Hogyan kell kiszámítani a szűrőkondenzátor kapacitását?

Ha a motor meghajtót váltakozó áramú tápegység használatára tervezték, a tervezett áramkörnek egyenirányítania kell a váltakozó áramú tápegységet, majd szűrnie kell, hogy egyenáramú tápegységet állítson elő a motor meghajtó áramköre számára. Az áramkörben lévő szűrőkondenzátor kiválasztásánál több szempontot is figyelembe kell venni: a kondenzátor feszültségét, üzemi hőmérsékletét, kapacitását stb.

A bemeneti szűrő kapacitásának kiválasztása közvetlenül kapcsolódik a meghajtó feszültségéhez és maximális teljesítményéhez, amelyet ki kell számítani. Ha ez a kapacitás túl kicsi, a vezető elégtelen hajtóerőként viselkedik. És ha a kapacitás túl nagy, ez növeli a gyártási költségeket.

A mérnöki alkalmazásokban van egy ilyen ökölszabály: a szűrő kapacitásának értéke megegyezik a meghajtó teljesítményének értékével. Azonban meg kell jegyezni, hogy ez csak egyfázisú 220 V AC teljes hullámú egyenirányító meghajtó alkalmazásokra vonatkozik, és nem lehet kiragadni a szövegkörnyezetéből.

Az alábbiak egy egyszerű számítási levezetésen keresztül mutatják be a kapacitásszámítás folyamatát, csak referenciaként.

Először is, a kondenzátorból kiindulva, az ellenállás RC időállandója τ: τ=R×C

A nagyobb minél τ, annál stabilabb a feszültség az R mindkét végén, és annál kisebb a hullámos feszültség a pulzáló tápegységeknél. A gépészetben, ha az RC időállandó megfelel a következő feltételeknek, akkor teljesítheti a hullámossági követelményeket: τ≥5T, T a pulzáló tápegység periódusa, és a T periódus az 50 Hz-es hálózat teljes hullámú egyenirányítása után: 10 mS .

Ezért a fenti két képletből nyerhető:

R×C≥5T

R egyenértékű terhelési ellenállás; C a szűrő kapacitása.

Az alábbi diagram a kapcsolási rajz:

Ezért mindaddig, amíg a motor meghajtó ekvivalens terhelési ellenállását elérjük, a szűrőkondenzátorhoz szükséges kapacitás kiszámítható.

U a motor meghajtó bemeneti feszültsége, az egység pedig (V);

P a motor meghajtó teljesítménye (W-ben);

R _L a motor meghajtó egyenértékű terhelési ellenállása Ω-ban.

Kombinálja a fenti típusokat:

A T periódus helyett f frekvenciát használva a szűrőkapacitás számítási képlete a következőképpen kapható meg:

P a motor meghajtó névleges kimenő teljesítménye, mértékegységben (W), például P=750W;

U a motor meghajtó névleges bemeneti váltakozó feszültségének effektív értéke, és a mértékegység (V), például háztartási teljesítmény U=220 V (AC);

f a pulzáló tápegység frekvenciája egyenirányítás után, mértékegysége (Hz), például egyfázisú teljesítmény teljes hullámú egyenirányítás után, f=100Hz;

C a meghajtó bemeneti szűrőjének kapacitív kapacitása (F) egységben.

Például

Tegyük fel, hogy az általunk tervezett meghajtó egyfázisú tápegységet használ a hálózatról, és az áramkör kialakítása teljes hullám-egyenirányítás, a következőt kaphatjuk: U = 220V; f=100Hz

Vissza a számítási képlethez:

Ezért a bemeneti szűrő kapacitásának numerikus mérete (uF egység) körülbelül megegyezik a meghajtó névleges teljesítményének számszerű méretével (W egység). Vagyis ha a meghajtó által igényelt teljesítmény 2.2KW, akkor a szűrő kapacitásának értéke 2200uF. Hasonlóképpen, ha a meghajtó bemeneti feszültsége 110 VAC, akkor a C szűrőkapacitásnak a következőnek kell lennie:

Azaz. ha a meghajtó 300W teljesítményt igényel, akkor a szűrő kapacitása 1200uF.

Háromfázisú teljesítmény

Mivel az egyfázisú elektromosság teljesítménypulzációs frekvenciája a teljes hullám-egyenirányítás után 100 Hz; A háromfázisú elektromosság esetében pedig a teljes hullám-egyenirányítás után pulzációs frekvenciája 300 Hz. Ezért háromfázisú tápegység használatakor a meghajtó bemeneti szűrőkapacitása háromszorosára csökkenthető, mint az egyfázisúé, így a közepes és nagy teljesítményű motorokhoz háromfázisú tápegységet kell használni. Az illesztőprogramok csökkenthetik a bemeneti szűrő kapacitásának kapacitását, ami csökkentheti a kondenzátor hangerejét és helyet takaríthat meg.

Áramhálózati fluktuáció

Általában a tervezés azt várja el a motormeghajtótól, hogy a hálózati feszültség egy bizonyos ingadozási tartományán belül működjön (pl. ±15%), és képes legyen teljes teljesítmény leadására. Ekkor a szűrő kapacitásának kiszámításakor a feszültség nem a névleges feszültség, hanem a legalacsonyabb feszültség a meghajtó működéséhez. Például (220V±15%) meghajtó, számítás 220V-tal, de (1 15%) *220V, az 187V. Ezenkívül ahhoz, hogy a hajtás a hálózat feszültségingadozásai között megbízhatóan működjön, a kapacitás kiszámításán túl a kondenzátor ellenállási feszültségét is figyelembe kell venni.