本文關(guān)鍵詞：一種PWM電機驅(qū)動器的電磁兼容分析與設(shè)計

  更多相關(guān)文章： 三電平 傳導干擾 輻射干擾 PCB電磁兼容

【摘要】：電機驅(qū)動器中廣泛存在著的電磁干擾問題,會降低電機驅(qū)動器的穩(wěn)定性和可靠性,影響相關(guān)設(shè)備正常工作甚至帶來安全隱患。本文從傳導干擾和輻射干擾兩個方面研究了中點鉗位型三電平電機驅(qū)動器的電磁干擾問題,提出了相應(yīng)的電磁兼容解決方案,最后完成了電機驅(qū)動器的設(shè)計并進行了實驗測試。逆變器中產(chǎn)生的PWM波形除了有用的基波外,還含有豐富的高次諧波。這些高次諧波主要來源于控制電路的高頻時鐘波形、主回路中的功率器件以及驅(qū)動器各部分電路中的非線性元件和雜散電感、電容。依據(jù)《GJB 151B 2013軍用設(shè)備和分系統(tǒng)電磁發(fā)射和敏感度要求與測量》中CE101和CE102測試項目進行仿真分析。從干擾源和傳播途徑的角度,分析了電機控制方式、直流側(cè)電容容值、電路寄生參數(shù)和功率開關(guān)器件的死區(qū)時間設(shè)置等因素對傳導干擾電磁兼容性能的影響,分析其產(chǎn)生電磁干擾的特點,以及如何進行改善。此外,本文還從干擾源、傳播途徑和敏感設(shè)備三個方面考慮電機驅(qū)動器的輻射干擾問題。首先分析電磁輻射干擾的來源,確定IGBT和直流母排作為輻射干擾源,建立合適的仿真模型。然后為了抑制電磁輻射干擾,在傳播途徑上采取電磁屏蔽的方法,用ANSYS軟件對機殼的屏蔽效果進行了仿真分析,并與《GJB 151B 2013》中RE101和RE102所規(guī)定的限值相比較。最后對電機驅(qū)動其中的敏感設(shè)備,PCB控制電路進行板級電磁兼容分析,研究了PCB的層間諧振、PCB引線的近場、遠場輻射和敏感回路的感應(yīng)電壓的特點。最后在傳導與輻射電磁兼容預測分析的基礎(chǔ)上,完成了PWM電機驅(qū)動器的硬件設(shè)計。特別對電機驅(qū)動器控制板上的信號調(diào)理、IGBT驅(qū)動、主電路及其連接線等易產(chǎn)生電磁干擾或是容易受到電磁干擾的敏感位置進行了電磁兼容設(shè)計,最終通過實驗進行測試。
【關(guān)鍵詞】：三電平 傳導干擾 輻射干擾 PCB電磁兼容
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM32;TN03
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-21
• 1.1 課題的研究背景及意義9-10
• 1.2 課題的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-20
• 1.2.1 電機驅(qū)動器拓撲結(jié)構(gòu)與電磁兼容研究現(xiàn)狀11-15
• 1.2.2 電機驅(qū)動器的電路設(shè)計方法研究現(xiàn)狀15-18
• 1.2.3 電機驅(qū)動器控制方法研究現(xiàn)狀18-19
• 1.2.4 功率器件的輻射干擾與PCB板級電磁兼容研究現(xiàn)狀19-20
• 1.3 論文主要研究內(nèi)容20-21
• 第2章 傳導干擾的分析21-32
• 2.1 引言21
• 2.2 電機驅(qū)動器結(jié)構(gòu)及傳導干擾測試方法21-22
• 2.3 PWM方式對傳導干擾的影響22-28
• 2.3.1 三電平逆變器SPWM控制方式22-25
• 2.3.2 SVPWM控制方法25-28
• 2.4 直流側(cè)電容對傳導干擾的影響28-29
• 2.5 開關(guān)管死區(qū)時間對傳導干擾的影響29-31
• 2.6 本章小結(jié)31-32
• 第3章 輻射干擾的分析32-43
• 3.1 引言32
• 3.2 輻射干擾分析32-34
• 3.3 IGBT電磁輻射仿真分析34-36
• 3.3.1 IGBT仿真模型建立34-35
• 3.3.2 IGBT輻射干擾分析35-36
• 3.4 直流母排的電磁輻射干擾36-37
• 3.5 PCB板級電磁兼容分析37-42
• 3.5.1 PCB層間諧振分析37-39
• 3.5.2 PCB遠場和近場輻射分析39-41
• 3.5.3 PCB導線的感應(yīng)電壓41-42
• 3.6 本章小結(jié)42-43
• 第4章 PWM電機驅(qū)動器的電磁兼容設(shè)計與實驗43-55
• 4.1 引言43
• 4.2 電機驅(qū)動器主電路電磁兼容設(shè)計43-49
• 4.2.1 共模傳導干擾分析與抑制43-49
• 4.2.2 輸出濾波器設(shè)計49
• 4.3 控制電路PCB層間諧振電磁兼容設(shè)計49-50
• 4.4 電機驅(qū)動器機殼屏蔽設(shè)計50-53
• 4.5 測量結(jié)果及分析53-54
• 4.5.1 IGBT驅(qū)動波形分析53
• 4.5.2 直流母線電流CE101測試53-54
• 4.6 本章小結(jié)54-55
• 結(jié)論55-56
• 參考文獻56-60
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文60-62
• 致謝62

，

本文編號：699368