一种用于动车组的变电容可控抑制频带EMI滤波器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于动车组的变电容可控抑制频带EMI滤波器，包括接入设备的三条输入线，分别为L线、N线及PE线，L线上设置有差模电感一，N线上设置有差模电感二，L线和N线之间连接有共模扼流圈；共模扼流圈的上、下输出端并联有多组差模电容组，每个差模电容组中包括一个差模电容和一个差模电容开关；共模扼流圈的上、下输出端另外与PE线之间并联有多组共模电容组，每个共模电容组中包括两个共模电容和一个共模电容开关；每个差模电容组与一个共模电容组一一对应称为一组电容开关。本实用新型专利技术的结构，显著降低了动车组中牵引变流器的电磁干扰问题。

A Variable Capacitance Controllable Suppression Frequency Band EMI Filter for EMU

【技术实现步骤摘要】
一种用于动车组的变电容可控抑制频带EMI滤波器
本技术属于滤波控制
，涉及一种用于动车组的变电容可控抑制频带EMI滤波器。
技术介绍
随着开关电源的高频化、小型化、高密度化的发展趋势，其传导EMI越来越严重，EMI滤波器是消除开关电源中传导电磁干扰的有效手段。在轨道交通高速动车组牵引变流器、城市地铁的牵引变流器应用领域中，伴随着设备运行环境的改变及设备随运行时间的老化，其产生的电磁干扰频谱就会发生新的变化，这样会让已经装好的无频带可控能力的EMI滤波器的滤波效果无法得到保证，牵引变流器等设备会因电磁干扰超标问题对内及对外产生影响。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种用于动车组的变电容可控抑制频带EMI滤波器，解决了现有技术中无源EMI滤波器滤波频带不可控，无源EMI滤波器不能适应频带变化，因电磁干扰超标工作失效的问题。本技术所采用的技术方案是，一种用于动车组的变电容可控抑制频带EMI滤波器，包括接入设备的三条输入线，分别为L线、N线及PE线，L线上设置有差模电感一，N线上设置有差模电感二，L线和N线之间连接有共模扼流圈；共模扼流圈的上输出端和下输出端并联有多组差模电容组，每个差模电容组中包括一个差模电容和一个差模电容开关；共模扼流圈的上输出端和下输出端另外与PE线之间并联有多组共模电容组，每个共模电容组中包括两个共模电容和一个共模电容开关；每个差模电容组与一个共模电容组一一对应称为一组电容开关。本技术的用于动车组的变电容可控抑制频带EMI滤波器，其特征还在于：所述的电容开关设置有三组，其中，开关电容组一中，L线通过差模电容一及差模电容开关一与N线连接；PE线与共模电容开关一连接，共模电容开关一另一端同时连接有共模电容一和共模电容二，共模电容一另一端接入N线，共模电容二另一端接入L线；同样，开关电容组二中，L线通过差模电容二及差模电容开关二与N线连接；PE线与共模电容开关二连接，共模电容开关二另一端同时连接有共模电容三和共模电容四，共模电容三另一端接入N线，共模电容四另一端接入L线；同样，开关电容组三中，L线通过差模电容三及差模电容开关三与N线连接；PE线与共模电容开关三连接，共模电容开关三另一端同时连接有共模电容五和共模电容六，共模电容五另一端接入N线，共模电容六另一端接入L线。所述的共模扼流圈选取的电感值为4μH，差模电感一和差模电感二选取的电感值均为11.25μH。所述的共模电容一和共模电容二均选取耐压为4000V、容值为40pF的薄膜电容；共模电容三和共模电容四均选取耐压为4000V、容值为4355pF的薄膜电容；共模电容五和共模电容六均选取耐压为4000V、容值为5pF的薄膜电容。所述的差模电容一选取耐压为4000V、容值为1800pF的薄膜电容；差模电容二选取耐压为4000V、容值为18pF的薄膜电容；差模电容三选取耐压为4000V、容值为2pF的薄膜电容。本技术的有益效果是，该变电容可控抑制频带EMI滤波器能够解决轨道交通高速动车组中牵引变流器的电磁干扰问题，着重用在解决因为设备运行环境的改变，以及设备随运行时间的老化现象而导致的电磁干扰频带发生变化的问题。通过改变EMI滤波器内的电容容值进一步改变EMI滤波器的可抑制频带范围，使EMI滤波器在9k-30MHz频率范围内实现有级可调抑制频带，突破了传统的无源EMI滤波器滤波频带不可控的限制，针对设备运行环境的改变及器件随运行时间的老化所发生的干扰频率变化问题，可以实现对滤波频带的有级调控，不仅可以满足设备要求的电磁干扰指标，而且还能保证滤波器的滤波效果。附图说明图1是本技术变电容可控抑制频带EMI滤波器的电路拓扑图；图2是本技术变电容可控抑制频带EMI滤波器的共模等效电路图；图3是本技术变电容可控抑制频带EMI滤波器的差模等效电路图；图4是本技术变电容可控抑制频带EMI滤波器在高速动车组牵引输电系统中的安装位置示意图。图中，1.L线，2.N线，3.PE线，4.差模电感一，5.差模电感二，6.共模扼流圈，7.差模电容一，8.差模电容开关一，9.共模电容一，10.共模电容开关一，11.共模电容二，12.差模电容二，13.差模电容开关二，14.共模电容三，15.共模电容开关二，16.共模电容四，17.差模电容三，18.差模电容开关三，19.共模电容五，20.共模电容开关三，21.共模电容六，22.开关电容组一，23.开关电容组二，24.开关电容组三，25.交流接触网，26.受电弓，27.变压器，28.牵引变流器，29.三相异步电机。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本技术进行详细说明。本技术的用于动车组的变电容可控抑制频带EMI滤波器，由差模电感、共模扼流圈、开关、不同容值的电容组构成。该滤波器的抑制频带是由截止频率来划分。截止频率是滤波器中导通频带和截止频带的交点，截止频率是由滤波器中的共模电感Lcm、差模电感Ldm以及电容Ceq共同决定的，由计算得到滤波器的等效截止频率；滤波器中，电感L串联在电路中，作用是通过串联一个高阻抗，阻断骚扰信号的流通，从而减少负载中的骚扰电压；电容C并联在电路中，作用是通过并联一个低阻抗的通路，使得骚扰电流分流，从而减少负载上的骚扰电流。不同大小的电感电容会产生谐振作用，其中电容值的变化直接影响到谐振频率，从而影响滤波器的截止频率。因此，本技术的滤波器只考虑改变电容的方式来控制滤波器截止频率的变化，采取固定电感值的方式，改变电容值，从而实现不同抑制频带的调控。在该滤波器拓扑结构中，接入电路中的共模扼流圈和差模电感的电感值固定，其中电容值的改变使用开关选择器来选择接入电路的电容，每一组包括两个开关，分别用来控制接入电路中的差模电容和共模电容。通过选择接入电路中的电容组数，来改变等效电容值的大小，来实现有级的频带可控调节。参照图1，基于上述的原理，本技术用于动车组的变电容可控抑制频带EMI滤波器拓扑结构是，包括接入设备的三条输入线，分别为L线1、N线2及PE线3，L线1上设置有差模电感一4(Ldm1)，N线2上设置有差模电感二5(Ldm2)，L线1和N线2之间连接有共模扼流圈6(Lcm)；差模电感一4和差模电感二5以及共模扼流圈6的电感值保持不变，在实施例滤波器的参数设计中，共模扼流圈6选取的电感值为4μH，差模电感一4和差模电感二5选取的电感值均为11.25μH；共模扼流圈6的上输出端和下输出端并联有多组差模电容组(实施例为三组差模电容组)，每个差模电容组中包括一个差模电容和一个差模电容开关；共模扼流圈6的上输出端和下输出端另外与PE线3之间并联有多组共模电容组(实施例为三组共模电容组)，每个共模电容组中包括两个共模电容和一个共模电容开关；每个差模电容组与一个共模电容组一一对应称为一组电容开关，实施例三组电容开关具体连接结构是：开关电容组一22中，L线1通过差模电容一7(Cdm1)及差模电容开关一8(Sd1)与N线2连接；PE线3与共模电容开关一10(Sc1)连接，共模电容开关一10另一端同时连接有共模电容一9(Ccm1，N线对地共模电容)和共模电容二11(Ccm1，L线对地共模电容)，共模电容一9另一端接入N线2，共模电容二11另一端接本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于动车组的变电容可控抑制频带EMI滤波器，其特征在于：包括接入设备的三条输入线，分别为L线(1)、N线(2)及PE线(3)，L线(1)上设置有差模电感一(4)，N线(2)上设置有差模电感二(5)，L线(1)和N线(2)之间连接有共模扼流圈(6)；共模扼流圈(6)的上输出端和下输出端并联有多组差模电容组，每个差模电容组中包括一个差模电容和一个差模电容开关；共模扼流圈(6)的上输出端和下输出端另外与PE线(3)之间并联有多组共模电容组，每个共模电容组中包括两个共模电容和一个共模电容开关；每个差模电容组与一个共模电容组一一对应称为一组电容开关。

