CLC型PWM逆变器端无源滤波器的设计

由于PWM逆变器输出电压中含有较多的高频分量,所以逆变器输出端必须加入低通滤波器来减小谐波含量。借鉴在PWM逆变器与电机之间插入共模变压器来消除逆变器输出端共模电压的方法,通过分析共模变压器带有漏感时的等效电路,提出了一种新型的CLC型逆变器端无源滤波器。利用共模变压器产生的漏感代替差模电感来抑制差模电压dv/dt,同时该滤波器对共模电压也有着很好的抑制作用。与传统滤波器相比,该滤波器可通过1个共模变压器同时对共模及差模电压dv/dt起到抑制作用,减少了滤波器的体积规模。最后,仿真和实验结果验证了该滤波器的有效性。     

一种新颖的用于消除PWM逆变器输出共模电压的有源滤波器

PWM逆变器在应用中会产生共模电压，共模电压在IGBT的高速开关期间产生充放电电流，此电流通过电机内部的寄生电容产生流入地线的漏电流。漏电流过大将对电源产生电磁干扰。还会使电机轴承过早毁坏，从而影响系统运行的可靠性。文中提出了一种新颖的可以有效消除脉冲宽度调制（PWM）逆变器产生的共模电压的有源滤波器。这个有源滤波器由一个单相逆变器和一个五绕组共模变压器组成，可以产生与PWM逆变器输出的电压幅值相等，相位相反的共模电压，通过五绕组共模变压器组成，可以产生与PWM逆变器输出的电压幅值相等，相位相反的共模电压，通过五绕组共模变压器叠加到逆变器输出中，从而有效消感应电机端的共模电压。这种有源滤波器结构简单，控制容易。文中通过理论,仿真和实验结果证明了这种结构的有效性。     

光伏水泵系统PWM输出滤波方法及影响分析

针对光伏水泵系统的逆变器PWM电压输出导致的共模电压、电流等现象常引起水泵电机故障的问题,在分析了PWM 逆变器驱动电机系统产生共模电压、电流机理的基础上,采用滤波电容公共点接回到光伏母线侧负端的LC滤波器,使共模电压与电流得到抑制。LC滤波器使电机侧的输入状态发生改变,通过分析PWM输出LC滤波方法对感应电机控制系统的影响,对滤除参数的选取进行了优化。并对以上研究进行了实验,结果表明参数选取方法的正确及有效性。     

PWM脉冲作用下电机轴电流产生机理分析

在分析电机内部分布参数的基础上，建立脉宽调制(PWM)逆变器驱动系统共模回路的等效电路，由此得到以共模电压形式存在的轴电压的计算公式。为研究轴承电流产生机理及存在形式，建立模拟轴承内部接触和轴承油层击穿的轴承模型。通过仿真分析轴承电流与脉冲电压上升时间、电机内部分布电容之间的关系。最后给出抑制电机轴电压与轴承电流的方法，并通过对比分析验证其有效性。     

逆变器驱动电动机系统中轴承电流产生的机理研究

分析了三相逆变器共模电压及感应电动机内部的寄生耦合效应,基于共模电压和共模耦合效应的概念,解释了PWM逆变器产生轴承电流的机理。     

逆变器驱动感应电机系统中的电机轴承电流

逆变器输出的高频PWM电压作用在电机绕组上,在电机内部产生共模耦合效应,形成共模耦合电流,其中流过电机轴承的共模耦合电流会造成电机轴承的损坏。分析了电机内部的共模耦合效应和轴承电流产生的机理,讨论不同情况下轴承电流表现的不同特性以及轴承电流的测量方法,为轴承电流的深入研究打下基础。     

PWM驱动系统中的共模电压及抑制

针对PWM逆变器在工作时产生的共模电压可能损坏电机轴承,产生电磁干扰等降低系统可靠性的问题,对共模电压的特性及其负面影响进行了理论分析和实验验证,并得出共模电压的抑制方法.提出一种由一个单相逆变器和一个五绕组变压器组成的逆变器输出有源滤波器结构来消除共模电压.该滤波器可以构建一个与PWM逆变器输出的共模电压大小相等、相位相反的共模电压,通过五绕组变压器叠加到电机端,从而消除电机端的共模电压.由统一的控制单元同时输出PWM逆变器和单相逆变器的控制信号,给出滤波器的相关控制策略及设计方法.实验验证了所提出的滤波器消除共模电压及其负面效应的有效性.     

三相非隔离型光伏并网逆变器共模电流分析

详细地分析了三相非隔离型光伏并网逆变器共模电流的模型和产生原理,并得出了抑制共模电流的一般规律.利用该规律对几种不同的三相无变压器型光伏并网逆变器进行了分析和仿真研究,并比较了它们的不同点.     

