正弦波濾波器的原理及設計

發布時間: 2021-05-31 14:22　　作者: 上海穩達　　來源: http://www.bjrgrs.com/detail-166.html

導致電動機絕緣損壞的根本原因是PWM電壓波形在電動機端產生的過沖電壓，因此很容易想到如果將變頻器輸出端的PWM波形轉變成驅動電動機的理想波形--正弦波，就可以解決問題了。正弦波濾波器的作用就是將PWM波形轉變成正弦波，電纜上傳輸的是正弦波，和傳統的電動機工作方式一樣，無論電纜多長，都不會產生過沖電壓。

1.正弦波濾波器原理

正弦波濾波器由串聯電抗L和并聯電容C構成。

假設變頻器輸出電壓為U1，經過LC正弦波濾波器后變為U0，則A=U0/U1=1/[1+(2ππ）2LC]

因此截止頻率f=1/（2πLC）。

如果變頻器的載波頻率為fc，則輸出的PWM波形中除了基波外，還含有豐富的諧波，頻率為fc的整數倍（主要是fc、2fc及3f）。選取適當的截止頻率，就可以將輸出PWM波形中的大部分諧波濾除，是的U0近似為正弦波。圖2為在平臺下的仿真波形。

2.正弦波濾波器參數設計

正弦波濾波器的電抗和電容必須和電動機的容量精確匹配，否則達不到預期的效果。對于濾波電抗，增大電抗值可以降低輸出電壓的畸變率，但是當帶載情況不變時增大電抗值無益會降低輸出電壓，甚至會出現拖不動電動機的情況。增大電容值同樣可以提高輸出電壓質量，但是輸出電壓也會有所降低，并且成本也會相應增加。因此必須尋求平衡點，既能滿足濾波要求又能降低成本。

為保證濾波器電抗正常工作，通常留10%左右的電流余量。為保障電動機工作，額定工作條件下壓降不應太大，去10%。電容值的選擇與電抗值和變頻器的載波頻率相關。

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