【技术特征摘要】
1.一种用于动车组的变电容可控抑制频带EMI滤波器，其特征在于：包括接入设备的三条输入线，分别为L线(1)、N线(2)及PE线(3)，L线(1)上设置有差模电感一(4)，N线(2)上设置有差模电感二(5)，L线(1)和N线(2)之间连接有共模扼流圈(6)；共模扼流圈(6)的上输出端和下输出端并联有多组差模电容组，每个差模电容组中包括一个差模电容和一个差模电容开关；共模扼流圈(6)的上输出端和下输出端另外与PE线(3)之间并联有多组共模电容组，每个共模电容组中包括两个共模电容和一个共模电容开关；每个差模电容组与一个共模电容组一一对应称为一组电容开关。2.根据权利要求1所述的用于动车组的变电容可控抑制频带EMI滤波器，其特征在于：所述的电容开关设置有三组，其中，开关电容组一(22)中，L线(1)通过差模电容一(7)及差模电容开关一(8)与N线(2)连接；PE线(3)与共模电容开关一(10)连接，共模电容开关一(10)另一端同时连接有共模电容一(9)和共模电容二(11)，共模电容一(9)另一端接入N线(2)，共模电容二(11)另一端接入L线(1)；同样，开关电容组二(23)中，L线(1)通过差模电容二(12)及差模电容开关二(13)与N线(2)连接；PE线(3)与共模电容开关二(15)连接，共模电容开关二(15)另一端同时连接有共模电容三(14)和共模电容四(16)，共模电容三(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：姬军鹏，刘奕琨，杨旭，伍秀英，牛长安，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：新型
国别省市：陕西,61