電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展使逆變器驅(qū)動(dòng)電機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)得到廣泛應(yīng)用，電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電壓也由原來的工頻正弦波電壓變?yōu)楦哳l脈寬調(diào)制波電壓，而高頻和高dm/dt的脈寬調(diào)制波電壓將會(huì)在系統(tǒng)中產(chǎn)生諸多負(fù)面效應(yīng)，如電磁干擾問題、電機(jī)的軸承電流問題、電機(jī)端子的過電壓?jiǎn)栴}等，流過電機(jī)軸承的電流會(huì)對(duì)電機(jī)的軸承造成損壞，而電機(jī)端子的過電壓則會(huì)破壞電機(jī)繞組絕緣，這些都將影響電機(jī)的使用壽命。
高頻、高dm/dt的脈寬調(diào)制電壓還將在電機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生共模耦合效應(yīng)，并在電機(jī)內(nèi)部的寄生耦合回路中產(chǎn)生共模耦合電流。共模耦合電流流過電機(jī)繞組時(shí)將引起電機(jī)繞組電壓畸變，并產(chǎn)生電壓過沖，影響電機(jī)繞組的絕緣，并有可能使電機(jī)繞組的絕緣損壞。本文從電機(jī)內(nèi)部共模耦合效應(yīng)的角度分析和計(jì)算了電機(jī)繞組的過電壓，建立了高頻情況下電機(jī)內(nèi)部的共模等效電路集總參數(shù)模型，給出了共模耦合電流和電機(jī)繞組電壓的計(jì)算方法，分析了共模耦合電流對(duì)電機(jī)繞組電壓的影響。
1電機(jī)內(nèi)部共模耦合電路模型電機(jī)內(nèi)部存在兩種途徑的共模耦合，即繞組到定子的共模耦合和繞組到轉(zhuǎn)子的共模耦合。相比較而言，由于電機(jī)繞組到定子的距離要大大小于繞組到轉(zhuǎn)子的距離，因此，電機(jī)繞組到定子的耦合比到轉(zhuǎn)子的耦合要大得多，電機(jī)繞組到定子的共模耦合電流對(duì)電機(jī)繞組電壓的影響起著決定性作用。
因此在分析共模耦合電流對(duì)電機(jī)繞組電壓的影響時(shí)，不考慮電機(jī)繞組到轉(zhuǎn)子的耦合，單從電機(jī)繞組到定子的共模耦合角度來分析。
為包含從電機(jī)繞組到定子鐵心寄生耦合電容的電機(jī)定子繞組的分布參數(shù)電路模型，電機(jī)三相繞組采用星型連接，n為中點(diǎn)，連接到地，zg為地阻抗，z為每相繞組單位長(zhǎng)度的阻抗，zw為單位長(zhǎng)度電機(jī)繞組到定子的耦合阻抗，主要是寄生耦合電容。r為從輸入端a到地的共模電壓，內(nèi)部共模阻抗為zm.當(dāng)用逆變器驅(qū)動(dòng)電機(jī)時(shí)，共模電壓為高頻pwm脈沖，在高頻范圍，趨膚效應(yīng)、線圈之間寄生電容的耦合、鐵心損耗和滲透性的降低都會(huì)對(duì)阻抗產(chǎn)生影響，因此，阻抗z、zw不同于正弦波驅(qū)動(dòng)電機(jī)時(shí)的阻抗。
單相定子繞組寄生耦合的集總參數(shù)電路裴雪軍，張凱，康勇，等。pwm逆變器共模干擾電流的衰減和抑制。中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2004，24（11）：80-84.陳斌，姜建國(guó)，孫旭東。pwm逆變器一感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中接地電流emi問題的分析。中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2003，23（2）：p裴雪軍，張凱，康勇，等。pwm逆變器共模干擾電流的衰減和抑制。中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2004，24（11）：80-84.咸哲龍，鐘玉林，孫旭東，等。用于傳導(dǎo)電磁干擾分析的接地回路模型與參數(shù)。中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2005，25（7）：156-161.姜艷姝，徐殿國(guó)，陳希有，等。一種新穎的用于消除pwm逆變器輸出共模電壓的有源濾波器。中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2002，幸善成（1971―），男，博士研究生，主要研究方向?yàn)殡娏ο到y(tǒng)電磁吳正國(guó)（1964―），男，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)殡娏ο到y(tǒng)電能質(zhì)量管理，數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)等。
（編輯王劍喬）
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