怎样计算电压型变频器直流环节滤波电容

虽然利用整流电路可以将交流电变换成直流电,但是在三相电路中这种直流电压或电流含有频率为电源频率6倍的电压或电流纹波。此外,变频器逆变电路也将因输出和载波频率等原因而产生纹波电压或电流,并反过来影响直流电压或电流的品质。因此,为了保证逆变电路和控制电路能够得到高质量的直流电压或电流,必须对直流电压或电流进行滤波,以减少电压或电流的脉动。
直流环节是指插在直流电源和逆变电路之间的滤波电路,其结构的差异将对变换器的性能产生不同的影响:凡是采用电感式结构,其输入电流纹波较小,类似电流源性质;凡是采用电容式结构,其输入端电压纹波较小,类似电压源性质。
对电压型变频器来说,整流电路的输出为直流电压,直流中间电路则通过大电解电容对该电压进行滤波;而对于电流型变频器米说,整流电路的输出为直流电流,中间电路则通过大电感对该电流进行滤波。

l 三相变频器直流中间电路电解电容的计算
1.1 变频器及直流中间电路结构框图
变频器及直流中间电路结构图1所示。

1.2 三相输入及整流后的电压波形
三相输入线电压220V及整流后的电压波形2所示。

图2中,Ua、Ub、Uc是三相三线制的三相输入相电压;uc是电容电压,ur是整流之后未加电容时的电压。

1.3 分析过程
1.3.l 整流后电压的计算

对于三相三线制输入线电压为220V系列变频器(以下简称220V系列)来说U=220V;对于440V系列,U=440V。

1.3.2 等效电阻的计算
为计算方便,对于输出功率为P的逆变器,将其直流侧输入端阻抗用一个纯电阻R等效,则


1.3.3 电容的充放电过程分析

由于整流后的直流电压有波动,假设ur的波动幅度为a%,则

假设电路工作已经处于稳态,电容两端的电压2所示,在t2时刻,电容电压达到最大值。之后由于电源电压小于电容电压,电容开始放电;在t3时刻,当电源电压下降到最小值时,电容电压依然大于电源电压,电容继续放电:在t4时刻,电源电压刚好等于电容电压,此后电源给电容充电。在t4时刻电容电压等于UPV(1-a%)。(http://www.diangon.com/版权所有)
1.3.4 计算过程

由图2可知,电容的放电时间为tf=t4-t2

例:以三相220V系列2.2kW变额器为例来计算其直流中间电路所需的电解电容。

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怎样计算电压型变频器直流环节滤波电容

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