| Accueil> Connaissances de roulement> Analyse du mécanisme de tension d'arbre et de courant d'arbre du moteur à fréquence variable (1) |
/ * 728 * 90 créé le 2018/5/16 * / var cpro_id = "U3440131"; Analyse du mécanisme de la tension de l'arbre du moteur à fréquence variable et du courant d'arbre (1)
Source: China Bearing Network Temps: 2014-06-26
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1 Introduction Lorsque le moteur est entraîné par une alimentation à onde sinusoïdale, la tension de l'axe est générée par la liaison de flux alternée de l'arbre du moteur. Ces chaînes de flux sont constituées des fentes de rotor et de stator, la connexion entre les pièces centrales et les caractéristiques d'orientation du matériau magnétique. Le déséquilibre de l'alimentation électrique et d'autres facteurs ont provoqué le déséquilibre du flux [1]. Dans les années 1990; lorsque l'onduleur PWM avec IGBT comme dispositif d'alimentation est utilisé comme puissance de conduite du moteur; Le problème du courant de l'arbre du moteur est plus grave; Et son mécanisme et l'alimentation de l'onde sinusoïdale sont complètement différents. La littérature [1] souligne qu'un onduleur IGBT avec une fréquence porteuse élevée (par exemple, au-dessus de 10 kHz) entraîne un endommagement le roulement du moteur plus rapidement que l'onduleur avec une faible fréquence porteuse. Busse est plus spécifique. La relation entre la génération de courant de roulement et la densité de courant portant et les dommages cautionnelles est analysée [2]; et le modèle de circuit de courant de roulement entraîné par PWM est établi; Cependant, le modèle ne reflète pas la fréquence de commutation du courant de roulement et de l'onduleur. La relation entre la tension de l'arbre du moteur et le courant d'arbre lorsque la tension d'impulsion PWM haute fréquence est entraînée; Ce papier est basé sur le modèle de circuit de tension d'arbre et de courant d'arbre; Les conditions et les modes du courant de l'arbre sont générés; et les caractéristiques de la tension de sortie de l'onduleur sont modifiées et la surtension de l'extrémité du moteur est observée; Après l'analyse de simulation, la tension de l'arbre et la forme d'onde de courant de roulement sont obtenues dans différentes conditions. En termes de pressage du courant de roulement; La méthode donnée dans [1] convertit la tension PWM en une tension d'onde sinusoïdale avec un filtre d'onde sinusoïdale; Le moteur fonctionne dans la condition d'alimentation sinusoïdale; Mais la méthode a une grande inductance; La réponse dynamique du système est lente. La tension tombe sur l'inductance et la consommation d'énergie augmente. Cet article a une petite inductance à la sortie de l'onduleur et est complété par le réseau d'absorption RC; Il peut être utilisé pour conduire le courant d'arbre entraîné par l'onduleur PWM. 2 La tension de mode commune et la tension de l'arbre sont généralement considérées; Le déséquilibre du circuit magnétique, l'effet unipolaire et le courant de condensateur sont les principales raisons de la tension de l'arbre dans le moteur [3]. Dans le moteur normal de l'alimentation de la grille; Tout le monde fait généralement attention au déséquilibre du circuit magnétique, l'effet de la tension de l'arbre dans le moteur alimenté par l'onduleur est principalement dû au déséquilibre de la tension; c'est-à-dire que le poids à séquence zéro de la tension d'alimentation se produit. En raison du déséquilibre du circuit, de la méta-appareil, de la connexion et de l'impédance de boucle; La tension d'alimentation se produira inévitablement. Zéro dérive; Cette tension générera un courant de séquence zéro dans le système; Le roulement fait partie de la boucle de séquence de moteur zéro. Lorsque l'alimentation de l'onde sinusoïdale est entraînée; Après comptabilité, on peut savoir que la valeur de l'onduleur est entraînée par l'onduleur PWM; La valeur dépend de la condition de commutation de l'onduleur; et la période de changement est commune à la fréquence des porteurs de l'onduleur. En fait; Une