三相逆变器共模传导电磁干扰的建模与分析
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
情 况要 复杂 得多 。 近几 年 ， 针对 三 相 逆 变 器 共模 传
导 Ｅ 的研 究 工 作 主 要 集 中 在 逆 变 器 系统 输 出 端 ＭＩ 共模 电压 的抑 制 和 逆 变 器 与 电 机 连 接 导 线 对 传 导
而 形成共 模 电流 ， 回到输 入侧 ， 电 网或其它 设备 返 对
Ｏ
电流 不 能 突 变 ， 时 开 关 管 Ｖ ， 际 上 并 没 有 导 此 Ｔ 实 通， 电流 从 Ｖ 向 Ｖ ：转移 ， 经 Ｖ 的 电 流迅 速 Ｔ Ｄ 流 Ｔ 减小 ， 流经 Ｖ ，的 电 流 迅 速 增 加 ， 图 ３ ｂ 所 示 ； Ｄ 如 （）
当 Ｖ 的 电流全部 转 移 到 Ｖ ， 进 入 二 极 管续 流 Ｔ上 Ｄ，
第３ １卷 第 １期
２１ ０ ２年 １月
电 工 电 能 新 技 术
Ａｄ ａ ｅ ｃ ｎ ｌｇ ｆＥｌｃ ｒｃ ｌＥｎ ｉ ｅ ｉ ｇ ａ ｄ Ｅｎ ｒ ｙ ｖ ｎｃ ｄ Ｔｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｏ ｅ ｔｉ ａ ｇｎｅ ｒｎ ｎ ｅ ｇ
Ｖｏ ． １ ３１，Ｎｏ １ ．
本 文首 先通过 对 三相逆 变器各 个开 关 管的开 关状 态的 分析 ， 到 了三相 逆 变器共 模 传 导 Ｅ 干扰 得 ＭＩ
源的 简便 表 示方 法 ， 而提 出一种 由共模 传 导 Ｅ 干 扰 源 和传 播 通 道模 型 构 成 的 等 效 电路 模 型 。 进 ＭＩ
通过 实验 测 量和 电磁 场数值 计 算 ， 得等 效 电路 中的各 个 高频 参数 。对其 共模 传 导 Ｅ Ｉ 行仿 真 获 Ｍ 进
和 实测 ，５ ｋ ～ ０ Ｚ １０ ＨＺ ３ ＭＨ 频段 的仿 真 与 实测 频谱 基 本 吻 合 ， 明 采 用 本 文 方 法建 立 的 共模 等效 电 说
路模 型是 可行 的 。该 方法 可作 为计 算评估 三 相逆 变器 共模传 导 Ｅ 的一 种可 行方 案 。 ＭＩ
关键 词 ： 相逆 变器 ；共模传 导 电磁 干扰 ； 效 电路 三 等
管 Ｖ 续 流 二 极 管 Ｖ 的工 作 原 理 一 样 。 开 关 管 Ｔ、 Ｄ Ｖ Ｔ导通 和关 断 时产 生 的 ｄ／ ｔ是 主要 的共 模 传 导 ｖｄ ，
因此 以 ｃ相 为 例来 说 明 。对 于 阻感 性 负载 ， ２所 图
示 的 区间 Ⅳ 、 、 中 的 Ｃ相 负 载 电 流 流 向 图 １所 Ｖ Ⅵ 指 定 的 正 方 向 ， ｃ相 电 流 ｉ 即 ＞０ 由 于 采 用 的 。
Ｐ ＷＭ 开关 频率 较 高 （ １ｋ ｚ ， 区间 Ⅳ 、 、 内 如 ０Ｈ ）在 Ｖ Ⅵ
