電容CxU該第二濾波電容Cx2與該第三濾波電容Cx3各自的一端是分別耦接至該電氣裝置2的一第一相端子Ua、一第二相端子Ub與一第三相端子Uc ;并且,第一濾波電容CxU第二濾波電容Cx2與第三濾波電容Cx3各自的另一端是彼此連接成一公共端N。此外，電源阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)(Line Impedance Stabilizat1n Network, LISN) 15是f禹接在該電氣裝置2與該濾波電容單元12之間，用以作為該具有抑制共模噪音功能的功率變換裝置進(jìn)行傳導(dǎo)電磁干擾測試時的輔助設(shè)備。
[0105]如圖5所示，濾波電感單元13包括:一第一主繞組電感LA、一第一輔助繞組電感LA’、一第二主繞組電感LB、一第二輔助繞組電感LB’、一第三主繞組電感LC、與一第三輔助繞組電感LC’ ；其中，第一主繞組電感LA具有耦接至該電氣裝置2的第一相端子Ua的一低頻端，以及耦接至該功率變換單元11的第一交流端子A的一高頻端。對應(yīng)于第一主繞組電感LA，第一輔助繞組電感LA’也具有一低頻端與一高頻端，和主繞組的低頻端互為同名端的定義為輔助繞組的低頻段，和主繞組的高頻端互為同名端的定義為輔助繞組的高頻段，如圖所示，帶點的一端為輔助繞組電感與主繞組電感的同名端，也就是說第一輔助繞組電感LA’帶點端為其低頻端，另一端則為高頻端，而所述的第一輔助繞組低頻端是耦接至該公共端N。并且，所述第二主繞組電感LB具有耦接至電氣裝置2的第二相端子Ub的一低頻端，以及耦接至該功率變換單元11的第二交流端子B的一高頻端；同樣的，第二輔助繞組電感LB’也具有一低頻端與一高頻端，如圖所示，帶點的一端為輔助繞組電感與主繞組電感的同名端，因此第二輔助繞組電感LB’帶點端為其低頻端，另一端則為高頻端。再者，第三主繞組電感LC同樣具有一低頻端與一高頻端，其中，第三主繞組電感LC的低頻端是耦接至電氣裝置2的第三相端子Uc，其高頻端則耦接至該第三交流端子C。第三輔助繞組電感LC’也具有一低頻端與一高頻端，如圖所示，帶點的一端為輔助繞組電感與主繞組電感的同名端，因此第三輔助繞組電感LC’帶點端為其低頻端，另一端則為高頻端。
[0106]在本發(fā)明中，補償線路14主要是由該第一輔助繞組電感LA’、該第二輔助繞組電感LB’、該第三輔助繞組電感LC’、以及一個補償單元141串接而成；其中，三個輔助繞組按照低頻端與高頻端相連的原則首尾串聯(lián)構(gòu)成一補償支路；組成的串聯(lián)支路的一端為補償支路的高頻端，另一端則為補償支路的低頻端。如圖5所示，補償支路的低頻端連接到濾波電容單元12的公共端N，補償支路的高頻端耦接至接地端GND。本發(fā)明并沒有特別限制補償單元141的形式，因此,補償單元141可以是一補償電容Ccomp、一補償電感Lcomp、一補償電阻、上述任兩者的串聯(lián)組合、或者上述三者的串聯(lián)組合。請同時參考圖5與圖7，圖7為圖5所示的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的等效共模噪音模型。如圖5所示，補償單元141由一補償電感Lcomp與一補償電容Ccomp串接而成；因此，圖5的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以被簡化成圖7的等效共模噪音模型。于圖7的等效共模噪音模型之中，Zusn為圖5所示的電源阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)15的等效電阻(阻抗)、N為該公共端、M為濾波電感單元13內(nèi)部的三個主繞組電感與三個輔助繞組電感的互感量、L為該濾波電感單元13內(nèi)部的三個主繞組電感量、且L’為該濾波電感單元13內(nèi)部的三個輔助繞組電感量。
