Jak vypočítat kapacitu filtračního kondenzátoru?

Když je ovladač motoru navržen tak, aby používal střídavý napájecí zdroj, navržený obvod potřebuje usměrnit střídavý zdroj napájení a poté filtrovat, aby vytvořil stejnosměrný zdroj napájení pro obvod pohonu motoru. Výběr filtračního kondenzátoru v obvodu musí vzít v úvahu několik aspektů: napětí kondenzátoru, pracovní teplotu, kapacitu a tak dále.

Volba kapacity vstupního filtru přímo souvisí s budicím napětím a maximálním výkonem budiče, které je potřeba vypočítat. Pokud je tato kapacitní kapacita příliš malá, chová se řidič jako nedostatečná hnací síla. A -li kapacita je příliš velká, zvýší to výrobní náklady.

V inženýrských aplikacích platí takové pravidlo: hodnota kapacity filtru se rovná hodnotě výkonu pohonu. Je však třeba poznamenat, že toto je pouze pro aplikace jednofázového 220V AC celovlnného usměrňovače a nelze jej vytrhnout z kontextu.

Následující pomocí jednoduchého odvození výpočtu zavádí proces výpočtu kapacity pouze jako referenční.

Za prvé, počínaje kondenzátorem, časovou konstantou odporu RC τ: τ=R×C

The větší čím τ, tím stabilnější je napětí na obou koncích R a tím menší je zvlnění napětí pro pulzující napájecí zdroje. Ve strojírenství, když časová konstanta RC splňuje následující podmínky, může splňovat požadavky na zvlnění: τ≥5T, T je perioda pulzujícího napájení a perioda T po celovlnném usměrnění sítě 50Hz je: 10mS .

Z výše uvedených dvou vzorců lze tedy získat:

R×C≥5T

R je ekvivalentní zátěžový odpor; C je kapacita filtru.

Následující schéma je schéma zapojení:

Pokud je tedy získán ekvivalentní zátěžový odpor budiče motoru, lze vypočítat kapacitu potřebnou pro filtrační kondenzátor.

U je vstupní napětí ovladače motoru a jednotka je (V);

P je výkon pohonu motoru ve (W);

R _L je ekvivalentní zátěžový odpor budiče motoru v Ω.

Kombinujte výše uvedené typy:

Použitím frekvence f namísto periody T lze získat vzorec pro výpočet kapacity filtru takto:

P je jmenovitý výstupní výkon budiče motoru v jednotkách (W), jako je P=750W;

U je efektivní hodnota jmenovitého vstupního střídavého napětí ovladače motoru a jednotka je (V), jako je domácí napájení U=220V (AC);

f je frekvence pulzujícího napájení po usměrnění, jednotka je (Hz), např. jednofázový výkon po usměrnění plné vlny, f=100Hz;

C je kapacitní kapacita vstupního filtru ovladače v jednotkách (F).

Například

Předpokládejme, že námi navržený ovladač používá jednofázové napájení ze sítě a návrh obvodu je plně vlnový usměrnění, můžeme získat: U = 220V; f=100Hz

Zpět do kalkulačního vzorce:

Proto je číselná velikost kapacity vstupního filtru (jednotka uF) přibližně rovna číselné velikosti jmenovitého výkonu budiče (jednotka W). To znamená, že pokud je výkon požadovaný ovladačem 2,2KW, hodnota kapacity filtru je 2200uF. Podobně, pokud je vstupní napětí ovladače 110VAC, pak by kapacita filtru C měla být:

Tj. pokud váš disk vyžaduje 300W energie, pak je hodnota kapacity filtru 1200uF.

Třífázové napájení

Protože frekvence pulsace výkonu jednofázové elektřiny po úplném usměrnění vlny je 100 Hz; A pro třífázovou elektřinu po úplném usměrnění vlny je její pulzační frekvence 300 Hz. Proto při použití třífázového napájecího zdroje může být kapacita vstupního filtru měniče snížena třikrát než u jednofázového napájení, takže použití třífázového napájecího zdroje pro střední a vysoce výkonný motor ovladače mohou snížit kapacitu kapacity vstupního filtru, což může snížit objem kondenzátoru a ušetřit místo.

Kolísání elektrické sítě

Obecně návrh předpokládá, že budič motoru bude pracovat v určitém rozsahu kolísání síťového napětí (např. ±15 %) a bude schopen dodávat plný výkon. V tomto okamžiku, kdy se počítá kapacita filtru, napětí není jmenovité napětí, ale nejnižší napětí pro práci řidiče. Například (220V±15%) ovladač, výpočet s 220V, ale (1 15%) *220V, je 187V. Kromě toho, aby váš návrh spolehlivě fungoval v rámci kolísání napětí sítě, zvažte kromě výpočtu kapacity také hodnotu výdržného napětí kondenzátoru.