PWM变频器输出共模电压及其抑制技术的研究.pdf

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1、第25卷第9期中国电机工程学报Vol.25No.9May.20052005年5月ProceedingsoftheCSEE©2005Chin.Soc.forElec.Eng.文章编号：0258-8013（2005）09-0047-07中图分类号：TM34文献标识码：A学科分类号：470·40PWM变频器输出共模电压及其抑制技术的研究1221姜艳姝，刘宇，徐殿国，赵洪（1．哈尔滨理工大学自动化系，黑龙江省哈尔滨市150080；2．哈尔滨工业大学电气工程系，黑龙江省哈尔滨市150001）RESEARCHONCOMMON-MODEVOLTAGEGENERATEDBYAP

2、WMINVERTERANDITSCANCELLATIONTECHNOLOGY1221JIANGYan-shu,LIUyu,XUDian-guo,ZHAOHong（1.HarbinUniversityofScienceandTechnology,Harbin150080,HeilongjiangProvince,China;2.HarbinInstituteofTechnology,Harbin150001,HeilongjiangProvince,China）ABSTRACT:Pulsewidthmodulated(PWM)invertercan频器的广泛应用中

3、，发现其存在一些显著的负面generatecommon-modevoltagewhichwilldecreasesystem效应[1-4]：变频器产生的高频共模电压，会在电动reliability.Common-modevoltagegeneratedbyvoltagesource机转轴上感应出高幅值轴电压，并形成轴承电流，PWMinverterandtheessencesofitsadverseeffectsare使电动机的轴承在短期内损坏，缩短电动机使用寿investigatedinthepaper,andcommon-modevoltagereducing

4、命；高速开关的电力电子器件在每次动作时都会对methodsarealsopresented.Ac-cordingtothehighfrequency供电电源产生很强的电磁干扰，影响其它控制系统characteristicofcommon-modevoltage,anovelinverteroutput或电子设备的正常运行；当变频器与电动机之间不feedforwardactivefilterisproposedthathaslow-passcharacteristicandissuitableforreducingcommon-mode可避免地采用长线电缆连接时，

5、在电动机端会产生voltageanditsadverseeffects.Experimentsareusedfor过电压，加剧了电动机绕组绝缘压力，使上述负面identifyingitseffectiveness.效应产生的影响进一步显著。上述负面效应的存在使系统可靠性下降，故障率增加，但这些往往被变KEYWORDS:Common-modevoltage;Shaftvoltage;Bearingcurrent;Feed-forwardactivefilter频器的使用者所忽视，而它所带来的实际损失可能会超过交流变频调速系统自身的成本。因此，研究摘要：PWM逆变器

6、在应用中产生的共模电压将影响系统PWM变频器产生的负面效应及其解决方法具有重的可靠运行。文中研究了电压源型PWM变频器产生的共模要的理论意义和实用价值。电压及其负面效应产生机理，揭示了共模电压产生的原因及其抑制方法，并得出共模电压是变频器输出负面效应产生的三相电压型PWM变频器的输出电压中包含主要根源的结论，为滤波器的设计提供理论依据。根据共模正、负序分量（即差模电压）和零序分量（即共模[5]电压是由一系列高频谐波组成这一特性，提出了一种新颖的电压）。目前对差模电压的谐波成分分析及差模逆变器输出前馈有源滤波器结构，可有效地消除了变频器输[6-9]dv/dt的危害

7、研究的相关文献非常多而且很详出共模电压的负面效应，实验验证了这种结构的有效性。尽，消除这些谐波是变频器设计的一个主要目标，关键词：共模电压；轴电压；轴承电流；前馈滤波器而且已经取得很大的进展。但对共模电压进行分[10-12]析的相关报道却很少见，其原因是共模电压1引言是电动机三相电压中共有的成分，对电动机的机-现代工业中，随着电压源PWM变频器综合性电能量转换，发热或噪声属性没有明显影响。但能的不断提高，其应用范围越来越广泛。但在变是随着PWM载波频率的不断升高，由于其高频特性和电压的快速上升，对电动机驱动系统产生的基金项目：国家自然科学基金项目(5037700

8、8)。危害非常大，如何消