ГОСТ Р МЭК/ТС 60034-17—2009
10 Токи через подшипники
При работе двигателя от сети с синусоидальным напряжением кольцевой поток ярма статора
наводитосевую электродвижущую силу (ЭДС) в контуре, образуемом валом, подшипниками, фланцем и
корпусом, как показано на рисунке 9. Кольцевой поток вызван неоднородностями ярма (ласточкин
хвост для крепления ярма, вентиляционные каналы, магнитная анизотропия пластин). Обычно осевая
ЭДС определяется частотой питания и троекратной ей частотой, вызванной нелинейностью цепи
намагничивания. Опыт показывает, что если осевая ЭДС не превышает 500 мВ, то не возникает необ
ходимости в дополнительных защитных устройствах. В противном случае через подшипники проходят
токи, которые в течение короткого времени могут их разрушить. Изоляция подшипника, особенно на
заднем конце вала, обычно достаточна для того, чтобы избежать прохождения токов через оба под
шипника и механические части привода, соединяющие его с нагрузкой. Данная изоляция не является
необходимой для двигателей, выпущенных в соответствии с современными требованиями и
питающихся от синусоидального напряжения.
При питании от преобразователя с инвертором тока осевая ЭДС слабо зависит от гармоническо
го состава питающего тока. Поэтому рекомендуется тот же. как и для синусоидального питающего
напряжения, верхний предел максимального напряжения 500 мВ для определения необходимости при
менения специальных мер.
Совершенно иная природа токов через подшипники характерна при питании двигателя от преоб
разователя с инвертором напряжения. Так называемые помехи (высокочастотные составляющие тока и
напряжения) питания двигателя обусловлены топологией и алгоритмом управления инвертора и
состоят из частотных компонент, зависящих от гармонического состава выходного напряжения инвер
тора. Их максимальная величина находится в пределах 50 % постоянного напряжения в звене постоян
ного тока преобразователя частоты или в пределах 72 % линейного напряжения на входе инвертора в
случае применения 6-фаэного неуправляемого выпрямителя. Поскольку помехи во всех обмотках син-
фазны, их можно рассматривать как нулевую последовательность в составе напряжения. Эквивалент
ная цепь для помех показана на рисунке 10. При питании от преобразователя в отличие от
синусоидального питания от сети большую роль на высоких частотах играютемкостные составляющие
сопротивлений. Амплитуда помех зависит от сопротивления (в основном реактивной составляющей)
цепи, по которой они протекают. Данная цепь замыкается в нулевой точке инвертора. В общем случае
паразитные токи проходят через подшипники двигателя по трем контурам, детальное описание
которых приводится ниже.
Паразитный ток, проходящий по описанной выше цепи, вызванный индуцированной кольцевым
потоком высокочастотной ЭДС, обусловлен только емкостями между витками и сердечником и не свя
зан с неоднородностями ярма статора. Данный ток утечки приводит к появлению разности токов на
обеих сторонах витков катушки и в конечном счете — к кольцевому потоку в соответствии с законом
Ампера.
9