变频器中整流滤波电解电容器的作用
变频器结构及工作原理
变频器结构及工作原理引言：随着现代工业的发展，越来越多的机械设备需要实现电机的调速控制。
而变频器作为一种常见的电机调速方案，被广泛应用于各行各业。
本文将介绍变频器的结构及其工作原理。
一、变频器的结构变频器是由多个模块组成的复杂电子装置。
其主要结构包括：整流器、滤波器、逆变器、控制电路和电源。
1. 整流器整流器是将交流电转换为直流电的部分。
在变频器中，通常采用整流器将供电网络中的交流电转换为直流电，并提供给逆变器模块使用。
2. 滤波器滤波器主要用于过滤整流后的直流电，降低其纹波电压，保证逆变器模块正常工作。
常用的滤波器有电解电容滤波器和电感滤波器。
3. 逆变器逆变器是变频器中最重要的模块之一，其功能是将直流电转换为交流电。
逆变器通过控制开关管的导通和截止，来产生不同频率、不同幅值的交流电供电给电机。
4. 控制电路控制电路是变频器中的大脑，负责接收用户输入的指令，对逆变器进行精确的控制。
控制电路通常采用微处理器作为控制核心，通过运算和控制算法实现对逆变器的精确控制。
5. 电源电源模块主要为整个变频器提供电源能量，保证变频器的正常运行。
电源模块通常输入交流电，并通过整流器和滤波器将其转换为直流电供其他模块使用。
二、变频器的工作原理变频器主要基于PWM技术实现电机调速。
其工作原理可以分为以下几个步骤：1. 输入信号处理变频器接收用户输入的调速指令，并经过处理后，转换为数字信号。
通常，用户通过面板或者外部接口输入频率、电流等调速指令。
2. 控制算法运算变频器的控制电路根据用户的输入信号，结合内部预设的控制算法进行运算。
运算结果会被转换为控制逆变器的PWM信号。
3. PWM信号生成控制电路用于生成PWM（脉冲宽度调制）信号，根据算法计算的结果控制开关管的导通和截止，调整逆变器输出的合适频率和幅值。
4. 逆变器输出逆变器根据PWM信号的控制，将直流电转换为特定频率、幅值的交流电。
这样，通过调整PWM信号的频率和幅值，就可以实现对电机的精确调速控制。
变频器直流母线电容纹波电流计算方法
变频器直流母线电容纹波电流计算方法各类电动机是我们发电量的主要消耗设备，而变频器作为电动机的驱动装置成为当前“节能减排”的主力设备之一。
它一方面可以起到节约能源消耗的作用，另一方面也可以实现对原有生产或处理工艺过程的优化。
目前应用最多也最广的是交-直-交电压型变频器，即中间存在直流储能滤波环节，一般采用大容量电解电容器实现此功能。
使用电解电容器的作用主要有以下几个：（1）补偿以电源频率两倍或六倍变化的逆变器所需功率与整流桥输出功率之差；（2）提供逆变器开关频率的输入电流；（3）减小开关频率的电流谐波进入电网；（4）吸收急停状态时所有功率开关器件关断下的电机去磁能量；（5）提供瞬时峰值功率；（6）保护逆变器免受电网瞬时峰值冲击。
电解电容器设计选型所需要考虑的主要因素有以下几个：电容器的电压、电容器量、电容器的纹波电流、电容器的温升与散热、电容器的寿命等等。
这些因素对变频器满足要求的平均无故障时间（mtbf）十分重要。
然而电解电容器的纹波电流的计算如何能明确给出计算依据，这是本文所要解决的问题。
直流母线电容纹波电流的计算纹波电流指的是流过电解电容器的交流电流，它使得电解电容器发热。
纹波电流额定值的确定方法是在额定工作温度下规定一个允许的温升值，在此条件下电容器符合规定的使用寿命要求。
当工作温度小于额定温度时，额定纹波电流可以加大。
但过大的纹波电流会大大缩短电容器的耐久性，当纹波电流超过额定值，纹波电流所引起的内部发热每升高5℃，电容器器的寿命将减少50%。
因此当要求电容器器具有长寿命性能时，控制与降低纹波电流尤其重要。
但在实际设计过程中，电解电容器的纹波电流由于受变频器输入输出各物理量变化以及控制方式等的影响很难直接计算得到，一般多采用根据实际经验估算大小，如每μf电容器要求20ma纹波电流之类的经验值，或者通过计算机仿真来估算[3～6]。
本文根据对变频器电路拓扑与开关调制方式的分析，并借鉴已有文献资料，归纳出一个直接的计算电解电容器纹波电流的方法，供大家参考。
实用干货：详解变频器的主要元器件性能及作用
实用干货：详解变频器的主要元器件性能及作用变频器主回路主要由三大部分组成：整流部分、滤波部分、逆变部分。
整流部分将输入给变频器的三相交流电整流成直流电，再经过电解电容进行滤波，转化成比较平稳的直流电压，经过逆变部分把直流电压转变成交流电供给电动机。
变频器主要元器件的性能及作用：1、压敏电阻压敏电阻具有通流容量大，电压范围宽，响应时间短，抑制浪涌电压。
主要用于各种设备过压保护，以及大气过压保护，即防雷压敏电阻，压敏电压（浪涌电压）为820V。
用在变频器中主要防止高的电压串入到变频器的输入端。
当输入电压小于820V时压敏电阻相当于断路，当电压大于820V时就相当于短路状态，压敏电压范围为：738~902V。
2、Y电容Y电容由三个电容连接在一起与地线连接，另一端分别接在三相输入端。
Y电容具有很强的抗大电流、高电压冲击的特性，在变频器的输入端主要用于抗电磁干扰，抑制高次谐波。
3、三相全波整流桥三相全波整流桥的主要是把三相交流电整流成直流电，输入三相交流电压380V，输出直流电压513~537V。
