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美國Fairchild變頻器共模電壓
隨著變頻器的小型化、多功能化和高性能化，尤其是控制手段的全數(shù)字化，變頻器的靈活性和適應(yīng)性不斷增強。因此，在現(xiàn)代工業(yè)中，變頻器的應(yīng)用范圍越來越廣泛。目前幾乎所有變頻器到采用脈沖寬度調(diào)制PWM（Pulse Width Modulation）控制技術(shù)。

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變頻器在工農(nóng)業(yè)、國防等領(lǐng)域做出重大貢獻的同時，也出現(xiàn)了一些顯著的負面效應(yīng)?，F(xiàn)代電力電子期間的飛速發(fā)展，功率開關(guān)器件的快速導(dǎo)通或關(guān)斷的特性，將使電壓源型PWM變頻器產(chǎn)生高頻共模電壓，它會在電動機轉(zhuǎn)軸上感應(yīng)出高幅值軸電壓，并形成軸承電流，使電動機的軸承在短期內(nèi)損壞，縮短電動機的使用壽命；高速開關(guān)的電力電子器件在每次動作時都會對供電電源產(chǎn)生很強的電磁干擾EMI（Electro-Magnetic Interference），傳導(dǎo)型EMI和輻射型EMI會干擾其它控制系統(tǒng)或電子設(shè)備的正常運行，甚至導(dǎo)致誤動作；當PWM變頻器與電動機之間不可避免地采用長線電纜連接時，在電動機端會產(chǎn)生過電壓，加劇了電動機繞組絕緣壓力，使上述負面效應(yīng)產(chǎn)生的影響進一步加劇。上述負面效應(yīng)的存在使系統(tǒng)可靠性下降，故障率增加，但這些往往被變頻器的使用者所忽略，而它帶來的實際損失可能會超過交流變頻調(diào)速系統(tǒng)自身的成本。因此，研究PWM變頻器產(chǎn)生的負面效應(yīng)及其解決方法具有重要的理論意義和實用價值。變頻器的低電壓穿越（LVRT）改造，是對火電機組穩(wěn)定運行和電網(wǎng)系統(tǒng)安全性的有力保障。此處總結(jié)并分析了現(xiàn)有的5種LVRT改造產(chǎn)品和技術(shù)的特點及各自的優(yōu)缺點。設(shè)計了一種全電力電子變換的變頻器LVRT電源裝置，平時處于后備運行方式，電網(wǎng)發(fā)生低電壓跌落時，對變頻器直流母線輸出500 V電壓，保障變頻器持續(xù)穩(wěn)定運行10 s。實驗結(jié)果驗證了加裝變頻器LVRT電源裝置的輔機變頻器具備LVRT能力，滿足設(shè)計指標。理論及實驗結(jié)果為進一步拓展到其他行業(yè)領(lǐng)域中提供了技術(shù)參照和支撐。為了抑制PWM變頻器驅(qū)動交流調(diào)速系統(tǒng)的負面效應(yīng)，提高系統(tǒng)的可靠性，本文對交流調(diào)速系統(tǒng)變頻器輸出共模電壓及其相關(guān)抑制技術(shù)進行了深入研究。研究了電壓源型PWM變頻器產(chǎn)生的共模電壓及其負面效應(yīng)的本質(zhì)，揭示了共模電壓產(chǎn)生的原因及其抑制方法。

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鑒于兩電平變頻器輸出的共模電壓只能依靠外接濾波器進行消除，研究了PWM變頻器中共模電壓的抑制技術(shù)。分析了PWM變頻器工作原理，提出了適用于變頻器的SPWM控制技術(shù)，對其控制規(guī)則進行了描述，并用仿真結(jié)果驗證了其正確性。