Подшипниковые токи приводных машин в электроприводах с полупроводниковыми преобразователями

Автор: Васильев Богдан Юрьевич, Козярук Анатолий Евтихиевич

Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Энергетика @vestnik-susu-power

Статья в выпуске: 3 т.16, 2016 года.

Бесплатный доступ

Частой проблемой электроприводов с полупроводниковыми преобразователями является ускоренный износ подшипниковых узлов приводного электродвигателя. Такие повреждения вызваны образованием в приводном электродвигателе подшипниковых токов, которое могут оказывать непрерывное или постоянное воздействие на подшипниковые узлы. В данной работе проанализированы причины возникновения подшипниковых токов в приводных машинах современных электроприводов. Выделены и описаны основные виды подшипниковых токов, даны их характеристики. Описан основной негативный эффект и последствия длительного и кратковременного воздействия подшипниковых токов. Приведены основные способы измерения и контроля подшипниковых токов. Описаны способы борьбы с подшипниковыми токами, проанализирована их эффективность, даны рекомендации по их использованию в современных электроприводах. Приведены основные международные нормативные документы, регламентирующие допустимые значения подшипниковых токов и способы борьбы с ними. Даны рекомендации по развитию отечественной нормативной базы по подшипниковым токам. Дальнейшие исследования подшипниковых токов приводных электродвигателей с полупроводниковыми преобразователями частоты будут заключаться в построении математических моделей процессов их возникновения с учетом режимов работы автономного инвертора, электродвигателя и заземления, их анализе путем имитационного моделирования и разработке алгоритмических способов их устранения.

Еще

Подшипниковый ток, электропривод, электродвигатель, полупроводниковый преобразователь, энергетическая совместимость

Короткий адрес: https://sciup.org/147158370

IDR: 147158370 | DOI: 10.14529/power160311

Список литературы Подшипниковые токи приводных машин в электроприводах с полупроводниковыми преобразователями

