Ako vypočítať kapacitu filtračného kondenzátora?

Keď je ovládač motora navrhnutý na používanie striedavého napájacieho zdroja, navrhnutý obvod potrebuje napraviť striedavý napájací zdroj a potom filtrovať, aby vytvoril jednosmerný napájací zdroj pre obvod pohonu motora. Pri výbere filtračného kondenzátora v obvode je potrebné zvážiť niekoľko aspektov: napätie kondenzátora, pracovnú teplotu, kapacitu atď.

Výber kapacity vstupného filtra priamo súvisí s budiacim napätím a maximálnym výkonom budiča, ktoré je potrebné vypočítať. Ak je táto kapacita kapacity príliš malá, vodič sa správa ako nedostatočná hnacia sila. A ak kapacita je príliš veľká, zvýši to výrobné náklady.

V inžinierskych aplikáciách existuje také základné pravidlo: hodnota kapacity filtra sa rovná hodnote výkonu pohonu. Je však potrebné poznamenať, že toto je len pre aplikácie jednofázového 220V AC celovlnného ovládača usmerňovača a nemožno ho vytrhnúť z kontextu.

Nasledujúce prostredníctvom jednoduchého odvodenia výpočtu uvádza proces výpočtu kapacity len ako referenciu.

Po prvé, počnúc kondenzátorom, časová konštanta odporu RC τ: τ=R×C

The väčší čím τ, tým stabilnejšie je napätie na oboch koncoch R a tým menšie zvlnenie napätia pre pulzujúce napájacie zdroje. V strojárstve, keď časová konštanta RC spĺňa nasledujúce podmienky, môže spĺňať požiadavky na zvlnenie: τ≥5T, T je perióda pulzujúceho napájania a perióda T po celovlnnom usmernení siete 50Hz je: 10mS .

Preto z vyššie uvedených dvoch vzorcov možno získať:

R×C≥5T

R je ekvivalentná záťažová odolnosť; C je kapacita filtra.

Nasledujúca schéma je schéma zapojenia:

Preto, pokiaľ sa získa ekvivalentný zaťažovací odpor budiča motora, možno vypočítať kapacitu potrebnú pre filtračný kondenzátor.

U je vstupné napätie ovládača motora a jednotka je (V);

P je výkon pohonu motora vo (W);

R _L je ekvivalentný zaťažovací odpor pohonu motora v Ω.

Kombinujte vyššie uvedené typy:

Použitím frekvencie f namiesto periódy T je možné získať vzorec na výpočet kapacity filtra takto:

P je menovitý výstupný výkon budiča motora v jednotkách (W), ako napríklad P=750W;

U je efektívna hodnota menovitého vstupného striedavého napätia pohonu motora a jednotka je (V), ako napríklad domáca energia U=220V (AC);

f je frekvencia pulzujúceho napájania po usmernení, jednotka je (Hz), ako napríklad jednofázový výkon po usmernení plnej vlny, f=100Hz;

C je kapacitná kapacita vstupného filtra ovládača v jednotkách (F).

Napríklad

Predpokladajme, že ovládač, ktorý navrhujeme, používa jednofázové napájanie zo siete a návrh obvodu je usmernenie s plnou vlnou, môžeme získať: U = 220V; f = 100 Hz

Späť do výpočtového vzorca:

Preto sa číselná veľkosť kapacity vstupného filtra (jednotka uF) približne rovná číselnej veľkosti menovitého výkonu budiča (jednotka W). To znamená, že ak je výkon požadovaný ovládačom 2,2 kW, hodnota kapacity filtra je 2200 uF. Podobne, ak je vstupné napätie ovládača 110VAC, potom by mala byť kapacita filtra C:

T.j. ak váš disk vyžaduje 300W energie, potom je hodnota kapacity filtra 1200uF.

Trojfázový výkon

Pretože frekvencia pulzácie výkonu jednofázovej elektriny po usmernení plnej vlny je 100 Hz; A pre trojfázovú elektrinu po úplnom usmernení vlny je jej pulzačná frekvencia 300 Hz. Preto pri použití trojfázového napájacieho zdroja môže byť kapacita vstupného filtra budiča znížená trikrát v porovnaní s jednofázovým napájaním, takže použitie trojfázového napájacieho zdroja pre stredný a vysoký výkon motora ovládače môžu znížiť kapacitu vstupnej kapacity filtra, čo môže znížiť objem kondenzátora a ušetriť miesto.

Kolísanie elektrickej siete

Vo všeobecnosti sa v návrhu očakáva, že ovládač motora bude pracovať v určitom rozsahu kolísania sieťového napätia (napr. ±15 %) a bude schopný poskytnúť plný výkon. V tomto čase, keď sa vypočítava kapacita filtra, napätie nie je menovité napätie, ale najnižšie napätie pre vodiča. Napríklad (220V±15%) ovládač, výpočet s 220V, ale (1 15%) *220V je 187V. Okrem toho, aby váš návrh spoľahlivo fungoval v rámci kolísania napätia siete, zvážte okrem výpočtu kapacity aj hodnotu výdržného napätia kondenzátora.