取即可。電機(jī)制動時（事故剎車），其由慣性產(chǎn)生的能量需要被消耗掉，所以需配備相應(yīng)的制動單元。制動單元實質(zhì)上是一個斬波器，它根據(jù)直流母線上電壓值的大小判斷制動的狀態(tài)從而進(jìn)行投入和切除。同時它還可以監(jiān)控制動電阻上流過的電流，使其正常、安全的工作。為了加大制動功率或提高長時間制動功率，可以再外接一個與其匹配的制動電阻。

3.2 蓄電池組

該設(shè)備采用閥控式密封鉛酸免維護(hù)蓄電池（VRLA）作為后備電源，其具有壽命長、無污染、體積小、放電性能好、維護(hù)量小等優(yōu)點。

3.2.1 電池只數(shù)的確定

根據(jù)變頻器直流額定工作電壓范圍：510 V（-15%）-650（+10%），計算變頻器正常工作電壓的上限和下限值，即： V； V。

變頻器的直流工作電壓取其平均值，即：

由此得，取N=42只。

即： V

此電壓值在變頻器工作電壓范圍內(nèi)，所以電池按42只選取即可。

Un為變頻器直流輸入電壓；Uf為單體蓄電池浮充電電壓。

3.2.2 電池終止電壓的確定

根據(jù)變頻器直流額定工作電壓范圍：510 V（-15%）-650（+10%），即當(dāng)電壓低至 V時，變頻器仍然可以正常工作。

根據(jù)變頻器最低工作電壓，由此推算單只電池的放電終止電壓為： V。

蓄電池放電電流的計算公式為：。

P為變頻器功率，Pt為變頻器功率因數(shù)，η為變頻器效率，U為放電后電池組端電壓 A。

對照陽光電池放電表（見表1），得知：終止電壓在1.75 V時，放電15 min，大于32.96 A的電流值為46 A，即對應(yīng)的電池為32 AH。由此可知15 kW的變頻器，至少需要配備32 AH的電池。

3.3 充電模塊的選擇

充電模塊采用新型大容量IGBT功率器件及先進(jìn)的PWM脈寬調(diào)制技術(shù)，使其具有大功率輸出的特點。同時充電模塊采用獨特結(jié)構(gòu)，對小容量的電池也能做到穩(wěn)定的恒流充電，不會過充或欠充。因此具有良好的穩(wěn)壓、穩(wěn)流精度，確保用電安全和延長電池使用壽命。而且該IGBT充電模塊帶有內(nèi)部溫度檢測，當(dāng)溫度高時，自動開啟風(fēng)扇散熱。在此基礎(chǔ)上采用抗干擾能力極強(qiáng)的計算機(jī)、串行A/D、D/A轉(zhuǎn)換器等新型器件，實現(xiàn)模塊的智能控制，確保其對電池進(jìn)行恒壓限流充電。通過通信接口還可對模塊進(jìn)行啟/停控制、參數(shù)設(shè)定、運行狀態(tài)檢測等操作。

3.3.1 充電模塊電壓的確定

即

Ur為充電裝置的額定電壓；n為蓄電池單體個數(shù)；Ucm為充電末期單體蓄電池電壓（閥控式鉛酸蓄電池為2.4 V）。

根據(jù)，得出 V考慮到電網(wǎng)電壓的波動及交流變直流時的占空比，為了提高電池和變頻器的可靠性，在此基礎(chǔ)上還需考慮一個可靠系數(shù)，即充電模塊需輸出的電壓為： V，由此可知充電模塊的輸入電壓為500 V，輸出電壓為605 V。

4.3.2 充電模塊電流的確定

充電模塊的主要作用就是給電池充電，而鉛酸蓄電池充電電流為0.1C10，即為 A由此，充電模塊額定電流為10 A，同時為了保證系統(tǒng)的可靠，一般充電模塊都為冗余設(shè)計，即10 A充電模塊2個。

3.4 監(jiān)控模塊

具有人機(jī)操作界面的監(jiān)控模塊是整個設(shè)備的信息處理中心，它分為監(jiān)控單元和檢測單元兩部分。其功能為：通過內(nèi)部通信總線與檢測單元、充電模塊等進(jìn)行信息交換，獲得各種運行參數(shù)，實施各種控制操作，從而實現(xiàn)電源系統(tǒng)的“四遙”功能，即遙信、遙測、遙控、遙調(diào)；根據(jù)獲得的信息進(jìn)行處理，并通過無源接點輸出報警信息或給充電模塊發(fā)出相應(yīng)的控制命令；根據(jù)對交流進(jìn)線電壓的監(jiān)測，控制雙路交流輸入的切換；按照預(yù)設(shè)的充電曲線控制充電模塊對電池的充電；提供RS-232、RS-422或RS-485接口與后臺計算機(jī)通信；監(jiān)測交流輸入電壓、輸出過壓、輸出電流、電池充電電壓、電池充電電流。

3.5 變壓器容量的確定

國內(nèi)的供電電源一般都是380～400 V，而現(xiàn)在充電模塊輸入需要的交流電壓為500 V，所以需要使用隔離變壓器將電壓由380 V升壓到500 V，充電模塊是給電池提供直流充電電壓和電流的，電池已選定32 AH，那么根據(jù)鉛酸閥控式電池的充電特性，充電電流按照0.1倍的電池容量，由此得到電池的充電電流為3.2 A。

由此得出變壓器容量：

即

UE為整流變壓器二次線電壓；IE為整流變壓器二次線電流；ID為直流側(cè)電流

變壓器選用/Y-11型，即變壓器為 2.5 kVA，380/500 V/Y-11。

4 結(jié)語

此設(shè)備在現(xiàn)場運行良好，期間曾多次因為停電為現(xiàn)場提供了穩(wěn)定可靠的電源，使現(xiàn)場設(shè)備能夠正常運行，得到用戶一致的認(rèn)可。

參考文獻(xiàn)

[1] 電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).電力工程直流系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)規(guī)程[M].北京：中國電力出版社，2006.

