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        十二脈整流橋共模電壓研究

        2016-10-14 12:08:42萬(wàn)偉學(xué)胡傳西
        船電技術(shù) 2016年10期
        關(guān)鍵詞:共模整流器線電壓

        萬(wàn)偉學(xué),胡傳西

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        十二脈整流橋共模電壓研究

        萬(wàn)偉學(xué),胡傳西

        (武漢船用電力推進(jìn)裝置研究所,武漢,430064)

        為了降低共模電壓對(duì)變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)損傷,保證變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行,本文首先分析了變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中整流裝置共模電壓產(chǎn)生機(jī)理,建立了十二脈整流裝置共模電壓數(shù)學(xué)模型;最后利用MATLAB仿真工具,建模仿真、分析了十二脈整流裝置的共模電壓,為抑制變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)共模電壓提供了理論基礎(chǔ)。

        共模電壓 整流裝置 十二脈

        0 引言

        變頻驅(qū)動(dòng)裝置中,整流裝置產(chǎn)生的共模電壓會(huì)加到負(fù)載電機(jī)上,不斷破壞電機(jī)軸承座圈絕緣,使電機(jī)軸承座圈上產(chǎn)生溶化凸點(diǎn),增大軸承的機(jī)械磨損,縮短電機(jī)使用壽命;同時(shí),高頻共模電壓經(jīng)過(guò)系統(tǒng)中雜散電容和寄生耦合電容,形成共模漏電流,經(jīng)接地導(dǎo)體流回電網(wǎng)中,產(chǎn)生共模電磁干擾,影響其它控制系統(tǒng)、電子設(shè)備正常運(yùn)行[1]。

        因此,急需研究變頻驅(qū)動(dòng)裝置中,整流裝置共模電壓產(chǎn)生機(jī)理,建立其數(shù)學(xué)模型,為抑制變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)共模電壓提供理論基礎(chǔ)。

        1 整流裝置共模電壓數(shù)學(xué)模型研究

        12脈串聯(lián)型二極管整流器由兩個(gè)完全相同的6脈二極管整流器組成,分別由移相變壓器二次側(cè)兩個(gè)三相對(duì)稱繞組供電,兩個(gè)整流器的直流輸出串聯(lián)連接;如圖1所示,變壓器由理想三相交流電網(wǎng)供電,電網(wǎng)對(duì)地共模電壓為零[2]。

        圖1 12脈二極管整流器電路框圖

        (a)

        (b)

        將變壓器副邊三角型接法等效為星型接法,保持線電壓相位、幅值不變,等效后的相電壓為:

        圖3 二極管導(dǎo)通原理圖

        表1 12脈二極管整流區(qū)間分配表

        12脈整流橋在各區(qū)間等效電路圖如圖4。

        根據(jù)表1和圖4可推導(dǎo)出12脈二極管整流器數(shù)學(xué)模型為:

        圖4 二極管導(dǎo)通等效電路圖

        2 整流裝置共模電壓仿真驗(yàn)證

        為了驗(yàn)證公式(6)~(8)正確性,根據(jù)圖1,利用MATLAB仿真工具對(duì)12脈二極管整流裝置進(jìn)行建模仿真,仿真中假設(shè)變壓器為理想電網(wǎng)供電,直流支撐大電容無(wú)窮;變壓器輸入線電壓為6300 V(有效值),變壓器輸出線電壓為1470V(有效值)。仿真波形如圖5所示:

        圖5 整流裝置產(chǎn)生共模電壓波形

        3 結(jié)論

        12脈二極管整流器輸出共模電壓在一個(gè)工頻周期內(nèi),其共模電壓由6段曲線組成,三段曲線為增函數(shù),三段曲線為減函數(shù),通過(guò)截取6段三角函數(shù)曲線形成3倍基頻的曲線(近似為三角波)。

        12脈二極管整流器輸出共模電壓為3倍基頻的低頻分量,其對(duì)地分布電容阻抗很大,回路中的共模電流很小,對(duì)其它設(shè)備的電磁干擾很小。

        參考文獻(xiàn):

        [1] 裴雪軍, 康勇, 熊健, 陳堅(jiān). PWM逆變器共模傳導(dǎo)電磁干擾的預(yù)測(cè)[J]. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào), 2004, 8: 83-88.

        [2] 姜艷姝, 劉宇, 徐殿國(guó), 趙洪. PWM變頻器輸出共模電壓及其抑制技術(shù)的研究[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào), 2005,9:47-53.

        [3] 陳巨龍, 趙紅林, 李國(guó)棟. 三電平H橋逆變器共模電壓研究[J]. 船電技術(shù), 2011, 3:1-5.

        Research on Common-mode Voltage Based on Three Phase Twelve Pulse Rectifier

        Wan Weixue, Hu Chuanxi

        (Wuhan Institute of Marine Electric Propulsion, Wuhan 430064, China)

        TM46

        A

        1003-4862(2016)10-0046-03

        2016-05-18

        萬(wàn)偉學(xué)(1982-),男,工程師,研究方向:船舶電氣工程。

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