4、限流电阻变频器通电之后给滤波电容充电，限流电阻限制其充电电流，防止过大的冲击电流导致三相整流桥损坏。
变频器常用的限流电阻有：150Ω 20W、40Ω 60W、20Ω 80W、10Ω 100W、4Ω 250W。
5、电解电容滤波器电解电容在变频器直流侧起滤波作用，通常是由若干个电容器串联和并联构成电容器组，以得到所需要的耐压值和容量。
额定电压：400V DC~500V DC；温度范围：-40°C~85°C；电容误差：±20%；电解电容的使用寿命与环境温度有关，环境温度为30°C时使用寿命为xx年，环境温度为50°C时使用寿命只有2.5年。
6、均压电阻电解电容器的耐压值只能做到500V，而三相380V电源电压经过全波整流后得到的峰值电压为537V。
所以滤波电容器只能由两个（两组）电解电容器串联而成。
电工维修技师论文-变频器的安装与维护
1变频器的安装与维护现代电力电子技术、计算机技术以及自动控制技术已在迅速发展，电气传动技术正面临一场历史性的革命。
交流传动逐渐成为电气传动的主流，异步电动机调速系统中，效率最高、性能最好的是变频调速系统。
性能最好的是变频调速系统。
变频器的出现，使得复杂的调速控制简单化，用变频器和交流鼠笼式感应电动机组合替代了大部分原先只能用直流电机完成的工作，缩小了体积，降低了维修率。
受益于节能减排、绿色新政，作为节能的重要设备，变频器产业的潜力非常巨大，是未来战略性产业之一。
因此保障变频器可靠运行，有效降低故障停机时间，保证企业生产效率。
变频器的安装与维护将起到重要的作用。
与维护将起到重要的作用。
1.1变频器的安装1.1.1安装环境1、变频器不易安装在震动的地方，振动加速度多被限制在0.30.3～～0.6G 以下。
以下。
因为变频器里面的主回路连接螺丝容易松动，有不少变频器谅是因为这样而损坏的。
损坏的。
2、安装场所的周围温度不能超过安装场所的周围温度不能超过（（-10-10℃至℃至℃至+40+40+40℃）℃）。
因为电解电容的环境温度每升高10度，寿命近似减半，而两个大的整流滤波电解电容，是变频器的核心重要组成部件；还会对变频器内部IGBT 模块的散热性能产生很大的影响，从而影响变频器的寿命。
响，从而影响变频器的寿命。
3、空气相对湿度≤、空气相对湿度≤90%90%90%，无凝露，避免变频器在太阳下直晒。
，无凝露，避免变频器在太阳下直晒。
，无凝露，避免变频器在太阳下直晒。
4、变频器要安装在清洁的场所。
不要在有油性、酸性的气体、雾气、灰尘、辐射区的环境使用变频器。
辐射区的环境使用变频器。
5、变频器背面要使用耐温材料。
变频器背面是散热片，温度会很高。
、变频器背面要使用耐温材料。
变频器背面是散热片，温度会很高。
6、安装在控制柜内时，可在柜内安装换气扇。
防止柜内温度超过额定值。
1.1.2安装要求1、变频器只能垂直并列安装，变频器只能垂直并列安装，上下间隙≥上下间隙≥上下间隙≥100mm 100mm 100mm。
变频器工作原理与结构图文详解—变频器的功能作用分析
变频器工作原理与结构图文详解—变频器的功能作用分析变频器变频器（Variable-frequency Drive，VFD）是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。
变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、逆变（直流变交流）、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。
变频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率，根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压，进而达到节能、调速的目的，另外，变频器还有很多的保护功能，如过流、过压、过载保护等等。
随着工业自动化程度的不断提高，变频器也得到了非常广泛的应用。
变频器基本组成变频器通常分为4部分：整流单元、高容量电容、逆变器和控制器。
整流单元：将工作频率固定的交流电转换为直流电。
高容量电容：存储转换后的电能。
逆变器：由大功率开关晶体管阵列组成电子开关，将直流电转化成不同频率、宽度、幅度的方波。
控制器：按设定的程序工作，控制输出方波的幅度与脉宽，使叠加为近似正弦波的交流电，驱动交流电动机。
变频器的结构与原理图解变频器的发展也同样要经历一个徐徐渐进的过程，最初的变频器并不是采用这种交直交：交流变直流而后再变交流这种拓扑，而是直接交交，无中间直流环节。
这种变频器叫交交变频器，目前这种变频器在超大功率、低速调速有应用。
其输出频率范围为：0-17（1/2－1/3 输入电压频率），所以不能满足许多应用的要求，而且当时没有IGBT，只有SCR，所以应用范围有限。
变频器其工作原理是将三相工频电源经过几组相控开关控制直接产生所需要变压变频电源，其优点是效率高，能量可以方便返回电网，其最大的缺点输出的最高频率必须小于输入电源频率1/3或1/2，否则输出波形太差，电机产生抖动，不能工作。
故交交变频器至今局限低转速调速场合，因而大大限制了它的使用范围。
变频器电路结构框架图矩阵式变频器是一种交交直接变频器，由9个直接接于三相输入和输出之间的开关阵组成。
