正弦波滤波器的原理及设计

发布时间: 2021-05-31 14:22  编辑: 澳门太阳集团城编辑  来源: /detail-166.html

导致电动机绝缘损坏的根本原因是PWM电压波形在电动机端产生的过冲电压,因此很容易想到如果将变频器输出端的PWM波形转变成驱动电动机的理想波形--正弦波,就可以解决问题了。正弦波滤波器的作用就是将PWM波形转变成正弦波,电缆上传输的是正弦波,和传统的电动机工作方式一样,无论电缆多长,都不会产生过冲电压。

1.正弦波滤波器原理

正弦波滤波器由串联电抗L和并联电容C构成。

假设变频器输出电压为U1,经过LC正弦波滤波器后变为U0,则A=U0/U1=1/[1+(2ππ)2LC]

因此截止频率f=1/(2πLC)。

如果变频器的载波频率为fc,则输出的PWM波形中除了基波外,还含有丰富的谐波,频率为fc的整数倍(主要是fc、2fc及3f)。选取适当的截止频率,就可以将输出PWM波形中的大部分谐波滤除,是的U0近似为正弦波。图2为在平台下的仿真波形。

2.正弦波滤波器参数设计

正弦波滤波器的电抗和电容必须和电动机的容量精确匹配,否则达不到预期的效果。对于滤波电抗,增大电抗值可以降低输出电压的畸变率,但是当带载情况不变时增大电抗值无益会降低输出电压,甚至会出现拖不动电动机的情况。增大电容值同样可以提高输出电压质量,但是输出电压也会有所降低,并且成本也会相应增加。因此必须寻求平衡点,既能满足滤波要求又能降低成本。

为保证滤波器电抗正常工作,通常留10%左右的电流余量。为保障电动机工作,额定工作条件下压降不应太大,去10%。电容值的选择与电抗值和变频器的载波频率相关。

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