變頻電源范文2

關(guān)鍵詞：變頻電機(jī) 自起動 附加轉(zhuǎn)矩 氣隙

中圖分類號：TM921 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）01（b）-0111-02

當(dāng)前部分的電機(jī)都是采用裝有蓄電池的控制器進(jìn)行供電，這種電機(jī)的控制方式有轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速變化范圍比較寬，工作點較多，蓄電池的控制器變頻變壓采用全閉環(huán)控制等一系列優(yōu)點。不過大部分的變頻電機(jī)都不需要考慮電機(jī)的起動性能；供電方式也只是采用工頻（220 V、50 Hz）的三相電源。但是有某種國外設(shè)計的電機(jī)在工頻電源供電時，不能夠以正常轉(zhuǎn)速進(jìn)行起動。這種弊端給測試電機(jī)的空載、噪聲、振動、扭矩等性能帶來了極大的困難。在本中，我們通過增大定子和轉(zhuǎn)子之間的氣隙，從而達(dá)到削弱電磁場產(chǎn)生的附加轉(zhuǎn)矩的影響，從而使變頻電機(jī)實現(xiàn)自啟動功能。

1 原因分析及測試過程回顧

1.1 起動不良對電機(jī)其他性能的影響

為分析起動不良對電機(jī)其他性能的影響，我們首先要確定電機(jī)啟動時的負(fù)載特性。我們對比一臺能夠正常啟動的電機(jī)和一臺不能正常啟動的電機(jī)，采用變頻器來供電，設(shè)定三相電壓、頻率，測試三個工作點的負(fù)載特性如下表1所示。

由表1看出它們的負(fù)載特性比較相當(dāng)，在此之后我們進(jìn)行溫度、噪聲、振動環(huán)境下的測試，在這種條件下不能正常啟動的電機(jī)并無異常。實驗結(jié)果表明，不能正常啟動的電機(jī)別的性能均正常，只有啟動特性受到影響。所以說不能正常啟動是電機(jī)存在的主要問題。

1.2 電機(jī)不能正常起動的原因

我們通過計算得出，電機(jī)在48 V、50 Hz的條件下，起動轉(zhuǎn)矩達(dá)到4.5倍，起動電流為8.7倍。電機(jī)端電壓為10 V。

因此我們可以看出由于電機(jī)起動電流過大，引起電網(wǎng)電壓下降，最終導(dǎo)致電機(jī)的起動轉(zhuǎn)矩下降。當(dāng)我們把電源電壓降到30 V時，電機(jī)依然處于“爬行”的狀態(tài)，電機(jī)端電壓維持在10 V左右。從另一方面可以得到以下結(jié)論：起動轉(zhuǎn)矩和定子相電壓的平方成正比。隨著定子端電壓的加大，起動轉(zhuǎn)矩成平方加大。將電機(jī)拿到測試中心加大端電壓測試，在測試中，即使將電壓值增加到100 V，起動轉(zhuǎn)矩增長4倍的情況下，電機(jī)依然處在“爬行”狀態(tài)，不能達(dá)到正常轉(zhuǎn)速。

由上述實驗我們可以得出結(jié)論：電機(jī)不能正常起動并不是由的起動轉(zhuǎn)矩不夠造成的。

1.3 最小轉(zhuǎn)矩影響

由于附加轉(zhuǎn)矩的影響，電機(jī)起動過程中有最小轉(zhuǎn)矩，最小轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速僅僅為其同步轉(zhuǎn)速的1/13～1/7區(qū)間內(nèi)。國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 1032―2005“三相電動機(jī)試驗方法”中詳細(xì)介紹了測定最小轉(zhuǎn)矩的方法。但本文存在的起動問題與最小轉(zhuǎn)矩關(guān)系不是特別的明顯電機(jī)的“爬行”轉(zhuǎn)速為700～900 r/min，約為同步轉(zhuǎn)速的1/2。因此，最小轉(zhuǎn)矩對電機(jī)的起動有一定的影響。國標(biāo)GB/T1032 要求測試時給電機(jī)加載，但該電機(jī)在空載下即無法正常起動。從以上的分析可以看出由于附加轉(zhuǎn)矩的存在，電機(jī)在起動過程中有最小轉(zhuǎn)矩，且最小轉(zhuǎn)矩時的轉(zhuǎn)速為同步轉(zhuǎn)速的1/10～1/13附近。

1.4 高次諧波磁場影響

在供電系統(tǒng)中諧波電流的出現(xiàn)已經(jīng)有許多年了。過去，諧波電流是由電氣化鐵路和工業(yè)的直流調(diào)速傳動裝置所用的，由交流變換為直流電的水銀整流器所產(chǎn)生的。近年來，產(chǎn)生諧波的設(shè)備類型及數(shù)量均已劇增，并將繼續(xù)增長。所以，我們必須很慎重地考慮諧波和它的不良影響，以及如何將不良影響減少到最小。在實際的供電系統(tǒng)中，由于有非線性負(fù)荷的存在，當(dāng)電流流過與所加電壓不呈線性關(guān)系的負(fù)荷時，就形成非正弦電流。任何周期性波形均可分解為一個基頻正弦波加上許多諧波頻率的正弦波。諧波頻率是基頻的整倍數(shù)，例如基頻為50 Hz，二次諧波為100 Hz，三次諧波則為150 Hz。因此畸變的電流波形可能有二次諧波、三次諧波……可能直到第三十次諧波組成。所有的非線性負(fù)荷都能產(chǎn)生諧波電流，產(chǎn)生諧波的設(shè)備類型有：開關(guān)模式電源（SMPS）、電子熒火燈鎮(zhèn)流器、調(diào)速傳動裝置、不間斷電源（UPS）、磁性鐵芯設(shè)備及某些家用電器如電視機(jī)等。

我們采用高次諧波磁場進(jìn)行分析，由高次諧波磁勢能夠產(chǎn)生附加轉(zhuǎn)矩對電機(jī)運行并沒有太大的影響，但是它卻對電機(jī)的起動特性有著顯著的影響。文獻(xiàn)[2]詳細(xì)的介紹了如何來削弱高次諧波。本文將影響電機(jī)的高次諧波參數(shù)進(jìn)行綜合比較，如下表2所示。為了進(jìn)行方便的比較分析，我們列出了與體積有關(guān)的設(shè)計參數(shù)。

