变频器母线电容计算公式
(完整)母线电容计算
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变频器中直流母线电容的纹波电流计算2010年06月26日评论(0）｜浏览(130）点击查看原文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]：（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。
2 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。
变频器电路设计、计算及一些经验
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输入侧必须设计浪涌吸收电路， 吸收元件一般采用压敏电阻、 气体放电管或安规电容等， 整流桥的输出就近安装一只高频无感电容（MKP或CBB81） 。见图1中的Yd和Cr，压敏电阻 的耐压值一般选为820V，整流桥的输出吸收电容Cr与变频器功率有关，一般容值为0.22～ 2uF，耐压为1600V。 增加快熔。快熔的熔断时间可达3~5mS比较适合整流桥的保护，并能防止故障的扩大及 非常严重的后果（如烧毁变频器等） 。例：通讯电源、UPS、富士G11变频器。对于是否增加 快熔不同厂商有不同看法，本公司的未加。
电流额定值选择： 1、确定过载能力： k 2 IO IC 式中，k为电流过载倍数，IO为变频器额定输出电流， IC为模块标称电流值（连续DC）。 2、确定抗电流冲击能力： m 2 IO IC (1ms ) 式中，m为硬件电流保护倍数，IO为变频器额定输出电流， IC (1ms )为模块1mS标称电流
1 主回路设计、计算
图 1.1 变频器主回路 变频器主回路如图 1.1 所示，主要包括交流电抗器、输入压敏电阻、整流桥、直流电抗 器、直流充电电阻、直流电抗器、充电接触器、直流母线电容、电容均压电阻、逆变桥、 母线浪涌吸收电容，此外还可以安装制动单元和制动电阻。
1.1 主回路参数计算
变频器输出容量：
Po 3UoIo
式中 Uo 是输出电压，Io 是输出电流。 直流环节电压平均值：
UD
3 2
UAC 1.35UAC
式中，UAC 为三相输入线电压的有效值。由于母线电容的存在，直流电压一般认为等于输入 线电压的幅值，即：
UD 2UAC 1.414UAC
直流环节电流：
ID
6
母线电容计算
变频器中直流母线电容的纹波电流计算2010年06月26日评论(0)|浏览(130) 点击查看原文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]：（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。
2 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[2]，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]。
电容计算方法
电容计算方法电容是电路中常见的元件，用于存储电荷和能量。
在电路设计和分析中，计算电容值是非常重要的。
本文将介绍几种常见的电容计算方法，希望能对大家有所帮助。
首先，我们来看一下最基本的电容计算方法——平行板电容的计算公式。
平行板电容的电容值可以通过以下公式来计算：C = ε0 εr A / d。
其中，C代表电容值，ε0代表真空介电常数（8.85 x 10^-12 F/m），εr代表介质的相对介电常数，A代表平行板的面积，d代表平行板的间距。
通过这个公式，我们可以很方便地计算出平行板电容的数值。
除了平行板电容，我们还有其他形式的电容，比如球形电容和圆柱形电容。
对于球形电容，其电容值可以通过以下公式计算：C = 4πε0εrR。
其中，C代表电容值，ε0代表真空介电常数，εr代表介质的相对介电常数，R代表球形电容的半径。
而对于圆柱形电容，其电容值可以通过以下公式计算：C = 2πε0εrL/ln(b/a)。
其中，C代表电容值，ε0代表真空介电常数，εr代表介质的相对介电常数，L代表圆柱形电容的长度，a和b分别代表内外半径。
除了以上介绍的几种电容计算方法，还有一种常见的方法是通过电容器的标称值来计算。
电容器的标称值是指制造商在生产电容器时标注在外壳上的电容值。
