變頻器電磁兼容與干擾抑制探討

　　盡管單純從emc角度出發(fā)，降低干擾源對(duì)外發(fā)射電磁干擾強(qiáng)度是能夠減小系統(tǒng)emi，但會(huì)受到開關(guān)損耗增大、抑制幅度有限、控制策略繁雜及電壓利用率降低等不利因素的限制。為此各國學(xué)者相繼提出了一些用于阻斷emi傳播途徑的emi濾波器結(jié)構(gòu)，并且實(shí)驗(yàn)表明經(jīng)過正確設(shè)計(jì)的濾波器，能夠使系統(tǒng)emi發(fā)射強(qiáng)度減小到emc標(biāo)準(zhǔn)限值以下，這是電氣設(shè)備和系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電磁兼容的重要手段。同諧波濾波器一樣，emi濾波器也可以被劃分為無源emi濾波器和有源emi濾波器兩種。

　　(1)有源emi濾波器

　　有源濾波器是通過有源電路來消除emi噪聲能量。有源濾波器的具體工作原理是通過檢測(cè)環(huán)節(jié)檢測(cè)到emi電流或電壓，然后將其反向回饋給系統(tǒng)，以此來抵消系統(tǒng)所產(chǎn)生的emi電流或電壓，達(dá)到消除emi的目的。

　　目前比較典型的用于消除共模電流的有源濾波器如圖7所示。它由小型共模電流變壓器和一對(duì)互補(bǔ)的高頻晶體管組成，逆變器開關(guān)動(dòng)作時(shí)，高頻漏電流通過電機(jī)繞組和機(jī)座間的寄生電容經(jīng)地線回到電源側(cè)，共模電流變壓器將共模電流isl 檢測(cè)出來，經(jīng)互補(bǔ)晶體管放大產(chǎn)生補(bǔ)償電流il′，如果變壓器變比與晶體管放大倍數(shù)乘積足夠大，就可消除漏電流il，完全抑制了流入到電源側(cè)的共模電流isl。

　　圖7 用于消除共模電流的有源濾波器

　　傳統(tǒng)的用于消除共模電壓的有源濾波器如圖8所示，文獻(xiàn)將其稱為有源共模噪聲消除器，acc連接在逆變器的輸出端和三根電纜之間，由共模電壓傳感器、補(bǔ)償電路和共模變壓器組成，acc在逆變器輸出端疊加一個(gè)補(bǔ)償電壓，該補(bǔ)償電壓與pwm逆變器產(chǎn)生的共模電壓極性相反、幅值相等，從而使施加在負(fù)載上的共模電壓被完全消除，也就減小了共模電流和傳導(dǎo)emi。

　　圖8 用于消除共模電壓的有源濾波器

　　(2)無源emi濾波

　　無源emi濾波通常是由電阻、電感、電容等元器件組成，目前最為常見的是電源emi濾波器，其結(jié)構(gòu)見圖9所示。由于它只能抑制emi噪聲，而對(duì)pwm電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的其它負(fù)面效應(yīng)無抑制作用，為此各國學(xué)者又相繼提出了一些兼顧其它功能的無源emi濾波器。如a.v.jouanne等學(xué)者所提出的共模變壓器方案，結(jié)構(gòu)如圖10所示。該方案是從消除電動(dòng)機(jī)側(cè)共模emi電流的角度進(jìn)行設(shè)計(jì)的，它是在共模扼流圈的基礎(chǔ)上，再在同一磁芯上纏繞一個(gè)終端連接阻尼電阻的第四繞組，以此抑制共模emi電流的振蕩，達(dá)到消除電機(jī)端共模電壓帶來的其它負(fù)面效應(yīng)。

　　圖9 典型三相emi電源濾波器

　　圖10 共模變壓器方案