电机驱动器中滤波电容的选择-模拟/数字

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当电机驱动器设计为使用AC交流电供电时，所设计的电路需先对AC电源整流、再滤波，从而产生直流电源，供电机驱动电路使用。  电路中滤波电容的选型需要考虑几个方面：电容耐压、工作温度、容量等。 输入滤波电容容量的选择和驱动器的驱动电压、最大功率有直接关系，需要作一些计算得到，如果此电容容量过少，驱动器表现为驱动力不足；而容量过大，则增加制造成本。 工程应用中，有这样的一个经验法则：滤波电容容量数值等于驱动功率数值。但需要注意，这只是针对单相220V交流电全波整流的驱动应用，不能断章取义。 首先，从电容、电阻的RC时间常数τ说起： τ越大，则R两端的电压越平稳，对于脉动电源，则其纹波电压越少。在工程上，当RC时间常数满足以下条件时，可以满足纹波要求： T为脉动电源的周期，对于50Hz市电经全波整流后的周期T为：10mS。 故由上两式可以得； R为等效负载电阻； C为滤波电容容量。所以，只要得到电机驱动器的等效负载电阻，即可算出滤波电容所需的容量大小。U为电机驱动器输入电压，单位为（V）；P为电机驱动器功率，单位为（W）；RL为电机驱动器等效负载电阻，单位为Ω。结合以上各式：用频率f替代周期T，可得到滤波电容容量的计算公式如下：P为电机驱动器额定输出功率，单位为（W），如P=750W；U为电机驱动器额定输入交流电压有效值，单位为（V），如国内市电U=220V（AC）；f为经过整流后脉动电源的频率，单位为（Hz），如单相电经全波整流后，f=100Hz；C为驱动器输入滤波电容容量，单位为（F）。举例假设我们设计的驱动器使用市电单相电供电，且电路设计为全波整流，可得：U＝220V；f=100Hz代入计算公式：得故输入滤波电容容量数值大小（单位uF）约等于驱动器的额定功率数值大小（单位W）。即如果驱动器要求的功率为2.2KW，则滤波电容容量取值为2200uF。同样地，如果驱动器输入电压为110VAC，则滤波电容容量C应为：即如果你的驱动器要求的功率为300W，则滤波电容容量取值为1200uF。三相电因为单相电经全波整流后的电源脉动频率为100Hz；而三相电经全波整流后，其脉动频率为300Hz。所以，使用三相电源供电时，驱动器的输入滤波电容容量可以比单相电时减少三倍，故中、大功率电机驱动器使用三相电供电，可以减少输入滤波电容的容量，从而可以减小电容的体积，节约空间。电网波动通常地，设计希望电机驱动器可以在电网电压的一定波动范围内（如±15%）正常工作，且能全功率输出。这时计算滤波电容容量时，电压则不是额定电压，而是驱动器工作的最低电压。如(220V±15%)的驱动器，计算时用220V，而是（1+15%）*220V，为187V。另外，为了使你设计的驱动器能够在电网电压波动内可靠工作，除了计算容量，还要考虑电容的耐压值。