整流—逆变系统共模电磁干扰分析

在整流—逆变系统中,功率开关器件的高频动作会产生巨大的dv/dt,di/dt,形成严重的电磁干扰(EMI)。为了预测进而抑制系统的共模传导电磁干扰,需要研究其建模和分析方法。通过与单相逆变器共模干扰模型进行对比、分析共模电磁干扰源和传播途径,构建了用于研究整流—逆变系统共模电磁干扰的等效电路。在10 k Hz~30 MHz频段,对整流器、逆变器以及系统的共模干扰进行了仿真和测试,预测结果与实测结果对比基本一致,证明了提出的共模电磁干扰等效电路模型及其分析方法的正确性。     

整流—逆变系统共模电磁干扰分析北大核心

在整流—逆变系统中,功率开关器件的高频动作会产生巨大的dv/dt,di/dt,形成严重的电磁干扰(EMI)。为了预测进而抑制系统的共模传导电磁干扰,需要研究其建模和分析方法。通过与单相逆变器共模干扰模型进行对比、分析共模电磁干扰源和传播途径,构建了用于研究整流—逆变系统共模电磁干扰的等效电路。在10 k Hz^30 MHz频段,对整流器、逆变器以及系统的共模干扰进行了仿真和测试,预测结果与实测结果对比基本一致,证明了提出的共模电磁干扰等效电路模型及其分析方法的正确性。     

谐振极软开关逆变器工作模式分析

为了解决硬开关逆变器开关损耗大、电磁干扰严重等问题并提高无刷直流电机功率变换器的整体效率,提出了一种谐振极软开关电压源逆变器。通过在传统硬开关逆变器的直流母线和三相输出端之间添加辅助谐振网络,实现了逆变桥开关器件的软开关切换。然后对该软开关逆变器拓扑的动作时序和工作模式进行了详细的阶段分析,并对电路的瞬态过渡过程进行了数学分析。最后,对提出的软开关逆变器进行了仿真验证。分析结果表明,辅助谐振网络的开关器件在零电流开关条件下开通和关断,其电压应力仅为直流母线电压的一半。仿真验证结果与电路原理的理论分析一致,表明电路结构和理论分析的正确性与可行性。     

三相逆变器共模传导电磁干扰的建模与分析

为了预测进而抑制三相逆变器的共模传导电磁干扰(EMI),需要研究其建模和分析方法。本文首先通过对三相逆变器各个开关管的开关状态的分析,得到了三相逆变器共模传导EMI干扰源的简便表示方法,进而提出一种由共模传导EMI干扰源和传播通道模型构成的等效电路模型。通过实验测量和电磁场数值计算,获得等效电路中的各个高频参数。对其共模传导EMI进行仿真和实测1,50kHz～30MHz频段的仿真与实测频谱基本吻合,说明采用本文方法建立的共模等效电路模型是可行的。该方法可作为计算评估三相逆变器共模传导EMI的一种可行方案。     

基于新能源逆变系统的直流侧电磁干扰噪声机理分析及其抑制技术

针对新能源逆变系统的直流侧传导电磁干扰（ＥＭＩ）噪声进行了综合分析,就其产生机理提出了直流侧传导电磁干扰噪声的共模干扰机理模型和差模干扰机理模型,在共模、差模噪声分析的理论基础上,详细分析了直流EMI滤波器的设计及其特性。采用MATLAB仿真对比分析了高频寄生参数的存在对DC_LISN受试端阻抗、隔离度、插入损耗等参数的影响。以某一风能逆变系统为实验对象,具体分析了该系统直流侧的传导干扰噪声特性,并设计了相应的直流EMI滤波器。实验结果很好地验证了采用所提方法设计的直流EMI滤波器的有效性。     

新型软开关单Buck逆变器

为提高逆变器效率和性能,降低电磁干扰(EMI),提出一种新型软开关单Buck型逆变器拓扑结构,通过控制辅助谐振网络的谐振,使其主、辅开关管和大部分二极管实现软开关换流,减小了开关损耗和二极管反向恢复损耗,且电压和电流应力较小.此处对软开关谐振网络的工作原理进行了理论分析和实验研究,得到主、辅开关管驱动和电压、电流波形,...     

