基于電壓型變頻調(diào)速系統(tǒng)濾波參數(shù)的計算

式(7)和式(8)分別為電容兩端電壓和電容放電時電流的變化規(guī)律。
同理可求得電容兩端在充電過程中C兩端電壓的變化規(guī)律，在此略去。于是可得到uC(t)，iC(t)，i2(t)的波形圖如圖4所示。

3 濾波電容參數(shù)工程計算公式的推導
考慮式(8)對iC(t)從ti到ti+1。進行積分，可得到電容所充電荷的最大值?？紤]最嚴重情況，電容存儲電荷的最大值為△QM，相應(yīng)引起的電壓脈動最大值為△UP。于是把電壓脈動限制到某一定值，則要求：
CF=△QM／△UP (9)
式(9)即為六階梯波逆變器濾波電容參數(shù)的計算公式。對所研究的系統(tǒng)來說，逆變器為SPWM逆變器，它和六階梯波逆變器的差別就是開關(guān)的頻率不同，也即就是電容充放電的時間不同，而且通過逆變器輸出的是SPWM波形的交流電壓。
考慮到在1個充放電周期內(nèi)，電容所充電荷等于放電電荷。設(shè)放電時間為T，則有：

又根據(jù)電容兩端電壓脈動系數(shù)(按照峰一峰值定義)

考慮到對中小功率電機來說，R較小，可以忽略。于是式(12)可簡化為：

式(13)表明：
(1)系統(tǒng)要求的電壓脈動越小，則所需濾波電容量越大；
(2)變頻調(diào)壓的頻率越高，則要求CF的容量可以減??；
(3)電機每相漏感L越大，則要求CF的容量可以減小。
綜上所述，濾波電容參數(shù)計算應(yīng)考慮最嚴重情況為宜。其漏波電容的電壓額定值按Ucc≥1．5Ud選取即可。

4 結(jié) 語
上述設(shè)計思想在實驗室JR2-4S 3 kW異步電機變頻調(diào)速系統(tǒng)中進行了實驗。實驗電機的參數(shù)為：Ule=380 V，Ile=6．9 V，E2e=195 V，I2e=9．5 A，ne=1 400 rpm，λM=2。在要求電壓脈動系數(shù)K=0．02的情況下，理論計算參數(shù)CF=650μF，而系統(tǒng)實際參數(shù)CF=600μF，兩者基本吻合。實驗結(jié)果表明其設(shè)計思想基本正確。這里所推薦的工程計算公式可用于中小功率變頻調(diào)速系統(tǒng)濾波電容參數(shù)的計算。