变频器直流母线电容纹波电流计算方法

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临界模式输入电容的纹波电流计算方法

临界模式输入电容的纹波电流计算方法引言：在电力系统中，电容是一种非常常见的电子元器件，它能够储存电荷并产生电流。

然而，由于电源的不稳定性和电容的内阻等因素，电容的纹波电流会引起系统的不稳定性并影响电子设备的正常工作。

因此，准确计算电容的纹波电流是非常重要的。

本文将介绍一种常用的计算方法——临界模式输入电容的纹波电流计算方法。

一、纹波电流的定义纹波电流是指电容中由于电源电压的变化引起的电流波动。

在电容充电时，电流会随着电源电压的上升而增大，在放电时则相反。

纹波电流的大小直接影响到电容的工作稳定性和使用寿命。

二、临界模式输入电容的定义临界模式输入电容是指在电源电压不稳定的情况下，电容能够正常工作的最小电容值。

当电容的容值小于临界模式输入电容时，纹波电流会急剧增大，导致电容无法正常工作。

三、临界模式输入电容的纹波电流计算方法1. 确定电源电压的纹波电压值（Vpp）和频率（f）。

这两个参数可以通过测量电源的输出电压来获取。

2. 根据电容的纹波电流公式，计算出纹波电流的峰值（Ip）：Ip = Vpp / (2 * π * f * C)其中，Ip为纹波电流的峰值，Vpp为电源电压的纹波电压值，f 为电源电压的频率，C为电容的容值。

3. 根据电容的纹波电流公式，计算出纹波电流的有效值（Irms）：Irms = Ip / √2其中，Irms为纹波电流的有效值，Ip为纹波电流的峰值。

4. 根据电容的纹波电流公式，计算出纹波电流的平均值（Iavg）：Iavg = Irms / √2其中，Iavg为纹波电流的平均值，Irms为纹波电流的有效值。

5. 根据电容的纹波电流公式，计算出纹波电流的最大值（Imax）： Imax = Ip + Iavg其中，Imax为纹波电流的最大值，Ip为纹波电流的峰值，Iavg 为纹波电流的平均值。

四、临界模式输入电容的应用临界模式输入电容的计算方法可以帮助工程师在设计电子电路时选择合适的电容容值，以确保电子设备在电源电压不稳定的情况下能够正常工作。

变频器滤波电容容量计算方法

ＫＦＳＯＮ／康富松电容专注变频器滤波电容关于电压型变频器直流环节滤波电容的计算方法日来源：电源技术应用作者：浙江大学王青松[摘要：电压型变频器直流环节并入电容对整流电路的输出进行滤波，理论上电容值越大，电压纹波越小，但是从空间和成本上考虑并不能如此。

详细论述了三相输入和单相输入变频器滤波电容的计算方法，为电压型变频器不同功率的负载所需滤波电容的选择提供了理论依据。

最后通过实验证明了该算法可行、可靠，不仅保证了产品的性能，更节约了成本。

关键词：整流电路；电压型变频器：纹波0 引言虽然利用整流电路可以将交流电变换成直流电，但是在三相电路中这种直流电压或电流含有频率为电源频率6倍的电压或电流纹波。

此外，变频器逆变电路也将因输出和载波频率等原因而产生纹波电压或电流，并反过来影响直流电压或电流的品质。

因此，为了保证逆变电路和控制电路能够得到高质量的直流电压或电流，必须对直流电压或电流进行滤波，以减少电压或电流的脉动。

直流环节是指插在直流电源和逆变电路之间的滤波电路，其结构的差异将对变换器的性能产生不同的影响：凡是采用电感式结构，其输入电流纹波较小，类似电流源性质；凡是采用电容式结构，其输入端电压纹波较小，类似电压源性质。

对电压型变频器米说，整流电路的输出为直流电压，直流中间电路则通过大电解电容对该电压进行滤波；而对于电流型变频器米说，整流电路的输出为直流电流，中间电路则通过大电感对该电流进行滤波。

l 三相变频器直流中间电路电解电容的计算1．1 变频器及直流中间电路结构框图变频器及直流中间电路结构图如图1所示。

1ＫＦＳＯＮ／康富松电容专注变频器滤波电容ＫＦＳＯＮ／康富松电容专注变频器滤波电容1.2 三相输入及整流后的电压波形三相输入线电压220V及整流后的电压波形如图2所示。

