1、ICS 2916030K 21 园雪中华人民共和国国家标准GBT 20161-2008IEC TS 6003417：2006代替GBT 20161 2006变频器供电的笼型感应电动机应用导则Cage induction motors when fed from converters-Application guide2008-12-30发布(IEC TS 6003417：2006，IDT)2009-10-01实施宰瞀鹳紫瓣譬雠瞥霎发布中国国家标准化管理委员会仅1”GBT 20161-2008EC TS 6003417：2006前言引言l 范围2规范性引用文件3电动机的特性4电压和(或)电流的频
2、谱5谐波造成的损耗6变频器供电运行时的转矩降低7振荡转矩8电磁噪声。9绝缘结构的使用寿命10轴承电流。11安装(电缆接线、接地、链结)12最大安全运行转速13功率因数校正目 次电流型变频器供电，接法电动机相电流im。的波形(理想例子)开关频率f。一30f。电压型变频器供电电动机线电压ULL的波形(例子)。电压型变频器供电由谐波频率引起的附加损耗Pn与运行频率，。时损耗Pfl之比随开关频率的变化关系的例子变频器供电对笼型感应电动机(机座号315 M，N设计)在额定转矩和转速时各项损耗的影响-基波电压U，与运行频率，的关系曲线(见第6章)电流型变频器供电时N设计1C411(自循环冷却)笼型感应电动
3、机转矩降低因数与运行频率，1的关系曲线(例)电动机端子处允许脉冲电压U。(包括电压反射波及衰减)的限值与上升时间t，的关系曲线图8 电动机端子处峰值电压上升时间t，的定义图9环形磁链、轴电压及其产生的环流i。图10共模电路模型及轴承电压“s。I1111246679nuu223456889m1234567图图图图图图图刖 吾GBT 20161-2008IEC TS 6003417：2006本标准等同采用IEC TS 6003417：2006变频器供电的笼型感应电动机应用导则(英文版)。本标准代替GBT 20161-2006变频器供电的笼型感应电动机应用导则。本标准与GBT 201612006比较
4、，改动之处如下：a)前言加一段：本技术规范适用于6BT 21210 2007规定范围内的电动机，即按电网供电设计的低压系列三相笼型转子感应电动机，包含N设计或H设计。为变频器供电专门设计的电动机应执行GBT 21209 2007。b)第4章，电压和(或)电流的频谱，就不同的变频器进行了描述。c)第5章，谐波造成的损耗，GBT 20161 2006第5章标题为附加损耗，现改为谐波造成的损耗，论述的是由变频器供电时笼型感应电动机电压和电流谐波产生的附加铁耗和定转子绕组损耗，以区别于电网供电时电动机产生的附加损耗。GBT 20161 2006中的图3(本标准为图4)变频器供电对笼型感应电动机(机座号
5、315 M，N设计)在额定转矩和转速时各项损耗的影响，其中电压变频器由谐波产生的损耗比例作了修改，具体修改如下：F定子绕组损耗由05修改为25；G转子绕组损耗由2修改为45；H铁耗由i2修改为75；I一一负载附加损耗仍为05。d)第7章，增加了由中间回路纹波电流产生的脉动转矩描述。e)第8章，电磁噪声，进行了重新修订。f)第lo章，轴承电流，进行了重新修订。g)增加第1I章安装(电缆接线、接地、链结)。本标准由中国电器工业协会提出。本标准由全国旋转电机标准化技术委员会(sACTC 26)归口。本标准负责起草单位：上海电器科学研究所(集团)有限公司、河北电机股份有限公司、山东华力电机集团有限公司
