Pwm变频电机驱动系统电磁干扰输入/输出无源抑制装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型设及PWM变频器电机驱动系统的无源抑制装置，具体设及PWM变频电机 驱动系统电磁干扰输入/输出无源抑制装置，属于PWM变频电机驱动系统的电磁兼容领域技 术领域。
【背景技术】
[0002] 目前，P歷变频器在工业、商业和民用系统中应用越来越广泛，例如电机驱动系统 就普遍采用PWM技术。在=相PWM变频器应用中，由于脉冲输出的不对称性，系统中必然存在 共模电压。研究表明，PWM变频器产生的高频共模电压及较大的du/d t给系统带来许多负面 效应，如轴电压、轴电流、共模漏电流、电机终端过电压（电机与PWM变频器采用长线电缆连 接引起)和电磁干扰等。
[0003] 电磁干扰有两种形式:传导和福射。变频器产生的传导电磁干扰是W电压或电流 的共模与差模形式出现的，它分为差模干扰和共模干扰。差模干扰是指由相线与中线所构 成回路中的干扰信号；共模干扰则是指由相线或中线与地线所构成回路中的干扰信号。共 模和差模的主要区别在于共模信号通过地形成回路，而差模信号不经过地。对于变频器，多 数情况下产生的传导干扰是W共模干扰为主，并且共模电流流经大地构成回路，大地将形 成天线效应，给其他设备带来严重的电磁干扰，运使得共模干扰造成的危害远远大于差模 干扰所造成的危害。因此共模干扰在PWM变频电机驱动系统的电磁兼容性设计中显得尤为 重要，而运种共模电流即为系统的漏电流。为此各国学者相继围绕着电机系统的干扰源、传 播途径和敏感设备运3个方面开展了理论及应用技术的研究工作，并取得了一定的成就。总 体上包括两类:一类是通过改善控制策略和优化电路拓扑结构来降低干扰源的干扰强度； 另一类是通过滤波来抑制干扰的传播。
[0004] 另外，由于电磁兼容标准的强制执行，PWM变频电机驱动系统所产生的电磁干扰也 越来越受到人们的重视。为了达到国际/国内电磁兼容标准的要求，必须采取一定的措施进 行电磁干扰抑制。现有的PWM变频电机驱动系统对于系统产生的电磁干扰抑制效果差，容易 造成电网污染。 【实用新型内容】
[0005] 本实用新型的目的是为了解决现有技术中的PWM变频电机驱动系统存在对于系统 产生的电磁干扰抑制效果差，容易造成电网污染的问题。
[0006] 本实用新型的技术方案是:PWM变频电机驱动系统电磁干扰输入/输出无源抑制装 置，包括依次连接的=相交流电源、输入侧滤波器、整流装置、第一直流母线电容、第二直流 母线电容、逆变装置、输出侧滤波器长线电缆和电机，第一直流母线电容和第二直流母线电 容串联后并接在整流装置输出侧的直流母线上，所述输入侧滤波器的输出端连接输出侧滤 波器的输出端后连接第一直流母线电容和第二直流母线电容的连接点。
[0007] 所述输入侧滤波器包括S相输入端、S个电感和第一 RC滤波电路，输入侧滤波器 的=相输入端分别通过电感连接整流装置的交流输入端，第一 RC滤波电路的=相输入端分 别接在输入侧滤波器的S相输入端和电感之间，第一RC滤波电路的输出端连接第一直流母 线电容和第二直流母线电容的连接点。此连接方式的目的是用于消除PWM变频电机驱动系 统交流输入侧的高频共模电压，进一步降低整个系统的传导电磁干扰，并防止系统产生的 干扰污染电网。
[0008] 所述=个电感的结构相同，=个电感的电感值相同。
[0009] 所述第一 RC滤波电路包括S条并联的滤波支路，第一 RC滤波电路的每条滤波支路 包括串联的电阻和电容，第一RC滤波电路中的电阻阻值相同，电阻结构相同，第一RC滤波电 路中的电容电容值相同，S个电容结构相同。
[0010]所述输出侧滤波电路包括S相共模电感和第二RC滤波电路，S相共模电感的同名 端为输出侧滤波的输入端，S相共模电感的异名端通过长线电缆连接电机，第二RC滤波电 路S相输入端分别连接S相共模电感的同名端，第二RC滤波电路的输出端连接第一直流母 线电容和第二直流母线电容的连接点。运种连接方式的目的有两个:一是用于抑制逆变装 置3输出侧和电机5之间的高频共模电压，进而抑制由共模电压引起的电机轴承电流、漏电 流等负面效应。二是减慢逆变器输出脉冲的上升时间，电压反射现象消失，消除PWM逆变器 由长电缆所引的过电压。
