国家自然科学基金(51107004)
- 作品数：8 被引量：67H指数：5
- 相关作者：刘瑞芳曹君慈马喜平娄卓夫李伟力更多>>
- 相关机构：北京交通大学洛阳轴承研究所更多>>
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- 相关领域：电气工程更多>>
- PWM变频驱动电机轴电压与轴电流的测试方法被引量：3
- 2015年
- PWM变频器的广泛应用大大改善了电机调速性能,但是,由于PWM变频器共模电压在电机内部耦合电容作用下,形成轴电压和轴电流,会引起轴承早期失效危及系统安全运行。轴电流问题的研究包括对轴电流的分析、预测和抑制。然而这些过程需要轴电压和轴电流的准确测量进行验证和比对分析。设计合理而有效的测量装置和测量方法是非常重要的一环。在分析轴电流产生机理的基础上,对现有的各种轴电流测量方法和轴承阻抗特性测试方法进行介绍,总结对比这几种方法的优缺点,为轴电流的测试平台的新设计提供参考。
- 何良刘皓刘扬礼刘瑞芳曹君慈叶军
- 关键词：电机轴承轴电流轴电压共模电压测量方法
- 变频驱动系统电机接地状况对轴电压影响的研究被引量：11
- 2015年
- PWM变频驱动使电机获得良好的调速和运行性能,日益得到广泛应用。但由于变频器输出存在共模电压,导致产生轴电压及轴电流,引起轴承早期失效。轴电压是衡量轴电流危害的一个指标。电机机壳接地阻抗与驱动侧负载接地阻抗的大小会影响轴电压、轴电流的波形与幅值。该文围绕电机及负载的接地状况对PWM变频系统轴电压的影响展开研究。建立了考虑定转子接地阻抗的共模等效电路,利用惠斯通桥电路模型,分析和预测轴电压与接地阻抗的关系,结果表明随定子接地阻抗或转轴接地阻抗增大,轴电压呈V字型变化。设计并进行了实验,测量不同接地阻抗下的轴电压,结果与理论分析一致。表明可通过适当调整驱动侧设备接地阻抗,实现降低轴电压的目的。
- 刘瑞芳桑秉谦曹君慈
- 关键词：PWM变频器轴电流轴电压
- 表贴式与内置式永磁同步风力发电机的轴电流模型对比分析被引量：6
- 2017年
- 永磁同步风力发电机通过变流器与电网相连时,变流器产生的共模电压会产生轴电压和轴电流,继而引起轴承早期失效,危害系统的安全运行,因此对永磁同步风力发电机轴电流问题进行研究具有重要意义.本文对表贴式与内置式永磁同步发电机的轴电流问题进行分析,分别建立轴电流分析模型,通过解析计算获取杂散电容参数,确定发电机的轴承分压比.通过对比分析发现:永磁同步发电机的轴承分压比小于双馈异步发电机;内置式永磁同步风力发电机与表贴式的轴电压分压比相近;但是表贴式永磁同步电机的共模电流较大.
- 刘瑞芳孟延停
- 关键词：永磁同步风力发电机内置式轴电流
- 静电屏蔽法抑制轴电流效能的分析被引量：3
- 2015年
- 在PWM变频驱动系统中,逆变器产生的共模电压在电机耦合电容作用下,在轴承上产生轴电压和轴电流,影响电机轴承的寿命。研究轴电流的抑制方法,对PWM变频驱动系统的安全运行具有重要意义。首先分析了变频供电下交流电机轴电压形成机理,指出电机定转子间耦合电容Cwr对轴电流有重要影响,并针对定子完全屏蔽、部分屏蔽以及槽表面屏蔽这三种屏蔽措施的电机耦合电容进行了电磁场数值计算,分析了静电屏蔽导体的涡流损耗。对三种方法抑制轴电压和轴电流的效果进行了仿真分析。仿真结果表明,部分屏蔽方法的抑制效果与完全屏蔽的抑制效果相当,且其涡流损耗要小于完全屏蔽法,是一种较好的抑制方法。
- 刘瑞芳桑秉谦娄卓夫余鑫欣曹君慈
- 关键词：PWM逆变器轴电压轴电流耦合电容静电屏蔽
- 变频器参数及调制方式对共模电压的影响被引量：1
- 2017年
- PWM变频器被广泛应用于在电机驱动系统中,但其输出电压中的共模电压会产生许多负面效应,因此确定影响共模电压的各种因素对提出有效的共模电压抑制策略有重要的意义。采用解析、仿真和实验验证的方法围绕变频器参数和调制方式对共模电压的影响展开研究,研究结果表明:变频器参数中直流母线电压利用率增大时共模电压减小;载波比变化时共模电压基本不变;死区时间增加时共模电压增大;不同调制方式SPWM和SVPWM在相同直流母线电压利用率下的共模电压大小相近。进一步讨论了在VVVF控制调速时直流母线利用率和载波比同时变化时共模电压的变化规律,实验表明低速时共模电压更大,应当重视电机低速时共模电压产生的危害。
- 刘瑞芳孟延停康强
- 关键词：PWM变频器共模电压SPWMSVPWM
- 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被引量：10
- 2015年
- 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。
- 刘瑞芳李俊峰桑秉谦曹君慈
- 关键词：PWM逆变器感应电机耦合电容绕组端部轴电压
- 基于PWM逆变器供电轴电流问题的交流电机耦合电容的计算与测量被引量：29
- 2014年
- PWM变频供电驱动系统中在交流电机定、转子寄生电容耦合作用下轴上感应电压,继而产生轴电流,可使轴承失效。电机内部耦合电容参数的准确计算和测量对预测轴电压和轴电流有重要作用。本文根据电机几何尺寸,给出了耦合电容的解析计算公式,分析了电机容量对耦合电容和轴电压分压比的影响。采用有限元法对异步电机进行多导体系统耦合电容分析计算,提出了定子绕组电磁散线建模方法,大大减小了定子绕组和定子机壳之间电容Cwf的计算误差;三维有限元计算结果表明绕组端部对定子绕组与转子之间电容Cwr有较大影响。最后介绍了一种适用于中小容量电机的耦合电容测量方法。
- 刘瑞芳陈嘉垚马喜平程建全曹君慈
- 关键词：交流电动机轴电流共模模型耦合电容
- 电机轴电流问题中轴承等效电容和电阻的计算模型被引量：23
- 2014年
- 在PWM逆变器供电交流电动机运行中,轴电流问题影响着系统安全。预测轴电压和轴电流需要确定轴承的等效电容和电阻。该文通过分析轴承受到应力作用发生的弹性形变推导了轴承滚球与滚道之间的赫兹接触面积与油膜厚度的计算公式,继而得出轴承电容的计算公式。通过该模型分析了轴承电容与电机轴承温度、电机转速和轴承受力之间的关系。推导了轴承等效击穿电阻的计算公式,指出该等效电阻会随着油膜击穿点数的增大而减小。对一台变频供电2.2 kW感应电机进行轴电压和共模电压测量,结果表明所提出的计算模型是合理的。
- 刘瑞芳娄卓夫马喜平李伟力曹君慈
- 关键词：电机轴电流
