WuXi Spread Electrical Co.,LTD

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Analisi del meccanismo di tensione dell'albero del motore a frequenza variabile e corrente dell'albero VFD

2023 08/18

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/*728*90 creati nel 2018/5/16*/var cPro_id = "u3440131";

Analisi del meccanismo di tensione dell'albero del motore a frequenza variabile e corrente dell'albero (1)

Fonte: Cina cuscinetto Tempo di rete: 2014-06-26

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1 INTRODUZIONE Quando il motore è guidato da un alimentatore di onde sinusoidali, la tensione dell'asse viene generata dal collegamento di flusso alternato dell'albero del motore. Queste catene di flusso sono costituite da slot di rotore e statore, la connessione tra i pezzi del nucleo e le caratteristiche di orientamento del materiale magnetico. Lo squilibrio dell'alimentazione e di altri fattori hanno causato lo squilibrio del flusso [1]. Negli anni '90; Quando l'inverter PWM con IGBT come dispositivo di alimentazione viene utilizzato come alimentazione del motore; Il problema della corrente dell'albero del motore è più grave; E il suo meccanismo e l'alimentazione di onde sinusoidali sono completamente diversi. La letteratura [1] sottolinea che un inverter IGBT con una frequenza portante elevata (ad esempio, sopra i 10 kHz) fa danneggiare il cuscinetto del motore più velocemente rispetto all'inverter con una bassa frequenza portante. Busse è più specifico. Viene analizzata la relazione tra la generazione di corrente del cuscinetto e la densità di corrente e il danno al cuscinetto [2]; e viene stabilito il modello di circuito di corrente del cuscinetto guidato da PWM; Tuttavia, il modello non riflette la frequenza di commutazione della corrente e dell'inverter. La relazione tra la tensione dell'albero del motore e la corrente dell'albero quando viene guidata la tensione dell'impulso PWM ad alta frequenza; Questo documento si basa sul modello del circuito della tensione dell'albero e della corrente dell'albero; Vengono generate le condizioni e le modalità della corrente dell'albero; e le caratteristiche della tensione di uscita dell'inverter vengono modificate e si osserva la sovratensione dell'estremità del motore; Dopo l'analisi della simulazione, la tensione dell'albero e la forma d'onda della corrente del cuscinetto sono ottenute in condizioni diverse.
In termini di pressione della corrente del cuscinetto; Il metodo indicato in [1] converte la tensione PWM in una tensione dell'onda sinusoidale con un filtro a onde sinusoidali; Il motore opera in condizioni di alimentazione dell'onda sinusoidale; Ma il metodo ha una grande induttanza; La risposta dinamica del sistema è lenta. Il calo della tensione attraverso l'induttore e il consumo di energia aumentano. Questo articolo ha una piccola induttanza all'uscita dell'inverter ed è integrato dalla rete di assorbimento RC; Può essere utilizzato per guidare la corrente dell'albero guidata dall'inverter PWM.
2 vengono generalmente prese in considerazione la tensione della modalità comune e la tensione dell'albero; Lo squilibrio del circuito magnetico, l'effetto unipolare e la corrente del condensatore sono i motivi principali della tensione dell'albero nel motore [3]. Nel motore normale dell'alimentazione della griglia; Ognuno di solito presta attenzione allo squilibrio del circuito magnetico L'effetto della tensione dell'albero nel motore a propulsione dell'inverter è dovuto principalmente allo squilibrio di tensione; Cioè, si verifica il peso a sequenza zero della tensione dell'alimentazione. A causa dello squilibrio del circuito, meta-dispositivo, connessione e impedenza ad anello; La tensione di alimentazione si verificherà inevitabilmente. Zero deriva; Questa tensione genererà corrente di sequenza zero nel sistema; Il cuscinetto fa parte del ciclo di sequenza zero del motore.