变频器和滤波电容并联电阻的作用
变频器和滤波电容并联电阻的作用
迄今为止，一般电解电容器的耐压只能做到450 V。
而三相380 V的电源电压经全波整流后，直流电压的峰值为537 V，平均值也有513 V。
因此，滤波电容器只能由两个(或两组)电解电容器串联而成。
为了增大电容量，改善滤波效果，变频器内总是先将若干个电解电容器并联成一组，然后再将两组电容器(Cf1和Cf2)串联起来，如图所示。
但由于每个电容器的电容量不可能绝对相同，尤其是电解电容器，其电容量的离散性较大，若干个并联以后，两组电容器的电容量之间的差异是比较明显的。
串联以后，两个电容器组上的电压分配必将是不均衡的。
这将导致两组电容器寿命的不一致。
解决电压不均衡的方法便是在两个电容器组的两端分别并联电阻值相等的均压电阻Rc1和Rc2，如图所示。
均压的原理如下：
这将导致：IC2>Ic1
就是说，Cf2上的充电电流较大，从而使Ud2有所提高，使Ud1和Ud2趋于均衡。
以上各式中：
Cf1、Cf2：分别是两个电容器组的电容量，μ F；Ud1、Ud2：分别是两个电容器组两端的电压，V；Ic1、Ic2：分别是两个电容器组的充电电流，A。
由于电阻的阻值容易做得比较准确，从而保证了均压效果。
变频器内部元件的作用
电容C1：是吸收电容，整流电路输出是脉动的直流电压，必须加以滤波，变压器是一种常见的电气设备，可用来把某种数值的交变电压变换为同频率的另一数值的交变电压，也可以改变交流电的数值及变换阻抗或改变相位。
压敏电阻：有三个作用，一过电压保护，二耐雷击要求，三安规测试需要。
热敏电阻：过热保护霍尔：安装在UVW的其中二相，用于检测输出电流值。
选用时额定电流约为电机额定电流的2倍左右。
充电电阻：作用是防止开机上电瞬间电容对地短路，烧坏储能电容开机前电容二端的电压为0V;所以在上电（开机）的瞬间电容对地为短路状态。
如果不加充电电阻在整流桥与电解电容之间，则相当于380V电源直接对地短路，瞬间整流桥通过无穷大的电流导致整流桥炸掉。
一般而言变频器的功率越大，充电电阻越小。
充电电阻的选择范围一般为：10-300Ω。
储能电容：又叫电解电容，在充电电路中主要作用为储能和滤波。
PN端的电压电压工作范围一般在430VDC～700VDC 之间，而一般的高压电容都在400VDC左右，为了满足耐压需要就必须是二个400VDC的电容串起来作800VDC。
容量选择≥60uf/A均压电阻：防止由于储能电容电压的不均烧坏储能电容;因为二个电解电容不可能做成完全一致，这样每个电容上所承受的电压就可能不同，承受电压高的发热严重（电容里面有等效串联电阻）或超过耐压值而损坏。
C2电容：吸收电容，主要作用为吸收IGBT的过流与过压能量。
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变频器基础知识
变频器基础知识变频器是一种用于改变交流电频率的电子设备，也被称为变频调速器或电机调速器。
其主要作用是将来自电源的交流电转换为所需的频率和电压以驱动电机运行。
变频器在工业生产和日常生活中起着重要作用，本文将介绍变频器的基础知识。
一、变频器的工作原理变频器通过将交流电转换为直流电，再将直流电转换为所需的频率和电压信号来控制电机运行。
其基本构成由整流器、滤波器、逆变器和控制电路组成。
首先，交流电通过整流器将交流电转换为直流电。
然后通过滤波器去除电流中的谐波和干扰，使电流更加稳定。
接下来，逆变器将直流电转换为所需的交流电频率和电压信号。
最后，控制电路根据设定的参数来调整逆变器的输出信号，以实现电机的精确控制。
二、变频器的优势和应用领域1. 节能降耗：变频器可以根据实际负载条件智能调整电机的转速和运行状态，实现节能降耗的效果。
通过减少机械设备的启停次数和降低设备的运行速度，可以降低电机的能耗，并减少电机的磨损和故障率，延长设备的使用寿命。
2. 调速控制：变频器具有精确的调速控制能力，可以根据实际需要灵活地调整电机的转速和运行方式。
无论是低速运行、中速运行还是高速运行，变频器都可以满足不同的工业生产和设备驱动需求。
3. 软启动和平稳运行：变频器具有软启动功能，可以使电机在启动过程中渐进加速，避免了电机启动时的冲击和压力。
此外，变频器可以实现电机的平稳运行，减小了机械设备的振动和噪音。
4. 提高生产效率：变频器可以根据工艺要求和实际需要调整电机的转速，从而实现生产过程的精确控制。
例如，在纺织、化工、食品等行业，通过合理地调整电机的转速和材料的输送速度，可以提高生产效率并减少产品质量缺陷。
变频器广泛应用于各个领域，如冶金、化工、食品、建筑、纺织、电力等。
无论是驱动机械设备，还是控制生产过程，都可以借助变频器来实现需要的电机调速和精确控制。
三、变频器的选型和安装注意事项1. 负载特性：在选择变频器时，需要考虑电机的负载特性和工作环境。
6SE7硬件详解
前言：本文档资料适用于6SE70装机装柜型变频器，里面详细阐述了6SE70装置内部硬件的拆装，作用，好坏判断等，图文并茂。
值得注意的是鉴于每台装置的型号版本各有不同，可能内部元件的某些引脚编号不同，但这里只以一种型号进行说明，观者举一反三，结合原理图，根据自己装置的实际情况加以分析。
