本实用新型属于电机系统滤波技术领域，具体涉及一种应用于长线驱动场合的变频器侧电机滤波器。
背景技术：
滤波器的功能就是允许某一部分频率的信号顺利的通过，而另外一部分频率的信号则受到较大的抑制，它实质上是一个选频电路。电源滤波器就是对电源线中特定频率的频点或该频点以外的频率进行有效滤除的电器设备，电源滤波器的功能就是通过在电源线中接入电源滤波器，得到一个特定频率的电源信号，或消除一个特定频率后的电源信号；利用电源滤波器的这个特性，可以将通过电源滤波器后的一个方波群或复合噪波，变成一个特定频率的正弦波。电源滤波器是一种无源双向网络，它的一端是电源，另一端是负载。电源滤波器的原理就是一种阻抗适配网络：电源滤波器输入、输出侧与电源和负载侧的阻抗适配越大，对电磁干扰的衰减就越有效。按照gjb151a-1997《军用设备和分系统电磁发射和敏感度要求》的要求，使设备在电磁环境中能够正常的工作，特别是在恶劣的电磁环境中保持良好的工作状态，就需对各类电子设备进行电磁兼容性设计，达到满足环境的需要。现有技术的交流滤波器采用共模电感、电容进行滤波，交流电机在转动过程中会产生几千赫兹到几百兆赫兹不同程度的干扰信号，尤其是几千赫兹的干扰采用普通的电路是无法满足试验要求的。
当电机驱动器与电机之间连接的距离很远时，一方面，电机侧会出现严重的过压现象，过压的产生使得电机和电缆的绝缘可能被破坏，电机驱动系统因此不能工作；另一方面，长线电缆上有较大的寄生电感与寄生电容，长线电缆的过压加在寄生电感与寄生电容，会对外界产生较大的电磁干扰，影响周围电气设备的正常运行；电机滤波器就是滤除产生过压和电磁干扰的较高频率谐波，使得电机能够正常运行。电机滤波器是一个无源双向网络，它的一端是变频器功率信号的输出，一端是电机功率信号的输入；电机滤波器既可以放在变频器侧，也可以放在电机侧，放置在电机侧的滤波器的安装较为困难。因此亟需一种放置在变频器侧的电机滤波器，抑制长线电缆驱动带来的负面影响。
技术实现要素：
鉴于上述，本实用新型提供了一种应用于长线驱动场合的变频器侧电机滤波器，能够解决交流电机与变频器通过长线电缆连接出现的过压问题和电磁干扰问题。
一种应用于长线驱动场合的变频器侧电机滤波器，包括差模滤波电路，该差模滤波电路安装在变频器的交流输出端口与长线电缆之间，所述差模滤波电路包含有差模电感、差模电容和阻尼电阻。
进一步地，所述变频器侧电机滤波器还包括有共模滤波电路，所述共模滤波电路与差模滤波电路相连接。
进一步地，所述差模滤波电路包括三个差模电感l1～l3、三个差模电容c1～c3和三个阻尼电阻r1～r3，其中差模电感l1的一端与变频器的a相交流输出端口相连，差模电感l1的另一端与差模电容c2的一端、阻尼电阻r1的一端以及a相长线电缆的一端相连，差模电感l2的一端与变频器的b相交流输出端口相连，差模电感l2的另一端与阻尼电阻r2的一端、差模电容c3的一端以及b相长线电缆的一端相连，差模电感l3的一端与变频器的c相交流输出端口相连，差模电感l3的另一端与阻尼电阻r3的一端、差模电容c1的一端以及c相长线电缆的一端相连，差模电容c1的另一端与阻尼电阻r1的另一端相连，差模电容c2的另一端与阻尼电阻r2的另一端相连，差模电容c3的另一端与阻尼电阻r3的另一端相连，三相长线电缆的另一端与电机三相定子绕组对应连接。
进一步地，所述差模电容c1～c3采用安规型y电容。
进一步地，所述共模滤波电路由三相共模电感l4构成，三相共模电感l4的a相绕组接于变频器a相交流输出端口与差模电感l1之间，三相共模电感l4的b相绕组接于变频器b相交流输出端口与差模电感l2之间，三相共模电感l4的c相绕组接于变频器c相交流输出端口与差模电感l3之间。
