一种平衡emc性能与漏电流的装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种平衡EMC性能与漏电流的装置，该装置由带有漏电流检测电路的RFI谐波控制电路和DC谐波控制电路两部分构成，根据漏电流和电网的接入方法判断EMC滤波器接入电容的大小。检测漏电流的步骤是处理器通过ADC采样，然后通过软件滤波，最后通过参数判断，实现对继电器的控制，本实用新型采用自带ADC的CortexM3处理器。本实用新型可以用于变频器、开关磁阻电机控制器等电气设备，可以使这些设备应用于更多的场合，并且方便了批量生产，具有很高的实用性。
【专利说明】—种平衡EMC性能与漏电流的装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及变频器以及开关磁阻电机控制器的EMC与漏电流的平衡装置，属于变频器和开关磁阻电机控制器的EMC控制以及漏电流控制的领域。
【背景技术】
[0002]变频器是应用电力电子技术与微电子技术、通过改变电机工作电源的频率和幅度的方式来控制交流电动机的电力传动设备。
[0003]开关磁阻电机控制器与变频器类似，通过电力电子器件，控制开关磁阻电机定子的磁通方向，调节开关磁阻电机的转速、力矩。
[0004]随着我国对高效率经济发展的要求，以及工业发展中对交流电机无级调速的需求，变频器和开关磁阻电机控制器，作为一个调速、节能降耗的设备，在我国的国民经济中的作用越来越大；而开关磁阻电机的节能效果更好，随着对其控制的改进，必将在各行业中有长足的发展。
[0005]变频器以及开关磁阻电机控制器等电气设备，在接入电网运行后，会产生高次谐波污染电网，同时电网中的其他设备也可能干扰这些电气设备,所以EMC标准对这类电气设备来说，是一个不可忽视的标准。然而当这些电气设备在设计上为了满足某些场合的EMC性能标准，会造成较大的漏电流，而另一些对漏电流有较高要求的应用场合就无法使用这些设备，甚至在IT电网上，彻底要求没有漏电流，就更不能使用这些设备了。为了让这些电气设备可以在不同的应用场合使用，故发明设计了该装置。
【发明内容】
[0006]本实用新型提出了一种平衡EMC性能和漏电流的装置，解决了对EMC和漏电流要求不同的场合使用变频器或开关磁阻电机控制器时，需要修改设备的硬件电路或者使用不同型号产品的问题。其特征在于包括由两个电容和两个继电器组成的电容调节器，以及由一个精密电阻和放大器组成的漏电流检测电路。两个并联的电容一侧连接在RFI滤波器上，一侧连接精密电阻，精密电阻的另一侧接地，同时放大器输出端接处理器的AD采样管脚；电容调节器还接入DC母线两个等值电容的中点，并且电容调节器的另一端接漏电流检测电路，该漏电流检测电路的输出端接处理器的另一个AD采样管脚，通过检测这两部分对地的漏电流，控制继电器调节对地接入电容，以达到平衡漏电流和EMC性能的要求。[0007]为了实现上述的漏电流、EMC性能的平衡，在EMC滤波电路中接地点接入漏电流检测电路，同时通过继电器接入不同电容值的滤波电容,漏电流检测端经过RC滤波，接入CortexM3处理器(下文中提及的处理器均指该CortexM3处理器)的ADC，进行采样，同时处理器可以控制继电器，进行接地电容的切换。不同的产品，可以考虑加入两组或两组以上的继电器进行切换。
[0007]使用者可以通过参数设置，让电气设备判断应该打开或吸合哪一组或者几组继电器。需要用户输入的参数有:I)是否是IT网络；2)允许的最大漏电流，单位为mA。[0008]专业的用户还可以提供需要特别滤除的谐波频率次数。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1为RFI谐波控制电路示意图。
[0010]图2为DC谐波控制电路示意图。
【具体实施方式】
[0011]以下内容结合附图，对本实用新型进行详细说明。