一，电解电容电解电容位于变频器最外层，卸下固定的三根螺丝可将其整组拆下，拆前先将电容组的连线插头分开。
电解电容的作用：逆变器的负载属感性负载的异步电动机，无论异步电动机处于电动或发电状态，在直流滤波电路和异步电动机之间，总会有无功功率的交换，这种无功能量要靠直流中间电路的储能元件来缓冲。
同时，三相整流桥输出的电压和电流属直流脉冲电压和电流。
为了减小直流电压和电流的波动，直流滤波电路起到对整流电路的输出进行滤波的作用。
通用变频器直流滤波电路的大容量铝电解电容，通常是由若干个电容器串联和并联构成电容器组，以得到所需的耐压值和容量。
电容组的容量计算：对于并联电容组，C=C1+C2+C3+C4。
对于串联电容组容量1/c=1/c1+1/c2+1/c3。
电容组电容采用先并再串。
一般选择经验为C≥60uF / A 。
例如，一台15KW 的变频器额定电流为30A，需要的电容容量为≥60uF / A ×30 A 即至少为1800uF，所以一般选择4 个2200uF（二并二串）或者2 个4700uF 的电容（二串联）。
判断方法：判断电解电容的好坏一般采用万用表的电阻档进行测量。
具体方法为：将电容两管脚短路进行放电，用万用表的黑表笔接电解电容的正极。
红表笔接负极(对指针式万用表，用数字式万用表测量时表笔互调)，正常时表应先向电阻小的方向摆动，然后逐渐返回直至无穷大处。
表针的摆动幅度越大或返回的速度越慢，说明电容的容量越大，反之则说明电容的容量越小。
如表针指在中间某处不再变化，说明此电容漏电，如电阻指示值很小或为零，则表明此电容已击穿短路。
变频器中整流滤波电解电容器的作用
变频器中整流滤波电解电容器的作用
电解电容器作为变频器/逆变器的整流滤波电容器，一般认为：电解电容器的最主要的参数是额定电压、电容量，通常采用电解电容器作为整流滤波电容器，这种思想是受常规电子技术的单相整流电路的影响。在三相整流电路中，每个电源周期共有6个波头，如采用电容器滤波，则每个波头仅1/3的时间是整流器导通向输出供电，剩下的2/3的时间，输出功率就只能靠电容器提供，这个时间约为电源周期的1/9，即2.22mS。以输出功率为30kW的变频器，滤波电容器通常采用3300μF/400V电解电容器两串两并。在这种负载条件下的整流输出的平均值电流约为50A。在整流器不工作的2.2mS的时间内，滤波电容器由于放电造成的电压下降为33~35V，是600V整流输出平均电压的0.055，如考虑电解电容器的等效串联电阻约为68mΩ，50A纹波电流下的ESR电压降将达到3.5V，这时的纹波电压幅值将超过6%，约为没有电容器滤波时的一半，表明整流输出滤波电容器实际上不是用来滤波的，而是用来吸收来自整流器和逆变器的纹波电流。
变频器主流母线中的纹波电流的产生主要有两个方面：工频整流滤波的纹波电流，举例来说对于3相380V直接整流来说，每千瓦输出大约需要滤波电容器流过6A以上的纹波电流，对于一个30千瓦的变频器，滤波电容器需要滤掉90A甚至更高的纹波电流，当然这个纹波电流可与通过在整流器与滤波电容器之间接一个电抗器来大大减小。但是产生纹波电流的另一个源（逆变器产生的纹波电流）却绝对不能采用串入电抗器解决；产生纹波电流的另一个原因就是逆变器工作时产生的输出频率下的纹波电流和开关频率下的纹波电流，逆变器输出频率的纹波电流以逆变器驱动感应电动机为例，要产生很高幅值的开关频率下的纹波电流，第二种纹波电流是所有变频器/逆变器无法自身消除掉的，只能利用滤波电容器来吸收，如变频器驱动30kW的感应电机时，变频器的直流母线上至少要产生60A的纹波电流！这个滤波电流将在滤波电容器的ESR中产生明显的功率损耗。由于成本的限制，直到现在，没有一个变频器生产厂家将滤波用铝电解电容器的纹波电流限制在电解电容器的额定纹波电流以下，因此对于需要较长的应用寿命应用领域下的变频器/逆变器采用电解电容器作为滤波电容器将不得不定期更换滤波电容器，而在不能定期更换滤波电容器的场合下，只能是定期的报废变频器/逆变器，这样既不利于确流滤波电容器的作用实际上更倾向于吸收逆变器产生的纹波电流，抑制逆变器中的开关管的开关过程而产生的过冲电压。降低直流母线阻抗。
整流电路和滤波电路的作用
整流电路和滤波电路的作用
整流电路和滤波电路在电子设备中各自扮演着重要的角色。
整流电路的主要作用是将交流电（AC）转换为单向脉动性直流电（DC），这是通过利用二极管的单向导电性实现的。
整流电路通常由整流二极管组成，它可以是半波整流、全波整流或桥式整流，这取决于具体的应用需求。
整流后的电压虽然方向不再改变，但大小仍然随时间变化，属于脉动直流电。
滤波电路则接在整流电路之后，它的作用是滤除单向脉动电压中的交流分量，使输出电压更接近理想的直流电压。
滤波电路通常由电容、电感等储能元件组成，利用它们两端的电压不能突变的特性，使得脉动直流电变得平滑。
电容滤波和电感滤波是两种常见的滤波方式，它们的选择取决于负载电流的大小和电路的需求。
总的来说，整流电路和滤波电路是电子设备中电源电路的重要组成部分，它们共同工作以提供稳定、平滑的直流电源，以满足电子设备的正常工作需求。
变频器中整流滤波电解电容器的作用
变频器中整流滤波电解电容器的作用
变频器的功率放大器基本上是由两个模式构成的，一个是MOSFET
