地铁车辆牵引电机轴承电压形成机理分析

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1、l黉嚣地铁车辆牵引电机轴承电压形成机理分析张乐方亮郭雪岩胡志辉李小满(中国中车株洲电机有限公司，412001，株洲∥第一作者，工程师)摘要以某类型地铁车辆牵引电机轴承电压为研究目标，路环境分析的基础上，依据轴承电压波形，针对分析通过分析地铁车辆接地系统特别是接地电流路径对电机的的结果提出降低轴承电压和轴电流的措施。影响，确定了地铁车辆牵引电机轴承电压主要由通过轴承的两部分电流(电网接地电流、变频器充电电容电流)产生。对1轴承电压及分类两种电流产生的轴承电压进行分析，并通过现场实测轴承电在对轴承的研究中，常常通过观察电机轴承电流压波形进行了验证。依据分析的结

2、果，提出了降低地铁车辆来分析轴承受到的电腐蚀影响。对于变频器驱动的电牵l电机轴承电压的措施。关键词地铁车辆；牵引电机；轴承电压机，其轴承电流分为轴承电容电流、(电火花放电中图分类号TM303．5：TM922．71加工)电流、高频环路电流、转子地电流¨2等。产生这DoI：10．16037／j．1007—869x．2016．O1．026些轴承电流的轴承电压及其一般来源如表1所示。表1轴承电压来源AnalysisoftheFormationMechanismofMetroTractionM0-torBearingVoltageZhangLe，FangLiang，

3、GuoXueyan，HuZhihui，LiXiaomanAbstractTargetingatacertaintypeofsubwayvehicletractionmotorbearingvoltage，theinfluenceofmetrove-hiclegroundingsystem，especiallythegroundcurrentpathonthemotor，thecompositionandsourcesofthebearingvoltagearecomfirmed，theyarethegridgroundingcurrentandtheinv

4、erterchargingcapacitorcurrent．Throughana—lyzingthebearingvoltageinducedbythetwocurrents，and1．1轴承感应电压verifyingthebearingvoltagewaveformbyfieldmeasure—在变频器供电和电机定子接地情况下，高频共ment，somesuggestionsforreducingthetractionmotor模接地电流会在电机定子和铁心表面流动，其产生bearingvoltageareputforward．的交变磁通会在电机定子与转子间

5、形成一个高频感Keywordsmetrovehicle；tractionmotor；bearingvoltageAuthorSaddressCRRCZhuzhouElectricMotorCo．，应电压。此电压随着电机尺寸、高频共模接地电流Ltd．。412001，Zhuzhou。China和频率的增大而增大。地铁车辆电机尺寸普遍不大，使得轴承感应电压ql~sJ,，故其在地铁车辆电机轴对于变频器驱动的电机，轴承电压的产生是不可承电压中不占主要成分。避免的现象。自2003年以来，国外采用放电总能量1．2电机共模电压的分压电压在变频器供电的情况下，任何一个电机接

6、人三来对电机轴承腐蚀程度进行判定[1]。此方法只需要相电压时，都会在电机中性点与电机外壳间产生一轴承电压作为实测值，从而回避了电流的测量，简化个共模电压u，同时，由于电机定转子间杂散分布了轴承腐蚀判定的方法。因此，对于电机轴承电压进电容C轴承电容Cb和C。以及定子绕组与转子行分析具有重要意义。由于地铁车辆复杂的电气环境，使得无法简单地判断地铁车辆牵引电机轴承电压间分布电容C的存在，就形成了一个共模电压的的构成及来源，因此需要在地铁车辆牵引电机电气线电容分压电路(见图1)，使得电机轴上产生电压【，·114·lill／tl黪锺8／ttill加载在轴承两端。轴电

7、压与共模电压分压比为：的两部分地电流形成，分别为电网接地电流和变频B=—Ub一器充电电容电流。————————三l_—————一【，Y—C+Ce+Cb1+C622．2电网接地电流及其产生的轴承电压由此可得轴电压(转子未接地时)的计算式为：通常，由于变频器的充电电容和滤波电抗器组Ub=UY×B(2)成了一个低通滤波器，使得电网接地电流只存在低频或直流分量。但是，当地铁车辆牵引电机处于起动或制动状态时，此电流变得十分大(几百安培)，从而在接地回路(即使这些地方的阻抗十分小)上产生很大的对地电压【，。在电机转子轴接地时，此电压在合适的条件下会叠加到电机轴承两端，

8、从而推高轴承电压幅值。U。可由式(4)计算：【，。=I(4)图1电