[0107]繼續(xù)地同時參考圖5與圖7。在圖5中，UaPUk^PUkj分別表示為第一交流端子A、第二交流端子B與第三交流端子C與直流母線中點O之間的電壓。ucomp表示為由濾波電感單元13的三個輔助繞組電感(LAI’、LA2’和LA3’ )所形成的補償電壓；并且，圖5中的Cla、Clb和Clc分別為三個交流端子(A、B和C)對地的分布電容，Co則分別為直流母線中點O對地的分布電容。于圖5的拓?fù)浼軜?gòu)中，跳變電壓(uM、和Uaj)會在該些分布電容(Cla, Clb和Clc)上生成位移電流，位移電流流入地即形成共模電流(即，共模噪聲)。另，對應(yīng)于圖5，圖7的Ccm為等效共模電容，是為該四個分布電容(Cla、Clb、Clc和CO)的總電容。
[0108]如上所述，根據(jù)圖7的等效模型，可以發(fā)現(xiàn)，如果所述補償電感的感量Lcomp=M-3L’，則會使得3L’ -M+Lcomp=0 ;如此一來,補償線路14會可以被等效為一個補償電容Ccomp,使得該補償電容Ccomp作為一個Y電容(即，CY)使用，同時互感M可被等校為一個共模電感(即，LCM)使用，而Y電容與共模電感便構(gòu)成了一個等效的共模濾波器。在實際的應(yīng)用中，只要Lcomp < 2(M-3L’ )就可以起到等效共模濾波器的明顯效果。
[0109]另外，如圖8所示為本發(fā)明的具有抑制共模噪音功能的功率變換裝置的第三種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。相較于圖5的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，圖8的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是以一個補償電容Ccomp作為該補償單元141。并且，圖8的功率變換裝置的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以被等效為如圖9所示的等效共模噪音模型。在圖8所示的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，濾波電感單元13之中的主繞組電感和輔助繞組電感的匝數(shù)比η為3:1 ;如此，則使得濾波電感單元13內(nèi)部的三個主繞組電感的總電感L=9L’，并使得三個主繞組電感與三個輔助繞組電感的互感M=3L’。由于Lcomp=M-3L’，因此由計算可知Lcomp=0。也就是說，在圖8的功率變換裝置I的拓?fù)浼軜?gòu)中，是不需要使用補償電感的。
[0110]承上述的說明，由于L/3-M=0，因此，如圖3的曲線3所示，這樣的設(shè)計能夠?qū)τ诠β首儞Q器的諧振頻率fO處的共模噪音，起到了很大的抑制效果。于此，必須補充說明的是，在實際的工程應(yīng)用中，由于濾波電感單元13內(nèi)部的主繞組電感與輔助繞組電感的耦合不可能達(dá)到理論值I ;基于這樣的理由，在設(shè)計本發(fā)明的具有抑制共模噪音功能的功率變換裝置I的時候，可以允許主繞組電感與輔助繞組電感的匝數(shù)比η在3:1.3與3:0.7之間，并且，較佳的匝數(shù)比η為3:1。
[0111]圖8所示的功率變換裝置I的抑制共模噪音的功效，可以以仿真軟件實施該拓?fù)浼軜?gòu)，并量測在不同的頻率下量測其電源阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)(LISN)15的電壓值，仿真的結(jié)果如圖1Oa所示；以仿真軟件實施圖1所示的現(xiàn)有的功率變換裝置的拓?fù)浼軜?gòu)，并量測在不同的頻率下量測其電源阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)(LISN)的電壓值，量測的結(jié)果如圖1Ob所示。比較圖1Oa與圖10b，可以明顯發(fā)現(xiàn)圖8所示的功率變換裝置I在頻率范圍30kHz的上，具有較好的共模噪音抑制效果，并且也減弱了發(fā)生在頻率范圍260kHz以上的諧振。
