（通信与信息系统专业论文）机车pwm牵引逆变器的电磁干扰研究.pdf

中文摘要 摘要：机车大功率牵引逆变器i g b t 模块，因其具有开关频率高、损耗小和性能好 等优点在铁路领域中受到了广泛的应用，而这些优点是以开关时间的缩短以及开 关开通和关断时电压、电流变化率( d 叭t 和d 砌t ) 的增加为代价的。从电磁干扰 的角度看，这大大增加了通过牵引逆变器和电机对地的寄生电容进行充放电而产 生的共模干扰。本文对机车p w m ( 脉宽调制) 牵引逆变器共模电磁干扰进行了以 下几方面的研究： 首先，阐明了p w m 牵引逆变器共模电压的形成机理，并通过比较两种不同电 路拓扑结构的牵引逆变器形成的共模电压，指出了电平数的增加能够在一定程度 上减小牵引逆变器的共模电压，但是两者形成的共模电压仍然比较高，需要进一 步改善。 其次，对p w m 牵引逆变器共模e m i ( e l e c 昀m a 盟e t i ci n t e 疵e n c e ，电磁干扰) 的特性及其传播途径进行了分析，并依据共模电流的传播途径，建立了基于b u c k 电路的逆变器侧共模电流等效电路。然后，对该等效电路进行了时域和频域分析， 指出了共模e m i 的影响因素。 再次，结合具体机车的牵引逆变器实际参数，借助m a t l a b 的实时仿真工具 s i m u l i n k 建立了共模e m i 仿真模型，并对其呈现的共模电流时域、频域特性进 行了分析，同时讨论了共模电流的影响因素，验证了前面的理论分析。另外，通 过对y j 8 7 a 永济电机输入电缆上共模骚扰的实地测量，分析了电机侧共模e m i 的 时域、频域特性。 最后，从减小干扰源的发射和切断干扰信号的传播途径两个方面，简要讨论 了p w m 牵引逆变器共模e m i 的抑制措施。 关键词：电磁干扰；p w m 牵引逆变器；共模电流；寄生参数；传播途径 分类号：t m 4 6 4 ：t m 9 2 2 7 j b 塞交通太堂亟堂僮j 金塞旦曼工g ! a bs t r a c t a b s t r a c t ：b e c a u s eo fi t sa d v 觚t a g e so fl l i 曲s 谢t c l l i n g 能q u e n c y ，l o wl o s s e sa i l d g o o dp e 墒肌a n c ee t c ，i g b tm o d u l e so f1 1 i 曲- p o w e rt r a l c t i o ni n v e r t e r si nl o c o m o t i v e w a s 、) ，i d e l ya p p l i e di i lr a i l w a yf i e l d 1 1 1 e s ea d v a i l t a g e sh a v eb e e np o s s i b l et l l 锄l ( st o l e r e d u c t i o no fs w i t c l l i n gt i m ea n dt l l ei n c r e a s eo fv o l t a g ea n dc u r r e n tc h a n g er a t e ( d d t a n dd 认l t ) w h e n 谢t c h i n go n - a n d o 氲f r o mt 1 1 ep e r s p e c t i v eo fe m i ，n l i s 伊e a t l y i n c r e a s e dt l l ec o 脚l i i l o n - m o d ei i l t e r f e r e n c ew h j c ha 1 o u s e df b mc h a r 售i n ga n dd i s c 慨i n g p a i - a s i t i cc a p a c i t a i l c ef 如m l e 仃a c t i o ni n v e r t e ra n dm em o t o rt ot l l e 粤- o u i l d ( n 锄e l y c o m m o n - m o d ee m i ) 1 1 1t m sp a p e r ，t h er e s e a r c ho ne m io fp w mt m c t i o ni n v e r t e ri i l l o c o m o t i v ew a l sl i s t e dm a i l d ya sf o l l o 诵n g ： f i r s t l y ，t h ef o m a t i o nm e c h 撕s mo fc o i i l i i l o n m o d ev 0 1 t a g eo fp w