Ｅ Ｉ Ｍ 干扰 源 ， 由开 关管 Ｖ 可 Ｔ两端 电压来 代 替 。图 ５
２ ０
电 工 电 能 新 技 术
第 ３ 卷 １
中虚线 是共 模传 导 Ｅ 传播 通道 的重要路 径 ， 。 ＭＩ ｃ 为 开 关 管发射 极 对参 考地 的等 效 寄生 电容 。
表 １ 三 相 逆 变 器 各 器 件 的开 关状 态
下 桥臂 开关 管 Ｖ ：虽 被 触 发 ， 实 际 上 并 未 导 通 ， Ｔ 但 分析 不 同时 间段 各 相桥 臂 Ｉ Ｂ Ｇ Ｔ开 关 管 和 反并
联二极 管 的开 关状 态 。 由于 Ａ、 Ｃ三相 是对 称 的 ， Ｂ、
而是 ｉ 通过 反并 联 二极 管 Ｖ 进 行续 流 。因此 ， Ｄ ｃ 相桥 臂 电路 相 当 于 由 Ｖ 和 Ｖ 构 成 ， 图 ４所 Ｔ Ｄ 如 示 。Ｖ Ｖ 与 图 ５所示 的 ｂ ｃ Ｔ、Ｄ ｕ ｋ变换 器 中 的开 关
变器 开 关 器 件 （ Ｉ Ｂ 、 Ｓ Ｅ 如 Ｇ Ｔ ＭＯ Ｆ Ｔ等 ） 率 不 断 提 频 高， 大大加 快 了逆 变 器 的 动 态 响应 过 程 ， 而 ， 速 然 高 开关 过程会 产 生严 重 的传导 电磁 干扰 （ ＭＩ ¨ 。差 Ｅ ）
模传导 Ｅ Ｉ Ｍ 是在各相线之间构成 的回路传播 ； 共模 传 导 Ｅ 是 在 相 线 和 地 之 间构 成 回 路 传 播 。共 模 ＭＩ
建立 比较 简便 的共 模传 导 Ｅ 干扰 源 模 型 ， 先对 ＭＩ 首 各 时 间段 中各 开关 管 的开关 状态 进行 分析 。
２ ２ 三相 逆变 器开 关 管的开 关状 态分 析 ．
Ｖ ：中的 电流全部 转 移 到 Ｖ 时 ， 回到 了 初始 状 Ｄ Ｔ 就 态 ， 时 ｃ点对 Ｎ的参考 电位 由 ０变为 ｕ 。 此
传导 Ｅ 是传 导 Ｅ 的主要组 成成 分 ， ＭＩ ＭＩ 它不 但 影 响 负载 的正 常 工作 、 缩短 其使 用寿 命 ， 而且 对逆 变器 本
身也 带来 很 大 的危 害 。现 有 文 献 对 电 力 电子 设
２ 三 相 逆 变 器 的共 模 等 效 电路
２ １ 三相 逆变 器 系统构 建 ． 所研 究 的 三 相 逆 变 器 的主 电路 结 构 如 图 １所
图 １ 三 相 逆 变 器 主 电 路
Ｆｉ ．１ Ｃｉｃ ｔｄ ａ ｒ ｍ ｆｔ ｒ ｅ ｐ ａｓ ｎｖ ｒｅ ｇ ｒ ｕｉ ｉｇ ａ ｏ ｈ ｅ — ｈ ｅ ｉ ｅ ｔｒ
过程 ， 此时 ｃ点对 Ｎ的参 考 电位 由 Ｕ 变 为 ０ 如 图 ， ３ ｃ 所 示 ； 到 下个 Ｐ （） 等 ＷＭ 周 期 ， Ｔ Ｖ 又 开 通 时 ， 电 流开 始从 Ｖ 向 Ｖ Ｄ Ｔ 转移 ， 经 Ｖ ：的电流迅 速减 流 Ｄ 小， 流经 Ｖ 的 电 流迅 速 增 加 ， 图 ３ ｄ 所 示 ； 如 （ ） 当
在时 间 区间 Ｉ、 Ⅲ， Ⅱ、 Ｃ相 电流 流 向 与 图 １所 示 的正方 向相 反 ， 即 ＜ 。此 时 Ｃ相上 、 开 关 管 ０ 下
