一種平衡emc性能與漏電流的裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種平衡EMC性能與漏電流的裝置，該裝置由帶有漏電流檢測電路的RFI諧波控制電路和DC諧波控制電路兩部分構(gòu)成，根據(jù)漏電流和電網(wǎng)的接入方法判斷EMC濾波器接入電容的大小。檢測漏電流的步驟是處理器通過ADC采樣，然后通過軟件濾波，最后通過參數(shù)判斷，實現(xiàn)對繼電器的控制，本實用新型采用自帶ADC的CortexM3處理器。本實用新型可以用于變頻器、開關磁阻電機控制器等電氣設備，可以使這些設備應用于更多的場合，并且方便了批量生產(chǎn)，具有很高的實用性。
【專利說明】—種平衡EMC性能與漏電流的裝置
【技術(shù)領域】
[0001]本實用新型涉及變頻器以及開關磁阻電機控制器的EMC與漏電流的平衡裝置，屬于變頻器和開關磁阻電機控制器的EMC控制以及漏電流控制的領域。
【背景技術(shù)】
[0002]變頻器是應用電力電子技術(shù)與微電子技術(shù)、通過改變電機工作電源的頻率和幅度的方式來控制交流電動機的電力傳動設備。
[0003]開關磁阻電機控制器與變頻器類似，通過電力電子器件，控制開關磁阻電機定子的磁通方向，調(diào)節(jié)開關磁阻電機的轉(zhuǎn)速、力矩。
[0004]隨著我國對高效率經(jīng)濟發(fā)展的要求，以及工業(yè)發(fā)展中對交流電機無級調(diào)速的需求，變頻器和開關磁阻電機控制器，作為一個調(diào)速、節(jié)能降耗的設備，在我國的國民經(jīng)濟中的作用越來越大；而開關磁阻電機的節(jié)能效果更好，隨著對其控制的改進，必將在各行業(yè)中有長足的發(fā)展。
[0005]變頻器以及開關磁阻電機控制器等電氣設備，在接入電網(wǎng)運行后，會產(chǎn)生高次諧波污染電網(wǎng)，同時電網(wǎng)中的其他設備也可能干擾這些電氣設備,所以EMC標準對這類電氣設備來說，是一個不可忽視的標準。然而當這些電氣設備在設計上為了滿足某些場合的EMC性能標準，會造成較大的漏電流，而另一些對漏電流有較高要求的應用場合就無法使用這些設備，甚至在IT電網(wǎng)上，徹底要求沒有漏電流，就更不能使用這些設備了。為了讓這些電氣設備可以在不同的應用場合使用，故發(fā)明設計了該裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實用新型提出了一種平衡EMC性能和漏電流的裝置，解決了對EMC和漏電流要求不同的場合使用變頻器或開關磁阻電機控制器時，需要修改設備的硬件電路或者使用不同型號產(chǎn)品的問題。其特征在于包括由兩個電容和兩個繼電器組成的電容調(diào)節(jié)器，以及由一個精密電阻和放大器組成的漏電流檢測電路。兩個并聯(lián)的電容一側(cè)連接在RFI濾波器上，一側(cè)連接精密電阻，精密電阻的另一側(cè)接地，同時放大器輸出端接處理器的AD采樣管腳；電容調(diào)節(jié)器還接入DC母線兩個等值電容的中點，并且電容調(diào)節(jié)器的另一端接漏電流檢測電路，該漏電流檢測電路的輸出端接處理器的另一個AD采樣管腳，通過檢測這兩部分對地的漏電流，控制繼電器調(diào)節(jié)對地接入電容，以達到平衡漏電流和EMC性能的要求。[0007]為了實現(xiàn)上述的漏電流、EMC性能的平衡，在EMC濾波電路中接地點接入漏電流檢測電路，同時通過繼電器接入不同電容值的濾波電容,漏電流檢測端經(jīng)過RC濾波，接入CortexM3處理器(下文中提及的處理器均指該CortexM3處理器)的ADC，進行采樣，同時處理器可以控制繼電器，進行接地電容的切換。不同的產(chǎn)品，可以考慮加入兩組或兩組以上的繼電器進行切換。
[0007]使用者可以通過參數(shù)設置，讓電氣設備判斷應該打開或吸合哪一組或者幾組繼電器。需要用戶輸入的參數(shù)有:I)是否是IT網(wǎng)絡；2)允許的最大漏電流，單位為mA。[0008]專業(yè)的用戶還可以提供需要特別濾除的諧波頻率次數(shù)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為RFI諧波控制電路示意圖。
[0010]圖2為DC諧波控制電路示意圖。
【具體實施方式】
[0011]以下內(nèi)容結(jié)合附圖，對本實用新型進行詳細說明。
