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隨著電力電子技術的不斷發展，PWM變頻器的開關性能不斷提高，PWM變頻器驅動電機的動靜態控制性能也有了明顯的提升。但是隨著PWM變頻器開關頻率越來越高，變頻器輸出的共模電壓所帶來的問題愈發嚴重。例如，共模電壓會在電機轉軸上感應出高幅值軸電壓，并形成軸承電流，導致電機軸承損壞，縮短電機使用壽命。納米軟件近期給上海用戶交付了一套NSAT-7000電機自動測試系統。 由于電機系統存在大量對地分布電容，共模電壓在變頻器開關跳變期間會產生較大的du/dt，進而對電機系統分布電容進行充放電形成共模電流，也就是正常漏電流。當電機系統對地分布電容數值較大時，正常漏電流也會隨之增大，可能導致電機不能正常運轉。 同時，正常漏電流的存在會造成系統漏電保護裝置誤動作，使電機不能安全、可靠運行。此外，共模電流產生的傳導共模電磁干擾（Electro- magnetic Interference, EMI）會影響其他電子設備正常運行。 此外，漏電流抑制方法主要從優化硬件拓撲結構和改進軟件控制方法兩方面著手，如圖1所示。其中優化硬件拓撲結構以在電機系統中添加濾波器為主，主要包括添加有源、無源濾波器等。通過改進軟件控制方法抑制共模電流以采用無零矢量控制方法為主，主要包括RSPWM、AZSPWM、NSPWM]等方法。 
圖1 漏電流抑制方法 綜上所述， PWM脈沖寬度調制電機系統的等效模型和正常漏電流的特征與流通路徑進行了大量研究并對正常漏電流的抑制取得了有指導意義的研究成果。但是對PWM電機系統漏電流的特性尚需進行深入分析研究。 因此，需要對PWM電機系統正常運行時存在的正常漏電流和發生漏電故障時產生的故障漏電流進行詳細的測試和分析，為正常漏電流的有效抑制和故障漏電流的準確檢測提供了理論依據。
圖2 PWM電機系統典型拓撲結構示意圖
圖6 試驗平臺結構示意圖
圖7 試驗平臺實物圖 納米對PWM電機系統漏電流相關特性進行了研究。首先建立了正常漏電流計算模型，并對其流通路徑進行了分析。然后對電機系統的漏電故障點及相應故障后的漏電流波形進行了分析。最后通過試驗測試對電機系統故障發生前后的正常/混合漏電流時頻特性進行了分析和研究，具體結論如下： 1）PWM電機系統電機輸入側正常漏電流的有效值與對地分布電容的容值呈正比例關系，正常漏電流主要包含直流分量和高頻分量，其中高頻分量主要為逆變器開關頻率及其倍頻分量。 2）PWM電機系統電機輸入側存在漏電故障時，混合漏電流有效值相應增大。其中，低頻分量的幅值變化可作為是否發生漏電故障的判斷依據。 上述結論能夠為正常漏電流的有效抑制和故障漏電流的準確檢測提供理論指導。 |
