挤压机变频器共模电压抑制技术研究
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刘志 良
（ 中国石化股份公司茂名分公 司 化工分部 电气车间 ，广东 茂名 ５５ ０ ） ２ ００ 摘要 ：针对化 工生产装 置挤 压机 Ａ Ｓ０ ０变频器在非 电网电压 波动情况 下，多次 出现低 电压保护 动作跳 Ｃ １０ 闸，并联锁 引起挤 压 系统停 车的故障 ，经过深入研 究分析 ，发现是 共模 干扰 造成 ，然后 针 对性 实施 共模
电路电压 、开关频率 、泄露 电容大小 、传输距离 无法 改变 的 ，根 据 共 模 电 压 在 回路 按 容 抗 分 布 原 等 有关 。如果 叠 加 在 变频 器 某 部 件 上 的共 模 电压 理 ，对共模 干扰 源 的 抑 制 可 以通 过 阻 断 共 模 电压 超 过规 定值 ，就对 变 频 器 产 生 干 扰 ，甚 至 引 起 设 传 播 ，或通 过 改变 共 模 回 路 容 抗 分 布 等 方 法 ，减
备 故 障 的发生 。
逆 器 变 … ． 婆 ……… … … 些 婆
少对敏感设备 的影 响。对上述挤压机变频器 ，抑 制共模干扰最好 的方法是在变频器的直流 中间电
路 安装 共模 电抗 器 ，共 模 电 抗 器 作用 类 似 于 变 压
开
图 １ 挤 压 机 变频 器 结 构 图
Ｆｉ． Ｓｒ ｃｕ ａ ｒ ｗｉｇ ｏ ｒｑ ｅ ｃ －ｒ ｎ ｔｒ ｒＡＳ ０ ０ ｇ１ ｔｕ ｔ ｒ ｌｄ ａ ｎ ｆｆｅ ｕ ｎ ｙｔａ ｓｏ ｍｅ Ｃ１ ０
由于三电平 Ｐ ＷＭ逆变器的 １ Ｉ Ｃ 在开关 输出端产 生瞬态 电压 ， ， ２只 Ｇ Ｔ
故障。（ ）变频器受到共模干扰。 ３
ＷＭ 逆变器 、Ｌ Ｃ 由于 变频 器 低 电压 是 在 电 网 电压 正 常 ，确 定 流器 、直流 中间电路、三 电平 Ｐ
变频器无内部故障下发生 的。再通过对实时监控 输出滤波 电路 、传输电缆 、电机等部分组成。
２ ｊ ● ＿
｝
个挤压 系 统联 锁停 车 ，给生 产带 来 重 大经 济损 失 。 保 护造 成 的。
变频器低 电压主要指变频器的直流 中间电路 的电
压低于保护定值。引起 变频器直 流中间电路 的电 １ 挤压机变频器共模 干扰原理分析
压过低原因主要有 以下几方面 ： （ ）供 电系统电 １
网 出现较 大 电压 波 动 。 （ ） 变 频器 内部 硬 件 出现 ２ 挤压 机变 频 器 驱 动 系统 主 要 的结 构 如 图 １所 示 ，它 主要包 括 了三 绕 组 整 流 变压 器 、１ 冲 整 ２脉
．
：
一
２ ｊ
‘ ＿ ＿ ＿ ＿＿ 。 。 。 。 。 。
柄
＿‘
ｌ
ｍ
１ ｌ Ｊ
、
，ｒｍ
＝ ●
上上上
＿ －
＝
２
甲
开 备 ｆ压 ｆ Ｉ 直留 Ｉ 三平变 ｆ 出 滤器ｌ感电 关 器 护 嘉路 逆” 弦 ” 窦 Ｉ 器ｌ 流 ＩＢＩ 回 ｌ 一。 器 Ｉ 正 波 Ｉ 应机 设 变 主 保 流 电 输 整 Ｇ Ｔ
、Байду номын сангаас
系统设备抗晃 电研究工作 ，Ｅ ｍ ｉ：ｌ ｚ． －ａ ｉ １ ｌ ｕ
７ ６
电 力
科
学
与
工
程
通 过整 流 变压 器 、输 出 滤 波 、电缆 和 电 机 等 对 地 共模 回路 的 泄 露 电容 产 生 高频 共 模 电流 ，对 周 围
的泄露 电容与大地之间产生泄露 电流 ｃ ，ｃ ，ｃ 设备产生共模 电磁干扰 （ Ｍ ） Ｅ Ｉ ，影响其他设备安 和Ｃ 形 成共 模 电压 ，如 果把 三 电平逆 变器 当做共 全运 行 。 模 电压 源 ，那 么 Ａ Ｓ０ ０变 频 器 的等 效 共 模 电压 Ｃ １０
．
０ 引 言
的波形 分析 发 现 ，变 频 器 在 跳 闸前 逆 变 器 的 接 地 电流和 直流 中间 电 路 电 压 出 现 了 较 大 的波 动 ，这
