十二脉整流桥共模电压研究

万伟学，胡传西



十二脉整流桥共模电压研究

万伟学，胡传西

（武汉船用电力推进装置研究所，武汉，430064）

为了降低共模电压对变频驱动系统损伤，保证变频驱动系统安全可靠运行，本文首先分析了变频驱动系统中整流装置共模电压产生机理，建立了十二脉整流装置共模电压数学模型；最后利用MATLAB仿真工具，建模仿真、分析了十二脉整流装置的共模电压，为抑制变频驱动系统共模电压提供了理论基础。

共模电压 整流装置 十二脉

0 引言

变频驱动装置中，整流装置产生的共模电压会加到负载电机上,不断破坏电机轴承座圈绝缘，使电机轴承座圈上产生溶化凸点，增大轴承的机械磨损,缩短电机使用寿命；同时，高频共模电压经过系统中杂散电容和寄生耦合电容，形成共模漏电流，经接地导体流回电网中，产生共模电磁干扰，影响其它控制系统、电子设备正常运行[1]。

因此，急需研究变频驱动装置中，整流装置共模电压产生机理，建立其数学模型，为抑制变频驱动系统共模电压提供理论基础。

1 整流装置共模电压数学模型研究

12脉串联型二极管整流器由两个完全相同的6脉二极管整流器组成，分别由移相变压器二次侧两个三相对称绕组供电，两个整流器的直流输出串联连接；如图1所示，变压器由理想三相交流电网供电，电网对地共模电压为零[2]。

图1 12脉二极管整流器电路框图

(a)

(b)

将变压器副边三角型接法等效为星型接法，保持线电压相位、幅值不变，等效后的相电压为：

图3 二极管导通原理图

表1 12脉二极管整流区间分配表

12脉整流桥在各区间等效电路图如图4。

根据表1和图4可推导出12脉二极管整流器数学模型为：

图4 二极管导通等效电路图

2 整流装置共模电压仿真验证

为了验证公式（6）~（8）正确性，根据图1，利用MATLAB仿真工具对12脉二极管整流装置进行建模仿真，仿真中假设变压器为理想电网供电，直流支撑大电容无穷；变压器输入线电压为6300 V（有效值），变压器输出线电压为1470V（有效值）。仿真波形如图5所示：

图5 整流装置产生共模电压波形

3 结论

12脉二极管整流器输出共模电压在一个工频周期内,其共模电压由6段曲线组成，三段曲线为增函数，三段曲线为减函数，通过截取6段三角函数曲线形成3倍基频的曲线(近似为三角波)。

12脉二极管整流器输出共模电压为3倍基频的低频分量，其对地分布电容阻抗很大，回路中的共模电流很小，对其它设备的电磁干扰很小。

参考文献：

[1] 裴雪军, 康勇, 熊健, 陈坚. PWM逆变器共模传导电磁干扰的预测[J]. 中国电机工程学报, 2004, 8: 83-88.

[2] 姜艳姝, 刘宇, 徐殿国, 赵洪. PWM变频器输出共模电压及其抑制技术的研究[J]．中国电机工程学报, 2005,9:47-53.

[3] 陈巨龙, 赵红林, 李国栋. 三电平H桥逆变器共模电压研究[J]. 船电技术, 2011, 3:1-5.

Research on Common-mode Voltage Based on Three Phase Twelve Pulse Rectifier

Wan Weixue, Hu Chuanxi

(Wuhan Institute of Marine Electric Propulsion, Wuhan 430064, China)

TM46

A

1003-4862（2016）10-0046-03

2016-05-18

万伟学（1982-），男，工程师，研究方向：船舶电气工程。