本文 以基 于载 波 的单极 倍 频 Ｓ ＷＭ 调制 为 例 ， Ｐ
来 分 析该 调制 方式 下 的各个 开关 管 的状态 。一 般用
三个互 差 １０ 的正 弦信 号 作 为调 制 波 ， 同 一个 三 ２。 用 角波作 为 载波 进行 调 制 ， 别 驱 动 三 相 桥臂 的各 个 分
中 图 分 类 号 ： Ｍ４ Ｔ ６ 文 献标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ： ０ ３３ ７ （ ０ ２ ０ －０ ８０ １ ０ －０ ６ ２ １ ） １０ １ － ４
１ 引言
随着 电力 电子 技 术 的发 展 ， 用 脉 冲 宽度 调 制 采
（ ＷＭ） 式 的 三相 逆 变 器 得 到 了广 泛 的应 用 。逆 Ｐ 方
和 三 相 负 载 电 流 ｉ、 ｉ 和 ｉ 如 图 ２所 示 ， 分 为 六 可
个 时 间 区 间 （Ｉ ～Ⅵ） 在 每个 时 间 区 间 ６个 Ｉ Ｂ ， ＧＴ
开关管 都将 有 导通 触发 信号 。
ｌ ０
ｆ） ａ 过程 １
ｆ 过 程２ ａ ）
Ｎ
（ 过程３ ｃ ）
（） ｄ 过程４
开关器 件 ， 每相 桥 臂 的 上 、 开关 管 的状 态 互 补 ， 下 以
的开关 状 态分析 与 ｉ ０时类 似 。 同理可 以分 析其 ＞
他两 相 的情 况 。得 到在各个 时间段里 器件 的开 关状 态， 表 １ 示。 如 所
免 出现桥 臂 的直通 现象 。
当三 相逆 变器 的 负载 为 阻感 性 时 ， 线 电流 ｉ 母
分析 的方 法 对 三 相 逆 变器 的共 模 传 导 Ｅ 进 行 研 ＭＩ
究 。在对 三相 逆变 器各 开关 器件 的开关 状 态进行 分
析 的基 础 上 ， 出 了一 种 三 相逆 变 器 共模 传 导 Ｅ 提 ＭＩ 干扰 源模 型 ， 建 立 了其 主要 传 播 通 道 的共 模 等 效 并 电路 模 型 ， 由仿 真 计 算 得 到 共 模 传 导 Ｅ Ｉ 谱 ， Ｍ 频 并 通 过和实 测频 谱相 比较 来验 证该 等效 电路 模型 。
基 金 项 目 ：电力 系 统 国 家 重 点 实 验 室 资 助 项 目 （ Ｋ Ｄ ９ ２ Ｓ Ｌ ０ Ｍ１ ）
作者简 介 ：陈
名 （ ９ ４） 男 ， １８ ． ， 湖南籍 ，博士生 ， 研究方 向为电力 电子与电力传动 ；
黄 立 培 （ ９ ６） 男 ， 苏 籍 ，教 授／ 导 ， 事 电 力 电 子 与 交 流 调 速 系 统 的教 学 与 科 研 工 作 。 １４ 一 ， 江 博 从
Ｅ 的影 响等 ， 对 三相 逆变 器 本 身传 导 Ｅ 的 ＭＩ 针 ＭＩ
产 生共模 传 导 Ｅ 。 因此 在 本 文 的研 究 中 ， 各 个 ＭＩ 将
