Làm thế nào để tính toán điện dung tụ lọc?

Khi trình điều khiển động cơ được thiết kế để sử dụng nguồn điện xoay chiều, mạch được thiết kế cần chỉnh lưu nguồn điện xoay chiều và sau đó lọc để tạo ra nguồn điện một chiều cho mạch điều khiển động cơ. Việc lựa chọn tụ lọc trong mạch cần xem xét một số khía cạnh: điện áp tụ, nhiệt độ làm việc, công suất, v.v.

Việc lựa chọn điện dung của bộ lọc đầu vào liên quan trực tiếp đến điện áp truyền động và công suất tối đa của trình điều khiển, cần phải tính toán. Nếu công suất điện dung này quá nhỏ thì bộ điều khiển sẽ hoạt động như một lực dẫn động không đủ. Và nếu như công suất quá lớn sẽ làm tăng chi phí sản xuất.

Trong các ứng dụng kỹ thuật, có một quy tắc chung như sau: giá trị của điện dung bộ lọc bằng giá trị của công suất truyền động. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng điều này chỉ dành cho các ứng dụng trình điều khiển chỉnh lưu toàn sóng AC 220V một pha và không thể đưa ra khỏi ngữ cảnh.

Phần sau đây thông qua một phép tính toán đơn giản, giới thiệu quy trình tính toán công suất, chỉ mang tính chất tham khảo.

Trước hết, bắt đầu từ tụ điện, điện trở RC hằng số thời gian τ: τ=R×C

các lớn hơn τ, điện áp ở cả hai đầu của R càng ổn định và điện áp gợn sóng đối với nguồn điện xung càng ít. Trong kỹ thuật, khi hằng số thời gian RC đáp ứng các điều kiện sau thì có thể đáp ứng yêu cầu gợn sóng: τ ≥5T, T là chu kỳ của nguồn điện xung và chu kỳ T sau khi chỉnh lưu toàn sóng của nguồn điện 50Hz là: 10mS .

Do đó, từ hai công thức trên có thể thu được:

R × C ≥ 5T

R là khả năng chịu tải tương đương; C là điện dung của bộ lọc.

Sơ đồ sau đây là sơ đồ mạch:

Do đó, chỉ cần đạt được điện trở tải tương đương của bộ điều khiển động cơ thì có thể tính được công suất cần thiết cho tụ lọc.

U là điện áp đầu vào của bộ điều khiển động cơ và đơn vị là (V);

P là công suất truyền động động cơ, tính bằng (W);

R _L là điện trở tải tương đương của bộ dẫn động động cơ, tính bằng Ω.

Kết hợp các loại trên:

Sử dụng tần số f thay cho chu kỳ T, công thức tính điện dung của bộ lọc có thể thu được như sau:

P là công suất đầu ra định mức của bộ điều khiển động cơ, tính bằng đơn vị (W), chẳng hạn như P=750W;

U là giá trị hiệu dụng của điện áp xoay chiều đầu vào định mức của bộ điều khiển động cơ và đơn vị là (V), chẳng hạn như nguồn điện sinh hoạt U=220V (AC);

f là tần số của nguồn điện xung sau khi chỉnh lưu, đơn vị là (Hz), chẳng hạn như công suất một pha sau khi chỉnh lưu toàn sóng, f=100Hz;

C là công suất điện dung của bộ lọc đầu vào trình điều khiển, tính bằng đơn vị (F).

Ví dụ

Giả sử trình điều khiển chúng ta thiết kế sử dụng nguồn điện một pha từ nguồn điện lưới và thiết kế mạch là chỉnh lưu toàn sóng, chúng ta có: U = 220V; f=100Hz

Trở lại công thức tính:

Do đó, kích thước bằng số của điện dung bộ lọc đầu vào (đơn vị uF) gần bằng kích thước bằng số của công suất định mức của trình điều khiển (đơn vị W). Tức là nếu công suất mà trình điều khiển yêu cầu là 2,2KW thì giá trị của điện dung bộ lọc là 2200uF. Tương tự, nếu điện áp đầu vào của trình điều khiển là 110VAC thì điện dung của bộ lọc C sẽ là:

tức là nếu ổ đĩa của bạn yêu cầu nguồn điện 300W thì giá trị điện dung của bộ lọc là 1200uF.

Nguồn điện ba pha

Vì tần số xung điện của điện một pha sau khi chỉnh lưu toàn sóng là 100Hz; Và đối với điện ba pha sau khi chỉnh lưu toàn sóng, tần số xung của nó là 300Hz. Vì vậy, khi sử dụng nguồn điện ba pha, công suất điện dung lọc đầu vào của bộ điều khiển có thể giảm đi ba lần so với nguồn điện một pha, do đó việc sử dụng nguồn điện ba pha cho động cơ công suất trung bình và cao trình điều khiển có thể giảm công suất của điện dung bộ lọc đầu vào, điều này có thể giảm âm lượng của tụ điện và tiết kiệm không gian.

Biến động lưới điện

Nói chung, thiết kế mong muốn bộ điều khiển động cơ hoạt động trong phạm vi dao động nhất định của điện áp lưới (ví dụ: ± 15%) và có thể cung cấp toàn bộ công suất đầu ra. Lúc này, khi tính toán điện dung của bộ lọc, điện áp không phải là điện áp định mức mà là điện áp thấp nhất để bộ điều khiển làm việc. Chẳng hạn như trình điều khiển (220V±15%), tính toán với 220V, nhưng (1 15%) *220V, là 187V. Ngoài ra, để biến tần thiết kế của bạn hoạt động tin cậy trong điều kiện dao động điện áp của lưới điện, ngoài việc tính toán công suất còn phải xem xét giá trị điện áp chịu đựng của tụ điện.