6、、山西电机制造有限公司、湘潭电机股份有限公司、北京毕捷电机股份有限公司、浙江金龙电机股份有限公司、江门江晟电机厂有限公司、西门子(中国)有限公司、上海电科科技有限公司。本标准主要起草人：李秀英、杨秀军、王庆东、陈璞、李春林、周守廉、叶锦武、刘权、徐绍辉。本标准所代替标准的历次版本发布情况为：GBT 20161 2006。GBT 20161-2008IEC TS 60034-17：2006引 言变频器供电笼型感应电动机驱动系统的工作特性和运行性能受到整个驱动系统的制约，包括供电系统、变频器、感应电动机、机械轴系以及控制装置，其中每一部分的技术类型繁多，本标准引用的一些量值仅为提示性质。驱动系统的
7、设计涉及一些重要参量，考虑到系统内复杂的技术关联和运行状态的多样性，要对这些参量规定数值或限值已超出了本标准的范围和目的。现实情况是大多数驱动系统是由不同制造厂生产的部件组成的。本标准的目的在于对选用部件的准则以及部件对驱动系统运行性能的影响作出说明并尽可能地定量表示。本标准涉及的电动机是在GBT 21210-2007范围内，如低压三相笼型感应电动机，其设计是用于电网供电，包含有N设计或H设计。由变频器供电的专用电动机设计要求包含在GBT 212092007中。GBT 20161-2008IEC TS 60034-17：2006变频器供电的笼型感应电动机应用导则1范围本标准仅涉及间接型变频器。
8、此类变频器包括带中间回路的外施直流电流的变频器(电流型变频器)和外施直流电压的变频器(电压型变频器)，或为方波型或为脉冲控制型，没有限制脉冲的数量、宽度或脉冲频率。本标准所涉及的变频器可为模拟控制电路，也可为数字控制电路，变频器的电子开关器件可以是任何类型的，如晶体管(双极的或金属氧化物场效应管MOSfet)、绝缘栅双极晶体管(IGBTs)、晶闸管、可关断晶闸管(GTO)等。本标准适用于GBT 21210 2007规定范围内的笼型感应电动机由变频器供电时在速度设定范围内的稳态运行，不包括起动或瞬态现象。2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其
9、随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB 755 2008旋转电机定额和性能(IEC 60034 1：2004，IDT)GBT 21209-2007变频器供电笼型感应电动机设计和性能导则(IEC 6003425：2004，IDT)GBT 21210-2007单速三相笼型感应电动机的起动性能(IEC 6003412：2002，IDT)3电动机的特性在换流期间，电流型变频器的输出电流要流过电动机的定子绕组。因此，电动机的等值电路知识对换流电路的设计是重要的。
10、对电压型变频器，电动机的等值电路知识对换流电路的设计通常并不重要，但是电动机的谐波阻抗对因谐波引起的损耗却有重大的影响。上述情况关系到驱动的基本运行能力。如果要求知道变频器供电运行时出现的附加转矩(特别是振荡转矩)和附加损耗的具体细节，则需要知道电动机在整个谐波频谱范围内的等值电路参数。由于N设计笼型感应电动机有多种设计方案(例如铜排深槽转子和双笼铸铝转子)，重要谐波的频率范围很宽(带宽0 kHz30 kHz)，所以不可能确定一个普遍有效的电动机等值电路。通常不容许采用在工频稳态运行时的等值电路参数(例如正常运行时的漏抗)来计算因谐波引起的转矩和损耗。只有当变频器的输出电流和(或)电压频谱已知
11、时，电动机制造商才能提供合适的电动机等值电路的参数值。4电压和(或)电流的频谱为获得转矩的降低额和由谐波引起的振荡转矩，了解电动机电压的频谱(对电压型变频器)或电动机的电流频谱(对电流型变频器)是至关重要的。图1给出了电流型变频器供电时电动机相电流的典型波形。所产生的谐波次数为T一5，7，1l，13。其相应的谐波含量受换流时间间隔的影响，在不同的驱动系统中该时间间隔是不同的。CBT 20161-20081EC TS 60034-17：2006，n lII lI I60。 120。 180 240。 300。 36b。 m r广图1 电流型变频器供电，接法电动机相电流ln。的波形(理想例子)图2
