关键字 |
| 无源滤波器、共模电压、差模电压、谐波含量 |
介绍 |
| 现代绝缘栅双极型晶体管(igbt)额定在600 v或1200 v开关频率的1到20 kHz和上升时间0.1μsec从而能够广泛使用在中压系统的可控性和一个伟大的贡献提高电压,电流和转矩。它还有助于减少噪声。然而,这种改进是伴随着高的dv / dt价值在电机终端对电机逆变器开关瞬态压力随着开关频率的增加,压力对电机的速度应用增加,被归咎于很多问题,包括著名的轴承电流、绕组失败[1],[2]等。此外,高共模电压的百分比在电动机终端已被证明为高频漏电流接地以及诱导轴电压之间由于静电耦合定子和转子[3],[4]。虽然高震级的泄漏电流地面已被证明干扰接地故障保护系统的工业设施和促进宽带电磁干扰(EMI)问题。诱导轴电压已被证明导致轴承电流导致点蚀,开槽,随后失败[5]。过滤器是在电压源的输出PWM逆变器的目的是消除上述调查。通常,过滤器分为两大类:被动和主动。到目前为止,各种类型的无源滤波器配置,基于电感、电容和电阻或二极管,提出了在[6]- [11]。Ogasawarea等提出了电路主要包括免费晶体管和共模变压器实现主动取消共模电压[11]。该方法有效地消除了相间共模电压、轴电压,但它毫无贡献减少差模过电压发生在电机终端当长电缆用于连接PWM逆变器和电动机。 At the same time, the active circuits of [11],[12] and [13] have limitations because complimentary transistors rated at 600V or higher are presently not available in the market. |
| 为了应对这些问题,本文提出了一种新的无源滤波器逆变器输出终端同时关注减少共模和差模电压梯度和详细设计过程的参数。拟议中的过滤器包括三个电感,三个电容器,电阻器。相比传统的被动过滤器,该过滤器可以抑制共模和差模电压的dv / dt价值对称通过连接一个共模变压器终端直流环节的中点。 |
共模电压 |
| 巨细胞病毒被定义为中性点电压的负载和系统的地面。巨细胞病毒的大小取决于接地系统[1]。 |
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| 因为12开关在中性点夹或二极管夹逆变器图1所示,他们生产19输出电压向量包括零电压向量。如果输出电压之和不为零,一个共模电压的结果。一个例子相电压和由此产生的共模电压的波形图2所示 |
| (NP)中性点电压变化引起的三相输出电压的变化和一些谐波输出。 |
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| 最后,NP电压变化产生共模电压基本输出频率的三倍,即使出现高频率和高dv / dt切换模电压是减轻一些技术,如过滤。当共模电压,产生轴电压引起的NP电压变化足以打破的绝缘油膜轴承、轴承电流产生,侵蚀可能导致电机轴承的过早失效。因此NP电压控制是非常重要的,不仅对中性点夹或二极管夹逆变器操作也为共模电压缓解[5]。之间的轴电压测量电机轴和电机座,通常停飞。这是共模电压产生的耦合通过的路径,包括电机定子绕组、转子绕组及它们之间的分布电容。它的大小取决于不仅共模电压的大小,而且耦合阻抗[6] |
无源滤波器的设计 |
| 简单的LC滤波器是旨在消除巨细胞病毒和谐波失真。过滤器主要分为三类:被动的,主动和混合。,各种类型的无源滤波器配置基于电感、电容和电阻和二极管可以提出。被动的过滤器,可以抑制共模和差模电压的dv / dt价值对称通过连接一个终端共模直流环节的中点。支持的有效性和有效性提出了滤波器的仿真结果进行415 v / 3惠普感应电动机。有源滤波器很难designA¢所以在这工作的重点主要是设计无源滤波器。 |
| 在这个工作LC滤波器被用于仿真模型来消除共模电压和总谐波失真和两个水平,3级和5级逆变器。这感应滤波器适合于配置负载阻抗在C以上相对较高的开关频率。的无功功率消耗的成本和感应滤波器比L-filter因为分流元素的添加 |
| 输出纹波电流是一样的电感纹波电流L-filter,衰减仅取决于滤波器电感。LC低通滤波器能够减弱最低阶谐波输出电压波形。减少失真,线性或非线性负载,逆变器输出阻抗必须最小化。因此应该最大化电容和电感指定截止频率时最小化。这降低了总体成本、重量、体积。但通过增加电容,逆变器额定功率会增加由于无功功率增加由于过滤器。 |
| 电感器确定电感的纹波电流和降低了低频谐波组件。考虑逆变器阶段„aA¢弗吉尼亚州电压,并假定输出电压Vga相对于开关频率变化缓慢。根据这个谐波标准,15 - 20%的额定电流是允许的。最大纹波现在可以计算出下面的方程。纹波电流取决于直流环节电压、电感和开关频率。直流环节电压和开关频率恒定,因此电感可以从方程计算 |
共模滤波器 |
| 这是其中一个有效的方法减少共模电流。绕组在每个阶段的核心是伤口在同一个方向。这抵消了线电流产生的磁通和通量由于地面电流增加。因此产生共模扼流圈提供理想的零电感线电流和提供了一个高共模电流电感。虽然构建CM窒息人必须独立的第一个从最后一个把否则高频寄生电容的分流术减少了其有效性的核心。 |
仿真和结果 |
| )模拟两个层面二极管夹逆变器没有过滤,感应电动机 |
| 按照Fig.年代的共模电压和FFT分析窗口已如上所示,从表我我们可以随着级别的增加共模电压以及热谐波失真继续减少该滤波器应用到两个,三到五层模型我们进一步能够减少相应的共模电压和热谐波失真 |
结论 |
| 本文描述了一个无源滤波器的设计和实现。提出了滤波器的目的是消除高频共模和差模电压的同时交流输出电压。滤波器的输出已经进行仿真和实验结果验证了415 v / 3惠普运动系统。总谐波失真和共模电压是不同级别评估。发现共模电压、差模电压和谐波失真并不在多电平逆变器感应电动机相比,传统的两级逆变器。大小和等级的过滤器在两级逆变器是多电平逆变器比较大。美联储多电平逆变器交流传动的能源消耗少,比较两级逆变器。 |
表乍一看 |
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| 表1 |
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数据乍一看 |
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| 图21 |
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引用 |
- 一个。Bonnett”,分析脉宽调制逆变器电压波形的影响在ac inductionmotors,”为基础的设计,Rec。。纸浆和造纸工业科技,相依。,1994年,pp.68 - 75
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- 中华民国金姆和”栏目南,“一种新型滤波器设计方法抑制voltage-fedPWM逆变器的高压梯度”Proc .。电力电子。相依1997,pp.122 - 127
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