调速系统PWM脉冲对电机端过电压影响的研究

本文基于Matlab仿真软件，在建立调速系统PWM逆变电源、电缆和电机模型的基础上，通过改变上升时间、电缆长度、电机功率等参数，仿真电机端子上的PWM脉冲反射波瞬间电压，建立反射波峰值电压与上升时间和电缆长度之间的关系。实验验证了仿真结果和模型的正确性。     

PWM逆变器对电机端子过电压的影响

建立了从PWM逆变电源、电缆到电机的传动系统模型，考虑了振荡频率对电缆参数的影响。通过仿真电机端子上的PWM脉冲反射波瞬间电压，建立反射波峰值电压与上升时间和电缆长度之间的关系。本模型基于Matlab仿真软件下，允许改变上升时间、电缆长度、电机功率等参数，简单明确，仿真速度快，并经实验验证了仿真结果和模型的正确性。     

高频PWM脉冲波传输引起电机端子过电压的研究

基于传输线理论,在分析高频PWM脉冲波在电缆上的传输及反射过程基础上,分析电机端子过电压产生机理;建立高频下适于仿真电机端电压的系统仿真模型,讨论反射波振荡频率对电缆和电机参数的影响,通过仿真建立反射波峰值电压与电缆长度,载频等参数的关系,提出在电机端并联阻抗匹配网络的方法抑制过电压。     

长电缆传输脉冲波对电机端过电压影响的研究北大核心

基于传输线理论分析了脉冲波在电缆中的反射过程及电机端过电压的产生机理,通过Matlab仿真软件对脉冲波反射过程进行了分析。根据反射原理,对电机端各反射波分量和入射波分量进行叠加,得到电机端电压。通过PSpice仿真软件建立了单个脉冲-无损电缆-电机仿真模型,并对电机端产生过电压临界脉冲传输的时间做了仿真研究;在此基础上建立了PWM脉冲-无损电缆-电机仿真模型,仿真结果验证了PWM脉冲占空比最大时电机端电压达到最大值。     

高压变频器输出电缆影响仿真研究

介绍脉宽调制PWM(Pulse Width Modulation)电压源型高压变频器接输出电缆的共模通路、漏电流通路的简化电路模型，详细地分析了输出电缆的电压反射机理和对电机的容性效应。为有效减少共模电压和输出电缆对高压变频器的不良影响，提出了一种LRC滤波器拓扑结构，给出了滤波器各个参数选取原则。并利用Matlab软件，在24脉波整流／三电平逆变的高压变频器驱动6kV／2250kW电机的拓扑结构中，对不同长度的输出电缆和该滤波器拓扑结构进行了仿真研究，给出了相应的仿真波形。     

PWM逆变器-感应电机系统中的过电压抑止滤波器研究

在PWM逆变器供电的感应电机调速系统中，当逆变器与电机之间的电缆超过一定长度后，在电机端可能出现2倍于逆变器直流母线电压的过电压。本文从时域和频域分析了过电压的内在特点，给出了过电压振荡频率与系统参数的函数关系式，根据过电压的形成机理及其特点，以R－C滤波器为例，给出了详细的滤波器参数选取方法。仿真和实验结果证明了按照本文所提供的方法设计的滤波器能够很好地抑止电机过电压。     

永磁同步风力发电机定子绕组电压分布特性研究

为了给变频风力发电机绝缘结构设计提供更加准确的输入电压,本研究以永磁同步风力发电机定子绕组为研究对象,利用MATLAB软件搭建电缆与电机定子绕组线圈等效电路模型,分析了变频器输出的电缆长度、脉宽调制（PWM）脉冲上升沿时间对电机绕组暂态电压分布特性的影响。结果表明：随着电缆长度的增加和脉冲上升沿时间的缩短,电机端、绕组...     

PWM变频调速电机轴承电磁损伤的机理研究

介绍了电机轴承电磁损伤的几种形式，重点研究了脉宽调制(PWM)变频调速电机轴承电磁损伤的机理，给出了电机定子绕组中性点电压和轴电压的测量结果，建立了PWM变频调速系统的物理模型，并对轴电压和轴承电流进行了计算机仿真，仿真结果与测量结果相吻合。     

电机驱动系统电机端共模电压的研究

这里在详细推导功率变换器直流侧与交流侧共模电压表达式基础上,研究了三相两电平PWM电机驱动系统电机侧共模电压的时域特性、频域特性,及功率变换器与电机之间存在长电缆连接时电机终端共模电压的变化情况.在基于Saber软件对PWM电机驱动系统进行仿真的同时,还通过实验对所给出结论的正确性进行了验证.     

变频调速系统应用中共模干扰问题及其分析模型

讨论了交流变频调速系统中普遍存在的共模干扰问题,包括电机轴承损坏、局部绕组绝缘击穿和电磁干扰(EMI).通过对双PWM变频调速系统共模干扰机理的研究,建立了变频调速器、传输电缆及交流电机的共模等效电路,分别用于对轴电压和轴电流的研究及仿真.提出了通过控制整流器和逆变器的PWM开关相位,有效降低变频调速系统共模电压的方法.     

