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。     

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.     

一种新颖的逆变器输出无源滤波器的研究

提出了一种新颖的可以同时降低差模dv／dt和共模电压的逆变器输出无源滤波器。该滤波器由一LC低通滤波器和一共模变压器构成。其主要特色是将两种结构的滤波器集合在一起，简化了滤波器的结构和设计。通过理论分析，仿真和实验方法验证了该滤波器在满足降低差模dv／dt使差模电压正弦化的同时可以最大程度的消除共模电压，从而有效延长电机的电气寿命。详细地分析了滤波器的共模等效电路，然后给出了滤波器的设计方法。进行了传统的LRC滤波器的相关实验，与所提滤波器进行了效果对比，验证了所提滤波器的有效性。     

PWM逆变器输出端共模与差模电压 dv/dt滤波器设计

PWM逆变器直接驱动电机时会产生较高dv/dt的共模电压,并由此产生轴承电流和共模漏电流以及严重的电磁干扰(EMI).特别是当逆变器通过长线电缆与电机连接时,由于电缆中分布参数的影响,会在电机端产生电压反射现象,从而在电机端会产生2倍以上的过电压,导致线圈绝缘失败.本文通过对PWM逆变器驱动电机系统产生的共模以及差模电压分析,提出了一种改进型的逆变器端无源滤波器,并给出了参数的设计方法.与传统的滤波器相比,该滤波器可对共模及差模电压dv/dt同时起到抑制作用,从而减小了由此产生的负面效应.实验结果验证了该滤波器的有效性.     

风电变流器系统中共模与差模电压的抑制研究

这里通过分析风电变流器中共模和差模电压的产生机理,设计了一种机、网侧均采用LRC结构的低通滤波器拓扑结构,同时机侧配备共模电感器。利用共模电流在共模电感器内产生同向磁场从而增大线圈阻尼特性,有效衰减了系统对地的杂散电流。在全功率风电变流器机组中的实验结果表明:这里提出的无源滤波器结构,在兼顾成本、体积的条件下,有效抑制了风电变流器的共模与差模电压。     

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...     

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。     

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。     

开关电源滤波器设计及性能仿真研究

介绍了开关电源传导噪声的产生原因和消除方法,分析并仿真了开关电源滤波器的主要部件共模扼流圈、共模噪声滤波器和差模噪声滤波器的电路结构及其滤波特性,仿真研究了开关电源滤波器对共模噪声和差模噪声的传输特性,研究结果表明电源滤波器对共模噪声信号具有较好的抑制能力,对高于设计频率的差模噪声信号,频率越高滤波效果越好。     

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。     

高压直流输电系统直流滤波器接地故障机理分析

高压直流输电系统以双极大地回线方式运行,较为典型。文中对此方式下直流滤波器电容区和调谐区的接地故障机理进行了研究,先分别构建其等效电路,然后定量分析其电气量特征,最后,以仿真实验加以验证。理论分析和仿真实验均表明,采用基尔霍夫电流平衡原理的差动保护反映直流滤波器接地故障时,选择包括直流分量在内的全波电流要比选择特征谐波电流更为合理,并具有更高的灵敏性和可靠性。     

圆环线匝构成的平面共模EMI滤波器的特性研究

平面LC线圈是组成平面EMI滤波器的基本单元,其匝间寄生电容及所用磁心磁导率的非线性对滤波器的高频性能有重要影响。本文首次提出环形平面LC线圈结构,并对矩形和环形平面LC线圈进行了3D有限元仿真,通过对比其特性确定了环形LC线圈作为组成EMI滤波器的基本组成单元,并基于该结构实现了平面共模EMI滤波器。考虑了匝间寄生电容、相邻导体间的互感及有效磁导率的非线性,建立了环形LC线圈的等效集中参数电路,利用节点电压法求解了当其连接成低通滤波器时的插入损耗。基于环形平面LC线圈设计了一台平面共模滤波器样机,计算与实验对比显示,匝间寄生电容和磁导率的非线性对滤波器的高频性能有重要影响。     

PWM逆变器输出有源滤波技术及其发展

由三相PWM逆变器产生的共模和差模电压可以在电机驱动中产生足够大的共模和差模电流，文章首先指出系统在高频工作时逆变器输出的电压中的共模和差模谐波分对电机产生的危害，然后分析了PWM逆变器输出有源滤波器原理；对减小或消除这些危害所采取的不同方案进行了评估，从而得出减小或消除这些危害的最佳方案。     

具有串联有源滤波功能的中压 动态电压恢复器设计

提出利用中压动态电压恢复器装置实现串联谐波补偿功能的方法,以简化动态电压恢复器主电路结构,并提高其利用效率。首先对比分析了动态电压恢复器与串联谐波补偿器主电路结构的关联性和差异性,在分析两者主电路参数设计原则和方法的基础上,提出了同时满足实现两种功能要求的LC滤波器的参数设计方法。通过采用PR控制实现动态电压补偿功能,采用PI控制实现串联谐波补偿功能,利用Bode图分析了两种工作状态下的传递函数特性。最后通过物理实验验证了所提方案的可行性和有效性。     

逆变器驱动电机系统中的耦合电流

针对由于逆变器驱动电机系统中的PWM电压具有高频和高dv／dt的特性,在电机内部产生共模耦合效应,并产生共模耦合电流流过电机内部的寄生电容这一特点,通过建立的分布参数电路模型和等效的集总参数电路模型,研究了电机内部高频情况下的共模耦合效应,分析了共模耦合电流的基本特性,给出了共模耦合电流的计算方法,对三相系统中的耦合电流进行了试验研究,并讨论了耦合电流对系统性能的影响。结果表明,耦合电流伴随电压的跳变而产生。呈双频振荡,引起电压和电流的畸变,并将引起电机绕组的过电压。     

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     

Analysis and design of highly linear triode‐mode based OTA and its application to a wide tunable Gm‐C filter

In this paper, a new highly linear operational transconductance amplifier (OTA) based on triode‐mode input transistors is introduced. An analysis based on theoretical relations and simulation results is presented that aims to obtain the best operating points of triode‐mode and cascode transistors to achieve the highest linearity. The proposed analysis is utilized to design a linear pseudo‐differential OTA, benefiting a linear common mode feedforward and an appropriate common mode feedback circuit. The common mode feedforward circuit is also regulated in the same manner as main the transconductor to stabilize the output common mode voltage during tuning action and achieve higher common mode rejection ratio. Proposed OTA is used to implement a tunable low‐power linear Gm‐C filter. The cutoff frequency of the filter is tunable from 2.7 to 44 MHz while its power consumption changes from 3.5 to 8.5 mW in the entire tuning range. By applying input voltages up to 1.1 Vp‐p, the filter's IM3 remains less than −48 dB for various cutoff frequencies. The proposed OTA and filter are simulated in 0.18‐μ m CMOS technology with Hspice simulator. Copyright © 2017 John Wiley & Sons, Ltd.