PWM驱动系统中的共模电压及抑制

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1、第l4卷第4期电机与控制学报V01．14No．42010年4月ELECTRICMACHINESANDCONTROLApr．2010PWM驱动系统中的共模电压及抑制姜艳姝，于晓洋(1．哈尔滨理工大学自动化系，黑龙江哈尔滨150080；2．哈尔滨理工大学测控技术与通信工程学院，黑龙江哈尔滨150080)摘要：针对PWM逆变器在工作时产生的共模电压可能损坏电机轴承，产生电磁干扰等降低系统可靠性的问题，对共模电压的特性及其负面影响进行了理论分析和实验验证，并得出共模电压的抑制方法。提出一种由一个单相逆变器和一个五绕组变压器组成的逆变

2、器输出有源滤波器结构来消除共模电压。该滤波器可以构建一个与PWM逆变器输出的共模电压大小相等、相位相反的共模电压，通过五绕组变压器叠加到电机端，从而消除电机端的共模电压。由统一的控制单元同时输出PWM逆变器和单相逆变器的控制信号，给出滤波器的相关控制策略及设计方法。实验验证了所提出的滤波器消除共模电压及其负面效应的有效性。关键词：PWM变频器；有源滤波器；共模电压；轴电压；轴承电流中图分类号：TM477文献标志码：A文章编号：1007—449X(2010)04—0072-08Common—modevoltageanditsc

3、ancellationinPWMdrivesystemJIANGYan—shu．YUXiao—yang(1．DepartmentofAutomation，HarbinUniversityofScienceandTechnology，Harbin150080，China；2．SchoolofMeasurement—ControlTechnology＆CommunicationsEngineering．HarbinUniversityofScienceandTeclmology，Harbin150080，China)Abstra

4、ct：Pulsewidthmodulated(PWM)invertercangeneratecommon—modevoltage(CMV)resultinginbearingdamage，electro·magneticinterference(EMI)andSOon，whichdecreasethesystemreliabili—ty．Inthispaper，sometheoreticanalysisandexperimentalresultsprovethecharacteristicsofCMVanditsadvers

5、eeffects，andthemethodsforCMVcancellationsarealsopresented．Thenanovelinverterout-putactivefilterbasedonasingle-phaseinverterandafive—windingtransformerisproposed，utilizingthereconstructedinverseCMVinsertedintothemotorleadstocancelCMVatmotorterminator．Thecontrolsigna

6、lsofthePWMinverterandthesingle—phaseinverterareproducedbythesanlecontrolunit，thescheme，controlprinciple，Designguidelinesoftheproposedfilterarealsopresented．Finally，experi-mentalresultsprovetheproposedfilter’SeffectivenessineliminatingCMVinthePWMinverterdrivingsyste

7、ms·Keywords：pulsewidthmodulatedinverter；activefilter；commonmodevoltage；shaftvoltage；bearingcurrent收稿日期：2009—09—25基金项目：黑龙江省教育厅基金项目(11511062)；哈尔滨市科技局基金项目(2007RFQXG053)作者简介：姜艳妹(197l一)，女，博士后，教授，研究方向为电力电子与电力传动；于晓洋(1962一)，男，博士，教授，研究方向为测试计量技术及仪器。第4期姜艳姝等：PWM驱动系统中的共模电压及抑制73

8、whichI，ciscommon—modevoltage；l，U，Vvandis0Introductionphasevoltageateachmotorterminal，referredtotheInmodernindustry，PWMinverterisusedmoreground．wi