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1、永磁同步電機(jī)軸電壓和軸電流研究重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文(學(xué)術(shù)學(xué)位)學(xué)生姓名：艾波指導(dǎo)教師：嚴(yán)欣平教授專(zhuān)業(yè)：電氣工程學(xué)科門(mén)類(lèi)：工學(xué)重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院二O一四年五月StudyOnShaftVoltageAndBearingCurrentOfPermanentMagnetSynchronousMachineAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheMaster’sDegreeofEngineeringByAiBaoSupervis
2、edbyProf.YanXinpingSpecialty:ElectricalEngineeringSchoolofElectricalEngineeringofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaMay.2014重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文中文摘要摘要永磁同步電機(jī)具有效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功率因數(shù)高、調(diào)速范圍寬等優(yōu)點(diǎn)。目前在變頻調(diào)速系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用且具有良好的發(fā)展前景。但是隨著永磁同步電機(jī)單機(jī)容量的增大，由軸電壓和軸電流引起軸瓦損傷事故日趨嚴(yán)重。對(duì)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)
3、生的共模電壓；端部漏磁；磁通不對(duì)稱(chēng)；剩磁；靜電效應(yīng)。軸電壓和軸電流對(duì)電機(jī)運(yùn)行可靠性帶來(lái)較大負(fù)面影響，因此對(duì)其進(jìn)行研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文主要針對(duì)SPWM逆變器供電的永磁同步電機(jī)中產(chǎn)生的軸電壓和軸電流進(jìn)行研究。本文首先介紹了永磁同步電機(jī)的基本原理、優(yōu)缺點(diǎn)、不同的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，并對(duì)變頻調(diào)速技術(shù)做了簡(jiǎn)要概述。其次對(duì)SPWM逆變器供電下的共模電壓頻譜及影響因素進(jìn)行了推導(dǎo)和仿真分析。闡述了軸電壓和軸電流的產(chǎn)生機(jī)理，定性分析了永磁同步電機(jī)內(nèi)部的耦合電容。然后介紹了電機(jī)電磁場(chǎng)理論和電場(chǎng)分析方法，運(yùn)用JMAG-designer軟件建立了永磁同步電機(jī)模型
4、和軸承模型，對(duì)電機(jī)內(nèi)部的耦合電容和軸承電容進(jìn)行計(jì)算，重點(diǎn)針對(duì)電機(jī)內(nèi)部幾何尺寸和端部繞組對(duì)耦合電容的影響進(jìn)行研究。最后結(jié)合相應(yīng)的共模模型和計(jì)算所得的共模參數(shù)，在Matlab/Simulink中對(duì)其進(jìn)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(yīng)和共模參數(shù)對(duì)軸電壓的影響以及軸承油膜擊穿的風(fēng)險(xiǎn)程度。結(jié)果表明，共模電壓諧波含量隨死區(qū)時(shí)間增大略有減小，而幅值有所增大，導(dǎo)致軸電壓擊穿軸承油膜的風(fēng)險(xiǎn)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(fēng)險(xiǎn)增加。另外，電機(jī)內(nèi)部尺寸對(duì)耦合電容也有較大的影響，氣隙寬度和槽口
5、寬度對(duì)定、轉(zhuǎn)子之間的耦合電容Crf影響很大；氣隙寬度、齒頂高、繞組絕緣厚度和槽口寬度均對(duì)定子繞組和轉(zhuǎn)子之間的耦合電容Csr有一定影響；槽口寬度和繞組絕緣厚度對(duì)定子繞組和定子之間的耦合電容Csf有一定影響。永磁同步電機(jī)軸承油膜擊穿風(fēng)險(xiǎn)與共模電壓、共模參數(shù)和回路有關(guān)。關(guān)鍵詞：永磁同步電機(jī)，SPWM逆變器，共模電壓，軸電壓，軸電流I重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文英文摘要ABSTRACTWithhighefficiency,simplestructure,highpowerfactor,widespeedrangeandsoon.Permanentmag
6、netsynchronousmachineiswidelyusedinfrequencycontrolsystemandhasgoodprospectsfordevelopmentatpresent.Butwiththeincreaseofitsunitcapacity,thebearingdamageaccidentcausedbytheshaftvoltageandbearingcurrentbecomesmoreserious.Forthecauseofshaftvoltageandbearingcurrentarethefoll
7、owing:commonmodevoltagegeneratedbytheSPWMinverterpower;magneticfluxleakageintheend;asymmetricflux;electrostaticeffects.Becauseofthegreatnegativeimpactonthereliabilityofthemotor’srunningbringbyshaftvoltageandbearingcurrent,itsresearchhasimportantpracticalsignificance.This
8、thesismainlystudiestheshaftvoltageandcurrentinthepermanentmagnetsynchronousmotorpowerbySPWMinverter.Thi
