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怎樣計算電壓型變頻器直流環節濾波電容

時間:2016-10-08 來源:網絡 作者:佚名 收藏到我的收藏夾
簡介:雖然利用整流電路可以將交流電變換成直流電,但是在三相電路中這種直流電壓或電流含有頻率為電源頻率6倍的電壓或電流紋波。此外,變頻器逆變電路也將因輸出和載波頻率等原因而產生紋波電壓或電流

雖然利用整流電路可以將交流電變換成直流電,但是在三相電路中這種直流電壓或電流含有頻率為電源頻率6倍的電壓或電流紋波。此外,變頻器逆變電路也將因輸出和載波頻率等原因而產生紋波電壓或電流,并反過來影響直流電壓或電流的品質。因此,為了保證逆變電路和控制電路能夠得到高質量的直流電壓或電流,必須對直流電壓或電流進行濾波,以減少電壓或電流的脈動。
直流環節是指插在直流電源和逆變電路之間的濾波電路,其結構的差異將對變換器的性能產生不同的影響:凡是采用電感式結構,其輸入電流紋波較小,類似電流源性質;凡是采用電容式結構,其輸入端電壓紋波較小,類似電壓源性質。
對電壓型變頻器來說,整流電路的輸出為直流電壓,直流中間電路則通過大電解電容對該電壓進行濾波;而對于電流型變頻器米說,整流電路的輸出為直流電流,中間電路則通過大電感對該電流進行濾波。

l 三相變頻器直流中間電路電解電容的計算
1.1 變頻器及直流中間電路結構框圖
變頻器及直流中間電路結構圖如圖1所示。

1.2 三相輸入及整流后的電壓波形
三相輸入線電壓220V及整流后的電壓波形如圖2所示。

圖2中,Ua、Ub、Uc是三相三線制的三相輸入相電壓;uc是電容電壓,ur是整流之后未加電容時的電壓。

1.3 分析過程
1.3.l 整流后電壓的計算

對于三相三線制輸入線電壓為220V系列變頻器(以下簡稱220V系列)來說U=220V;對于440V系列,U=440V。


1.3.2 等效電阻的計算
為計算方便,對于輸出功率為P的逆變器,將其直流側輸入端阻抗用一個純電阻R等效,則



1.3.3 電容的充放電過程分析

由于整流后的直流電壓有波動,假設ur的波動幅度為a%,則


假設電路工作已經處于穩態,電容兩端的電壓如圖2所示,在t2時刻,電容電壓達到最大值。之后由于電源電壓小于電容電壓,電容開始放電;在t3時刻,當電源電壓下降到最小值時,電容電壓依然大于電源電壓,電容繼續放電:在t4時刻,電源電壓剛好等于電容電壓,此后電源給電容充電。在t4時刻電容電壓等于UPV(1-a%)。(http://www.diangon.com/版權所有)
1.3.4 計算過程

由圖2可知,電容的放電時間為tf=t4-t2

例:以三相220V系列2.2kW變額器為例來計算其直流中間電路所需的電解電容。

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