变频器滤波电路的类型、浪涌保护与均压措施

2017-06-04 72 0

滤波电路用于对整流电路输出的波动较大的电压或电流进行平滑,为逆变电路提供波动小的直流电压或电流。滤波可采用大电容滤波或大电感(电抗)滤波:采用大电容滤波的电路为逆变电路提供稳定的直流电压,称电压型变频器;采用大电感滤波的电路提供稳定的直流电流,称电流型变频器。

1. 电容滤波电路

(1)电容滤波电路。如图4-6 所示,采用容量很大的电容作为滤波元件。工频电源经三相整流电路对滤波电容 C 充电,充至上正下负的直流电压 Ud,再向后级放电,如此循环。充电时电容电压上升、放电时下降,电压存在波动;电容容量越大,Ud 波动越小、滤波效果越好。

图4-6 电容滤波电路

(2)浪涌保护电路。采用电容滤波的变频器在接通电源前电容两端电压为 0,合闸瞬间会产生很大浪涌电流经整流器件对电容充电,易烧坏整流器件。常用浪涌保护电路如图4-7 所示。

图4-7(a) 采用电感浪涌保护:合闸瞬间流过电感 L 的电流突增,L 产生左正右负电动势阻碍电流,使经二极管并绕 L 对电容充电的电流不会很大,保护整流二极管;电容充得较高电压后流过 L 的电流减小,L 近似导线。

图4-7(b) 采用限流电阻浪涌保护:合闸时开关 S 断开,整流电路经限流电阻 R 对电容 C 充电,靠 R 的阻碍限制充电电流,保护整流二极管。图中 S 一般由晶闸管取代,通电初期使其关断(相当于开关断开),电容充得较高电压后使其导通(相当于开关闭合),电路正常投入。

图4-7(c) 采用保护电容浪涌保护:保护电容与整流二极管并联,合闸时输入电流除流经二极管外还分流给保护电容充电,减小通过整流二极管的电流;保护电容充电结束后滤波电容 C 已充得较高电压,电流仅流过整流二极管,电路正常投入。

图4-7 几种常用的浪涌保护电路

(3)均压电路。滤波电容要求容量大、耐压高,单个电容不满足时可采用多电容并联增容或串联增压。电容串联后总容量减小,但每个串联电容两端承受的电压与容量成反比(U1/U2=C2/C1),容量小的电容承受更高电压。图4-8 采用两个电容 C1、C2 串联来提高总耐压:要求两电容容量相同,使各自承受电压相等,总耐压为二者耐压之和,如各 250 V 的电容串联后可承受 500 V。由于电容容量存在离散性,同型号同容量的电容容量也可能不同,串联后容量小的承受电压高、易被击穿,击穿短路后另一只承受全部电压也会击穿。为避免此情况,常在两电容两端各并联阻值相同的均压电阻,使容量不同的电容两端电压相同。

图4-8 均压电路

图4-8 中 R1、R2 即均压电阻,阻值相同且分别并联于电容两端:容量小的电容电压偏高时经并联电阻放电降低电压,使两电容两端电压保持一致。

2. 电感滤波电路

图4-9 电感滤波电路

电感滤波如图4-9 所示,采用电感量很大的电感 L 作为滤波元件。工频电源经三相整流后电流流过 L:电流增大时 L 产生左正右负电动势阻碍电流增大,使电流缓慢上升;电流减小时 L 产生左负右正电动势,其感应电流与整流电流一起送往后级,使后级电流缓慢减小。因而在电感作用下,整流送往逆变电路的电流变化很小。

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