Wie berechnet man die Kapazität des Filterkondensators?

Wenn der Motortreiber für die Verwendung einer Wechselstromversorgung ausgelegt ist, muss die entworfene Schaltung die Wechselstromversorgung gleichrichten und dann filtern, um eine Gleichstromversorgung für die Motorantriebsschaltung zu erzeugen. Bei der Auswahl eines Filterkondensators im Stromkreis müssen mehrere Aspekte berücksichtigt werden: Kondensatorspannung, Arbeitstemperatur, Kapazität usw.

Die Auswahl der Kapazität des Eingangsfilters steht in direktem Zusammenhang mit der Antriebsspannung und der maximalen Leistung des Treibers, die berechnet werden müssen. Wenn diese Kapazität zu klein ist, verhält sich der Treiber wie eine unzureichende Antriebskraft. Und Wenn Wenn die Kapazität zu groß ist, erhöhen sich die Herstellungskosten.

In technischen Anwendungen gibt es eine solche Faustregel: Der Wert der Filterkapazität ist gleich dem Wert der Antriebsleistung. Es ist jedoch zu beachten, dass dies nur für einphasige 220-V-Wechselstrom-Vollweggleichrichter-Treiberanwendungen gilt und nicht aus dem Zusammenhang gerissen werden kann.

Im Folgenden wird anhand einer einfachen Berechnungsableitung der Prozess der Kapazitätsberechnung vorgestellt, der jedoch nur als Referenz dient.

Zunächst ausgehend vom Kondensator, Widerstand RC Zeitkonstante τ: τ=R×C

Der größer Je τ, desto stabiler ist die Spannung an beiden Enden von R und desto geringer ist die Spannungswelligkeit bei pulsierenden Netzteilen. Wenn in der Technik die RC-Zeitkonstante die folgenden Bedingungen erfüllt, kann sie die Welligkeitsanforderungen erfüllen: τ≥5T, T ist die Periode der pulsierenden Stromversorgung und die Periode T nach der Vollweggleichrichtung des 50-Hz-Netzes beträgt: 10 mS .

Daher können aus den obigen zwei Formeln erhalten werden:

R×C≥5T

R ist der äquivalente Lastwiderstand; C ist die Filterkapazität.

Das folgende Diagramm ist der Schaltplan:

Solange der äquivalente Lastwiderstand des Motortreibers ermittelt wird, kann daher die für den Filterkondensator erforderliche Kapazität berechnet werden.

U ist die Eingangsspannung des Motortreibers und die Einheit ist (V);

P ist die Motorantriebsleistung in (W);

R _L ist der äquivalente Lastwiderstand des Motortreibers in Ω.

Kombinieren Sie die oben genannten Typen:

Unter Verwendung der Frequenz f anstelle der Periode T kann die Berechnungsformel der Filterkapazität wie folgt erhalten werden:

P ist die Nennausgangsleistung des Motortreibers in der Einheit (W), z. B. P = 750 W;

U ist der Effektivwert der Nenneingangswechselspannung des Motortreibers und die Einheit ist (V), z. B. Haushaltsstrom U = 220 V (Wechselstrom);

f ist die Frequenz der pulsierenden Stromversorgung nach der Gleichrichtung, die Einheit ist (Hz), z. B. einphasige Leistung nach Vollwellengleichrichtung, f = 100 Hz;

C ist die kapazitive Kapazität des Treibereingangsfilters in der Einheit (F).

Zum Beispiel

Angenommen, der von uns entworfene Treiber verwendet eine einphasige Stromversorgung aus dem Netz und das Schaltungsdesign ist eine Vollwellengleichrichtung. Dann erhalten wir: U = 220 V; f=100Hz

Zurück zur Berechnungsformel:

Daher ist die numerische Größe der Eingangsfilterkapazität (Einheit uF) ungefähr gleich der numerischen Größe der Nennleistung des Treibers (Einheit W). Das heißt, wenn die vom Treiber benötigte Leistung 2,2 kW beträgt, beträgt der Wert der Filterkapazität 2200 uF. Wenn die Eingangsspannung des Treibers 110 VAC beträgt, sollte die Filterkapazität C ebenfalls sein:

D.h. Wenn Ihr Antrieb eine Leistung von 300 W benötigt, beträgt der Filterkapazitätswert 1200 uF.

Dreiphasenstrom

Weil die Leistungspulsfrequenz von einphasigem Strom nach der Vollwellengleichrichtung 100 Hz beträgt; Und für dreiphasigen Strom nach Vollweggleichrichtung beträgt seine Pulsationsfrequenz 300 Hz. Daher kann bei Verwendung einer dreiphasigen Stromversorgung die Kapazität des Eingangsfilters des Treibers um das Dreifache gegenüber der einphasigen Stromversorgung reduziert werden, sodass die Verwendung einer dreiphasigen Stromversorgung für Motoren mittlerer und hoher Leistung erforderlich ist Treiber können die Kapazität der Eingangsfilterkapazität reduzieren, wodurch das Volumen des Kondensators verringert und Platz gespart werden kann.

Schwankungen im Stromnetz

Im Allgemeinen geht das Design davon aus, dass der Motortreiber innerhalb eines bestimmten Schwankungsbereichs der Netzspannung (z. B. ±15 %) arbeitet und in der Lage ist, die volle Ausgangsleistung zu liefern. Zu diesem Zeitpunkt, wenn die Filterkapazität berechnet wird, ist die Spannung nicht die Nennspannung, sondern die niedrigste Spannung, mit der der Treiber arbeiten kann. Zum Beispiel (220 V ± 15 %) Treiber, Berechnung mit 220 V, aber (1 15 %) * 220 V, ist 187 V. Damit der von Ihnen entworfene Antrieb auch bei den Spannungsschwankungen des Netzes zuverlässig funktioniert, berücksichtigen Sie neben der Berechnung der Kapazität auch den Spannungsfestigkeitswert des Kondensators.