一.产生机理
逆变器输出电压可分解为正序、负序以及零序。正序电压和负序电压为差模电压,将会产生电机的磁通和转矩,而零序电压为共模电压将会产生转矩波动和噪声。较大的差模(即线电压,包括正序和负序)dv/dt会导致长线传输时电机端电压及电缆内电压的加倍升高,对电机绝缘和电缆绝缘构成严重威胁;较大的共模(即零序电压)dv/dt,通过定子和转子间的电容耦合产生较大的电机轴承电流或对地电流,导致电机因轴承电流过大而损坏或对邻近电气设备构成干扰。高频共模电压作用于电机上,电机高频寄生电容会在转轴上耦合出轴电压,轴电压将作用在轴承上,产生轴承电流,这将影响轴承润滑剂绝缘。定子绕组和接地机壳间的耦合电容将会在共模电压下产生漏电流,漏电流将通过接地导体流回电网。

图1为由逆变器产生的共模与差模电压及对地漏电流路径
逆变器不同的开关状态,导致逆变器每个时刻三相输出的相电压不平衡,同时死区时间、开关管压降、驱动脉冲延时对共模电压影响不大,如果死区增大,会增大共模电压。
差模电压存在于逆变器两相输出之间,而共模电压则存在于逆变器输出与参考地之间。任何电压源 PWM 逆变器驱动系统中都存在共模电压,而共模电流的大小取决于系统、电路结构、控制策略和接地器的共模阻抗。由于寄生电容的存在,由共模电压引发的共模电流还会流过负载。
三相两电平系统PWM逆变器输出的共模电压的值定义为 , ,一般认为 可忽略不计,故三相逆变器的共模电压可表示为:
其中Va、Vb、Vc为电机定子三相绕组对参考点的相电压。
也可理解为:共模电压是逆变器输出侧三相星形负载中性点对参考地点的电位差。
两电平三相逆变器的共模电压为:
从表可以看出,UNg的幅值存在Ed/6和Ed/2两种状态,且零矢量状态的共模电压幅值为Ed/2,其它矢量状态的共模电压幅值为Ed/6。因此三相交流伺服系统的共模电压是随着开关状态的不断变化,在正负Ed/6和Ed/2两种状态下不断的跳变的。
对于变频器系统,Vcm_inv、Vcm_rec分别表示功率变换器整流器侧和逆变器侧产生的共模电压; Cp1、Cp分别表示功率变换器整流桥和逆变器与散热器之间的寄生电容。可将传播途径描述为:回路①: 逆变器→电缆→电机→寄生电容→电机地线→系统地线→主电源→整流器→逆变器; 回路②:逆变器→电缆→电机寄生电容→电机地线→散热片地线→散热片→器件寄生电容→逆变器; 回路③: 逆变器→器件寄生电容→散热片→散热片地线→系统地线→主电源→整流器→逆变器。
电机中性点对地电压为共模电压,通常电机中性点没有引出,用电机相对地电压,或电机三相对地电压之和/3表示对共模电压,严格来讲是对直流中性点的电压为共模电压。
由于网侧调制以及网侧变压器中性点接地,导致网侧相对地的电压决定了机侧相对地的电压??
机侧三相电流和与机侧地线电流存在差异的问题经分析是由如下问题造成的:
下图是风机变流器整机系统图:
如上图所示,变流器机侧三相电流和(即机侧三相对地共模电流)中有部分电流通过发电机对外壳和底座存在的寄生电容到发电机底座再到机舱平台和塔筒回到大地,从而导致机侧地线上返回大地的共模电流减少。
二.抑制硬件方案
抑制CMV硬件方案通常是增加滤波器,常见的有RLC滤波器和共模抑制器。
RLC滤波器常能用来抑制差模干扰,虽然对共模电压幅值和高频干扰也有一定的抑制作用,但抑制效果方面不明显,但将电容中性点与直流中性点连接在一起,对共模电压的 dv/dt 起到抑制作用,消除共模电压的尖峰,消除电机端的过电压。也有机侧采用DUDT滤波器,网侧交流输出端接磁环,磁环对共模电压几乎无影响,但会减小共模电流。
共模滤波器一般是采用共模电感+电容,并且电容中点应该是接到直流中点的。在逆变器和电动机之间安装共模变压器,共模变压器(Common mode transformer,CMT)是在共模扼流圈的基础上,加入一个次级线圈,并将该线圈通过一个电阻短接。由于共模变压器的四个线圈共用一个环形铁心,因此体积较小。加入共模变压器后可以有效地抑制共模电流

三.抑制软件方案
通过调整逆变器的开关控制信号或调制算法来实现,有对空间矢量调制策略(SVPWM)的改进型,对基于载波调制策略(CBPWM)的改进型,对谐波消除调制策略(SHEPWM)的改进型等。
无零矢量的调制算法,可以降低CMV主要有NSPWM、AZSPWM,RSPWM、VSVM、相邻四矢量等。
四.测量方式
1三相输出电压对地
2三相输出电压之和对地
3 RC滤波电容中性点对地
4直流电压中性点作为参考地
5电机中性点对地电压。
如图:
adc的正负共模电压不一致会怎样
计算公式为U=IR。指不带反馈网络时的状态下在输入功率相等的条件时,实际天线与理想的辐射单元在空间同一点处所产生的信号的功率密度之比。即一个理想的运算放大器,其开环增益应为无穷大。
大多数电压反馈(VFB)型运算放大器的开环电压增益(通常称为AVOL,有时简称AV)都很高。常见值从100000到1000000,高精度器件则为该数值的10至100倍。
有些快速运算放大器的开环增益要低得多,但是几千以下的增益不适合高精度应用。此外还要注意,开环增益对温度变化并不高度稳定,同一类型的不同器件也会存在极大差异,因此,增益值必须很高。
扩展资料:
差分放大器U1,如果将其同相输入端与反相输入端短路,则Vo=AcVs(Vo为输出电压,Ac为共模增益,Vs为输入电压)。因此共模输出电压与共模输入电压之比为共模增益。

所谓共模增益也叫共模电压增益,是指共模输出电压对共模输入电压的比值。其中共模输出电压在单端输出时为U0c1或U0c2,双端输出时为U0c=U0c1-U0c2。共模输入电压用Uic表示,其值就是每管的共模输入Uic=Uic1=Uic2。
-共模增益
-差模电压
ADC(模数转换器)的正负共模电压不一致会导致一些问题,主要表现为以下两方面:1 当共模电压不一致时,ADC可能无法正确地采集信号,导致精度下降。这是因为ADC的输入是差分信号,即两个输入端之间的电压差。如果正负共模电压不一致,这种差分信号可能会受到共模干扰,并导致ADC误到一些噪声误差,影响了精度和动态性能。2 共模电压不一致会导致ADC的失真。如果ADC的输入信号受到共模干扰,输出信号可能会偏离实际的值并且扭曲,这被称为共模失真。共模失真可能会导致ADC精度下降,并在数字系统中引起误解和系统错误。在实际应用中,为了避免正负共模电压不一致,可以采取以下几种措施:1 通过使用差分信号来驱动ADC,防止共模电压不一致引起的误差和失真。2 使用差分输入放大器来消除共模电压。在这种情况下,放大器的输出是原始信号的差分信号,其中共模信号已被消除。3 选择模数转换器具有大输入偏移电压的偏差抑制功能的ADC芯片,能够更好地抑制共模电压引起的干扰。


