抑制變頻器共模電壓的有源濾波器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種抑制變頻器共模電壓的有源濾波器，包括信號采集運算處理模塊、驅(qū)動模塊和逆變模塊。本發(fā)明通過對變頻器輸出端共模電壓的計算，輸出與之大小相等方向相反的補償電壓，以消除共模電壓達到對電機軸承電壓的抑制并且過程安全可靠，不會對電機以及生產(chǎn)造成危害，對整個電機可靠運行具有重大的實際意義。
【專利說明】抑制變頻器共模電壓的有源濾波器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于變頻器【技術(shù)領(lǐng)域】，具體說是涉及一種抑制變頻器共模電壓的有源濾波器。
【背景技術(shù)】
[0002]目前變頻器驅(qū)動感應電機端產(chǎn)生的共模電壓是軸承電壓產(chǎn)生的主要原因之一，而因為軸承電壓放電導致的軸承的損壞占很高比例，因此本發(fā)明的主要目的是消除變頻器端產(chǎn)生的共模電壓，以到達對軸承電壓的抑制。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]發(fā)明目的:
本發(fā)明提供了一種抑制變頻器共模電壓的有源濾波器，其目的在于可以在感應電機運行時，消除變頻器供電產(chǎn)生的共模電壓，達到對電機軸電壓的抑制。
[0004]技術(shù)方案:
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實施的:
一種抑制變頻器共模電壓的有源濾波器，包括逆變模塊、驅(qū)動模塊和信號采集運算處理模塊，其特征在于:信號采集運算處理模塊連接驅(qū)動模塊，驅(qū)動模塊連接逆變模塊。
[0005]逆變模塊由IGBT、續(xù)流二極管和直流母線穩(wěn)壓電容構(gòu)成；六個IGBT構(gòu)成三相逆變橋臂，每個IGBT上反向并聯(lián)一只續(xù)流二極管D5 ;直流母線上并聯(lián)穩(wěn)壓電容Cdc。
[0006]驅(qū)動模塊由驅(qū)動芯片、精密電阻、電容和二極管組成；電阻R1和電阻R2分別與驅(qū)動芯片輸入端口相連，電容C1與電阻R1并聯(lián)，驅(qū)動芯片輸出端與電阻Re連接，二極管D1先與電阻％并聯(lián)后再與電阻Re串聯(lián)，二極管D2并聯(lián)在驅(qū)動芯片輸出端且在IGBT的柵極和射極之間。
[0007]信號采集運算處理模塊由數(shù)字信號處理芯片DSP、三角波發(fā)生器和電壓比較器組成；數(shù)字信號處理芯片DSP和三角波發(fā)生器分別與電壓比較器相連。
[0008]三角波發(fā)生器由集成運放器、精密電阻和二極管組成，集成運放器Al的反相輸入端接地，同相輸入端通過電阻R5與輸出端的輸出電阻R3連接，反相串聯(lián)的二極管D3與R5并聯(lián)后接地，電阻R4連接在集成運放器Al的輸出端電阻R3和集成運放器A2的反相輸入端之間；集成運放器A2的同相輸入端通過電阻R7接地，其反相輸入端與其輸出端之間通過電容C2相連，電阻R6連接在集成運放器Al的同相輸入端與集成運放器A2的輸出端之間。
[0009]電壓比較器由集成運放器、精密電阻和二極管組成，其中電阻R8與R9并聯(lián)在集成運放器A3的反相輸入端，其同相輸入端接地，輸出端接輸出電阻R10，反相串聯(lián)的二極管D4一端連接輸出電阻RlO另一端接地。
[0010]優(yōu)點和效果:
本發(fā)明解決了變頻器驅(qū)動感應電機端共模電壓的抑制，具有很好的實時性能，能夠有效抑制因共模電壓引起的軸承電壓和軸承電流。
[0011]【專利附圖】
【附圖說明】:
圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]【具體實施方式】:
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行具體說明:
本發(fā)明通過數(shù)字信號處理芯片DSP計算出與變頻器輸出端共模電壓大小相等，方向相反的補償電壓，以達到對共模電壓的抑制，從而抑制電機的軸承電壓和軸承電流。即計算變頻器輸出端共模電壓并發(fā)出與之大小相等方向相反的電壓來達到抑制諧波的目的。
[0013]本發(fā)明涉及一種抑制變頻器端共模電壓的有源濾波器，如圖1所示，包括:逆變模塊1、驅(qū)動模塊2和信號采集運算處理模塊5，信號采集運算處理模塊5連接驅(qū)動模塊2，驅(qū)動模塊2連接逆變模塊I。驅(qū)動模塊2收到由信號采集運算處理模塊5發(fā)出的PWM波，再由驅(qū)動模塊2驅(qū)動逆變模塊I以發(fā)出補償電壓達到對共模電壓的抑制。
[0014]逆變模塊I由IGBT、續(xù)流二極管和直流母線穩(wěn)壓電容構(gòu)成；六個IGBT構(gòu)成三相逆變橋臂，每個IGBT上反向并聯(lián)一只續(xù)流二極管D5 ;直流母線上并聯(lián)穩(wěn)壓電容Cdc。
[0015]驅(qū)動模塊2由驅(qū)動芯片、精密電阻、電容和二極管組成；電阻R1和電阻R2分別與驅(qū)動芯片6輸入端口相連，電容C1與電阻R1并聯(lián)，驅(qū)動芯片輸出端與電阻Re連接，二極管D1先與電阻％并聯(lián)后再與電阻Re串聯(lián)，二極管D2并聯(lián)在驅(qū)動芯片輸出端且在IGBT的柵極和射極之間。