m 妇c t i o n i i e r t e rh a db e e ni 1 1 仃o d l l c e d ，a i l dad i s c 0 v e 巧w a sg i v e nt l l a tm ei n c r e a s eo fl e v e l n m n b e rc o u l dd e c r e a s em ei n v e r t e r sc o m m o n - m o d ev o l t a g et oac e r t a i l le x t e n tb y c o i n p 撕n gt l l ec o m m o n m o d ev o l t a g eo f 铆。帅e so fi i l v e r t e r 晰t l ld i 毹r e n tc h u i t t o p o l o g y ，b u tt l l ec o m m o n m o d ev o l t a g ei ss t i l lr e l a t i v e l yh i g h n l ep r o b l e mn e e d e do f 矗l r t h e rr e s e 锄c h s e c o n d l y ，t l l ec h a r a c t e r i s t i c sa i l dp r o p a g a t i o np a t ho fc o 删【n o n m o d ee m i o fp w m i i l v e r t e rw e r ea i l a l ) r z e d ，a n da c c o r d i n gt ot h ep r o p a g a t i o np a ：t ho fc o m m o n m o d ec u r r e n t ， t l l ee q u i v a l e n tc i r c u i to fi n v e r t e r - s i d ec o m m o n - m o d ec u r r e n tb a s e do nb u c kc i r c u i tw a s g i v e n 1 1 1 e n ，m et i i i l ed o m 咖a 1 1 d 舭q u e n c yd o m a i l la i l 2 l l y s i sf o r “se 州砌e n tc i r c u i t w e r em a d e ，a i l dp o i n t e do u tt l l ei i i f l u e n c e sf 犯o r so fc o m m o n - m o d ec u r r e n t r n l i r d l y ，谢t ht 1 1 ea c t u a lp a r a m e t e r so f 也es p e c i f i cl o c o m o t i v e s 劬l c t i o ni n v e n e r ， t l l es i m u l a t i o nm o d e lo fc o n u n o n m o d ee m i 、析t l lt h er e a l t i m es i m u l a t i o nt o o l s i m u l i n kw 弱e 站童b l i s h e d a n dt l l ec o m m o n m o d ec u r r e n t st i m ed o m a i l l 锄d 丘i e q u c i n c yd o m a i nw m c hs h o 、v e db yt 1 1 ei i e r t e rw 弱a n a j y z e d ，a tt h es 锄et i m e ，t l l e i i l n u e n c e sf a c t o r so fc o m m o n - m o d ec u r r e n tw e r ed i s c u s s e dw i l i c hv e r i f i e dt l l ep r e v i o u s t l l e o r e t i c a la 1 1 a l y s i s i i la d d i t i o n ，t l l em o t o r - s i d ec o m m o n m o d ee m lw a sa n a l y z e di nt l l e t i i i l ed o m 豳a i l d 舭q u e n c yd o m a i n ，b ym e a s u r i n gt l l ec o 舢【1 1 0 n m o d ed i s t l 盯b a i l c e so