（金属氧化物半导体场效应晶体管）模式，另一个是IGBT（可控硅模式）模式。
在IGBT模式中，从整流模块的输出端引出电流，进入功率放大器
的输入端，经过MOSFET或IGBT的放大后，再驱动输出电路的电机。
在变频器的功率放大器中，当交流电流从整流模块引出时，由于MOSFET或IGBT的驱动电路中存在一定的频率，会使得输出电流从正弦波
变成了多普勒波(MIMO)，如果这时不进行过滤，多普勒失真波会妨碍机器
的正常工作，产生噪声。
整流滤波电解电容器就是用来解决MIMO失真波问题的，它的作用是
通过放大MIMO失真波中的峰值，在峰值之间形成滤波，从而将多普勒失
真波变为正弦波。
另外，电解电容器中的电荷静止时间可以限制交流电流
的频率，降低谐波，滤除电压谐波，从而改善系统的电源质量和功率波形，保护电机及其他电子元件不受损坏。
如果没有了整流滤波电解电容器，机器将不能正常工作，因为多普勒
波存在的交流电流将不断地损害变频器中的元件。
变频器中整流滤波电解电容器的作用
变频器中整流滤波电解电容器的作用在变频器中，整流滤波电解电容器是非常重要的组成部分。
它在整个变频器电路中承担着重要的作用。
首先，整流滤波电解电容器用于对输入电压进行整流和平滑处理。
在变频器电路中，输入电压通常是交流电压，而变频器需要将其转换为直流电压以供电路稳定工作。
通过使用整流滤波电容器，可以将交流电转换为直流电，并消除电压的纹波。
其次，整流滤波电解电容器能够提供电流的平稳输出。
在变频器中，输出电压和电流需要保持稳定和平滑，以提供可靠的电能。
整流滤波电容器能够吸收电路中的突变电流，并根据需要释放电荷，确保电能供应的平稳性和持续性。
此外，整流滤波电解电容器还有助于保护其他电子元件，如发电机和逆变器等。
在变频器电路中，电容器可以作为缓冲器，吸收电路中的突变电压和电流，从而保护其他电子元件免受过电压或过电流的损害。
另一个重要的作用是对输入电源进行滤波。
变频器通常会引入噪声和干扰，这些都会对电路的正常运行产生负面影响。
整流滤波电容器可以滤除这些噪声和干扰，从而提供干净、稳定的电源供应，确保变频器的正常运行。
此外，整流滤波电容器还可以帮助改善变频器的功率因数。
功率因数是电路中有用功率和视在功率之间的比例。
当功率因数低于理想值时，电路的效率会降低，并可能导致功率损失和能源浪费。
通过使用整流滤波电容器，可以改善电路的功率因数，并提高系统的效率和能源利用率。
对于变频器来说，整流滤波电容器的选择和配置也非常重要。
电容器的容值和工作电压需要适配于变频器的工作条件，以确保电容器能够可靠地工作，并提供稳定的电源和滤波效果。
此外，电容器的寿命和温度特性也需要考虑，以提高变频器的可靠性和稳定性。
总之，整流滤波电解电容器在变频器中扮演着重要的角色。
它们用于整流、滤波和平滑化输入电压，提供稳定的电源和电流输出。
此外，它们还可以保护其他电子元件、滤除噪声和干扰、改善功率因数，并提高变频器的效率和可靠性。
因此，选择适当的整流滤波电容器，并正确配置它们，对于变频器的正常运行和性能提升至关重要。
变频器内部主电路详解~
图1中，滤波电容器C1和C2两端各并联了一个电阻，是为了使两只电容器上的电压基本相等，防止电容器在工作中损坏（目前，由于技术的进步，低压（380V）变频器的电解电容大多数可以不需要串联使用了）。
在整流桥和滤波电容器之间接有一个电阻R和一对接触器触点KM，其缘由是：变频器刚接通电源时，滤波电容器上的电压为0V，而电源电压为380V时的整流电压峰值是537V，这样在接通电源的瞬间将有很大的充电冲击电流，有可能损坏整流二极管；另外，端电压为0的滤波电容器会使整流电压瞬间降低至0V，形成对电源网络的干扰。
为了解决上述问题，在整流桥和滤波电容器之间接入一个限流电阻R，可将滤波电容器的充电电流限制在一个允许范围内。
但是，如果限流电阻R始终接在电路内，其电压降将影响变频器的输出电压，也会降低变频器的电能转换效率，因此，滤波电容器充电完毕后，由接触器KM将限流电阻R短接，使之退出运行。
三、主电路的对外连接端子各种变频器主电路的对外连接端子大致相同，如图2所示。
其中，R、S、T 是变频器的电源端子，接至交流三相电源；U、V、W为变频器的输出端子，接至电动机；P+是整流桥输出的+端，出厂时P+端与P端之间用一块截面积足够大的铜片短接，当需要接入直流电抗器DL时，拆去铜片，将DL接在P+和P之间；P、N是滤波后直流电路的+、-端子，可以连接制动单元和制动电阻；PE是接地端子。
图2 主电路对外连接端子四、变频系统的共用直流母线电动机在制动（发电）状态时，变频器从电动机吸收的能量都会保存在变频器直流环节的电解电容中，并导致变频器中的直流母线电压升高。
如果变频器配备制动单元和制动电阻（这两种元件属于选配件），变频器就可以通过短时间接通电阻，使再生电能以热方式消耗掉，称做能耗制动。
当然，采取再生能量回馈方案也可解决变频调速系统的再生能量问题，并可达到节约能源的目的。
而标准通用PWM变频器没有设计使再生能量反馈到三相电源的功能。
高压变频器 薄膜电容 电解电容
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变频器组件及工作原理
