變頻調(diào)速系統(tǒng)的電磁兼容性研究與設計.pdf

1、隨著大功率開關器件電力電子技術的快速發(fā)展進步，PWM逆變器-感應電機驅動系統(tǒng)即變頻調(diào)速傳動系統(tǒng)，已經(jīng)成為很多調(diào)速驅動設備的首選。變頻調(diào)速傳動系統(tǒng)具有降低生產(chǎn)成本、節(jié)能、改善人類生活環(huán)境、提高工業(yè)自動化以及提高產(chǎn)品質量等一系列優(yōu)點，使它在各行各業(yè)中的應用越來越廣泛。但近年來，這種調(diào)速系統(tǒng)的電磁兼容問題已經(jīng)成為進一步推廣使用的難點，越來越成為人們關注的焦點。
　　 變頻調(diào)速系統(tǒng)大多運行于惡劣的電磁環(huán)境中，且作為電力電子設備，其內(nèi)部由

2、計算機芯片、電子元器件等組成，容易受到外界一些電氣設備的干擾。而變頻器本身也是一種干擾源，主要體現(xiàn)在以下兩點:一方面幾乎所有的變頻器都采用非線性特性的脈寬調(diào)制技術(PWM，Pulse Width Modulation)，這將在逆變器的輸出脈沖波中產(chǎn)生大量的高次諧波成分，增加電機的損耗;另外一方面變頻器采用的是高速功率開關器件，它們快速地關斷和開通也會產(chǎn)生很高的脈沖輸出電壓dv/dt，這種高輸出脈沖電壓會產(chǎn)生軸電壓、軸電流、漏電流等另外一

3、些難以預料的問題，尤其是當逆變器和電機之間采用長線電纜連接時，逆變器輸出的高dv/dt脈沖電壓經(jīng)長線電纜傳輸會在電機終端產(chǎn)生2倍的過電壓，這種過電壓會引起電機保護誤動作，縮短電動機的使用壽命。為了使變頻調(diào)速系統(tǒng)在運行中既要防止外界對它的干擾，又要防止它對外界的干擾，這就是所謂變頻調(diào)速系統(tǒng)的電磁兼容問題。
　　 本文在變頻調(diào)速系統(tǒng)的電磁兼容性研究設計中，首先從系統(tǒng)的原理入手，分析了變頻器的輸入側和輸出側產(chǎn)生諧波的機理及其相關抑制對

4、策，然后針對系統(tǒng)的電磁干擾，對變頻調(diào)速系統(tǒng)進行電磁兼容性設計，分別從隔離、屏蔽、接地、濾波器、安裝等措施的方面進行了詳細的設計，使變頻調(diào)速系統(tǒng)實現(xiàn)了良好的電磁兼容性。
　　 此外，為了解決經(jīng)長線電纜傳輸后電機終端產(chǎn)生的過電壓而帶來的電磁干擾問題，本文在傳統(tǒng)二階RLC低通濾波器的基礎上，提出了一種改造型的無源濾波器。該濾波器由一個帶阻濾波器LC和兩個LCR低通濾波器組成。濾波器不但可以對稱地減小功率開關器件每個開關瞬間的dv/dt