Quando l'alimentazione a onde sinusoidale è guidata; Dopo la contabilità, si può sapere che il valore dell'inverter è guidato dall'inverter PWM; Il valore dipende dalla condizione di commutazione dell'inverter; e il periodo di cambiamento è comune alla frequenza del portatore dell'inverter. Infatti; Solo una delle modalità comune tende la via dell'espressione; a causa dell'accoppiamento elettrostatico; Ci sono grandi e piccole capacità sparse tra i motori; formando così il ciclo a sequenza zero del motore. Secondo la teoria della linea di trasmissione; Un circuito di parametri di scatter può utilizzare parametri raggruppati equivalenti con la stessa sostituzione del modello di rete π di ingresso e uscita.
Pertanto, il circuito dei parametri di dispersione del motore può essere equivalente dal circuito dei parametri rampato; Gli avvolgimenti che costituiscono la tensione dell'albero-l'accoppiamento del rotore sono mostrati nella Figura 2A); VBRG è la tensione dell'albero; IBRG è la corrente del cuscinetto; Va; VB e VC sono tensione di ingresso del motore. Sebbene IWS non scorre attraverso il cuscinetto; Ma ha lo stesso metodo della corrente del cuscinetto sull'avvolgimento dello statore; Deve avere un effetto sulla corrente del cuscinetto. Per facilità di analisi; L'accoppiamento del punto intermedio allo statore dell'avvolgimento non sarà considerato. Per comodità della contabilità; La Figura 2 a) è semplificata al modello di circuito di azionamento monofase equivalente mostrato nella Figura 2 b). Z1 è l'impedenza del punto medio dell'alimentazione; Z2 è l'impedenza di bypass; Caratterizzare la reattanza in modalità comune nelle bobine ad anello di trasmissione, nei reattori di linea e nei cavi lunghi, ecc., R0 e L0 sono la resistenza a sequenza zero e l'induttanza dello statore, CSF, CSR e CRF sono lo statore a terra, lo statore a terra -Para capacità di rotore e rotore a terra del motore, RB è la resistenza al ciclo del cuscine il rotore.
Per quanto riguarda il motore alimentato dall'inverter; Quando il film dell'olio cuscinetto non viene scomposto; Perché la frequenza del vettore è alta; La reattanza capacitiva del condensatore è notevolmente ridotta. Confronto XCB; RB è piccolo e R1 è grande; Poiché la tensione di guida PWM è una tensione non-sinusoidale; Dividi prima durante la contabilità; Quindi lascialo da solo; I valori utili per la tensione dell'asse sono:
3 modello di cuscinetto e corrente del cuscinetto si verificano a causa della presenza di capacità distribuita e dell'effetto di eccitazione della tensione di ingresso dell'impulso ad alta frequenza; La tensione in modalità comune accoppiata si forma sull'albero del motore. Infatti; La presentazione della tensione dell'albero non è solo correlata ai due elementi sopra; Il layout ha una connessione diretta. Le estremità anteriori e posteriori del rotore sono supportate da un cuscinetto; Il layout è mostrato nella Figura 3.
Prendere un cuscinetto tra come un esempio; La pista del cuscinetto è costituita da una pista interiore e una pista esterna; quando il motore cambia; Le sfere nel cuscinetto sono circondate da uno strato di olio liscio; a causa dell'effetto isolante dell'olio liscio; tra la pista del cuscinetto e la palla che forma il condensatore; come mostrato nella Figura 3b). Questi due condensatori esistono in serie nel ciclo dello statore del rotore (per facilitare l'analisi; non considerano l'impedenza della palla); può essere equivalente a un condensatore CBI; Rappresento l'i-Th nelle palline da cuscinetto. Per quanto riguarda l'intero cuscinetto; La capacità tra ogni palla e la pista esiste in parallelo. Pertanto, l'intero cuscinetto può essere equivalente a un condensatore CB. Secondo l'analisi del cuscinetto; Il cuscinetto può essere utilizzato con un'induttanza interna e resistenza L'interruttore è equivalente. Quando la palla non viene toccata dalla pista; L'interruttore è disconnesso; La tensione del rotore è impostata, quando la tensione del rotore supera la tensione di soglia del film dell'olio; L'interruttore di rottura del film petrolifero è acceso; La tensione del rotore è scaricata agilmente; Grande corrente di scarico.
