CN101527505B - 一种干扰电压衰减装置 - Google Patents

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Abstract

一种干扰电压衰减装置,该装置通过采用无源LC滤波网络和有源闭环控制电路的有效级联,可以使逆变器驱动电动机系统中的高频干扰电压得到显著抑制。同时,无源滤波器的干扰抑制作用,保证了有源元件的耐压等级无需过高,降低了成本;而有源电路对干扰电压的闭环控制、动态跟踪补偿,也使得无源元件的设计参数和体积均大幅缩减。

Description

一种干扰电压衰减装置
技术领域
[0001] 本发明属于电力电子研究领域,具体涉及一种用于抑制变器驱动电动机系统中逆变器交流输出侧的干扰电压衰减装置。
背景技术
[0002] 在当今电力电子装置得到广泛应用和迅速发展的同时,电磁兼容问题也逐步受到重视。在逆变器驱动的交流电动机系统中,由于IGBT的高速开关特性导致逆变器的输出电压和电流急剧变化,逆变器的输出包含很高的共模电压,在电机上形成轴电压和轴电流,弓I 起了一系列的不良影响。目前,广泛应用的电抗器、电容等无源抑制手段,体积普遍过于庞大。使用晶体管等有源元件的补偿手段对晶体管的耐压等级又有严格限制,噪声抑制效果也不理想。因此,现有技术虽然对共模电压有一定的抑制作用,但还不够充分,不能完全消除共模电压。
发明内容
[0003] 发明的目的在于,提供一种能够将逆变器产生的高频共模电压衰减至最低,而且电路结构简单、外形尺寸小的逆变器交流输出端干扰电压衰减装置。
[0004] 为实现上述目的,本发明采用以下技术方案予以实现:包括:一个串联连接在逆变器与有源控制电路之间靠近逆变器输出端,用于干扰电压初步衰减的无源LC滤波装置, 一个串联连接在无源LC滤波器和电动机之间靠近电动机交流输入端,用于干扰电压的动态跟踪及补偿的有源闭环控制电路;
[0005] 所述的无源LC滤波装置包括与逆变器的输出端相连接的用于限制主回路过电流的差模滤波器以及与差模滤波器相连接的共模滤波器;
[0006] 所述的差模滤波器包括差模电感Ldm和与之并联的电阻RD,差模滤波器共同串联连接在逆变器交流输出的三相主回路中,差模电感Ldm由三个独立的绕组分别绕制在独立环形铁氧体磁心上构成;
[0007] 所述的共模滤波器包括与差模电感级联连接于三相主回路中的共模电感Lqi,其构造方式为三个相同的绕组同相并绕于同一个环形铁氧体磁心之上,共模电容Cqi和共模电感Lqi共同组成二阶LC滤波器,在共模电容Cqi上还连接有功率电阻Rcm。
[0008] 本发明的有源控制电路采用检测电压、补偿电压的串联补偿方式构成闭环反馈控制,三相共模干扰电压检测由三个参数相同的电容Csense并联连接至电网,高频电容Csense的输出端经采样电阻后与放大器A的反相输入端相连接,放大器A的输入端连接有过压保护的两个反并联的第一二极管D1和第二二极管D2,其中第一二极管D1W阳极与放大器A 的反相输入端相连,第一二极管D1的阴极与放大器A的同相输入端相连,第二二极管D2的阴极与放大器A的反相输入端相连,第二二极管&的阳极与放大器A的同相输入端相连, 第一电容(^和第二电容C2分别连接在放大器A的正负直流电源输入侧,放大电路的增益受连接在放大器A反相输入端和输出端之间的反馈电阻&和连接在放大器A反相输入端的采样电阻控制;
[0009] 经过放大了的补偿电压通过高频变压器的第四绕组L4串联注入回系统主回路,高频变压器的四个绕组均同相绕制,其中第一绕组L1、第二绕组L2和第三绕组L3串联连接在主回路中,作为高频变压器的副边,第四绕组L4与输出电阻R并联连接,共同接至放大器A 的输出端。
[0010] 所述的有源控制电路的放大器A为集成运算放大器。
[0011] 整个干扰抑制装置的参考零电位取在逆变器输入端直流母线的中点。电动机的三相绕组中点悬空不接地。
[0012] 本发明的有源闭环控制电路的放大器件为集成运算放大器。
[0013] 本发明首先利用无源滤波器将干扰电压电流初步衰减,既可以减轻有源控制回路的工作负担,又使得无源部件的尺寸不至于过大,从而减小整个衰减装置的体积。其次,有源控制回路采用了检测电压、补偿电压的闭环反馈控制形式。通过采用动态跟踪控制,逆变器输出0Hz-60Hz连续频段内的干扰电压都可以得到有效的衰减。此外,经过无源滤波器的前期处理,有源部分的核心放大元件的耐压等级可以被控制在200V以内,削减了制造成本。