打开变频器你会发现里面有以下组件:逆变模块、整流模块、整流桥、控制板、驱动板、主回路板、电源板、分线板、制动电阻、电解电容器、金属膜电容器、电阻器、继电器、接触器、快速熔断器、RS485接口、RS232接口、电流传感器、散热风机、散热器、充电电阻、光耦、温控开关、电源厚膜组件、频率厚膜组件、缺相厚膜组件、快速三极管、主回路端子排、控制回路端子排、接线端子、充电指示灯、压敏电阻等。
变频器在维修中经常要用到上述配件。
除此之外,外部部件还有:制动单元、输入电抗器、输出电抗器、直流电抗器、标准键盘、远控键盘、远控电源、远控电缆、自动控制专用接口板、
RS232/RS485总线适配器、RS232总线分配器、RS232总线电缆、RS485通信电缆、机壳、机箱、机柜、变频器说明书等。
变频器原理介绍
变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频
率的电能控制装置。
我们现在使用的变频器主要采用交—直—交方式(VVVF
变频或矢量控制变频),先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源,然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。
变频器的电路一般由整流、中间直流环节、逆变和控制4个部分组成。
整流部分为三相桥式不可控整流器,逆变部分为IGBT三相桥式逆变器,且输出为PWM波形,中间直流环节为滤波、直流储能和缓冲无功功率。
电解电容在变频器中的作用
电解电容在变频器中的作用首先，电解电容在变频器中用于平衡电源和负载之间的电流波动。
由于电源输入电压的不稳定性以及负载对电流的变化需求，导致电流波动非常大。
为了避免这种电流波动对设备的性能和稳定性产生负面影响，会在变频器的输出端安装电解电容，用于稳定电流并平衡电源和负载之间的波动。
电解电容的大容量和较低的ESR（等效串联电阻）能够提供稳定的电流输出，有助于防止电流波动对设备电源的干扰。
其次，电解电容在变频器中用于节约能量和提高功率因素。
在变频器运行过程中，电机的运转状况不断变化，需要不断改变电流输出来满足不同负载的需求。
这意味着变频器需要在短时间内调整输出电流大小和方向，这种短时间内电流的急剧变化会引起电源端的电流峰值。
电解电容可以吸收峰值电流，并在电流下降时释放储存的能量，有效平滑电流波形。
这样可以减少变频器对电网的冲击，降低电网压降和线路损耗，达到节能的目的。
此外，电解电容还可以提高功率因素，减少无功功率的损耗，提高电气设备的利用率。
另外，电解电容在变频器中还用于滤波和抑制电磁干扰。
变频器工作时，将直流电转换为交流电供电机使用，这会产生较高频率的电流波形。
这些高频电流波形会对电源和负载产生一定的电磁干扰。
电解电容可以起到滤波的作用，通过吸收和储存高频噪声电流，减少电磁干扰对其他设备的影响。
此外，电解电容还可以阻止高频电流回流到电源端，避免对电网和其他设备产生干扰。
因此，电解电容在变频器中的应用可以提高设备的抗干扰能力，保证设备的正常运行。
最后，电解电容在变频器中用于储存能量和实现瞬态响应。
变频器中的电解电容会在供电中断的情况下继续输出电流，以确保设备能够连续工作一段时间，为设备停电前的安全关机提供时间。
在设备功率突然增大或减小的情况下，电解电容可以提供瞬态响应，迅速调整电压和电流输出，保证设备的正常运行。
这对于一些对稳定性要求较高的设备（如电梯、空调等）尤为重要，能够避免设备运行时受到不稳定电流的干扰。
高压变频单元的组成及工作原理
高压变频单元的组成及工作原理高压变频器指的是串联叠加性高压变频器，即通过采用多台单相三电平逆变器串联连接，输出可变频变压的高压交流电。
本文重点介绍下高压变频器有几部分组成，以及高压变频器的工作原理是怎样的。
高压变频器有几部分组成主回路主要由三相或单相整流桥、平滑电容器、滤波电容器、IPM逆变桥、限流电阻、接触器等元件组成。
其中许多常见故障是由电解电容引起。
电解电容的寿命主要由加在其两端的直流电压和内部温度所决定，在回路设计时已经选定了电容器的型号，所以内部的温度对电解电容器的寿命起决定作用。
电解电容器会直接影响到变频器的使用寿命，一般温度每上升10 ℃，寿命减半。
因此一方面在安装时要考虑适当的环境温度，另一方面可以采取措施减少脉动电流。
采用改善功率因数的交流或直流电抗器可以减少脉动电流，从而延长电解电容器的寿命。
在电容器维护时通常以比较容易测量的静电容量来判断电解电容器的劣化情况，当静电容量低于额定值的80%，绝缘阻抗在5 MΩ以下时应考虑更换电解电容器。
高压变频器的工作原理按照电机学的基本原理，电机的转速满足如下的关系式：n=（1一s）60f/p=n。
×（1一s）（P：电机极对数；f：电机运行频率;s：滑差）从式中看出，电机的同步转速n。
正比于电机的运行频率（n。
=60fp），由于滑差s一般情况下比较小（0-0．05），电机的实际转速n约等于电机的同步转速n。
，所以调节了电机的供电频率f，就能改变电机的实际转速。
电机的滑差s和负载有关，负载越大则滑差增加，所以电机的实际转速还会随负载的增加而略有下降。
将单相或三相交流电先经过整流电路变成直流电，将整流后的直流电加到高频开关电路上，通过控制电路控制开关电路的通断时间，随着开关电路的通断变化就会在输出端产生频率可变的交流电。