PWM变频调速电动机端子上电压特性的研究

研究了脉宽调制 (PWM)变频调速电动机接线端子上的电压特性 ,给出了电动机和逆变器上电压波形的测量结果 ,并应用传输理论分析了产生脉冲上升沿的过冲高频振荡的波传播过程 ,讨论了电动机接线端子上电压特性与电缆参数的关系 ,以及改善电压特性要采取的初步措施。     

基于时间反演技术的电力电缆单相接地故障测距方法

提出了一种基于时间反演技术的电力电缆单相接地故障测距新方法,当电力电缆发生单相接地故障时,利用电压波动方程时间反演的对称性,将在线路终端采集到的时域电压波反演成等效电流行波并传回输电线路,计算出各假定故障点的电流能量值,根据时间反演的时间-空间同步聚焦特性,确定故障点到线路终端的距离。Matlab仿真验证表明,该方法能够准确有效地实现电力电缆单相接地的故障测距,不但适用于不同过渡电阻的接地故障,而且具有收敛速度快,测距精度高等优点。     

PWM逆变器端过电压滤波器设计

PWM逆变器通过长线电缆与电机连接时,由于电缆分布参数的影响会在电机端产生2倍的过电压,从而使电机承受的应力大为增加.本文在对电压脉冲上升时间与电缆长度关系分析的基础上,提出了一种改进型的逆变器端无源滤波器.通过对滤波器传递函数特性分析,给出了具体的参数选取原则与设计方法.采用本文提出的滤波器可以使电机端的过电压得到对称的抑制,通过在380 V/3 KW电机系统的实验,验证了该滤波器的有效性,取得了良好的效果.     

牵引机车过分相时高频谐波分析及对电缆终端发热问题研究

针对牵引机车在过分相时产生高频谐波以及由此导致应力控制型电缆终端绝缘迅速裂化的问题。文中研究牵引机车在过分相时网压、网流及电压波形畸变率的变化,及由此高频谐波对电缆终端的影响。实验通过搭建高频高压老化实验装置,利用高频高压发生装置对电缆终端施加不同的频率和电压,使用红外热成像分析高频谐波对电缆终端热点的影响。此外,通过电场仿真发现,在高频电压作用下,电缆终端外半导电层截断处的场强要明显大于工频电压下的场强。结果表明:机车在过分相时网压、网流波动比较明显,并由此带来的谐波比较严重,高频谐波含量比较丰富,在高频电压的作用下,应力控制型电缆终端的热点温升要明显高于工频电压下的温度变化。     

Output filters for PWM drives with induction motors

When an induction motor is energized from a pulse width modulated (PWM) inverter, through long connecting cables, its insulation system can be severely stressed. The high dv/dt voltage pulses at the output of the inverter cause traveling waves in the connecting cable between the inverter and the motor. When the traveling wave reaches the motor, a large impedance mismatch is present which leads to a reflected voltage wave that, when added to the incoming incident wave, can reach two times the inverter output voltage. The resulting overvoltage at the motor terminals stresses the insulation system and can lead to reduced motor life. Various output filter arrangements can be used to condition the inverter output voltage before it is applied to the cable. The advantage of adding output filtering is that the dielectric stress on the motor insulation and the inverter cable charging current can both be reduced. The major disadvantages of adding filtering is that they represent extra cost, they require extra mounting space, and they introduce extra losses in the system. The most commonly used types of inverter output filters are: simple output line inductors; output limit filter; sine wave output filter; and motor termination filter. These filters are discussed     

脐带缆电缆故障电压行波相模分量特征分析及测距方法研究

脐带缆是水下生产系统的生命线,快速有效地定位故障点具有重要的经济意义。分析了脐带缆电缆故障电压行波特征,在此基础上提出一种故障测距方法。根据脐带缆电压行波线模零模分量在故障点发生折射和反射的数值关系,定义了波形特征量并以此判断第一个反射波的性质;基于TT变换标定故障行波到达时间;在此基础上提出一种基于故障电压行波相模分量特征及TT变换的脐带缆电缆故障单端测距方法。最后,以EMTP/ATP仿真结果验证了所提测距方法的准确性和有效性。     

PWM逆变器供电异步电机端部过电压的分析和仿真

PWM逆变器供电时电机的端电压出现幅值增高和振荡现象,对电机的匝间绝缘造成很大的威胁,本文提出了一种可以判断PWM逆变器供电异步电机端部过电压波形的实用仿真方法,该方法根据PWM逆变器供电电机系统的特征建立系统的仿真模型,将电机用实测的等效的阻抗频率特性来替代,将三相电缆等效成一个二端口网络,通过傅立叶分析计算电机端部的暂态过电压。与实测波形的对比,证明这种方法的仿真结果可以与实际情况良好地吻合。     

Interaction of drive modulation and cable parameters on AC motortransients

This paper investigates overvoltage transients on AC induction motors when connected through a cable of arbitrary length to a variable frequency drive (VFD) consisting of a pulsewidth modulation (PWM) inverter with insulated gate bipolar transistor (IGBT) power devices. Factors contributing to a motor overvoltage transient equal to a theoretical twice DC bus voltage are first described using existing transmission line analysis. A critical cable distance I_c is defined where this 2-pu overvoltage occurs. However, literature is lacking on flow motor voltage transients >2-pu bus voltage and up to 3-4 pu are generated. This phenomenon is observed on all PWM inverters with output cable lengths greater than l_c distance. Contributing factors to the >2-pu overvoltage phenomenon are investigated by exploring the complex interaction between drive modulation techniques, carrier frequency selected, cable natural frequency of oscillation, cable high-frequency damping losses, and, to a lesser extent, inverter output rise time. Theoretical calculations of cable frequency and damping are correlated with simulation and experimental results. Novel modifications to the PWM modulator, as well as external hardware apparatus, are proposed solutions to the >2-pu overvoltage problem; both are simulated and experimentally confirmed