[0012]變頻器或者開關磁阻電機控制器是將交流電經(jīng)過整流變成直流電、然后又通過IGBT調(diào)制成頻率可控的交流電的電氣設備，該種類的電氣設備往往有EMC性能要求，而對于提高其EMC性能的方法一般為:在輸入端加入RFI濾波器、在DC回路加入濾波器，這兩部分的濾波電路都是LC濾波電路，在該實用新型中，濾波電感為固定值，繼電器可以調(diào)節(jié)濾波電容的值，使其可以濾除的諧波頻率發(fā)生變化，同時電容值的變化，也可以改變漏電流，當把所有電容都切斷時，就完全沒有漏電流了。
[0013]1.RFI諧波控制
[0014]將RFI濾波電路的接地電容配置成多個電容組合，為簡化說明，圖1配置為兩個電容(C3和C4)組合的示意圖。根據(jù)設備的使用環(huán)境以及EMC的要求，選擇合適的電容C3和C4。當繼電器沒有全打開時，諧波電流就會通過電阻R1，在Rl上產(chǎn)生一個電壓，通過放大電路，把該電壓變成處理器可以接受的范圍，根據(jù)放大器的放大倍數(shù)以及Rl的值，就可以計算出漏電流。
[0015]2.DC諧波控制
[0016]當交流電通過整流電路，變?yōu)橹绷麟姾?，因為整流而產(chǎn)生一定的高次諧波，而逆變器的IGBT運行過程中同樣可以產(chǎn)生高次諧波，如圖2所示，在DC+到DC-之間，接入兩個等值的濾波電容Cl和C2后，理想情況下，Cl和C2的中點應該是與地等電位的，在這里通過接入濾波電容，與電感組成一個LC濾波器，高次諧波可以通過C3、C4泄漏到大地中，同前面的“RFI諧波控制”所述，在C3、C4的接地端串入漏電流檢測電阻，實現(xiàn)漏電流的檢測。而C3、C4的接入同樣通過繼電器控制，從而實現(xiàn)漏電流的控制。
[0017]3.漏電流的檢測
[0018]如圖1和圖2所示的漏電流檢測電路，因為高次諧波通過R1，所以Rl上的壓差并不穩(wěn)定，解決該問題需通過硬件與軟件兩方面的濾波器實現(xiàn)，首先在放大器的后端加入RC濾波電路，如圖1和圖2所示的R2、C5組成。
[0019]同時，處理器對采樣得到的值進行軟件濾波處理，這里使用一階數(shù)字低通濾波器，具體算法如下所示:
[0020]Yn= a * Xn+ (1-a) * Ylri
[0021]XnS本次采樣值；
[0022]Ylri為上次的濾波輸出值；
[0023]a為濾波系數(shù),其值通常遠小于I ;
[0024]YnS本次濾波的輸出值。
[0025]濾波系數(shù)a的計算公式如下所示:[0026]a = 2*Ji*F1*t
[0027]其中為圓周率，這里可以取3.1416 P1為截止頻率；t為采樣間隔時間，可以根據(jù)具體應用確定。
[0028]4.繼電器動作
[0029]通過上述三部分的描述，我們可以知道，整個電氣設備的漏電流為RFI濾波器漏電流與DC濾波器漏電流之和，根據(jù)所允許的漏電流的最大值(由用戶輸入的參數(shù))，比較實際采集到的漏電流值，如果實際值大于用戶輸入的參數(shù)，則依次切斷圖1中的relayl、圖2中的relay3、圖1中的relay2、圖2中的relay4，直到滿足漏電流的指標要求，當4個電容都切斷時，漏電流為0，同時EMC性能也是最低的。設計中電容的選擇應該遵循四個繼電器都吸合時EMC性能最好的原則。
[0030]當用戶選擇接入電網(wǎng)是IT電網(wǎng)時，應該切斷所有4個繼電器，這是因為IT電網(wǎng)不接地，那么上述的濾波電路無法起到濾波的作用，卻很有可能出現(xiàn)極大的漏電流，從而觸發(fā)漏電保護開關。
【權(quán)利要求】
1.一種平衡EMC性能與漏電流的裝置，其特征在于包括由兩個電容和兩個繼電器組成的電容調(diào)節(jié)器，以及由一個精密電阻和放大器組成的漏電流檢測電路；兩個并聯(lián)的電容一側(cè)連接在RFI濾波器上，一側(cè)連接精密電阻，精密電阻的另一側(cè)接地，同時放大器輸出端接處理器的AD采樣管腳，電容調(diào)節(jié)器還接入DC母線兩個等值電容的中點，并且電容調(diào)節(jié)器的另一端接漏電流檢測電路，該漏電流檢測電路的輸出端接處理器的另一個AD采樣管腳，通過檢測這兩部分對地的漏電流，控制繼電器調(diào)節(jié)對地接入電容，以達到平衡漏電流和EMC性能的要求。
【文檔編號】H02H7/10GK203482087SQ201320409229
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年7月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月10日
【發(fā)明者】不公告發(fā)明人 申請人:趙祎