PWM脉冲作用下电机轴电流产生机理分析

在分析电机内部分布参数的基础上，建立脉宽调制（PWM）逆变器驱动系统共模回路的等效电路，由此得到以共模电压形式存在的轴电压的计算公式。为研究轴承电流产生机理及存在形式，建立模拟轴承内部接触和轴承油层击穿的轴承模型。通过仿真分析轴承电流与脉冲电压上升时间、电机内部分布电容之间的关系。最后给出抑制电机轴电压与轴承电流的方法，并通过对比分析验证其有效性。     

基于共模耦合效应的电机绕组过电压研究

高du/dt的PWM电压将会在电机内部产生共模耦合效应,并在电机内部的共模耦合回路形成共模耦合电流,共模耦合电流流过电机绕组时,将引起电机绕组电压的畸变,并产生电压过冲。与电机端子的过电压一样,影响电机绕组的绝缘。该文从电机内部共模耦合效应的角度分析和计算了电机绕组的过电压,建立高频情况下电机内部的共模等效电路集总参数模型,给出共模耦合电流和电机绕组电压的计算方法,分析了共模耦合电流对电机绕组电压的影响,并通过仿真和实验进行了验证。     

Modeling and damping of high-frequency leakage currents in PWMinverter-fed AC motor drive systems

This paper presents an equivalent circuit for high-frequency leakage currents in pulsewidth modulation (PWM) inverter-fed AC motors, which forms a series resonant circuit. The analysis based on the equivalent circuit leads to such a conclusion that the connection of a conventional common-mode choke or reactor in series between the AC terminals of a PWM inverter and those of an AC motor is not effective to reduce the rms and average values of the leakage current, but effective to reduce the peak value. Furthermore, this paper proposes a common-mode transformer which is different in damping principle from the conventional common-mode choke. It is shown theoretically and experimentally that the common-mode transformer is able to reduce the rms value of the leakage current to 25%, where the core used in the common-mode transformer is smaller than that of the conventional common-mode choke     

PWM变频驱动系统共模干扰研究

为较好地抑制PWM变频驱动系统电磁干扰,必须准确掌握系统电磁干扰性质、分布规律及主要影响因数。因此,先利用传导干扰分离网络对PWM变频驱动系统的共模干扰进行测试,通过对比分析不同工况下的测试结果,得出了共模干扰在电网侧与负载侧的分布规律。对共模干扰模型进行分析、改进,最后通过理论分析计算,得出了系统共模干扰的抑制措施,为EMI设计提供了一定的理论指导。     

PWM逆变器共模电磁干扰源及抑制技术探究

在PWM逆变器系统中,IGBT的高速开关动作会产生很高的du/dt,di/dt,导致产生严重的电磁干扰(EMI).此处系统阐述了PWM逆变器的各种寄生参数对共模EMI产生的影响,通过对3种有效共模EMI抑制技术典型方案的详细介绍,揭示出各种技术的优缺点,为工程实践抑制共模EMI提供了指导性建议.     

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。     

A PWM rectifier/inverter system capable of suppressing both harmonics and EMI

This paper proposes a new PWM rectifier/inverter system that is capable of suppressing not only supply harmonic currents but also electromagnetic interference (EMI). The conversion system consists of a PWM rectifier and inverter, and an active common‐noise canceler (ACC) which has been proposed by the authors. The ACC developed for this system is characterized by the sophisticated connection of a common mode transformer which can compensate for common mode voltages produced by both the PWM rectifier and inverter. As a result, the size of the common mode transformer can be reduced to one‐third, compared with the previously proposed ACC. A prototype PWM rectifier/inverter system (2.2 kW) has been implemented and tested. Some experimental results show reduction characteristics of the supply harmonic current and EMI. © 2002 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 141(4): 59–68, 2002; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.10062     

变压器辅助换流的谐振极型软开关逆变器

为提高逆变器的运行效率,提出了一种变压器辅助换流的谐振极型软开关逆变电路拓扑结构。该拓扑结构用高频变压器来辅助换流,没有设置串联在直流母线间的均压电容,解决了中性点电位变化问题。该逆变器的主开关和辅助开关均能完成软开关动作,并且所承受的电压都不高于直流电源电压。给出了一个开关周期内逆变器在不同工作模式下的等效电路图,详细阐述了该逆变器的工作过程,给出了软开关实现条件,并建立起了辅助电路损耗的数学模型,讨论了谐振参数对辅助电路损耗的影响。最后制作了一台4 k W的单相实验样机,实验结果表明逆变器中的开关器件都工作在软开关条件下。该有源谐振极型软开关逆变器可以有效提高效率,减小开关损耗。     

基于补偿原理的逆变器共模噪声抑制方法研究

针对逆变器对其输出接地电容的限制,严重的共模电磁干扰难以用共模滤波器来抑制,以及共模干扰引起的地电流无法用共模滤波器抑制的问题,提出了新颖的基于噪声电流补偿原理的无源干扰抑制技术,只需要增加一个补偿绕组和一个补偿电容即可抑制主要的共模电磁干扰.不同装置结构方面的差异将导致主要共模噪声路径上的差异,为了有效地补偿主要噪声,在两种不同共模噪声传播路径上采用了这种新的补偿方法,并初步探讨了影响高频段补偿效果的因素及解决途径.仿真和实验结果证实了这种共模EMI抑制方法的有效性.     

A zero-current-switching based three-phase pulse width modulation inverter

With the remarkable progress of switching devices, the switching frequency of a voltage-source PWM inverter has become higher and higher. A high-frequency PWM inverter gives great benefits in the reduction of current ripples and acoustic noises. However, high-frequency hard switching causes the increase of switching losses and EMI to be solved. The authors propose a zero-current-switching based three-phase PWM inverter which has small resonant circuits on the ac side. The current flowing in a switching device is a sum of the resonant current and the load current. Since the switching device is turned on and off at zero current, the switching losses and electromagnetic noises are greatly reduced. This paper described the principle of the zero current switching operation, the design of the resonant circuits and the control scheme for the new soft switching inverter. Moreover, it shows interesting experimental results obtained by the zero-current-switching PWM inverter which drives an induction motor of 2.2 kW.