开 关管 开关 动作 产生 的 电压跳 变作 为三 相逆 变器 的 主要 的共模 传 导 Ｅ 干 扰源 。 ＭＩ
三相 逆变 器开关 数 目较 多 ， 电路相对 复 杂 ， 了 为
示 。其 中 正 负 直 流母 线 Ｐ和 Ｎ 之 间 的 电压 ｕ 为
３ ０ 直流 电容 采 用 两 个 ５ ０ Ｆ的 电解 电 容 并 联 ， ０ Ｖ， ６￣ Ｖ 是开关 管 （Ｇ Ｔ ， Ｄ Ｔ ～Ｖ Ｉ Ｂ ） Ｖ ～Ｖ 为反 并联 二 Ｄ 极 管 ， 为三 相对 称 阻 感 性 负 载 ， Ｂ Ｃ分 别 为 三 ｚ． Ａ、 、 相 桥臂 的 中点 ， Ｏ为 三相 负载 的 中性 点 。 三 相逆 变器 的各 个 开关 管 导 通 和 关 断过 程 中 ， Ａ、 Ｃ点 的 电位将 不断 发 生 变 化 ， 些 电压跳 变 通 Ｂ、 这 过 电路 中对 地之 间 的寄 生 电容 不 断 进行 充 放 电 ， 从
图 ３ Ｃ相 的换 流 过 程 （ ＞ ） ｉ ０
图 ２ 阻 感 性 负 载 时 的 电 流 ｉ ｉ、 、 ｉ 和 ｉ
Ｆｉ ２ Ｃｕ ｒ ｎ ｓｉ ｉ ｉ ｎ ｄｗｉｈ ｉ ｕｃｉｅ ｌａ ｇ． ｒｅ ｔ ＾、Ｂ、ｃ ａ ｄ ｉ ｔ ｎｄ ｔｖ ｏ ｄ
ｏ
２ ３ 三 相逆变 器 的共模 等效 电路模 型 ． 从 上面 的分析 可 知 ， Ｃ相 电流 ｉ ０时 ， ＞ Ｃ相 的
第 １期
陈
名 ， ：三相逆 变器 共模 传导 电磁 干扰 的建 模与分 析 等
１ ９
ｃ相上 、 下桥 臂 的 Ｉ Ｂ Ｇ Ｔ开关 管会被 触发 多次 。假设
初始 时 刻是 Ｖ 导 通 ， 时 ｉ Ｔ 此 流 向如 图 ３ ａ 中 的 （）
虚线所 示 ； 某 一 时 刻 控 制 系 统 给 Ｖ 关 断 信 号 ， 在 Ｔ 经过死 区时间后 给 Ｖ 发 出导 通 的信 号 ， Ｔ 由于 负载
研 究相 对 较 少 。 文献 ［ ７ 采 用 频 域 的分 析 方 法 ， ６，］
对 三相 逆变 器 差模 与 共 模 传 导 Ｅ ＭＩ的建 模 、 真 、 仿
预测方 面 等进 行 了研 究 。本 文采 用 时域 仿 真 和 Ｆ Ｔ Ｆ
收 稿 日期 ：２ １ －２ １ ０ １０ － ７
Ｊ ｎ ０１ ａ ．２ ２
三 相 逆 变 器 共 模 传 导 电磁 干 扰 的 建 模 与 分 析
陈 名 ，孙 旭 东 ，黄 立培
（ 清华 大 学电机 系电力 系统 及发 电设 备控 制与 仿真 国家重点 实验 室，北 京 １ ０ ８ ） ００４
摘 要 ：为 了预 测 进 而 抑 制 三 相 逆 变 器 的 共 模 传 导 电 磁 干 扰 （ ＭＩ ， 要 研 究 其 建 模 和 分 析 方 法 。 Ｅ ）需
备 的传导 Ｅ 研 究较 多集 中在 开关 电源 、 ｕ ｋ变 换 ＭＩ Ｂｃ 器 等单 开关 器件 电路 以及 单 相 Ｐ ＷＭ 变 频器 等 ，
而 对三相 逆 变 器 的传 导 Ｅ 研 究 较 少 。 由 于 三 相 ＭＩ