[0016]PWM輸入信號經(jīng)過驅(qū)動模塊的電阻Rl后進入驅(qū)動芯片的輸入端口，驅(qū)動芯片的輸出端口并聯(lián)Rq后再反向并聯(lián)二極管Dl，RG作為柵極電阻與柵極相連，D2反向并聯(lián)在輸出端口，兩個輸出端口分別與IGBT的柵極和射極相連。
[0017]信號采集運算處理模塊5由數(shù)字信號處理芯片DSP、三角波發(fā)生器3和電壓比較器4組成；數(shù)字信號處理芯片DSP和三角波發(fā)生器3分別與電壓比較器4相連。數(shù)字信號處理芯片DSP (可采用TI公司TMS320F2812)，其發(fā)出的指令電流信號與三角波發(fā)生器發(fā)出的載波信號經(jīng)過電壓比較器比較后發(fā)出PWM信號波。
[0018]三角波發(fā)生器3由集成運放器、精密電阻和二極管組成，集成運放器Al的反相輸入端接地，同相輸入端通過電阻R5與輸出端的輸出電阻R3連接，反相串聯(lián)的二極管D3與R5并聯(lián)后接地，電阻R4連接在集成運放器Al的輸出端電阻R3和集成運放器A2的反相輸入端之間；集成運放器A2的同相輸入端通過電阻R7接地，其反相輸入端與其輸出端之間通過電容C2相連，電阻R6連接在集成運放器Al的同相輸入端與集成運放器A2的輸出端之間。
[0019]電壓比較器4由集成運放器、精密電阻和二極管組成，其中電阻R8與R9并聯(lián)在集成運放器A3的反相輸入端，其同相輸入端接地，集成運放器A3的輸出端接輸出電阻R10，反相串聯(lián)的二極管D4 —端連接輸出電阻RlO另一端接地。
[0020]本發(fā)明這種抑制變頻器共模電壓的有源濾波器的工作原理如下:
信號采集運算處理模塊5中的數(shù)字信號處理芯片DSP收到變頻器驅(qū)動電機工作時的負載電流，補償電流和電機相電壓后經(jīng)過運算處理得到指令信號，三角波發(fā)生器3發(fā)出的三角載波信號與指令信號在電壓比較器4中進行比對，生成PWM信號，PWM信號送給驅(qū)動模塊2以驅(qū)動逆變模塊I中的IGBT的導通與關(guān)斷，產(chǎn)生補償信號來抑制變頻器輸出端的共模電壓。
【權(quán)利要求】
1.一種抑制變頻器共模電壓的有源濾波器，包括逆變模塊(I)、驅(qū)動模塊(2)和信號采集運算處理模塊(5)，其特征在于:信號采集運算處理模塊(5)連接驅(qū)動模塊(2)，驅(qū)動模塊(2)連接逆變模塊(I)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抑制變頻器共模電壓的有源濾波器，其特征在于:逆變模塊(1)由IGBT、續(xù)流二極管和直流母線穩(wěn)壓電容構(gòu)成；六個IGBT構(gòu)成三相逆變橋臂，每個IGBT上反向并聯(lián)一只續(xù)流二極管D5 ;直流母線上并聯(lián)穩(wěn)壓電容Cdc。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抑制變頻器共模電壓的有源濾波器，其特征在于:驅(qū)動模塊(2)由驅(qū)動芯片、精密電阻、電容和二極管組成；電阻R1和電阻R2分別與驅(qū)動芯片輸入端口相連，電容C1與電阻R1并聯(lián)，驅(qū)動芯片輸出端與電阻Re連接，二極管D1先與電阻％并聯(lián)后再與電阻Re串聯(lián)，二極管D2并聯(lián)在驅(qū)動芯片輸出端且在IGBT的柵極和射極之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抑制變頻器共模電壓的有源濾波器，其特征在于:信號采集運算處理模塊(5)由數(shù)字信號處理芯片DSP、三角波發(fā)生器(3)和電壓比較器(4)組成；數(shù)字信號處理芯片DSP和三角波發(fā)生器(3)分別與電壓比較器(4)相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的抑制變頻器共模電壓的有源濾波器，其特征在于:三角波發(fā)生器(3)由集成運放器、精密電阻和二極管組成，集成運放器Al的反相輸入端接地，同相輸入端通過電阻R5與輸出端的輸出電阻R3連接，反相串聯(lián)的二極管D3與R5并聯(lián)后接地，電阻R4連接在集成運放器Al的輸出端電阻R3和集成運放器A2的反相輸入端之間；集成運放器A2的同相輸入端通過電阻R7接地，其反相輸入端與其輸出端之間通過電容C2相連，電阻R6連接在集成運放器Al的同相輸入端與集成運放器A2的輸出端之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的抑制變頻器共模電壓的有源濾波器，其特征在于:電壓比較器(4)由集成運放器、精密電阻和二極管組成，其中電阻R8與R9并聯(lián)在集成運放器A3的反相輸入端，其同相輸入端接地，輸出端接輸出電阻R10，反相串聯(lián)的二極管D4 —端連接輸出電阻RlO另一端接地。
【文檔編號】H02M1/12GK104467387SQ201410706789
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月1日
【發(fā)明者】白保東, 王曉川, 王禹, 胡召富, 于江華 申請人:沈陽工業(yè)大學