2 改進(jìn)措施及其對電機(jī)性能的影響

2.1 制定最佳改進(jìn)方案并進(jìn)行驗證分析

從表2可看出，該款電機(jī)與Y132-4、Y2-132-4電機(jī)的不同主要是定子外徑與內(nèi)徑的差別，以及槽配合和氣隙的影響。我們優(yōu)先考慮如何對槽配合和氣隙進(jìn)行改進(jìn)，為此我們改變轉(zhuǎn)子斜槽度，更換繞組型式（如采用短距雙層繞組）。定、轉(zhuǎn)子槽數(shù)對電機(jī)附加轉(zhuǎn)矩特性影響較大，其定子的槽數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)的小于轉(zhuǎn)子的槽數(shù)，這里所敘述的內(nèi)容不在文獻(xiàn)[2]的敘述范圍。由于我們采用的是國外已經(jīng)應(yīng)用較為成熟的電機(jī)沖片進(jìn)行設(shè)計的，定、轉(zhuǎn)子槽數(shù)對電機(jī)附加轉(zhuǎn)矩特性控制的較為優(yōu)異。電機(jī)的氣隙相對較小，內(nèi)徑與Y132M-4比較吻合。因此可以利用增大氣隙的方法來減少諧波造成的影響。從另一方面來說，采用這種設(shè)計方法，我們對轉(zhuǎn)子外圓進(jìn)行車削也較為簡便。

我們將起動不良的電機(jī)轉(zhuǎn)子拆出后進(jìn)行車削，將電機(jī)轉(zhuǎn)子的外圓從130.32 mm車至130.20 mm。重新放入轉(zhuǎn)子裝好電機(jī)，并對電機(jī)的起動時間進(jìn)行測試，起動時間維持在2 s之內(nèi)。

除此之外，我們還對另外8臺起動不良的電機(jī)進(jìn)行相同的處理，轉(zhuǎn)子經(jīng)過車削外圓重新裝入后起動特性均良好，由此表明，增大氣隙是改進(jìn)電機(jī)起動特性的有效方法。

2.2 改造后電機(jī)性能的測試

電機(jī)的激磁電抗Xm可表示為

Xm=4fuo（2）

從上式可以看出，加大氣隙可使主電抗Xm減小。維持電源輸入不變的情況下，加大勵磁電流，使負(fù)載電流相應(yīng)的增大，使電機(jī)的效率和功率因數(shù)降低。將起動不良的電機(jī)轉(zhuǎn)子拆出后進(jìn)行車削，加大氣隙至0.40的電機(jī)進(jìn)行負(fù)載試驗，實驗數(shù)據(jù)如下表3所示。因此結(jié)論完全正確。

3 結(jié)語

對于應(yīng)用到動力控制系統(tǒng)的電動機(jī)，采用矢量控制，往往應(yīng)用到精度要求較高的場合，而對于應(yīng)用精度要求較低的場合大都采用VVVF控制，它們均不需要電機(jī)進(jìn)行自起動。即便如此，在空載情況下，變頻電機(jī)必須要有自起動的能力。附加轉(zhuǎn)矩對電機(jī)的起動性能影響較大，要采用相應(yīng)的控制算法控制轉(zhuǎn)速的升高。在不重新對電機(jī)進(jìn)行設(shè)計的情況下，增大氣隙是削弱附加轉(zhuǎn)矩，是提升電機(jī)起動能力的最為簡便的方法。由于當(dāng)前條件下，我們國內(nèi)尚不能夠采用相應(yīng)的計算軟件測出影響效果，這需要相關(guān)的設(shè)計人員認(rèn)真研究，參考國外的成熟經(jīng)驗，進(jìn)一步的提高國內(nèi)電機(jī)設(shè)計的合格率，從而提高具有較高性能的電機(jī)的國產(chǎn)比重。

參考文獻(xiàn)

[1] 湯蘊，史乃，沈文豹.電機(jī)理論與進(jìn)行（上冊）[M].北京：水利電力出版社，1983.

[2] 陳世坤.電機(jī)設(shè)計[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000.

變頻電源范文3

論文關(guān)鍵詞：變頻電源,變壓整流器,變壓器設(shè)計

0引言

變頻發(fā)電系統(tǒng)具有簡單可靠的特點，在新一代飛機(jī)上得到了廣泛的應(yīng)用，如B787，A380，C919飛機(jī)均采用了變頻發(fā)電系統(tǒng)。

飛機(jī)變壓整流器將主交流電源轉(zhuǎn)換成28V直流電源給直流用電設(shè)備供電。

1變壓整流器工作原理

本方案設(shè)計的12脈沖變壓整流器由一個變壓器，兩組三相整流橋等組成，其電路結(jié)構(gòu)如圖1所示。它利用一個三相變壓器，其原邊繞組采用星形連接，副邊兩繞組分別采用星形和三角形聯(lián)接后分別接到兩個整流橋，兩組橋輸出端經(jīng)平衡電抗器并聯(lián)，引出電抗器的中心抽頭作為直流輸出的正端，整流橋的負(fù)端直接相聯(lián)后作為輸出負(fù)端接至直流負(fù)載。

4.3仿真結(jié)論

經(jīng)過仿真可知，設(shè)計的變壓整流器可滿足相關(guān)技術(shù)指標(biāo)的要求，本設(shè)計方案可行。

5結(jié)論

本文以變頻交流發(fā)電系統(tǒng)為基礎(chǔ)，設(shè)計了一款變壓整流器，并進(jìn)行了仿真驗證，仿真結(jié)果表明，設(shè)計的變壓整流器性能良好。驗證了設(shè)計的合理性，為對飛機(jī)變壓整流器的進(jìn)一步研究奠定了基礎(chǔ)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]嚴(yán)仰光.航空航天器供電系統(tǒng)[M].北京：航空工業(yè)出版社.

[2]李傳琦，盛義發(fā).電子電力技術(shù)計算機(jī)仿真實驗[M].北京：電子工業(yè)出版社.

