新型PWM逆变器输出无源滤波器的研究

研究了变频器在长线传输时产生的过电压问题，理论分析表明，电动机端过电压与PWM变频器采用的开关器件上升时间和PWM变频器与电动机之间的电缆长度密切相关：上升时间越短，电缆长度越长，电压反射现象越显著，过电压也越高。为消除PWM变频器长线传输时在电动机端产生的过电压等负面效应，提出了一种逆变器输出无源滤波器。实验研究验证了该滤波器能够将变频器输出的PWM电压滤成近似正弦波，从而有效地抑制电动机端的过电压。这种滤波器还可以有效降低共模电压。文中分析了这种滤波器的共模结构及其可以降低共模电压的原因，实验验证了设计思想的正确性。同一种结构的滤波器能够同时消除差模dv／dt和共模电压，减小了滤波器的体积和成本，结构简单，是一种消除逆变器输出负面效应的有效手段。     

变流器输出端RLC-plus-C新型过电压滤波器研究

为进一步抑制永磁风电机组变流器PWM高频脉冲波经长电缆传输反射造成机侧过电压,并降低电机轴承电流,基于共模电流衰减法,提出一种新型RLC-plus-C无源滤波器及其设计方法。首先建立长电缆传输等效电路模型,分析过电压产生机理,引入传递函数,优化滤波器参数。其次对新型滤波器的参数Rf、Cc和Cf进行设计,在此基础上,针对电感Lf的值在Matlab中设计一套完整的计算方法。最后通过Matlab/simulink软件搭建含PWM变流器-长电缆-发电机的仿真模型,引入新型滤波器,分析其过电压抑制效果,轴承电流衰减量以及功率损耗,与RLC和RL-C滤波器比较。结果表明：RLC-plus-C滤波器进一步抑制了机端过电压,同时显著的降低了轴承电流。     

PWM变频调速电动机端子上过电压的抑制

脉宽调制（PWM）变频器输出的陡上升沿且高重复的脉冲电压在长电缆的末端发生波反射而产生近似2倍的尖峰过电压,从而导致变频调速系统中电动机绝缘的过早损坏。采用RC一阶阻尼滤波器来抑制PWM变频调速电动机端子上的尖峰过电压,首先研究了在不同电缆长度（30m和75m)下,滤波器的电阻和电容对电动机端电压特性的影响,得到了电缆长度、滤波器的电阻和电容与电动机端过电压幅值及脉冲电压上升沿时间的关系,结果表明滤波器的电阻值越小,电容值越大,则电动机端子上过电压幅值就越小,且脉冲电压上升沿时间也越大。为了减小滤波器的功耗,其电容值应选择小于0．1μF。当滤波器的电阻参数小于电缆波阻抗的1．5倍,且电容参数选择在0．02－0．1μF之间时,电动机端子上的过电压倍率则不超过1．2。最后应用传输线理论及信号的卷积分对试验结果进行了分析,并得出电动机端子上过电压的上升沿由快变区和慢变区两段组成。     

电机驱动用长电缆破坏机理分析及防护

采用长线电缆的电动机驱动系统频繁出现电缆绝缘损坏问题,严重影响了系统的可靠运行。在分析变频谐波和电压闪停对长线电缆绝缘影响的基础上,通过PSCAD/EMTDC软件建立了"变频器—长线电缆—异步电机"仿真计算模型,进行了变频谐波和电压闪停情况下长线电缆的过电压、过电流及相应频谱仿真分析。仿真结果表明:变频器输出脉冲波经长电缆传输时会在电缆接头处产生接近两倍的谐波过电压,同时产生谐波过电流导致电缆绝缘降低;电网电压发生闪停后,电机会发生能量倒送,产生短时大电流破坏电缆绝缘。基于仿真结果,设计了一种二阶RLC低通滤波器以抑制变频谐波的危害,并提出了降低电压闪停影响的保护措施,从而有效地保护电缆绝缘。     

变频器驱动系统滤波器设计研究

由于PWM逆变器输出的脉冲电压在电机接线端子及绕组上产生了差模电压和共模电压;特别是当逆变器通过长线电缆与电机连接时,会在电机端产生电压反射现象,从而在电机端形成很大的过电压,危害电气设备的安全运行。通过对PWM逆变器驱动电机系统产生差模和共模电压机理分析的研究,在变频器输出端抑制电机端差模电压的RLC滤波器的基础上,提出一种改进型变频器输出端无源滤波器的方案,并给出了参数的设计方法。该滤波器可对共模及差模电压同时起到抑制作用,仿真结果验证了该滤波器设计方案的有效性,为变频器驱动系统滤波器设计研究提供理论依据。     

