[发明专利]抑制变频调速系统共模电压的电流反馈有源滤波器

摘要

本发明涉及抑制变频调速系统共模电压的电流反馈有源滤波器,由共模电流传感器，电流放大和处理电路，功率放大电路、电阻R1、电容C1和四绕组共模变压器构成。共模电流传感器的测量信号经过电流放大和处理电路处理，然后由双极性NPN型功率晶体管T1和双极性PNP型功率晶体管T2组成的功率放大电路放大，驱动四绕组共模变压的主边电感，电阻R1和电容C1组成的串联支路，该支路在共模电压频率下表现为纯阻性。四绕组共模变压器主边的电压变化通过互感耦合到串联在变频器输出回路上的三个副边上，抑制共模电压的影响。该滤波器解决了变频器输出电压通过电压检测网络影响滤波器性能的问题，同时消除了功率放大电路的相位延迟。

主权项

1.抑制变频调速系统共模电压的电流反馈有源滤波器，由共模电流传感器，电流放大和处理电路，功率放大电路、电阻R1、电容C1和四绕组共模变压器构成，共模电流传感器测量变频调速系统的三相输出回路的共模电流ic，得到的测量信号为电流信号nic，n为共模电流传感器的增益，为常数；电流信号nic进入后级的电流放大和处理电路，该部分的增益为K1，输出为电流信号i1；电流信号i1通过双极性NPN型功率晶体管T1和双极性PNP型功率晶体管T2的基极进入后级功率放大电路，功率放大电路由双极性NPN型功率晶体管T1、双极性PNP型功率晶体管T2、直流电源VCC和直流电源‑VCC组成，其中双极性NPN型功率晶体管T1的基极和双极性PNP型功率晶体管T2的基极相连，双极性NPN型功率晶体管T1的射极和双极性PNP型功率晶体管T2的射极相连，直流电源VCC连接双极性NPN型功率晶体管T1的集电极，直流电源‑VCC连接双极性PNP型功率晶体管T2的集电极；功率放大电路的负载为共模变压器的主边、电容C1和电阻R1的串联支路，该串联支路一端为双极性NPN型功率晶体管T1的射极和双极性PNP型功率晶体管T2射极的连接点，另一端接地；共模变压器的三个副边分别串联在变频调速系统的三相输出回路中，共模变压器三个副边的同名端和变频调速系统的变频器侧相连，共模变压器主边的同名端与双极性NPN型功率晶体管T1的射极和双极性PNP型功率晶体管T2射极的连接点相连,所述电流反馈有源滤波器满足：I1(s)＝K1(s)nIc(s)                                               (2)其中s为拉普拉斯算子，Uci(s),I1(s)和Ic(s)分别是时域信号共模电压Uci，功率放大电路输入电流i1和共模电流ic的复频域表达，β是功率放大电路的电流放大倍数，M是共模电抗器的互感，L2为共模变压器副边电感值，L3为三相电机定子电感值，Cg为交流电机定子绕组中性点和地平面之间的耦合电容，R2为变频器输出回路的电阻，n为共模电流传感器增益，K1(s)为电流放大和处理电路的增益，其特征在于：功率放大电路的负载，即共模变压器主边电感L1、电容C1和电阻R1的串联支路阻抗，在共模电流的频率点上，为纯阻性；电流放大和处理电路由放大器和积分器组成，且放大器增益K11满足其中K＝nβMK11+L2+2M+L3，ωn为该有源滤波器的谐振频率，ωc为共模电压的圆频率。