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變頻器中整流濾波電解電容器的作用電解電容器作為變頻器/逆變器的整流濾波電容器，一般認為：電解電容器的最主要的參數是額定電壓、電容量，通常採用電解電容器作為整流濾波電容器，這種思想是受常規電子技術的單相整流電路的影響。
在三相整流電路中，每個電源週期共有6個波頭，如採用電容器濾波，則每個波頭僅1/3的時間是整流器導通向輸出供電，剩下的2/3的時間，輸出功率就只能靠電容器提供，這個時間約為電源週期的1/9，即 2.22mS。
以輸出功率為30kW的變頻器，濾波電容器通常採用3300μF/400V電解電容器兩串兩並。
在這種負載條件下的整流輸出的平均值電流約為50A。
在整流器不工作的2.2mS的時間內，濾波電容器由於放電造成的電壓下降為33~35V，是600V 整流輸出平均電壓的0.055，如考慮電解電容器的等效串聯電阻約為68m Ω，50A紋波電流下的ESR電壓降將達到3.5V，這時的紋波電壓幅值將超過6%，約為沒有電容器濾波時的一半，表明整流輸出濾波電容器實際上不是用來濾波的，而是用來吸收來自整流器和逆變器的紋波電流。
變頻器主流母線中的紋波電流的產生主要有兩個方面：工頻整流濾波的紋波電流，舉例來說對於3相380V直接整流來說，每千瓦輸出大約需要濾波電容器流過6A以上的紋波電流，對於一個30千瓦的變頻器，濾波電容器需要濾掉90A甚至更高的紋波電流，當然這個紋波電流可與通過在整流器與濾波電容器之間接一個電抗器來大大減小。
但是產生紋波電流的另一個源（逆變器產生的紋波電流）卻絕對不能採用串入電抗器解決；產生紋波電流的另一個原因就是逆變器工作時產生的輸出頻率下的紋波電流和開關頻率下的紋波電流，逆變器輸出頻率的紋波電流以逆變器驅動感應電動機為例，要產生很高幅值的開關頻率下的紋波電流，第二種紋波電流是所有變頻器/逆變器無法自身消除掉的，只能利用濾波電容器來吸收，如變頻器驅動30kW 的感應電機時，變頻器的直流母線上至少要產生60A的紋波電流！這個濾波電流將在濾波電容器的ESR中產生明顯的功率損耗。
由於成本的限制，直到現在，沒有一個變頻器生產廠家將濾波用鋁電解電容器的紋波電流限制在電解電容器的額定紋波電流以下，因此對於需要較長的應用壽命應用領域下的變頻器/逆變器採用電解電容器作為濾波電容器將不得不定期更換濾波電容器，而在不能定期更換濾波電容器的場合下，只能是定期的報廢變頻器/逆變器，這樣既不利於確保可靠性也不利於低成本使用。
那麼變頻器的直流母線上是否可以沒有濾波電容器？結論是絕對不可以的。
在逆變器的開關管開關過程中，可以產生400A/μs甚至更高的電流變化，在1μH的電感上將產生400V的感生電勢，因此，需要用濾波電容器進一步減小主流母線的寄生電感。
為了降低逆變器直流母線的寄生電感所引起的阻抗，需要降低逆變器直流母線的阻抗，最簡單的辦法就是在直流母線上並接低ESR同時也是低ESL的電容器，即通常電子市場上經常說的突波吸收電容器。
從上面分析可以看到：整流濾波電容器的作用實際上更傾向於吸收逆變器產生的紋波電流，抑制逆變器中的開關管的開關過程而產生的過沖電壓。
降低直流母線阻抗。
電解電容器的紋波電流與壽命的關係變頻器/逆變器濾波與平滑一般是採用電解電容器，對於三相380V輸入的整流電路，通常採用兩隻額定電壓400V或450V的電解電容器串聯應用。
例如一個輸出功率為30kW的變頻器，整流濾波電容器可以採用四隻3300μF/400V電解電容器兩串兩並實現。
以通常認為性能很好的日立變頻器用HCGF5A的電解電容器為例：40℃時的額定紋波電流為22.2A，而在85℃按日立公司的折算方法，對應額定紋波電流將降低到8.2A，兩隻並聯也不過是16.4A。
不僅如此，壽命也僅能在85℃溫度下保證2000小時。
而整流器的紋波電流就是接近60A！，加上逆變器的60A紋波電流，電解電容器間處於什麼狀態？這兩個紋波電流即使按均方根值計算也將達到85A以上，是40℃下的額定電流的近4倍！這時的濾波電容器的壽命將會怎樣呢？圖1 變頻器用濾波電解電容器的壽命與環境溫度、紋波電流的關係（日立電解電容器的資料表中沒有給出這樣的曲線）。
從圖中可以看到，大型電解電容器即使在環境溫度為40℃是的極限電流有效值也不會超過額定電流值的3倍，並且壽命僅僅達到了最高工作溫度的壽命值。
如果真得在這種條件下工作，變頻器能保證的壽命僅僅是3個月。
如果電解電容器的環境溫度進一步升高，壽命還將進一步縮短。
影響變頻器性能的電解電容器特性a.電解電容器的ESR在變頻器中，所有的紋波電流流過電解電容器，這個紋波電流在電解電容器的ESR產生功耗並編成焦耳熱。
以30kW變頻器為例，並聯在直流母線的電解電容器總的ESR約為60~90mΩ，紋波電流越位80~90A，在兩並兩串的電解電容器上將產生40~70W的功耗，每個電解電容器所產生的損耗約為10~20W。
對於散熱性能很差的電解電容器，這將產生比較高的溫升，進一步縮短了電解電容器的壽命。
b.電解電容器的阻抗頻率特性電解電容器的阻抗頻率特性的高頻段主要表現電解電容器的感抗。
關於電解電容器的寄生電感，很多電解電容器生產廠商沒有給出這個參數。
但是，在實際應用中電解電容器的寄生電感將直接影響逆變器的性能。