但由于电容器的实际电容值会受到环境温度、频率等因素的影响，因此在实际电路设计中，我们需要根据实际情况进行修正计算。
在实际电路设计中，我们还需要考虑电容的串联和并联问题。
对于串联电容，其总电容值可以通过以下公式计算：1/C = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3 + ...而对于并联电容，其总电容值可以通过以下公式计算：C = C1 + C2 + C3 + ...通过以上介绍，我们可以看到，电容的计算方法有多种，我们需要根据具体的情况选择合适的计算方法。
在实际应用中，我们还需要考虑到电容器的稳定性、精度、温度特性等因素，这些都需要在电路设计中进行综合考虑。
变频器中直流母线电容的纹波电流计算[整理版]
![变频器中直流母线电容的纹波电流计算[整理版]](https://img.taocdn.com/s3/m/c9dec8fbafaad1f34693daef5ef7ba0d4a736d73.png)
變頻器中直流母線電容的紋波電流計算1 引言各類電動機是我們發電量的主要消耗設備，而變頻器作為電動機的驅動裝置成為當前“節能減排”的主力設備之一。
它一方面可以起到節約能源消耗的作用，另一方面也可以實現對原有生產或處理工藝過程的優化。
目前應用最多也最廣的是交-直-交電壓型變頻器，即中間存在直流儲能濾波環節，一般採用大容量電解電容器實現此功能。
使用電解電容器的作用主要有以下幾個[1]：（1）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；（2）提供逆變器開關頻率的輸入電流；（3）減小開關頻率的電流諧波進入電網；（4）吸收急停狀態時所有功率開關器件關斷下的電機去磁能量；（5）提供暫態峰值功率；（6）保護逆變器免受電網暫態峰值衝擊。
電解電容器設計選型所需要考慮的主要因素有以下幾個：電容器的電壓、電容器量、電容器的紋波電流、電容器的溫升與散熱、電容器的壽命等等。
這些因素對變頻器滿足要求的平均無故障時間（MTBF）十分重要。
然而電解電容器的紋波電流的計算如何能明確給出計算依據，這是本文所要解決的問題。
2 直流母線電容紋波電流的計算紋波電流指的是流過電解電容器的交流電流，它使得電解電容器發熱。
紋波電流額定值的確定方法是在額定工作溫度下規定一個允許的溫升值，在此條件下電容器符合規定的使用壽命要求。
當工作溫度小於額定溫度時，額定紋波電流可以加大。
但過大的紋波電流會大大縮短電容器的耐久性，當紋波電流超過額定值，紋波電流所引起的內部發熱每升高5℃，電容器器的壽命將減少50%。
因此當要求電容器器具有長壽命性能時，控制與降低紋波電流尤其重要。
但在實際設計過程中，電解電容器的紋波電流由於受變頻器輸入輸出各物理量變化以及控制方式等的影響很難直接計算得到[2]，一般多採用根據實際經驗估算大小，如每μf電容器要求20ma紋波電流之類的經驗值，或者通過電腦模擬來估算[3～6]。
本文根據對變頻器電路拓撲與開關調製方式的分析，並借鑒已有文獻資料，歸納出一個直接的計算電解電容器紋波電流的方法，供大家參考。
三相逆变器母线电容纹波电流计算
三相逆变器母线电容纹波电流计算
【最新版】
目录
1.母线电容纹波电流的概念
2.母线电容纹波电流的计算方法
3.母线电容纹波电流的影响因素
4.母线电容纹波电流的测量方法
5.优化母线电容纹波电流的建议
正文
三相逆变器母线电容纹波电流计算
母线电容纹波电流的概念
母线电容纹波电流是指在三相逆变器中，由于母线电容的存在，导致电流中含有高次谐波成分，这些高次谐波成分会带来电流或电压幅值的变化，可能导致击穿，由于是交流成分，会在电容上发生耗散，如果电流的纹波成分过大，超过了电容的最大容许纹波电流，会导致电容烧毁。
母线电容纹波电流的计算方法
母线电容纹波电流的计算方法主要包括两种：一种是基于电路分析的方法，通过对电路进行分析，建立计算模型，计算出母线电容纹波电流；另一种是基于测量的方法，通过测量电容两端的电压和电流，使用高采样率、强大的硬件支撑以及完整的软件算法，计算出母线电容纹波电流。
母线电容纹波电流的影响因素
母线电容纹波电流的影响因素主要包括电容的容值、电容的耐压值、输入电压的频率和幅值等。
容值越大，纹波电流越小；耐压值越高，纹波电流越大；输入电压的频率越高，纹波电流越大；输入电压的幅值越大，
纹波电流越大。
