چگونه ظرفیت خازن فیلتر را محاسبه کنیم؟

هنگامی که درایور موتور برای استفاده از منبع تغذیه AC طراحی شده است، مدار طراحی شده باید منبع تغذیه AC را اصلاح کند و سپس فیلتر کند تا یک منبع تغذیه DC برای مدار محرک موتور تولید کند. انتخاب یک خازن فیلتر در مدار نیاز به در نظر گرفتن چندین جنبه دارد: ولتاژ خازن، دمای کار، ظرفیت و غیره.

انتخاب ظرفیت فیلتر ورودی مستقیماً با ولتاژ محرک و حداکثر توان درایور ارتباط دارد که باید محاسبه شود. اگر این ظرفیت خازنی خیلی کم باشد، راننده به عنوان نیروی محرکه ناکافی رفتار می کند. و اگر ظرفیت بسیار زیاد است، هزینه ساخت را افزایش می دهد.

در برنامه های مهندسی، چنین قاعده ای وجود دارد: مقدار ظرفیت فیلتر برابر با مقدار قدرت درایو است. با این حال، لازم به ذکر است که این فقط برای برنامه های درایور یکسو کننده تمام موج AC 220 ولت تک فاز است و نمی توان آن را از متن خارج کرد.

در ادامه از طریق یک مشتق محاسباتی ساده، فرآیند محاسبه ظرفیت، تنها به عنوان مرجع معرفی می‌شود.

اول از همه، با شروع از خازن، مقاومت ثابت زمانی آرC τ: τ=R×C

را بزرگتر هرچه τ، ولتاژ در هر دو انتهای R پایدارتر باشد و ولتاژ موج دار کمتری برای منابع تغذیه ضربانی است. در مهندسی، زمانی که ثابت زمانی RC شرایط زیر را برآورده می‌کند، می‌تواند نیازهای ریپل را برآورده کند: τ≥5T، T دوره منبع تغذیه ضربان‌دار است و دوره T پس از یکسوسازی تمام موج شبکه 50 هرتز: 10 میلی‌ثانیه است. .

بنابراین از دو فرمول فوق می توان به دست آورد:

R×C≥5T

R مقاومت بار معادل است. C ظرفیت فیلتر است.

نمودار زیر نمودار مدار است:

بنابراین تا زمانی که مقاومت بار معادل محرک موتور بدست آید، ظرفیت مورد نیاز برای خازن فیلتر قابل محاسبه است.

U ولتاژ ورودی درایور موتور است و واحد (V) است.

P قدرت محرک موتور، در (W) است.

R _L مقاومت بار معادل محرک موتور، بر حسب Ω است.

انواع فوق را با هم ترکیب کنید:

با استفاده از فرکانس f به جای دوره T، فرمول محاسبه ظرفیت فیلتر را می توان به صورت زیر بدست آورد:

P توان خروجی نامی درایور موتور، در واحد (W)، مانند P=750W است.

U مقدار مؤثر ولتاژ نامی AC ورودی درایور موتور است و واحد (V) است، مانند برق خانگی U=220V (AC).

f فرکانس منبع تغذیه ضربان دار پس از یکسوسازی است، واحد (Hz) است، مانند برق تک فاز پس از یکسوسازی موج کامل، f = 100Hz.

C ظرفیت خازنی فیلتر ورودی راننده، در واحد (F) است.

به عنوان مثال

فرض کنید درایوری که ما طراحی می کنیم از یک منبع تغذیه تک فاز از شبکه استفاده می کند و طراحی مدار یکسو کننده موج کامل است، می توانیم دریافت کنیم: U = 220V; f=100 هرتز

بازگشت به فرمول محاسبه:

بنابراین، اندازه عددی ظرفیت فیلتر ورودی (واحد uF) تقریباً برابر با اندازه عددی توان نامی درایور (واحد W) است. یعنی اگر توان مورد نیاز درایور 2.2 کیلو وات باشد، مقدار ظرفیت فیلتر 2200uF است. به طور مشابه، اگر ولتاژ ورودی درایور 110 VAC باشد، ظرفیت فیلتر C باید به صورت زیر باشد:

یعنی اگر درایو شما به 300 وات برق نیاز دارد، مقدار ظرفیت فیلتر 1200uF است.

برق سه فاز

از آنجا که فرکانس پالس قدرت برق تک فاز پس از یکسوسازی موج کامل 100 هرتز است. و برای برق سه فاز پس از یکسوسازی کامل موج فرکانس ضربان آن 300 هرتز است. بنابراین، هنگام استفاده از منبع تغذیه سه فاز، ظرفیت خازنی فیلتر ورودی درایور را می توان سه برابر نسبت به برق تک فاز کاهش داد، بنابراین استفاده از منبع تغذیه سه فاز برای موتورهای متوسط ​​و پرقدرت. درایورها می توانند ظرفیت ظرفیت فیلتر ورودی را کاهش دهند، که می تواند حجم خازن را کاهش دهد و فضا را ذخیره کند.

نوسانات شبکه برق

به طور کلی، طراحی انتظار دارد که درایور موتور در محدوده نوسانی معینی از ولتاژ شبکه کار کند (به عنوان مثال 15±%) و قادر به ارائه توان خروجی کامل باشد. در این زمان، زمانی که ظرفیت فیلتر محاسبه می شود، ولتاژ ولتاژ نامی نیست، بلکه کمترین ولتاژ برای کارکرد راننده است. مانند (220V±15%) درایور، محاسبه با 220V، اما (1 15%) *220V، 187V است. علاوه بر این، برای اینکه درایو طراحی شما با اطمینان در نوسانات ولتاژ شبکه کار کند، علاوه بر محاسبه ظرفیت، مقدار ولتاژ مقاومت خازن را نیز در نظر بگیرید.