摘 要

随着社会的快速发展，电力电子技术被大量使用到交流电机驱动系统中，而其中最重要的是PWM调制技术，它是交流电机驱动系统的核心。IGBT开关管的大量使用丰富了系统的工作性能，由于IGBT开关管的工作频率很快，导致系统中的电压和电流发生瞬变，电路中产生了高次谐波，这样就导致了电磁干扰的产生。产生的电磁干扰大部分以传导和辐射的方式对周围的设备造成严重干扰，为了抑制电磁干扰，减小它对周围设备的影响，本文对交流电机驱动系统的差模干扰和共模干扰进行了研究。

为了研究出电磁干扰对系统和周围设备造成的危害程度，本文对交流电机驱动系统进行了研究。首先对交流电机驱动系统的工作原理和电磁干扰的传导机理进行分析。研究过程中，利用建模的方法找到噪声干扰源的模型。由于传导电磁干扰过程中的耦合通道不一样，我们可以把电磁干扰分为差模干扰和共模干扰，差模干扰和共模干扰的产生是因为IGBT开关管不断地开通和关断，电路中的电压和电流发生瞬变造成的。然后把电机驱动系统的差模干扰和共模干扰的耦合通道提取出来，同时提取出差模干扰和共模干扰的等效电路图。最后把噪声干扰源在时域和频域中建立出模型，再把系统电磁干扰的等效电路在频域中建立模型。

通过把交流电机驱动系统的差模干扰和共模干扰分别在时域和频域中建模，对模型进行分析，很容易就能看出电磁干扰对系统所造成的危害，为今后人们研究抑制电磁干扰的方法提供了依据基础。

关键词：电磁干扰；电机驱动系统；共模干扰；差模干扰

Abstract

With the rapid development of society，Power electronics technology has been widely used to AC motor drive system，And most important of which is the PWM modulation technology, which is the core of the AC motor drive system。Extensive use of IGBT switches enriched the work performance of the system，Since the operating frequency IGBT switches quickly, causing the system voltage and current transients occur，Circuit generated higher harmonics, thus leading to the generation of electromagnetic interference.Most of the conduction and radiation to the surrounding equipment caused serious disturbances to produce electromagnetic disturbance, in order to suppress the electromagnetic interference, reducing its impact on the surrounding equipment, this paper of AC motor drive system of the differential mode interference and common mode interference is studied.

In order to study the harm caused by electromagnetic interference to the system and peripheral equipment, this paper studies the AC motor drive system.Firstly, the principle of the AC motor drive system and the conduction mechanism of electromagnetic interference are analyzed.In the research process, the model is used to find the source of the noise interference.Because the coupling channel is not the same, we can divide electromagnetic interference into differential mode interference and common mode interference,Common mode and differential mode interference interference arises because the IGBT switches turn on and off constantly, the circuit voltage and current transients occur.Then the equivalent circuit diagram of a motor drive system coupled-channel differential mode interference and common mode interference is extracted, while extracting the differential mode interference and common mode interference.Finally, the noise sources in the time domain and frequency domain, build a model, then the system electromagnetic interference equivalent circuit model in the frequency domain.

By differential mode interference and common mode interference AC motor drive system are modeled in the time domain and frequency domain analysis of the model, it is easy to see the harm caused by electromagnetic interference on the system for the future people Inhibition electromagnetic interference provides the basis for the foundation.

Keywords：EMI；Motor drive system; common mode interference; differential mode interference

目录

第1章 绪论 1

1.1 课题研究的意义和目的 1

1.2 电磁干扰的三要素 2

1.2.1 电磁干扰源 2

1.2.2 电磁干扰传播路径 2

1.2.3 电磁干扰受扰体 3

1.3 功率变换器传导干扰预测的研究现状 3

1.4 论文主要研究内容 3

第2章 三相交流电机驱动系统中的传导干扰问题 5

2.1 三相交流电机控制系统的基本原理 5

2.2 PWM波形的产生原理 5

2.3 PWM波形的分类 5

2.4 电机驱动系统工作原理 6

2.5 本章小结 8

第3章 干扰源频谱分析与建模 9

3.1 引言 9

3.2 干扰源分析 9

3.2.1 IGBT开通和关断瞬态过程分析 9

3.2.2 干扰源分析 11

3.3 共模干扰路径分析 13

3.4 差模干扰路径分析 13

3.5 本章小结 14

第4章 交流电机驱动系统的数学模型建立 15

4.1 引言 15

4.2 共模干扰耦合通路分析 15

4.3 系统总共模干扰耦合通路分析 16

4.4 差模干扰耦合通路分析 18

4.5 系统总差模干扰耦合通路分析 19

4.6 本章小结 20

第5章 总结与展望 21

参考文献 22

致谢 23

附录A 24

附录B 25

附录C 26

第1章 绪论

1.1 课题研究的意义和目的

目前电机系统被广泛应用于工业和生活中。为了优化电机系统的工作性能，PWM控制技术被用于其中。当电机系统工作时，功率转换器的电力电子器件会工作在开通和关断的状态下，由于电压和电流会瞬变电路中会产生很大的du/dt和di/dt，因此电路中会会有高频电压和高频电流，这些高频谐波会对电机系统和外部环境产生电磁干扰^【1-3】。所以说，随着电力电子器件的大量使用，电磁干扰所产生的危害日益严峻，它对设备的正常工作和人类身体健康带来的影响是不可忽视的^【4】，近几年来国内外很多科学家针对电磁干扰进行了一系列的研究，他们对如何抑制电磁干扰的问题提出了很多措施。

电磁干扰会对电力电子器件本身和周围设备的工作效果造成严重影响，会使设备的使用周期减小，使传输的信号出现变形、丢失等现象；会使正常工作的设备出现误动作或者停止工作等现象^【5-6】；同时电磁干扰会对人体造成辐射，影响到人类的正常生活。