12、给出了脉宽调制(PWM变频器)的电压型变频器运行时电动机线电压的典型波形。囝2开关频率，s=30 X，电压型变频器供电电动机线电压。的波形(例子)电压型变频器使用多种调制类型，因此对谐波的影响不可能给出一个综合的、完整的陈述。如欲得到明确的陈述，一定要知道变频器输出电压的谐波含量，并且一定要研究其对电动机产生的后果。变频器采用载波调制，即包含了同步和异步脉冲模式，这种模式在很多场合被应用，其产生的频率为：fk，土k，f，式中：。一1，2，3；女：一1，2，4，5，7，分别为开关频率工和运行频率，。的相乘系数。在变频器使用空间矢量调制情况下该公式也有效。变频器采用载波调制，即没有事先决定开关频率
13、也很常用。在这种情况下，输出电压的频谱是带宽的随机函数，在特定的频段里也没有尖峰噪声。脉冲控制变频器可使其低频谐波含量降得很低，而其占主导地位的谐波(接近于脉冲频率)将出现在相当高的频段，由于电动机绕组的电感作用使这些谐波不会有多大的影响。在GB 755 2008的721中，笼型感应电动机供电电压允许的谐波分量表示为一个数值，称为谐波电压因数(HVF)。然而，这个因数对变频器供电不适用。5谐波造成的损耗变频器供电时笼型感应电动机中的电压和电流谐波将在电机中产生附加铁耗和定转子绕组附加损耗。对电压型变频器供电的电动机，附加铁耗不能忽略，与相电压谐波幅值有关，但几乎与其频率无关。2GBT 2016
14、1-2008IEC TS 60034-17：2006谐波电流主要产生绕组损耗，受漏抗的限制。虽然谐波电流很小，由于高频时挤流效应，因而绕组损耗不能忽略，这对成型绕组和散嵌绕组都适用。具有显著挤流效应的转子对这些损耗特别敏感。大量试验证明，由谐波产生的总的附加损耗与负载无关，它们随着开关频率的增加而降低(见图3)。这是由于高脉冲频率下绕组附加损耗减少。总的谐波损耗；谐波绕组损耗；谐波铁耗。图3电压型变频器供电由谐波频率引起的附加损耗Ph与运行频率，l时损耗P，之比随开关频率的变化关系的例子电动机由电流型变频器供电的情况下，除了所谓的换流损耗以外，附加铁耗几乎可以忽略。换流期间漏磁通的快速变化在定
15、转子齿部产生了涡流。在电压型变频器供电运行时，因换流电流不流过电动机绕组，所以没有换流损耗。由于低频谐波电流幅值较大，故转子绕组附加损耗起重要作用。没有简单的计算方法来计算附加损耗，也没有通用的说明来给定附加损耗的数值。它们与不同的物理量有关，非常复杂。同时变频器也多种多样(例如不同脉冲频率和脉冲模式的电流型变频器和电压型变频器)、电动机的设计也各不相同(例如绕组类型、槽的几何形状、硅钢片的比损耗)。铁心的制造质量也起着非常重要的作用。图4以一台特定电动机(机座号315 M，N设计)由具有不同谐波含量的不同变频器供电和正弦电源供电为例子，在各栏内列出了计算求得的损耗组成比例。该例子说明了目前广
16、泛应用的变频器供电系统中各类损耗的相对重要性。所列出的损耗对比不适用于其他变频器供电的笼型感应电动机和其他型式变频器(具有不同的调制方式和脉冲频率)。为便于比较，图4中假定变频器供电在额定运行状态下的基波电压和基波电流都是相同的。3GBT 20161-3008IEC 13 6003417 2006根据图4肴出电流型变频器比电压型变颍器谐波损耗高。在部分负载时差值减少，因为对电压型变频器谐渡损耗是恒定的，但对电漉型变额器谐波损耗是随着负载的增加雨增加。譬自基波顿串产生的扭耗 由谐破产生的捆耗E摩擦按耗 J拄滚捐格Dm戴附加扭耗 卜负蟪附加授耗c铁耗B一转于绕组掼耗 G转子挠蛆报耗A定于绕组捆耗