[0011] 所述第二RC滤波电路包括S条并联的滤波支路，第二RC滤波电路的每条滤波支路 包括串联连接的电阻和电容，所述第二RC滤波电路的S个电阻阻值相同，电阻结构相同；第 二RC滤波电路的S个电容电容值相同，S个电容结构相同。
[0012] 本实用新型与现有技术相比具有W下效果:本实用新型所述PWM变频电机驱动系 统电磁干扰输入/输出无源抑制装置采用两个EMI滤波器拓扑结构，充分利用无源滤波器结 构简单、实现方便的优点，在传统的无源滤波器的基础上进行改进，综合考虑系统中传导电 磁干扰的产生机理进行设计。输出侧滤波器的作用有两方面，一方面用于抑制PWM变频电机 驱动系统逆变装置输出侧与电机之间的共模电压，进而抑制电机轴电压、轴承电流。另一方 面，输出侧滤波器的输出降低了PWM脉冲的电压变化率du/d t，运个设计能减慢逆变器输出 脉冲的上升时间，并且能消除PWM逆变器由长电缆所引的过电压的不利影响，使电压反射现 象消失。输入侧滤波器的作用有两个:一是用于抑制PWM变频电机驱动系统整流装置交流输 入侧的共模电压，进一步降低整个系统的共模电压及传导电磁干扰;二是滤波器的输入端 减少了主电源侧的电磁干扰，防止由系统产生的干扰污染电网。本实用新型提出的由两个 无源滤波器结构组成的输入/输出侧滤波器拓扑，分别放置在PWM变频装置的输入侧和输出 侦U，共同作用，抑制PWM变频电机驱动系统中的du/d t、共模电压、过电压及电磁干扰等，使 系统达到传导电磁干扰不超标。
【附图说明】
[OOK]图1是本实用新型所述PWM变频电机驱动系统电磁干扰输入/输出无源抑制装置的 原理框图；
[0014] 图2是输入侧滤波器的具体电路示意图；
[0015] 图3是输出侧滤波器的具体电路示意图；
[0016] 图4是采用本实用新型所述PWM变频电机驱动系统电磁干扰输入/输出无源滤波装 置中电流流经路线图；
[0017] 图5是采用本实用新型所述PWM变频电机驱动系统轴电压Ush、轴承电流Ib和共模电 流Icm的曲线图；
[0018] 图6是采用本实用新型所述PWM变频电机驱动系统电磁干扰输入/输出无源抑制装 置的传导电磁干扰发射曲线图。
【具体实施方式】
[0019] 结合【附图说明】本实用新型的【具体实施方式】，本实施方式的PWM变频电机驱动系统 电磁干扰输入/输出无源抑制装置，如图1所示，包括=相交流电源1、输入侧滤波器7、整流 装置2、逆变装置3、输出侧滤波器6、长线电缆4和电机5，=相交流电源1的交流电输出端连 接输入侧滤波器7的输入端，输入侧滤波器7的输出端连接整流装置2的交流输入端，整流装 置2的直流输出端与逆变装置3的直流输入端相连，逆变装置3的交流逆变输出端连接输出 侧滤波器6的输入端，输出侧滤波器6的输出端通过长线电缆4为电机5提供工作电源;第一 直流母线电容Cl和第二直流母线电容C2串联后再并联在整流装置2输出的直流母线上，第一 直流母线电容Cl和第二直流母线电容C2的连接点为该直流母线中点；
[0020 ]输入侧滤波器7的输出端与输出侧滤波器6输出端的一端子相连，输入侧滤波器7 和输出侧滤波器6的输出端相连后与直流母线中性点相连。
[0021] 本实施方式中，PWM变频电机驱动系统中整流装置2和逆变装置3在对电能进行控 制和变换时，高速开通和关断的开关器件会造成产生的较高的加/化、山/化，继而产生高频 共模电压和高频差模电压，形成电磁干扰，高频的共模电压也是电机轴电压、轴承电流及漏 电流产生的主要原因，另外，在有长线电缆相连接的电机系统中，脉冲信号在长线电缆传输 过程中会发生电压反射现象，造成系统过电压的产生。
[0022] 本实施方式中，输出侧滤波器6输入端连接于逆变装置3的输出端，输出端一部分 与电机5相连，输出端另外引出一个端子连接于直流母线中点；运种连接方式的目的有两 个:一是用于抑制逆变装置3输出侧和电机5之间的高频共模电压，进而抑制由共模电压引 起的电机轴承电流、漏电流等负面效应。二是减慢逆变器输出脉冲的上升时间，电压反射现 象消失，消除PWM逆变器由长电缆所引的过电压。
[0023] 输入侧滤波器7的输入端与=相交流电源1相连，输出端一部分连接在整流装置2 的输入端，另外引出一个端子连接在输出侧滤波器6的输出端，并同时与直流母线中点相连 接;此连接方式的目的是用于消除PWM变频电机驱动系统交流输入侧的高频共模电压，进一 步降低整个系统的传导电磁干