n 恤i 印u tc a b l eo fy o 硒im o t o r ( y j 8 7 a ) f i n a l l y t h i sp 印e rd i s c u s s e db r i e n y 也es u p p r e s s i o nm e a s u r e so fc o m m o n - m o d e e m io fp w m 们c t i o ni n v e r t e r 舶mt w oa s p e c t s ：川u c i n gt h ee i i l i s s i o no fm e i n t e r f i e r e r l c es o u r c ea n dc u t t i n go f rt h e 仃a n s i i l i s s i o no fi n t e r f e r e n c es i g n a l s l ( e y w o r d s ： e m i ； p w m 位l c t i o ni n v e n e r ；c o i i l 】【i l o n m o d e c 瑚陀n t ；p 够i t i c p a “l r n e t e r ；p r o p a g a t i o np 昌曲 c l a s s n o ：t m 4 6 4 ：t m 9 2 2 7 v 1 、在不采取共模e m i 抑制措施的情况下，机车的p w m 牵引逆变器的共模电 流是比较高的，同时机车逆变器桥臂中点对地的寄生电容也为共模e m i 的传播提 供了途径，而实际的机车牵引逆变器的寄生电容会更复杂。 2 、共模电流的频谱与直流输入电压成正比关系，直流输入电压越大，共模电 流的频谱越高；同时在同一频点上，开关频率越高，共模电流也越大。这与前面 的理论分析是相吻合的。 3 5感应电机侧共模e m 的实测分析 感应电机内部以及电机对地的寄生电容比较复杂，很难对其寄生电容进行量 化处理，而寄生电容又可能成为共模e m i 的传播通道，可见，要定量分析感应电 机侧的电磁干扰，寄生电容是一个关键因素。基于以上条件的限制，本文采用实 测的方式对感应电机侧的共模e m i 进行了分析。 3 5 1感应电机磁场骚扰的测试分析 采用工频发电机与变频器( a b ba c s 8 0 0 ) 对同一台永济电机进行分别供电， 将环天线置于电机附近( 天线面垂直与电机齿轮、天线面平行与电机齿轮) ，试验 中采用e m c o6 5 0 7 天线进行磁场测量，如图4 2 0 所示为有源环天线的磁场天线系 数。对于9 z 3 0 m h z ，检测点的磁场场强通过下面的公式获得： 磁场场强= 频谱分析仪端口电压+ 天线系数 i 蚺a d e i6 5 0 7i 蛾嚣g n e t ca n l e n n 毒i ：矗c t o r l i 式 ： ；：t ：i ；： 5 ； ；! ： ， ： ：； l 州 ! i ! ： ： ；! ；! ：| ! | ： !j j ： j ! ：、 ! | ： ；! ； j ：i ：；! j ；i ；i 。|： l f r e am h z 图3 2 0 有源环天线的磁场天线系数 f 够2 0m a 印e t i cf i e l da n t e 彻a t o ro f a c t i v e1 0 0 p 锄t e m a 1 0 0 8 0 e 盂 6 0 刁 型 嘤4 0 蛏 遥 e i 了 口 一 型 蠼 露 帮 2 0 鼍l1 0 。1 1 0 0 频率( m h z ) 暑吾丁一j 一一捂 1 0 叫1 0 11 0 。 频率( m h z ) rr11r1 菱丽嘉供西 发i 乜机供电j i 奠釜进 。叱 m 啦“i _ l - j 目j 1 _ j 1 0 1 - ：趟。“i t i 1 0 1 ( b ) 天线面平行于电机齿轮面 图3 2 l 电机附近的空间磁场强度( 9 k h z 3 0 m h z ) f i 够21m a g n e t i cf i e l ds 缸e n 班h 鹏a rt l l em o t o r ( 9 k h z 3 0 m h z ) 针对两种不同的供电方式，得到的电机附近磁场骚扰的测量数据如图4 2 l 所 示，由图可知：( 1 ) 电机附近的磁场骚扰- 丰要在2 m h z 以下，磁场强度的最大值 超过了8 0 d b u m 。( 2 ) 发电机给电机供电时，电机附近的磁场强度比较小；变频 器给电机供电时，电机附近的磁场强度明显增大。因此，进一步验证了将电机用 电感和电阻代替是合理的。 