Análise do mecanismo de tensão do eixo do motor de frequência variável e corrente do eixo VFD
August 18, 2023
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/*728*90 Criado em 2018/5/16*/var cpro_id = "U3440131"; Análise do mecanismo de tensão do eixo do motor de frequência variável e corrente do eixo (1)
Fonte: China Ricando Tempo de Rede: 2014-06-26
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1 Introdução Quando o motor é acionado por uma fonte de alimentação de onda senoidal, a tensão do eixo é gerada pela ligação alternada do fluxo do eixo do motor. Essas cadeias de fluxo são compostas pelos slots de rotor e estator, conexão entre as peças do núcleo e as características de orientação do material magnético. O desequilíbrio da fonte de alimentação e outros fatores causaram o desequilíbrio do fluxo [1]. Na década de 1990; quando o inversor PWM com IGBT como dispositivo de energia é usado como energia do acionamento do motor; O problema da corrente do eixo do motor é mais grave; e seu mecanismo e a fonte de alimentação de onda senoidal são completamente diferentes. A literatura [1] aponta que um inversor IGBT com uma alta frequência portadora (por exemplo, acima de 10 kHz) faz com que o rolamento do motor seja danificado mais rápido que o inversor com uma baixa frequência portadora. BUSSE é mais específico. A relação entre a geração atual e a densidade de corrente e os danos causados pelo rolamento é analisada [2]; e o modelo de circuito de corrente do rolamento acionado pelo PWM é estabelecido; No entanto, o modelo não reflete a corrente de rolamento e a frequência de comutação do inversor. A relação entre a tensão do eixo do motor e a corrente do eixo quando a tensão de pulso PWM de alta frequência é acionada; Este artigo é baseado na tensão do eixo e no modelo de circuito de corrente do eixo; As condições e modos da corrente do eixo são gerados; e as características da tensão de saída do inversor são alteradas e a sobretensão da extremidade do motor é observada; Após a análise da simulação, a tensão do eixo e a forma de onda da corrente do rolamento são obtidas em diferentes condições. Em termos de pressionar a corrente do rolamento; O método fornecido em [1] converte a tensão PWM em uma tensão de onda senoidal com um filtro de onda senoidal; O motor opera sob a condição de fonte de alimentação de onda senoidal; Mas o método tem uma grande indutância; A resposta dinâmica do sistema é lenta. A queda de tensão no indutor e o consumo de energia aumentam. Este artigo possui uma pequena indutância na saída do inversor e é complementada pela rede de absorção RC; Pode ser usado para acionar a corrente do eixo acionada pelo inversor PWM. 2 Tensão do modo comum e tensão do eixo geralmente são consideradas; O desequilíbrio do circuito magnético, o efeito unipolar e a corrente do capacitor são os principais motivos da tensão do eixo no motor [3]. No motor normal do suprimento de grade; Todos geralmente presta atenção ao desequilíbrio do circuito magnético O efeito da tensão do eixo no motor movido a inversor é principalmente devido ao desequilíbrio de tensão; Ou seja, ocorre o peso da sequência zero da tensão da fonte de alimentação. Devido ao desequilíbrio do circuito, meta-dispositivo, conexão e impedância de loop; A tensão da fonte de alimentação ocorrerá inevitavelmente. Zero desvio; Esta tensão gerará corrente de sequência zero no sistema; O rolamento faz parte do loop de sequência zero do motor. Quando a fonte de alimentação de onda senoidal é acionada; Após contabilidade, pode -se saber que o valor do inversor é acionado pelo inversor PWM; O valor depende da condição de comutação do inversor; e o período de mudança é comum à frequência da transportadora do inversor. Na verdade; Apenas uma das tensões do modo comum a maneira de expressão; devido ao acoplamento eletrostático; Existem capacitâncias espalhadas grandes e pequenas entre os motores; formando assim o loop de sequência zero do motor. De acordo com a teoria da linha de transmissão; Um circuito de parâmetros de dispersão pode usar parâmetros agrupados equivalentes com as mesmas conexões de entrada e saída π modelo de modelo de rede. Portanto, o circuito de parâmetros de dispersão do motor pode ser equivalente pelo circuito de parâmetros agrupados; Os enrolamentos que constituem a tensão do eixo-o acoplamento rotor são mostrados na Figura 2a); VBRG é a tensão do eixo; IBRG é a corrente do rolamento; VA; VB e VC são tensão de entrada do motor. Embora o IWS não flua através do rolamento; Mas tem o mesmo método que a corrente do rolamento no enrolamento do estator; Deve ter um efeito na corrente do rolamento. Para facilitar a análise; O acoplamento do ponto intermediário ao estator do enrolamento não será considerado. Para a conveniência da contabilidade; A Figura 2 a) é simplificada para o modelo de circuito de acionamento monofásico equivalente mostrado na Figura 2 b). Z1 é a impedância do ponto médio da fonte de alimentação; Z2 é a impedância de desvio; Caracterizando a reatância do modo comum nas bobinas de loop de acionamento, reatores de linha e cabos longos, etc., R0 e L0 são a resistência a sequência zero e a indutância do estator, CSF, CSR e CRF são o estator-to-monte, estator-to- -Capacitância do motor e do rotor para o solo do motor, a RB é a resistência ao loop do rolamento, CB e R1 são a capacitância e a impedância não linear do filme de óleo do rolamento, e USG e Urg são separados da tensão neutra do enrolamento do estator e o rotor. Em relação ao motor alimentado pelo inversor; Quando o filme de óleo do rolamento não é quebrado; Porque a frequência da transportadora é