电力电子技术的发展使得采用脉冲宽度调制(PWM)方式的逆变器得到了广泛的应用,如变频器、不间断电源(UPS)等。采用高速半导体开关器件,如 IGBT、MOSFET 等,可以大大加快逆变器的动态响应过程,然而,这些半导体开关产生的高频脉冲信号具有很大的dv dt 、di dt ,形成很强的电磁干扰(EMI),其频率可从几KHZ 直到数十 MHZ,有可能远远超出 EMC 标准要求的极限值。逆变器产生的电磁干扰不但影响负载的正常工作、缩短其使用寿命,而且对逆变器本身也带来很大的危害。本文主要内容就是关于 PWM 逆变器传导 EMI 的研究,主要进行了三个方面的工作:干扰源特性分析及干扰频谱预测,基于 EMI 滤波器的传导干扰的抑制,基于调制技术的共模 EMI 的抑制。 阐明了 PWM 逆变器产生传导 EMI 的源和传播途径,分析指出:差模干扰的产生主要是由于快速开关引入的脉动电流,共模干扰主要是由于 PWM 逆变器中点对参考地的很大的dv dt 对寄生电容的充放电作用。文中首先分析了差模干扰的集总等效电路模型,同时提出了一种用于研究 PWM 逆变器共模传导干扰的等效电路。利用实验测得等效电路中无源器件的参数,对该等效电路进行时域分析,共模电流是一个衰减振荡的波形。对共模干扰等效电路在 10KHz-30MHz 频段进行了频域分析,计算的共模传导干扰频谱与实验结果进行对比基本一致,证明文中提出的共模传导干扰等效电路模型及其分析的正确性。 分析了 EMI 滤波器噪声源和负载阻抗对插入损耗的影响,采用基于实验的“插入损耗法”估计噪声源的阻抗。基于对噪声源阻抗的分析,提出了一种用于设计 EMI滤波器的方法,经过共模和差模干扰的设计实例表明,该设计方法确实简单、有效。借鉴在 PWM 逆变器与电机之间插入共模变压器衰减轴电流的方法,提出在逆变器直流侧插入共模变压器来抑制共模电流的振荡,而且从时域和频域的角度对比了用共模电感和共模变压器衰减共模电流的本质。另外,由于缓冲电路可减小干扰源的干扰水平,而且使用的基本上是无源器件,也可将它看成是 EMI 滤波器,本文还探讨了从缓冲电路的角度减小传导 EMI 的方法,给出了缓冲电路的设计实例,实验结果表明采用关断缓冲电路之后,确实减小了射频干扰。 研究了采用调制技术减小 PWM 逆变器共模 EMI 的可行性,针对单相逆变器,提出采用双极性调制减小共模干扰,同时分析了在对角开关驱动波形不一致时对共模干扰的影响。针对三相逆变器,文中首先分析了采用传统的空间矢量调制时,逆变器会产生较大的共模干扰。由于三桥臂逆变器的电路结构,不可能有效地抵消逆变器产生的dv dt ,于是采用四桥臂逆变器减小共模干扰,给出了一种三维空间矢量调制计划, I<WP=5>同时在传统的空间矢量调制的基础上,提出了一种改良的空间电压矢量调制,在输出谐波、调制比等性能没有恶化的前提下减小了共模干扰,仿真结果验证了它的有效性。