CN205901604U - 一种高效电磁兼容的变频器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高效电磁兼容的变频器，包括依次连接的整流滤波电路和逆变电路，所述整流滤波电路输出的主回路中连接有共模扼流圈，共模扼流圈输出连接逆变电路，所述逆变电路为若干功率管组成的桥式逆变电路，其中每个功率管上并联有RC滤波模块；所述逆变电路由输出多路脉冲的脉冲控制器连接控制。所述变频器设计成PCB板，所述PCB板上的电源线和地线的走线相邻布局。本实用新型通过硬件原理设计和PCB设计相结合的方式进行电磁兼容设计，共模扼流圈的电感滤波和阻容吸收的电容滤波相结合，原理设计和PCB设计相结合，降低电子干扰的影响，使波形更加接近正弦波，保证***运行的安全性和可靠性。

Description

一种高效电磁兼容的变频器

技术领域

本实用新型涉及变频器，特别涉及一种高效电磁兼容的变频器。

背景技术

当今变频技术在生产生活中有着越来越广泛的应用，电机调速***中，变频调速成为了主流，逐步取代了传统的调压调速控制***。变频调速***，大多采用“交-直-交”变换方式，由单片机输出控制脉冲控制功率管的开关状态的切换，得到需要的频率。调速方式也有很多种，如矢量控制、直接转矩控制、脉宽调制等各种调速方式。小功率变频器中脉宽调制PWM技术，由于硬件简单，实现方便，可直接开环控制，已经得到了广泛的应用。脉宽调制方式输出的是一定频率和幅值的脉冲波形，而不是正弦波形，所以此脉冲中存在着大量的高次谐波。高次谐波的存在将严重影响***的性能，对电网也是一种严重的污染。此外，由于功率管的开关状态的切换和数字集成电路上的逻辑状态的变化，造成电流和电压的快速变化，形成纹波，产生电磁辐射，处理不当将严重干扰电子元器件的工作。电磁干扰是当今电子产品面临的难题之一。

对于电磁干扰，本实用新型是采用综合处理的方式，在单一抗干扰措施很难让电磁兼容达到满意效果的情况下，多种方式综合运用成了必须的选择。本技术所应用的变频器频率为200-700HZ，由于采用的是交-直-交的脉宽调制技术PWM，功率管的开关状态的切换频率为2.4KHZ，功率为250-3000W，电机的最高转速将达到40000转/分。将多种滤波技术，在此变频器中进行应用，实现变频器安全可靠的运行。用单片机作为控制部分的核心器件，IR2130输出六个脉冲驱动场效应管，实现频率变换。具有过流保护，短路保护等功能。

实用新型内容

本实用新型目的是：一种高效电磁兼容的变频器，采用综合的变频器的电磁波修正结构降低电子干扰的影响，使波形更加接近正弦波，保证***运行的安全性和可靠性。

本实用新型的技术方案是：

一种高效电磁兼容的变频器，包括依次连接的整流滤波电路和逆变电路，其特征在于，所述整流滤波电路输出的主回路中连接有共模扼流圈，共模扼流圈输出连接逆变电路，所述逆变电路为若干功率管组成的桥式逆变电路，其中每个功率管上并联有RC滤波模块；所述逆变电路由输出多路脉冲的脉冲控制器连接控制。

优选的，所述变频器设计成PCB板，所述PCB板上的电源线和地线的走线相邻布局。

与现有技术相比，本实用新型的优点是：

本实用新型通过硬件原理设计和PCB设计相结合的方式进行电磁兼容设计，共模扼流圈的电感滤波和阻容吸收的电容滤波相结合，原理设计和PCB设计相结合，降低电子干扰的影响，使波形更加接近正弦波，保证***运行的安全性和可靠性。

附图说明

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

图1为本实用新型所述的变频器整流滤波电路中增加共模扼流圈的电路原理图；

图2为本实用新型所述的变频器的逆变电路中增加RC滤波模块的电路原理图；

图3为本实用新型所述的PCB板的走线示意图。

具体实施方式

本实用新型所揭示的一种高效电磁兼容的变频器，如图1所示，在整流滤波电路输出的主回路中增加共模扼流圈L100，在主回路中起到电感性，降低dI/dt的作用，减少产生的电磁波。如图2，在功率管上加RC滤波模块，吸收高次谐波，减少功率管两端电压的变化速率dV/dt，使电压平滑变化，接近正弦波。

本实用新型将如图2所示的逆变电路由6脉冲的脉宽调制改变为12脉冲的脉宽调制，这样更接近正弦波。六脉冲的波形相序为：AH→CL，AH→BL，CH→BL，CH→AL，BH→AL，BH→CL，AH表示A相上半桥导通如图2中Q1，CL表示C相下半桥导通如图2中Q6，以此类推。采用6脉冲的脉宽调制技术，一个脉冲步长为60度。改为12脉冲的脉宽调制后，脉冲序列为：AH→CL，AH→BLCL，AH→BL，AHCH→BL，CH→BL，CH→ALBL，CH→AL，BHCH→AL，BH→AL，BH→ALCL，BH→CL，AHBH→CL。脉冲的步长由原来的60度，改为30度，降低了振动噪声，线电压的波形更接近于正弦波形。从波形本身减少了高次谐波的产生，减少电磁干扰。

本实用新型在PCB设计时，将电源线和地线相邻布局走线，使电源线和地线产生的磁场可以相互抵消，减少电磁干扰。因为电源和地线电流的方向总是相反，大小相等，这样产生的磁场可以相互抵消。如图3所示，电源和地线相邻布置，让电源和地线形成的环路最小，电源线和地线的电流形成的电流环内是电磁场产生的最强处，在电流环外，因地线上的电流和电源线上的电流产生的磁场相互抵消，则电磁干扰大为降低。元器件尽量不要布置在电源和地线形成的环路内，以避免干扰。

在电磁兼容方面实现滤波的方法很多，如低通滤波器，在PCB上设计网格减少电磁辐射，设计0V参考面等等。本实用新型的变频器的电磁波修正方法主要的不同之处主要是在源头上降低干扰源的产生。例如：采用共模扼流圈，减低dI/dt，RC滤波器减小dV/dt，减低电流和电压的变化速率，减少电磁干扰的产生。在PCB上采用地线和电源线相邻平行设计是在电流变化时，方向相反大小相等的两个电流变化产生的电磁辐射能相互抵消，电源和地线组成的环路最小，减少电磁干扰。将6脉冲的脉宽调制改变为12脉冲，让波形本身更加接近正弦波，减少高次谐波。通过此电磁兼容技术的正弦波修正设计，大大改善了变频器的电磁兼容性，提高了产品的性能，增加了可靠性。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种高效电磁兼容的变频器，包括依次连接的整流滤波电路和逆变电路，其特征在于，所述整流滤波电路输出的主回路中连接有共模扼流圈，共模扼流圈输出连接逆变电路，所述逆变电路为若干功率管组成的桥式逆变电路，其中每个功率管上并联有RC滤波模块；所述逆变电路由输出多路脉冲的脉冲控制器连接控制。

2.根据权利要求1所述的高效电磁兼容的变频器，其特征在于：所述变频器设计成PCB板，所述PCB板上的电源线和地线的走线相邻布局。