现代PWM传动系统中电磁干扰的研究

来源 :河北工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ZhangQin520
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随着大功率开关器件技术的进步,变频技术(variable voltage and variable Frequency)在现代工业中被广泛应用。PWM变频调速传动系统在节能、改善人类生活环境、降低生产成本、提高产品质量、以及提高工业自动化等方面做出了巨大的贡献。但与此同时,几乎所有的变频器都采用脉宽调制技术(PWM,Pulse Width Modulation),其快速的脉冲上升时间以及大量的谐波,产生了一系列的电磁干扰问题,限制了PWM变频调速传动系统的进一步发展。电压源PWM变频器产生的高频共模电压,它会在电动机转轴上感应出高幅值轴电压,并形成轴承电流,使电动机的轴承在短期内损坏,引起电机保护误动作,缩短电动机的使用寿命;并且对邻近的设备产生一系列电磁干扰问题。上述负面效应的存在使系统可靠性下降,故障率增加,严重地影响了变频器的使用。 在PWM变频调速传动系统电磁兼容设计研究中,本文分析了变频调速系统的主要干扰源,主要干扰途径以及敏感源。并针对各干扰源提出了相应的兼容设计方法如接地,屏蔽和隔断。并仔细查阅了国际及国内对于PWM变频调速传动系统电磁兼容性标准的要求。本文在传统的低通RLC 滤波器的基础上,考虑变频器输出的谐波特性,在变频器载波频率上设计了一个带阻滤波器,作为RLC 低通滤波器的前级,从而提高了滤波效果。而且考虑了共模电压的高频特性,将RLC 低通滤波器的阻容电路中点与参考地相连,从而为共模电压提供通路,抑制了高频共模电压对电机的影响。在PSPice 仿真环境下,建立了变频器、长线电缆以及异步电机的仿真模型,通过仿真分析验证了设计结果的有效性,加速了设计过程。 仿真证明,该滤波器在满足变频器系统要求的情况下,可以将变频器输出电压的THD(Total Harmonic Distortion)限制在5%以下,并且大大的减小了共模电压的幅值。
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