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高压变频器功率单元电磁兼容性能改进

2010-04-263740

(2)、电磁兼容性能改进的技术方法:

●电磁兼容是研究在有限的空间、有限的时间、有限的频谱资源条件下,各种用电设备或系统可以共存,并不致引起性能下降的一门学科。由于其理论基础宽、工程实践综合性强、物理现象复杂,所以在观察与判断物理现象或解决实际问题时,实验与测量具有重要的意义。对于最后的成功验证,电磁兼容强烈地依赖于测量。

●实现系统内、外的电磁兼容,,从技术分析电磁干扰三要素(干扰源、耦合途径和敏感设备)着手分析与处理。在对多电平单元串联电压源型变频器功率单元的EMC性能优化中,干扰源与敏感设备二要素从工程和技术方面进行,涉及各系统相关参数较多,将花费很高的代价,同时需要很长的实验周期。在功率单元EMC优化集中在耦合途径的要素上,可以在短时间、低成本的情况下达到将全系统EMC性能提高一个等级的目标。

(3)、首次测试数据:

●EMC性能改进前功率单元内部线束的布置形式:

在功率单元设计初期,主要考虑的因素是绝缘,散热,外观形状美观,其内部的线束布置未作严格要求,呈离散状态分布,如图所示:

图7  EMC优化前功率单元

●2005年10月10日,在哈工大对功率单元进行首次测试:

                         电快速瞬变脉冲群

序号

等级

   电压

   频率

   时间

    单元状态

1

  1

0.5KV

 5KHz

30s

正常运行

2

  1

0.5KV

 5KHz

90s

正常运行

3

  2

1.0KV

 5KHz

30s

正常运行

4

  2

1.0KV

 5KHz

90s

正常运行

5

  2

1.5KV

 1KHz

30s

正常运行

6

  2

1.5KV

 5KHz

90s

正常运行

7

  3

2.0KV

 5KHz

24s

报警

8

  3

2.0KV

 5KHz

30s

正常运行

9

  3

2.0KV

 5KHz

44s

报警

10

  3

2.0KV

 5KHz

66s

故障封锁

(4)第一次进行改进:

●根据测试数据与故障参数,同时在第一次测试中,将相应报警的输入信号短接,依然有报警,故判断为主控板受干扰。将主控板用全盖板进行屏蔽,提高其抗干扰能力:

 图8 第一次EMC优化后功率单元

●    第一次改进后,测试数据:

                         电快速瞬变脉冲群

序号

等级

   电压

   频率

   时间

    单元状态

  2

1.5KV

 5KHz

90s

正常运行

  3

2.0KV

 5KHz

60s

正常运行

  3

2.0KV

 5KHz

75s

故障封锁

  3

2.0KV

 5KHz

38s

报警

(5)、第二次改进:

●根据第一次改进后的测试数据,经过电磁兼容分析,在主控板的电源输入侧加入磁环进行滤波。将80V与8伏电源侧分别加入一个磁环:

图9  第二次EMC优化后功率单元

●    第二次改进后测试数据:

                         电快速瞬变脉冲群

序号

等级

   电压

   频率

   时间

    单元状态

  3

2.0KV

 5KHz

30s

正常运行

  3

2.0KV

 5KHz

42s

报警

  3

2.0KV

 5KHz

60s

正常运行

  3

2.0KV

 5KHz

66s

报警

(6)第三次改进:

●对比前二次的EMC测试中所反映出的现象,通过进行相关资料的查询,分析其应为不同等级电压线路之间的共模干扰所造成,故将不同等级电压的线路分别进行分离,编制:

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