PWM電機驅(qū)動系統(tǒng)傳導共模EMI抑制方法研究.pdf

1、雖然PWM電機驅(qū)動系統(tǒng)因其具有良好的運行特性，而在工業(yè)系統(tǒng)和民用裝置中得到了廣泛地應(yīng)用，但它所帶來的EMI問題也日趨嚴重，這不但嚴重地威脅著系統(tǒng)自身的安全、穩(wěn)定運行，而且還對周邊其它電氣系統(tǒng)構(gòu)成了較大的威脅。其中的傳導共模EMI，因其傳播路徑包含大地，而會增大系統(tǒng)輻射EMI發(fā)射強度，同時它還會以電流的形式注入其它電氣系統(tǒng)形成干擾，并且這種干擾的發(fā)射強度正隨著功率變換器開關(guān)頻率和電壓、電流變化率的提高而逐漸增強。為此本文就PWM電機驅(qū)動系

2、統(tǒng)傳導共模EMI的抑制技術(shù)、及相關(guān)等效電路的建立方法進行了深入研究，并在此基礎(chǔ)提出了相應(yīng)的解決方法。
　　本文在詳細研究PWM電機驅(qū)動系統(tǒng)感應(yīng)電機側(cè)共模電壓形成機理、時域/頻域特性，及該側(cè)共模EMI電流形成機理的基礎(chǔ)上，提出了一種感應(yīng)電機傳導干擾頻段共模等效電路。該等效電路是依據(jù)感應(yīng)電機高頻共模特性及繞組對地、對中性點阻抗幅頻特性測量值獲取等效電路參數(shù)。此共模等效電路可以用于分析和預(yù)測PWM電機驅(qū)動系統(tǒng)傳導共模EMI發(fā)射強度、感應(yīng)

3、電機側(cè)共模EMI電流。等效電路仿真結(jié)果與實驗結(jié)果的具有良好的一致性。
　　針對系統(tǒng)功率變換器側(cè)傳導共模EMI發(fā)射強度難以得到有效抑制這一問題，本文在深入分析該EMI形成機理與傳播特點的基礎(chǔ)上，提出了一種用于降低系統(tǒng)功率變換器側(cè)傳導共模EMI發(fā)射強度的方法。該方法是通過提高散熱器對地共模阻抗實現(xiàn)這一目的的。為了從理論上驗證該方法正確，論文通過FEM-BEM耦合法對采用此抑制方法前/后散熱器表面電場強度的變化情況進行了數(shù)值模擬。模擬結(jié)

4、果和實驗結(jié)果證明了該方法能夠有效地抑制功率變換器側(cè)傳導共模EMI發(fā)射強度。
　　鑒于PWM電機驅(qū)動系統(tǒng)感應(yīng)電機側(cè)普遍存在著共模電壓、共模電流這一EMI問題，本文依據(jù)系統(tǒng)感應(yīng)電機側(cè)共模電壓、共模電流的形成機理，提出了一種應(yīng)用于功率變換器輸出端的無源共模EMI濾波器結(jié)構(gòu)。它由結(jié)構(gòu)類似于只具有單邊星接繞組變壓器結(jié)構(gòu)的電感，且每相繞組兩端并聯(lián)電容的共模電壓檢測單元和起電壓補償作用的四繞組共模變壓器組成。該濾波器克服了傳統(tǒng)功率變換器輸出端無

5、源共模EMI濾波器高低頻特性難以兼顧，且體積過大的缺點。仿真結(jié)果和實驗結(jié)果均驗證了該無源濾波器可以有效地抑制感應(yīng)電機側(cè)共模電壓、共模電流，實現(xiàn)有效降低整個系統(tǒng)傳導共模EMI發(fā)射強度的目的。
　　研究了有源EMI濾波器的插入損耗及設(shè)計與應(yīng)用中的最佳匹配問題，并依據(jù)所得出的“電流檢測電流補償方式反饋型有源濾波器適用于共模電流噪聲和漏電流的抑制”觀點，提出了一種用于抑制系統(tǒng)共模EMI電流的有源EMI濾波器結(jié)構(gòu)。該有源濾波器是以反向補償電