大功率开关磁阻电机EMI噪声综合分析与处理

针对开关磁阻电机传导电磁干扰问题,分析了3kW大功率开关磁阻电机电磁干扰（electromagneticinterfere,EMI）噪声生成机理,提出噪声特征提取及基于散射参数的EMI滤波器性能优化方法,并据此研制出传导噪声综合分析与处理装置。实验表明,上述装置可准确提取EMI噪声特征并有效抑制噪声,最大可达30dBμV,验证了文中所提方法的有效性。     

用于方波无刷电动机驱动的新型三相逆变器

针对由MOSFET组成的传统三相逆变器存在高开通损耗、高du/dt、高噪声以及高EMI等问题,提出了一种应用于永磁方波电动机驱动的三相软开关逆变器拓扑电路。依据软开关逆变理论,采用在传统三相全桥逆变电路的基础上增加辅助网络的方法,实现了三相逆变器的零电压开通。分析了软开关逆变器的工作原理,并以FPGA为主芯片,设计了基于新型逆变器的150W永磁方波无刷电动机数字控制系统。实验结果表明,新型逆变器实现了零电压开通,克服了大开通损耗、大du/dt、大噪声以及强EMI等缺点,证明了数字控制系统的正确性。     

新型无刷直流电动机专用谐振极逆变器研究

无刷直流电动机通常采用硬开关逆变器驱动.硬开关逆变器的系统效率较低,散热器的体积和重量较大,限制了无刷直流电动机驱动系统功率密度和性能的进一步提升.针对硬开关逆变器问题,提出了一种无刷直流电动机驱动系统专用的谐振极软开关电压源逆变器.通过在传统硬开关逆变器三个输出端和直流母线之间添加辅助谐振单元,实现了逆变桥主开关器件的PWM软开关动作.谐振控制开关零电流开关条件开通,零电压开关条件关断.对提出的新型谐振极逆变器进行了数学分析和仿真研究;仿真结果验证了电路结构和理论分析的正确性与可行性.     

基于噪声源阻抗估测的单相并网逆变器传导电磁干扰滤波器的设计

随着半导体材料技术的不断发展,应用在逆变器系统中的电力开关管的开关频率可以达到十几、几十乃至几百kHz,从而在开关管处产生很大的di/dt和du/dt,因此与逆变系统各部分之间或者系统与地之间的寄生电感和电容耦合产生共模或差模干扰。干扰噪声主要是以传导的形式流通于系统中,对逆变系统的控制部分和周围设备的正常工作产生极大影响。基于噪声源的阻抗特性,通过可操作性较强的实验方法,测出源阻抗的数据来设计电磁干扰滤波器的各个参数,可使滤波器的设计更加有效,加快其设计进程,节省工程上EMI滤波器的整改时间。最后的仿真和实验中传导电磁干扰得到了有效抑制,验证了该方法的可行性和有效性。     

Modeling-based examination of conducted EMI emissions from hard and soft-switching PWM inverters

For the study of electromagnetic interference (EMI) mechanisms in pulsewidth-modulated inverters, this paper presents an analysis approach based on empirical models of the inverter components and their associated various parasitics. The power switching devices were modeled with a physics-based device modeling technique. Using time-domain reflectometry, the authors characterized the major parasitics in the device modules, passive components, cables, leads and interconnects. Simulations of a full-bridge insulated gate bipolar transistor inverter were then carried out in the time domain under hard-switching and zero-voltage switching conditions. The simulated EMI spectra were compared with the experimental counterparts with the separation of common-mode and differential-mode EMI. The comparisons verified the validity of the proposed modeling approach over most of the EMI frequency range. Also discussed in the paper are the soft-switching effects on the inverter's EMI     

辅助谐振换流极逆变器仿真研究

随着交流电机调速技术的发展,对逆变器的性能要求也越来越高,但传统的逆变器仍然采用硬开关工作方式,存在着较大的电磁干扰和开关损耗。软开关逆变器可以降低功率开关管开关过程中的电压、电流变化率,从而达到抑制电磁干扰的目的。本文对一种新型的辅助谐振换流极逆变器(Auxiliary Resonant Commutated Pole Inverter,AECPI)进行了理论分析和仿真研究,对该电路结构的优、缺点进行了详细的阐述,分析了对软开关性能产生影响的因素。     

