影响变频器性能的电解电容器特征先容
宣布日期:
2022-01-24

电解电容器作为变频器/逆变器的整流滤波电容器,一样平常以为:电解电容器的更主要的参数是额定电压、电容量,通常接纳电解电容器作为整流滤波电容器,这种头脑是受通例电子手艺的单相整流电路的影响。

在三相整流电路中,每个电源周期共有6个波头,如接纳电容器滤波,则每个波头仅1/3的时间是整流器导通向输出供电,剩下的2/3的时间,输出功率就只能靠电容器提供,这个时间约为电源周期的1/9,即2.22mS。以输出功率为30kW的变频器,滤波电容器通常接纳3300μF/400V电解电容器两串两并。在这种负载条件下的整流输出的平均值电流约为50A。

在整流器不事情的2.2mS的时间内,滤波电容器由于放电造成的电压下降为33'35V,是600V整流输出平均电压的0.055,如思量电解电容器的等效串联电阻约为68mΩ,50A纹波电流下的ESR电压降将抵达3.5V,这时的纹波电压幅值将凌驾6%,约为没有电容器滤波时的一半,批注整流输出滤波电容器现实上不是用来滤波的,而是用来吸收来自整流器和逆变器的纹波电流。

变频器主流母线中的纹波电流的爆发主要有两个方面:工频整流滤波的纹 波电流,举例来说关于3相380V直接整流来说,每千瓦输出约莫需要滤波电容器流过6A以上的纹波电流,关于一个30千瓦的变频器,滤波电容器需要滤掉90A甚至更高的纹波电流,虽然这个纹波电流可与通过在整流器与滤波电容器之间接一个电抗器来大大减小。

可是爆发纹波电流的另一个源(逆变器爆发的纹波电流)却绝对不可接纳串入电抗器解决;爆发纹波电流的另一个缘故原由就是逆变器事情时爆发的输出频率下的纹波电流和开关频率下的纹波电流,逆变器输出频率的纹波电流以逆变器驱动感应电念头为例,要爆发很高幅值的开关频率下的纹波电流,第二种纹波电流是所有变频器/逆变器无法自身消除掉的,只能使用滤波电容器来吸收,如变频器驱动30kW的感应电机时,变频器的直流母线上至少要爆发60A的纹波电流!这个滤波电流将在滤波电容器的ESR中爆发显着的功率消耗。由于本钱的限制,直到现在,没有一个变频器生产厂家将滤波用铝电解电容器的纹波电流限制在电解电容器的额定纹波电流以下,因此关于需要较长的应用寿命应用领域下的变频器/逆变器接纳电解电容器作为滤波电容器将不得未必期替换滤波电容器,而在不可按期替换滤波电容器的场合下,只能是按期的报废变频器/逆变器,这样既倒运于确�?煽啃砸驳乖擞诘捅厩褂�。

那么变频器的直流母线上是否可以没有滤波电容器?结论是绝对不可以的。在逆变器的开关管开关历程中,可以爆发400A/μs甚至更高的电流转变,在1μH的电感上将爆发400V的感生电势,因此,需要用滤波电容器进一步减小主流母线的寄生电感。为了降低逆变器直流母线的寄生电感所引起的阻抗,需要降低逆变器直流母线的阻抗,更简朴的步伐就是在直流母线上并接低ESR同时也是低ESL的电容器,即通常电子市场上经常说的突波吸收电容器。

影响变频器性能的电解电容器特征

a.电解电容器的ESR

在变频器中,所有的纹波电流流过电解电容器,这个纹波电流在电解电容器的ESR爆发功耗并编成焦耳热。以30kW变频器为例,并联在直流母线的电解电容器总的ESR约为60'90mΩ,纹波电流越位80'90A,在两并两串的电解电容器上将爆发40'70W的功耗,每个电解电容器所爆发的消耗约为10'20W。关于散热性能很差的电解电容器,这将爆发较量高的温升,进一步缩短了电解电容器的寿命。

b.电解电容器的阻抗频率特征

电解电容器的阻抗频率特征的高频段主要体现电解电容器的感抗。关于电解电容器的寄生电感,许多电解电容器生产厂商没有给出这个参数。可是,在现实应用中电解电容器的寄生电感将直接影响逆变器的性能。如两只串联的电解电容器的寄生电感为200nH,在电流转变率为500A/μs时,将在直流母线上爆发100V的感生电势,将增添逆变器的开关消耗和电磁滋扰。

c.对电解电容器性能的修补

为相识决电解电容器的ESR、ESL对逆变器性能的影响。通常要在直流母线上并接变频器专用缓冲电容器来降低直流母线的阻抗。

d.电解电容器的主要参数

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