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...     

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。     

一种抑制共模电压的方法及差模滤波器设计

PWM逆变器在直接驱动电机时会产生较高的共模电压,并且逆变器的输出电压中含有大量的差模电压谐波分量。这对于电机系统来说是负面效应。首先介绍了一种新的脉宽调制方法(NSPWM),该方法可以抑制共模电压。其次,在逆变器的输出端提出一种LC滤波器的拓扑结构。该方法可以有效地滤除相电压的高次谐波,从而消除了差模电压的谐波分量,并且在很大程度上抑制了共模电压。     

一种消除PWM逆变器输出共模电压的前馈有源滤波器

提出了一种消除PWM逆变器输出共模电压的前馈有源滤波器，包括无源共模电压检测网络，推挽电路以及四绕组共模变压器。滤波器输出与共模电压幅值相同极性相反的补偿电压，将其叠加到逆变器输出上，从而达到消除共模电压的目的。给出了部分滤波器参数的确定方法。结果表明，该滤波器可以显著地抑制电机端共模电压，从而减小了变频器输出的负面影响。     

一种消除PWM逆变器驱动系统中电动机端轴电压和轴承电流的前馈有源滤波器

为抑制由PWM逆变器输出的共模电压而导致电机轴承的损坏，提出了前馈有源滤波器。滤波器包括无源共模电压检测网络，推挽电路以及四绕组共模变压器。滤波器输出与共模电压幅值相同极性相反的补偿电压，将其叠加到逆变器输出上，从而达到消除共模电压进而消除轴电压和轴承电流的目的。文中还给出了部分滤波器参数的确定方法。仿真和实验结果验证了该滤波器可以显著地抑制电机端共模电压，从而减小了变频器输出的负面影响如轴电压，轴承电流等。延长了轴承的寿命，提高了PWM驱动系统的可靠性。     

PWM电机驱动系统中共模电压和轴电压的抑制

为了抑制PWM驱动电机系统中的高频共模电压和轴电压.提出一种无源滤波器拓扑结构.通过对传导干扰传播途径的分析,设计滤波器拓扑结构及其参数.该滤波器包括了一个共模滤波器和一个差模滤波器,连接在PWM逆变器的输出侧及整流器的输入侧,共模滤波器分别消除逆变器输出侧与电机之间的共模电压及整流器交流侧的共模电压,差模滤波器消除三相线和线之间的高频差模电压及衰减电机终端出现的过电压.实验结果表明本文提出的方法有效地抑制了共模电压和轴电压,并且使系统的传导干扰发射在整个频段内均不超标,验证了所提出无源滤波器拓扑结构的正确性及参数选择的有效性.     

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.     

基于改进非零矢量脉宽调制的三相逆变器共模电压抑制方法

三相逆变器的电机驱动系统会产生较大的共模电压,其对电机的危害巨大,传统脉宽调制(PWM)共模电压抑制方法忽略了死区的影响。为使得永磁同步电机三相PWM逆变器输出的共模电压得到有效抑制,在分析传统共模电压抑制方法的基础上,提出了一种基于改进非零矢量调制方法。该方法能较好地消除加入死区时间后逆变器输出的共模电压尖峰。利用仿真软件验证了所提方法的有效性。     

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。     

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。     

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。     

A three‐phase voltage‐source PWM inverter system characterized by sinusoidal output voltage with neither common‐mode voltage nor normal‐mode voltage

This paper deals with an inverter system integrating a small‐rated passive EMI filter with a three‐phase voltage‐source PWM inverter. The purpose of the EMI filter is to eliminate both common‐mode and normal‐mode voltages from the output voltage of the inverter. The motivation of this research is based on the well‐known fact that the higher the carrier or switching frequency, the smaller and the more effective the EMI filter. An experimental system consisting of a 5‐kVA inverter, a 3.7‐kW induction motor, and a specially designed passive EMI filter was constructed to verify the viability and effectiveness of the EMI filter. As a result, it is shown experimentally that both three‐phase line‐to‐line and line‐to‐neutral output voltages look purely sinusoidal as if the inverter system were an ideal variable‐voltage, variable‐frequency power supply when viewed from the motor terminals. This results in complete solution of serious issues related to common‐mode and normal‐mode voltages produced by the inverter. © 2003 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 145(4): 88–96, 2003; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.10206     

A passive EMI filter with access to the ungrounded motor neutral line: direct connection of a general‐purpose inverter to a three‐phase grounded voltage source

This paper proposes a small‐sized passive EMI filter for the purpose of eliminating high‐frequency shaft voltage and ground leakage current from an AC motor. The motor is driven by a general‐purpose PWM inverter connected to a three‐phase grounded voltage source. The passive EMI filter requires access to the ungrounded neutral point of the motor. This unique circuit configuration makes the common‐mode inductor effective in reducing the high‐frequency common‐mode voltage generated by the PWM inverter with a carrier frequency of kHz. As a result, both high‐frequency shaft voltage and ground leakage current can be eliminated very efficiently. However, the common‐mode inductor may not play any role in reducing the low‐frequency common‐mode voltage generated by the diode rectifier, so that a low‐frequency component still remains in the shaft voltage. Such a low‐frequency shaft voltage may not produce any bad effect on motor bearings. The validity and effectiveness of the EMI filter are verified by experimental results obtained from a 200‐V 5‐kVA laboratory system. © 2007 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 159(2): 80–87, 2007; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20243     

变频调速系统应用中共模干扰问题及其分析模型

讨论了交流变频调速系统中普遍存在的共模干扰问题,包括电机轴承损坏、局部绕组绝缘击穿和电磁干扰(EMI).通过对双PWM变频调速系统共模干扰机理的研究,建立了变频调速器、传输电缆及交流电机的共模等效电路,分别用于对轴电压和轴电流的研究及仿真.提出了通过控制整流器和逆变器的PWM开关相位,有效降低变频调速系统共模电压的方法.     

A passive EMI filter with access to the ungrounded motor neutral line—Its effect on attenuating bearing current

This paper describes the effect of a passive EMI filter on preventing bearing current from flowing inside an inverter‐driven motor. Motor‐bearing damage is often caused by bearing currents resulting from the breakdown of grease films in the motor bearing. The high‐frequency common‐mode voltage generated by the PWM inverter induces a shaft voltage between the rotor and the frame. When the shaft voltage exceeds the breakdown voltage of the grease films, a destructive instantaneous discharge current with a peak value of about 1 A flows through the motor bearing. The passive EMI filter, which is unique in access to the motor neutral line, can reduce the shaft voltage as a result of eliminating the high‐frequency common‐mode voltage from the motor terminals. Hence, no breakdown occurs in the grease film, so that no bearing current flows. The viability and effectiveness of the passive EMI filter is verified by experimental results obtained from a 400‐V, 3.7‐kW laboratory system. © 2008 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 166(2): 78– 87, 2009; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20489     

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。