图2中，Ua、Ub、Uc是三相三线制的三相输入相电压；uc是电容电压，ur是整流之后未加电容时的电压。

1．3 分析过程1.3.l 整流后电压的计算对于三相三线制输入线电压为220V系列变频器(以下简称220V系列)来说U=220V；对于440V系列，U=440V。

大功率三电平逆变器直流母线电容的纹波电流问题研究

理想状态下，通过参数设计可以令每个电容器都工作在额定值以下，以保证系统工作的安全性和可靠性。然而，实际中由于电路系统中存在的寄生电感等参数，电容器的工作点将偏离正常值，可能导致故障发生。为避免电容过电流对系统正常工作造成危害，本文详细分析了三电平逆变器直流母线电容的工作状态，得出电容纹波电流超标的原因，提出了降低纹波电流的方案，以期为相关的产品设计提供指导。
图 1 理想 I 型三电平逆变器的电路结构图
由图 1 可得，直流母线电容纹波电流的有效值 [9] 为：
IC1,rms = I N
M 2
3 2π
+
23 π
−
9 8
Mcos2ϕ（1）其中，IN 为输出相电流峰值，M 为调制比，φ 为输出功率因数角。式（1）为理想情况下的电容电流表
达式，其成立必须满足以下条件：①三相耦合度高，
Abstract：With the development of high-power switching devices，three-level inverters have been widely used in the field of power electronics. Capacitance ripple current is one of the important indexes to test the reliability of three-level inverters. In order to avoid the harm of capacitive overcurrent to the normal operation of the system，the ripple current of bus capacitor of high-power three-level inverters is studied. The resonance caused by parasitic parameters of the system is the internal cause of the ripple current of bus capacitor exceeding the standard，and the method of increasing the inductance between phases to suppress capacitive ripple is proposed. Finally，simulation and experiment verify the correctness and feasibility of the theory.

母线电容计算

变频器中直流母线电容的纹波电流计算2010年06月26日评论(0)|浏览(130) 点击查看原文各类电动机是我们发电量的主要消耗设备，而变频器作为电动机的驱动装置成为当前“节能减排”的主力设备之一。

它一方面可以起到节约能源消耗的作用，另一方面也可以实现对原有生产或处理工艺过程的优化。

目前应用最多也最广的是交-直-交电压型变频器，即中间存在直流储能滤波环节，一般采用大容量电解电容器实现此功能。

使用电解电容器的作用主要有以下几个[1]：（1）补偿以电源频率两倍或六倍变化的逆变器所需功率与整流桥输出功率之差；（2）提供逆变器开关频率的输入电流；（3）减小开关频率的电流谐波进入电网；（4）吸收急停状态时所有功率开关器件关断下的电机去磁能量；（5）提供瞬时峰值功率；（6）保护逆变器免受电网瞬时峰值冲击。

电解电容器设计选型所需要考虑的主要因素有以下几个：电容器的电压、电容器量、电容器的纹波电流、电容器的温升与散热、电容器的寿命等等。

这些因素对变频器满足要求的平均无故障时间（mtbf）十分重要。

然而电解电容器的纹波电流的计算如何能明确给出计算依据，这是本文所要解决的问题。

2 直流母线电容纹波电流的计算纹波电流指的是流过电解电容器的交流电流，它使得电解电容器发热。

纹波电流额定值的确定方法是在额定工作温度下规定一个允许的温升值，在此条件下电容器符合规定的使用寿命要求。

当工作温度小于额定温度时，额定纹波电流可以加大。

但过大的纹波电流会大大缩短电容器的耐久性，当纹波电流超过额定值，纹波电流所引起的内部发热每升高5℃，电容器器的寿命将减少50%。

因此当要求电容器器具有长寿命性能时，控制与降低纹波电流尤其重要。

但在实际设计过程中，电解电容器的纹波电流由于受变频器输入输出各物理量变化以及控制方式等的影响很难直接计算得到[2]，一般多采用根据实际经验估算大小，如每μf电容器要求20ma纹波电流之类的经验值，或者通过计算机仿真来估算[3～6]。

直流电机效率测试的计算与纹波因数及波形因数的计算

直流电机效率测试的计算与纹波因数及波形因数的计算描述直流电机（direct current machine）是指能将直流电能转换成机械能（直流电动机）或将机械能转换成直流电能（直流发电机）的旋转电机。