进一步地，所述共模滤波电路包括共模变压器和阻尼电阻r4，共模变压器的a相绕组接于变频器a相交流输出端口与差模电感l1之间，共模变压器的b相绕组接于变频器b相交流输出端口与差模电感l2之间，共模变压器的c相绕组接于变频器c相交流输出端口与差模电感l3之间，阻尼电阻r4与一副边绕组并联，该副边绕组与c相绕组电磁耦合。
本实用新型所设计的滤波器中电阻是起着弱阻尼的作用，并非作为阻抗匹配的电阻，而作为弱阻尼作用电阻的阻值要小于阻抗匹配的电阻，因此所设计的滤波器损耗较小；本实用新型所设计的滤波器中电容使用y电容且为三角形连接方式，可以减小电容的容值和体积；本实用新型所设计的滤波器属于正弦波滤波器，滤波效果好，电缆末端不会出现过压，并且在加入共模滤波电路后还能有效抑制电机在启动以及运行过程中的漏电流。
因此，与现有技术相比，本实用新型电机滤波器针对长线电缆连接的变频器和电机，能够消除电机侧的过压，抑制长线驱动系统的电磁干扰，抑制电机在启动以及运行过程中的漏电流，使电机能够正常工作。
附图说明
图1为安装电机滤波器的长线驱动系统第一种实施结构示意图。
图2为安装电机滤波器的长线驱动系统第二种实施结构示意图。
图3为安装电机滤波器的长线驱动系统第三种实施结构示意图。
图4(a)为长线驱动系统滤波器前端电压波形示意图。
图4(b)为长线驱动系统滤波器后端电压波形示意图。
具体实施方式
为了更为具体地描述本实用新型，下面结合附图及具体实施方式对本实用新型的技术方案进行详细说明。
实施例1
如图1所示，本实施例电机滤波器包括差模滤波器，该差模滤波器包括三个差模电感l1～l3、三个差模电容c1～c3和三个阻尼电阻r1～r3，其中差模电感l1的一端与变频器的a相交流输出端口相连，差模电感l1的另一端与差模电容c2的一端、阻尼电阻r1的一端以及a相长线电缆的一端相连，差模电感l2的一端与变频器的b相交流输出端口相连，差模电感l2的另一端与阻尼电阻r2的一端、差模电容c3的一端以及b相长线电缆的一端相连，差模电感l3的一端与变频器的c相交流输出端口相连，差模电感l3的另一端与阻尼电阻r3的一端、差模电容c1的一端以及c相长线电缆的一端相连，差模电容c1的另一端与阻尼电阻r1的另一端相连，差模电容c2的另一端与阻尼电阻r2的另一端相连，差模电容c3的另一端与阻尼电阻r3的另一端相连，三相长线电缆的另一端与电机三相定子绕组对应连接。
本实施例中差模电容使用安规型y电容，其采用三角形连接方式，相比于y型连接方式，等效增加了每相滤波电容的容值；阻尼电阻是为了抑制外界干扰可能引起的振荡，起着弱阻尼的作用，为了较好的抑制外界干扰可能引起的滤波器振荡，阻尼比设置在0.05与0.1之间。为了保证滤波器的鲁棒性和抗干扰能力，本实例滤波器的截止频率大于电机运行频率的10倍，小于开关频率的一半，当长线电缆长度较长且电机侧过压要求较高时，该滤波器的优势更加突出。
实施例2
如图2所示，本实施例电机滤波器包括共模滤波电路与差模滤波电路，共模滤波电路由三相共模电感组成，差模滤波电路与实施例1中相同，其中三相共模电感的绕组1的一端与变频器的a相交流输出端相连，绕组1的另一端与差模滤波电路的差模电感l1的一端相连，三相共模电感的绕组2的一端与变频器的b相交流输出端相连，绕组2的另一端与差模滤波电路的差模电感l2的一端相连，三相共模电感的绕组3的一端与变频器的c相交流输出端相连，绕组3的另一端与差模滤波电路的差模电感l3的一端相连，三相共模电感参数选择在15mh左右。
实施例3
