Filtru pasiv EMI pentru reducerea curentilor de scurgere la motoare alimentate prin invertoar

Lucrare de licenta despre Filtru pasiv EMI pentru reducerea curentilor de scurgere la motoare alimentate prin invertoar
Transformarea energiei de c.c. in energie de ca. cu ajutorul invertoarelor are ca scop alimentarea unor sarcini care necesita in functionare tensiuni alternative cu amplitudini si frecvente variabile in functie de parametrii procesului.Domeniul de aplicabilitate vizeaza in special actionarile electrice de ca. cu masini electrice cu camp magnetic invartitor.Spre deosebire de convertorul de c.c, unde referinta de tensiune este o marime constanta, comanda invertorului urmareste obtinerea unei tensiuni de iesire cu o variatie in timp impusa (de regula sinusoidala).

Comanda invertorului trifazat are ca scop obtinerea unui sistem trifazat de tensiuni sinusoidale la iesire, odata cu mentinerea curentului prin sarcina la valori stabilite.Din motive legate de acuratetea formelor de unda, utilizarea invertoarelor multiple are tendinta sa se extinda si pentru aplicatiile de joasa tensiune, atunci cand se justifica prin performante pretul ridicat datorat cu precadere numarului mare de elemente de comutatie si in mai mica masura complexitatii circuitelor de comanda.Principala tehnica de modulare foloseste un circuit intermediar de tensiune prestabilit. Tensiunea aplicata motorului devine variabila prin aplicarea tensiunii din circuitul intermediar pe infasurarile motorului pe perioade de timp mai lungi sau mai scurte.

Lucrare de licenta despre Filtru pasiv EMI pentru reducerea curentilor de scurgere la motoare alimentate prin invertoar

Cuprins

Consideratii generale................................................5

Capitolul I. Descrierea fenomenelor din lagarele motoarelor electrice..........................................7
I.1 Scurt istoric...............................................7
I.2 Relatii dintre actionari si deteriorarea rulmentilor.............................................10
I.2.1 Curenttii cu putere utila din rulmentii motoarelor...........................................10
I.2.2 Curentii datorati actionarilor cu frecventta variabila (VDF)..............................................13
I.2.3 Relatia dintre variabilele sistemului de actionare si problemele curentului de rulment.....................................16
I.3 Efectele invertoarelor cu modulare in durata (PVM) asupra performantelor mecanice ale rulmentilor motoarelor electrice de actionare.................................................18
I.3.1 Estimarea efectelor.........................................18
I.3.2 Caracteristicile suprafetei rulentului si ale ariei de contact.................................................19
I.3.3 Metoda de calcul a ariei contactelor de asperitate...........................................21
I.3.4 Caracteristicile mecanice si de lubrifiere si influentele lor asupra capacitatii electrice a rulmentului......................24
I.3.4.1 Dependenta punctelor de contact de rigimul de lucru......................................................24
I.3.4.2 Proprietatile dielectrice ale lubrifiantului...............................................26
I.3.4.3 Densitatea curentului de rulment si factorii de care depind durata de viata a rulmentului..................................26

Capitolul II. Metode de inlaturare a curentilor de descarcare EDM si a curentilordv/dt.............................................29
II.1 Metode de diminuare a efectelor negative................................................29
II.1.1 Diminuarea efectelor negative prin filtrare si proiectarea actionarii...................................29
II.1.2 Diminuarea efectelor negative prin proiectarea motorului...............................................31
II.1.3 Diminuarea efectelor negative prin utilizarea impamantarii axului si a izolarii sale............................32
II.1.4 Concluzii....................................................34
II.2. Eliminarea componentei omopolare prin ecranarea electrostatica a unui motor de inductie...............................36
II.3. Eliminarea componentei omopolare cu ajutorul invertoarelor multinivel..........................38

Capitolul III. Modelarea si analiza sistemului electric motor/rulment...............................................42
III.l Introducere............................................42
III.2 Modelul electric extins al rulmentului.............................................43
III.3 Modelul circuitului echivalent de mod comun................................................45
III.3.1 Calculul capacitati pentru tensiunea rotorica si modelul curentului de rulment........................46
III.3.1.1 Componentele mecanice....................................46
III.3.1.2 Componentele electrice..................................48
III.3.1.3 Nivelul tensiunii in axul rotorului in regim stationar...................51
III.4 Aproximarea modelului de ordinul 2............................53
III.5 Aproximarea modelului de ordinul 3............................54

Capitolul IV. Filtrul pasiv EMI pentru reducerea curent de rulment si a curentului de scurgere.......................................55
IV.2 Filtru pasiv EMI pentru reducerea curentului de rulment................................................55
IV.1.1 Componentele curentului de rulment.........................................55
IV.1.2 Configuratia sistemului....................................56
IV.1.3 Structura motorului folosit in experiment...................................58
IV.1.4 Tensiunea comuna produsa de invertor..........................59
IV.2 Filtru pasiv EMI pentru reducerea curentului de scurgere din radiator..............................61
IV.2.1 Configuratia sistemului experimental.........................61
IV.2.2 Circuitul echivalent comun pentru sistemul experimental.........................................62
IV.2.3 Efectul asupra eliminarii tensiunii comune din terminalele motorului................................63
IV.2.4 Aparitia unei noi bucle de curent de scurgere.................................63
IV.2.5 Configuratia unui sistem experimental fara filtru pasiv EMI........................................64

Concluzii finale..........................................69

Bibliografie................................................71