17、卜定子绕组掼耗渡自压，o 电流目变鞭器；o藏被W科的自压变鞭耜(开关撩率为3 kHz)与时间相关的施加t扭耗；o教率围4变频器供电对笠型畦应电动机(机座号315 MN设计)在颤定转矩和转速时各项损耗的影响6变颧器供电运行时的转矩降低电动机由变频器供电在额定额率运行时所产生的转矩由于温升增加(谐波损耗)通常要比正弦电压供电时的额定转矩低。另外的原因也可能是由于变频器电压的下降要保持额定转矩可能会减步绝缘的使用寿命。4酲_眦岛譬胃一。厂r|GBT 20161-2008IEC TS 6Q034-17：2006图5中的实线指的是变频器使电动机主磁通保持不变时的输出电压和频率的关系曲线，该主磁通与正弦电
18、压供电时近似相同。如果已知变频器输出的谐波频谱，电动机制造商就能够确定该运行点的电机温升。温升取决于该电动机的设计及其冷却方式(IC01或IC411)。决定电动机转矩降低因数时重要的是该特定电动机的热裕度。计及这些影响，在额定频率时电动机转矩降低因数典型值为0810。U夕图5基波电压u与运行频率，1的关系曲线(见第6章)lf 4L通常，实际上变频器的定额运行并不意味着在额定频率时基波磁通与正弦电压供电时的磁通一样。其后果导致产生附加的转矩偏差，这个偏差值取决于它们自身的参数。电动机在额定频率时的同步转速以下的速度调节范围内，若电动机定子绕组电阻与电抗相比可以忽略，应用u，一常数的控制规则，则可
19、获得电动机的最大转矩为一恒量。为了补偿电动机定子电阻的影响，有些变频器将特性设计成图5中的虚线所示特性，与没有补偿作用相比，低速时具有较高的转矩。对于图5中电压和频率标幺值在10以上的运行点，变频器输出电压在频率增加时通常保持不变(弱磁范围)。一旦运行在这个范围，电动机的转矩降低因数将会变化使转矩迅速降低，转矩特性如图6中，zf一一10以上范围的特性曲线所示。图6给出了一台由电流型变频器供电的典型的电动机转矩降低曲线的实例。电压型变频器供电时的相应曲线形状与之类似。如变频器的谐波频谱和电压一频率特性已知，电动机制造商可以提出这样的转矩曲线。因涉及到电动机不同的冷却方式(IC01或1C411)和
20、通风方法(自循环冷却或独立循环冷却)，不可能给出适用于所有情况的转矩降低曲线。通常，由脉冲控制的变频器(脉冲频率在kHz范围内)供电的电动机需要降低的转矩定额比方波变频器供电时要小。随着脉冲频率的增加，转矩的降低额变小。5GBT 20161-2008IEC TS 6003417：2006 ，一 、0 O 2 10 2 1 4j。，圈6电流型变频器供电时N设计JC411(自循环冷却)笼型感应电动机转矩降低因数与运行频率，的关系曲线(例)7振荡转矩由谐波产生的异步转矩(稳态)对驱动系统运行的影响较小，但这不适用于振荡转矩，该转矩会在机械系统中产生扭振。在由6脉冲电流型变频器供电的三相感应电动机中，
21、具有6倍或12倍运行频率(，。)的振荡转矩具有实用价值，该转矩的幅值分别约为额定转矩的15(频率为6f，时)和5(频率为12f。时)。另外，由于直流中间回路的纹波产生的谐波也会产生振荡转矩，这些转矩的频率为6(，】一)和12(一fp)，这里，P为主功率频率。应仔细地计算临界扭振速度，特别是对那些仅有轻微阻尼的传动部件的驱动系统。在某些应用场合，跳过一小段运行频率也是不可避免的。在脉冲控制变频器的驱动系统中，最有影响的振荡转矩的频率取决于开关频率，而它们的幅值取决于脉冲宽度。目前的变频器其开关频率通常超过基波频率10倍，其振荡转矩的幅值可高达I 5。如用更高的开关频率(大约为2I，1)，并采用适
22、当的脉冲模式(例如正弦基准波调制或空间一相量调制)，频率为6，1和1 2厂。的振荡转矩实际上可以忽略不计。此外，还将产生二倍开关频率的振荡转矩。但这些转矩因其频率远高于系统的临界机械频率，对驱动系统并不会形成损害性的作用。8电磁噪声感应电动机的电磁噪声本质上是由于作用在定子表面径向力波产生的。这些所谓的磁场力是气隙中变化的磁场相互作用产生的，是磁场幅值、频率和模态振型的函数。由于幅值很小，只有当这些磁场力的频率和模态振型与定子铁心的固有频率和模态振型一致时才会发生令人讨厌的噪声。6GBT 20161-2008IEC TS 6003417 12006正弦波电压供电时，由电机气隙中空间谐波磁场引发