挤压机是化工生产装置中挤压系统的重要部 正是变频器受到共模干扰的主要特征，因此判断 分 ，它一般是装配变频 器一 同使 用 的。在变频 器 变频 器 跳 闸原 因 是 受 到 共模 干扰 ，导 致 直 流 中间 ｕｄ 变 投运初期 ，易出现低 电压保 护动作跳 闸，造成 整 电路 电压 ｄ／ ｔ 化 过 大 ，触 发 了变 频 器 低 电压
回路如 图 ２所 示 ，根 据 共 模 电压 的定 义 ，逆 变 器 ３ 挤压机 变频 器共模 干扰 的抑 制方 法 工 作 时产 生 的共 模 电压 Ｕ ＝ （ ＋ ＋Ｕ ）／ ｃ ３ ，其在 变频 器 系统 各器 件分 布 的 大小 与 直 流 中 间 变频 器逆 变 器 是 设 备 固定 的共 模 干 扰 源 ，是
第２ ７卷第 ８期
２ １ 年 ８月 ０１
电 力
科
学
与
工
程
Ｖｏ． ７． ｏ ８ １２ Ｎ ．
７５ Ａｕ ．２０１ ｇ， １
Ｅｌｃ ｒｃ Ｐ ｗｅ ｃｅ ｃ ｎ ｎ ｉ ｅ ｒｎ ｅ ｔ ｉ ｏ ｒ Ｓ ｉｎ ｅ ａ ｄ Ｅ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ
挤 压 机 变频 器 共 模 电压 抑 制技 术研 究
，且 ＋ ＋
过程中是按一定规则导通的 ，它们在逆变器三相
收稿 日期 ：２ １ — ４— ６ ０ｌ ｏ ０。
≠０ ，这种 电压称为逆变器零序电压 ， 零序电压
作者简介 ：刘志 良 （ ９８～ ，男 ，高级工程师 ，从事 电气设 备运行 维护管理 １６ ）
ｍｍｓ ＠ ｓｎ ｐ ｃ ｃ ｍ。 ｈ ｉｏ ｅ ． ｏ
电压抑制技 术改造 ，并通过 实施 改造后的运行效果说 明改造非 常成功 ，确保 了化工 生产装置挤 压 系统长
周 期 稳 定运 行 。
关 键 词 ：Ａ Ｓ０ ０ 变频 器 ；低 电压 保 护 ；共 模 干 扰 ；共 模 电抗 器 Ｃ １０
中图分类号 ：Ｔ ９ １ Ｍ ２
文献标识码 ：Ａ
（ 中国石化股份公司茂名分公 司 化工分部 电气车间 ，广东 茂名 ５５ ０ ） ２ ００ 摘要 ：针对化 工生产装 置挤 压机 Ａ Ｓ０ ０变频器在非 电网电压 波动情况 下，多次 出现低 电压保护 动作跳 Ｃ １０ 闸，并联锁 引起挤 压 系统停 车的故障 ，经过深入研 究分析 ，发现是 共模 干扰 造成 ，然后 针 对性 实施 共模
电路电压 、开关频率 、泄露 电容大小 、传输距离 无法 改变 的 ，根 据 共 模 电 压 在 回路 按 容 抗 分 布 原 等 有关 。如果 叠 加 在 变频 器 某 部 件 上 的共 模 电压 理 ，对共模 干扰 源 的 抑 制 可 以通 过 阻 断 共 模 电压 超 过规 定值 ，就对 变 频 器 产 生 干 扰 ，甚 至 引 起 设 传 播 ，或通 过 改变 共 模 回 路 容 抗 分 布 等 方 法 ，减
备 故 障 的发生 。
逆 器 变 … ． 婆 ……… … … 些 婆
少对敏感设备 的影 响。对上述挤压机变频器 ，抑 制共模干扰最好 的方法是在变频器的直流 中间电
路 安装 共模 电抗 器 ，共 模 电 抗 器 作用 类 似 于 变 压
开
图 １ 挤 压 机 变频 器 结 构 图
Ｆｉ． Ｓｒ ｃｕ ａ ｒ ｗｉｇ ｏ ｒｑ ｅ ｃ －ｒ ｎ ｔｒ ｒＡＳ ０ ０ ｇ１ ｔｕ ｔ ｒ ｌｄ ａ ｎ ｆｆｅ ｕ ｎ ｙｔａ ｓｏ ｍｅ Ｃ１ ０
由于三电平 Ｐ ＷＭ逆变器的 １ Ｉ Ｃ 在开关 输出端产 生瞬态 电压 ， ， ２只 Ｇ Ｔ
故障。（ ）变频器受到共模干扰。 ３
ＷＭ 逆变器 、Ｌ Ｃ 由于 变频 器 低 电压 是 在 电 网 电压 正 常 ，确 定 流器 、直流 中间电路、三 电平 Ｐ
变频器无内部故障下发生 的。再通过对实时监控 输出滤波 电路 、传输电缆 、电机等部分组成。
２ ｊ ● ＿
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个挤压 系 统联 锁停 车 ，给生 产带 来 重 大经 济损 失 。 保 护造 成 的。