母线电容纹波电流的测量方法
母线电容纹波电流的测量方法主要包括两种：一种是基于电流测量传感器的方法，将电流测量传感器串联在母线电容的两端，通过光纤传输至分析仪端，通过高采样率、强大的硬件支撑以及完整的软件算法，计算出母线电容纹波电流；另一种是基于变频功率传感器的方法，将被测信号通过光纤传输至分析仪端，通过高采样率、强大的硬件支撑以及完整的软件算法，获取你想需要的变频器各种电参量以及波形。
变频调速公式(一)
变频调速公式(一)变频调速公式什么是变频调速公式？变频调速公式是用于控制变频调速系统的数学公式，用于计算变频器的输出频率和电机的转速之间的关系。
通过改变变频器的输出频率来调整电机的转速，从而实现调速的功能。
变频调速公式公式列表：1.基本公式：N = f / P–N：电机转速（单位：转/分）–f：电机输出频率（单位：Hz）–P：电机极数2.输出频率公式：f = (Ns / 60) * P–f：电机输出频率（单位：Hz）–Ns：同步转速（单位：转/分）–P：电机极数3.变频器输出频率公式：f_out = (Ns / 60) * P * s–f_out：变频器输出频率（单位：Hz）–Ns：同步转速（单位：转/分）–P：电机极数–s：滑差变频调速公式示例：假设有一台电机，该电机的同步转速为1500转/分，极数为4极。
现需要将该电机调速到800转/分。
根据基本公式可得：N = f / P 将已知数据代入可得：1500 = f / 4 解得电机输出频率 f = 1500 * 4 = 6000 Hz再根据变频器输出频率公式可得：f_out = (Ns / 60) * P * s将已知数据代入可得：f_out = (1500 / 60) * 4 * s = 40 * s Hz 假设当前滑差 s = ，则变频器的输出频率为 40 * = 32 Hz，即将电机调速到800转/分。
这就是变频调速公式的应用示例，通过调整变频器的输出频率，我们可以控制电机的转速，实现精确的调速效果。
总结：变频调速公式是控制变频调速系统的重要工具，可以帮助我们计算电机输出频率和转速之间的关系。
通过合理应用公式，可以实现电机的精确调速，满足不同工况的需求。
变频器电解电容计算方法
变频器电解电容计算方法查阅一些资料，没有发现关于变频器电解电容容量计算方法，参考公司实际电容容量使用情况，初步探索2种计算方法，计算方法是否有效和正确，与大家一起探讨，下面以3相380V 输入为例进行计算； 第一种方法：基本公式：T P C U U *)(212221=- C ――选取电解电容容量，单位μf ；U 1――3相电网额定输入整流后直流电压，取540V ；U2――允许直流母线电压波动时最低电压，假如允许波动30V ，则取510V ；P ――变频器功率或电机功率，单位KW ；T ――电容C 放电时间，也就是电容电压从U 1降到U2时间段；由于三相电网电源，整流后脉动电压变为6波头，在每个波头中假设1半时间用于放电，则T ＝T 50／（6＊2）＝1／12f ，其中：f ＝50；将数值代入以上公式，得：6001**)(***2110510540103226P C =--整理后，得： C=106*P(UF)推理 T6: C=60.5 *P(UF) T11: C=34.8*P(UF)第二种方法：基本公式：△Q=I DC＊△T＝C＊△UI DC――直流母线电流；△T――母线电压降低放电时间，取1／12f，其中：f＝50；C――选取电解电容容量，单位μf；△U――直流母线电压波动幅值，取30V；整理后，得：C=56I DC(UF)根据公式：P＝I DC U DC＝2UI DC＝3UICOSφ其中：I――电机额定电流，或变频器额定电流；COSφ――功率因数，取0.9;I DC＝1.1*I所以C=56I DC≈60I(UF)推理：C=56I DC=68* COSφ*I(UF)单相：C=5*56I DC=340* COSφ*I(UF)下面是其它厂家经验公式，仅供参考1.按变频器的输出电流计算:三相变频器60*I (uF) I为变频器的输出电流单相变频器300*I (uF) I为变频器的输出电流2.按变频器的功率计算:三相功率*100-110 (uF) 普通型变频器功率*120-140 (uF) 矢量控制型变频器单相功率*1100-1200 (uF)下面表格按功率理论计算37~400KW变频器使用电解电容容量，以及目前实际使用容量，以及根据比较拟修改容量；注：理论计算电容（UF）＝功率*120-140 (uF)2006-7-14。