附图说明
[0014] 以下结合附图和发明人实现的实施例作进一步详细说明。
[0015] 图1为本发明干扰衰减装置的概念结构原理图;
[0016] 图2作为一个实施本发明的干扰衰减装置的例子,示出一个三相逆变器驱动电机系统干扰电压抑制的例子;
[0017] 图3为本发明实施例子的实验结果,(a)为未采用本发明的干扰电压波形,(b)为采用本发明衰减装置后的干扰电压波形。
具体实施方式
[0018] 参见图1,本发明包括一个串联连接在逆变器与有源控制电路之间靠近逆变器输出端,用于干扰电压初步衰减的无源LC滤波装置,一个串联连接在无源LC滤波器和电动机之间靠近电动机交流输入端,用于干扰电压的动态跟踪及补偿的有源闭环控制电路。
[0019] 参见图2,本发明的无源LC滤波装置包括与逆变器的输出端相连接的用于限制主回路过电流的差模滤波器以及与差模滤波器相连接的共模滤波器;
[0020] 所述的差模滤波器包括差模电感Ldm和与之并联的电阻RD,差模滤波器共同串联连接在逆变器交流输出的三相主回路中,差模电感Ldm由三个独立的绕组分别绕制在独立环形铁氧体磁心上构成;
[0021] 所述的共模滤波器包括与差模电感级联连接于三相主回路中的共模电感Lqi,其构造方式为三个相同的绕组同相并绕于同一个环形铁氧体磁心之上,共模电容Cqi和共模电感Lqi共同组成二阶LC滤波器,在共模电容Cqi上还连接有功率电阻Rcm。
[0022] 有源闭环控制电路采用检测电压、补偿电压的串联补偿方式构成闭环反馈控制, 三相共模干扰电压检测由三个参数相同的电容Csense并联连接至电网,高频电容Csense的输出端经采样电阻Rsmse后与放大器A相连接,放大器A的输入端连接有过压保护的两个反并联的二极管Dp D2,第一电容C1和第二电容C2分别连接在放大器A运放的正负直流电源输入侧,放大电路的增益受连接在运放输入端和输出端之间的反馈电阻&和连接在运放输入端的采样电阻控制;
[0023] 经过放大了的补偿电压通过高频变压器的第四个绕组串联注入回系统主回路,电感L作为有源电路的补偿部件变压器工作,变压器的四个绕组均同相绕制,其中三个绕组串联连接在主回路中,作为回馈变压器的副边,另外一个绕组与输出电阻R并联连接,共同接至运放的输出端。
[0024] 整个干扰抑制装置的参考零电位取在逆变器输入端直流母线的中点。电动机的三相绕组中点悬空不接地。
[0025] 电感Ldm和与之并联的电阻Rd构成差模干扰抑制网络,共同串联连接在逆变器交流输出的三相主回路中。Ldm电感作为差模电感,由三个独立的绕组分别绕制在独立环形铁氧体磁心上构成,主要用于抑制差模干扰电压。
[0026] 电感Lqi作为共模电感,与前述差模电感级联连接于三相主回路中。其构造方式为三个相同的绕组同相并绕于同一个环形铁氧体磁心之上。Lqi电感的取值不高,因此对共模干扰电压的衰减作用并不十分显著,主要是用以减小线路中共模干扰电压的高速变化率。
[0027] 共模电容C。M和Lqi电感共同组成二阶LC滤波器,用来衰减高频干扰共模电压。由于共模电容C。M将导致逆变器三相输出的相间阻抗减小,为了防止相间短路导致逆变器输出保护,增加功率电阻RD,限制三相输出的相间电流激增。功率电阻&同样作为限流电阻, 用来限制流过LC滤波回路的电流。
[0028] 有源控制电路采用检测电压、补偿电压的串联补偿方式构成闭环反馈控制。三相共模干扰电压检测由三个参数相同的高频电容Csmse分别连接至每一相的相线获取,并传输至核心放大元件。
[0029] 放大器采用耐压200V的双电源集成运算放大器,其输入端利用两个反并联的二极管D1和A进行过压保护,电容C1和C2的作用是进一步平滑正负直流电源的输入纹波。 放大电路的增益受&和控制。
[0030] 经过放大了的补偿电压通过高频变压器的第四个绕组串联注入回系统主回路。电感L在这里作为有源电路的补偿部件变压器工作。变压器的四个绕组均同相绕制,其中三个绕组串联连接在主回路中,作为回馈变压器的副边。
[0031 ] 整个干扰抑制装置的参考零电位取在逆变器输入端直流母线的中点。电动机的三相绕组中点悬空不接地。
[0032] 图3为采用本发明前后,逆变器输出干扰电压波形。可以看出,未采用本发明时, 逆变器输出共模干扰电压峰峰值达到MOV ;采用本发明之后,干扰电压被大幅度削减,峰峰值小于20V,干扰衰减幅度达95%以上。而且整个滤波器的尺寸比传统无源滤波器大幅度缩减。
5