表3 2y j 8 7 a 电机输入电流骚扰测试所需的仪器 t h b l e3 2t h en e e d e di i l s t r u m e m sw h e nm e a s 嘶n gm o t o ri n p u ti m e r f e r e n c ec u n e m 仪器名称型号性能 数量 频谱分析仪 r & sf s h 89 k h z 8 g h zl 数字存储示波器 t d s 3 0 5 25 g s s ，5 0 0 m h zl 电流探头 f c cf 7 2 1 1 0 0h z 1 0 0m h zl 有源环大线 e m c 0 6 5 0 7 1 k h z 3 0 m h zl 3 5 2 电机输入电缆上共模电流的测试条件与信息 4 1 团 =1 一变蕉 一厂一 竺 弛 一 竺! 一 一 一 本次实测在永济电机厂完成，主要对感应电机输入的电流骚扰进行测试，其 中采用的是y j 8 7 a 永济电机，电机由a b ba c s 8 0 0 变频器进行供电。具体为：针 对两种不同的工况对电机输入的骚扰电流进行了时域和频域的测量。如图表3 2 与 图3 2 2 所示，分别给出了测试所需要的仪器和测试布置图。 图3 2 2 测试点与测试布置图 f 够2 2l a y o u ta n dp o i n t so f t e s t y j 8 7 a 电机输入电缆的共模电磁骚扰的测试步骤： 1 ) 将电流环探头卡到电机三相输入电缆上( 如图3 2 2 所示) ，并将电流环探 头连接到频谱分析仪上，得到电磁骚扰的频域数据； 2 ) 同样将电流环探头卡到电机三相输入电缆上，并将电流环探头通过2 0 d b 的衰减器连接到数字存储示波器上，得到电磁骚扰的时域数据。 3 ) 将测量数据存储到计算机上，对数据进行后期处理。 为了便于数据分析，对于频谱分析仪的测量数据，将每个频段的每个天线极 化模式下的测量曲线或电缆上测量曲线，做最大保持处理，即每个频点取所有测 量曲线中的对应的最大测量值，生成l 条检测数据的最大值曲线，等效于在总的 测量时间内，对频谱分析仪设置了最大保持模式。 对于每个测量频段，为频谱分析仪设置适当的分辨率带宽，参考电平，并设 置为峰值最大保持模式，其中9 k h z 1 5 0k h z ，频谱分析仪的分辨率带宽设置为 3 0 0 h z ；9 k h z 3 0 m h z ，分辨率带宽设置为1 0 k h z 。对于时域测量，测量了不同 采样频率下的时域波形，以便于观测骚扰电流的整体特性与局部特性。 3 5 3 共模电流测试数据的分析 电流探头系数如图3 2 3 所示，本次试验采用f 7 2 1 电流环，f 7 2 1 电流环探 头在测试频段为1 5 。电缆上的电流强度可以通过以下公式获得： 电流强度= 频谱分析仪的端口电压+ 电流探头系数 11 0 1 0 0 9 0 詈 8 0 号 7 0 舞6 0 交5 0 餐4 0 3 0 2 0 1 0 1 了 翌 = ： s 喜 _ _ _ 鹭 f i 9 3 2 4t h e 1 0 0 9 0 8 0 7 0 6 0 5 0 。_ j 1 0 。 图3 2 3f 一7 2 1 电流探头系数 f i 9 3 2 3f - 7 2 1c u n e n tp r o l b e 1 0 1 1 0 0 频率，m h z 雩怒 j 1l 、j 一j y 图3 2 4 电机输入电缆上的共模电流( 9 k h z 3 0 m h z ) c o m m o n - m o d ec u 玎e n t so nt h ei n p u tc a b l eo fm o t o r ( 9 k h z 3 0 m h z ) 一+ t j _ = = = = 二一 10 h z4 6 0 v ，2 5 0 a i 生皇至旦v ，2 4 9 竺 频李i f ，k h z 4 矿f 图3 2 5 电机输入电缆上的共模电流( 9 k h z 1 5 0k h z ) f 够2 5t h ec o m m o n m o d ec u r r e n t so nt h ei 印u tc a b l eo fm o t o r ( 9 k h z 15 0 m h z ) 电机输入电缆上的共模电磁骚扰的测试数据如图3 2 4 和图3 2 5 所示，由图可 4 3 知：电机输入电缆上的共模电流主要集中在4 m h z 以下，引起的共模骚扰电流强 度比较大，最大值约为1 0 0 d b u a ；同时变频器的频率与电雎对共模电流影响比较 大，即频率与电压的增加都会使共模电流强度出现明显增加，这与前面共模电流 的理论分析是一致的。 