逆变电源滤波电容的大小计算
滤波电容的计算方法
关于电压型变频器直流环节滤波电容的计算方法作者：浙江大学王青松关键词：整流电路，电压型变频器，纹波摘要：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。
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。
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。
1．3．2 等效电阻的计算为计算方便，对于输出功率为P的逆变器，将其直流侧输入端阻抗用一个纯电阻R等效，则1.3.3 电容的充放电过程分析由于整流后的直流电压有波动，假设ur的波动幅度为a％，则假设电路工作已经处于稳态，电容两端的电压如图2所示，在t2时刻，电容电压达到最大值。
正弦波工频逆变器滤波电容的选配
正弦波工频逆变器滤波电容的选配直流母线电容电压选择：电机控制母线电压除了正常的纹波电压的波动，还包括IGBT动作时电流激烈的变化产生尖峰电压和电机反转时的反电动势，薄膜电容在使用中允许有1.2倍额定电压值的脉冲，理论上可以选择额定电压较低的薄膜电容。
如现在的320V的电机控制器系统一般选用500VDC的薄膜电容，540V的电机控制器系统选用900V或者1000V的薄膜电容。
光伏逆变器交流输出电压270~520V ，薄膜电容选择1100V薄膜电容，高压变频器690V交流输入，选择薄膜电容1100或1200V。
直流母线电容容量选择：在新能源电动汽车电机控制器的应用中，母线电容是以IGBT的载波频率来完成充放电，在一个PWM周期内，IGBT导通时由电池组和电容器同时为电机提供能量，IGBT关断时，电池组向母线电容充电。
我们假设电机控制器的最大输出功率为P，电机控制器的的电路为典型的三相全桥拓扑结构。
在一个开关周期内，母线所提供的能量约为：W=P/(2f)其中：f：IGBT的开关频率。
母线电容一个开关周期内释放的能量为：Q=1/2*C(U+Δu)2-1/2*C(U-Δu)2=2*C*U*Δu其中：U：直流母线电压；Δu：母线纹波电压；在极端情况下：Q=W，进一步计算可得：C=P/(4*f*U*Δu)，一般的，直流母线电压的脉动率为5%，即纹波电压值：Δu=U*2.5%综上可得：Cmax=P/(4*f*U*U*2.5%)Cmax值是建立在最极端的情况下，实际应用中，一般认为IGBT 开关导通的时候，母线电容提供W/2的能量，即Q=W/2 结合前面的计算公式可得：Cmin= P/(8*f*U*U*2.5%)在实际应用中更多的电机控制器的母线电容容量的选取接近Cmin的值或者小于Cmin，我们在实际应用中可以根据自己不同的成本和体积综合考虑。
实际应用考虑一些经验值，按照交流输出电流线性配置电容值，比如8~10uF/A。
单相半桥电压型逆变电路参数计算
单相半桥电压型逆变电路参数计算引言：单相半桥电压型逆变电路是一种常见的电力电子变换电路，广泛应用于交流电源与直流负载之间的能量转换。
本文将详细介绍单相半桥电压型逆变电路的参数计算方法，帮助读者更好地理解和设计这一电路。
一、电路结构和工作原理单相半桥电压型逆变电路由两个开关管和一个中心点连接的电容组成。
当S1和S2两个开关管交替导通时，电容上会产生一个交流电压。
通过控制开关管的导通和关断，可以实现对输出电压的控制。
二、参数计算1. 电压和频率：根据应用需求确定逆变电路的输出电压和频率，常见的输出电压有220V或110V，输出频率一般为50Hz或60Hz。
2. 电容容值：电容的容值决定了逆变电路的输出电压波形的平滑程度。
容值过小会导致输出电压波形产生较大的纹波，容值过大则会增加成本和体积。
容值的计算方法如下：C = (2*I_max)/(f*ΔV)其中，C为电容的容值，I_max为输出电流的最大值，f为输出频率，ΔV为输出电压的纹波值。
3. 电阻选取：为了保证开关管工作的可靠性和效率，需要在电路中加入适当的电阻。
电阻的选取主要考虑开关管的导通和关断速度，防止产生过大的电流和电压冲击。
