[實用新型]PWM變頻電機驅動系統電磁干擾輸入/輸出無源抑制裝置

有效

• 申請號: 201521097898.5
• 申請日: 2015-12-25
• 公開（公告）號: CN205212696U
• 公開（公告）日: 2016-05-04
• 發明（設計）人: 肖芳;王晢;寧召陽
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: H02M1/44
• 分類號: H02M1/44
• 代理公司: 哈爾濱市偉晨專利代理事務所(普通合伙) 23209
• 代理人: 陳潤明

技術領域

本實用新型涉及PWM變頻器電機驅動系統的無源抑制裝置，具體涉及PWM變頻電機驅 動系統電磁干擾輸入/輸出無源抑制裝置，屬于PWM變頻電機驅動系統的電磁兼容領域技 術領域。

背景技術

目前，PWM變頻器在工業、商業和民用系統中應用越來越廣泛，例如電機驅動系統就 普遍采用PWM技術。在三相PWM變頻器應用中，由于脈沖輸出的不對稱性，系統中必然存 在共模電壓。研究表明，PWM變頻器產生的高頻共模電壓及較大的du/dt給系統帶來許多 負面效應，如軸電壓、軸電流、共模漏電流、電機終端過電壓(電機與PWM變頻器采用長 線電纜連接引起)和電磁干擾等。

電磁干擾有兩種形式：傳導和輻射。變頻器產生的傳導電磁干擾是以電壓或電流的共 模與差模形式出現的，它分為差模干擾和共模干擾。差模干擾是指由相線與中線所構成回 路中的干擾信號；共模干擾則是指由相線或中線與地線所構成回路中的干擾信號。共模和 差模的主要區別在于共模信號通過地形成回路，而差模信號不經過地。對于變頻器，多數 情況下產生的傳導干擾是以共模干擾為主，并且共模電流流經大地構成回路，大地將形成 天線效應,給其他設備帶來嚴重的電磁干擾，這使得共模干擾造成的危害遠遠大于差模干 擾所造成的危害。因此共模干擾在PWM變頻電機驅動系統的電磁兼容性設計中顯得尤為重 要，而這種共模電流即為系統的漏電流。為此各國學者相繼圍繞著電機系統的干擾源、傳 播途徑和敏感設備這3個方面開展了理論及應用技術的研究工作，并取得了一定的成就。 總體上包括兩類：一類是通過改善控制策略和優化電路拓撲結構來降低干擾源的干擾強 度；另一類是通過濾波來抑制干擾的傳播。

另外，由于電磁兼容標準的強制執行，PWM變頻電機驅動系統所產生的電磁干擾也越 來越受到人們的重視。為了達到國際/國內電磁兼容標準的要求，必須采取一定的措施進 行電磁干擾抑制。現有的PWM變頻電機驅動系統對于系統產生的電磁干擾抑制效果差，容 易造成電網污染。

實用新型內容

本實用新型的目的是為了解決現有技術中的PWM變頻電機驅動系統存在對于系統產 生的電磁干擾抑制效果差，容易造成電網污染的問題。

本實用新型的技術方案是：PWM變頻電機驅動系統電磁干擾輸入/輸出無源抑制裝置， 包括依次連接的三相交流電源、輸入側濾波器、整流裝置、第一直流母線電容、第二直流 母線電容、逆變裝置、輸出側濾波器長線電纜和電機，第一直流母線電容和第二直流母線 電容串聯后并接在整流裝置輸出側的直流母線上，所述輸入側濾波器的輸出端連接輸出側 濾波器的輸出端后連接第一直流母線電容和第二直流母線電容的連接點。

所述輸入側濾波器包括三相輸入端、三個電感和第一RC濾波電路，輸入側濾波器的 三相輸入端分別通過電感連接整流裝置的交流輸入端，第一RC濾波電路的三相輸入端分 別接在輸入側濾波器的三相輸入端和電感之間，第一RC濾波電路的輸出端連接第一直流 母線電容和第二直流母線電容的連接點。此連接方式的目的是用于消除PWM變頻電機驅動 系統交流輸入側的高頻共模電壓，進一步降低整個系統的傳導電磁干擾，并防止系統產生 的干擾污染電網。

所述三個電感的結構相同，三個電感的電感值相同。

所述第一RC濾波電路包括三條并聯的濾波支路，第一RC濾波電路的每條濾波支路 包括串聯的電阻和電容，第一RC濾波電路中的電阻阻值相同，電阻結構相同，第一RC 濾波電路中的電容電容值相同，三個電容結構相同。

所述輸出側濾波電路包括三相共模電感和第二RC濾波電路，三相共模電感的同名端 為輸出側濾波的輸入端，三相共模電感的異名端通過長線電纜連接電機，第二RC濾波電 路三相輸入端分別連接三相共模電感的同名端，第二RC濾波電路的輸出端連接第一直流 母線電容和第二直流母線電容的連接點。這種連接方式的目的有兩個：一是用于抑制逆變 裝置3輸出側和電機5之間的高頻共模電壓，進而抑制由共模電壓引起的電機軸承電流、 漏電流等負面效應。二是減慢逆變器輸出脈沖的上升時間，電壓反射現象消失，消除PWM 逆變器由長電纜所引的過電壓。

所述第二RC濾波電路包括三條并聯的濾波支路，第二RC濾波電路的每條濾波支路 包括串聯連接的電阻和電容，所述第二RC濾波電路的三個電阻阻值相同，電阻結構相同； 第二RC濾波電路的三個電容電容值相同，三個電容結構相同。