發(fā)布時(shí)間：2017-08-19 07:16

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

  更多相關(guān)文章： 三電平 傳導(dǎo)干擾 輻射干擾 PCB電磁兼容

【摘要】：電機(jī)驅(qū)動器中廣泛存在著的電磁干擾問題,會降低電機(jī)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(dǎo)干擾和輻射干擾兩個(gè)方面研究了中點(diǎn)鉗位型三電平電機(jī)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(jī)驅(qū)動器的設(shè)計(jì)并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)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(shí)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(xiàng)目進(jìn)行仿真分析。從干擾源和傳播途徑的角度,分析了電機(jī)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(shí)間設(shè)置等因素對傳導(dǎo)干擾電磁兼容性能的影響,分析其產(chǎn)生電磁干擾的特點(diǎn),以及如何進(jìn)行改善。此外,本文還從干擾源、傳播途徑和敏感設(shè)備三個(gè)方面考慮電機(jī)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(jī)殼的屏蔽效果進(jìn)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(jī)驅(qū)動其中的敏感設(shè)備,PCB控制電路進(jìn)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(yuǎn)場輻射和敏感回路的感應(yīng)電壓的特點(diǎn)。最后在傳導(dǎo)與輻射電磁兼容預(yù)測分析的基礎(chǔ)上,完成了PWM電機(jī)驅(qū)動器的硬件設(shè)計(jì)。特別對電機(jī)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(jìn)行了電磁兼容設(shè)計(jì),最終通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行測試。
【關(guān)鍵詞】：三電平 傳導(dǎo)干擾 輻射干擾 PCB電磁兼容
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)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(jī)驅(qū)動器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與電磁兼容研究現(xiàn)狀11-15
• 1.2.2 電機(jī)驅(qū)動器的電路設(shè)計(jì)方法研究現(xiàn)狀15-18
• 1.2.3 電機(jī)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(dǎo)干擾的分析21-32
• 2.1 引言21
• 2.2 電機(jī)驅(qū)動器結(jié)構(gòu)及傳導(dǎo)干擾測試方法21-22
• 2.3 PWM方式對傳導(dǎo)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(dǎo)干擾的影響28-29
• 2.5 開關(guān)管死區(qū)時(shí)間對傳導(dǎo)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(yuǎn)場和近場輻射分析39-41
• 3.5.3 PCB導(dǎo)線的感應(yīng)電壓41-42
• 3.6 本章小結(jié)42-43
• 第4章 PWM電機(jī)驅(qū)動器的電磁兼容設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)43-55
• 4.1 引言43
• 4.2 電機(jī)驅(qū)動器主電路電磁兼容設(shè)計(jì)43-49
• 4.2.1 共模傳導(dǎo)干擾分析與抑制43-49
• 4.2.2 輸出濾波器設(shè)計(jì)49
• 4.3 控制電路PCB層間諧振電磁兼容設(shè)計(jì)49-50
• 4.4 電機(jī)驅(qū)動器機(jī)殼屏蔽設(shè)計(jì)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(xiàn)56-60
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文60-62
• 致謝62

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本文編號：699368