它是能实现直流电能和机械能互相转换的电机。

当它作电动机运行时是直流电动机，将电能转换为机械能；作发电机运行时是直流发电机，将机械能转换为电能。

直流电机里边固定有环状永磁体，电流通过转子上的线圈产生安培力，当转子上的线圈与磁场平行时，再继续转受到的磁场方向将改变，因此此时转子末端的电刷跟转换片交替接触，从而线圈上的电流方向也改变，产生的洛伦兹力方向不变，所以电机能保持一个方向转动。

直流发电机的工作原理就是把电枢线圈中感应的交变电动势，靠换向器配合电刷的换向作用，使之从电刷端引出时变为直流电动势的原理。

感应电动势的方向按右手定则确定（磁感线指向手心，大拇指指向导体运动方向，其他四指的指向就是导体中感应电动势的方向）。

导体受力的方向用左手定则确定。

这一对电磁力形成了作用于电枢一个力矩，这个力矩在旋转电机里称为电磁转矩，转矩的方向是逆时针方向，企图使电枢逆时针方向转动。

如果此电磁转矩能够克服电枢上的阻转矩（例如由摩擦引起的阻转矩以及其它负载转矩），电枢就能按逆时针方向旋转起来。

直流电机的效率测试和计算方法效率测试是所有电传动部件及系统重要检验项目，GB 755 旋转电机定额及性能标准中对各类电机设备效率检测方法进行了详细的介绍。

旋转电机效率测试主要有直接测试法及损耗分析法，效率的直接测试方法是通过对直流电机输入输出功率的直接测试而求得效率的方式，下面本文对直流电机效率的直接测试相关试验方法及计算进行详细介绍。

一、直流电机输入功率和输出功率的测量直接测定效率时，电动机的输入功率用电工仪表测量，输出功率的机械功率用测功机、转矩测量仪测量；发电机的输出功率用电工仪表测量，输入功率用测功机、转矩测量仪测量。

输入功率用电压乘电流来计算，试验电源为整流电源时要求采用真实读书瓦特表或指示电压、电流瞬时值乘积平均值的其他测量装置直接测取电枢回路输入功率，也可分别测量直流功率分量和交流功率分量然后求和。

变频器中直流母线电容的纹波电流计算[整理版]

變頻器中直流母線電容的紋波電流計算1 引言各類電動機是我們發電量的主要消耗設備，而變頻器作為電動機的驅動裝置成為當前“節能減排”的主力設備之一。

它一方面可以起到節約能源消耗的作用，另一方面也可以實現對原有生產或處理工藝過程的優化。

目前應用最多也最廣的是交-直-交電壓型變頻器，即中間存在直流儲能濾波環節，一般採用大容量電解電容器實現此功能。

使用電解電容器的作用主要有以下幾個[1]：（1）補償以電源頻率兩倍或六倍變化的逆變器所需功率與整流橋輸出功率之差；（2）提供逆變器開關頻率的輸入電流；（3）減小開關頻率的電流諧波進入電網；（4）吸收急停狀態時所有功率開關器件關斷下的電機去磁能量；（5）提供暫態峰值功率；（6）保護逆變器免受電網暫態峰值衝擊。

電解電容器設計選型所需要考慮的主要因素有以下幾個：電容器的電壓、電容器量、電容器的紋波電流、電容器的溫升與散熱、電容器的壽命等等。

這些因素對變頻器滿足要求的平均無故障時間（MTBF）十分重要。

然而電解電容器的紋波電流的計算如何能明確給出計算依據，這是本文所要解決的問題。

2 直流母線電容紋波電流的計算紋波電流指的是流過電解電容器的交流電流，它使得電解電容器發熱。

紋波電流額定值的確定方法是在額定工作溫度下規定一個允許的溫升值，在此條件下電容器符合規定的使用壽命要求。

當工作溫度小於額定溫度時，額定紋波電流可以加大。

但過大的紋波電流會大大縮短電容器的耐久性，當紋波電流超過額定值，紋波電流所引起的內部發熱每升高5℃，電容器器的壽命將減少50%。

因此當要求電容器器具有長壽命性能時，控制與降低紋波電流尤其重要。

但在實際設計過程中，電解電容器的紋波電流由於受變頻器輸入輸出各物理量變化以及控制方式等的影響很難直接計算得到[2]，一般多採用根據實際經驗估算大小，如每μf電容器要求20ma紋波電流之類的經驗值，或者通過電腦模擬來估算[3～6]。

