Page 206 - 电气自动化控制技术研究

电气自动化控制技术研究

中的热点。

当前对共模电压的抑制主要有以下几种方法：
1. 电机本体的改进
对电机本体的改进，主要是从改变电机的结构出发，消除电机的轴电压和轴电流，从

而达到对共模电压的抑制。其常用的方法有：在电机和负载之间增加绝缘子，阻断流向负
载的轴承的耦合电流；采用转轴加接地电刷使轴电流流过电刷起到对轴承的保护；在定子
和转子间加静电屏蔽装置，可以彻底消除轴电流，但是成本昂贵；使用具有导电性的轴承

润滑剂来降低轴电流。
2. 增加滤波器
该类方法主要是通过在逆变器输出端外加滤波器来消除共模电压。常用的滤波器分为

无源滤波器和有源滤波器。在逆变器的输出端加入无源滤波器，可以有效地抑制 dv/dt，削
弱电动机的共模电压。常用的滤波器结构有：输出电抗器、LR 并联型滤波器、二阶 RLC

低通滤波器、LC 和 RLC 两级串联滤波器。逆变器输出端的有源滤波器主要分为有源共模
噪声抑制器和辅助零状态合成器。有源共模噪声抑制器接在逆变器的输出端和长线电缆之
间，由三部分组成：共模电压传感器、补偿电路和共模变压器。有源共模噪声抑制器在逆

变器的输出端叠加一个补偿电压，该补偿电压与电机端的共模电压极性相反幅值相同，从
而可以彻底消除有逆变器产生的共模电压。但这种方法需要射极跟随器，从而限制了其在

高压场合中的应用。由 Thomas A. Liposuction 等提出的有与共射极的三个开关装置组成的
辅助零状态合成器用于逆变器输出端的零状态合成，通过断开辅助零状态合成器中的所有
晶体管，从而将零状态加入系统中，使共模电压减小，同时还可以使共模电流呈几何数量

级降低。该方法虽然成本低，但需要对辅助零状态合成器的调整策略进行复杂的设计，增
加了系统的控制难度。
3. 改进逆变器拓扑结构

共模电压产生的最根本原因是由于常规三相两电平 PWM 逆变器输出电压的不对称，
对此可以通过对逆变器的拓扑结构进行改进达到对共模电压的抑制。常用的拓扑结构有三
相四桥臂逆变器和双桥逆变器。

198