CN101710719A - 应用在能量回馈器中的带阻尼电阻的共模电感电路结构 - Google Patents

应用在能量回馈器中的带阻尼电阻的共模电感电路结构 Download PDF

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吴志敢
王微子
赵小安
魏冬冬
李锦庚
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Abstract

本发明公开了一种应用在能量回馈器中的带阻尼电阻的共模电感电路结构。该电路由滤波电抗器与回馈器逆变桥组成的能量回馈器电路、由马达与变频器逆变桥组成的变频器电路、直流母线以及三相电网组成；所述在三相电网与所相连的回馈器电路之间，或者回馈器电路与所相连的变频器电路之间串接有带阻尼电阻的共模电感。本发明电路结构的共模电感可有效抑制共模电流，减小EMI干扰，使回馈器适用范围更为广泛。应用该电路结构的能量回馈器通过设计有共模扼流圈，可以使主回路共模电流谐振频率点远离功率管开关频率，附加的阻尼电阻可大大减小谐振点附近共模电流，从而降低了回馈器工作时带来的共模干扰，使回馈器适用范围更广，可靠性更高。

Description

应用在能量回馈器中的带阻尼电阻的共模电感电路结构
技术领域：
本发明涉及电梯等位能性负载驱动应用领域，特别涉及一种应用在能量回馈器中的带阻尼电阻的共模电感电路结构。
背景技术：
现今，市面上大多数能量回馈器都采用PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)控制技术，这不可避免地使回馈器三相输出电压产生高频共模电压，从而引起共模电流，若回馈器不采取共模干扰抑制措施，不仅将直接影响其在电力拖动系统中(不仅仅用在电梯中)的应用，而且还影响其他设备正常运行。
当变频器直流母线侧对大地接有Y电容(图1中的Cy)时，在加装一般能量回馈器后会因回馈器工作时回馈器滤波电抗器L(L是指图1中三相电抗器La、Lb、Lc)与Y电容谐振而产生很大的高频共模谐振电流，导致系统无法正常运行。
如图1所示，现有的回馈器电路结构包括能量回馈器101和变频器电路102，以及三相电网103和电网地104组成。其中能量回馈器101中还包括滤波电抗器L111和回馈器逆变桥112，变频器电路102还包括马达121、变频器逆变桥122以及变频器直流母线123。
该电路在实际应用中将能量回馈器的一端接到电网，另一端接在变频器的直流母线上。当马达工作在电动状态下时，回馈器处于不回馈的待机状态下；当马达进入发电运行状态后，变频器及回馈器的直流母线电压将会上升，回馈器检测到直流母线电压上升至回馈动作点电压时回馈器将进入回馈工作状态，其逆变桥将进行PWM开关切换，回馈器将马达发出的电能馈送至电网。
上述电路结构存在的技术不足为：
①在回馈器回馈时，其逆变桥开关器件工作时产生的共模电压会在电网地、电网、回馈器、变频器及变频器接地Y电容Cy之间产生高频共模电流。若参数选择不当，回馈器滤波电抗器L易与Y电容Cy产生谐振，导致很大的共模电流，此电流将干扰整个系统的正常运行，严重时会导致系统崩溃。
②当控制柜接地Y电容较大时，系统将因共模干扰严重而无法工作。
发明内容：
本发明的目的是提供一种应用在能量回馈器中的带阻尼电阻的共模电感电路结构。该结构的共模电感可有效抑制共模电流，减小EMI干扰，使回馈器适用范围更为广泛。
应用该电路结构的能量回馈器通过设计有共模扼流圈，可以使主回路共模电流谐振频率点远离功率管开关频率，附加的阻尼电阻可大大减小谐振点附近共模电流，从而降低了回馈器工作时带来的共模干扰，使回馈器适用范围更广，可靠性更高。
本发明的具体技术方案如下：
这种应用在能量回馈器中的带阻尼电阻的共模电感电路结构包括：由滤波电抗器与回馈器逆变桥组成的能量回馈器电路、由马达与变频器逆变桥组成的变频器电路、直流母线以及三相电网组成；其特征在于，所述在三相电网与所相连的回馈器电路之间，或者回馈器电路与所相连的变频器电路之间串接有带阻尼电阻的共模电感。
上述方案中，所述共模电感所带的阻尼电阻接在和共模电感共铁芯的独立绕组上。
上述方案中，所述共模电感所带的阻尼电阻并联接在共模电感各相绕组上。
本发明所述的电路在回馈器中引入带阻尼电阻的共模电感，其主要好处如下：
