[實(shí)用新型]改善共模干擾的變頻驅(qū)動系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201821230609.8
• 申請日: 2018-08-01
• 公開（公告）號: CN208623578U
• 公開（公告）日: 2019-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 甘鴻堅(jiān);蒲波宇
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江鯤悟科技有限公司
• 主分類號: H02P27/06
• 分類號: H02P27/06;H02M1/12
• 代理公司: 上海光華專利事務(wù)所(普通合伙) 31219
• 代理人: 余明偉

本實(shí)用新型提供一種改善共模干擾的變頻驅(qū)動系統(tǒng)，包括：功率變換器，將輸入交流電轉(zhuǎn)換為直流母線電壓；逆變器，連接于功率變換器的輸出端，將直流母線電壓轉(zhuǎn)化為輸出交流電；電機(jī)，連接于逆變器的輸出端，電機(jī)的外殼連接變頻驅(qū)動系統(tǒng)內(nèi)部的地，受輸出交流電的驅(qū)動運(yùn)轉(zhuǎn)；至少一散熱器，絕緣固定于功率變換器及逆變器的功率半導(dǎo)體器件上。本實(shí)用新型可減小系統(tǒng)體積、簡化接線、降低成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及變頻領(lǐng)域，特別是涉及一種改善共模干擾的變頻驅(qū)動系統(tǒng)。

背景技術(shù)

變頻驅(qū)動系統(tǒng)通過改變電動機(jī)電源頻率實(shí)現(xiàn)速度調(diào)節(jié)，從而調(diào)節(jié)負(fù)載，起到降低功耗，減小損耗，延長設(shè)備使用壽命的作用，變頻是一種理想的高效率、高性能的調(diào)速手段，已被越來越多地應(yīng)用到家電領(lǐng)域。如圖1所示，變頻驅(qū)動系統(tǒng)1包括功率變換器11、逆變器12、電機(jī)13及散熱器T1、T2，功率變換器11將輸入交流電轉(zhuǎn)換為直流母線電壓，逆變器12將直流母線電壓轉(zhuǎn)換為，以此驅(qū)動電機(jī)13的繞組工作。在測試條件下，通過線路阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)14的固定阻抗測試共模干擾是否在標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi)；在實(shí)際工作環(huán)境下，所述線路阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)14不存在。

變頻驅(qū)動系統(tǒng)中的傳導(dǎo)共模電磁干擾(EMI，Electromagnetic Interference)主要包括功率變換器傳導(dǎo)共模電磁干擾以及逆變電路傳導(dǎo)共模電磁干擾。

功率變換器傳導(dǎo)共模電磁干擾的來源主要是電路中電位隨時(shí)間劇烈改變的電節(jié)點(diǎn)在其對地的分布電容中產(chǎn)生位移電流，并流過地回路而造成的。通常，功率變換器11中金屬-氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)Q11的漏極經(jīng)其封裝殼的散熱金屬層通過絕緣墊片固定在外接散熱器T1上，因此，金屬-氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管Q11的漏極對散熱器T1存在一個(gè)分布電容Cj1，而散熱器T1對地存在一個(gè)分布電容Ct1。與金屬-氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管Q11的漏極相連的節(jié)點(diǎn)n1的電位隨金屬-氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管Q11的通斷狀態(tài)的改變而劇烈變化，即節(jié)點(diǎn)n1的du/dt很大。由此，節(jié)點(diǎn)n1的du/dt在分布電容Cj1和Ct1上會產(chǎn)生一個(gè)大的位移電流icm1，而該位移電流icm1通過接地線流入地回路中，形成共模干擾。

同樣的，逆變電路12中各個(gè)絕緣柵雙極型晶體管(IGBT，Insulated Gate BipolarTransistor)Q21～Q26的漏極經(jīng)其封裝殼的散熱金屬層通過絕緣墊片固定在外接散熱器T2上，因此，各個(gè)絕緣柵雙極型晶體管Q21～Q26的漏極對散熱器T2各存在一個(gè)大的分布電容Cj31、Cj32、Cj33，而散熱器T2對地存在一個(gè)分布電容Ct2；節(jié)點(diǎn)n21、n22、n23的電位隨逆變電路12中各個(gè)絕緣柵雙極型晶體管Q21～Q26的通斷狀態(tài)的改變而劇烈變化，即這三個(gè)節(jié)點(diǎn)的du/dt很大；由此，節(jié)點(diǎn)n21、n22、n23的du/dt在分布電容Cj31、Cj32、Cj33以及Ct2上會分別產(chǎn)生大的位移電流icm2，而上述三個(gè)位移電流icm2合并后通過接地線流入地回路中，形成共模干擾。并且，由于電機(jī)13外殼接地，考慮到逆變電路12三相輸出端連接電機(jī)線圈的節(jié)點(diǎn)n21、n22、n23對電機(jī)外殼各存在一個(gè)大的分布電容Cj21、Cj22、Cj23，而如前所述節(jié)點(diǎn)n21、n22、n23的du/dt很大，由此，節(jié)點(diǎn)n21、n22、n23的du/dt在電機(jī)線圈對電機(jī)外殼分布電容Cj21、Cj22、Cj23上會分別產(chǎn)生大的位移電流icm3，而上述三個(gè)位移電流icm3合并后通過電機(jī)外殼的接地線流入地回路中，形成共模干擾。

如圖2所示，現(xiàn)有技術(shù)一般通過在交流電源輸入端設(shè)置多級共模濾波器15來改善功率變換器傳導(dǎo)共模電磁干擾；其缺點(diǎn)是多級共模濾波器15的體積較大，設(shè)置在電路板上需占用較大位置，使得電路板的尺寸也必需相應(yīng)增大；另外，引入多級共模濾波器15也會使得系統(tǒng)的成本增加。現(xiàn)有技術(shù)還通過在逆變電路12輸出端與電機(jī)13輸入端之間設(shè)置三相共模濾波器16來改善逆變電路傳導(dǎo)共模電磁干擾；如果使用坐式的三相共模濾波器，則體積較大，需占用較大空間位置；如果通過將電機(jī)的三相電源線纏繞在共模磁芯上形成三相共模濾波器，則必須由人手工繞制，并在其外部設(shè)置絕緣保護(hù)套，增加了生產(chǎn)成本。