3 0 广 2 0 蚤1 0 i 墨 喜o _ 之 目 翟 - 二篁 寻 一1 0 一 一2 _ i 2 5 2 0 l 15 卜 - 1o _ 二；广一圭1 01 r 卣j ，s 0 于间，s o 叫 1 0 h z= = 二4 6 0 v 2 5 0 a 3 图3 2 6 共模电流的时域波形( 采样频率为1 0 m h z ) 45 1 0 一4 f i 驴2 6c o m m o n - m o d ec u r r 即tw a v e f o r mi nt i m ed o l i l a i n ( = 10 m h z ) 2 5r - 广- 2 0 l 0 7 h z3 2 0 v 2 4 0 v 、，1 帆 234567 时i 日j ，s 89 1 0 5 i 5 0 5 o 5 佰 m 5 o 与 】i)墨手 之 靼 墨 型 掣 ： 口 _ _ = = j 一 j 苣 = = = 10 h z4 6 0 v ，2 5 0 a - 1 e ；方；主盲享吾丁吾弓 时间，sx1 0 。5 图3 2 7 共模电流的时域波形( 采样频率为1 0 0 础z ) f i 驴2 7c o n l m o n m o d ec 1 t e mw a v e f o i mi nt i m ed o r m i n ( - l0 0 m h z ) 1 4 0 _ r 一 1 2 0 - 1 0 0 - 1 0 0 频率f ，m h z 10 h z4 6 0 v ，2 5 0 a 7 h z3 2 0 v ，2 4 0 a 图3 2 8 共模电流的步贞谱 f i 9 3 2 8t 1 1 es p e c 仃u mo fc o m m o nm o d e c u r r e n t 图3 2 6 和图3 2 7 给出了不同采样频率l o m h z 与1 0 0 m h z 时，电机输入电缆 上共模电流的时域波形，以便于观察到共模电流的整体特性与局部图形。 可以清 楚地发现，逆变器输出脉冲的上升沿与下降沿处叠加了幅值约为1 0 v 的电流衰减 振荡，这就是叠加在电机输入电缆上的共模电流；而且变频器电压与频率的增加 也使共模电流的幅值有所增加。对图3 2 7 所示的时域波形进行频谱分析，得到如 图3 2 8 所示的频域波形，可见，4 m h z 以下的端口电压值比较大，其最大值超过 1 0 0 d b u v ；但是也看到，与图3 2 4 的频谱分析仪得出的频谱数据相比，高于4 m h z 以后的频谱数据有差异，这主要是采用的数字示波器是8 位模数转换a d c ，动态 范围约为4 8 d b ，因此，在图3 2 8 显示的频谱中，高于4 m h z 的频段显示的是背景 噪声。 4 5 5 0 5 o 5 0 5 2 2 1 1 - 一 l 0 旷 口! 叶 云) ， 3 6p w m 牵引逆变器电磁干扰的抑制 从电磁兼容的三要素来看，可以通过减小干扰源产生的干扰信号、切断干扰 信号的传播途径以及提高敏感设备的抗干扰能力三个方面来增强系统的电磁兼容 性。对于机车的p w m 牵引逆变器的传导共模e m i ，主要是从前两个方面进行考 虑，因此本节将主要讨论各种基于干扰源与传播途径的传导e m i 的抑制措施，以 及屏蔽、接地、布线等抑制方法。 3 6 1 减小p w m 牵引逆变器本身的干扰 减小牵引逆变器本身的电磁干扰就是抑制逆变器共模e m i 的根本。通过以上 的分析可知，p w m 牵引逆变器的共模e m i 主要是由开关器件高频通断时的d 洮 和寄生电容共同作用产生，因此基于干扰源的抑制措施主要有： l 、适当地增大i g b t 驱动回路中的栅极电阻，可以增大i g b t 的通断转换时 间，即降低i g b t 开关器件通断时产生的d 山“，但是也要注意，改善i g b t 的通 断转换时间会增大器件的开关损耗，导致i g b t 发热剧烈，同时i g b t 也在向高频 化、大容量化、模块化发展，以适应不同场合的应用。可见，这一措施有一定的 局限性，应用时要综合考虑。 2 、在共模回路中插入共模电感，增大共模电流回路的阻抗，以此来减小共模 电流，但由于电感的等效阻抗随频率在变化，而且在低频段阻抗很小，使它不能 有效地抑制共模电流振荡；在逆变器机壳与安全地之间加入电阻，使得共模电流 在流经此电阻时产生一些压降，以此来减小共模电流，但是此电阻不容易安装。 3 、软开关技术 软开关技术是使功率变换器得以高频化的重要技术之一，是在硬开关基础上 发展起来的一种基于谐振技术或利用控制技术实现的在零电压零电流状态下开通 关断的先进开关技术。目前机车p w m 牵引逆变器的开关器件是在大电压或大电 流的条件下，在门极的控制下开通或关断的，属于强迫开关( 即硬开关电路) 。在 在硬开关过程中，电压和电流均不为零，出现了重叠，并且波形有明显的过冲， 导致了开关噪声。而软开关技术是在原有电路中增加了小电容、电感等谐振器件， 在开关前后引入谐振，消除电压、电流的重叠。可见采用软开关技术可以使电流、 电压的上升、下降沿变缓，比硬开关牵引逆变器具有更低的电磁干扰水平。 