[0112]除了圖3、圖5、圖8所示的本發(fā)明的具有抑制共模噪音功能的功率變換裝置的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以外，于實際的工程應(yīng)用中，本發(fā)明的具有抑制共模噪音功能的功率變換裝置更具有其它擴(kuò)充的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。請參考圖11，為本發(fā)明的具有抑制共模噪音功能的功率變換裝置的第四種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；其中，圖11所示的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是借由將一個電磁干擾濾波器(EMIfilter) 17耦接在圖4所示的功率變換裝置I之中的濾波電容單元12與電氣裝置2之間而完成。并且，該電磁干擾濾波器17可以是如圖12所示的差模濾波器或者如圖13所示的共模濾波器。
[0113]承上述的說明，若以差模濾波器作為該電磁干擾濾波器17，則其包括??一第一差模濾波電感LDM1，其一端是耦接在該第一相端子Ua，且其另一端是耦接在該第一濾波電容Cxl ;一第二差模濾波電感LDM2，其一端是耦接在該第二相端子Ub，且其另一端是耦接在該第二濾波電容Cx2 ;—第三差模濾波電感LDM3，其一端是耦接在該第三相端子Uc，且其另一端是稱接在該第三濾波電容Cx3 ;—第一差模濾波電容Cxxl,其一端是稱接在該第一差模濾波電感LDM1，且其另一端是耦接在該第二差模濾波電感LDM2 ;—第二差模濾波電容Cxx2，其一端是耦接在該第二差模濾波電感LDM2，且其另一端是耦接在該第三差模濾波電感LDM3 ；以及一第三差模濾波電容Cxx3，其一端是耦接在該第一差模濾波電感LDMl，且其另一端是耦接在該第三差模濾波電感LDM3。
[0114]并且，若以共模濾波器作為該電磁干擾濾波器17,則其包括:一第一共模濾波電感LCMl，其一端是耦接在該第一相端子Ua，且其另一端是耦接在該第一濾波電容Cxl ;—第二共模濾波電感LCM2，其一端是耦接在該第二相端子Ub，且其另一端是耦接在該第二濾波電容Cx2 ;—第三共模濾波電感LCM3，其一端是耦接在該第三相端子Uc，且其另一端是耦接在該第三濾波電容Cx3 ;—第一共模濾波電容CYl，其一端是耦接在該第三共模濾波電感LCM3，且其另一端是耦接在該接地端GND ;—第二共模濾波電容CY2，其一端是耦接在該第二共模濾波電感LCM2，且其另一端是耦接在該接地端GND ；以及一第三共模濾波電容CY3，其一端是耦接在該第一共模濾波電感LCM1，且其另一端是耦接在該接地端GND。
[0115]如此，經(jīng)由上述完整的說明，本發(fā)明的具有抑制共模噪音功能的功率變換裝置的各種實際應(yīng)用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及其相關(guān)技術(shù)特征皆已經(jīng)被清楚地介紹。接著，以下將繼續(xù)說明本發(fā)明的功率變換裝置的應(yīng)用面。如圖14所示的功率變換裝置的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，功率變換單元11通過其第一直流端子P與第二直流端子Q耦接一第二功率變換單元11a，第二功率變換單元Ila耦接至一馬達(dá)2b，功率變換裝置I的三個交流端子(A、B和C)耦接至一外部電網(wǎng)2a，其中第二功率變換單元Ila可為直流到交流(DC-AC)的逆變單元或交流到直流的整流單元，此功率變換裝置可應(yīng)用于一電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)或者風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。請再參考圖15所示的功率變換裝置I的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其中，功率變換單元11通過其第一直流端子P與第二直流端子Q耦接一第二功率變換單元11a，第二功率變換單元Ila耦接至外部電網(wǎng)2a，功率變換裝置I的三個交流端子(A、B和C)耦接至馬達(dá)2b，其中第二功率變換單元Ila可為直流到交流(DC-AC)的