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可変周波数モーターシャフト電圧とシャフト電流のメカニズムの分析（1）
出典：中国ベアリングネットワーク時間：2014-06-26
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ベアリング電流を押すという点で。 [1]に与えられた方法は、PWM電圧を正弦波フィルターで正弦波電圧に変換します。モーターは、正弦波電源条件下で動作します。しかし、この方法には大きなインダクタンスがあります。システムの動的応答は遅いです。インダクタ全体で電圧が低下し、消費電力が増加します。この記事は、インバーターの出力に小さなインダクタンスがあり、RC吸収ネットワークによって補完されています。 PWMインバーターによって駆動されるシャフト電流を駆動するために使用できます。
2一般的なモード電圧とシャフト電圧が通常考慮されます。磁気回路の不均衡、単極効果、コンデンサ電流が、モーターのシャフト電圧の主な理由です[3]。グリッド供給の通常のモーター。誰もが通常、磁気回路の不均衡に注意を払っています。インバーター駆動モーターのシャフト電圧の効果は、主に電圧の不均衡によるものです。つまり、電源電圧のゼロシーケンス重量が発生します。回路、メタデバイス、接続、ループインピーダンスの不均衡のため。電源電圧は必然的に発生します。ゼロドリフト;この電圧は、システム内のゼロシーケンス電流を生成します。ベアリングは、モーターゼロシーケンスループの一部です。
正弦波電源が駆動されるとき;会計の後、インバーターの値がPWMインバーターによって駆動されることが知られています。値は、インバーターの切り替え条件によって異なります。また、変更期間はインバーターキャリア周波数に共通しています。実際には;共通モードの1つのみが式の方法を電圧します。静電カップリングのため。モーターの間には大小の散乱容量があります。したがって、モーターのゼロシーケンスループを形成します。伝送線理論によると;散布パラメーター回路は、同じ入力接続と出力接続を持つ同等の一括パラメーターを使用できますπネットワークモデルの交換を使用できます。
したがって、モーター分散パラメーター回路は、しこりパラメーター回路と同等にすることができます。シャフト電圧を構成する巻線 - 回転カップリングを図2aに示します）。 VBRGはシャフト電圧です。 IBRGはベアリング電流です。 VA; VBとVCはモーター入力電圧です。 IWSはベアリングを流れませんが。しかし、ステーターの巻線のベアリング電流と同じ方法があります。ベアリング電流に影響を与える必要があります。分析を容易にするため。中間点の巻線の固定子への結合は考慮されません。会計の利便性のため。図2 a）は、図2 bに示す同等の単相駆動回路モデルに簡素化されます。 Z1は、電源の中間インピーダンスです。 Z2はバイパスインピーダンスです。ドライブループコイル、ラインリアクター、ロングケーブルなどの共通モードリアクタンスを特徴づけるR0とL0は、ステーターのゼロ配列抵抗とインダクタンスであり、CSF、CSR、CRFはステーターからグラウンド、ステーターツートゥステーターです。 - モーターの回転と回転体間容量、RBはベアリングループ抵抗、CBとR1はベアリングオイルフィルムの容量と非線形インピーダンスであり、USGとURGは、固定子の巻きの中性電圧から分離され、ローター。
インバーターを搭載したモーターについて;ベアリングオイルフィルムが壊れていないとき;キャリア周波数が高いため。コンデンサの容量性リアクタンスは大幅に減少します。 XCB比較; RBは小さく、R1は大きいです。 PWM駆動電圧は非シヌソイド電圧であるため。会計中に最初にそれを分割します。その後、そのままにしておきます。軸電圧の有用な値は次のとおりです。
3ベアリングモデルとベアリング電流は、分散容量の存在と高周波パルス入力電圧の励起効果により発生します。結合されたコモンモード電圧は、モーターシャフトに形成されます。実際には;シャフト電圧の提示は、上記の2つの要素に関連するだけではありません。レイアウトには直接接続があります。ローターの前端と後端は、ベアリングによってサポートされています。レイアウトを図3に示します。