逆 变器 中有 多个 开关 器 件 ， 使得 其 共 模 传导 Ｅ 的 ＭＩ
导 Ｅ 的研 究 工 作 主 要 集 中 在 逆 变 器 系统 输 出 端 ＭＩ 共模 电压 的抑 制 和 逆 变 器 与 电 机 连 接 导 线 对 传 导
而 形成共 模 电流 ， 回到输 入侧 ， 电 网或其它 设备 返 对
Ｏ
电流 不 能 突 变 ， 时 开 关 管 Ｖ ， 际 上 并 没 有 导 此 Ｔ 实 通， 电流 从 Ｖ 向 Ｖ ：转移 ， 经 Ｖ 的 电 流迅 速 Ｔ Ｄ 流 Ｔ 减小 ， 流经 Ｖ ，的 电 流 迅 速 增 加 ， 图 ３ ｂ 所 示 ； Ｄ 如 （）
当 Ｖ 的 电流全部 转 移 到 Ｖ ， 进 入 二 极 管续 流 Ｔ上 Ｄ，
第３ １卷 第 １期
２１ ０ ２年 １月
电 工 电 能 新 技 术
Ａｄ ａ ｅ ｃ ｎ ｌｇ ｆＥｌｃ ｒｃ ｌＥｎ ｉ ｅ ｉ ｇ ａ ｄ Ｅｎ ｒ ｙ ｖ ｎｃ ｄ Ｔｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｏ ｅ ｔｉ ａ ｇｎｅ ｒｎ ｎ ｅ ｇ
Ｖｏ ． １ ３１，Ｎｏ １ ．
本 文首 先通过 对 三相逆 变器各 个开 关 管的开 关状 态的 分析 ， 到 了三相 逆 变器共 模 传 导 Ｅ 干扰 得 ＭＩ
源的 简便 表 示方 法 ， 而提 出一种 由共模 传 导 Ｅ 干 扰 源 和传 播 通 道模 型 构 成 的 等 效 电路 模 型 。 进 ＭＩ
通过 实验 测 量和 电磁 场数值 计 算 ， 得等 效 电路 中的各 个 高频 参数 。对其 共模 传 导 Ｅ Ｉ 行仿 真 获 Ｍ 进
和 实测 ，５ ｋ ～ ０ Ｚ １０ ＨＺ ３ ＭＨ 频段 的仿 真 与 实测 频谱 基 本 吻 合 ， 明 采 用 本 文 方 法建 立 的 共模 等效 电 说
路模 型是 可行 的 。该 方法 可作 为计 算评估 三 相逆 变器 共模传 导 Ｅ 的一 种可 行方 案 。 ＭＩ
关键 词 ： 相逆 变器 ；共模传 导 电磁 干扰 ； 效 电路 三 等
管 Ｖ 续 流 二 极 管 Ｖ 的工 作 原 理 一 样 。 开 关 管 Ｔ、 Ｄ Ｖ Ｔ导通 和关 断 时产 生 的 ｄ／ ｔ是 主要 的共 模 传 导 ｖｄ ，
因此 以 ｃ相 为 例来 说 明 。对 于 阻感 性 负载 ， ２所 图
示 的 区间 Ⅳ 、 、 中 的 Ｃ相 负 载 电 流 流 向 图 １所 Ｖ Ⅵ 指 定 的 正 方 向 ， ｃ相 电 流 ｉ 即 ＞０ 由 于 采 用 的 。
Ｐ ＷＭ 开关 频率 较 高 （ １ｋ ｚ ， 区间 Ⅳ 、 、 内 如 ０Ｈ ）在 Ｖ Ⅵ
Ｅ Ｉ Ｍ 干扰 源 ， 由开 关管 Ｖ 可 Ｔ两端 电压来 代 替 。图 ５
２ ０
电 工 电 能 新 技 术
第 ３ 卷 １
