PWM逆变系统传导电磁干扰建模预测及分析

发布时间：2018-01-26 11:38

  本文关键词： PWM逆变器 传导电磁干扰 频率特征模型 干扰源模型 传播路径模型三相心式工频变压器 电缆　出处：《华中科技大学》2014年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：电力电子装置的传导电磁干扰（EMI）是制约电力电子技术发展的一个重要因素，是当前研究的热点和难点，本文针对PWM逆变系统，分析干扰源和传播路径的频率特性，进行建模预测，研究无源器件对传导EMI的影响。 文中首先运用实验法建立无源器件的频率特性模型。通过阻抗分析仪测量器件的外特性，获得相应的模型参数，建立聚酯电容，，电解电容，差模、共模电感的频率特性模型，运用N阶梯形RLC单元建立电缆模型，运用谐振频率法建立变压器模型。对比仿真与实验结果，比较了不同类型的电容、不同材料的电感之间的差异，分析各杂散参数对传导EMI的影响。 其次，本文针对一台PWM逆变器平台进行仿真研究，分别运用时域模型和频率模型进行了仿真。运用Saber软件进行时域仿真，利用曲线拟合方法建立的开关器件模型能准备反映干扰源的高频特性。频域仿真时的干扰源模型是基于双重傅里叶分析建立，结合传播路径阻抗可以迅速预测共模干扰。最后通过实验验证了两种方法的准确性。 最后，文章分析了无源器件对传导EMI的影响。文中首先针对三相心式工频变压器，计算得到其不平衡励磁电流，分析了不平衡励磁电流对逆变器直流侧低次谐波的影响，然后通过仿真和实验验证了理论分析的正确性。之后，本文对交流侧共模噪声传播路径进行阻抗分析，通过分析三相非屏蔽电缆的寄生参数对传播路径阻抗的影响，研究路径阻抗与干扰噪声的关系，最后通过实验验证了理论分析的正确性。
[Abstract]:The conductive electromagnetic interference (EMI) of power electronic devices is an important factor restricting the development of power electronics technology. It is a hot and difficult point of current research. This paper aims at PWM inverter system. The frequency characteristics of interference source and propagation path are analyzed, and the influence of passive devices on conduction EMI is studied. In this paper, the frequency characteristic model of passive devices is established by experiment. The corresponding model parameters are obtained by measuring the external characteristics of the devices by impedance analyzer, and the polyester capacitors, electrolytic capacitors and differential modes are established. The frequency characteristic model of common mode inductance, the cable model with N step RLC unit and transformer model with resonance frequency method are established. The results of simulation and experiment are compared, and different types of capacitors are compared. The difference between inductors of different materials and the influence of stray parameters on conduction EMI are analyzed. Secondly, this paper simulates a PWM inverter platform, using time domain model and frequency model respectively, and using Saber software to carry out time domain simulation. The switching device model established by the curve fitting method can prepare to reflect the high frequency characteristics of the interference source, and the interference source model in the frequency domain simulation is based on the dual Fourier analysis. The common-mode interference can be predicted quickly by combining the propagation path impedance. Finally, the accuracy of the two methods is verified by experiments. Finally, the influence of passive devices on conduction EMI is analyzed. Firstly, the unbalanced excitation current is calculated for three-phase core type power frequency transformer. The influence of unbalanced excitation current on DC side low order harmonic of inverter is analyzed, and the correctness of theoretical analysis is verified by simulation and experiment. Then, the impedance analysis of common-mode noise propagation path on AC side is carried out in this paper. By analyzing the influence of parasitic parameters of three-phase unshielded cable on propagation path impedance, the relationship between path impedance and interference noise is studied. Finally, the correctness of theoretical analysis is verified by experiments.
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM464

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本文编号：1465506