例として間にベアリングを取る。ベアリングのレースウェイは、内側のレースウェイと外側のレースウェイで構成されています。モーターが変化するとき;ベアリングのボールは、滑らかなオイル層に囲まれています。滑らかなオイルの絶縁効果のため。ベアリングレースウェイとコンデンサを形成するボールの間。図3bに示すように）。これらの2つのコンデンサは、ローターステーターループに直列に存在します（分析を容易にするため。ボールのインピーダンスを考慮しないでください）。コンデンサCBIに相当する場合があります。私はベアリングボールのI-Theを表します。ベアリング全体について;各ボールとレースウェイの間の静電容量は並行して存在します。したがって、ベアリング全体がコンデンサCBと同等である可能性があります。ベアリングの分析によると;ベアリングは、内部インダクタンスと抵抗で使用できます。ボールがレースウェイに触れられないとき;スイッチは切断されています。ローター電圧がオイルフィルムのしきい値電圧を超えると、ローター電圧がセットアップされます。オイルフィルムブレークダウンスイッチがオンになっています。ローター電圧は俊敏に排出されます。大きな排出電流。
VA、VB、およびVCは、モーターの3相入力電圧です。 l '、r'およびc 'は、ローターシャフトに結合された入力電圧の同等の収束パラメーターです。 CGは、CRFとCBの並列接続後の同等の容量です。ボールを持っているとき、そして競走路が触れるとき、またはベアリングの油層が壊れているとき。 CBは存在しません。現時点では、CGはローターシャフトのケーシングへの結合容量のみを表します。
静電容量CBは、複数の変数の関数です：CB（q、v、t、η、λ、λ、εr）[2]。その間、qは電力を表します。 vはオイルフィルムの速度を表します。 tは温度を表します。 ηは滑らかな剤を表します粘度λは、滑らかな剤添加物を表します。 λは、油層の厚さを表します。 εRは、滑らかな剤誘電率を表します。ベアリング静電容量CBおよびステーターと回転への結合容量CSR。ステーター間カップリング容量CSFおよびローター間カップリング容量CRFよりもはるかに小さい。
このようにして、モーターベアリングに結合された電圧はそれほど大きくありません。これは、CBと並行したCRFの静電容量が、結合ループと直列にCSRよりもはるかに大きいためです。直列コンデンサループでは、容量が大きくなるほど、電圧が小さくなります。実際、分布した静電容量の特性に応じて。共通モード電流の大部分は、ステーター巻線と鉄のコアの間の結合コンデンサCSFを介して地球に送信されます。したがって、ベアリング電流は、一般的なモード電流の1つにすぎません。いくつかの。図4からわかるように。ベアリング電流を形成するための2つの基本的な方法があります。
第一に、分散容量の存在のため。固定子の巻線とベアリングは、電圧カップリングループを形成します。巻線の入力電圧が高周波PWMパルス電圧である場合。 DV/DT電流は、この結合ループで発生する必要があります。この電流は、CRFによって地球に送信されます。他の部分は、ベアリングコンデンサCBを介して地球に送信されます。つまり、いわゆるDV/DTベアリング電流を構成します。そのサイズは、入力電圧とモーターの散乱パラメーターに関連しています。第二に、ベアリング容量の存在のため。シャフト電圧はモーターシャフトで発生します。シャフト電圧がベアリングオイル層の分解電圧を超える場合。ベアリングテーブルのレースウェイは、短絡に相当します。したがって、ベアリングに大きな排出電流を形成します。いわゆる放電加工（EMM）電流。他の;移行時のモーターの場合;ボールとレースウェイの間にタッチがある場合;同じことがベアリングに大きなEDM電流を形成します。
ベアリングに対するEDMおよびDV/DT電流の影響を定量化するため。ベアリングの現在の密度は非常に重要です。現在の密度を確立するには、ボールとレースウェイの内面のポイントタッチエリアを推定する必要があります。 Hertzian Point Contact Theoryによると;電気的に、次の式で生命の数を得ることができます[2]：
Elec Life（HRS）=（7）
式で;ベアリング電流密度を表します。一般的に言えば、DV/DT電流は、ベアリングの寿命に大きな影響を与えます。 EDMのベアリング電流密度は非常に大きいです。ベアリングの寿命は大幅に減少します。その他;負荷なしでのベアリングダメージの程度は、負荷時間がはるかに大きくなっています。これは、重い負荷中のベアリング接触領域の増加によるものです。ベアリング電流密度は目に見えないほど減少します。
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