一般情况下，电阻的阻值可根据开关管的额定电流和额定电压来确定。
4. 开关管选取：开关管的选取需要考虑工作电流、额定电压、导通和关断速度等因素。
常用的开关管有晶闸管、MOS管等，根据具体需求进行选择。
5. 电感选取：电感的作用是平滑输出电流，减小电压纹波。
电感的选取需要考虑输出电流的大小、频率以及纹波要求。
一般情况下，电感的选取范围为输出电流的10%至20%。
6. 纹波滤波电感选取：为了进一步减小输出电压的纹波，可以在逆变电路的输出端串联一个纹波滤波电感。
电感的选取需要根据输出电流的大小和纹波要求来确定。
7. 电压限制器选取：为了保护逆变电路和负载，常常在电路中添加电压限制器。
电压限制器的选取需要考虑逆变电路的额定电压和负载的额定电压，以及工作电流和保护电流等参数。
逆变器输出滤波电感设计(周洁敏)
周洁敏调制方式有2种：单极性调制和双极性调制单极性调制（桥）双极性调制（推挽）正弦脉宽调制技术SPWMU 某点正弦波幅值N I f U U D I f U U D I f u U L k L πsin π22o 1o dc max o o d k ,ko,dc βαα⋅⋅⋅⋅-=⋅⋅⋅-=⋅∆⋅-=+最大电感量而且随着正弦波的调制，磁芯的直流工作点按正弦规律（50Hz ）在磁滞回线的1和3象限移动。
可以获得比较稳定的电感材料是气隙磁芯δA cR c R δΦu (t)i （t ）Nl cμ20c A L N μδ=电感不同于变压器，需要储存能量，开气隙后可以储存磁场能量，并使电感量稳定。
即电感为逆变器交流滤波电感中的磁密波形双极性调制单极性调制B L 曲线是曲线Ⅰ减去曲线Ⅱ积分所得，但是很难用精确的数学表达式表示。
输出正弦波输入为AB 端电压波形()t t U u NA B d sin 21π20o AB e L ⎰-=∆ω交流滤波电感不但有基波分量，而且叠加较大的高频分量，磁芯选择不仅要考虑基波损耗，而且要考虑磁芯涡流损耗。
同时线圈中除了流过基波电流，还要流过高次谐波电流，线圈应当考虑高频电流损耗。
纵坐标放大的结果线圈窗口利用率自然冷却经验值K1线圈损耗等于磁芯损耗K2210.707K K各种系数与电感类型的关系决定热阻R T 和允许损耗磁芯损耗线圈损耗损耗热阻最大允许温升决定损耗极限lim /thP T R =∆允许温升由设计需求确定th 20/R K W=。
三相并网逆变器LCL滤波器的参数设计与研究
三相并网逆变器LCL滤波器的参数设计与研究一、本文概述随着可再生能源的快速发展，三相并网逆变器在电力系统中的应用越来越广泛。
然而，并网逆变器产生的谐波会对电网造成污染，影响电能质量。
为了减小谐波对电网的影响，LCL滤波器被广泛应用于三相并网逆变器中。
LCL滤波器具有优良的滤波性能和高效率，因此，对LCL滤波器的参数设计进行研究具有重要意义。
本文旨在对三相并网逆变器的LCL滤波器参数设计进行全面研究。
介绍三相并网逆变器的基本原理及LCL滤波器的结构和功能；然后，分析LCL滤波器的主要参数（包括电感、电容等）对滤波器性能的影响，建立相应的数学模型；接着，根据电网谐波标准和电能质量要求，提出一种有效的LCL滤波器参数设计方法，并通过仿真和实验验证该方法的可行性和有效性；对LCL滤波器的优化设计和未来发展趋势进行讨论。
本文的研究不仅有助于提升三相并网逆变器的电能质量，还可为相关领域的研究提供有益的参考和借鉴。
二、三相并网逆变器与LCL滤波器的基本原理三相并网逆变器是一种将直流（DC）电源转换为三相交流（AC）电源的设备，主要用于将可再生能源（如太阳能、风能等）生成的直流电转换为适用于电网的交流电。
其核心功能是实现电能的转换与控制，以满足电网对电能质量的要求。
三相并网逆变器通常包括功率开关管、滤波器和控制策略等部分，其中滤波器的设计对于减小逆变器输出电流中的谐波分量，提高电能质量具有关键作用。
LCL滤波器是一种三阶滤波器，由电感（L）、电容（C）和另一个电感（L）组成，其结构特点是在电容两侧各有一个电感。
这种结构使得LCL滤波器在高频段具有较大的阻抗，而在低频段具有较小的阻抗，因此能够有效地滤除逆变器输出电流中的高频谐波分量，同时减小滤波器对逆变器输出电压的影响。
