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基于电磁场数值计算的变频供电感应电机耦合电容与轴电压的分析

发布时间:2018-08-19 17:48
【摘要】:PWM变频供电驱动电机系统共模电压在电机耦合电容作用下会在轴承上产生轴电压和轴电流,影响电机的安全运行。对电机耦合电容的准确计算有助于合理预测轴电压的大小。本文在分析驱动系统共模模型基础上,建立了电机耦合电容计算的有限元分析模型,求得电容参数。比较了二维和三维有限元下电容计算结果,指出绕组端部对定子绕组与转子间耦合电容Cwr有较大的影响,计及端部时得到的电容Cwr更接近实测结果。采用定子绕组电磁散线计算模型可以大大提高定子绕组与铁心间电容Cwf计算精度。在不同电机端部结构参数下进行分析计算,发现定子绕组端部伸直部分长度和鼠笼端环的轴向长度是影响电容Cwr的两个主要参数。对变频供电下的感应电动机进行三维瞬态电场有限元分析,表明轴电压为共模电压的镜像,证明了电容分析模型是有效的。
[Abstract]:The common-mode voltage of the motor system driven by PWM frequency conversion will produce shaft voltage and current on the bearing under the action of the motor coupling capacitance, which will affect the safe operation of the motor. The accurate calculation of the coupling capacitance of the motor is helpful to reasonably predict the magnitude of the shaft voltage. In this paper, based on the analysis of the common mode model of the drive system, the finite element analysis model for the calculation of the coupling capacitance of the motor is established, and the capacitance parameters are obtained. The results of capacitance calculation under two and three dimensional finite element method are compared. It is pointed out that the end part of the winding has a great influence on the coupling capacitance Cwr between the stator winding and the rotor, and the capacitance Cwr obtained when the end part is taken into account is closer to the measured result. The calculation accuracy of Cwf between stator winding and iron core can be greatly improved by using the electromagnetic dispersion line calculation model of stator winding. Through the analysis and calculation of the end structure parameters of the motor, it is found that the length of the stator winding end elongation part and the axial length of the squirrel cage end ring are the two main parameters that affect the capacitance Cwr. Three-dimensional transient electric field finite element analysis of induction motor powered by frequency conversion shows that shaft voltage is the mirror image of common-mode voltage, and the capacitance analysis model is effective.
【作者单位】: 北京交通大学电气工程学院;
【基金】:国家自然科学基金(51107004) 中央高校基本科研业务费专项资金(2013JBM016)资助项目
【分类号】:TM346

【参考文献】

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【共引文献】

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7 刘瑞芳;陈嘉W,

本文编号:2192373


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