電機(jī)驅(qū)動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)傳導(dǎo)EMI抑制方法

電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)傳導(dǎo)EMI的抑制方法1引言現(xiàn)代電機(jī)驅(qū)系（PWM變頻-感電機(jī)驅(qū)系）由采用了變器對(duì)電進(jìn)行變和制，使其運(yùn)行性由自特變?yōu)榭氐娜斯ば裕灾笜?biāo)得極大的高并且統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊、控制單因此一系統(tǒng)在代工業(yè)得到了泛應(yīng)用但由于統(tǒng)采用了壓源脈調(diào)）控制方，變器的電力子器件作開(kāi)關(guān)態(tài)du/dt、di/dt較，開(kāi)關(guān)壓電流含有豐富的高諧波，此機(jī)驅(qū)系統(tǒng)的電干擾問(wèn)題顯尤為突出并嚴(yán)重影響了圍系統(tǒng)正工作變頻器產(chǎn)的傳導(dǎo)EMI以壓或流的共模差模形式出的，它為模EMI和模EMI。模EMI指由相與線(xiàn)所成回路中的干信號(hào)；模EMI是指由相或中線(xiàn)地所構(gòu)回路中的擾信號(hào)對(duì)變頻，多數(shù)況產(chǎn)生傳導(dǎo)干擾以共模EMI主并且模電流流大地構(gòu)成回，大地形天線(xiàn)應(yīng)，給其設(shè)備帶嚴(yán)的，使得共EMI成的危遠(yuǎn)遠(yuǎn)大差EMI造成的害。因共EMI變頻的電磁兼性設(shè)計(jì)中顯尤為重，這種模電流即系統(tǒng)的電。為各國(guó)學(xué)者繼圍繞電機(jī)系的干擾、播途和敏感設(shè)這3個(gè)方開(kāi)展了論及應(yīng)用術(shù)的研工作取了一的就體括兩類(lèi)一類(lèi)通過(guò)改控策略?xún)?yōu)化電路撲結(jié)來(lái)降低擾的干強(qiáng)度；另類(lèi)是通濾器來(lái)制干擾的播。從已工作來(lái)的制措施都不同程上加了統(tǒng)的成本復(fù)雜性低系統(tǒng)可性且數(shù)工作集在研如何降低消除共電，而忽從局部行善而接抑制共EMI流，降EMI強(qiáng)度的法為此文針對(duì)上不足通過(guò)小電力子件與熱器之間耦合寄生容，提漏流傳途徑阻抗方法，現(xiàn)小漏流，降低統(tǒng)傳導(dǎo)擾強(qiáng)度2寄電與電流傳途徑1/8

在電驅(qū)動(dòng)系于PWM調(diào)技術(shù)被泛運(yùn)用中的壓流隨率開(kāi)器件動(dòng)產(chǎn)很高，壓電流的波成分幾到幾百至上GHz頻成分過(guò)生電和公共阻形成漏流導(dǎo)EMI電機(jī)動(dòng)系統(tǒng)電的傳主要通過(guò)條途徑一是電電子器件散熱器間的寄電容耦；一條電機(jī)的繞和定子殼間的布電容耦。如果頻器輸電纜很的，還考慮通過(guò)纜和地間分布容的耦合漏電流返回路主要是統(tǒng)壓器中性點(diǎn)接線(xiàn)，如1所。圖1中Clgm為機(jī)的繞組定子機(jī)之的分電容Clgc慮電纜地之的分布容ClgD和ClgK電力子器件的屬管殼散器之的寄生電容；為漏流電力子器件正工作時(shí)由器件屬殼表面在著隨間變的電荷累為此防止通過(guò)熱器發(fā)短，在力電子器和散熱中間填絕緣層于，從理概念上，電力子件與熱器間存著類(lèi)似行板電器的寄電，如2所。雖此寄生電非常微，對(duì)于力電子器件動(dòng)時(shí)所產(chǎn)的百M(fèi)Hz甚上GHz的波電壓電流來(lái)，寄生容的阻抗相對(duì)小，諧電可以利通過(guò)，此兩者間寄生容在高頻不能被略不計(jì)也就是，力電器件與散器之間寄電容以將高頻波電壓電流耦至金屬熱的表，最終在傳導(dǎo)或射形式成EMI對(duì)于電機(jī)驅(qū)系機(jī)的繞與機(jī)殼間布電及電纜與地之間分電容耦的電流可以通過(guò)變頻器出口安EMI波器降共模電壓及用屏蔽纜方法抑制，并實(shí)驗(yàn)證，一方是行之有的，但于2/8

電力子器件散器之寄生電容條耦合徑如果熱器通過(guò)殼接地那么電電子器與熱器的寄生電就為漏流供了條低阻抗合通路高頻漏流就會(huì)到熱器，再經(jīng)機(jī)流入公地最終入交流電的地線(xiàn)從而產(chǎn)共模輻使回到流電源地的漏電增，從加重了傳EMI；相反地，果散熱不地，然切斷了電流的路減小漏電流的導(dǎo)發(fā)射但高頻關(guān)電流耦到散器上，使熱器成一電壓勵(lì)的天線(xiàn)從而增了輻射EMI但通散器都與機(jī)殼相接的。此散熱與電力電器件間電容合是電電裝置生共模輻的主要因一。從物概念上散器的尺寸以減小力子器與散熱器的寄生電，從而大路的抗，降低熱器EMI發(fā)射量但是，隨散熱器寸的減，散熱的熱效也同時(shí)被低了，不于電電子器件可靠工，并且著電力子件功及開(kāi)關(guān)頻的不斷大器件發(fā)熱量也不斷提，因此試圖依簡(jiǎn)地減散熱器的寸或接、接地達(dá)到降低熱器EMI的發(fā)射是不可的而隨電力電子件功率開(kāi)頻率不斷升高由散熱造成的EMI將來(lái)越顯但目大多數(shù)研都是集在熱器輻射EMI問(wèn)，通過(guò)小電力子件與熱器間的生電容到制傳EMI方法往被忽視，于這一法文獻(xiàn)未見(jiàn)詳細(xì)道。3減漏流措施3.1措的提變頻正常工時(shí)于每一橋臂的上下功率件輪流通的因此三相臂的中電也相地隨之發(fā)階躍變，而導(dǎo)功率器件散熱片間產(chǎn)生移電流即電流大小為式中:ilg每個(gè)橋的電流為力電器件與散器之間寄電容；Uds直流線(xiàn)壓，td分電力電子件的開(kāi)和斷時(shí)。3/8

