CR200J型动车组DC110V漏电误报检测故障研究

CR200J型动车组运行以来,多次发生拖车DC110V漏电流检测报警问题,亟待进行故障原因分析与解决。从列车供电原理和直流漏电流传感器检测原理出发,对漏电报警的原因进行分析,首先通过漏电流传感器电流响应特性测试验证了漏电检测误报的可能性,然后开展动车组DC110V漏电故障在线监测试验,明确了该故障为漏电检测误报,最后结合DC110V回路对地阻抗特性试验,从电磁兼容角度对漏电检测报警原因进行综合分析。研究结果表明:漏电检测报警并非真实漏电,漏电时刻DC110V供电线产生幅值较大的频率为2.0~4.5 kHz的共模干扰电流,且漏电报警车辆在该频段阻抗仅为3~8Ω,远小于正常车辆的阻抗28~40Ω,导致DC110V线路中2.0~4.5 kHz共模电流超过0.5 A,直流漏电流传感器检测到此干扰信号后不能滤除该信号,造成漏电检测误报警。根据漏电误报的产生原因,从干扰源抑制和检测方式两方面提出以下改进建议:改进DC110V线路滤波器在此频段阻抗特性,降低共模干扰幅值;优化直流漏电流传感器,减少传感器误报。

平衡位移电流技术在中央空调的应用

为解决中央空调在通讯中的噪音问题,本文分析通讯回路和开关电源回路的原理,得到中央空调基板初次级之间的Y电容会形成共模干扰,造成通讯噪音。为去除Y电容,基于开关电源电磁兼容性(electromagnetic compatibility,EMC)技术,采用平衡位移电流技术和双维度黄金分割法,在不改变电路架构的情况下,完成了中央空调基板去Y电容的技术升级迭代,基板上的EMC解决方案由原来的被动滤波变成了主动降噪。

针对轴电流问题的双馈风电机组接地型式分析

轴电流问题是双馈风电机组的运行难题之一,已有多种技术措施提出并试图解决该问题,这些措施均围绕发电机本体分析和考虑问题。这也是至今尚未出现彻底解决该问题的技术方案的原因之一。本文从电系统层面出发分析轴电流的路径,考虑阻断轴电流的其他可能性,借鉴船舶岸电供电方式、中压传动共模电压抑制方案以及火电机组厂用电接线方式,提出双馈风电机组接地型式建议。

风力发电机组受共模电流的影响分析

[目的]为解决共模干扰电流对风机设备造成的伤害与破坏,避免风力发电机组长期带病运行和伤害风电机组大部件,从而导致风场风电机组可利用率下降、弃风现象产生和发电量损失。[方法]文章通过阐述我国南方某风电场风电机组存在的共模电流干扰信号现象,现场机组设备损坏,误动作信号故障,故障引起的风力发电机组电流输出电缆过热、变压器过热,设备误动作保护以及发电机组振动异常等现象,以风场#11风机为检测点,进行实地机位实验检测,结合现场测量数据和图片,对问题进行系统理论分析。[结果]确认由于该发电变频系统产生的共模干扰电流的存在,引发了风力发电机组电流输出电缆过热、变压器过热、保护设备的误动作、发电机组振动异常等的一系列问题。由于该风场项目为已投产多年的在线发电项目,设备及电缆布置均已就位固定,难以改动或拆卸,为了不影响机组正常运行发电,在不影响原有线路现状的前提下,采用在发电机组发电母线上加装抗干扰线圈CoolBLUE?系列的解决方案。[结论]实践表明:此改善方案有效可行,为以后出现此类故障预防与改善提供建议和思路,避免风机再次发生同类故障,增加风电发电机组的可利用率,并可以推广应用。

基于EMI滤波的通信高频开关电源电磁干扰抑制方法

在实施通信高频开关电源电磁干扰抑制的过程中,电磁抑制效果不佳,为此提出一种新的基于电磁干扰(Electromagnetic Interference,EMI)滤波的通信高频开关电源电磁干扰抑制方法。引入EMI滤波,设计了共模EMI滤波器,将其接入通信高频开关电源,根据接入后简化的单相等效电路,设计通信高频开关电源电磁干扰抑制算法,并且设置饱和约束条件和漏电流约束条件,实现通信高频开关电源电磁干扰抑制。设计对比分析实验,实验测试结果表明,设计方法对于不同频率下的电磁干扰抑制效果均达到了CISPR国际电磁兼容标准,表现出了良好的实际应用价值。