變頻電源范文4

變頻器過電壓主要是指其中間直流回路過電壓，中間直流回路過電壓主要危害在于：（1）引起電動機(jī)磁路飽和。對于電動機(jī)來說，電壓主過高必然使電機(jī)鐵芯磁通增加，可能導(dǎo)致磁路飽和，勵磁電流過大，從面引起電機(jī)溫升過高；（2）損害電動機(jī)絕緣。中間直流回路電壓升高后，變頻器輸出電壓的脈沖幅度過大，對電機(jī)絕緣壽命有很大的影響；（3）對中間直流回路濾波電容器壽命有直接影響，嚴(yán)重時會引起電容器爆裂。因而變頻器廠家一般將中間直流回路過電壓值限定在DC800V左右，一旦其電壓超過限定值，變頻器將按限定要求跳閘保護(hù)。

二、產(chǎn)生變頻器過電壓的原因

1.過電壓的原因

一般能引起中間直流回路過電壓的原因主要來自以下兩個方面：

（1）來自電源輸入側(cè)的過電壓

通常情況下的電源電壓為380V，允許誤差為-5%-+10%，經(jīng)三相橋式全波整流后中間直流的峰值為591V，個別情況下電源線電壓達(dá)到450V，其峰值電壓也只有636V，并不算很高，一般電源電壓不會使變頻器因過電壓跳閘。電源輸入側(cè)的過電壓主要是指電源側(cè)的沖擊過電壓，如雷電引起的過電壓、補(bǔ)償電容在合閘或斷開時形成的過電壓等，主要特點是電壓變化率dv/dt和幅值都很大。

（2）來自負(fù)載側(cè)的過電壓

主要是指由于某種原因使電動機(jī)處于再生發(fā)電狀態(tài)時，即電機(jī)處于實際轉(zhuǎn)速比變頻頻率決定的同步轉(zhuǎn)速高的狀態(tài)，負(fù)載的傳動系統(tǒng)中所儲存的機(jī)械能經(jīng)電動機(jī)轉(zhuǎn)換成電能，通過逆變器的6個續(xù)流二極管回饋到變頻器的中間直流回路中。此時的逆變器處于整流狀態(tài)，如果變頻器中沒采取消耗這些能量的措施，這些能量將會導(dǎo)致中間直流回路的電容器的電壓上升。達(dá)到限值即行跳閘。

2.從變頻器負(fù)載側(cè)可能引起過電壓的情況及主要原因

從變頻器負(fù)載側(cè)可能引起過電壓的情況及主要原因如下：

（1）變頻器減速時間參數(shù)設(shè)定相對較小及未使用變頻器減速過電壓自處理功能。當(dāng)變頻器拖動大慣性負(fù)載時，其減速時間設(shè)定的比較小，在減速過程中，變頻器輸出頻率下降的速度比較快，而負(fù)載慣性比較大，靠本身阻力減速比較慢，使負(fù)載拖動電動機(jī)的轉(zhuǎn)速比變頻器輸出的頻率所對應(yīng)的轉(zhuǎn)速還要高，電動機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，而變頻器沒有能量處理單元或其作用有限，因而導(dǎo)致變頻器中間直流回路電壓升高，超出保護(hù)值，就會出現(xiàn)過電壓跳閘故障。

大多數(shù)變頻器為了避免跳閘，專門設(shè)置了減速過電壓的自處理功能，如果在減速過程中，直流電壓超過了設(shè)定的電壓上限值，變頻器的輸出頻率將不再下降，暫緩減速，待直流電壓下降到設(shè)定值以下后再繼續(xù)減速。如果減速時間設(shè)定不合適，又沒有利用減速過電壓的自處理功能，就可能出現(xiàn)此類故障。

（2）工藝要求在限定時間內(nèi)減速至規(guī)定頻率或停止運行。工藝流程限定了負(fù)載的減速時間，合理設(shè)定相關(guān)參數(shù)也不能減緩這一故障，系統(tǒng)也沒有采取處理多余能量的措施，必然會引發(fā)過壓跳閘故障。

（3）當(dāng)電動機(jī)所傳動的位能負(fù)載下放時，電動機(jī)將處于再生發(fā)電制動狀態(tài)。位能負(fù)載下降過快，過多回饋能量超過中間直流回路及其能量處理單元的承受能力，過電壓故障也會發(fā)生。

（4）變頻器負(fù)載突降。變頻器負(fù)載突降會使負(fù)載的轉(zhuǎn)速明顯上升，使負(fù)載電機(jī)進(jìn)入再生發(fā)電狀態(tài)，從負(fù)載側(cè)向變頻器中間直流回路回饋能量，短時間內(nèi)能量的集中回饋，可能會中間直流回路及其能量處理單元的承受能力引發(fā)過電壓故障。

（5）多個電機(jī)拖動同一個負(fù)載時，也可能出現(xiàn)這一故障，主要由于沒有負(fù)荷分配引起的。以兩臺電動機(jī)拖動一個負(fù)載為例，當(dāng)一臺電動機(jī)的實際轉(zhuǎn)速大于另一臺電動機(jī)的同步轉(zhuǎn)速時，則轉(zhuǎn)速高的電動機(jī)相當(dāng)于原動機(jī)，轉(zhuǎn)速低的處于發(fā)電狀態(tài)，引起了過電壓故障。處理時需加負(fù)荷分配控制。可以把變頻器輸出特性曲線調(diào)節(jié)的軟一些。

（6）變頻器中間直流回路電容容量下降

變頻器在運行多年后，中間直流回路電容容量下降將不可避免，中間直流回路對直流電壓的調(diào)節(jié)程度減弱，在工藝狀況和設(shè)定參數(shù)未曾改變的情況下，發(fā)生變頻器過電壓跳閘幾率會增大，這時需要對中間直流回路電容器容量下降情況進(jìn)行檢查。

三、過電壓故障處理對策

對于過電壓故障的處理，關(guān)鍵一是中間直流回路多余能量如何及時處理；二是如何避免或減少多余能量向中間直流回路饋送，使其過電壓的程度限定在允許的限值之內(nèi)。下面是主要的對策。

1.在電源輸入側(cè)增加吸收裝置，減少過電壓因素

對于電源輸入側(cè)有沖擊過電壓、雷電引起的過電壓、補(bǔ)償電容在合閘或斷開時形成的過電壓可能發(fā)生的情況下，可以采用在輸入側(cè)并聯(lián)浪涌吸收裝置或串聯(lián)電抗器等方法加以解決。

2.從變頻器已設(shè)定的參數(shù)中尋找解決辦法

在變頻器可設(shè)定的參數(shù)中主要有兩點：是減速時間參數(shù)和變頻器減速過電壓自處理功能。在工藝流程中如不限定負(fù)載減速時間時，變頻器減速時間參數(shù)的設(shè)定不要太短，而使得負(fù)載動能釋放的太快，該參數(shù)的設(shè)定要以不引起中間回路過電壓為限，特別要注意負(fù)載慣性較大時該參數(shù)的設(shè)定。如果工藝流程對負(fù)載減速時間有限制，而在限定時間內(nèi)變頻器出現(xiàn)過電壓跳閘現(xiàn)象，就要設(shè)定變頻器失速自整定功能或先設(shè)定變頻器不過壓情況下可減至的頻率值，暫緩后減速至零，減緩頻率減少的速度。