seule des tensions de mode communes du mode d'expression; en raison du couplage électrostatique; Il y a de grandes et petites capacités dispersées entre les moteurs; formant ainsi la boucle de séquence zéro du moteur. Selon la théorie des lignes de transmission; Un circuit de paramètre de dispersion peut utiliser des paramètres regrouper équivalents avec les mêmes connexions d'entrée et de sortie π Remplacement du modèle de réseau. Par conséquent, le circuit des paramètres de dispersion du moteur peut être équivalent par le circuit de paramètre regroupé; Les enroulements constituant la tension de l'arbre - couplage rotor sont illustrés à la figure 2A); VBRG est la tension de l'arbre; IBRG est le courant de roulement; Virginie; VB et VC sont une tension d'entrée du moteur. Bien que IWS ne circule pas à travers le roulement; Mais il a la même méthode que le courant de roulement sur l'enroulement du stator; Il doit avoir un effet sur le courant de roulement. Pour faciliter l'analyse; L'accouplement du point intermédiaire vers le stator de l'enroulement ne sera pas pris en compte. Pour la commodité de la comptabilité; La figure 2 a) est simplifiée au modèle de circuit de conduite monophasé équivalent illustré à la figure 2 B). Z1 est l'impédance médiane de l'alimentation électrique; Z2 est l'impédance de contournement; Caractérisant la réactance en mode commun dans les bobines de boucle de conduite, les réacteurs de ligne et les câbles longs, etc., R0 et L0 sont la résistance et l'inductance de séquence zéro est le stator-to-sol, le stator, le CSF, le CSR et le CRF -Rotor et la capacité du rotor-sol du moteur, RB est la résistance de la boucle de roulement, CB et R1 est la capacité et l'impédance non linéaire du film d'huile de roulement, et USG et URG sont séparés de la tension neutre de l'enroulement du stator et le rotor. Concernant le moteur propulsé par l'onduleur; Lorsque le film d'huile de roulement n'est pas décomposé; Parce que la fréquence des porteurs est élevée; La réactance capacitive du condensateur est considérablement réduite. Comparaison XCB; RB est petit et R1 est grand; car la tension de conduite PWM est une tension non sinusoïdale; Divisez-le d'abord pendant la comptabilité; puis laissez-le tranquille; Les valeurs utiles pour la tension d'axe sont: Le modèle de roulement et le courant de roulement se produisent en raison de la présence d'une capacité distribuée et de l'effet d'excitation de la tension d'entrée d'impulsion à haute fréquence; La tension en mode commun couplé est formée sur l'arbre du moteur. En fait; La présentation de la tension de l'arbre n'est pas seulement liée aux deux éléments ci-dessus; La disposition a une connexion directe. Les extrémités avant et arrière du rotor sont soutenues par un roulement; La disposition est illustrée à la figure 3. Prendre un roulement entre les deux comme exemple; Le chemin de course du roulement se compose d'un chemin de course intérieur et d'une voie de course extérieure; Lorsque le moteur change; Les boules dans le roulement sont entourées d'une couche d'huile lisse; En raison de l'effet isolant de l'huile lisse; entre le chemin de roulement et la balle formant le condensateur; comme le montre la figure 3b). Ces deux condensateurs existent en série dans la boucle de stator du rotor (pour faciliter l'analyse; ne considérez pas l'impédance de la balle); peut être équivalent à un condensateur CBI; Je représente le i-th dans les boules de roulements. Concernant l'intégralité du roulement; La capacité entre chaque balle et le chemin de course existe en parallèle. Par conséquent, le roulement entier peut être équivalent à un condensateur CB. Selon l'analyse du roulement; Le roulement peut être utilisé avec une inductance interne et une résistance Le commutateur est équivalent. Lorsque le ballon n'est pas touché par le chemin de course; Le commutateur est déconnecté; La tension du rotor est configurée lorsque la tension du rotor dépasse la tension de seuil de film d'huile; L'interrupteur de panne du film d'huile est activé; La tension