PWM变频器的EMI抑制技术研究

针对目前市场上常用的功率变频器——PWM变频器的应用,从几个方面分析了的其电磁干扰(EMI)产生机理,包括整流测、逆变侧和过电压产生。然后,介绍了几种常见滤波器,并对RLC滤波器参数进行设计,并提出了LC-RLC级联滤波器的拓扑结构。最后,利用Matlab/Simulink建立了相应的几种滤波器仿真模型,验证所设计的滤波器对了EMI抑制技术的有效性。     

PWM逆变器端过电压滤波器设计

PWM逆变器通过长线电缆与电机连接时,由于电缆分布参数的影响会在电机端产生2倍的过电压,从而使电机承受的应力大为增加.本文在对电压脉冲上升时间与电缆长度关系分析的基础上,提出了一种改进型的逆变器端无源滤波器.通过对滤波器传递函数特性分析,给出了具体的参数选取原则与设计方法.采用本文提出的滤波器可以使电机端的过电压得到对称的抑制,通过在380 V/3 KW电机系统的实验,验证了该滤波器的有效性,取得了良好的效果.     

PWM逆变器驱动异步电动机采用长线电缆时电压反射现象的研究

PWM逆变器驱动的异步电动机,在逆变器和电动机之间采用长线电缆传输时,会产生电压反射现象,导致在电动机端产生过电压,高频阻尼振荡,使电动机绝缘老化,造成电动机在短期内绝缘击穿等事故,这是PWM逆变器驱动异步电动机采用长线电缆所产生的负面效 应,文中首先分析了长线电缆传输时由于长线电缆的分布参数所产生的电压反射现象及其所造成的过电压等负面效应,分析表明电动机端产生的过电压与逆变器输出PWM脉冲上升时间和电缆长度有关。PWM脉冲上升时间愈短,电缆愈长,反射现象愈明显。采用低成本无源滤波技术可消除这种负面效应,文中分析和设计了一种一阶RC电动机端滤波器,用于接在异步电动机的接线端上,实验结果表明该滤波器可有效地减少电动机端过电压等负荷效应,从而提高系统的可靠性。     

降低变频器输出电压变化率的LC滤波器设计

变频器供电的异步电动机绝缘上受到过大应力会导致绝缘破坏，这主要是因为加在电机上的电压上升过快以及在电机长电缆端接上的过电压所致。提出一种变频器输出端LC滤波器加二极管桥式电路的设计方案。它可将电压变化率限制在每微秒几百伏，并用附加电阻来消除谐振电路的能量。通过实验对这一设计方案进行了验证。     

长电缆连接的PWM驱动系统电机端过电压模型

变频器的大量使用,对电机绝缘产生较大影响,尤其是通过长电缆连接的PWM驱动系统在电机端会产生一个明显高于变频器输出的过电压,严重危害电机绝缘。本文基于等效开路电压和短路电流,构建了电机端过电压的数学模型,并通过仿真结果与理论分析比较验证了此方法分可行性。最后,通过构建的模型,分析了此系统中一些因素对电机端电压的影响。     

基于SVPWM控制的潜油电机端过电压分析研究

采用SVPWM技术控制潜油电机时,由于行波反射现象的存在,会在潜油电机端产生很大的过电压,对电机和输电电缆造成绝缘击穿。针对这一问题,本文应用Matlab建立仿真模型,对电动机端和长电缆上的过电压进行仿真,并在电机端加入滤波装置抑制过电压,从而使潜油电机控制系统的设计更加合理,故障率达到最小。     

降低变频器输出电压变化率的LC滤波器的设计

在变频器供电的异步电动机控制中,电机绝缘上所受到的过大的应力会导致绝缘损坏。这主要是因为加在电机上的电压上升过快以及在电机足够长电缆端接上造成的过电压所致。本文提出一种变频器输出端LC滤波器加二极管桥式电路的设计和实现方案,可将电压变化率限制在每微秒几百伏,同时降低了长电缆电机端的峰值电压和电机中的共模噪声,并用附加电阻来清除谐振电路的能量。实验结果证明了上面的论述。     

基于Saber的变频器长电缆传输问题仿真

目前变频器与长电缆连接的应用已遍及油田和水电等领域,而由于长电缆的连接导致电动机绝缘受损越来越受到相关行业的关注.从理论上分析了电动机失效机理,并通过采用Saber仿真软件建立仿真模型,得出RLC滤波器各个参数的相对关系,为不同场合滤波器参数的选择提供了参考依据.     