Claims (3)

1. 一种干扰电压衰减装置,其特征在于,包括:一个串联连接在逆变器与有源控制电路之间靠近逆变器输出端,用于干扰电压初步衰减的无源LC滤波装置,一个串联连接在无源LC滤波器和电动机之间靠近电动机交流输入端,用于干扰电压的动态跟踪及补偿的有源控制电路;所述的无源LC滤波装置包括与逆变器的输出端相连接的用于限制主回路过电流的差模滤波器以及与差模滤波器相连接的共模滤波器;所述的差模滤波器包括差模电感Ldm和与之并联的电阻RD,差模滤波器共同串联连接在逆变器交流输出的三相主回路中,差模电感Ldm由三个独立的绕组分别绕制在独立环形铁氧体磁心上构成;所述的共模滤波器包括与差模电感级联连接于三相主回路中的共模电感Lqi,其构造方式为三个相同的绕组同相并绕于同一个环形铁氧体磁心之上,共模电容Cqi和共模电感Lcm 共同组成二阶LC滤波器,在共模电容Cqi上还连接有功率电阻Re»。
2.根据权利要求1所述的干扰电压衰减装置,其特征在于,所述的有源控制电路采用检测电压、补偿电压的串联补偿方式构成闭环反馈控制,三相共模干扰电压检测由三个参数相同的电容Csmse并联连接至电网,高频电容Csmse的输出端经采样电阻Rsmse后与放大器 A的反相输入端相连接,放大器A的输入端连接有过压保护的两个反并联的第一二极管D1 和第二二极管D2,其中第一二极管D1的阳极与放大器A的反相输入端相连,第一二极管D1 的阴极与放大器A的同相输入端相连,第二二极管D2的阴极与放大器A的反相输入端相连, 第二二极管A的阳极与放大器A的同相输入端相连,第一电容C1和第二电容C2分别连接在放大器A的正负直流电源输入侧,放大电路的增益受连接在放大器A反相输入端和输出端之间的反馈电阻&和连接在放大器A反相输入端的采样电阻Rsmse控制;经过放大了的补偿电压通过高频变压器的第四绕组L4串联注入回系统主回路,高频变压器的四个绕组均同相绕制,其中第一绕组L1、第二绕组L2和第三绕组L3串联连接在主回路中,作为高频变压器的副边,第四绕组L4与输出电阻R并联连接,共同接至放大器A的输出端。
3.根据权利要求2所述的干扰电压衰减装置,其特征在于,所述有源控制电路的放大器A为集成运算放大器。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018196924A1 (de) * 2017-04-27 2018-11-01 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Vorrichtung und verfahren zur kompensation von wellenspannung und lager-strömen durch kapazitive gegenkopplung
EP3553935A4 (en) * 2016-12-12 2019-12-04 Mitsubishi Electric Corporation CURRENT CONVERTING DEVICE

