目錄如下：
01. 說明介紹
02. 紋波電壓
03. 紋波電流
04. 計算示例
05. 影響分析
參考文獻
01.說明介紹
通常認為，在不考慮成本和輸入功率因數(shù)的前提下，母線電容的容值越大越好，這樣有利于減小電壓脈動，提高供電質(zhì)量，并聯(lián)電容越多，電容的等效串聯(lián)電阻越小，允許通過的紋波電流越大。然而，整流濾波電容越大，輸入電流導通角變小，在同樣的輸出功率下，電容流過的紋波電流有效值反而會增大，而紋波電流是造成損耗、引起電容發(fā)熱的根本原因，母線電容的損耗與紋波電流有效值的平方與母線電容ESR的乘積成正比，所以容值的增加不一定會減小電容損耗。
母線電容作用：
- 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；
- 提供逆變器開關(guān)工作的輸入電流；
- 減小開關(guān)頻率的電流諧波進入電網(wǎng)；
- 吸收急停狀態(tài)時所有功率開關(guān)器件關(guān)斷下的電機去磁能量；
- 提供瞬時峰值功率；
- 保護逆變器免受電網(wǎng)瞬時峰值沖擊；
02. 紋波電壓
母線電容電壓的紋波電壓一般取5%左右，與之前寫的母線電容選型-車用電機控制器紋波電壓取值一樣。
03. 紋波電流
Ir為整流橋端的電流，Ic為流過母線電容的電流，通常為交流分量，I供給逆變器的電流；也就是交流端分別給直流母線電容和逆變器提供能量。
對于逆變器帶異步電動機負載時，一般負載電機的功率因數(shù)約為0.85左右，則最大的直流母線電容紋波電流為逆變器輸出電流有效值的0.6202，對應調(diào)制比為0.63；對于永磁同步電機負載，負載電機的功率因數(shù)近似為1，則最大的直流母線電容紋波電流為逆變器輸出電流有效值的0.707。
計算公式如下：
I.o_rms逆變器輸出有效值電流
m調(diào)制比
cos(φ)功率因數(shù)
a直流母線電壓脈動率，一般選擇5%
C.min最小母線電容，或根據(jù)你實際使用的電容量進行計算
U.rms額定交流輸入電壓
f.r交流整流后的電壓頻率，在工頻條件下，3相整流為300Hz
t.c母線電容充電時間
t.dc母線電容放電時間
從這個公式可知，直流母線電容的紋波電流與變頻器輸入電壓、頻率、輸出電流、負載功率因數(shù)、PWM調(diào)制比、電容量、直流母線電壓脈動率等因素有關(guān)。
04. 計算示例
這里計算的是總母線電容容量，實際在高壓情況下為2電容串聯(lián)、3電容串聯(lián)，因此單個電容量需要分別乘以2、3。
05. 影響分析
測試電路
a. 電容容量對紋波電流的影響
比較的電容容量分別為3000uF、4700uF、6800uF、10000uF，對比它們之間的紋波電流差異
具體數(shù)值如下：
從以上數(shù)據(jù)可以看出，母線電容的電容量大小對有效值電流、最小電流沒有影響，對最大電流有一些影響，可能是采樣誤差的原因。
母線電容的大小主要還是對直流母線紋波電壓的影響比較大，如下圖所示：
b. 交流頻率對紋波電流的影響
比較交流輸入50Hz與60Hz對紋波電流的影響
測試數(shù)據(jù)如下：
交流輸入頻率對紋波電流基本沒有什么影響。
再看一下對直流母線電壓的波形
兩者除了母線紋波電壓的頻率差異外，穩(wěn)態(tài)幅值基本一致，沒有影響。
參考文獻
- 逆變電源母線電容紋波電流與容值優(yōu)化研究