中虚线 是共 模传 导 Ｅ 传播 通道 的重要路 径 ， 。 ＭＩ ｃ 为 开 关 管发射 极 对参 考地 的等 效 寄生 电容 。
表 １ 三 相 逆 变 器 各 器 件 的开 关状 态
下 桥臂 开关 管 Ｖ ：虽 被 触 发 ， 实 际 上 并 未 导 通 ， Ｔ 但 分析 不 同时 间段 各 相桥 臂 Ｉ Ｂ Ｇ Ｔ开 关 管 和 反并
联二极 管 的开 关状 态 。 由于 Ａ、 Ｃ三相 是对 称 的 ， Ｂ、
而是 ｉ 通过 反并 联 二极 管 Ｖ 进 行续 流 。因此 ， Ｄ ｃ 相桥 臂 电路 相 当 于 由 Ｖ 和 Ｖ 构 成 ， 图 ４所 Ｔ Ｄ 如 示 。Ｖ Ｖ 与 图 ５所示 的 ｂ ｃ Ｔ、Ｄ ｕ ｋ变换 器 中 的开 关
变器 开 关 器 件 （ Ｉ Ｂ 、 Ｓ Ｅ 如 Ｇ Ｔ ＭＯ Ｆ Ｔ等 ） 率 不 断 提 频 高， 大大加 快 了逆 变 器 的 动 态 响应 过 程 ， 而 ， 速 然 高 开关 过程会 产 生严 重 的传导 电磁 干扰 （ ＭＩ ¨ 。差 Ｅ ）
模传导 Ｅ Ｉ Ｍ 是在各相线之间构成 的回路传播 ； 共模 传 导 Ｅ 是 在 相 线 和 地 之 间构 成 回 路 传 播 。共 模 ＭＩ
建立 比较 简便 的共 模传 导 Ｅ 干扰 源 模 型 ， 先对 ＭＩ 首 各 时 间段 中各 开关 管 的开关 状态 进行 分析 。
２ ２ 三相 逆变 器开 关 管的开 关状 态分 析 ．
Ｖ ：中的 电流全部 转 移 到 Ｖ 时 ， 回到 了 初始 状 Ｄ Ｔ 就 态 ， 时 ｃ点对 Ｎ的参考 电位 由 ０变为 ｕ 。 此
传导 Ｅ 是传 导 Ｅ 的主要组 成成 分 ， ＭＩ ＭＩ 它不 但 影 响 负载 的正 常 工作 、 缩短 其使 用寿 命 ， 而且 对逆 变器 本
身也 带来 很 大 的危 害 。现 有 文 献 对 电 力 电子 设
２ 三 相 逆 变 器 的共 模 等 效 电路
２ １ 三相 逆变 器 系统构 建 ． 所研 究 的 三 相 逆 变 器 的主 电路 结 构 如 图 １所
图 １ 三 相 逆 变 器 主 电 路
Ｆｉ ．１ Ｃｉｃ ｔｄ ａ ｒ ｍ ｆｔ ｒ ｅ ｐ ａｓ ｎｖ ｒｅ ｇ ｒ ｕｉ ｉｇ ａ ｏ ｈ ｅ — ｈ ｅ ｉ ｅ ｔｒ
过程 ， 此时 ｃ点对 Ｎ的参 考 电位 由 Ｕ 变 为 ０ 如 图 ， ３ ｃ 所 示 ； 到 下个 Ｐ （） 等 ＷＭ 周 期 ， Ｔ Ｖ 又 开 通 时 ， 电 流开 始从 Ｖ 向 Ｖ Ｄ Ｔ 转移 ， 经 Ｖ ：的电流迅 速减 流 Ｄ 小， 流经 Ｖ 的 电 流迅 速 增 加 ， 图 ３ ｄ 所 示 ； 如 （ ） 当
在时 间 区间 Ｉ、 Ⅲ， Ⅱ、 Ｃ相 电流 流 向 与 图 １所 示 的正方 向相 反 ， 即 ＜ 。此 时 Ｃ相上 、 开 关 管 ０ 下
本文 以基 于载 波 的单极 倍 频 Ｓ ＷＭ 调制 为 例 ， Ｐ
