光纤连接在高压变频器中的应用研究章勇高1宋平岗，度3满永奎1.华中科技大学，湖北武汉430074；2华东交通大学，江西南昌33001玉3.东北大学，辽宁沈阳0004元之间的电磁干扰问，提出了采用光纤连接方法实现功率驱动，贾肘信号的远距离传送。设计了由181 1524发送器和12524接收器组成的光纤连接电路。实验结果明，该方法能够实现，贾信号的精确传送。该电路经在5压变频器的开发得刊应用。

　　1引言单元串联多电平高压变频器具有输出波形好，能实现**无诺波变频。屯1谐波污染小，输功率因数等特点。在人中型企业中得到广泛应用这种变频器采用梭块化设方案。主电路结构圮将相邻功率单元的输出端串联起来，从而实现高压变频的直接输出，各功率器件采用，1刖驱动位号。

　　因此在功率单元与主控系统之间同时存在强电和弱电，使得主控系统与功率单元之间，以及功率单元与功率单元之间容易产生相互干扰，严重影响了高压变频器的安全讨你运厅。另外，随着屯力电，7的发展，81在变频器中的大量应用，使得驱动信号因素。

　　传统的解决方法是基于变压器的电磁隔离和屏蔽屯缆技术。其无故障接只有非常有经验的1程师才能设汁。即便如此，倍号线与功率单元之间的*短距，以及良好的接地要求不仅使系统变得庞大，也火大，加了系统成木。为此提出利用光纤的固存特性。采用光纤收发器件实现开关器件1驱动信号的传输，不仅很好地解决了强弱电之间的隔离问和信号的精确传送，而且大大缩小了系统体积，降低系统成木1 2变频器基本结构000，高压变频器的基本结构。

　　每相由5个功率单兀串联，相共15个单元，每个功率单元的额定电压为690，相邻功率单元3450线电压为6000功率单元采用模块研究方向为电力电子及电乃专动化结构，每个单兀只有3个输入2个输出的电气连接端和个光纤插头与系统连接，所以功率电元的更换和维修十分方便。

　　3光纤传送原理以前，加618.若加入更高的耦合功率，光的上升过程和下降过程将会更快，也将允许采用更加简单2接收器技禾典型光纤是由玻璃或塑料制成，所以光纤连接相互干扰。光纤的另特点是不产生附加辐射，对电磁干扰肘1不敏感这将防止光纤干扰临近的导线，并防止临近导线的感应或耦合噪声干扰。

　　在此提出的光纤连接卞要用尸脉冲，1±远距离的准确传送。而1是由系列的1.屯平组成的，凶此这种传送过程+于通飞领域的光纤通信，也不同于光电耦合器件的光电隔离。

　　通讯须域的光纤通信主要用来传输多媒体数据。光发送机和接收机木身的结构复杂，因此整个系统非常庞大，而且投资成本高光屯耦合器件的倍号传送虽然也是利用光媒介实现输入和输出的隔离，但其发送端和接收端集成在同个芯片中，无法实现远距离的信号传输。这里要介绍的光纤连接系统是利用光波为载本光纤为传输媒介。采用分立光发送器和光接收器来实现远距离传送，你肘脉冲信4的，其基本工作原理很简单，2.即发光极管发送器发1的光结合1狒1信4逃入光纤，沿芥光纤到光检测器，然后由检测器将光信号转换为数字输出信号，从而完成信号的传输过程。

　　传输光纤光接收器信号输出新82524接收器具序，8兼容输出。，设计从冗到10；的数据传送率接收器包拈1整块1耦介的数字它带有集电极开路的肖特基输出晶体管。其内部的上拉电阻对于使12524接收器妃有州的，接受器中集成了3块屏蔽板，用以屏蔽应用中的外来噪声干扰。

　　3光纤聱动器历75451是双通道与非门驱动器，其特点能输，300出人电流和15输出电。压，输出信号与丁1电平兼容，并具有很快的开关速度，开关延时小，传输延时为1825叫其作用保证有足够的光功率尤合进入光纤中，以实现信号的快速准确传送。

　　整个光纤连接系统主要由光发送器光接收器光驱动器和传输光纤4部分组成。这种结构主要是针对工业控制信号的传送而设计的，如这里提到的功率开关驱动信号的传送，其工作原理与光电耦合器件基水致，只是将光电耦合器中光发送和接收分死同时采用光纤实现远距离控制信号的传送。

　　在高压变频器的开发中选用了安捷仑公司的1此1524发送器栅1仰只2524接收器，结构原地3所小，新甩1下爪1524发送器使用种光功率4光纤连接设计，5242524是标准8管脚01装结构，可水平或垂直安装，拥有单向单向锁存双向双向锁存连接器。通用光纤收发器件是自动可插入面，以防染光迎逍口在设汁电路时。可将发送器和接收器放在起。

　　构成双光迪路，以节省凡13板空间并避免连接错误。机架的活动装置要确保光纤和收发器件的紧密费合，减少光传输过程中的能量损耗，使用咬接型连接器使光纤和收发器件的连接简单并可重复。4出设计的光纤连接。驱动电路中电容，2，的作用是加速光波的下降过程，以使接收器接收到*大5参数的确定在祀纤连接设计中。主赀号虑以13仑指标，光发送器将名少光耦合到传输光纤中，接收器需要接收多少光才能正常工作③到达接收器后有多少光损失。在设计中，通过测量光功率确定光的数光功率的单位为光纤中常用和来影响的基础上，再增加定功率裕量。即可确定光纤驱动电流，从而确定驱动电路中的电阻值和电容值。即6实验结果利用上述测试电路做了单脉冲及两个周期数据个周期数据的传输过程当=2厘出时，数据传输延时约为180郎。5它说明了单个脉冲数据的传输过程。调试经验明。当及2，5 6，且7必须小十8以才能保证光纤传输系统的正，运，诎过次验验证了这种连接设计可实现甚至2厘81的数据传输。整个测试系统的传输延时为160250脉宽失真为80肌，0单脉冲传输7结论提出了采用分立光纤收发器件实现单兀巾联多电个压变频器各个功率单元驱动1.灰1信号的精确传送。它不仅解决了电压隔离抗1磁，扰问。

　　而且能够实现驱动信号的远距离传送。实验室和开发实践中具体应用均明，该设计方案在传输驰动信号，的可行。并艮简化驱动电路了高压变频器的生产成本，提高了其性价比，为高压变频器在工业中的广泛应用奠定了基础。

　　LlJ韩安荣。通用变频器及其应用肘。北京机械工业出两个周期数据传输本刊将开辟电能质量控制专辑。详情请本期征文启事。欢迎勇跃投稿！