3.通過控制系統(tǒng)功能優(yōu)勢解決變頻器過電壓問題

在很多工藝流程中，變頻器的減速和負(fù)載的突降是受控制系統(tǒng)支配的，可以利用控制系統(tǒng)的一些功能，在變頻器的減速和負(fù)載的突降前進(jìn)行控制，減少過多的能量饋入變頻器中間直流回路。如對于規(guī)律性減速過電壓故障，可將變頻器輸入側(cè)的不可控整流橋換成半可控或全控整流橋，在減速前將中間直流電壓控制在允許的較低值，相對加大中間直流回路承受饋入能量的能力，避免產(chǎn)生過電壓故障。而對于規(guī)律性負(fù)載突降過電壓故障，可利用控制系統(tǒng)如SIEMENS的PLC系統(tǒng)的控制功能，在負(fù)載突降前，將變頻器的頻率作適當(dāng)提升，減少負(fù)載側(cè)過多的能量饋入中間直流回路，以減少其引起的過電壓故障。

4.采用增加泄放電阻的方法

一般小于7.5kW的變頻器在出廠時內(nèi)部中間直流回路均裝有控制單元和泄放電阻，大于7.5kW的變頻器需根據(jù)實際情況外加控制單元和泄放電阻，為中間直流回路多余能量釋放提供通道，是一種常用的泄放能量的方法。其不足之處是能耗高，可能出現(xiàn)頻繁投切或長時間投運，致使電阻溫度升高、設(shè)備損壞。

5.在輸入側(cè)增加逆變電路的方法

處理變頻器中間直流回路能量最好的方法就是在輸入側(cè)增加逆變電路，可以將多余的能量回饋給電網(wǎng)。但逆變橋價格昂貴，技術(shù)要求復(fù)雜，不是較經(jīng)濟(jì)的方法。這樣在實際中就限制了它的應(yīng)用，只有在較高級的場合才使用。

6.采用在中間直流回路上增加適當(dāng)電容的方法中間直流回路電容對其電壓穩(wěn)定、提高回路承受過電壓的能力起著非常重要的作用。適當(dāng)增大回路的電容量或及時更換運行時間過長且容量下降的電容器是解決變頻器過電壓的有效方法。這里還包括在設(shè)計階段選用較大容量的變頻器的方法，是以增大變頻器容量的方法來換取過電壓能力的提高。

7.在條件允許的情況下適當(dāng)降低工頻電源電壓

目前變頻器電源側(cè)一般采用不可控整流橋，電源電壓高，中間直流回路電壓也高，電源電壓為380V、400V、450V時，直流回路電壓分別為537V、565V、636V。有的變頻器距離變壓器很近，變頻器輸入電壓高達(dá)400V以上，對變頻器中間直流回路承受過電壓能力影響很大，在這種情況下，如果條件允許可以將變壓器的分接開關(guān)放置在低壓檔，通過適當(dāng)降低電源電壓的方式，達(dá)到相對提高變頻器過電壓能力的目的。

8.多臺變頻器共用直流母線的方法

至少兩臺同時運行的變頻器共用直流母線可以很好的解決變頻器中間直流回路過電壓問題，因為任何一臺變頻器從直流母線上取用的電流一般均大于同時間從外部饋入的多余電流，這樣就可以基本上保持共用直流母線的電壓。使用共用直流母線存在的最大的問題應(yīng)是共用直流母線保護(hù)上的問題，在利用共用直流母線解決過電壓的問題時應(yīng)注意這一點。

變頻器中間直流過電壓故障是變頻器的一個弱點，關(guān)鍵是要分清原因，結(jié)合變頻器本身參數(shù)、控制系統(tǒng)狀況和工藝流程等情況，才能制定相應(yīng)的對策，只要認(rèn)真對待，該過電壓故障是不難解決的。

變頻電源范文5

繞組計算對于進(jìn)行方波轉(zhuǎn)換的高頻變壓器，其基本設(shè)計公式為［4］（式略）式中:N1為變壓器原邊繞組匝數(shù)(T);V1為施加在該繞組上的電壓幅值，這里指輸入電壓，V1=27V;B為工作磁通密度，B=3400GS;SC為磁心有效截面積，SC取0．42cm2;f為高頻變壓器工作頻率，f=80×103Hz。由式(1)得N1≈5．9T，取N1為6匝（式略）式中:N2為變壓器副邊繞組匝數(shù)(T);V2為變壓器副邊繞組輸出電壓，V2=1250V。由式(2)得N2=277．8T，取N2為278匝。導(dǎo)線線徑計算集膚效應(yīng)的考慮導(dǎo)線中通過交變電流時會產(chǎn)生集膚效應(yīng)。由于電流的集膚效應(yīng)，使導(dǎo)線有效截面積減少，因而導(dǎo)線在交流電作用時的實際電阻將比它在直流電作用時要大［5］。顯然，交變的頻率越高，電阻增大也越多。本電路工作頻率是80kHz，在選擇電流密度和導(dǎo)線線徑時必須考慮集膚效應(yīng)引起的有效截面積的減少。導(dǎo)線通有高頻交變電流時有效截面積的減少可以用穿透深度Δ來表示。Δ是交變電流沿導(dǎo)線表面開始能達(dá)到的徑向深度，它所具有的橫斷面積即為導(dǎo)線的有效截面［6］。Δ隨電流的交變頻率f、導(dǎo)線的導(dǎo)磁率μ以及電導(dǎo)率γ的不同而異，有下述關(guān)系（式略）顯然，在選用高頻變壓器原副邊繞組導(dǎo)線線徑時應(yīng)遵循小于兩倍穿透深度。當(dāng)使用的導(dǎo)線線徑大于由穿透深度決定的數(shù)值時，應(yīng)知由于集膚效應(yīng)引起的電阻的增加，以便計算線路壓降和溫升。導(dǎo)線在交變電流下的電阻RAC和直流電阻RDC的比值用Kr來記，有（式略）式中:Kr稱為趨表系數(shù)［8］。Kr值的大小不僅與交變電流的頻率有關(guān)，而且還與材料的性質(zhì)、導(dǎo)線的形狀等有關(guān)，要精確地計算頗難，在實際應(yīng)用時通常利用現(xiàn)成的曲線圖表查得。初級線圈線徑計算變壓器最大輸出功率P0=4W，η=85%，則流過（式略）