PWM变频器输出共模电压及其抑制技术的研究

PWM 逆变器在应用中产生的共模电压将影响系统的可靠运行。文中研究了电压源型PWM 变频器产生的共模电压及其负面效应产生机理,揭示了共模电压产生的原因及其抑制方法,并得出共模电压是变频器输出负面效应产生的主要根源的结论,为滤波器的设计提供理论依据。根据共模电压是由一系列高频谐波组成这一特性,提出了一种新颖的逆变器输出前馈有源滤波器结构,可有效地消除了变频器输出共模电压的负面效应,实验验证了这种结构的有效性。

PWM驱动感应电机轴电压轴承电流

文中建立了PWM驱动感应电机系统的集总参数共模等效电路模型,并给出了等效电路关键参数的计算公式。以3kW变频电机为研究对象,通过仿真和实验验证了PWM驱动感应电机的共模等效电路和关键参数计算值的正确性。分析了轴电压、轴承电流的产生机理与共模电压的关系,同时研究了载波频率和电机运行频率对PWM驱动感应电机的共模电压、轴电压、轴承电流的影响。为研究轴承电流的抑制措施,提高PWM驱动感应电机轴承运行寿命提供理论依据。

基于PWM逆变器供电轴电流问题的交流电机耦合电容的计算与测量

PWM变频供电驱动系统中在交流电机定、转子寄生电容耦合作用下轴上感应电压,继而产生轴电流,可使轴承失效。电机内部耦合电容参数的准确计算和测量对预测轴电压和轴电流有重要作用。本文根据电机几何尺寸,给出了耦合电容的解析计算公式,分析了电机容量对耦合电容和轴电压分压比的影响。采用有限元法对异步电机进行多导体系统耦合电容分析计算,提出了定子绕组电磁散线建模方法,大大减小了定子绕组和定子机壳之间电容Cwf的计算误差;三维有限元计算结果表明绕组端部对定子绕组与转子之间电容Cwr有较大影响。最后介绍了一种适用于中小容量电机的耦合电容测量方法。

一种消除PWM逆变器驱动系统中电动机端轴电压和轴承电流的前馈有源滤波器

为抑制由PWM逆变器输出的共模电压而导致电机轴承的损坏,提出了前馈有源滤波器。滤波器包括无源共模电压检测网络,推挽电路以及四绕组共模变压器。滤波器输出与共模电压幅值相同极性相反的补偿电压,将其叠加到逆变器输出上,从而达到消除共模电压进而消除轴电压和轴承电流的目的。文中还给出了部分滤波器参数的确定方法。仿真和实验结果验证了该滤波器可以显著地抑制电机端共模电压,从而减小了变频器输出的负面影响如轴电压,轴承电流等, 延长了轴承的寿命,提高了PWM驱动系统的可靠性。

逆变器驱动电机系统中共模耦合电流的研究

在电机驱动系统中,共模电压将会在电机内部的共模耦合回路中产生共模耦合电流,共模耦合电流将对系统构成共模干扰,并影响电机的使用寿命,因此对共模耦合电流的研究显得非常重要.文中分析了三相逆变器驱动电机系统中的共模激励源,发现共模响应只与系统的零序阻抗和共模阻抗有关,可以用等效的集总参数模型来模拟系统的共模耦合.在对电机内部的共模回路进行分析计算的基础上,得出了地电流及电机轴承电流的集总参数电路模型和参数确定方法,仿真和实验结果显示,该模型能对逆变器驱动电机系统中的地电流和轴承电流进行有效的预测.

线性霍尔元件的互补组合及其差分式应用

为改善线性霍尔元件的输出特性,提出了一种基于霍尔互补组合的差分式应用方法。在阐述霍尔差分式测量方法的原理和实际应用的基础上,分别给出了霍尔互补组合体的实现方法和实验结果。结果证明,霍尔元件的差分式应用方法具有增大输出电压幅度、抑制共模干扰和降低温度漂移的优点,有利于提高线性霍尔元件的稳定性和测量精度。

变频器对风电系统轴电压和轴电流的影响

在现代风力发电系统作中,由于大量采用了高频电力电子器件,给整个系统带来了轴电流问题,严重影响着系统的安全运行和发电机轴承等机械部件寿命。精确分析发电机内部电容参数对准确预测轴电压和轴电流的重要作用。首先分析了风力发电系统的共模电路,通过研究风力发电机内部结构,确定了电机耦合电容的解析计算公式,同时提出了有限元计算方法。等效分析轴承运行过程中轴承等效电容模型,进而确定了风力发电机系统轴电流形成机理和影响因素。

地电流干扰系统级抑制方法及机理探究

电力电子设备以不同的馈入方式将大量干扰信号引入到独立系统壳体上,形成复杂的地电流,在不同接地系统之间通过共地耦合产生共模干扰。此处试图探索从整体上消除或减少馈入壳体的地电流,进而抑制传统屏蔽、滤波等措施难以解决的低频共模干扰。基于不控三相整流桥馈入钢板地电流回路,研究了地电流馈入机理及特性,探究了增大直流母线屏蔽层电感和在钢板两端并联LC谐振电路两种系统级抑制地电流干扰的方法,分析了其基本原理、抑制效果及失效机理。