在三相并网逆变器中，LCL滤波器通常连接在逆变器的输出端，用于滤除逆变器输出电流中的谐波分量。
滤波器的设计需要综合考虑滤波效果、系统稳定性、成本等多个因素。
电力电子技术中的电容选型及容值计算指南
电力电子技术中的电容选型及容值计算指南在电力电子技术中，电容是一种重要的元件，广泛应用于电源、逆变器、变频器等电路中。
正确选择和计算电容的容值，对于电路性能和稳定性非常关键。
本篇文章将介绍电力电子技术中电容的选型原则以及容值计算的指导方法。
一. 电容选型原则1. 工作电压 (Rated Voltage)在选择电容时，需要考虑电路中的最大工作电压。
工作电压应大于或等于电路中最大电压幅值的峰-峰值。
如果电容的工作电压过低，则容易导致电容击穿，从而引发故障。
2. 脉冲功率 (Pulse Power)对于一些需要传输脉冲功率的电路，比如在电动机驱动器中，电容必须具有足够大的脉冲功率承受能力。
因此，在选型时需要查阅电容的数据手册，确保其能够满足所需的脉冲功率要求。
3. 电容损耗 (Dielectric Losses)电容的损耗正比于工作频率和电容的介电损耗因子。
在高频应用中，为了减小能效损耗，应选择具有较低损耗因子的电容。
同时还需要考虑电容的温升和工作寿命。
4. 尺寸和体积 (Size and Volume)尺寸和体积是电容选型时需要考虑的另一个重要因素。
一般来说，选择具有更高介电常数的电容，可以减小其体积。
同时还需要考虑电容的容量，以满足电路中的电能存储需求。
二. 电容容值计算方法电容的容值选择取决于电路的需求和设计参数。
以下是一些电容容值计算的常用方法：1. 低通滤波器 (Low-Pass Filters)在低通滤波器中，电容的选择取决于滤波器的截止频率以及负载阻抗。
一般来说，电容的容值可以通过以下公式计算：C = 1 / (2πfR)其中，C为所需电容的容值，f为截止频率，R为负载阻抗。
2. 直流链接和绕组 (DC Link and Windings)对于直流链接和绕组，电容的容值需要根据电压涟漪和电流涟漪来选择。
一般来说，电容的容值可以通过以下公式计算：C = ΔI / (ΔV × f)其中，C为所需电容的容值，ΔI为电流涟漪的最大值，ΔV为电压涟漪的最大值，f为涟漪频率。
变频器滤波电容计算
变频器滤波电容计算
一、变频器滤波电容介绍
变频器滤波电容是用于滤除变频器输出端产生的波形不规则性和高频噪声的电容器，它能够抑制变频器输出的半波、双极型歪曲，有效降低电线电压不平衡、电流不平衡、浪涌电流和电磁兼容等问题，改善负载的运行环境。
变频器滤波电容一般有单相和三相两种，其中单相简单，三相需要连接成一个三角形，三相有着更好的滤波效果。
二、变频器滤波电容的计算
1.电容电压：变频器滤波电容的电压应该大于等于变频器输出的最大电压加30%，以预留安全系数。
2.电容容量：根据变频器滤波电容的作用，容量应选择较大值，以满足滤波要求，建议容量不低于变频器输出电流的50倍，额定容量可以根据实际情况高些，变频器滤波电容的额定容量可以根据变频器输出电流来确定。
3.施加电压：变频器滤波电容的施加电压大小应大于等于变频器输出电压加30%。
为了保证变频器滤波电容的安全运行，电容器施加电压应大于变频器输出的最大电压加足够的安全系数。
4.变频器滤波电容的安全系数：根据不同的变频器输出电压，变频器滤波电容的施加电压可以设定不同的安全系数，一般较低输出电压时。
大容量PWM电压源逆变器的LC滤波器设计
大容量PWM电压源逆变器的LC滤波器设计一、概述随着可再生能源和电力电子技术的快速发展，电力系统中逆变器的应用越来越广泛。
PWM（脉冲宽度调制）电压源逆变器以其高效、灵活的控制方式在各类电能转换场合中占据了重要地位。
PWM逆变器产生的谐波对电网的影响不容忽视，设计合适的LC滤波器以滤除这些谐波，提高电能质量，成为了当前研究的热点。
大容量PWM电压源逆变器的LC滤波器设计涉及多个方面，包括滤波器的拓扑结构、参数优化、动态性能分析等。
