如何解决电动机的漏电流、轴电压与轴承电流问

    答：变频器驱动感应电动机的电动机模型如图5-18所示，图5-18中Csf为定子与机壳之间的等效电容，Csr为定子与转子之间的等效电容，Crf为转子与机壳之间的等效电容，Rb为轴承对轴的电阻；Cb和Zb为轴承油膜的电容和非线性阻抗。在高频PWM脉冲输入下，电动机内分布电容的电压耦合作用构成系统共模回路，从而引起对地漏电流、轴电压与轴承电流问题。
    图5-18    变频器驱动感应电动机的电动机模型    漏电流主要是PWM三相供电电压极其瞬时不平衡电压与大地之间通过Csf产生，其大小与PWM的du/dt大小与开关频率大小有关，其直接结果将导致漏电保护装置动作。另外，对于旧式电动机，由于其绝缘材料差，又经过长期运行老化，有些在经过变频改造后造成绝缘损坏。因此，必须进行绝缘的测试。对于新的变频电动机的绝缘，对绝缘要求要比标准电动机高出一个等级。    轴承电流主要以3种方式存在：du/dt电流、EDM（Electric Discharge Machining）电流和环路电流。轴电压的大小不仅与电动机内各部分耦合电容参数有关，且与脉冲电压上升时间和幅值有关。du/dt电流主要与PWM的上升时间tr有关，tr越小，du/dt电流的幅值越大；逆变器载波频率越高，轴承电流中的du/dt电流成分越多。EDM电流出现存在一定的偶然性，只有当轴承润滑油层被击穿或者轴承内部发生接触时，存储在转子对地电容Crf上的电荷通过轴承等效回路Rb、Cb和Zb对地进行火花式放电，造成轴承光洁度下降，降低使用寿命，严重时造成直接损坏。损坏程度主要取决于轴电压和存储在转子对地电容Crf上的电荷的数量。    环路电流发生在电网变压器地线、变频器地线、电动机地线及电动机负载与大地地线之间的回路中。环路电流主要造成传导干扰和地线干扰，对变频器和电动机影响不大。避免或者减小环流的方法就是尽可能减小地线回路的阻抗。由于变频器接地线（PE变频器）一般与电动机接地线（PE电动机1）连接在一个点，因此必须尽可能加粗电动机接地电缆线径，减小两者之间的电阻，同时变频器与电源之间的地线采用地线铜母排或者专用接地电缆，保证良好地接地。对于潜水深井泵这样的负载，接地阻抗(Z3)可能小于变压器(Z1)与变频器(Z2)接地阻抗之和，容易形成地环流。在变频器输出端串由L、R、C组成的正弦波滤波器是抑制轴电压与轴承电流的有效途径。