用户中心

资讯 > 技术进展

消除传动设备的射频泄漏电流

来源:控制工程网2016.07.29阅读 1591

  使用脉冲宽度调制,传动设备的输出实现了可变速度和扭矩,不过也带来一些不利的影响,比如泄露、轴承电流以及额外的热损失。一台传动设备无法创建一个100%对称的三相系统,其中的共模部分几乎为零。特别需要关注的是共模部分,因为这些电压记忆了相应的接地电流。
  随着所用电机的电缆长度和尺寸的增加,接地的寄生电容增大了。制造商们想要使用特别的构造来改善这一点,可是这仅仅在受限的范围内完成。为了有效地消除共模干扰,必须使用额外的滤波器技术来将输出干扰降低到几乎为零。
  通过引入智能通讯系统,可以实现更好的性能和效率。使用这样的电气网络通讯也意味着在低电压水平上使用高频信号。在建立稳定通讯的同时,实现可调速传动会变成一种挑战,尤其是当干扰电流通过电机和屏蔽线的寄生电容接地的时候。
  如果将与传动及其附件相等同的电路图考虑在内,这就变得容易理解了。基于阻抗和电容的非线性表现,高频电流可以非常容易的进入到低阻抗的接地系统,可能会出现很多不同的交互作用,这也可以通过叠加信号影响通讯。


如图所示的直流链路连接采用了短接共模方式。图片来源:Block

  减少差模干扰
  减少差模干扰首先可以通过使用电机扼流圈作为第一阶滤波器来实现。这个额外的电感会对dv/dt和电压峰值产生积极的影响。然而,在电抗器和电缆电容之间总是有共振的风险,这可能会导致相反的情况出现。随着dv/dt滤波器的具有电阻性和电容性原件的电感增大,单个电抗器的性能会进一步提高。因此CONTROL ENGINEERING China版权所有,电机的dv/dt和电压峰值会进一步降低。
  使用合适的L和C的设计来减少基本频率意外的差模成分,最多可以达到95%的电压。(L代表电感。C代表NEMA设计C控制工程网版权所有,一种双鼠笼转子设计。)因此CONTROL ENGINEERING China版权所有,所连接的电机在一个接近正弦曲线电压上运行,这会减少噪音和温升。不仅如此CONTROL ENGINEERING China版权所有,由于电压的不对称形式,共模成分实际上保持不变。


脉冲电流是由电机轴承在轴与地的连接比轴与电机壳体连接更好的时候产生的。当装配有导电的离合器的电机与特定的应用以机械方式连接在一起的时候www.cechina.cn,这种情况经常发生,而电机壳体会有更弱的对地连接。

  消除共模成分
  只有当扰动电流可以通过一个短距离流回到它们的来源时,共模成分才能被有效的过滤掉。因为这应该直接发生在传动侧,所以直流连接必须能够进行连接操作。因此CONTROL ENGINEERING China版权所有,要确保这些共有部分的传播在电机电缆上降到最小值,电机本身以及下游的系统都不会受到高频电流的影响。从技术上来说,全极点正弦滤波器与带有用于减少共模成分的额外步骤的标准正弦波滤波器的组合,会使两部分都被降到最低。通讯路径仍然不会受到干扰,所用的电机的驱动经过了额外的射频负载消减。
  轴承电流
  这种射频电流的直接影响是电机的轴承电流。当电机运行在正弦波电压下时,会感应出轴电压。这种波电压与基础电压相对应,是因为其三次谐波的饱和效应而进行叠加的。如果脉动电压的峰值保持在500mV之下,一般来说不需要采取进一步的保护动作。


一种可能减少差模干扰的方法是使用电机扼流圈作为第一阶滤波器。

  电机内过大的波电压值和循环电流的出现可以在短时间内给轴承造成损伤。从长远来看,防止这样的电流对轴承的损伤的有效办法是将轴承隔离。当运行在一台传动设备后面时,共模电压就变成了轴承电流的来源。根据开关频率和dv/dt的不同,轴电压现在可以高达10V,这会引起轴承内部润滑膜的剥落,并在之后的一段时间内导致损伤。
  不仅如此CONTROL ENGINEERING China版权所有,当轴与地的连接比与电机壳体的连接更好的时候,电机轴承会引起脉冲电流。当装配有导电离合器的电机通过机械方式与特定的应用连接在一起时www.cechina.cn,这种情况更加常见,而且电机壳体具有更弱的对地连接。通过使用SFA滤波器,逆变器提供的电压被校正为正弦波型,这样不会产生相关的电压峰值,而且也消除了潜在的轴承损伤。(作者:Christoph Wesner)

版权声明:版权归控制工程网所有,转载请注明出处!

频道推荐

关于我们

控制工程网 & CONTROL ENGINEERING China 全球工业控制、自动化和仪器仪表领域的先锋媒体

CE全球

联系我们

商务及广告合作
任小姐(北京)                 夏小姐(上海)
电话:010-82053688      电话:18616877918
rendongxue@cechina.cn      xiashuxian@cechina.cn
新闻投稿:王小姐

关注我们的微信

关于我们 | 网站地图 | 联系我们
© 2003-2018    经营许可编号:京ICP证120335号
公安机关备案号:110102002318  服务热线:010-82053688