避免輸入濾波器諧振的裝置及方法
【技術領域】
[0001] 本發明一般地涉及一種用于避免輸入濾波器諧振的裝置及方法。更具體地，涉及 一種避免PWM開關調制驅動器輸入濾波器在驅動器的開關頻率范圍內發生諧振的裝置及 方法。
【背景技術】
[0002] 電動機的驅動器通常是對輸入的市電或工業用電進行濾波、整流、逆變處理來得 到驅動電動機所需的具有合適電壓、頻率的驅動源。其中在驅動器的輸入部分需要接入輸 入濾波器W滿足EMC方面的要求，在驅動器的逆變處理中通常使用PWM的高開關頻率的逆 變調整來獲得合適的驅動源。
[0003] 圖1示出了驅動器的輸入濾波器。圖2示出了驅動器輸入濾波器的共模電流路徑。
[0004] 參見圖1，L1是共模電感器，也稱為共模扼流圈，其具有漏電感LdiffW及共模電 感Lem。其中的X電容器Cxa、Cxb與L1的漏電感Ldiff-起構成型差模濾波器，漏電 感Ldiff的電感量非常小，大約為共模電感Lem的1%~5%，因此差模濾波器的諧振頻率非 常高，超出了驅動器的逆變處理所使用的HVM調制中的開關頻率，驅動器的逆變處理所使 用的PWM調制的開關頻率通常為2曲Z~16kHz。
[000引共模電感Lem與Y電容器切、電動機寄生電容Cm、電纜寄生電容Cc一起構成共模 濾波器，共模電感Lem的電感量一般在0. 2地~15恤的范圍內，共模濾波器的諧振頻率較 低，并且共模濾波器的諧振頻率還取決于電動機的電纜長度W及電動機寄生電容，因此，共 模濾波器的諧振頻率化多數情況下處于驅動器的逆變處理所使用的PWM調制中的開關頻 率范圍之內。
[0006] 當根據客戶應用情況改變電動機電纜長度時，電纜寄生電容Cc也隨著改變，因此 共模濾波器的諧振頻率化將隨著改變，并且共模濾波器的諧振頻率化也會因為共模扼流 圈L1的例如±30%的容差而改變。
[0007] 由于Y電容器切與電動機寄生電容Cm、電纜寄生電容Cc相比較小，可隊忽略不 計，所W我們可W得到共模濾波器的諧振頻率化為：
[0008]
【主權項】
1. 一種避免PWM開關調制驅動器中輸入濾波器諧振的裝置，包括： 共模電流傳感器（10 )，感測輸入共模電流（Icm); 模數轉換器A/D (20)，將感測到的輸入共模電流（Icm)轉換成數字信號；以及 微控制器MCU (30)，將來自模數轉換器A/D20的輸入共模電流（Icm)的數字值與閾值 進行比較，根據比較結果，減小逆變器的開關頻率（Fsw)，使得逆變器的開關頻率（Fsw)小 于輸入濾波器的共模諧振頻率（Fc)，以使得輸入濾波器避開諧振。
2. 如權利要求1所述的裝置，其中 共模電流傳感器（10)使用電流互感器。
3. 如權利要求1所述的裝置，其中 共模電流傳感器（10)套裝在驅動器的整流橋和輸入濾波器之前的電纜上。
4. 如權利要求1所述的裝置，其中 微控制器MCU (30)是與驅動器共用的微控制器MCU。
5. 如權利要求1所述的裝置，其中 閾值為輸入共模電流（Icm)的最大值的3倍，輸入共模電流（Icm)的最大值是指驅動器 正常工作、輸入濾波器沒有諧振時輸入共模電流（Icm)的最大值。
6. 如權利要求1所述的裝置，其中 共模電流傳感器（10)安置在驅動器的功率路徑上，模數轉換器A/D (20)和微控制器 MCU (30)安置在驅動器的控制部分電路中。
7. -種避免PWM開關調制驅動器中輸入濾波器諧振的方法，包括： 感測輸入共模電流（Icm); 將所感測的輸入共模電流（Icm)與一閾值進行比較； 根據比較結果，減小逆變器的開關頻率（Fsw)，使得逆變器的開關頻率（Fsw)小于輸入 濾波器的共模諧振頻率（Fc)，以使得輸入濾波器避開諧振。
8. 如權利要求7所述的方法，其中所述比較步驟包括： 如果所感測的輸入共模電流（Icm)小于閾值，則返回感測輸入共模電流（Icm); 如果將所接收的輸入共模電流（Icm)大于等于閾值，則逐步降低驅動器的逆變部分 PWM調制的開關頻率（Fsw)，直到以特定次數感測的輸入共模電流（Icm)均小于閾值為止。
9. 如權利要求7所述的方法，其中 閾值為輸入共模電流（Icm)的最大值的3倍，輸入共模電流（Icm)的最大值是指驅動器 正常工作、輸入濾波器沒有諧振時輸入共模電流（Icm)的最大值， 特定次數為5次。
【專利摘要】提供了一種避免PWM開關調制驅動器中輸入濾波器諧振的裝置和方法。所述裝置，包括：共模電流傳感器（10），感測輸入共模電流（Icm）；模數轉換器A/D（20），將感測到的輸入共模電流（Icm）轉換成數字信號；以及微控制器MCU（30），將來自模數轉換器A/D20的輸入共模電流（Icm）的數字值與閾值進行比較，根據比較結果，減小逆變器的開關頻率（Fsw），使得逆變器的開關頻率（Fsw）小于輸入濾波器的共模諧振頻率（Fc），以使得輸入濾波器避開諧振。
【IPC分類】H02M1-32, H02M1-44
【公開號】CN104753324
【申請號】CN201310740917
【發明人】陳奉國, 陳景, 連孝藩
【申請人】施耐德東芝換流器歐洲公司
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2013年12月27日