本文首先介绍了PWM逆变器的基本原理及谐波产生的原因，然后详细阐述了LC滤波器的设计原则和方法，包括滤波器拓扑结构的选择、电感电容参数的计算与优化、以及滤波效果的评价指标等。
在此基础上，本文还讨论了滤波器设计中的一些关键问题，如滤波器的动态性能、热设计、电磁兼容性等。
通过案例分析，本文验证了所提设计方法的有效性和实用性。
通过本文的研究，旨在为大容量PWM电压源逆变器的LC滤波器设计提供理论支持和实用指导，促进电力电子技术的可持续发展。
1. 介绍PWM电压源逆变器的应用背景及其在电力系统中的重要地位。
在现代电力系统中，PWM（脉宽调制）电压源逆变器已成为一种重要的电能转换装置，广泛应用于各种电力电子设备中。
作为一种将直流电能转换为交流电能的电子设备，PWM电压源逆变器在机械传动控制、电动机调速、太阳能电池、风能发电等领域发挥着至关重要的作用。
特别是在可再生能源领域，PWM电压源逆变器是太阳能电池板和风力发电机与电网之间的关键接口，能够实现电能的稳定、高效转换，从而满足各种负载的需求。
PWM电压源逆变器的核心在于其独特的脉宽调制技术，该技术能够根据输入信号的特点，以一定规律调制输出信号的占空比，从而达到对输出电压的精确调节。
这种技术不仅可以实现输出电压的频率和幅值的灵活调节，还能够生成各种不同形状的波形，如正弦波、方波和三角波等，以满足不同负载的需求。
PWM电压源逆变器还具有高效率、高可靠性、低谐波污染等优点，因此在电力系统中得到了广泛应用。
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逆变电源滤波电容的大小计算
11-06-19 01:19
逆变电源滤波电容的大小计算电感的阻抗与频率成正比,电容的阻抗与频率成反比.所以,电感可以阻扼高频通过,电容可以阻扼低频通过.二者适当组合,就可过滤各种频率信号.如在整流电路中,将电容并在负载上或将电感串联在负载上,可滤去交流纹波.。
电容滤波属电压滤波，是直接储存脉动电压来平滑输出电压，输出电压高，接近交流电压峰值；适用于小电流，电流越小滤波效果越好。
电感滤波属电流滤波，是靠通过电流产生电磁感应来平滑输出电流，输出电压低，低于交流电压有效值；适用于大电流，电流越大滤波效果越好。
电容和电感的很多特性是恰恰相反的。
一般情况下，电解电容的作用是过滤掉电流中的低频信号，但即使是低频信号，其频率也分为了好几个数量级。
因此为了适合在不同频率下使用，电解电容也分为高频电容和低频电容(这里的高频是相对而言)。
低频滤波电容主要用于市电滤波或变压器整流后的滤波，其工作频率与市电一致为50Hz；而高频滤波电容主要工作在开关电源整流后的滤波，其工作频率为几千Hz到几万Hz。
当我们将低频滤波电容用于高频电路时，由于低频滤波电容高频特性不好，它在高频充放电时内阻较大，等效电感较高。
因此在使用中会因电解液的频繁极化而产生较大的热量。
而较高的温度将使电容内部的电解液气化，电容内压力升高，最终导致电容的鼓包和爆裂。
电源滤波电容的大小，平时做设计，前级用4.7u,用于滤低频，二级用0.1u，用于滤高频，4.7uF的电容作用是减小输出脉动和低频干扰，0.1uF的电容应该是减小由于负载电流瞬时变化引起的高频干扰。
一般前面那个越大越好，两个电容值相差大概100倍左右。
电源滤波，开关电源，要看你的ESR(电容的等效串联电阻)有多大，而高频电容的选择最好在其自谐振频率上。
大电容是防止浪涌，机理就好比大水库防洪能力更强一样；小电容滤高频干扰，任何器件都可以等效成一个电阻、电感、电容的串并联电路，也就有了自谐振，只有在这个自谐振频率上，等效电阻最小，所以滤波最好！
电容的等效模型为一电感Ｌ，一电阻Ｒ和电容Ｃ的串联，
电感Ｌ为电容引线所至，电阻Ｒ代表电容的有功功率损耗，电容Ｃ．
因而可等效为串联ＬＣ回路求其谐振频率，串联谐振的条件为WL=1/WC,W=2*PI*f,从而得到此式子f = 1/(2pi* LC)．，串联ＬＣ回路中心频率处电抗最小表现为纯电阻，所以中心频率处起到滤波效果．引线电感的大小因其粗细长短而不同，接地电容的电感一般是１ＭＭ为10nＨ左右，取决于需要接地的频率。
采用电容滤波设计需要考虑参数：ESR ESL 耐压值谐振频率。