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。
【具体实施方式】 [0027] 二：下面结合图2说明本实施方式，有源滤波器6包括三相四绕组变 压器T、阻抗Zi、阻抗Z2、阻抗Z3、阻抗Z4、晶体管VI\、晶体管VT 2、直流电压源U1和直流电压 源U2 ;
[0028] 三相四绕组变压器T的原边具有副边绕组U、副边绕组L2、副边绕组原边绕 组L4;副边绕组L i、副边绕组L2和副边绕组L 3的同名端U、V、W连接逆变器3的逆变交流输 出端；副边绕组U、副边绕组L2和副边绕组L 3的异名端U p V2、W3通过长线电缆4与电机5 相连；三相四绕组变压器T的变比为n ;
[0029] 互补的晶体管晶体管VT 2反并联连接，组成推挽型射极跟随器；
[0030] 晶体管VI\基极和晶体管VT 2基极的公共节点同时连接阻抗Z i的一端、阻抗Z 2的 一端、阻抗Z3的一端和阻抗Z 4的一端，阻抗Z :的另一端连接副边绕组L :的同名端U，阻抗 4的另一端连接副边绕组L 2的同名端V、阻抗Z 3的另一端连接副边绕组L 3的同名端W，阻 抗24的另一端连接地PE ;阻抗Z i、阻抗Z2、阻抗Z# Y接结构。
[0031] 晶体管VT^射极和晶体管VT 2发射极的公共节点连接原边绕组L 4的同名端，原 边绕组"的异名端0'同时连接直流电压源U1的负极和直流电压源U2的负极；直流电压 源U1的正极连接晶体管￥!\的集电极，直流电压源U2的正极连接晶体管VT 2的集电极。
[0032] 阻抗Zi、阻抗Z2和阻抗Z 3阻值相等。
[0033] 直流电压源U1和直流电压源U2均取值，其中Ud为直流母线电压。
[0034] 在传统的有源滤波器应用时，由于很难找到额定电压超过400V的晶体管的，这就 限制了有源滤波装置的应用范围，但在本实施方式中，晶体管VTJP VT2的射极跟随器由一 个独立的直流电源供电，与逆变器3的输入电源无关，所以互补晶体管VTjPVTd^压降不 会超过U d。这样，该有源滤波器6就能应用在额定电压为460V或更高的感应电机上。这对 互补的晶体管由独立的直流电源ft供电，并且利用匝数比为1 m的共模变压器T，参数n 2d 是任意副边一相绕组对第四相原边绕组的匝数比。共模变压器T的激励电流由两个互补晶 体管￥!\和VT 2组成的推挽型射极跟随器提供，它根据参数n而增加，同时考虑互补晶体管 的额定电流。
[0035] 在有源滤波器6中，射极跟随器的输出电压通过共模变压器T加到逆变器3的输 出端，所以，共模电压检测电路由阻抗Zi~Z 4组成，Z i、Z2、Z3阻抗值相等，并且与Z 4的阻抗 值比例为1/3。
[0036] 逆变器3的传导电磁干扰噪声主要是由逆变器3的共模电压产生，所以减少电机 端的共模电压就能显著的减少电磁干扰噪声，利用共模变压器T绕组同名端的连接关系使 得共模变压器T副边产生的感应电势和逆变器3生成的共模电压相互抵消。因为共模信号 都是对地而言，三绕组副边可以等效为一相绕组，所以在分析原副边电量关系时可以把三 相四绕组共模变压器T等效为两绕组来进行。随着共模电压的消除，在电机5上产生的轴 承电流大大减小，传导干扰的主要成份就是逆变器3产生的漏电流，此电流可以通过由共 模变压器T和推挽电路组成的电路来进行补偿。
【具体实施方式】 [0037] 三：下面结合图3说明本实施方式，无源滤波器7包括电感L5、电感 L 6、电感L7、电容C3、电容C4、电容C5和电阻R ;
[0038] 电感L5、电感L6、电感L7这三个电感的一端A、B、C连接整流器2的交流输入端，电 感L 5、电感L6、电感L7这三个电感的另一端A Bp Q连接交流电源1的交流电输出端；
[0039] 电容C3、电容C4、电容C5的一端连接在一起的公共节点连接电阻R的一端，电阻 R的另一端M'连接在电机5的中性点M ;电容C3、电容C4、电容C5的另一端分别连接三个 电感的另一端
[0040] 电感L5、电感L6和电感L7的感抗相等。
[0041] 电容C3、电容C4和电容C5的电容量相等。
【具体实施方式】 [0042] 四：下面结合图1至图9说明本实施方式，本实施方式给出交流驱动 系统共模电压和轴承电流无源/有源抑制装置的参数确定方式。
[0043] 在设计有源滤波器6的过程中，电流补偿部分要仔细选取，设计适当参数的晶体 管和共模变压器T，尤其是晶体管，要求宽频带、高增益和低损耗。另外，要从电流检测共模 变压器T的结构工艺上采取措施，尽量减小绕组中的杂散电容。根据经验，共模变压器T的 变比n -般取10效果比较好。
[0044] 有源滤波器6中的共模电压检测阻抗21~24采用电阻和电容串联的形式，以避免 产生谐振现象，假设其电阻为R zl，电容为Czl。有源滤波器6主要为了抑制系统共模电压，所 以在设计过程中，需要使其插入损耗的传递函数IL(s)具有低通特性。由于逆变器3产生 的共模电压其主要频率都集中在开关频率及其整数倍上，所以有源滤波器6的谐振频率必 须远小于逆变器3的开关频率23if s。根据经验与实验，取Czl=180pF。其电感、电阻可用 下式计算得到：