23、电磁噪声。专业设计的目标是避免电动机在额定运行条件下发生共振。但是，由于存在大量各种各样的空间谐波磁场，电动机在较宽广的速度设定范围内恒磁通运行时，在某些特定速度下发生电磁噪声是不可避免，即使供电电压为正弦波也如此。为了避免在有关转速下出现高的电磁噪声，越过这一小段频率范围是常用的方法。当电动机由变频器供电时上述叙述是有效的。但是，在这种情况下，变频器供电时在原有空间谐波磁场上叠加了时间谐波磁场。值得重视的电磁噪声仅考虑运行频率的气隙基波磁场(极对数为p)与各谐波磁场相互作用已足够。因此额外发生的径向力波模态振型为r-0和r一2p，相应于这些模态振型的固有频率与电动机大小和设计有关。对2极和4
24、极电动机，模态振型r一0和r一2p的共振频率大约有以下各组：中心高H4 500 Hz，fo,r-2800 Hz，fo H4 000 Hz中心高H280 mm：fo一。3 000 Hz，fo一2500 Hz，fo,r-42 500 Hz当电动机由电流型变频器供电时，各次谐波电流引发了相应的附加电磁噪声。各次谐波的幅值与其次数成反比。产生噪声的激振力的频率偏离电动机定子有效部分的固有频率。因而当电动机在恒定磁通和恒定电流状态下运行时，噪声级的增长处于同一范围之内。变频器的控制器件或电动机的设计对噪声增长的影响很小。与额定电压、额定频率的正弦波电源供电运行相比较，在额定频率以下运行时，依照经验，电动
25、机的A计权噪声级增长量在l dB6 dB之间，该增长量的上限适用于正弦电压供电运行的低噪声电动机。当电动机由电压型变频器供电时，重要的谐波频率接近变频器的开关频率或其倍数，取决于变频器的开关频率和控制方式，定子铁心固有频率在-一0或-=2p时与电流型变频器供电时很接近。但开关频率可变时，对产生电磁噪声有极大的影响。另外，调制类型也影响谐波的幅值，也对电磁噪声的产生有影响。变频器采用无载波或随机PWM控制模式时比固定载波频率调制的变频器产生的噪声略高。因此，与额定电压、额定频率的正弦波电源供电运行时相比较，电动机的噪声级的增长要比电流型变频器供电时更大，依照经验，在恒定磁通的情况下增长量可达到1
26、 dB15 dB。9绝缘结构的使用寿命与正弦波电源供电相比，变频器供电时电动机的绝缘结构要承受更高的介电应力。在低速开关电流型变频器供电的情况下(通常是装有半导体晶闸管)，在换流期间有尖峰电压作用于主绝缘和匝间绝缘上。换流峰值通常不危害绝缘系统，因为其上升时间相对较长重复的速度也较慢。在快速开关电压型变频器供电的情况下(通常是IGBT)，作用在匝间绝缘上的电压梯度是重要的，特别是对接近电源引入处的线圈。绕组绝缘承受的介电应力取决于变频器所产生的峰值电压、脉冲上升时间和频率、变频器和电动机之间连接线的特性和长度、绕组结构以及其他系统参数。漆包圆线散嵌绕组的电动机作为典型要承受施加于端子处如图7所
27、示的脉冲电压而不致于显著地降低寿命。快速开关型逆变器与连接电缆的组合因传输线路的影响将产生峰值电压。对额定电压小于或等于交流500 V的电动机，当承受如图7所示的峰值电压时，作为典型其绝缘结构应具有满意的寿命。应当心避免改变应用速度，包括快速变化，这些会造成在变频器的输出端产生2倍于额定电压的再生电压。7GBT 20161-2006IEC TS 60034-17：2006巩zV2 0001 000，一，一7么O 2 0 4 0 6 0 8 1 0 12 i 4gs图7 电动机端子处允许脉冲电压uLL(包括电压反射波及衰减)的限值与上升时间t，的关系曲线由快速开关型逆变器供电的额定电压为超过交流