繞組的繞制要求

高頻變壓器繞制時需要特別注意漏感帶來的影響。漏感將會引起關(guān)斷電壓尖峰，雖然可以用RC吸收網(wǎng)絡(luò)加以抑制，但最根本的辦法還是在選擇磁芯和繞組繞制時盡可能地減小漏感。無論何種磁芯形狀都應(yīng)使原副繞組盡可能緊密耦合。對于環(huán)形磁芯結(jié)構(gòu)，不管原副邊繞組匝數(shù)多少均應(yīng)沿磁環(huán)圓周均勻地分布。

變壓器的屏蔽

處理屏蔽有3類，即電磁屏蔽、靜電屏蔽和磁屏蔽。電磁屏蔽主要是防止高頻電場的影響，利用電磁場在金屬導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生渦流從而起屏蔽作用，因此來自空間的輻射干擾將受到電磁屏蔽的保護(hù)。如果將電磁屏蔽接地，則兼有靜電屏蔽的功能。靜電屏蔽是切斷相鄰導(dǎo)體之間的靜電耦合，并且通過分布電容和適當(dāng)?shù)慕拥攸c(或某個對地有固定電位差的授位點)，為干擾提供一個旁路通道。磁屏蔽防止磁耦合，用高導(dǎo)磁率材料將需要屏蔽的地方包起來，以便將磁力線限定在磁阻小的磁屏蔽導(dǎo)體內(nèi)部，防止擴(kuò)散到外部去，或者避免外部漏磁闖進(jìn)來。變壓器的安裝位置及屏蔽方法，對電路的設(shè)計至關(guān)重要。一個變壓器如不設(shè)磁屏蔽，則漏磁不可避免地要和周圍電磁元件發(fā)生交連。漏磁在X方向上最顯著，Y方向上最少，。又因漏磁影響與距離平方成反比，所以仔細(xì)選擇變壓器的安裝位置對改善漏磁干擾有一定效果。磁屏蔽材料必須具有一定的厚度，否則磁屏蔽不可能徹底［10］。在多種變壓器的安裝方式中選擇兩種典型的方式進(jìn)行測試對比(兩種電源的原理及所用器件一致)。Ⅰ型高壓電源的輸入插座置于變壓器的X方向上，且距離較近，變壓器未加屏蔽。Ⅱ型高壓電源的輸入插座距離變壓器較遠(yuǎn)，不在變壓器X方向上，且變壓器加屏蔽板，屏蔽板厚度為0．5mm，材料為銅。輸入插座為高壓電源提供兩路輸入電壓:一路為控制芯片的工作電壓;另一路為變壓器的供電電源，都為+27V。Ⅰ型高壓電源測試結(jié)果芯片工作電源紋波Vp-p=3．6V，工作電源已受到變壓器的干擾，頻率與變壓器工作頻率相同。在芯片工作電源處增加濾波電容，紋波仍然，且未減小。輸出電壓紋波雜亂且不穩(wěn)定，長時間通電，紋波還會增大。為減小紋波在控制電路及反饋電路中增加濾波電容，但效果不明顯，沒有改觀。Ⅱ型高壓電源測試結(jié)果芯片工作電源紋波Vp-p=560mV，波形如圖7所示。紋波只是電源自身及測試線造成的紋波，變壓器對電源測試結(jié)果分析從測試結(jié)果可看出:Ⅰ型高壓電源+27V工作電源受到一個固定的尖脈沖干擾，這個固定尖脈沖的周期與變壓器的工作周期相同，即便增加濾波電容也無明顯改善，并由此導(dǎo)致板極電壓的紋波大。由此可見輸入電壓插座在變壓器X方向，且變壓器未加屏蔽時對輸入電壓的干擾嚴(yán)重，這種干擾很難減弱，并會影響整個電路的正常工作。而Ⅱ型高壓電源+27V工作電源的紋波是由電源自身及測試線引起，幅值很低，對輸出沒有造成影響。改變輸入插座的安裝位置，使其遠(yuǎn)離變壓器，并對變壓器進(jìn)行很好的屏蔽處理，可將變壓器的干擾減少到最小。

變頻電源范文6

（西門子（中國）有限公司上海分公司，上海 200082）

摘要：對變頻電機(jī)軸電流產(chǎn)生的原理進(jìn)行分析，為減少軸電流的危害，提出了多種應(yīng)對措施。

關(guān)鍵詞 ：變頻電機(jī)；軸電壓；軸電流；軸承；絕緣；電磁兼容

0引言

隨著變頻技術(shù)的廣泛運用，因軸電流而造成的電機(jī)軸承損壞或者軸承使用壽命縮短的現(xiàn)象已不容忽視。特別是對于大中型變頻電機(jī)，在電機(jī)設(shè)計和安裝時必須考慮如何減少軸電流的產(chǎn)生。

1逆變供電產(chǎn)生的電機(jī)軸電壓、軸電流原理分析

電機(jī)運行時，轉(zhuǎn)軸兩端之間或軸承之間產(chǎn)生的電位差叫做軸電壓，若軸兩端通過電機(jī)機(jī)座等構(gòu)成回路，則軸電壓形成了軸電流。軸電壓是伴隨著電機(jī)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生，一般工頻電機(jī)軸電壓產(chǎn)生的原因包括磁路不平衡、靜電感應(yīng)、電容電流等。在正弦波工頻電網(wǎng)供電時，正常情況下轉(zhuǎn)軸兩端電位差很小，對電機(jī)的影響可以忽略。

目前廣泛應(yīng)用的變頻電機(jī)大都采用PWM逆變器供電，這時電機(jī)的軸電壓主要是由于電源三相輸出電壓的矢量和不為0的零序分量產(chǎn)生。變頻器PWM脈寬調(diào)制導(dǎo)致調(diào)速驅(qū)動系統(tǒng)中高頻諧波成分增多，這些諧波分量在轉(zhuǎn)軸、定子繞組和電纜等部分產(chǎn)生電磁感應(yīng)，電機(jī)內(nèi)分布電容的電壓耦合作用構(gòu)成系統(tǒng)共模回路，這種共模回路電壓以高頻振蕩并與轉(zhuǎn)子容性耦合產(chǎn)生轉(zhuǎn)軸對地的脈沖電壓，該電壓將在系統(tǒng)中產(chǎn)生零序電流，電機(jī)軸承則是這個零序回路的一部分。軸電流是軸電壓通過電機(jī)軸、軸承、定子機(jī)座或輔助裝置構(gòu)成閉合回路產(chǎn)生的。為了能夠清晰地描述軸電流產(chǎn)生的原因，可參考圖1所示電機(jī)內(nèi)部電容分布示意框圖和等效電路圖。