挂接三相逆变器的直流电网共模传导干扰研究

研究了直流电网挂接一个三相逆变器的共模传导干扰问题，通过研究共模传导干扰的传播送径，得到一个新的共模传导干扰频域等效电路，并提出一个由逆变器中电力电子开关产生的共模干扰源，利用实验得到的电机及有关器件的频域阻抗特性，对直流电网挂接一个逆变器的在0～150kHz频段的共模传导干扰进行了计算研究，与实验结果比较基本一致，证明文中提出的共模传导干扰领域等效电路及干扰源的正确性，并给出了挂接一个三相逆变器的直流电网共模传导干扰的特征。     

一种新型无刷直流电机谐振极软开关逆变器

永磁无刷直流电机具有高功率密度、高转矩/电流比和控制简单等优势,得到了广泛应用。然而,无刷直流电机通常采用硬开关逆变器驱动,硬开关逆变器的系统效率较低,散热器的体积和重量较大,限制了大功率无刷直流电机驱动系统功率密度和性能的进一步提升。针对硬开关逆变器问题,提出了一种无刷直流电机专用的谐振极软开关电压源逆变器。通过在传统硬开关逆变器的三相输出端添加辅助谐振网络,实现了逆变桥主开关器件的零电压(ZVS)开关动作,辅助双向开关在零电流开关(ZCS)条件开通和关断。针对新型软开关逆变器,提出了一种新的脉宽调制(PWM)控制策略——TPWM TON,逆变桥上下侧开关器件轮流进行PWM调制,保持了直流母线中点电位的平衡,且使主开关和辅助开关的开关频率降到PWM调制频率的一半。对提出的软开关逆变器进行了实验研究,实验结果验证了电路结构、理论分析和控制策略的正确性与可行性。     

Improvements in EMC performance of inverter-fed motor drives

An experimental investigation of conducted radio-noise emission from a conventional pulse width modulated (PWM) inverter of medium power feeding an induction motor is described. It is determined that the inverter system generates considerable impulse currents through the power leads feeding the system resulting in serious conducted electromagnetic interference (EMI) problems and significant voltage waveform distortion in the power system. The dominant emission sources in the system are identified. A proposed model of the drive system for the purpose of evaluation of EMI are developed. Several low-cost strategies for improvement in EMC performance of the PWM inverter are then proposed. Experimental results demonstrate that disturbance from the modified system can be dramatically reduced, and that the EMC performance of the system has come very close to meeting the IEC CISPR and FCC limits on conducted emissions for digital devices     

无刷直流电机软开关逆变器矢量控制

为了改善传统无刷直流电动机驱动控制存在的转矩波动大、效率低以及硬开关模式下逆变器侧的开关管功率损耗大等问题,本文提出了一种新型无刷直流电机驱动谐振极逆变器的矢量控制策略。该策略通过矢量算法进行驱动控制,并在传统硬开关逆变器的基础上添加辅助谐振电路,然后根据不同模式下的等效电路图,分析了逆变器的工作原理。最后,在Simulink中进行仿真,其结果验证了该方法在电机正常工作情况下,具有转矩波动小、开关损耗低以及工作效率高等优点。     

一种零电流转换软开关逆变器的损耗分析及其与硬开关逆变器的效率比较

通过在理论上对硬开关逆变器和一种零电流转换软开关逆变器的损耗分析,并且对软开关以及硬开关逆变器分别在不同功率等级,不同开关频率下进行了效率的比较,最终得到了零电流软开关逆变器与硬开关逆变器在效率方面的比较结果,最后给出了提高软开关逆变器效率的可能性。     

PWM逆变器共模传导电磁干扰的预测

在PWM逆变器系统中，IGBT的高速开关动作会产生很高的dv／dt、di/dt，导致严重的电磁干扰。对PWM逆变器共模传导电磁干扰的机理进行研究，得出了共模传导干扰源和传播途径。通过与buck变换器进行对比，提出了一种用于研究PWM逆变器共模传导干扰的等效电路，利用实验测得等效电路中无源器件的参数及对等效电路的电压源进行傅立叶变换，在10KHz-30MHz频段进行了频域分析，计算的共模传导干扰频谱与实验结果进行对比基本一致，证明文中提出的共模传导干扰等效电路模型及其分析的正确性。