1、在回馈器工作时，该电感可使系统漏地共模电流幅值明显减小，从而有效降低回馈器工作时给系统带来的共模干扰。
2、通过调整阻尼电阻的值，可使带此阻尼电阻的共模电感降低共模回路上的谐振频率附近的共模电流值，亦可降低回馈器工作时给系统带来的共模干扰。
附图说明：
以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本发明。
图1为现有回馈器在应用中的电路结构图；
图2为本发明所述电路的第一实施例结构图；
图3为本发明所述电路的第二实施例结构图；
图4为本发明所述电路的第三实施例结构图；
图5为本发明所述电路的第四实施例结构图。
具体实施方式：
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
实施例1；
参见图2，该电路中，包括现有结构中的能量回馈器电路201、变频器电路202、三相电网203和直流母线204。在回馈器电路与变频器电路之间串接有带阻尼电阻的共模电感205，该共模电感接在回馈器直流母线侧，为三相共铁芯结构，其中两相接在回馈器P、N进线端，另一相串接一个阻尼电阻206，该阻尼电阻接在和共模电感共铁芯的独立绕组上。此改进后的电路在回馈器工作时可降低回馈器对系统造成的共模干扰。
实施例2；
参见图3，该电路中，包括现有结构中的能量回馈器电路301、变频器电路302、三相电网303和直流母线304。在回馈器电路与变频器电路之间串接有带阻尼电阻的共模电感305，该共模电感接在回馈器直流母线侧，为两相共铁芯结构，两个阻尼306电阻各自直接并联接在共模电感的两相绕组每个绕组的两端。此改进后的电路在回馈器工作时可降低回馈器对系统造成的共模干扰。
实施例3；
参见图4，该电路中，包括现有结构中的能量回馈器电路401、变频器电路402、三相电网403和直流母线404。在三相电网与回馈器电路之间串接有带阻尼电阻的共模电感405，该共模电感接在电网侧，为四相共铁芯结构，其中三相串联接在电网进线端，另一相串接一个阻尼电阻406，该阻尼电阻接在和共模电感共铁芯的独立绕组上。此改进后的电路在回馈器工作时可降低回馈器对系统造成的共模干扰。
实施例4；
参见图5，该电路中，包括现有结构中的能量回馈器电路501、变频器电路502、三相电网503和直流母线504。在三相电网与回馈器电路之间串接有带阻尼电阻的共模电感505，该共模电感接在电网侧，为三相共铁芯结构，三个阻尼电阻506各自直接并联接在共模电感三相绕组每个绕组的两端。此改进后的电路在回馈器工作时可降低回馈器对系统造成的共模干扰。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.应用在能量回馈器中的带阻尼电阻的共模电感电路结构，由滤波电抗器与回馈器逆变桥组成的能量回馈器电路、由马达与变频器逆变桥组成的变频器电路、直流母线以及三相电网组成；其特征在于，所述在三相电网与所相连的回馈器电路之间，或者回馈器电路与所相连的变频器电路之间串接有带阻尼电阻的共模电感。
2.根据权利要求1的带阻尼电阻的共模电感电路结构，其特征在于，所述共模电感所带的阻尼电阻接在和共模电感共铁芯的独立绕组上。
3.根据权利要求1的带阻尼电阻的共模电感电路结构，其特征在于，所述共模电感所带的阻尼电阻并联接在共模电感各相绕组上。
4.根据权利要求1或2的带阻尼电阻的共模电感电路结构，其特征在于，所述共模电感接在回馈器直流母线侧，为三相共铁芯结构，其中两相串联接在回馈器P、N进线端，另一相串接一个阻尼电阻，该阻尼电阻接在和共模电感共铁芯的独立绕组上。
5.根据权利要求1或3的带阻尼电阻的共模电感电路结构，其特征在于，所述共模电感接在回馈器直流母线侧，为两相共铁芯结构，两个阻尼电阻各自直接并联接在共模电感的两相绕组每个绕组的两端。
6.根据权利要求1或2的带阻尼电阻的共模电感电路结构，其特征在于，所述共模电感接在电网侧，为四相共铁芯结构，其中三相串联接在电网进线端，另一相串接一个阻尼电阻，该阻尼电阻接在和共模电感共铁芯的独立绕组上。
7.根据权利要求1或3的带阻尼电阻的共模电感电路结构，其特征在于，所述该共模电感接在电网侧，为三相共铁芯结构，三个阻尼电阻各自直接并联接在共模电感三相绕组每个绕组的两端。
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