1.1變頻電機(jī)軸電壓和軸電流的限值

1.1.1軸電壓的限值

所有電機(jī)運轉(zhuǎn)時或多或少都會產(chǎn)生軸電壓，電機(jī)所容許的軸電壓或軸電流與很多因素有關(guān)。軸電壓的精確限值幾乎不能確定，因為軸承工況還有油膜對比度影響很大。西門子對軸電壓有以下限制值要求：

Ushaft（RMS）≤350 mV

Ushaft（peak）≤700 mV

電機(jī)軸電壓在電機(jī)驅(qū)動端與非驅(qū)動端兩端測量，如圖2所示。因為軸電壓是高頻脈沖電壓，所以普通的工頻表無法準(zhǔn)確測量，需要采用響應(yīng)頻率高的表。如果測量出的軸電壓高于以上限制值，那么就必須采取相應(yīng)措施來減小軸電流對電機(jī)軸承的危害。

1.1.2軸電流的限值

為判斷軸電流大小是否已經(jīng)影響了電機(jī)軸承壽命，可對軸電流的限值按以下兩種方式確定。

（1） 按照經(jīng)驗粗略估算：

軸電流的大小對滑動軸承和滾動軸承的影響略有不同。對滑動軸承而言，若軸電流小于10 A，基本無燒蝕；當(dāng)軸電流值為10～40 A時，則只能維持運轉(zhuǎn)3 000～12 000 h。對滾動軸承而言，由于滾珠（滾柱）與軸承內(nèi)外圈滾道的接觸面積小，對軸電流的敏感性比滑動軸承更大，軸電流給滾動軸承造成的損傷更厲害。當(dāng)軸電流大于2 A時，幾小時內(nèi)即可損傷；若軸電流達(dá)1～1.4 A，軸承只能持續(xù)運轉(zhuǎn)200～700 h；只有在軸電流小于1 A時，滾動軸承才能持續(xù)運行。

（2） 根據(jù)實際軸承尺寸及參數(shù)，按照軸承電流密度計算：

美國學(xué)者Busse在文獻(xiàn)中給出了軸承電氣壽命Le的估計公式：Le=7 867 204×10-217Jb，其中：

Jb=Ib/Sb

式中，Jb為軸承的電流密度（A/mm2）；Ib為軸電流（A）；Sb為軸承滾珠（柱）與滾道的接觸面積（mm2）。

研究表明，當(dāng)軸承的電流密度Jb＜0.56 A/mm2時，Le遠(yuǎn)大于軸承的機(jī)械壽命，軸承電流不會對軸承的運行可靠性帶來顯著的影響；當(dāng)Jb=0.8 A/mm2時，Le與軸承的機(jī)械壽命相當(dāng)，此時軸電流的影響就不能忽略了。

1.2軸電流分類

（1） 環(huán)流（the Circular Current）；

（2） 靜電放電電流（the Electrostatic Discharge Machining Current）；

（3） 轉(zhuǎn)子軸電流（the Rotor Shaft Current）。

驅(qū)動系統(tǒng)中存在的以上3種軸電流如圖3所示。

1.2.1環(huán)流（the Circular Current）

電機(jī)定子相對外殼電容Cwh的極性會因為逆變器IGBT每次的通斷改變，同樣電機(jī)電纜對地電容和相間電容的極性也會不斷改變，這樣就會在定子和電機(jī)外殼之間以及定子和接地端之間產(chǎn)生高頻容性漏電流。由于電機(jī)磁路不平衡，該漏電流會感應(yīng)出高頻軸電壓VShaft。如果電機(jī)軸承的油膜絕緣性不能克服感應(yīng)出的軸電壓，那么就會沿著電機(jī)軸非驅(qū)動端軸承電機(jī)外殼驅(qū)動端軸承電機(jī)軸產(chǎn)生容性環(huán)流。因此環(huán)電流會經(jīng)過一個軸承從轉(zhuǎn)子軸流向電機(jī)外殼，再經(jīng)過另一個軸承從外殼流回到轉(zhuǎn)子軸。環(huán)流的大小很大程度上取決于

定子繞組和電機(jī)外殼容性的大小，它會隨著電機(jī)軸高度的增加而增大，當(dāng)電機(jī)軸高超過225 mm時，因環(huán)流而產(chǎn)生的軸電流會明顯增加。

1.2.2靜電放電電流（the Electrostatic Discharge Machining Current）

電機(jī)在運轉(zhuǎn)過程中，三相繞組對地電壓在每次電壓突變時都會通過電機(jī)定子繞組相對轉(zhuǎn)子之間的電容Cwr給軸承相對外殼之間的電容Cb充電。軸和軸承之間的軸承電壓時間特性是繞組三相對地電壓相互疊加的結(jié)果。電壓的幅值隨軸承分壓比BVR（Bearing Voltage Ratio）的增大而減小，軸承分壓比根據(jù)以下公式計算：

從以上公式可以得出，軸承電壓VBearing等于三相繞組對地電壓疊加值乘以軸承分壓比。對于標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)，這個電壓值一般是繞組相對地電壓平均值的5%。最壞的情況下，軸承電壓能達(dá)到一個相當(dāng)高的值，其足以破壞軸承滾珠和軸瓦之間的油模，軸承相對電機(jī)外殼之間的電容Cb和電機(jī)轉(zhuǎn)子相對電機(jī)外殼之間的電容Crh會通過瞬間的高電流脈沖放電，這種電流脈沖就是靜電放電電流。