变频器充电电阻,电容容量的计算
充电电阻和储能电容引发的变频器故障1．充电电阻中小功率通用变频器一般为电压型变频器，采用交—直—交工作方式。
当变频器刚上电时，由于直流侧的滤波电容容量非常大，在刚充电的瞬间对电流相当于短路，电流会很大。
如果在整流桥与电解电容之间不加充电电阻，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。
加上充电电阻限流后，要是不并继电器或其他元件，充电电阻消耗功率也很大。
例如对于22kW的变频器，在PN端(直流母线)上至少有45A的电流。
如果“接控制电路”部分出问题(比如继电器或者晶闸管等等质量有问题)则在变频器运行一会儿充电电阻就将因发热太大而坏掉。
所以充电电阻串接在充电回路中，起通电瞬间限流充电，以保护整流器等一些输入回路器件的作用，有的书本上也叫缓冲电阻或启动电阻。
西门子6SE701G变频启动电路如附图所示。
充电完成后，控制电路通过继电器的触点或晶闸管将电阻短路，完成变频器的上电过程。
如果变频器的交流输入电源频繁通断，或者旁路接触器的触点接触不良或晶闸管的导通阻值变大，反复充电或充电时间过长都会导致充电电阻烧坏。
因此在替换充电电阻前，必须找出原因，才能再将变频器投入使用。
但有的变频器在启动期间CPU是有一个电压检测和降频动作的，如果接触器线圈引线端子松动造成接触不良，接触器未能吸合，启动时的较大电流在充电电阻上形成较大的压降，主回路直流电压的急剧跌落为电压检测电路所侦测，CPU会做出降频指令，在空载或轻载时，检测电路将欠压故障“及时上报”，CPU马上停机保护。
电阻来不及烧掉，变频器已经停机保护。
那么，如何选择充电电阻的阻值呢?380V交流电整流后经过充电电阻对电解电容充电，当充到一定值(比如DC200V)辅助电源启动给控制板供电，让控制板工作从而继电器或晶闸管接通，充电电阻就不再工作了。
在开机的瞬间，充电电阻越小，则流过整流桥的电流就越大。
经常有初学变频器维修者打来电话咨询，更换了充电电阻，变频器一开机，整流桥马上就被炸掉了，是不是充电电阻选择太小了呢?答案是否定的。
变频器容量的计算方法
变频器容量的计算方法
变频器容量的计算可以分为两大类：
一、周期性变化负载连续运行时变频器容量的计算
很多情况下电动机的负载具有周期性变化的特点。
显然，在此情况下，按最小负载选择变频器的容量，将出现过载，而按最大负载选择，将是不经济的。
由此推知，变频器的容量可在最大负载与最小负载之间适当选择，以便变频器得到充分利用而又不到过载。
首先作出电动机负载电流图n＝Phi;t）及I＝f（t），然后求出平均负载电流Iav再预选变频器的容量，关于Iav的计算采用如下公式：
Iav＝（I1t1+I2t2++Ijtj+）divide;（t1+t2++tj+）
考虑到过渡过程中，电动机从变频器吸收的电流要比稳定运行时大，而上述Iav没有反映过渡过程中的情况。
因此，变频器的容量按IFNge;（1.1一;1.2）Iav修正后预选（式中，Ij为第j段运行状态下的平均电流，tj为第j段运行状态下对应的时间，同时若过渡过程在整个工作过程中占较大比重，则系数（1.1一;1.2）选偏大的值。
二、非周期性变化负载连续运行时变频器容量的计算
这种情形一般难以作出负载电流图，可按电动机在输出最大转矩时的电流计算变频器的额定电流，可用公式：
IFNge;IM（max）/KFg（式中IM（max）为电动机在输出最大转矩时的电流）。
直流母线电容作用变频器直流母线电容选择
直流母线电容作用变频器直流母线电容选择1.平滑直流电流：在变频器输出电路中，电容作为电流平滑设备，能够对变频器输出的脉动直流电流进行平滑处理，使得电流变得更加稳定。
这样可以减小电机的负载脉动，提高电机运行的平稳性和效率，并减少与电机相关的振动和噪声。
2.响应瞬态负载：变频器在工作过程中，可能会遇到瞬态负载的变化，如启动电机、改变负载大小等。
直流母线电容能够在这些瞬态负载发生时，通过释放存储的电能来提供额外的电流，从而使变频器能够更好地应对这些负载变化，避免因负载变化而引起的系统不稳定或失控。
3.缓冲电网波动：由于电网负载变化或其他原因，电网中的电压可能会发生短时的波动。
直流母线电容能够作为电能储存装置，通过存储和释放电能来平衡和缓冲这些电压波动，保持变频器输出的稳定电压。
