[发明专利]一种降低共模电压的电机系统及其滤波器参数确定方法

说明书

本发明涉及一种降低共模电压的电机系统及其滤波器参数确定方法，电机系统包括M相电压源逆变器以及M相永磁同步电机，M相永磁同步电机包括M个滤波器支路以及M个电机支路，所述M个滤波器支路的输入端分别对应与M相电压源逆变器的每一相连接，M个滤波器支路的输出端分别与其位于同一相绕组中的电机支路的输入端连接，每个电机支路的输出端相互连接在一起，所述M相永磁同步电机还包括M个无源支路，每个滤波器支路的输出端与电机支路的输入端的连接处均通过引出抽头来连接一个无源支路的输入端，该结构可以通过集成共模电压滤波器滤除共模电压的同时，减轻了整体系统的体积，从而提升了系统的功能密度、使用寿命以及可靠性。

技术领域

本发明涉及永磁同步电机技术领域，尤其是涉及一种降低共模电压的电机系统及其滤波器参数确定方法。

背景技术

以脉宽调制策略为核心的逆变器驱动技术广泛应用于交流电机驱动系统中，但其产生的共模电压会对电机驱动系统的性能产生负面影响，使整个电机驱动系统的性能降低，可靠性下降，故障率上升，制约逆变器系统长期稳定运行。同时随着电力电子技术的发展，功率器件的开关频率和电机驱动系统的电压等级的升高，共模问题的危害被进一步放大。

电机中的杂散电容形成的回路和共模电压共同作用在电机的转轴上产生轴电压，使电机的轴承受到损坏，缩短轴承的使用寿命。由共模电压引起的漏电流，作用于定子绕组上时会加快线圈的绝缘老化。同时该漏电流会引起的继电器的错误响应，触发电路的保护机制，导致断路。共模EMI的产生会增加电机驱动系统的电磁干扰，影响周围的电子设备的正常运行。因此，在电机驱动系统中抑制共模电压具有重要意义。

现有技术中，为了满足电机驱动系统对共模电压抑制的需求，通常采用的是在逆变器和电机之间加入共模滤波器的方法，但是该方法会显著提升系统的体积和重量，从而降低了系统的功率密度。

综上所述，研究和开发降低共模电压的集成绕组结构对于提升电机驱动系统的使用寿命和可靠性和功率密度是有重要意义的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够抑制共模电压、提升系统功率密度，并且延长使用寿命的集成有共模电压滤波器的降低共模电压的电机系统及其滤波器参数确定方法。

第一方面，本发明所采用的技术方案是，一种降低共模电压的电机系统，包括系统本体，所述系统本体包括M相电压源逆变器以及与M相电压源逆变器连接的M相永磁同步电机，所述M相永磁同步电机的每一相中的绕组均被分为两部分，其中一部分绕组作为滤波器支路，另外一部分绕组作为电机支路，即M相永磁同步电机包括M个滤波器支路以及M个电机支路，所述M个滤波器支路的输入端分别对应与M相电压源逆变器的每一相连接，M个滤波器支路的输出端分别与其位于同一相绕组中的电机支路的输入端连接，每个电机支路的输出端相互连接在一起，所述M相永磁同步电机还包括M个无源支路，每个滤波器支路的输出端与电机支路的输入端的连接处均通过引出抽头来连接一个无源支路的输入端，M个无源支路的输出端同时连接到M相逆变器的直流母线中点上，所述无源支路包括电阻R_f以及与电阻R_f串联的电容C_f。