共模电压与轴电压(共模电压的作用)
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测量发电机轴电压要注意什么?
测量发电机轴电压应在空载额定及不同负荷下进行,使用0.5级高内阻的交流电压表或真空管豪伏表。测量时使用铜刷,以保证与轴接触良好,一般先测大轴两端电压U1,再将两侧轴与轴承支架短接,测量励侧轴承支架与地之间的电压U2。若U1=U2,说明轴承支架与地之间的绝缘良好;若U1超过U2的10%,说明轴承支架与地之间的绝缘不良。
共模电压 轴电压的差模电压很低,一般在10V以内,但是,共模电压较高,具体与轴承绝缘及电机内的分布参数等相关,选择仪表需要注意。输入阻抗 由于轴电压是感应信号,要求电压表或测量装置具有很高的输入内阻,否则,信号经过测量回路泄露,测量到的信号相对实际信号会有较大衰减。
要测量轴电压,首先要知道什么是轴电压,由于定子和轴子不同心、定子扇形磁钢片接缝不一致,气隙不相等等会造成确线不对称,于是会在轴上感应出一定的电压来,流电压就是轴电压。测量轴电压的目的是监视发电机轴承的绝缘情况,防止因轴承绝缘不良,油腻击穿,绕环轴颈和轴瓦。
变频器中的共模电压
要有效抑制共模电压,硬件层面通常采用滤波技术,如RLC滤波器和共模抑制器。RLC滤波器虽能抑制差模干扰和部分高频共模,但对共模电压的dv/dt抑制效果有限。而共模变压器(CMT)通过在逆变器和电机间安装,能有效隔离共模电流,减少噪声和干扰。
对限制变频器输出的共模电压条件为:基波相电压峰值和共模电压峰值之和不超过51倍额定相电压。
逆变器不同的开关状态,导致逆变器每个时刻三相输出的相电压不平衡,同时死区时间、开关管压降、驱动脉冲延时对共模电压影响不大,如果死区增大,会增大共模电压。差模电压存在于逆变器两相输出之间,而共模电压则存在于逆变器输出与参考地之间。
这要看具体的要求了,如果是不是很精确,可以利用电流、电压来进行计算,如果是要求精度比较高的情况下,就必须使用专业的测量仪器了。理论和现实之间总是存在差距的,因为有很多情况,现实中是实实在在存在的,但是,理论上计算起来,就会是非常繁琐的,有的甚至是难以模拟的。
共模负压:在脉宽调制控制的变频器中,共模负压指的是两个输出端之间的电压形成一个负压。这种形式的负压可以用于电机的加速和制动过程。内部直流负压:在特殊的变频器中,使用内部直流负压来控制电机。通过在直流侧产生一个负电压,可以实现高效的电机控制。
电机外壳接地的情况下发生绕组接地故障会产生大电流吗?
发生绕组接地故障会产生大电流,出于轴电压、轴电流的产生的原因、磁不平衡产生轴电压交流异步电动机在正弦交变的电压下运行时,其转子处在正弦交变的磁场中。由于电动机定转子扇形冲片、硅钢片等叠装因素,再加上铁芯槽、通风孔等的存在,在磁路中造成不平衡的磁阴。
虽然没有明确的强制规定,但在大多数情况下,电机外壳都会接地以确保人员安全。接地系统可以分为工作接地、防雷接地和保护接地。工作接地是为了电力系统运行需求而设的,通常情况下有电流流过,但一般在几安培到几十安培的范围内。
防止电击:如果电机内部发生绝缘故障,电流可能会流向电机外壳。如果外壳接地,电流将流向地面而不是人体,从而减少触电的风险。保护设备:接地可以防止电机外壳积累静电,避免因静电放电而对设备造成损害。减少电磁干扰:电机在运行时会产生电磁场,接地有助于减少电磁干扰对其他电子设备的影响。
没有强制性规定,但安全起见,电机外壳都需要接地。原因:使电工设备的金属外壳接地的措施。可防止在绝缘损坏或意外情况下金属外壳带电时强电流通过人体,以保证人身安全。保护接地是为了防止设备因绝缘损坏带电而危及人身安全所设的接地,如电力设备的金属外壳、钢筋混凝土杆和金属杆塔。
电机轴承电腐蚀
驱动电机轴承电腐蚀的起因,首当其冲的是共模电压。在采用 PWM 变频控制的电机系统中,电机轴电压与轴承电流的出现,都源于电机内部的共模电压。这个现象在文章《驱动电机轴承电腐蚀原罪—趋肤效应》中已经有所提及。PWM变频的玄机 要理解电机轴承电腐蚀,我们先从三相 PWM 变频控制机制入手。
解决这一问题的最佳方案就是在电机中使电绝缘轴承。绝缘轴承是以切断电流回路为原理,采用等离子喷涂工艺在轴承的内圈或外圈喷涂一层均匀的绝缘涂层,使其具有良好的绝缘性能,再经进一步处理,能够使轴承不受湿度和湿气的影响。
一般来说,完全消除掉轴承内部的电势差是非常困难的,然而,如果我们能够阻止或大大降低通过轴承的电流,就可以防止轴承发生电腐蚀。绝缘轴承是以切断电流回路为原理,从根本上消除轴电流。
电机轴承一般是处于密封状态的,且有油脂涂层,不与铜类材质接触,一般不会发生电化学腐蚀的。所以很少做这个试验,但在蒸气浓度较高,具有腐蚀性气体的环境下还是要考虑的,那么轴颈、也要考虑。所以还是要提升发电机的工作环境为佳。
会产生电弧。这些电弧对轴承造成损伤,在轴承形成小坑,由于表面光洁度降低,轴承的旋转阻力增加,寿命缩短。轴承电流的大小与电机的结构、电机的功率、驱动电压的幅度、脉冲上升时间、电缆长度等因素有关。电机的功率越大、驱动电压越高、驱动电压的上升沿越陡、电缆越短,则轴承电流越大。