VA, VB e VC sono la tensione di ingresso trifase del motore; L ', R' e C 'sono i parametri di convergenza equivalenti della tensione di ingresso accoppiata all'albero del rotore; CG è la capacità equivalente dopo la connessione parallela di CRF e CB. Quando si porta la palla e quando la pista tocca o lo strato di olio nel cuscinetto viene scomposto; CB non esiste; In questo momento, CG rappresenta solo la capacità di accoppiamento dell'albero del rotore nell'involucro.
La capacità CB è una funzione di una pluralità di variabili: Cb (Q, V, T, η, λ, λ, εr) [2]. Durante il quale Q rappresenta il potere; V rappresenta la velocità del film petrolifero; T rappresenta la temperatura; η rappresenta la viscosità dell'agente regolare λ rappresenta l'additivo dell'agente levigante; Λ rappresenta lo spessore dello strato di olio; εr rappresenta la costante dielettrica dell'agente di levigatura. Capacità del cuscinetto CB e capacità di accoppiamento da statore a rotore CSR; Molto più piccolo della capacità di accoppiamento da statore a caso CSF ​​e capacità di accoppiamento da rotore a caso CRF.
In questo modo, la tensione accoppiata al cuscinetto del motore non è troppo grande; Questo perché la capacità di CRF in parallelo con CB è molto più grande del CSR in serie con il ciclo di accoppiamento; Nei circuiti di condensatore in serie, maggiore è accettata la capacità, la tensione è più piccola. In effetti, secondo le caratteristiche della capacità distribuita; Gran parte della corrente in modalità comune viene trasmessa sulla terra attraverso il CSF di condensatore di accoppiamento tra l'avvolgimento dello statore e il nucleo di ferro; Pertanto la corrente del cuscinetto è solo una delle correnti in modalità comune. Alcuni. Come si può vedere dalla Figura 4; Esistono due metodi fondamentali per formare correnti del cuscinetto.
In primo luogo, a causa dell'esistenza della capacità distribuita; L'avvolgimento dello statore e il cuscinetto formano un ciclo di accoppiamento di tensione; Quando la tensione di ingresso dell'avvolgimento è una tensione di impulso PWM ad alta frequenza; La corrente DV/DT deve verificarsi in questo ciclo di accoppiamento; Questa corrente viene trasmessa sulla terra da CRF. L'altra parte viene trasmessa alla terra attraverso il condensatore del cuscinetto CB; Cioè, costituisce la cosiddetta corrente di cuscinetto DV/DT; La sua dimensione è correlata alla tensione di ingresso e ai parametri di scattering nel motore. Secondo, a causa dell'esistenza della capacità del cuscinetto; La tensione dell'albero si verifica sull'albero del motore; Quando la tensione dell'albero supera la tensione di rottura dello strato dell'olio del cuscinetto; La pista nel tavolo dei cuscinetti è equivalente a un corto circuito; formando così una grande corrente di scarico sul cuscinetto; La cosiddetta corrente di lavorazione della scarica elettrica (EMM). Altro; quando il motore al momento della transizione; Se c'è un tocco tra la palla e la pista; Lo stesso costituirà una grande corrente EDM sul cuscinetto.
Al fine di quantificare l'influenza della corrente EDM e DV/DT sul cuscinetto; La densità corrente nel cuscinetto è molto importante. Per stabilire la densità attuale, è necessario stimare l'area del punto di tocco della superficie interna della palla e della pista. Secondo la teoria dei contatti di Hertzian Point; Cuscinetto elettrico Il numero di vite può essere ottenuto dalla seguente formula [2]:
Elec Life (HRS) = (7)
Nella formula; rappresenta la densità di corrente del cuscinetto. In generale, la corrente DV/DT ha una grande influenza sulla vita portante. La densità di corrente del cuscinetto dell'EDM è molto grande; La vita portante è notevolmente ridotta. Altri; Il grado di danno cuscinetto senza carico è invece il tempo di carico è molto più grande; Ciò è dovuto all'aumento dell'area di contatto dei cuscinetti durante i carichi pesanti; La densità di corrente del cuscinetto viene ridotta invisibile.

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