[0012]变频器或者开关磁阻电机控制器是将交流电经过整流变成直流电、然后又通过IGBT调制成频率可控的交流电的电气设备，该种类的电气设备往往有EMC性能要求，而对于提高其EMC性能的方法一般为:在输入端加入RFI滤波器、在DC回路加入滤波器，这两部分的滤波电路都是LC滤波电路，在该实用新型中，滤波电感为固定值，继电器可以调节滤波电容的值，使其可以滤除的谐波频率发生变化，同时电容值的变化，也可以改变漏电流，当把所有电容都切断时，就完全没有漏电流了。
[0013]1.RFI谐波控制
[0014]将RFI滤波电路的接地电容配置成多个电容组合，为简化说明，图1配置为两个电容(C3和C4)组合的示意图。根据设备的使用环境以及EMC的要求，选择合适的电容C3和C4。当继电器没有全打开时，谐波电流就会通过电阻R1，在Rl上产生一个电压，通过放大电路，把该电压变成处理器可以接受的范围，根据放大器的放大倍数以及Rl的值，就可以计算出漏电流。
[0015]2.DC谐波控制
[0016]当交流电通过整流电路，变为直流电后，因为整流而产生一定的高次谐波，而逆变器的IGBT运行过程中同样可以产生高次谐波，如图2所示，在DC+到DC-之间，接入两个等值的滤波电容Cl和C2后，理想情况下，Cl和C2的中点应该是与地等电位的，在这里通过接入滤波电容，与电感组成一个LC滤波器，高次谐波可以通过C3、C4泄漏到大地中，同前面的“RFI谐波控制”所述，在C3、C4的接地端串入漏电流检测电阻，实现漏电流的检测。而C3、C4的接入同样通过继电器控制，从而实现漏电流的控制。
[0017]3.漏电流的检测
[0018]如图1和图2所示的漏电流检测电路，因为高次谐波通过R1，所以Rl上的压差并不稳定，解决该问题需通过硬件与软件两方面的滤波器实现，首先在放大器的后端加入RC滤波电路，如图1和图2所示的R2、C5组成。
[0019]同时，处理器对采样得到的值进行软件滤波处理，这里使用一阶数字低通滤波器，具体算法如下所示:
[0020]Yn= a * Xn+ (1-a) * Ylri
[0021]XnS本次采样值；
[0022]Ylri为上次的滤波输出值；
[0023]a为滤波系数,其值通常远小于I ;
[0024]YnS本次滤波的输出值。
[0025]滤波系数a的计算公式如下所示:[0026]a = 2*Ji*F1*t
[0027]其中为圆周率，这里可以取3.1416 P1为截止频率；t为采样间隔时间，可以根据具体应用确定。
[0028]4.继电器动作
[0029]通过上述三部分的描述，我们可以知道，整个电气设备的漏电流为RFI滤波器漏电流与DC滤波器漏电流之和，根据所允许的漏电流的最大值(由用户输入的参数)，比较实际采集到的漏电流值，如果实际值大于用户输入的参数，则依次切断图1中的relayl、图2中的relay3、图1中的relay2、图2中的relay4，直到满足漏电流的指标要求，当4个电容都切断时，漏电流为0，同时EMC性能也是最低的。设计中电容的选择应该遵循四个继电器都吸合时EMC性能最好的原则。
[0030]当用户选择接入电网是IT电网时，应该切断所有4个继电器，这是因为IT电网不接地，那么上述的滤波电路无法起到滤波的作用，却很有可能出现极大的漏电流，从而触发漏电保护开关。
【权利要求】
1.一种平衡EMC性能与漏电流的装置，其特征在于包括由两个电容和两个继电器组成的电容调节器，以及由一个精密电阻和放大器组成的漏电流检测电路；两个并联的电容一侧连接在RFI滤波器上，一侧连接精密电阻，精密电阻的另一侧接地，同时放大器输出端接处理器的AD采样管脚，电容调节器还接入DC母线两个等值电容的中点，并且电容调节器的另一端接漏电流检测电路，该漏电流检测电路的输出端接处理器的另一个AD采样管脚，通过检测这两部分对地的漏电流，控制继电器调节对地接入电容，以达到平衡漏电流和EMC性能的要求。
【文档编号】H02H7/10GK203482087SQ201320409229
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年7月10日 优先权日:2013年7月10日
【发明者】不公告发明人 申请人:赵祎