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[摘要]近年来，我国的风电装机容量和发电量快速增长，成为新能源中排名第一的能源，也是仅次于火电、水电的第三大电源。目前，在大型并网型风电机组中，双馈机组是一种主要的机型。
[关键词]破真空阀 双馈风力发电机、轴承、轴电压
0 引言
双馈风力发电机组通过变流器与发电机转子相连，变流器根据双馈发电机的转速和电网工况，调整其输出电压的频率、相位和幅值，使双馈发电机定子产生频率、相位和幅值与电网一致的电能，以实现直接并网运行，转子同时向电网传输电能或从电网吸收电能。变流器容量通常为机组容量的1/3，为实现更大风速范围内的并网运行，双馈变流器需实现能量的双向流动，因此必须采用全控型功率器件。目前，双馈型变流器均为两电平电压源PWM（脉冲宽度调制）式，且均采用IGBT作为其功率元件。但是，随着变流器的广泛应用，发现其存在一些显著的负面效应：两电平电压源PWM式变流器的三相瞬态输出之和不为零， 存在较高频次的共模电压。对于双馈风力发电系统，机侧变流器和网侧变流器各自产生的共模电压均会在轴上感应出轴电压。除过共模电压在轴上感应出的轴电压之外，发电机在正常运行时，由于磁不对称、轴向漏磁通以及励磁谐波电流的影响，也会使发电机产生轴电压。风力发电机组的运行寿命通常被要求在20 年以上，轴电压对轴承的危害会严重影响机组的可靠性，因此必须设法抑制，将其降低至可以接受的范围内。 一 轴电压的产生及其危害
轴电压是共模电压的一个分量，是共模电压通过与电机寄生电容耦合作用而产生的结果。另一方面，不均匀磁场、漏磁通和高次谐波磁通的作用下，在发电机轴上也会产生轴电压。
1 共模电压作用下的轴电压
1.1共模电压
双 馈风力发电机组，其机侧变流器通过碳刷、滑环与双馈发电机的转子绕组连接；网侧变流器通过并网回路上的并网接触器、并网开关与发电机的定子绕组连接；并网回路连接至箱式变压器系统，经升压后由输电线路输出。如图一所示：
图一
在发电机转子变流器驱动系统中，在发电机转子三相绕组中性点处，将存在共模电压，即逆变器输出的零序电压，其大小由式(1)给出。
（1）
其中， 为共模电压； 、 和 为发电机转子各相相电压。
由电压源PWM变流器驱动的系统中共模电压始终存在。虽然逆变器输出的差模电压中不存在共模成分，但是，由共模电压产生的泄漏电流还会流过负载。这个电流大小取决于系统、电路结构和接地元件的阻抗，且要消耗输入功率，还将对负载产生破坏作用。
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1.2共模电压的幅值
根据式(a)，如果发电机转子接三相对称正弦电压源，则 ，系统中不存在由共模电压带来的危害。如果接电压源变流器，将存在共模电压，其产生的共模电压与开关速度，开关状态和直流母线电压有关。即不论采用什么PWM策略，共模电压都存在。共模电压具有高 和高幅值电压脉冲特性。在快速开关逆变器中，共模电压幅值可达几百伏，其 可达每秒几千伏。在这一频率和幅值水平上，共模电压将对驱动系统产生显著的影响，主要体现在电机内部的寄生耦合电容上。在工频下，寄生耦合电容在电动机中的影响是微不足道；在PWM变频器中高频共模电压作用下，对耦合电容的影响就非常显著了。
1.3共模电压的傅里叶分析
根据傅里叶公式，对变流器输出三相相电压进行分析，如下列公式所示：
（2）
（3）
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（4）
式中 ， ， 为变频器输出相电压； 为直流母线电压；α为调制深, 为调制波角频率； 为载波角频率。
上式中，每个公式中第1项是角频率为 的基波成分，即输出相电压的基波幅值为 ，第2项为谐波成分，将上式代入公式(1)中，利用贝塞尔函数可以得到共模电压的傅立叶表达式恶劣的太阳
n=1,k=6l,l=1, (5)
n=2,k=6l-3,l=1, (6)
上式中 为共模电压， 贝塞尔函数， 贝塞尔函数分项。
无数字签名由上式可以得出如下结论：即在调制波为正弦波的情况下，三相变频器输出共模电压中：①基波成分（频率为 的成分）幅值为0，即共模电压中不含频率为调制波频率的成分；②谐波成分：载波频率 在奇数倍处存在谐波，幅值为 ，偶数倍处无谐波；角频率为 处存在谐间波，振幅为
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