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电气传动 2013年第10期43卷 61-64页

作者：何凤有王婷婷李宝峰徐兴华王珂中国矿业大学信息与电气工程学院江苏徐州221008 江苏省工程实验中心江苏徐州221006

PWM逆变器驱动电机因其具有优越的控制性能而得到了广泛的应用,然而由于逆变器的开关模式带来的电磁干扰问题,也给电机带来了不少负面影响。在给出了电机和电缆高频模型的基础上,分别对不同电缆长度和不同开关频率对电机过电压的影响进... 详细信息

PWM逆变器驱动电机因其具有优越的控制性能而得到了广泛的应用,然而由于逆变器的开关模式带来的电磁干扰问题,也给电机带来了不少负面影响。在给出了电机和电缆高频模型的基础上,分别对不同电缆长度和不同开关频率对电机过电压的影响进行了仿真分析。最后搭建了实验平台,用频谱分析仪对电机的EMI进行测试,验证了上述不同因素对电机EMI影响的分析。

关键词： PWM逆变器电机高频模型电缆长度电磁传导干扰

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永磁同步电机驱动系统共模谐波预测方法研究

永磁同步电机驱动系统共模谐波预测方法研究

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作者：董亮电子科技大学

学位级别：硕士

随着永磁同步电机驱动系统中器件体积越来越小,系统中的寄生效应越来越严重,并且系统中的开关器件的开关速度越来越快,导致系统中存在大量的高频共模谐波,这些谐波不仅会影响电机的正常运行还会对电机驱动系统周围的电子设备产生严重的... 详细信息

随着永磁同步电机驱动系统中器件体积越来越小,系统中的寄生效应越来越严重,并且系统中的开关器件的开关速度越来越快,导致系统中存在大量的高频共模谐波,这些谐波不仅会影响电机的正常运行还会对电机驱动系统周围的电子设备产生严重的电磁干扰,因此,减少电机驱动系统中的共模谐波成为了当前研究的热点。准确预测共模谐波是减少共模谐波的基础,然而现有的模型和分析方法对共模谐波的预测不够准确,为解决以上问题,本文以实验室3kW永磁同步电机驱动系统为研究对象,以建立阻抗网络预测模型与谐波数值分析预测模型为目标,提出了两种可以预测共模谐波的准确方法。一方面,本文提出了用于预测共模谐波准确的数值分析模型。通过分析整流器与逆变器的工作状态,得到了系统中的开关器件产生的谐波电压的时域与频域表达式,采用与仿真以及实验对比的方式,证明了该模型预测共模谐波的可行性与准确性;此外本文还建立了电机驱动系统中电压脉冲尖峰振荡的仿真模型,并通过仿真与实验对比,表明了该仿真模型可以准确地预测共模谐波中的脉冲尖峰振荡并给出了共模谐波来源的详细分析。另一方面,本文提出了用于预测共模谐波的高频电机阻抗模型与传输线的阻抗模型并进行了实验验证。针对现有电机建模中阻抗模型的差模阻抗精度不够高以及电路参数不尽合理等缺陷,提出了一种在4Hz0MHz具有高精度三相差模与共模的电机高频模型,通过实验将该模型的三相差模、共模阻抗与实测阻抗进行对比,证明了该模型的准确性;通过矢量拟合算法得到了传输线的高频模型,相较于传统分频段等效电路的方法,该方法得到电路具体参数的效率显著提高,并通过实验对比了该模型与实验测得的传输线阻抗,证明了该模型的准确性;通过在Matlab/Simulink建立整个电机驱动系统的高频模型预测了系统中的共模谐波,将实验测得的共模谐波与仿真结果对比,证明了该模型对共模谐波的预测具有较高的准确性而且该模型实用性更强可以适用于各种开关器件与控制算法。研究结果表明,可以通过建立开关器件的状态与分析系统LCR振荡的方法对电机驱动系统共模谐波进行准确的预测,也可以在Simulink中建立系统高频阻抗模型与控制模型进行预测。以上两种共模谐波预测方法对于电机驱动系统的电磁兼容性能提高具有重要意义。

关键词：共模谐波电机高频模型电机驱动系统谐波预测方法

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变频调速牵引电机端子过电压及其对绝缘破坏机制的研究

变频调速牵引电机端子过电压及其对绝缘破坏机制的研究

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作者：温凤香西南交通大学

学位级别：硕士

为了满足铁路提速的迫切需求,高速交流传动机车在我国已经成为铁路发展的首选。同时,高速交流传动机车广泛采用高开关频率器件的脉宽调制（PWM）逆变器,使得逆变器输出脉冲具有陡上升沿。高频PWM脉冲电压波在电缆中传播,会在变频调速牵... 详细信息

为了满足铁路提速的迫切需求,高速交流传动机车在我国已经成为铁路发展的首选。同时,高速交流传动机车广泛采用高开关频率器件的脉宽调制（PWM）逆变器,使得逆变器输出脉冲具有陡上升沿。高频PWM脉冲电压波在电缆中传播,会在变频调速牵引电机端形成振荡的过电压,这样的电压在电机绕组中又分布不均匀,造成前几匝绕组承受更高的电压,最终容易导致电机绕组绝缘的失效。针对上述问题,本文首先通过传输线理论建立了机车用电缆的分布参数模型,以及变频调速牵引电机的高频等效电路。基于电缆的结构及布置,解析计算出其分布参数值;利用ANSYS软件对定子槽内电磁场进行有限元分析,得到绕组分布参数值。然后分析了PWM逆变器驱动牵引电机时电机端过电压的产生机理,研究了电机端电压幅值的影响因素,理论分析同仿真结果基本吻合。利用电机高频等效电路研究PWM脉冲电压在电机绕组内的分布情况,探讨了电机分布参数对绕组电压分布的影响。在以上分析的基础上,以降低电机端过电压、改善绕组电压分布为原则提出抑制电机绕组绝缘失效的对策。对于变频调速牵引系统中加入滤波器后进行仿真研究,合理的设定滤波器参数可以有效的解决上述问题。另外,根据绕组电压分布特性提出改进绝缘结构同样可以达到抑制绕组绝缘失效的目的。

关键词： PWM脉冲电机高频模型有限元法分布参数绝缘失效

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船舶电力推进系统传导电磁干扰预测分析

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自动化技术与应用 2012年第2期31卷 37-42页

作者：刘胜张玉廷李冰哈尔滨工程大学黑龙江哈尔滨150001

针对船舶电力推进系统严重的电磁干扰问题,对系统传导电磁干扰进行了预测分析。通过分析传导EMI传播途径,建立整流器差模干扰等效电路和共模干扰等效电路,并以此为例建立了系统电网侧差模干扰模型、电网侧共模干扰模型、电机侧差模干扰... 详细信息

针对船舶电力推进系统严重的电磁干扰问题,对系统传导电磁干扰进行了预测分析。通过分析传导EMI传播途径,建立整流器差模干扰等效电路和共模干扰等效电路,并以此为例建立了系统电网侧差模干扰模型、电网侧共模干扰模型、电机侧差模干扰模型和电机侧共模干扰模型。提出了基于双重傅里叶积分法的空间矢量脉宽调制波形解析建模方法,提高了电磁干扰预测分析精度,并考虑了电机高频模型的影响。最后,通过对一功率为10MW船舶电力推进系统传导电磁干扰仿真,对系统传导电磁干扰进行了预测分析,具有重要的工程应用价值。

关键词：船舶电力推进系统电磁干扰预测双重傅里叶积分电机高频模型

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