矿用变频器LRC滤波器寄生参数影响研究

LRC滤波器寄生参数易引起串并联自谐振,影响滤波器对矿用变频器长线传输系统中电动机端尖峰电压和电压变化率的抑制性能,甚至造成器件烧损,但目前缺少该方面的研究成果。建立了变频器长线传输系统数学模型,在分析LRC滤波器元件寄生效应的基础上,采用频域分析方法研究了寄生参数对LRC滤波器滤波性能的影响,得出结论:LRC滤波器中电阻寄生电感对滤波效果的影响最为突出,导致LRC滤波器滤波性能下降、变频器长线传输系统在阶跃响应过程中超调和震荡问题严重,其他寄生参数的影响微弱。对LRC滤波器电阻寄生电感对滤波性能及变频器长线传输系统动态特性的影响进行了仿真和实验研究,结果表明:LRC滤波器采用铝壳功率电阻时,电动机端电压波形出现失真,上升及下降过程中存在明显的震荡;采用厚膜功率无感电阻可消除因电阻寄生电感引起的系统超调、震荡现象,使LRC滤波器达到较理想的滤波效果。

高压变频器输出电缆影响仿真研究

介绍脉宽调制PWM(PulseWidthModulation)电压源型高压变频器接输出电缆的共模通路、漏电流通路的简化电路模型,详细地分析了输出电缆的电压反射机理和对电机的容性效应。为有效减少共模电压和输出电缆对高压变频器的不良影响,提出了一种LRC滤波器拓扑结构,给出了滤波器各个参数选取原则。并利用Matlab软件,在24脉波整流/三电平逆变的高压变频器驱动6kV/2250kW电机的拓扑结构中,对不同长度的输出电缆和该滤波器拓扑结构进行了仿真研究,给出了相应的仿真波形。

非周期信号LC与RC滤波的数值分析研究

用数值方法将LC与RC滤波电路用于直流电源输出电压中非周期信号的滤波分析。采用微分方程数值解方法求解电路微分方程数值递推解,从而建立电路的数值模型,该模型可用于对非周期信号滤波的定量分析中。发现了LC与RC滤波电路在对直流电源输出电压进行滤波时的不足,通过引入LRC滤波电路,数值仿真结果表明,该电路能克服单独使用LC或RC滤波电路时的不足,能够同时对纹波和噪声都能很好地滤除。提出了在实际应用中对直流电源输出电压中非周期信号进行滤波时,应采用LRC滤波电路取代LC、RC滤波电路。

十二相H桥变频器输出滤波器不对称及其改进研究

常规无源LRC滤波器在抑制电力电子变频器输出电压dv/dt和谐波含量方面具有简单可靠的特性,并得到了广泛的应用。由于常规LRC输出滤波器电感通常单极分布,变频器输出正负极滤波特性不对称,导致滤波输出电压畸变。对此,本文对常规滤波器输出电压畸变进行了分析,并提出了1种改进的LRC滤波器方案。通过将滤波电感正负极均分,实现滤波特性对称化,有效地消除了常规LRC滤波器输出电压畸变问题,仿真实验验证了改进滤波器的有效性。

一种矿用变频器滤波装置

矿用变频器与电动机通过长线电缆连接,脉宽调制(PWM)脉冲在传输过程中存在电压反射现象,从而引起电动机端产生尖峰电压,严重影响变频驱动系统的运行可靠性。目前,矿用隔爆变频器一般采用串联输出电抗器的方式来抑制尖峰电压,但抑制效果有限;而采用RC滤波装置和LRC滤波装置抑制尖峰电压的方法主要针对380,660 V变频器,不能满足煤矿井下1140 V变频器对尖峰电压的抑制要求。针对长线电缆远距离传输引起的尖峰现象,分析了实际应用中电动机负载、PWM上升时间及电缆长度对尖峰电压的影响:长线电缆终端反射系数对电动机负载的变化不敏感,在滤波参数的设计过程中可忽略电动机负载的影响;PWM上升时间越长,电缆长度越短,则电动机端尖峰电压越小。根据上述分析,结合电缆长度和装置功率损耗,提出了一种适用于煤矿井下1140 V变频器的LRC滤波装置设计方案,在PWM脉冲信号传入长线电缆之前,利用该LRC滤波装置延长PWM上升时间,达到抑制尖峰电压和高du/dt的目的。仿真和试验结果验证了该滤波装置的有效性。

开关磁阻电机母线异常电流的研究

本文在利用Matlab/Simulink建立开关磁阻电机(SRM)物理模型和控制策略模型的基础上,通过仿真分析相电流变化与母线电流变化之间的关系,找出了SRM工作时母线电流剧烈波动的原因。为解决此问题,本文首先分析论证了使用LRC低通滤波器改善这种状况的可行性,然后选取合适的参数设计滤波器并进行仿真对比,最后,通过台架和实车测试,证明了该解决方案有效。

并联混合型APF输出滤波器的研究

分析了注入式混合型有源电力滤波器的工作原理,从几种常见的输出滤波器的传递函数出发,利用MATLAB建立输出滤波器参数的波动对补偿性能影响的仿真模型,发现LRC型输出滤波器在较低的开关频率下,获得比LCL和LC滤波器更优异的性能。综合考虑,选取了LRC型滤波器进行设计,最后利用PSIM建立装有LRC型输出滤波器的注入式混合型有源电力滤波器仿真模型。仿真结果表明:对于注入式混合型有源电力滤波器采用LRC型输出滤波器有很好的滤波效果。