alta; A reatância capacitiva do capacitor é bastante reduzida. Comparação XCB; RB é pequeno e R1 é grande; Como a tensão de acionamento do PWM é a tensão não sinusóidal; Divida primeiro durante a contabilidade; Então deixe em paz; Os valores úteis para a tensão do eixo são: 3 O modelo de rolamento e a corrente do rolamento ocorrem devido à presença de capacitância distribuída e ao efeito de excitação da tensão de entrada de pulso de alta frequência; A tensão de modo comum acoplada é formada no eixo do motor. Na verdade; A apresentação da tensão do eixo não está apenas relacionada aos dois elementos acima; O layout tem uma conexão direta. As extremidades frontal e traseira do rotor são suportadas por um rolamento; O layout é mostrado na Figura 3. Tomar uma influência no meio como um exemplo; A pista do rolamento consiste em uma pista interna e uma pista externa; Quando o motor muda; As bolas no rolamento são cercadas por uma camada de óleo lisa; devido ao efeito isolante do óleo liso; entre a pista de rolamento e a bola formando o capacitor; como mostrado na Figura 3b). Esses dois capacitores existem em série no loop do estator do rotor (para facilitar a análise; não considere a impedância da bola); pode ser equivalente a um CBI do capacitor; Eu represento o I-Th nas bolas de rolamento. Em relação a todo o rolamento; A capacitância entre cada bola e a pista existe em paralelo. Portanto, todo o rolamento pode ser equivalente a um capacitor CB. De acordo com a análise do rolamento; O rolamento pode ser usado com uma indutância e resistência internas que o interruptor é equivalente. Quando a bola não é tocada pela pista; O interruptor está desconectado; A tensão do rotor é configurada, quando a tensão do rotor excede a tensão limite do filme de óleo; O interruptor de quebra de filme de petróleo está ligado; A tensão do rotor é descarregada agilamente; Grande corrente de descarga. VA, VB e VC são a tensão de entrada trifásica do motor; L ', r' e c 'são os parâmetros de convergência equivalentes da tensão de entrada acoplada ao eixo do rotor; CG é a capacitância equivalente após a conexão paralela de CRF e CB. Ao carregar a bola e quando a pista toca ou a camada de óleo no rolamento é quebrada; CB não existe; Nesse momento, o CG representa apenas a capacitância de acoplamento do eixo do rotor para o revestimento. A capacitância CB é uma função de uma pluralidade de variáveis: CB (q, v, t, η, λ, λ, εr) [2]. Durante o qual q representa poder; v representa a velocidade do filme de petróleo; T representa a temperatura; η representa a viscosidade do agente suave λ representa o aditivo do agente de suavização; Λ representa a espessura da camada de óleo; εr representa a constante dielétrica do agente de suavização. Capacitância de rolamento CB e capacitância de acoplamento do estator-rotor CSR; Muito menor que a capacitância de acoplamento do estator para casos CSF e CRF do capacitância de acoplamento do rotor para casos. Dessa maneira, a tensão acoplada ao rolamento do motor não é muito grande; Isso ocorre porque a capacitância de CRF em paralelo com CB é muito maior que a CSR em série com o loop de acoplamento; Nos loops do capacitor em série, quanto maior a capacitância é aceita, a tensão é menor. De fato, de acordo com as características da capacitância distribuída; Uma grande parte da corrente do modo comum é transmitida à Terra através do capacitor de acoplamento CSF entre o enrolamento do estator e o núcleo de ferro; Assim, a corrente do rolamento é apenas uma das correntes de modo comum. Alguns. Como pode ser visto na Figura 4; Existem dois métodos fundamentais para formar correntes de rolamento. Primeiro, devido à existência da capacitância distribuída; o enrolamento do estator e o rolamento formam um loop de acoplamento de tensão; Quando a tensão de entrada do enrolamento é uma tensão de pulso PWM de alta frequência; A corrente DV/DT deve ocorrer neste loop de acoplamento; Esta corrente é transmitida à Terra por CRF. A outra parte é transmitida à Terra através do capacitor rolante CB; isto é, constitui a chamada corrente de rolamento DV/dt; Seu tamanho está relacionado à tensão de entrada e aos parâmetros de espalhamento no motor. Segundo, devido à existência da capacitância do rolamento; A tensão do eixo ocorre no eixo do motor; Quando a tensão do eixo excede a tensão de quebra da camada de óleo do rolamento; A pista na mesa de rolamentos é equivalente a um curto -circuito; formando assim uma grande corrente de descarga no rolamento; A chamada usinagem de descarga elétrica (EMM). Outro; quando o motor no momento da transição; Se houver um toque entre a bola e a pista; O mesmo formará uma grande corrente EDM no rolamento. Para quantificar a influência da corrente EDM e DV/DT no rolamento; A densidade de corrente no rolamento é muito importante. Para estabelecer a densidade atual, é necessário estimar a área de toque de ponto da superfície interna da bola e da pista. De acordo com a teoria do contato de Hertzian Point; Rolução elétrica O número de vidas pode ser obtido pela seguinte fórmula [2]: Elec Life (HRS) = (7) Na fórmula; representa a densidade de corrente do rolamento. De um modo geral, a corrente DV/DT tem uma grande influência na vida de rolamento. A densidade de corrente do rolamento do EDM é muito grande; A vida do rolamento é bastante reduzida. Outros; O grau de dano por rolamento sem carga é, em vez disso, o tempo de carregamento é muito maior; Isso se deve ao aumento da área de contato do rolamento durante cargas pesadas; A densidade da corrente do rolamento é reduzida de forma invisível.
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