PWM電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的諧波抑制

史超然，張會(huì)林，張　松，金焱飛，李榮偉

(上海理工大學(xué) 光電信息與計(jì)算機(jī)工程學(xué)院，上海 200093)

PWM電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的諧波抑制

史超然，張會(huì)林，張松，金焱飛，李榮偉

(上海理工大學(xué) 光電信息與計(jì)算機(jī)工程學(xué)院，上海 200093)

摘要針對(duì)如何提高電機(jī)運(yùn)行的平穩(wěn)性和減少因諧波所帶來(lái)的振動(dòng)和噪聲，設(shè)計(jì)了一種安裝在PWM逆變器輸出端的RLC濾波器，經(jīng)過(guò)優(yōu)化的RLC濾波器使電機(jī)端的高次諧波含量明顯降低，電壓、電流脈動(dòng)現(xiàn)象得到了較好地抑制，并在Matlab/Simulink平臺(tái)上進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了文中所設(shè)計(jì)濾波器的有效性和可靠性。

關(guān)鍵詞無(wú)刷直流電機(jī)；PWM變頻調(diào)速；諧波；RLC濾波器

與普通直流電機(jī)相比，無(wú)刷直流電機(jī)采用位置傳感器和換相電路代替了傳統(tǒng)的碳刷和換向環(huán)機(jī)械換向裝置，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高，適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。諸多優(yōu)點(diǎn)和優(yōu)異的調(diào)速性能讓無(wú)刷直流電機(jī)的應(yīng)用廣泛。PWM變頻調(diào)速是無(wú)刷直流電機(jī)常用的調(diào)速方法，而其核心控制方式依然是電壓型PWM技術(shù)[1]。而PWM逆變器輸出的電壓波形中諧波的存在，會(huì)使電機(jī)產(chǎn)生附加損耗，降低功率因數(shù)，大量的諧波還會(huì)使電機(jī)繞組過(guò)熱，破壞電機(jī)繞組的絕緣性縮短電機(jī)的使用壽命[2]。為了降低諧波含量，節(jié)能降耗，本文對(duì)PWM控制的無(wú)刷直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行仿真和諧波分析，設(shè)計(jì)了一種安裝在PWM逆變器輸出端的濾波器。

1諧波分析

在PWM變頻調(diào)速系統(tǒng)中PWM逆變器是該調(diào)速系統(tǒng)的核心硬件[3]。PWM逆變器中在功率晶體管導(dǎo)通和關(guān)斷瞬間會(huì)產(chǎn)生陡上升沿或下降沿的脈沖電壓，按時(shí)域的觀點(diǎn)分析，脈沖電壓的電壓上升率(dv/dt)很高，容易破壞電機(jī)繞組間的絕緣。……