du rotor est libérée de manière agitée; Grand courant de décharge. VA, VB et VC sont la tension d'entrée triphasée du moteur; L ', R' et C 'sont les paramètres de convergence équivalents de la tension d'entrée couplés à l'arbre du rotor; CG est la capacité équivalente après la connexion parallèle de CRF et CB. Lorsque vous portez la balle et lorsque le chemin de course touche ou la couche d'huile dans le roulement est décomposée; CB n'existe pas; À ce moment, CG ne représente que la capacité de couplage de l'arbre du rotor dans le boîtier. La capacité CB est fonction d'une pluralité de variables: CB (q, v, t, η, λ, λ, εr) [2]. Pendant lequel q représente le pouvoir; V représente la vitesse du film d'huile; T représente la température; η représente la viscosité lisse de l'agent λ représente l'additif de l'agent de lissage; Λ représente l'épaisseur de la couche d'huile; εr représente la constante diélectrique de l'agent de lissage. Capacité de portage CB et stator-rotor CAPACITANCE CSR; Beaucoup plus petit que la capacité de couplage du stator au cas CSF et la capacité de couplage du rotor à cas CRF. De cette façon, la tension couplée au roulement du moteur n'est pas trop grande; En effet, la capacité de CRF en parallèle avec CB est beaucoup plus grande que la RSE en série avec la boucle de couplage; Dans les boucles de condensateur en série, plus la capacité est acceptée, la tension est plus petite. En fait, selon les caractéristiques de la capacité distribuée; Une grande partie du courant de mode commun est transmise à la Terre à travers le CSF du condensateur de couplage entre l'enroulement du stator et le noyau de fer; Ainsi, le courant de roulement n'est qu'un des courants de mode commun. Quelques. Comme le montre la figure 4; Il existe deux méthodes fondamentales pour former des courants de roulement. Premièrement, en raison de l'existence de la capacité distribuée; L'enroulement du stator et le roulement forment une boucle de couplage de tension; Lorsque la tension d'entrée de l'enroulement est une tension d'impulsion PWM haute fréquence; Le courant DV / DT doit se produire dans cette boucle de couplage; Ce courant est transmis à la Terre par le CRF. L'autre partie est transmise à la Terre à travers le condensateur de roulement CB; c'est-à-dire qu'il constitue le courant de roulement dite DV / DT; Sa taille est liée à la tension d'entrée et aux paramètres de diffusion dans le moteur. Deuxièmement, en raison de l'existence de la capacité de roulement; La tension de l'arbre se produit sur l'arbre du moteur; Lorsque la tension de l'arbre dépasse la tension de dégradation de la couche d'huile de roulement; Le chemin de course dans la table des roulements équivaut à un court-circuit; formant ainsi un grand courant de décharge sur le roulement; Courant de l'usinage à décharge électrique (EMM). Autre; lorsque le moteur au moment de la transition; S'il y a une touche entre le ballon et le chemin de course; Il en va de même pour un grand courant EDM sur le roulement. Afin de quantifier l'influence du courant EDM et DV / DT sur le roulement; La densité actuelle dans le roulement est très importante. Pour établir la densité actuelle, il est nécessaire d'estimer la zone de touche ponctuelle de la surface intérieure du ballon et du chemin de roulement. Selon la théorie des contacts des points hertziens; Portant électrique Le nombre de vies peut être obtenu par la formule suivante [2]: Elec Life (HRS) = (7) Dans la formule; représente la densité de courant de roulement. D'une manière générale, le courant DV / DT a une grande influence sur la durée de vie. La densité de courant de roulement de l'EDM est très grande; La durée de vie du roulement est considérablement réduite. Autres; Le degré de dégâts de roulement à l'absence de charge est plutôt le temps de chargement est beaucoup plus grand; Cela est dû à l'augmentation de la zone de contact des roulements pendant les charges lourdes; La densité de courant de roulement est réduite de manière invisible.
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