非隔离型光伏并网逆变器共模干扰抑制方法研究

非隔离型光伏并网逆变器中没有使用隔离变压器,其具有体积小、成本低、转换效率高等特性,但光伏阵列输入侧与电网输出侧存在电气连接,为共模电流提供了回路,导致易产生EMC干扰与安全隐患。分析了非隔离型光伏并网逆变器共模电流产生机理,从逆变拓扑结构出发,基于共模电流抑制技术,提出从改变调制方式和改变拓扑结构角度抑制共模电流的方法,并以实验验证了两种方法的可行性。

各种PWM控制方式下的电机共模电压比较研究

研究了不同PWM控制方式下电机共模电压、轴电压和轴承电流的产生机理,建立了脉宽调制逆变器驱动系统共模回路的等效电路,并由此得到轴电压的计算公式.为研究不同PWM控制方式对电机共模电压的影响,建立了电机共模电压仿真模型,比较了在三种PWM控制方式下电机共模电压的仿真波形,通过对仿真结果的对比分析得到了在SPWM控制方式下电机共模电压最小的结论,为逆变器采用哪种控制方式会有最小的轴电压和轴承电流提供了一定依据.

PWM驱动系统中的共模电压及抑制(英文)

针对PWM逆变器在工作时产生的共模电压可能损坏电机轴承,产生电磁干扰等降低系统可靠性的问题,对共模电压的特性及其负面影响进行了理论分析和实验验证,并得出共模电压的抑制方法。提出一种由一个单相逆变器和一个五绕组变压器组成的逆变器输出有源滤波器结构来消除共模电压。该滤波器可以构建一个与PWM逆变器输出的共模电压大小相等、相位相反的共模电压,通过五绕组变压器叠加到电机端,从而消除电机端的共模电压。由统一的控制单元同时输出PWM逆变器和单相逆变器的控制信号,给出滤波器的相关控制策略及设计方法。实验验证了所提出的滤波器消除共模电压及其负面效应的有效性。

PWM电机驱动系统EMI抑制技术研究

随着电力电子技术的迅速发展,PWM(pulse width modulation)电机驱动系统在现代工业领域中得到了广泛的应用.但是,由于功率变换器控制策略的原因,将不可避免地形成传导共模EMI(electromagnetic interference),其危害远大于差模EMI.针对这些问题提出了一种基于阻抗平衡的EMI抑制方法,阻抗平衡的方法采用了改变变换器拓扑结构的技术,通过使用无源元件建立EMI抑制系统模型.最后,通过仿真及实验对理论分析的正确性及所述方法的有效性进行验证.结果表明该方法可以有效地阻止了EMI从电机驱动系统中传播出去.

电动汽车传导性干扰的电磁兼容性研究

电动汽车产生的电磁干扰强于传统汽车,尤其是驱动系统产生的共模传导电流不但严重干扰车辆内部电子设备的整车运行,还向周围环境辐射强烈的电磁干扰。为通过减小驱动系统的共模电流,来降低电动车辆的磁场辐射强度,介绍了阻性耦合、感性耦合和容性耦合,并且给出了在电动汽车布线中减小感性耦合与容性耦合的具体措施;从电池的物理结构和电路模型入手,建立了电动汽车电池组与底盘之间的分布电容模型;着重分析了驱动系统的共模干扰源和共模干扰路径,提出了抑制共模干扰的具体办法;最后进行了电动汽车辐射强度试验。研究结果表明,通过抑制电动汽车驱动系统的共模电流,可以有效抑制车辆的磁场辐射强度,使车辆满足GB/T 18387对电动汽车磁场辐射发射限值的要求。

逆变器驱动电机系统环路型电机轴承电流的研究

论述了正弦波驱动电机系统中的经典型的轴承电流,讨论了逆变器驱动电机系统中的高频磁通产生的轴承电流,分析了环路型轴承电流产生的机理,并且在实验的基础上,得出了环路型轴承电流与共模耦合电流之间的关系,丰富和完善了电机轴承电流的研究内容.

电动汽车共模电流抑制方法的研究

针对电动汽车中沿电缆和底盘传导的共模电流是电动汽车产生电磁干扰的重要原因,分析了共模电流传导回路的阻抗特性,分析结果表明,在研究频率范围内(1～30MHz),共模回路存在串联谐振和并联谐振,分别导致共模电流出现极大值和极小值。为了抑制共模电流,基于互感原理开发了一种有源共模电感,与传统电感相比,有源电感具有较大的电感量和较好的高频特性,有源电感在电缆的适当位置可以产生最佳的共模电流抑制效果。