来 分 析该 调制 方式 下 的各个 开关 管 的状态 。一 般用
三个互 差 １０ 的正 弦信 号 作 为调 制 波 ， 同 一个 三 ２。 用 角波作 为 载波 进行 调 制 ， 别 驱 动 三 相 桥臂 的各 个 分
中 图 分 类 号 ： Ｍ４ Ｔ ６ 文 献标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ： ０ ３３ ７ （ ０ ２ ０ －０ ８０ １ ０ －０ ６ ２ １ ） １０ １ － ４
１ 引言
随着 电力 电子 技 术 的发 展 ， 用 脉 冲 宽度 调 制 采
（ ＷＭ） 式 的 三相 逆 变 器 得 到 了广 泛 的应 用 。逆 Ｐ 方
和 三 相 负 载 电 流 ｉ、 ｉ 和 ｉ 如 图 ２所 示 ， 分 为 六 可
个 时 间 区 间 （Ｉ ～Ⅵ） 在 每个 时 间 区 间 ６个 Ｉ Ｂ ， ＧＴ
开关管 都将 有 导通 触发 信号 。
ｌ ０
ｆ） ａ 过程 １
ｆ 过 程２ ａ ）
Ｎ
（ 过程３ ｃ ）
（） ｄ 过程４
开关器 件 ， 每相 桥 臂 的 上 、 开关 管 的状 态 互 补 ， 下 以
的开关 状 态分析 与 ｉ ０时类 似 。 同理可 以分 析其 ＞
他两 相 的情 况 。得 到在各个 时间段里 器件 的开 关状 态， 表 １ 示。 如 所
免 出现桥 臂 的直通 现象 。
当三 相逆 变器 的 负载 为 阻感 性 时 ， 线 电流 ｉ 母
分析 的方 法 对 三 相 逆 变器 的共 模 传 导 Ｅ 进 行 研 ＭＩ
究 。在对 三相 逆变 器各 开关 器件 的开关 状 态进行 分
析 的基 础 上 ， 出 了一 种 三 相逆 变 器 共模 传 导 Ｅ 提 ＭＩ 干扰 源模 型 ， 建 立 了其 主要 传 播 通 道 的共 模 等 效 并 电路 模 型 ， 由仿 真 计 算 得 到 共 模 传 导 Ｅ Ｉ 谱 ， Ｍ 频 并 通 过和实 测频 谱相 比较 来验 证该 等效 电路 模型 。
基 金 项 目 ：电力 系 统 国 家 重 点 实 验 室 资 助 项 目 （ Ｋ Ｄ ９ ２ Ｓ Ｌ ０ Ｍ１ ）
作者简 介 ：陈
名 （ ９ ４） 男 ， １８ ． ， 湖南籍 ，博士生 ， 研究方 向为电力 电子与电力传动 ；
黄 立 培 （ ９ ６） 男 ， 苏 籍 ，教 授／ 导 ， 事 电 力 电 子 与 交 流 调 速 系 统 的教 学 与 科 研 工 作 。 １４ 一 ， 江 博 从
Ｅ 的影 响等 ， 对 三相 逆变 器 本 身传 导 Ｅ 的 ＭＩ 针 ＭＩ
产 生共模 传 导 Ｅ 。 因此 在 本 文 的研 究 中 ， 各 个 ＭＩ 将
开 关管 开关 动作 产生 的 电压跳 变作 为三 相逆 变器 的 主要 的共模 传 导 Ｅ 干 扰源 。 ＭＩ
三相 逆变 器开关 数 目较 多 ， 电路相对 复 杂 ， 了 为