变频供电对电缆绝缘性能影响的研究

分析了变频长线供电波反射过电压的产生机理、影响因素及对电缆绝缘性能的危害及变频长线供电波反射过电压高频振荡的产生机理;在理解PWM脉冲传输机理的基础上,计算研究了变频器输出电压波形的上升下降时间、供电电缆的长度、供电电缆的波阻抗及系统负载匹配关系对过电压的影响程度;提出了抑制波反射过电压的措施.现场应用结果表明,达到了较好地消除波反射过电压的目的,保证了供电系统的可靠运行.     

消除PWM逆变器驱动交流电动机长线电缆影响的无源滤波技术

PWM逆变器驱动的交流电动机 ,在采用长线电缆传输时 ,会产生一系列问题 ,如电动机端过电压、高频阻尼振荡以及绝缘快速老化等。采用一定的无源滤波技术可有效地解决这些问题。根据滤波器的安装位置 ,可分为电动机端滤波和逆变器输出滤波。分析了长线电缆传输时的电压反射现象 ,论述了三种电动机端滤波器和四种逆变器输出滤波器 ,这些滤波器皆可有效地消除电动机端过电压和高频阻尼振荡等问题。     

井下电动机监测仪的滤波保护系统设计

通过分析PWM变频器端共模电压、差模电压产生的原因及其在长线电缆上传输的波过程,得出较高的共模电压、差模电压在采油电动机星点处产生的影响,所以必须对其进行消除和抑制。针对上述结论经过理论分析、Multisim仿真可知,共模电压、差模电压在经过LC滤波器之后能够得到有效地抑制。最后试验波形的频谱图验证了该LC滤波保护系统设计的有效性和可行性。     

PWM逆变器输出对异步电动机的不利影响及其抑制分析

文章通过分析,揭示了PWM逆变器驱动的异步电机调速系统时的三个主要的不利影响,即PWM逆变器输出产生的异步电动机端部绕组过电压、谐波电流、以及共模电压。并结合过电压、谐波电流、以及共模电压的特点与产生的机理,分析了仿真研究所需的电缆与异步电动机的数学模型建立的思路与方法,并阐述了不同结构和安置地点的滤波器的设计思想,指出滤波器设计时,应综合考虑的几个重要因素。     

多电平变频器远距离供电系统的电压质量改善

正远距离变频供电系统1.供电方案在海洋油气开采这一特殊应用环境下,由于油气井很多距离开采平台较远,甚至达上百公里,变频器与电动机之间需要靠长距离电缆连接。远距离变频驱动供电系统由变频器、电缆及负载电动机组成。其中,变频器多为高压变频器,电缆长度30 km,负载电动机多为笼式结构。2.系统过电压机理当变频器为PWM型变频器时,由于PWM输出脉冲的dv/dt较高,当驱动距离增加,由于长     

高速电动机供电系统谐波抑制方法的研究

高速电动机供电系统的谐波电流较大,谐波抑制比较困难,滤波器拓扑结构及滤波器参数的合理选择成为高速电动机控制技术的一个重要问题。高速电动机采用通用PWM变频器时产生的谐波电流会导致高速电机的附加损耗。分析了抑制高速电动机供电系统谐波电流的方法,通过对多种谐波抑制方法的比较,研究了两种有效的谐波电流抑制方法。即在变频器输出端配置两种复合滤波器,这两种方法可以在较宽的频带范围内,在基本上不削弱基波的情况下,能够有效地抑制变频器输出侧的谐波电流。谐波电压也可以通过该滤波器抑制。通过对一台额定功率为10 k W、额定转速为12 000 r/min的高速永磁电动机的仿真和实验研究验证了该方法的有效性,为实际应用提供了理论依据。     

变频器LC滤波器引起的异步电机自激及其抑制

变频器LC滤波器中电容器与异步电机之间自激引起的过电压会对逆变器和电机本身产生危害。本文对基于变频器控制策略降低乃至消除自激电压的方法进行了研究。在对自激现象的理论分析和实验基础上,讨论了在变频器封锁脉冲前,逆变器输出电压的频率和幅值对自激产生电压的影响,并提出了降频和降压两种抑制方案。实验证明了这两种方法的可行性。