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8325500B2 (en) * 2010-07-13 2012-12-04 Eaton Corporation Inverter filter including differential mode and common mode, and system including the same
WO2013017353A1 (en) * 2011-08-04 2013-02-07 Abb Technology Ag Transformerless multilevel converter
US8791687B2 (en) * 2012-05-24 2014-07-29 Agilent Technologies, Inc. Transformer correction circuit and technique for reducing cross-talk current
CN103731015B (zh) * 2014-01-21 2018-09-14 江苏优控新能源科技有限公司 抑制变频调速系统共模电压的电流反馈有源滤波器
CN104917200B (zh) * 2015-05-29 2018-06-19 华为技术有限公司 光伏并网发电系统及其使用方法
EP3109987B1 (en) * 2015-06-26 2021-04-28 Mitsubishi Electric R&D Centre Europe B.V. Active common mode filter device
CN107317504B (zh) * 2017-06-20 2019-11-29 天津大学 一种三相逆变器及其共模干扰的反相抑制法
CN107276390A (zh) * 2017-07-18 2017-10-20 西安交通大学 双lcc谐振补偿无线充电系统的电磁干扰预测电路及方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1639974A (zh) * 2002-01-10 2005-07-13 欧洲Adsl利康姆快速网络实验室 用于耦合xDSL信道的低通滤波设备
EP1615340A1 (en) * 2004-07-09 2006-01-11 Alcatel Method for realising an electronic circuit having a desired filter transfer function and electronic circuit architecture for realising such a filter transfer function
CN2794029Y (zh) * 2005-04-29 2006-07-05 哈尔滨理工大学 带有能滤除共模电压的反馈有源低通滤波装置的变频器
CN1851973A (zh) * 2006-04-30 2006-10-25 西安交通大学 宽频带高衰减共模传导电磁干扰并联混合型滤波器
CN1866703A (zh) * 2006-04-27 2006-11-22 西安交通大学 高衰减超小型共模传导电磁干扰有源滤波器

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1639974A (zh) * 2002-01-10 2005-07-13 欧洲Adsl利康姆快速网络实验室 用于耦合xDSL信道的低通滤波设备
EP1615340A1 (en) * 2004-07-09 2006-01-11 Alcatel Method for realising an electronic circuit having a desired filter transfer function and electronic circuit architecture for realising such a filter transfer function
CN2794029Y (zh) * 2005-04-29 2006-07-05 哈尔滨理工大学 带有能滤除共模电压的反馈有源低通滤波装置的变频器
CN1866703A (zh) * 2006-04-27 2006-11-22 西安交通大学 高衰减超小型共模传导电磁干扰有源滤波器
CN1851973A (zh) * 2006-04-30 2006-10-25 西安交通大学 宽频带高衰减共模传导电磁干扰并联混合型滤波器

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
陈文洁等.集成模块用有源电磁干扰滤波器的设计.《中国电机工程学报》.2005,第25卷(第24期), *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3553935A4 (en) * 2016-12-12 2019-12-04 Mitsubishi Electric Corporation CURRENT CONVERTING DEVICE
WO2018196924A1 (de) * 2017-04-27 2018-11-01 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Vorrichtung und verfahren zur kompensation von wellenspannung und lager-strömen durch kapazitive gegenkopplung

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