如图3所示，本实施例电机滤波器包括共模滤波电路与差模滤波电路，共模滤波电路由共模变压器与阻尼电阻组成，差模滤波电路与实施例1中相同，其中三相共模电感的绕组1的一端与变频器的a相交流输出端相连，绕组1的另一端与差模滤波电路的差模电感l1的一端相连，三相共模电感的绕组2的一端与变频器的b相交流输出端相连，绕组2的另一端与差模滤波电路的差模电感l2的一端相连，三相共模电感的绕组3的一端与变频器的c相交流输出端相连，绕组3的另一端与差模滤波电路的差模电感l3的一端相连，副边绕组4的两端与阻尼电阻r4的两端分别连接；本实施例选用共模变压器绕组1～3的电感值在5mh左右，副边绕组4接入的阻尼电阻为2500ω左右。
验证例
本实验搭建的一个200m长线驱动系统，其直流侧电压为380v，若不加任何抑制过压措施，电缆末端(电机侧)过压会超过两倍直流侧电压。
插入本实用新型设计的滤波器后，滤波器两端无过压现象，图4(a)为滤波器前端电压，图4(b)为滤波器后端电压；此外，滤波器的损耗也只有20w，相比于传统rlc滤波器和lr滤波器，电阻上的功耗要小。
上述对实施例的描述是为便于本技术领域的普通技术人员能理解和应用本实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对上述实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本实用新型不限于上述实施例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，对于本实用新型做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。
1.一种应用于长线驱动场合的变频器侧电机滤波器，其特征在于：包括差模滤波电路，该差模滤波电路安装在变频器的交流输出端口与长线电缆之间，所述差模滤波电路包含有差模电感、差模电容和阻尼电阻。
2.根据权利要求1所述的变频器侧电机滤波器，其特征在于：所述差模滤波电路包括三个差模电感l1～l3、三个差模电容c1～c3和三个阻尼电阻r1～r3，其中差模电感l1的一端与变频器的a相交流输出端口相连，差模电感l1的另一端与差模电容c2的一端、阻尼电阻r1的一端以及a相长线电缆的一端相连，差模电感l2的一端与变频器的b相交流输出端口相连，差模电感l2的另一端与阻尼电阻r2的一端、差模电容c3的一端以及b相长线电缆的一端相连，差模电感l3的一端与变频器的c相交流输出端口相连，差模电感l3的另一端与阻尼电阻r3的一端、差模电容c1的一端以及c相长线电缆的一端相连，差模电容c1的另一端与阻尼电阻r1的另一端相连，差模电容c2的另一端与阻尼电阻r2的另一端相连，差模电容c3的另一端与阻尼电阻r3的另一端相连，三相长线电缆的另一端与电机三相定子绕组对应连接。
3.根据权利要求2所述的变频器侧电机滤波器，其特征在于：还包括有共模滤波电路，所述共模滤波电路与差模滤波电路相连接。
4.根据权利要求2所述的变频器侧电机滤波器，其特征在于：所述差模电容c1～c3采用安规型y电容。
5.根据权利要求3所述的变频器侧电机滤波器，其特征在于：所述共模滤波电路由三相共模电感l4构成，三相共模电感l4的a相绕组接于变频器a相交流输出端口与差模电感l1之间，三相共模电感l4的b相绕组接于变频器b相交流输出端口与差模电感l2之间，三相共模电感l4的c相绕组接于变频器c相交流输出端口与差模电感l3之间。
6.根据权利要求3所述的变频器侧电机滤波器，其特征在于：所述共模滤波电路包括共模变压器和阻尼电阻r4，共模变压器的a相绕组接于变频器a相交流输出端口与差模电感l1之间，共模变压器的b相绕组接于变频器b相交流输出端口与差模电感l2之间，共模变压器的c相绕组接于变频器c相交流输出端口与差模电感l3之间，阻尼电阻r4与一副边绕组并联，该副边绕组与c相绕组电磁耦合。
技术总结