จะคำนวณความจุของตัวเก็บประจุตัวกรองได้อย่างไร?

เมื่อตัวขับมอเตอร์ได้รับการออกแบบให้ใช้แหล่งจ่ายไฟ AC วงจรที่ออกแบบจะต้องแก้ไขแหล่งจ่ายไฟ AC แล้วจึงกรอง เพื่อสร้างแหล่งจ่ายไฟ DC สำหรับวงจรขับเคลื่อนมอเตอร์ การเลือกตัวเก็บประจุตัวกรองในวงจรจำเป็นต้องพิจารณาหลายแง่มุม: แรงดันไฟฟ้าของตัวเก็บประจุ อุณหภูมิในการทำงาน ความจุ และอื่นๆ

การเลือกความจุของตัวกรองอินพุตเกี่ยวข้องโดยตรงกับแรงดันไฟฟ้าในการขับขี่และกำลังสูงสุดของไดรเวอร์ซึ่งจำเป็นต้องคำนวณ หากความจุความจุนี้น้อยเกินไป คนขับจะทำหน้าที่เป็นแรงขับเคลื่อนที่ไม่เพียงพอ และ ถ้า กำลังการผลิตมีขนาดใหญ่เกินไป จะทำให้ต้นทุนการผลิตเพิ่มขึ้น

ในการใช้งานทางวิศวกรรม มีหลักเกณฑ์ทั่วไปดังนี้: ค่าความจุของตัวกรองเท่ากับค่าของกำลังขับเคลื่อน อย่างไรก็ตาม ควรสังเกตว่านี่มีไว้สำหรับแอปพลิเคชันไดรเวอร์วงจรเรียงกระแสแบบเต็มคลื่น 220V AC เฟสเดียวเท่านั้น และไม่สามารถนำออกจากบริบทได้

ต่อไปนี้ด้วยการคำนวณอย่างง่าย จะแนะนำกระบวนการคำนวณกำลังการผลิต เป็นข้อมูลอ้างอิงเท่านั้น

ก่อนอื่นเริ่มจากตัวเก็บประจุ ความต้านทาน ค่าคงที่เวลา รC τ: τ=R×C

ที่ ใหญ่กว่า τ แรงดันไฟฟ้าที่ปลายทั้งสองของ R มีเสถียรภาพมากขึ้น และแรงดันไฟฟ้ากระเพื่อมน้อยลงสำหรับแหล่งจ่ายไฟแบบพัลซิ่ง ในทางวิศวกรรม เมื่อค่าคงที่เวลา RC ตรงตามเงื่อนไขต่อไปนี้ จะสามารถตอบสนองข้อกำหนดการกระเพื่อมได้: τ≥5T, T คือคาบของแหล่งจ่ายไฟแบบพัลซิ่ง และคาบ T หลังจากการแก้ไขคลื่นเต็มคลื่นของแหล่งจ่ายไฟหลัก 50Hz คือ: 10mS .

ดังนั้นจากสองสูตรข้างต้นจึงสามารถหาได้:

R×C≥5T

R คือความต้านทานโหลดที่เท่ากัน C คือความจุตัวกรอง

แผนภาพต่อไปนี้เป็นแผนภาพวงจร:

ดังนั้นตราบใดที่ได้รับความต้านทานโหลดที่เท่ากันของตัวขับมอเตอร์ ก็สามารถคำนวณความจุที่จำเป็นสำหรับตัวเก็บประจุตัวกรองได้

U คือแรงดันไฟฟ้าขาเข้าของตัวขับมอเตอร์ และมีหน่วยเป็น (V);

P คือกำลังขับเคลื่อนมอเตอร์ ในหน่วย (W)

R _ล คือความต้านทานโหลดที่เท่ากันของตัวขับมอเตอร์ มีหน่วยเป็น Ω

รวมประเภทข้างต้น:

การใช้ความถี่ f แทนช่วงเวลา T สูตรการคำนวณความจุตัวกรองสามารถรับได้ดังนี้:

P คือกำลังเอาท์พุตที่กำหนดของตัวขับมอเตอร์ ในหน่วย (W) เช่น P=750W;

U คือค่าประสิทธิผลของแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับอินพุตที่กำหนดของตัวขับมอเตอร์ และหน่วยคือ (V) เช่น ไฟบ้าน U=220V (AC)

f คือความถี่ของแหล่งจ่ายไฟแบบพัลซิ่งหลังการแก้ไข มีหน่วยเป็น (Hz) เช่น กำลังไฟฟ้าเฟสเดียวหลังจากการแก้ไขคลื่นเต็ม f=100Hz;

C คือความจุความจุของตัวกรองอินพุตไดรเวอร์ในหน่วย (F)

ตัวอย่างเช่น

สมมติว่าไดรเวอร์ที่เราออกแบบใช้แหล่งจ่ายไฟเฟสเดียวจากแหล่งจ่ายไฟหลัก และการออกแบบวงจรเป็นแบบเรียงกระแสแบบเต็มคลื่น เราจะได้: U = 220V; ฉ=100เฮิร์ต

กลับเข้าสู่สูตรการคำนวณ:

ดังนั้น ขนาดตัวเลขของความจุตัวกรองอินพุต (หน่วย uF) จึงเท่ากับขนาดตัวเลขของกำลังไฟพิกัดของไดรเวอร์ (หน่วย W) นั่นคือถ้าพลังงานที่ไดรเวอร์ต้องการคือ 2.2KW ค่าของความจุตัวกรองคือ 2200uF ในทำนองเดียวกัน หากแรงดันไฟฟ้าอินพุตของไดรเวอร์คือ 110VAC ดังนั้นความจุตัวกรอง C ควรเป็น:

เช่น. หากไดรฟ์ของคุณต้องการพลังงาน 300W ค่าความจุตัวกรองคือ 1200uF

ไฟฟ้าสามเฟส

เนื่องจากความถี่การเต้นของพลังงานของไฟฟ้าเฟสเดียวหลังจากการแก้ไขคลื่นเต็มคือ 100Hz; และสำหรับไฟฟ้าสามเฟสหลังการแก้ไขคลื่นเต็ม ความถี่ของการเต้นเป็นจังหวะคือ 300Hz ดังนั้นเมื่อใช้แหล่งจ่ายไฟสามเฟส ความจุความจุของตัวกรองอินพุตของไดรเวอร์จะลดลงสามเท่าของพลังงานเฟสเดียว ดังนั้นการใช้แหล่งจ่ายไฟสามเฟสสำหรับมอเตอร์ขนาดกลางและกำลังสูง ไดรเวอร์สามารถลดความจุของความจุตัวกรองอินพุตซึ่งสามารถลดปริมาตรของตัวเก็บประจุและประหยัดพื้นที่ได้

ความผันผวนของโครงข่ายไฟฟ้า

โดยทั่วไป การออกแบบคาดหวังให้ตัวขับมอเตอร์ทำงานภายในช่วงความผันผวนของแรงดันไฟฟ้ากริด (เช่น ±15%) และสามารถส่งกำลังเอาต์พุตได้เต็มที่ ในเวลานี้ เมื่อคำนวณความจุของตัวกรอง แรงดันไฟฟ้าไม่ใช่แรงดันไฟฟ้าที่กำหนด แต่เป็นแรงดันไฟฟ้าต่ำสุดสำหรับไดรเวอร์ในการทำงาน เช่นไดรเวอร์ (220V±15%) คำนวณด้วย 220V แต่ (1 15%) *220V คือ 187V นอกจากนี้ เพื่อให้การออกแบบของคุณทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือภายใต้ความผันผวนของแรงดันไฟฟ้าของโครงข่าย นอกเหนือจากการคำนวณความจุแล้ว ยังต้องพิจารณาค่าแรงดันไฟฟ้าที่ทนทานของตัวเก็บประจุด้วย