3 6 2 切断干扰信号的传播途径共模滤波器 在牵引逆变器电路结构确定的情况下，共模e m i 滤波器是一种有效抑制逆变 器共模e m i 的措施，无源滤波技术是依赖共模电感、电容等储能元件构成无源滤 波器对牵引逆变器的传导共模e m i 进行滤波，达到抑制共模e m i 的目的。 目前通常也是在牵引逆变器与电机直接插入无源共模滤波器，从而有效地抑 制牵引逆变器电机侧的共模电流。其中传统的方法是在逆变器与电机之间加入共 模电感( 如图3 2 9 所示) ，可以明显减少共模e m i ，实际上插入共模电感的目的就 是利用增大共模阻抗的方法来衰减高频振荡电流。可见，共模电感对共模干扰的 抑制作用主要取决于共模电感的参数与共模干扰等效寄生参数之间的关系，这些 寄生参数包括逆变器系统寄生参数和电机的寄生参数。合理的选择共模电感的参 数可以有效的抑制变流器输出端共模干扰。但是由于电感的等效阻抗随频率在变 化，而且在低频段阻抗很小，使它不能有效地抑制共模电流振荡。 两电平牵引逆变器 图3 2 9 插入共模电感的p w m 牵引逆变器电机系统 f i 驴2 9t h ei n v e r t e rm o t o rd r i v es y s t e mw i t hc o m m o n m o d ei n d u c t o r 两电平牵引逆变器 图3 3 0 插入共模变压器的p w m 牵引逆变器电机系统 f 够3 01 1 1 ei n v e n e rm o t o rd r i v es y s t e mw i t hc o m m o n - m o d e 胁s f o 咖e r 4 7 为了解决以上问题，现在比较常用的无源滤波器是共模变压器( 如图3 3 0 所 示) ，它是在共模电感的基础上，再在铁芯上缠绕一个绕组，其终端接一个阻尼电 阻构成共模变压器，共模变压器的加入可以有效地抑制共模电流的振荡，将振荡 能量消耗在电阻上，减小传导e m i 。 3 7本章小结 本章对p w m 牵引逆变器的共模e m i 进行了详细的分析。首先，分析了牵引 逆变器共模电压的形成机理，以及逆变器电路拓扑结构对共模电压的影响；其次， 分析了p w m 牵引逆变器共模e m i 的特性及其传播途径，建立了共模电流的等效 模型；另外，结合具体机车的牵引逆变器建立了共模电流仿真模型，对逆变器侧 共模电流的特性以及影响因素进行了仿真分析，同时利用实测方式分析了电机侧 共模电流特性，而且仿真与实测结果的分析进一步验证了理论分析的正确性。 4 总结与展望 4 1本文工作总结 随着机车p w m 牵引逆变器及其电磁兼容问题越来越受到关注，本文在借鉴和 总结前人研究成果的基础上，对机车p w m 牵引逆变器的共模e m i 进行了研究， 指出：共模e m i 主要是由功率开关管开关动作时所形成的d u d t ，及其对地的寄生 电容引起的。共模e m i 主要是由d 抛通过装置中的开关器件、金属引线、机壳等 元器件对地的寄生电容进行充放电而引起的；同时另外，牵引逆变器输出的高频 共模电压产生的d u d t 也很高。本文主要进行了以下内容的研究： l 、详细地分析了我国目前机车的p w m 牵引逆变器的拓扑结构、调制技术， 以及i g b t 逆变器在铁路应用中的特殊性与电磁兼容要求。 2 、在分析p w m 牵引逆变器共模电压的形成机理的基础上，比较了目前常用 的两种不同电路拓扑结构逆变器的共模电压，分析表明：虽然电平数的增加能降 低一些共模电压，但是两种结构的逆变器输出的共模电压仍比较高，有待于进一 步改善。 3 、对p w m 牵引逆变器共模e m i 的特性及其传播途径进行了详细分析，建立 牵引逆变器共模电流的等效电路，并借助s i m u l i n k 对具体机车牵引逆变器侧的共 模电流进行了仿真分析，得出了现有仿真条件下牵引逆变器共模电流的时域、频 域特性，以及寄生电容对共模电流的影响，同时也验证了共模电流影响因素的理 论分析。另外通过对y j 8 7 a 永济电机输入电缆上共模骚扰的实地测量，分析了电 机侧共模e m i 的时域、频域特性。 4 、从减小干扰源的发射和切断干扰信号的传播途径两个方面，讨论了p w m 牵引逆变器共模e m i 的抑制措施，讨论得出：软开关技术可以改善逆变器的共模 干扰，但基于减小逆变器本身的干扰强度的抑制措施有一定的局限性，所以主要 是通过插入共模滤波器来抑制共模干扰对其他设备的影响。 4 2 进一步的展望 本文通过理论分析、仿真和实地测量对p w m 牵引逆变器的共模干扰进行了研 究，得出了现有仿真和实测条件下具体机车牵引逆变器共模电流的基本特性和影 响因素，但由于时间和精力有限，还有许多地方需要完善，展望今后的工作，有 待于进一步深入的问题有： 4 9 1 、本文研究的是p w m 牵引逆变器引起的共模干扰，而辐射干扰也是电磁兼 容标准中非常重要的指标，对其辐射干扰的特性、传播途径及抑制措施也需要进 一步研究。 