1.2.3轉(zhuǎn)子軸電流（the Rotor Shaft Current）

為了形成環(huán)流，流經(jīng)定子繞組和轉(zhuǎn)子之間電容Cwr的高頻容性漏電流必然要通過電機(jī)外殼流回到逆變器。如果電機(jī)外殼接地不好，由于高頻電流和高頻漏電流的存在，在電機(jī)外殼上就會形成較高的對地電壓VHousing。如果聯(lián)軸器、齒輪箱和驅(qū)動設(shè)備等又接地狀況良好，那么高頻電流就會向著阻值低的方向流動：電機(jī)外殼電機(jī)軸承電機(jī)軸聯(lián)軸器齒輪箱驅(qū)動設(shè)備接地系統(tǒng)逆變器。如果電流沿著這一路線流過了上述設(shè)備，那么就不僅僅只有電機(jī)軸承有損壞的風(fēng)險，齒輪箱和驅(qū)動設(shè)備的軸承也極有可能被軸電流損壞。

2減小軸電流的措施

考慮到軸電流由很多因素造成，那么就必須采取一系列的措施才能有效減小軸電流。通常有以下幾種措施：

（1） 按照EMC電磁兼容性要求安裝；

（2） 電機(jī)驅(qū)動端采用絕緣軸承；

（3） 采用絕緣性聯(lián)軸器；

（4） 驅(qū)動端安裝接地碳刷；

（5） 采用輸出電抗器或輸出濾波器。

2.1按照EMC電磁兼容性要求安裝

等電位安裝傳動系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備，保證變壓器、變頻器、電機(jī)、齒輪箱及傳動設(shè)備保護(hù)接地點電位相等。高頻電流始終存在于變頻驅(qū)動系統(tǒng)中，但正確的電氣安裝能減小變頻驅(qū)動系統(tǒng)中高頻電流產(chǎn)生的壓降，從而減小軸電流。圖4是一個典型完整的傳動系統(tǒng)等電位接地系統(tǒng)示意圖。

驅(qū)動系統(tǒng)保護(hù)接地（圖4中［0］）：所有傳動系統(tǒng)相關(guān)電氣設(shè)備以及機(jī)械設(shè)備外殼必須接地。必須采用標(biāo)準(zhǔn)的PE電纜接地，電纜不必具有高頻特性。

變頻器內(nèi)部接地（圖4中［1］）：變頻器是產(chǎn)生高頻電流的源頭，變頻器金屬外殼與PE排以及與EMC屏蔽排之間的高頻電流，是造成軸電流的直接因素，因此，變頻器內(nèi)部的接地是否良好至關(guān)重要。采用的接地電纜必須具有高頻特性，電纜截面積不能小于95 mm2，連接長度必須盡可能短。

電機(jī)電纜（圖4中［2］）：對于功率較高的傳動系統(tǒng)，電機(jī)電纜必須采用具有高頻特性的屏蔽電纜。為了盡可能抑制高頻諧波對電機(jī)產(chǎn)生的影響，推薦使用對稱電纜（Symmetrical Cable）。圖5所示的兩種電纜均為對稱電纜。對于變頻驅(qū)動系統(tǒng)，常用第一種對稱電纜。圖6所示為非對稱電纜，一般不推薦使用在較高功率的傳動系統(tǒng)中。

另外，在安裝屏蔽電纜時，要盡可能使用圖7所示安裝方法：使用金屬夾將電纜屏蔽層安裝在TE排上，這樣能有效增大屏蔽層接地面積。

驅(qū)動設(shè)備與電機(jī)外殼連接（圖4中［3］［4］［5］）：電機(jī)主接線箱與電機(jī)外殼必須使用高頻電纜連接。如果齒輪箱、傳動設(shè)備與電機(jī)之間沒有有效的等電位安裝，齒輪箱與電機(jī)外殼之間、傳動設(shè)備與電機(jī)外殼之間分別需要有電纜連接。

變頻器PE排與接地網(wǎng)連接（圖4中［6］）：連接電纜必須使用高頻電纜，且導(dǎo)線截面積需要大于95 mm2。

2.2電機(jī)驅(qū)動端采用絕緣軸承

如果驅(qū)動系統(tǒng)滿足了EMC電磁兼容性安裝要求，就能很大程度上抑制電機(jī)軸對地的電流。另外，如果電機(jī)非驅(qū)動端采用絕緣軸承，那么從電機(jī)軸非驅(qū)動端軸承電機(jī)外殼驅(qū)動端軸承再到電機(jī)軸這一回路上的阻抗就會顯著增大，從而流過軸承的電流就會相應(yīng)減小。

當(dāng)電機(jī)非驅(qū)動端安裝有編碼器時，為了阻止軸電流從非驅(qū)動端軸上流向電機(jī)外殼或地，編碼器軸必須絕緣安裝。

2.3采用絕緣性聯(lián)軸器

如圖8所示，當(dāng)驅(qū)動端和非驅(qū)動端都采用絕緣軸承時，非驅(qū)動端可以安裝軸接地的編碼器或?qū)ｉT的軸接地裝置，驅(qū)動端必須采用絕緣聯(lián)軸器。

2.4驅(qū)動端安裝接地碳刷

如圖9所示，當(dāng)驅(qū)動端和非驅(qū)動端都采用絕緣軸承時，如果非驅(qū)動端沒有安裝軸接地裝置，可以在驅(qū)動端安裝軸接地碳刷，將驅(qū)動端軸接地。這種情況下，聯(lián)軸器可以是非絕緣的。

2.5采用輸出電抗器或輸出濾波器

一般情況下，符合EMC電磁兼容性要求安裝和非驅(qū)動端采用絕緣軸承的措施就能有效抑制并維持軸電流在安全值以下。如果是在特別情況下，也可以通過在變頻器輸出側(cè)增加平波電抗器、共模濾波器或dv/dt濾波器來減小電機(jī)電壓上升率，抑制高頻諧波，減小軸電流。

3結(jié)語

通過以上處理，大多電機(jī)的軸電流已微乎其微，對電機(jī)構(gòu)不成實質(zhì)危害。現(xiàn)場實踐證明，經(jīng)過上述方式處理后實際使用效果明顯，上述方式對于高壓電機(jī)軸電流的防范效果尤其好，對保障安全生產(chǎn)具有積極作用。

［

參考文獻(xiàn)］

［1］陳世坤.電機(jī)設(shè)計［M］.2版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.

［2］顧繩谷.電機(jī)及拖動基礎(chǔ)［M］.4版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011.

［3］ ［美］查普曼.電機(jī)學(xué)［M］.劉新正，蘇少平，高琳，等譯.5版.北京：電子工業(yè)出版社，2012.