如兩隻串聯的電解電容器的寄生電感為200nH，在電流變化率為500A/μs時，將在直流母線上產生100V的感生電勢，將增加逆變器的開關損耗和電磁干擾。
c.對電解電容器性能的修補為了解決電解電容器的ESR、ESL對逆變器性能的影響。
通常要在直流母線上並接變頻器專用緩衝電容器來降低直流母線的阻抗。
d.電解電容器的主要參數電解電容器的主要參數如表1。
電解電容器的主要參數在不同溫度下的紋波電流倍乘係數如表2通過折算，日立HCGF5A2G332Y電解電容器在85℃條件下的額定電流為：22.4 x 0.37 = 8.214(A)明顯低於RIFA-EVOX、CDE電解電容器，也低於EPCOS電解電容器。
電解電容器的主要參數在不同頻率下的紋波電流倍乘係數如表3通過表1~表3可以看到EVOX - RIFA所給的資料比較完全，其他的需要附加資料（如表2、表3）和一些特性曲線補充，EPCOS、CDE相應的給出如圖1的壽命與溫度、紋波電流的關係曲線、阻抗頻率特性以及其它相關特性曲線。
這樣就基本能比較完整的表述電解電容器的基本特性，相應的日立電解電容器則沒有給出完整的資料。
電解電容器：一種無奈的選擇在很長的一段時間內，變頻器設計工程師主要關注電力半導體器件的進展，長期忽視電力電子領域中的無源器件的革新，當電力半導體器件發展到一定程度，電力電子電路性能將可能受到無源器件的約束，電解電容器就是最鮮明的例子。
作為變頻器/逆變器的整流濾波電容器，其最主要的參數是額定電壓、電容量，通常採用電解電容器作為整流濾波電容器。
但是電解電容器最大的缺點就是使用壽命問題，特別是在高溫條件下尤為明顯，電解電容器的壽命直接影響著變頻器/逆變器的使用壽命。
在實際應用中因為過大的紋波電流在濾波用電解電容器的ESR產生熱而是濾波用電解電容器的壽命大大減少，通常這個紋波電流確實無法見效的。
紋波電流的產生主要有兩個方面：工頻整流濾波的紋波電流；產生紋波電流的另一個原因就是逆變器工作時產生的輸出頻率下的紋波電流和開關頻率下的紋波電流，這兩個紋波電流是所有變頻器/逆變器無法自身消除掉的，只能利用濾波電容器來吸收，這個濾波電流將在濾波電容器的ESR中產生明顯的功率損耗。
由於成本的限制，直到現在，沒有一個變頻器生產廠家將濾波用鋁電解電容器的紋波電流限制在電解電容器的額定紋波電流以下，因此對於需要較長的應用壽命應用領域下的變頻器/逆變器採用電解電容器作為濾波電容器將不得不定期更換濾波電容器，而在不能定期更換濾波電容器的場合下，只能是定期的報廢變頻器/逆變器，這樣既不利於確保可靠性也不利於低成本使用，為此薄膜電容器進入變頻器/逆變器濾波電容器領域成為必然，其原因就是薄膜電容器的ESR可以做得極低，可以在1 mΩ以下，不僅如此，薄膜電容器的寄生電感也非常之低，僅幾個nH。
濾波與平滑用薄膜電容器濾波與平滑用電容器是用來平滑整流器輸出的電壓、電流，在電壓低於450V時通常應用價格低廉的鋁電解電容器，當電壓高於500V低於700V時仍可以應用鋁電解電容器串聯的方式，但是在需要高可靠的場合與電壓高於1000V或更高時則應用薄膜電容器作為濾波電容器為好。
一般平滑與濾波的薄膜電容器並沒有什麼特殊地方，但是對於IGBT逆變器/變頻器由於其IGBT工作在相對高速的硬開關狀態，如果直流母線存在較大的寄生電感，將會在IGBT關斷時出現很高的感生電勢，不僅增加IGBT 的關斷損耗，而且這個感生電勢過高時還會擊穿IGBT。
不僅如此，濾波電容器存在較大的ESR，IGBT逆變器/變頻器所產生的開關紋波電流在濾波電容器的ESR上產生損耗而發熱，縮短濾波電容器的壽命。
採用薄膜電容器作為變頻器的濾波電容器將消除定期更換鋁電解電容器的問題。
因此欲提高IGBT逆變器/變頻器的可靠性應選擇低寄生電感、低ESR 的濾波電容器，可以選用專用於IGBT逆變器/變頻器的薄膜濾波電容器。
以EPCOS的MKK電容器參數為例：B25645-A4180-J-1的額定參數：額定電容量（CN）：1000μF±5%，額定電壓（UN）：DC400V，儲能（WN）：80WS，最大紋波電流有效值（Imax）：60A，寄生電感（Lself）：5nH，損耗因數（tanδ0）：50×10-4，ESR：0.9m Ω；最大參數：浪湧電壓（US）：450V，浪湧電流（IS）：5kA，（du/dt）S：5V/μs；測試參數：（UTT）DC550V，10秒，絕緣電阻（Ris?C）：≥10000秒，損耗角正切（50Hz）：≤60×10-4。
B25655-A1148-K000的額定參數：額定電容量（CN）：1450μF±10%，額定電壓（UN）：DC1250V，交流輸入電壓（Ui）：1100V，儲能（WN）：1100Ws，最大紋波電流有效值（Imax）：135A，寄生電感（Lself）：40nH，損耗因數（tanδ0）：2×10-4，ESR：0.8mΩ；最大參數：交流輸入浪湧電壓（U）：1500V，浪湧電壓（US）：1900V，交流輸入浪湧電流（I）：2kA，浪湧電流（IS）：20kA，（du/dt）max：1V/μs，（du/dt）S：14V/μs；測試參數：（UTT）DC1900V，10秒，（UTC）DC3500V，10秒，絕緣電阻（Ris?C）：≥10000秒，損耗角正切（50Hz）：≤10×10-4。