2 、本文是在现有仿真条件下采用讨论的方式分析了寄生电容对共模电流的影 响，同时通过电机输入电缆上的共模骚扰进行测量，分析了电机侧共模干扰的特 性。若能通过技术手段提取出牵引逆变器和电机内部及其对地的寄生参数，则可 以更准确得到牵引逆变器共模e m i 特性，这将是一个有意义的研究课题。 参考文献 【1 】邹澎，周晓萍电磁兼容原理、技术和应用北京：清华大学出版社，2 0 0 7 【2 】刘培国，侯冬云电磁兼容基础北京：电子工业出版社，2 0 0 8 【3 】沙斐机电一体化系统的电磁兼容技术北京：中国电力出版社，1 9 9 8 【4 】高攸纲电磁兼容总论北京：北京邮电大学出版社，2 0 0 1 5 】c l a ”o nr p a u l i n 打o d u c t i o nt 0e l e c t r o m a g l l e t i cc o m p a t i b i l i 够( s e c o n de d i t i o n ) n e w y 0 r k ：j o h l l 晰1 e y & s o n s ，2 0 0 5 【6 】朱立文国内外电磁兼容发展动态电子质量2 0 0 3 ( 7 ) 【7 】j i n l i 绷gh e e m ct e c h n o l o g yd e v e l o p m e mo fc h i n 乱i e e ei n t e m a t i o n a ls y m p o s i u mo n e m c2 0 0 9 2 0 0 9 ( 8 ) 【8 】马伟明，张磊独立电力系统及其电力电子装置的电磁兼容北京：科学出版社，2 0 0 7 【9 】于洋浅谈电磁兼容标准的发展概况标准化报道1 9 9 9 ( 3 ) 【1 0 】张文亮国内外电磁兼容( e m c ) 标准化工作进展高电压技术2 0 0 l ( 6 ) 【11 】陈淑凤，马蔚宇，马晓庆电磁兼容试验技术北京：北京邮电大学出版社，2 0 0 1 【12 】王征电磁兼容标准和分类探讨船舶标准化工程师2 0 0 6 ( 3 ) 【1 3 】徐建军，张兵兵浅析高速铁路电磁兼容技术中国新技术新产品，2 0 0 9 ( 1 3 ) 【l4 】s g l n t o w s l ( i ，s w 曲e r ，e h o e ，w j o h i l ，h r e i c h l e m ii ne l e c t r i cv e h i c l e s p o w e r e l e c t r o n i c ss p e c i a l i s t sc 0 n f e r e n c er e c o r d ，19 9 8 【15 】c r a w s h a w ，g a 讲e n 5 0 1 2 ls e r i e ss t a n d a r d su p d a t e d i e ts e m i n 盯o ne m ci nr a i l w a y a p p l i c a t i o n s ，2 0 0 6 ( 1 1 ) 【1 6 】杨君，苑丰彪高速动车组电磁兼容性设计研究机车电传动，2 0 0 9 ( 2 ) 【17 】qb u s a n o e m ia n a l y s i si nh i 曲p 0 、v e rc o n v e n e r sf o rt r a u c t i o na p p l i c a t i o n p o w e r e l e c t r o n i c sa n da p p l i c a t i o n s ，2 0 0 5 【l8 】r jh i l l e l e c 仃i cm i l w a y 舰c t i o n p a i t6e l e c 仃o m a g n e t i cc o m p a l i b i l i 够d i s t u r b a n c e s o u r c e s 锄de q u i p m e n ts u s c e p t i b i l i 够p o w e re n g i n e e r i n gj o u m a l 19 9 7 ( 2 ) 1 9 】r jh i l l e l e c t r i cr a i l w a y 饿l c t i o n p a n7e l e c 的m a g n e t i ci n t e m r e n c ei n t r a c t i o n s y s t e m s p o 、v e re n g i n e e r i n gj o u l m a l 19 9 7 ( 12 ) 【2 0 】曲永印电力电子变流技术北京：冶金工业出版社，2 0 0 2 8 【2 1 】王兆安，黄俊电力电子技术( 第4 版) 北京：机械工业出版，2 0 0 0 【2 2 】b l 弱l ( a ( 德) i g b t 牵引变流器的发展变流技术与电力牵引，2 0 0 4 ( 5 ) 【2 3 】刘德红电力电子装置电磁干扰传播特性的研究【博士论文】北京：清华大学，2 0 0 2 【2 4 】王洪峰牵引交流器电磁兼容技术分析【硕士论文】西南交通大学，2 0 0 6 【2 5 】d b z h 锄g n 0 n i n t r i n s i cd i 虢r e n t i a lm o d en o i s ec a u s e db yg r o u n dc u 玎e n ti n 鲫。