Research of Bearing Voltage and Bearing Current in Induction Motor Drive System/Zhuxia Fan, Yongjian Zhi, Bingquan Zhu et al.//2016 Asia-Pacific International Symposium on Electromagnetic Compatibility (APEMC). -Shenzhen, China, 2016. -P. 1195-1198 DOI: 10.1109/APEMC.2016.7522983
Akagi, H. A Passive EMI Filter for Eliminating Both Bearing Current and Ground Leakage Current From an Inverter-Driven Motor/H. Akagi, S. Tamuramore//IEEE Transactions on Power Electronics. -2006. -Vol. 21, no. 5. -P. 1459-1469 DOI: 10.1109/TPEL.2006.880239
Schiferl, R.F. Bearing Current Remediation Options/R.F. Schiferl, M.J. Melfi//IEEE Industry Applications Magazine. -2004. -Vol. 10, no. 4. -P. 40-50 DOI: 10.1109/MIA.2004.1311162
Chen, S. Source of Induction Motor Bearing Currents Caused by PWM Inverters/S. Chen, T.A. Lipo, D. Fitzgerald//IEEE Transactions on Energy Conversion. -1996. -Vol. 11, no. 1. -P. 25-32 DOI: 10.1109/60.486572
Muetze, Annette. Practical Rules for Assessment of Inverter-Induced Bearing Currents in Inverter-Fed AC Motors up to 500 kW/Annette Muetze, Andreas Binder//IEEE Transactions on Industrial Electronics. -1999. -Vol. 54, no. 3. -P. 1614-1622 DOI: 10.1109/TIE.2007.894698
Link, P.J. Minimizing Electric Bearing Currents in ASD Systems/P.J. Link//IEEE Industry Applications Magazine. -1999. -Vol. 5, no. 4. -P. 55-66 DOI: 10.1109/2943.771367
Пустоветов, М.Ю. Помехи в частотно-регулируемом электроприводе переменного тока/М.Ю. Пустоветов, Л.И. Вербицкий//Труды всероссийской научно-практической конференции «Транспорт-2012». Ростов-на-Дону. -Ростов н/Д.: Ростов. гос. ун-т путей сообщения, 2012. -С. 414-416.
Крылов, Ю.А. Исследование причин повреждения электродвигателя типа ДВИ-630-1500/Ю.А. Крылов, Ю.Н. Самородов//Электрические станции. -2008. -№ 7. -С. 58-61.
Курмакаев, В.М. Проблемы диагностирования электроэрозионного состояния оборудования электрических станций/В.М. Курмакаев//Новое в российской электроэнергетике. -2016. -№ 4. -С. 6-21.
Sharana, Reddy. Simulation and Analysis of Common Mode Voltage, Bearing Voltage and Bearing Currentin Two-leveland Three-level PWM Inverter Fed Induction Motor Drive with Long Cable/Sharana Reddy, B. Basavaraja//International Conference on Power and Advanced Control Engineering. -Bangalore. -2015. -C. 221-226 DOI: 10.1109/ICPACE.2015.7274947
Васильев, Б.Ю. Жуковский Ю.Л. Энергосбережение и энергоэффективность в промышленности/Б.Ю. Васильев, Ю.Л. Жуковский. -СПб.: Энергетика, 2016. -214 с.
Васильев, Б.Ю. Электропривод. Энергетика электропривода/Б.Ю. Васильев. -М.: СОЛОН-Пресс, 2015. -268 c.
Kalaiselvi, J. Bearing Currents and Shaft Voltage Reduction in Dual-inverter-fed Open-end Winding Induction Motor with Reduced CMV PWM Methods/J. Kalaiselvi, S. Srinivas//IEEE Transactions on Industrial Electronics. -2014. -Vol. 62, no. 1. -P. 144-152 DOI: 10.1109/TIE.2014.2336614
Research on Electrostatic Shield for Discharge Bearing Currents Suppression in Variable-frequency Motors/Jing Quan, Baodong Bai, Yu Wang, Weifeng Liu//International Conference on Electrical Machines and Systems. -2014. -P. 139-143 DOI: 10.1109/ICEMS.2014.7013453
Hirofumi Akagi. A Passive EMI Filter for Eliminating Both Bearing Current and Ground Leakage Current From an Inverter-Driven Motor/Hirofumi Akagi, Shunsuke Tamura//IEEE Transactions on Power Electronics. -2006. -Vol. 21, no. 5. -P. 1459-1469 DOI: 10.1109/TPEL.2006.880239
A Complete Excitation-shaft-bearing Model to Overcome the Shaft Induced Voltage and Bearing Current/Reza Kazemi Golkhandan, Mohammad Tavakoli Bina, Masoud Aliakbar Golkar, Mohsen Jokar//Power Electronics, Drive Systems and Technologies Conference. -2011. -P. 362-366 DOI: 10.1109/PEDSTC.2011.5742447
Mitigation of Bearing Current and Shaft Voltage Using Five Level Inverter in Three Phase Induction Motor Drive with SPWM Technique/Rajendra K. Dhatrak, Rajesh K. Nema, Soubhagya Kumar Dash, Dinesh M. Deshpande//International Conference Industrial Instrumentation and Control. -2015. -P. 1184-1189 DOI: 10.1109/IIC.2015.7150927
Martin Schuster. Comparison of Different Inverter-fed AC Motor Types Regarding Common-mode Bearing Currents/Martin Schuster, Andreas Binder//IEEE Energy Conversion Congress and Exposition. -2015. -P. 2762-2768 DOI: 10.1109/ECCE.2015.7310047
Effect of PWM inverters on AC motor bearing currents and shaft voltages/J. Erdman, R.J. Kerkmann, D. Schlegel, G. Skibinski//IEEE Transactions on Industrial Electronics. -1996. -Vol. 32, no. 2. -P. 250-259 DOI: 10.1109/28.491472
Muetze, A. Bearing Currents in Inverter-Fed AC Motors/A. Muetze//Technische Universitaet Darmstadt. -2004. -267 с.

Еще

Статья научная