永磁同步電機軸電壓和軸電流研究.pdf

1、永磁同步電機具有效率高、結(jié)構(gòu)簡單、功率因數(shù)高、調(diào)速范圍寬等優(yōu)點。目前在變頻調(diào)速系統(tǒng)中得到廣泛的應用且具有良好的發(fā)展前景。但是隨著永磁同步電機單機容量的增大,由軸電壓和軸電流引起軸瓦損傷事故日趨嚴重。對于引發(fā)軸電壓和軸電流的原因主要有以下幾種:SPWM逆變器供電產(chǎn)生的共模電壓;端部漏磁;磁通不對稱;剩磁;靜電效應。軸電壓和軸電流對電機運行可靠性帶來較大負面影響,因此對其進行研究具有重要的現(xiàn)實意義。本文主要針對SPWM逆變器供電的永磁同步電

2、機中產(chǎn)生的軸電壓和軸電流進行研究。
　　本文首先介紹了永磁同步電機的基本原理、優(yōu)缺點、不同的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu),并對變頻調(diào)速技術(shù)做了簡要概述。其次對SPWM逆變器供電下的共模電壓頻譜及影響因素進行了推導和仿真分析。闡述了軸電壓和軸電流的產(chǎn)生機理,定性分析了永磁同步電機內(nèi)部的耦合電容。然后介紹了電機電磁場理論和電場分析方法,運用JMAG-designer軟件建立了永磁同步電機模型和軸承模型,對電機內(nèi)部的耦合電容和軸承電容進行計算,重點針對電機

3、內(nèi)部幾何尺寸和端部繞組對耦合電容的影響進行研究。最后結(jié)合相應的共模模型和計算所得的共模參數(shù),在Matlab/Simulink中對其進行仿真,觀察油膜擊穿前后軸電流的大小,并分析直流母線電壓、死區(qū)效應和共模參數(shù)對軸電壓的影響以及軸承油膜擊穿的風險程度。
　　結(jié)果表明,共模電壓諧波含量隨死區(qū)時間增大略有減小,而幅值有所增大,導致軸電壓擊穿軸承油膜的風險上升;隨著載波頻率的增大,共模電壓諧波含量減少,幅值增大,油膜擊穿風險增加。另外,電