28、500 V的电动机，需要采用加强的绝缘结构和或需要用作限制峰值电压和或脉冲上升时间的滤波器。术语“峰值上升时间”按下述定义(见图8)，该定义考虑了绕组内的瞬变现象：Au=“(f【，(t1)广10090“(to，10(t o)L o图8 电动机端子处峰值电压上升时间t，的定义电压范围“是指电压脉冲出现前和出现后电压瞬时值的差，该电压脉冲在电压到达其第一个最大值的瞬间即告结束。上升时间t，的定义是：电压从整个电压范围“的10上升到90时的时间间隔。鉴于复杂的内在关系，建议精心设计整体驱动系统。8GBT 20161-2008IEC TS 60034-17：200610轴承电流当电动机由正弦波电压供电
29、运行时，定子轭部环路磁通会在由轴、轴承、端盖和机座(见图9)组成的闭合导电回路中产生轴电压。该环路磁通是由定子轭部的不对称(如有扣片槽、通风道、迭片的各向异性)引起的。通常，轴电压主要由电源频率和由饱和效应引起的三倍电源频率迭加组成。如果轴电压没有超过约500 mV(峰值)，根据长期的经验无需采取防护措施。当轴电压超过约500 mV(峰值)，有可能在前述环路中产生环流，在相对短的时间内损害轴承。绝缘一个轴承，最好是非轴伸端轴承，这样就足以避免通过两个轴承以及当用导电联轴器时，可能通过负载机械的轴承产生环路电流。对本标准范围内按当前技术制造且由正弦波电压供电运行的电动机，轴承加绝缘既不必要也无此
30、惯例。图9环形磁链、轴电压及其产生的环流i。，。当电动机由电流型变频器供电运行时，因供电电流谐波的影响轴电压稍有增加。如同正弦波电压供电一样，轴电压的上限值推荐约为500 mY(峰值)。当电动机由电压型变频器供电运行时，会存在一个全新的轴承电流源，即所谓的变频器共模电压。该共模电压是因变频器的拓扑结构和控制方式而固有的，它特别包含了与输出电压的谐波分量有关的频率分量。其峰值为变频器中间电路直流电压的50范围之内，或当为不可控的六脉冲整流器时，为变频器输入线电压的72范围之内。三相共模电压是同相的，可以看作是电压的零序分量。图lo所示为共模模型的等效电路。与在工频时的性能相反，在高频时，电容起了
31、很重要的作用。共模电流的幅值取决于共模电路的阻抗，尤其是电抗；共模电流最终流回到变频器的中性点。通常，共模电流有如下三种途径流经电机轴承：a) 流经上述相同回路的环流可由高频环路磁通引起，与定子轭部的不对称无关，而与电流流经绕组和铁芯之间的电容有关。后者的作用将在同一匝线圈的两边产生不同的电流。因此，整个绕组的净安匝数不为零，根据安培定律，将产生环路磁通。轴电压与脉冲频率、脉冲上升时间以及电动机的定额有关，它含有可能超过10 V的高频尖峰，将会击穿轴承的油膜。试验表明，即使当低频轴承电压的幅值小于500 mv(峰值)时，基波分量和三次谐波分量仍可能维持环流电流不断。因此，从避免因变频器供电产生
32、环流电流考虑，正弦波电压供电时电动机具有低轴电压是有利的。如果欲测量变频器供电时电动机的轴电压，应当采取适当的防范措施，且必须使用专用仪器和0GBT 20161-2008IECIS 60034-17：2006屏蔽测量线，否则因较高频率分量的影响将会得出错误的结果。b) 如果电动机轴端的电位更接近于变频器的接地电位而非电动机机座的电位，脉冲式的电容性电流将流经电动机的轴承，尤其是驱动端的轴承。当电动机和负载设备通过导电联轴器且电动机的机座没有充分地接地时，就会造成这种情况。轴中心高315 mm以上电动机，可测量到幅值大于10 A的电流，轴承将在仅运行数百小时以内时就会被损坏。c)如果定子铁芯和机
33、座很好地接地(见图lo)，存在于轴承径向间隙的由电容耦合产生的电压，称作轴承电压，可被测量。轴承电压是共模电压的镜像。共模电压的百分比称做BVR(轴承电压比)，它取决于定子绕组和转子之间的电容，转子和机壳之间的电容以及轴承本身的电容。测量结果表明，通常，轴承电压在10 V30 v(峰值)的范围之间。如轴承电压超过其击穿值还会出现短时的放电电流(称做EDM”电流)。放电电流的重复率随着轴承电压数值和脉冲频率的增长而增加。可测量到，放电电流击穿的峰值在数安培的范围之内，重复率为每20 ms50次100次。不能仅对一个轴承进行绝缘来抑制放电电流。放电电流击穿会造成轴承座的蚀损，可通过轴承噪声的增大而