示 。其 中 正 负 直 流母 线 Ｐ和 Ｎ 之 间 的 电压 ｕ 为
３ ０ 直流 电容 采 用 两 个 ５ ０ Ｆ的 电解 电 容 并 联 ， ０ Ｖ， ６￣ Ｖ 是开关 管 （Ｇ Ｔ ， Ｄ Ｔ ～Ｖ Ｉ Ｂ ） Ｖ ～Ｖ 为反 并联 二 Ｄ 极 管 ， 为三 相对 称 阻 感 性 负 载 ， Ｂ Ｃ分 别 为 三 ｚ． Ａ、 、 相 桥臂 的 中点 ， Ｏ为 三相 负载 的 中性 点 。 三 相逆 变器 的各 个 开关 管 导 通 和 关 断过 程 中 ， Ａ、 Ｃ点 的 电位将 不断 发 生 变 化 ， 些 电压跳 变 通 Ｂ、 这 过 电路 中对 地之 间 的寄 生 电容 不 断 进行 充 放 电 ， 从
图 ３ Ｃ相 的换 流 过 程 （ ＞ ） ｉ ０
图 ２ 阻 感 性 负 载 时 的 电 流 ｉ ｉ、 、 ｉ 和 ｉ
Ｆｉ ２ Ｃｕ ｒ ｎ ｓｉ ｉ ｉ ｎ ｄｗｉｈ ｉ ｕｃｉｅ ｌａ ｇ． ｒｅ ｔ ＾、Ｂ、ｃ ａ ｄ ｉ ｔ ｎｄ ｔｖ ｏ ｄ
ｏ
２ ３ 三 相逆变 器 的共模 等效 电路模 型 ． 从 上面 的分析 可 知 ， Ｃ相 电流 ｉ ０时 ， ＞ Ｃ相 的
第 １期
陈
名 ， ：三相逆 变器 共模 传导 电磁 干扰 的建 模与分 析 等
１ ９
ｃ相上 、 下桥 臂 的 Ｉ Ｂ Ｇ Ｔ开关 管会被 触发 多次 。假设
初始 时 刻是 Ｖ 导 通 ， 时 ｉ Ｔ 此 流 向如 图 ３ ａ 中 的 （）
虚线所 示 ； 某 一 时 刻 控 制 系 统 给 Ｖ 关 断 信 号 ， 在 Ｔ 经过死 区时间后 给 Ｖ 发 出导 通 的信 号 ， Ｔ 由于 负载
研 究相 对 较 少 。 文献 ［ ７ 采 用 频 域 的分 析 方 法 ， ６，］
对 三相 逆变 器 差模 与 共 模 传 导 Ｅ ＭＩ的建 模 、 真 、 仿
预测方 面 等进 行 了研 究 。本 文采 用 时域 仿 真 和 Ｆ Ｔ Ｆ
收 稿 日期 ：２ １ －２ １ ０ １０ － ７
Ｊ ｎ ０１ ａ ．２ ２
三 相 逆 变 器 共 模 传 导 电磁 干 扰 的 建 模 与 分 析
陈 名 ，孙 旭 东 ，黄 立培
（ 清华 大 学电机 系电力 系统 及发 电设 备控 制与 仿真 国家重点 实验 室，北 京 １ ０ ８ ） ００４
摘 要 ：为 了预 测 进 而 抑 制 三 相 逆 变 器 的 共 模 传 导 电 磁 干 扰 （ ＭＩ ， 要 研 究 其 建 模 和 分 析 方 法 。 Ｅ ）需
备 的传导 Ｅ 研 究较 多集 中在 开关 电源 、 ｕ ｋ变 换 ＭＩ Ｂｃ 器 等单 开关 器件 电路 以及 单 相 Ｐ ＷＭ 变 频器 等 ，
而 对三相 逆 变 器 的传 导 Ｅ 研 究 较 少 。 由 于 三 相 ＭＩ
逆 变器 中有 多个 开关 器 件 ， 使得 其 共 模 传导 Ｅ 的 ＭＩ