對(duì)整器橋與熱之間漏電流情跟逆變一有逆部分開(kāi)關(guān)率高而。由式1可得通過(guò)減小生電容Cj和減電壓變率可以降低電流減小電壓化率dUds/dt增加件的開(kāi)關(guān)耗大件的發(fā)熱，這不于件的靠工作，且還與前力電發(fā)展的大向（高關(guān)頻率相悖；通減小熱器底面尺寸或加緣層度來(lái)減小生電容Cj，同樣低了散器散熱率，不利器件的靠作。根據(jù)磁場(chǎng)理可果電場(chǎng)植入接的蔽體以切電場(chǎng)的播，小電場(chǎng)合為此在電力電器件與熱之間入一個(gè)電為零的蔽層，電力電器與散器之間寄電容減，到降共模EMI流的的如圖3示。時(shí)電路模的變化圖4所。耦合徑上看，就是減了生電Cj，增了阻。3.2

等效路分析設(shè)金屏蔽層地抗為Z1，于在擾和接器之間入蔽層，干擾和接收之得直耦合作用會(huì)變得小寄生電C3可忽略不計(jì)所以根圖4b所模型得接收器的感應(yīng)壓4/8

由式2可見(jiàn)對(duì)于已給的干擾和收器要使接收上的感電壓Us小，則須使屏層對(duì)地抗（屏層阻抗接地線(xiàn)抗和）小，于是屏層必須有大的導(dǎo)率，并屏蔽層應(yīng)系統(tǒng)接觸良好反之，果屏蔽與系統(tǒng)接不良不接地，會(huì)因?yàn)閿_與屏層兩者之距小于干擾源接收器間距離使寄生電C1Cj，致加屏層后漏電（共模流）而會(huì)大從而EMI變4寄電參的數(shù)提在電驅(qū)動(dòng)系中力電子件主要采功率場(chǎng)應(yīng)體或者絕柵雙極體IGBT）開(kāi)頻率從20kHz到400kHz。們特點(diǎn)漏源極電波形的壓化率（duds/dt很高，有大量高諧波分，而且散熱底面積常器件金屬外殼很多，得場(chǎng)的沿效應(yīng)及頻情況的媒質(zhì)散特性影了該容的數(shù)值因此散器電力子器件間寄生電已不能用靜電推的基平行板電公式進(jìn)近計(jì)算為此采用限元計(jì)軟件ANSYS對(duì)驗(yàn)系統(tǒng)IGBT散器之的寄生電進(jìn)行了值算。為簡(jiǎn)計(jì)算設(shè)散熱和力電器件的算型均導(dǎo)電金屬分別和100mm×60mm×5mm距為20mm的銅它與散器間距為散熱器IGBT間以電壓源激，電壓是率為150kHz～30MHz標(biāo)準(zhǔn)規(guī)傳導(dǎo)EMI頻率為150kHz）幅為1V正信號(hào)計(jì)算所得者之間某頻率電力線(xiàn)及散熱底面電強(qiáng)分布圖、圖所。兩者之寄生電的率特如圖所示5/8

由圖7可散熱與電力子器件植入屏蔽后片與力子器件間的寄電顯著小，同時(shí)可以看，質(zhì)具色散特性使得寄電容值著頻率升而減。5仿與驗(yàn)為了證所提法抑制電流有效進(jìn)行了下仿真實(shí)驗(yàn)。仿真件用真件Saber20003真參數(shù):調(diào)制波率50Hz波頻率20kHz，深參考為電源。實(shí)驗(yàn)件。變器數(shù):調(diào)波頻率50Hz開(kāi)關(guān)率20調(diào)方式出電0～380出流～150A應(yīng)電機(jī)參數(shù)定功率3kW，額定壓380V，額電流6.5A額定率，額轉(zhuǎn)速1440r/min。屏層植入6/8

方法與頻器逆部分的直輸入端0V電相連與相，且機(jī)接地。圖8圖9分無(wú)/有屏蔽時(shí)變頻機(jī)殼漏電（所有熱漏電之和）仿真結(jié)與驗(yàn)結(jié)。比較圖8和可見(jiàn)，散熱片電力電子件間植入屏層后，電明顯小。這主是由于入蔽層，散熱片電力電器件間寄生電減，漏流的傳播徑阻抗大從而低了漏電。圖10為電電子器與熱器間無(wú)屏層時(shí)實(shí)系統(tǒng)的傳EMI頻譜，中曲線(xiàn)1為有屏層時(shí)的導(dǎo)EMI譜，曲2有屏蔽層的傳導(dǎo)EMI頻譜比較曲、曲2可見(jiàn)，子器件散熱器間入屏層后系會(huì)漏電流減小而傳EMI顯減弱7/8

6