昏l i n e 5 l p o w e rs u p p l y p o w e re 1 e c t r o n i c ss p e c i “s t sc o n f e r e n c er e c o r d ， 19 9 8 【2 6 】m n a v e p r e d i c t i o no fc o n d u c t e d 锄i s s i o n si ns w i t c h e dm o d ep o w e rs u p p l i e s i e e e s y m p o s i 啪o ne m c ，1 9 8 6 【2 7 】k f 仡】n l ( ，j p e t z o d l t ，h v o l k e r e x p e r i m e n t 拍ds i l t l u l a t i v ei n v e s t i g a t i o n so fc 彻d u c t e de m i p e 墒m 锄c eo f i g b t sf o r5 - 1 0 k v ai n v e n e r s i e e ep e s c ，1 9 9 6 【2 8 】单潮龙，马伟明挂接三相逆变器的直流电网共模传导干扰研究中国电机工程学 报，2 0 0 3 ( 4 ) 【2 9 】ys l a j i n v e s t i g a t i o n si n t 0t l l ee 位c t so fp w mt e c h n i q u e s0 nc o m m o nm 0 d ev o l t a g e f o ri n v e r t e r _ c o n 仃0 l l e di i l d u c t i o nm 0 t o rd r i v e s p o w e re n g i n e e r i n gs 0 c i 啊19 9 9 m e e t i n g ，1 9 9 9 ( 1 ) 【3 0 】章勇高电力电子变换器全数字化有源共模电磁干扰抑制技术研究 硕士论文】湖 南：华中科技大学，2 0 0 7 【31 】l u i sa m e d om a n i n e z c o n d u c t e de m i 锄do v e rv o l t a g ei i l v e s t i g a t i o n s 访ap w m i n v e n e rf e di n d u c t i o nm o t o fd r i v es y s t e m u n i v e r s 时o fp u e n o 础c o ，2 0 0 5 【3 2 】p a v e l d ，、，2 i ：c l a v k e m ci s s u e s0 fp o w e re l e c t r o n i cc o n v e r t e r se l e c t l o m a 印e t i c c o m p a t i b i l i 钞2 0 0 9 ( e m c2 0 0 9 ) i e e ei n t e m a t i o n a ls y m p o s i u m 2 0 0 9 ( 8 ) 【3 3 】钱照明，陈恒林电力电子装置电磁兼容研究最新进展电工技术学报2 0 0 7 ( 7 ) 【3 4 】马伟明电力电子系统的电磁兼容武汉：武汉水利电力大学出版社，2 0 0 0 【3 5 】张曙光c 对 2 c r h 3 c l 3 型动车组北京：中国铁道出版社，2 0 0 8 【3 1 6 】陈郭霞牵引变流器电磁兼容技术研究【硕士论文】西南交通大学，2 0 0 8 【3 7 】h 0 n ge a n a l ”i c a le s t i m a t i o n 狮dm d u c t i o no fc o n d u c t e do fc o n d u c t e de m ie m i s s i o ni n h i 曲p o w e rp w m i n v e r t e rd r i v e s p o w e re 1 e 曲1 0 n i c ss p e c i a l i s t sc o n f e r e r l c e