本文根據對變頻器電路拓撲與開關調製方式的分析，並借鑒已有文獻資料，歸納出一個直接的計算電解電容器紋波電流的方法，供大家參考。

三相逆变器母线电容纹波电流计算

三相逆变器母线电容纹波电流计算
【最新版】
目录
1.母线电容纹波电流的概念
2.母线电容纹波电流的计算方法
3.母线电容纹波电流的影响因素
4.母线电容纹波电流的测量方法
5.优化母线电容纹波电流的建议
正文
三相逆变器母线电容纹波电流计算
母线电容纹波电流的概念
母线电容纹波电流是指在三相逆变器中，由于母线电容的存在，导致电流中含有高次谐波成分，这些高次谐波成分会带来电流或电压幅值的变化，可能导致击穿，由于是交流成分，会在电容上发生耗散，如果电流的纹波成分过大，超过了电容的最大容许纹波电流，会导致电容烧毁。

母线电容纹波电流的计算方法
母线电容纹波电流的计算方法主要包括两种：一种是基于电路分析的方法，通过对电路进行分析，建立计算模型，计算出母线电容纹波电流；另一种是基于测量的方法，通过测量电容两端的电压和电流，使用高采样率、强大的硬件支撑以及完整的软件算法，计算出母线电容纹波电流。

母线电容纹波电流的影响因素
母线电容纹波电流的影响因素主要包括电容的容值、电容的耐压值、输入电压的频率和幅值等。

容值越大，纹波电流越小；耐压值越高，纹波电流越大；输入电压的频率越高，纹波电流越大；输入电压的幅值越大，
纹波电流越大。

母线电容纹波电流的测量方法
母线电容纹波电流的测量方法主要包括两种：一种是基于电流测量传感器的方法，将电流测量传感器串联在母线电容的两端，通过光纤传输至分析仪端，通过高采样率、强大的硬件支撑以及完整的软件算法，计算出母线电容纹波电流；另一种是基于变频功率传感器的方法，将被测信号通过光纤传输至分析仪端，通过高采样率、强大的硬件支撑以及完整的软件算法，获取你想需要的变频器各种电参量以及波形。

三相逆变器母线电容纹波电流计算

三相逆变器母线电容纹波电流计算摘要：I.引言- 介绍三相逆变器母线电容纹波电流的概念- 说明计算母线电容纹波电流的重要性II.电容纹波电流的原理- 电容的充放电过程- 纹波电流的产生III.母线电容纹波电流的计算方法- 基波电流的计算- 纹波电流的计算- 电容耐压和容值的计算IV.实际应用中需要注意的地方- 电容选型的考虑因素- 避免电容烧毁的方法V.结论- 总结母线电容纹波电流计算的重要性- 重申电容选型的注意事项正文：I.引言三相逆变器是一种广泛应用于电力电子领域的设备，它能够将直流电源转换为交流电源以供电网使用。

在逆变器中，母线电容起到了滤波的作用，可以减小输出电压的波动。

然而，在实际应用中，母线电容的纹波电流可能会导致电容损坏，因此需要进行合理的计算和选型。

II.电容纹波电流的原理电容的充放电过程是产生纹波电流的主要原因。

当逆变器的输出电压发生波动时，电容的充放电过程会受到影响，导致电流不再是理想的直流电流，而是包含高次谐波成分的纹波电流。

这种纹波电流可能会使电容过载，从而导致电容损坏。

III.母线电容纹波电流的计算方法母线电容纹波电流的计算方法主要包括基波电流的计算和纹波电流的计算。

首先，需要计算逆变器的基波电流，这可以通过对输入电流进行傅里叶变换得到。

然后，根据电容的耐压和容值，可以计算出电容的最大容许纹波电流。

最后，通过比较基波电流和最大容许纹波电流，可以确定电容是否能够满足逆变器的要求。

IV.实际应用中需要注意的地方在实际应用中，需要特别注意电容的选型。

除了考虑电容的耐压和容值外，还需要考虑电容的额定纹波电流。

如果电容的额定纹波电流小于最大容许纹波电流，可能会导致电容过载，从而损坏电容。

此外，还需要注意电容的工作温度，因为工作温度会影响电容的性能。

V.结论母线电容纹波电流的计算是逆变器设计和应用中的一个重要环节。

通过合理的计算和选型，可以有效避免电容过载，从而保证逆变器的稳定运行。

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变频器直流母线电容纹波电流计算方法
各类电动机是我们发电量的主要消耗设备，而变频器作为电动机的驱动装置成为当前“节能减排”的主力设备之一。