正弦波濾波器的原理及設計

發(fā)布時(shí)間: 2021-05-31 14:22  作者: 上海穩達  來(lái)源: http://www.controlnft.com/detail-166.html

導致電動(dòng)機絕緣損壞的根本原因是PWM電壓波形在電動(dòng)機端產(chǎn)生的過(guò)沖電壓,因此很容易想到如果將變頻器輸出端的PWM波形轉變成驅動(dòng)電動(dòng)機的理想波形--正弦波,就可以解決問(wèn)題了。正弦波濾波器的作用就是將PWM波形轉變成正弦波,電纜上傳輸的是正弦波,和傳統的電動(dòng)機工作方式一樣,無(wú)論電纜多長(cháng),都不會(huì )產(chǎn)生過(guò)沖電壓。

1.正弦波濾波器原理

正弦波濾波器由串聯(lián)電抗L和并聯(lián)電容C構成。

假設變頻器輸出電壓為U1,經(jīng)過(guò)LC正弦波濾波器后變?yōu)閁0,則A=U0/U1=1/[1+(2ππ)2LC]

因此截止頻率f=1/(2πLC)。

如果變頻器的載波頻率為fc,則輸出的PWM波形中除了基波外,還含有豐富的諧波,頻率為fc的整數倍(主要是fc、2fc及3f)。選取適當的截止頻率,就可以將輸出PWM波形中的大部分諧波濾除,是的U0近似為正弦波。圖2為在平臺下的仿真波形。

2.正弦波濾波器參數設計

正弦波濾波器的電抗和電容必須和電動(dòng)機的容量精確匹配,否則達不到預期的效果。對于濾波電抗,增大電抗值可以降低輸出電壓的畸變率,但是當帶載情況不變時(shí)增大電抗值無(wú)益會(huì )降低輸出電壓,甚至會(huì )出現拖不動(dòng)電動(dòng)機的情況。增大電容值同樣可以提高輸出電壓質(zhì)量,但是輸出電壓也會(huì )有所降低,并且成本也會(huì )相應增加。因此必須尋求平衡點(diǎn),既能滿(mǎn)足濾波要求又能降低成本。

為保證濾波器電抗正常工作,通常留10%左右的電流余量。為保障電動(dòng)機工作,額定工作條件下壓降不應太大,去10%。電容值的選擇與電抗值和變頻器的載波頻率相關(guān)。

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