变频器低 电压主要指变频器的直流 中间电路 的电
压低于保护定值。引起 变频器直 流中间电路 的电 １ 挤压机变频器共模 干扰原理分析
压过低原因主要有 以下几方面 ： （ ）供 电系统电 １
网 出现较 大 电压 波 动 。 （ ） 变 频器 内部 硬 件 出现 ２ 挤压 机变 频 器 驱 动 系统 主 要 的结 构 如 图 １所 示 ，它 主要包 括 了三 绕 组 整 流 变压 器 、１ 冲 整 ２脉
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一
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开 备 ｆ压 ｆ Ｉ 直留 Ｉ 三平变 ｆ 出 滤器ｌ感电 关 器 护 嘉路 逆” 弦 ” 窦 Ｉ 器ｌ 流 ＩＢＩ 回 ｌ 一。 器 Ｉ 正 波 Ｉ 应机 设 变 主 保 流 电 输 整 Ｇ Ｔ
、Байду номын сангаас
系统设备抗晃 电研究工作 ，Ｅ ｍ ｉ：ｌ ｚ． －ａ ｉ １ ｌ ｕ
７ ６
电 力
科
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与
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通 过整 流 变压 器 、输 出 滤 波 、电缆 和 电 机 等 对 地 共模 回路 的 泄 露 电容 产 生 高频 共 模 电流 ，对 周 围
的泄露 电容与大地之间产生泄露 电流 ｃ ，ｃ ，ｃ 设备产生共模 电磁干扰 （ Ｍ ） Ｅ Ｉ ，影响其他设备安 和Ｃ 形 成共 模 电压 ，如 果把 三 电平逆 变器 当做共 全运 行 。 模 电压 源 ，那 么 Ａ Ｓ０ ０变 频 器 的等 效 共 模 电压 Ｃ １０
．
０ 引 言
的波形 分析 发 现 ，变 频 器 在 跳 闸前 逆 变 器 的 接 地 电流和 直流 中间 电 路 电 压 出 现 了 较 大 的波 动 ，这
挤压机是化工生产装置中挤压系统的重要部 正是变频器受到共模干扰的主要特征，因此判断 分 ，它一般是装配变频 器一 同使 用 的。在变频 器 变频 器 跳 闸原 因 是 受 到 共模 干扰 ，导 致 直 流 中间 ｕｄ 变 投运初期 ，易出现低 电压保 护动作跳 闸，造成 整 电路 电压 ｄ／ ｔ 化 过 大 ，触 发 了变 频 器 低 电压
回路如 图 ２所 示 ，根 据 共 模 电压 的定 义 ，逆 变 器 ３ 挤压机 变频 器共模 干扰 的抑 制方 法 工 作 时产 生 的共 模 电压 Ｕ ＝ （ ＋ ＋Ｕ ）／ ｃ ３ ，其在 变频 器 系统 各器 件分 布 的 大小 与 直 流 中 间 变频 器逆 变 器 是 设 备 固定 的共 模 干 扰 源 ，是
第２ ７卷第 ８期
２ １ 年 ８月 ０１
电 力
科
学
与
工
程
Ｖｏ． ７． ｏ ８ １２ Ｎ ．
７５ Ａｕ ．２０１ ｇ， １
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挤 压 机 变频 器 共 模 电压 抑 制技 术研 究
，且 ＋ ＋
过程中是按一定规则导通的 ，它们在逆变器三相
收稿 日期 ：２ １ — ４— ６ ０ｌ ｏ ０。
≠０ ，这种 电压称为逆变器零序电压 ， 零序电压
作者简介 ：刘志 良 （ ９８～ ，男 ，高级工程师 ，从事 电气设 备运行 维护管理 １６ ）
ｍｍｓ ＠ ｓｎ ｐ ｃ ｃ ｍ。 ｈ ｉｏ ｅ ． ｏ
电压抑制技 术改造 ，并通过 实施 改造后的运行效果说 明改造非 常成功 ，确保 了化工 生产装置挤 压 系统长
周 期 稳 定运 行 。
关 键 词 ：Ａ Ｓ０ ０ 变频 器 ；低 电压 保 护 ；共 模 干 扰 ；共 模 电抗 器 Ｃ １０
中图分类号 ：Ｔ ９ １ Ｍ ２
文献标识码 ：Ａ
