PWM逆变器无源滤波器的研究

作     者：侯逸鸣 

作者单位：辽宁工程技术大学 

学位级别：硕士

导师姓名：付兴武

授予年度：2021年

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

主      题：PWM逆变器 电磁干扰 EMI滤波器 无源滤波器 

摘      要：PWM逆变器作为变频器的核心装置在工业生产中被广泛应用,其产生负面效应的抑制方法一直是学者研究的热点。逆变器产生的电磁干扰影响的不仅是自身的稳定运行,还有其它设备的工作稳定性。高频开关器件工作产生的差模干扰和共模干扰不仅会污染电网,还会对负载造成损害。长线电缆的使用加重了负载端过电压的程度,进而损害负载。目前解决这些问题的方法是分别用一些滤波电路降低或消除这些危害。研究出能同时解决多种问题的滤波装置逐渐成为趋势。本文阐述了PWM逆变器的调制原理,并从输入侧和输出侧分别分析了电磁干扰产生的机理以及PWM逆变器产在负载端产生过电压的原因,为实现本文的设计提供了理论基础。根据敏感设备不同,本文分别研究了PWM逆变器输入侧和输出侧的无源滤波器。在输入侧,加装EMI滤波器是从传输路径上衰减电磁干扰最有效的手段,其中平面无源集成是EMI滤波器的研究趋势,所以本文研究了集成EMI滤波器的性能指标和设计方法。设计出了一款集成EMI滤波器,并给出了设计方法和步骤,使样机达到了设计要求,通过了插入损耗测试和温度测试。在此基础上,提出了一种单磁芯的二级EMI滤波器的结构,样机实验验证了这种结构的优越性。在输出侧,传统的RLC滤波器可以有效抑制差模干扰和负载端的过电压现象,共模变压器相比共模扼流圈有更好地抑制共模干扰的效果。本文依据这些特点,提出了一种新型的CRLC滤波器,可以同时抑制差模和共模干扰,并对负载端的过电压有一定抑制效果,使用Matlab对该滤波器的参数进行设计;通过Ansys仿真软件对共模变压器的绕制方式进行仿真对比;通过Saber仿真软件搭建电路模型并测试CRLC滤波器对电磁干扰和过电压的抑制效果。并基于仿真结果搭建实验平台对CRLC的有效性以及优越性进行证明。该论文有图85幅,表8个,参考文献59篇。