【主权项】
1. 交流驱动系统共模电压和轴承电流无源/有源抑制装置，包括交流电源（I)、整流器 (2)、逆变器（3)、长线电缆（4)和电机（5)，交流电源（1)的交流电输出端与整流器（2)的 交流输入端相连，整流器（2)的直流输出端与逆变器（3)的直流输入端相连，逆变器（3)的 交流逆变输出端通过长线电缆（4)为电机（5)提供工作电源；直流母线电容C1、C2串联后、 并联在整流器（2)输出的直流母线上，直流母线电容CU C2的连接点为该直流母线的钳位 中占. I V、、、 ' 其特征在于，还包括有源滤波器（6)和无源滤波器（7);有源滤波器（6)的输入端连接 逆变器⑶的逆变交流输出端，有源滤波器（6)的输出端通过长线电缆⑷与电机（5)相 连；无源滤波器（7)的输入端连接整流器（2)的交流输入端，无源滤波器（7)的输出端连接 交流电源（1)的交流电输出端； 有源滤波器（6)的钳位指令输出端与直流母线的钳位中点相连，无源滤波器（7)的消 干扰指令输出端与电机（5)的中性点相连。
2. 根据权利要求1所述交流驱动系统共模电压和轴承电流无源/有源抑制装置，其特 征在于，有源滤波器（6)包括三相四绕组变压器T、阻抗Z 1、阻抗Z2、阻抗Z3、阻抗Z4、晶体管 VT1、晶体管VT2、直流电压源Ul和直流电压源U2 ; 三相四绕组变压器T的原边具有副边绕组L1、副边绕组L2、副边绕组L3和原边绕组L 4; 副边绕组L1、副边绕组L2和副边绕组1^的同名端U、V、W连接逆变器（3)的逆变交流输出 端；副边绕组1^、副边绕组M 5P副边绕组1^的异名端U1、V2、W3通过长线电缆⑷与电机（5) 相连；三相四绕组变压器T的变比为η ; 互补的晶体管VTJP晶体管VT 2反并联连接，组成推挽型射极跟随器； 晶体管VT1基极和晶体管VT 2基极的公共节点同时连接阻抗Z i的一端、阻抗Z 2的一端、 阻抗Z3的一端和阻抗Z 4的一端，阻抗Z 另一端连接副边绕组L 同名端U，阻抗Z 2的另 一端连接副边绕组1^2的同名端V、阻抗Z 3的另一端连接副边绕组L 3的同名端W，阻抗Z 4的 另一端连接地PE ; 晶体管VT1*射极和晶体管VT 2发射极的公共节点连接原边绕组L 4的同名端，原边绕 组1^4的异名端0'同时连接直流电压源Ul的负极和直流电压源U2的负极；直流电压源Ul 的正极连接晶体管集电极，直流电压源U2的正极连接晶体管VT 2的集电极。
3. 根据权利要求2所述交流驱动系统共模电压和轴承电流无源/有源抑制装置，其特 征在于，阻抗Z1、阻抗Z 2和阻抗Z 3阻值相等。
4. 根据权利要求2所述交流驱动系统共模电压和轴承电流无源/有源抑制装置，其特 征在于，直流电压源Ul和直流电压源U2均取值>，其中Ud为直流母线电压。 2n
5. 根据权利要求2所述交流驱动系统共模电压和轴承电流无源/有源抑制装置，其特 征在于，无源滤波器（7)包括电感L5、电感L 6、电感L7、电容C3、电容C4、电容C5和电阻R ; 电感L5、电感L6、电感L7这三个电感的一端A、B、C连接整流器⑵的交流输入端，电感 L5、电感L6、电感L7这三个电感的另一端A C1连接交流电源⑴的交流电输出端； 电容C3、电容C4、电容C5的一端连接在一起的公共节点连接电阻R的一端，电阻R的 另一端，连接在电机（5)的中性点M ;电容C3、电容C4、电容C5的另一端分别连接三个电 感的另一端Ap Q。
6. 根据权利要求5所述交流驱动系统共模电压和轴承电流无源/有源抑制装置，其特 征在于，电感L5、电感L 6和电感L 7的感抗相等。
7. 根据权利要求5所述交流驱动系统共模电压和轴承电流无源/有源抑制装置，其特 征在于，电容C3、电容C4和电容C5的电容量相等。
【专利摘要】交流驱动系统共模电压和轴承电流无源/有源抑制装置，属于交流电机驱动控制系统和电磁兼容领域，本实用新型为了抑制交流驱动系统中的共模电压和轴承电流。本实用新型包括交流电源、整流器、逆变器、长线电缆和电机，交流电源经整流器、逆变器后，逆变器的交流逆变输出端通过长线电缆为电机提供工作电源；直流母线电容C1、C2串联后、并联在整流器输出的直流母线上，直流母线电容C1、C2的连接点为该直流母线的钳位中点；在逆变器和长线电缆之间设置有源滤波器；在整流器和交流电源之间设置无源滤波器；有源滤波器的钳位指令输出端与直流母线的钳位中点相连，无源滤波器的消干扰指令输出端与电机的中性点相连。
【IPC分类】H02M1-44
【公开号】CN204349789
【申请号】CN201520094792
【发明人】肖芳, 戈宝军, 陶大军
【申请人】哈尔滨理工大学
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2015年2月10日