34、被较早地发现。如果接地系统良好，经验表明：B轴承；c电缆；csn定、转子之间的电容；cB轴承电容；C，r定子与机壳之间的电容c一转子与机壳之间的电容砘轴承电流；EDM静电放电加工电流(EDM)k漏感；Rn轴承电阻；R。绕组电阻；“m定子中性点对地电压；。轴承电压；“。共模电压。图10共模电路模型及轴承电压“d)本标准范围内的以及轴中心高280 mill及以下的电动机因变频供电而损伤轴承的现象很少。但轴承承受的介电应力随变频器控制方式尤其是开关频率的不同而变化的范围很大。如用输出电压大于400 V(有效值)、脉冲频率高于10 kHz的变频器供电，应考虑对一个轴承加以绝缘。e)对本标准范围内的电动
35、机，抗磨擦轴承的绝缘可采用相同尺寸的绝缘轴承来实现。对于中心高315mm及以上的电动机，建议采用绝缘阻抗在1 MHz时至少100 n的轴承绝缘。101)EDM-Electrostatic Discharge Machining(静电放电加工)。GBT 20161-2008IEC TS 6003417 12006几乎不需要将电动机的两个轴承同时加以绝缘。在某种情况下，建议请专家审核整个驱动系统，它包括负载机械(联轴器的绝缘)以及接地系统(可能使用接地电刷)。f)本标准范围内的以及轴中心高315 mm及以下的电动机，不可能对电动机的轴承进行绝缘或无法适当地绝缘，建议：降低变频器输出电压的dudt值
36、；或使用带降低相电压零序分量(称作共模电压)滤波器的变频器。1 1安装(电缆接线、接地、链结)为了减少共模电压对电动机轴承造成危害，必须采取一切措施使穿透到电动机内部的共模电流最小化。相反，应引导共模电流通过电缆屏蔽层和或电动机的接地导体流回变频器。为了满足该要求(还有EMC要求)，应使用屏蔽对称多芯电缆。为了在高频时具有低阻抗，屏蔽层应为铜或铝。屏蔽层两端都必须连接到PE。电缆中接地导体对称于三相导体为宜。如果屏蔽层用作起保护作用的导体，必须谨慎地选择其导电率。当安装电缆时，应确保屏蔽层高频连接到变频器和电动机机壳。因此，电动机的接线盒必须由导电材料制成且高频连接到机壳。电动机机壳和电缆屏蔽
37、层或电动机端的接地导体之间的阻抗在1 MHz时应小于1 o。装置上所有暴露的金属部件都必须连接到接地系统以满足安全要求。当电动机由变频器供电时，电气连接还应满足在高频时具有低电感的要求。宽麻花辫状的铜带尤其适合。这种连接带还能使电动机机壳和接线盒的电位相等。根据负载设备的接地情况，轴中心高大于315 ITIIn的电动机有时需要在电动机和负载设备之间进行等电位连接。典型的应用为具有良好接地的设备如水泵，它通过金属联轴与驱动电机连接。辅助设备，如转速计，应与电动机电气绝缘，以防止寄生电流。转速计电缆的套管应在变频器处接地，但与转速计壳体绝缘。对于脉冲编码器，最好使用双重屏蔽的电缆。辅助设备的电缆路
38、径应与电力电缆分开。12最大安全运行转速如电动机欲以高于其额定转速运行，则最大安全运行转速可从GB 755 2008的96中得到。电动机可以在较高转速下运行，但这种可能性取决于电动机的设计，制造商应对其进行验证。当电动机高于额定转速运行时，电机的噪声级和振动级都将增大，可以要求作精确的动平衡以适应高于额定转速下运行。电动机在接近最大安全转速下运行时间过长，可能会显著地缩短轴承的使用寿命，此外，也会对轴封和或加油脂的时间间隔(或密封轴承的润滑脂使用期限)产生影响。13功率因数校正没有谐波分析的功率因数校正在变频器的输入端不能被采用。不推荐在电子控制器接感应电动机时其负载侧用电力电容器改善功率因数。这可能会损坏控制器并且功率因数电容器会承受通常不属于它们定额的高频。电压源变频器输入端的功率因数校正可以采用带前置有源功率因数校正的变频器来实现。
