Как рассчитать емкость конденсатора фильтра?

Когда драйвер двигателя предназначен для использования источника питания переменного тока, разработанная схема должна выпрямлять источник питания переменного тока, а затем фильтровать его, чтобы обеспечить источник питания постоянного тока для схемы привода двигателя. При выборе конденсатора фильтра в схеме необходимо учитывать несколько аспектов: напряжение конденсатора, рабочую температуру, емкость и так далее.

Выбор емкости входного фильтра напрямую связан с напряжением управления и максимальной мощностью драйвера, которую необходимо рассчитать. Если эта емкость емкости слишком мала, драйвер ведет себя как недостаточная движущая сила. И если емкость слишком велика, это увеличит стоимость производства.

В инженерных приложениях существует такое практическое правило: значение емкости фильтра равно значению мощности привода. Однако следует отметить, что это касается только однофазных драйверов двухполупериодных выпрямителей переменного тока напряжением 220 В и не может быть вырвано из контекста.

Далее, посредством простого расчета, представлен процесс расчета мощности только в качестве справки.

Прежде всего, начиная с конденсатора, постоянная времени сопротивления РC τ: τ=R×C

больше Чем τ, тем стабильнее напряжение на обоих концах R и тем меньше пульсации напряжения для пульсирующих источников питания. В технике, когда постоянная времени RC соответствует следующим условиям, она может соответствовать требованиям к пульсациям: τ≥5T, T — период пульсирующего источника питания, а период T после двухполупериодного выпрямления сети 50 Гц составляет: 10 мс. .

Таким образом, из приведенных выше двух формул можно получить:

Р×С≥5Т

R – эквивалентное сопротивление нагрузки; C – емкость фильтра.

Следующая диаграмма представляет собой принципиальную схему:

Таким образом, как только будет получено эквивалентное сопротивление нагрузки драйвера двигателя, можно рассчитать емкость, необходимую для конденсатора фильтра.

U — входное напряжение драйвера двигателя, единица измерения — (В);

P – мощность привода двигателя, Вт;

R _л — эквивалентное сопротивление нагрузки драйвера двигателя, в Ом.

Объедините вышеперечисленные типы:

Используя частоту f вместо периода T, формулу расчета емкости фильтра можно получить следующим образом:

P — номинальная выходная мощность привода двигателя в единицах (Вт), например P=750 Вт;

U — действующее значение номинального входного переменного напряжения привода двигателя, единица измерения — (В), например, бытовая мощность U = 220 В (переменный ток);

f — частота пульсирующего источника питания после выпрямления, единица измерения (Гц), например, однофазная мощность после двухполупериодного выпрямления, f=100 Гц;

C — емкостная емкость входного фильтра драйвера, в единицах (Ф).

Например

Предположим, что проектируемый нами драйвер использует однофазное питание от сети, а схема представляет собой двухполупериодное выпрямление, мы можем получить: U = 220В; f=100 Гц

Вернемся к формуле расчета:

Следовательно, числовой размер емкости входного фильтра (единица мкФ) примерно равен числовому размеру номинальной мощности драйвера (единица Вт). То есть, если мощность, необходимая драйверу, составляет 2,2 кВт, значение емкости фильтра составляет 2200 мкФ. Аналогично, если входное напряжение драйвера составляет 110 В переменного тока, то емкость фильтра C должна быть:

Т.е. если вашему приводу требуется мощность 300 Вт, то значение емкости фильтра составляет 1200 мкФ.

Трехфазная мощность

Потому что частота пульсации мощности однофазного электричества после двухполупериодного выпрямления составляет 100 Гц; А для трехфазного электричества после двухполупериодного выпрямления частота пульсации составляет 300 Гц. Следовательно, при использовании трехфазного источника питания емкость входного фильтра драйвера может быть уменьшена в три раза, чем у однофазного питания, поэтому использование трехфазного источника питания для двигателей средней и большой мощности Драйверы могут уменьшить емкость входного фильтра, что позволяет уменьшить объем конденсатора и сэкономить место.

Колебания в электросети

Как правило, конструкция предполагает, что драйвер двигателя будет работать в определенном диапазоне колебаний напряжения сети (например, ±15%) и сможет выдавать полную выходную мощность. В это время, когда рассчитывается емкость фильтра, напряжение является не номинальным, а самым низким напряжением для работы драйвера. Например, драйвер (220 В±15%), расчет на 220 В, но (1 15%) *220 В составляет 187 В. Кроме того, чтобы обеспечить надежную работу привода вашей конструкции в условиях колебаний напряжения сети, помимо расчета емкости также учитывайте значение выдерживаемого напряжения конденсатора.