这样可以避免负载波动对电机和其他设备的损坏，同时也能保证变频器的稳定运行。
对于选择直流母线电容的参数，需要考虑以下几个因素：1.平滑要求：根据具体应用，确定对直流电流平滑的要求，包括对输出电流波动的容忍程度和对电机负载脉动的要求等。
如果要求较高的平滑效果，可选择较大容值的直流母线电容。
2.瞬态负载能力：考虑负载变化的频率和幅度，选择能够满足负载瞬态响应的直流母线电容容值。
对于瞬态负载变化较大或频繁的应用，需要选择较大容值的电容。
3.设备尺寸和散热条件：直流母线电容一般是由多个电容电池组成，其尺寸和体积较大。
需要根据变频器的安装空间和散热条件来确定具体的电容容量和数量。
4.成本和可靠性：直流母线电容的价格与容量成正比，因此需要考虑成本与性能之间的平衡，选择满足要求的最优容量。
同时，确保选择质量可靠的产品，以提高变频器的稳定性和寿命。
总之，直流母线电容在变频器中起着平滑直流电流、响应瞬态负载和缓冲电网波动的重要作用。
选择合适的直流母线电容参数，能够提高变频器系统的性能和稳定性。
正弦波工频逆变器滤波电容的选配
正弦波工频逆变器滤波电容的选配直流母线电容电压选择：电机控制母线电压除了正常的纹波电压的波动，还包括IGBT动作时电流激烈的变化产生尖峰电压和电机反转时的反电动势，薄膜电容在使用中允许有1.2倍额定电压值的脉冲，理论上可以选择额定电压较低的薄膜电容。
如现在的320V的电机控制器系统一般选用500VDC的薄膜电容，540V的电机控制器系统选用900V或者1000V的薄膜电容。
光伏逆变器交流输出电压270~520V ，薄膜电容选择1100V薄膜电容，高压变频器690V交流输入，选择薄膜电容1100或1200V。
直流母线电容容量选择：在新能源电动汽车电机控制器的应用中，母线电容是以IGBT的载波频率来完成充放电，在一个PWM周期内，IGBT导通时由电池组和电容器同时为电机提供能量，IGBT关断时，电池组向母线电容充电。
我们假设电机控制器的最大输出功率为P，电机控制器的的电路为典型的三相全桥拓扑结构。
在一个开关周期内，母线所提供的能量约为：W=P/(2f)其中：f：IGBT的开关频率。
母线电容一个开关周期内释放的能量为：Q=1/2*C(U+Δu)2-1/2*C(U-Δu)2=2*C*U*Δu其中：U：直流母线电压；Δu：母线纹波电压；在极端情况下：Q=W，进一步计算可得：C=P/(4*f*U*Δu)，一般的，直流母线电压的脉动率为5%，即纹波电压值：Δu=U*2.5%综上可得：Cmax=P/(4*f*U*U*2.5%)Cmax值是建立在最极端的情况下，实际应用中，一般认为IGBT 开关导通的时候，母线电容提供W/2的能量，即Q=W/2 结合前面的计算公式可得：Cmin= P/(8*f*U*U*2.5%)在实际应用中更多的电机控制器的母线电容容量的选取接近Cmin的值或者小于Cmin，我们在实际应用中可以根据自己不同的成本和体积综合考虑。
实际应用考虑一些经验值，按照交流输出电流线性配置电容值，比如8~10uF/A。
变频器最小母线电容参数计算及其控制策略
ＩＳＳＮ１００６－７１６７ＣＮ３１－１７０７／ＴＲＥＳＥＡＲＣＨＡＮＤＥＸＰＬＯＲＡＴＩＯＮＩＮＬＡＢＯＲＡＴＯＲＹ第４０卷第１期 Ｖｏｌ．４０Ｎｏ．１２０２１年１月Ｊａｎ．２０２１ ·专题研讨———虚拟仿真技术（８９）·ＤＯＩ：１０．１９９２７／ｊ．ｃｎｋｉ．ｓｙｙｔ．２０２１．０１．０１７变频器最小母线电容参数计算及其控制策略孟彦京， 王一兆， 马汇海， 高钰淇（陕西科技大学电气与控制工程学院，西安７１００２１）摘 要：提出一种基于交直交变频器的直流六脉波电压小电容结构和变频控制策略，实时采样母线脉动电压并依据磁链轨迹需求计算空间电压矢量调制脉宽，得到谐波含量较少的逆变输出。
在仅考虑电动机感性能量回馈的情况下，根据逆变侧瞬时回馈电流大小及时间计算出直流母线最小电容参数，同时针对瞬时负载波动和转速突变产生的惯性能量回馈问题，用瞬时关断输出方法进行抑制，必要时通过能耗制动单元加以限制。
通过Ｓｉｍｕｌｉｎｋ仿真，验证小电容的计算结果和控制方法的可行性。
关键词：交直交变频器；母线小电容；空间电压矢量；能量回馈中图分类号：ＴＭ９２１ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００６－７１６７（２０２１）０１－００８１－０６ＣａｌｃｕｌａｔｉｏｎｏｆＤＣ ｌｉｎｋＣａｐａｃｉｔｏｒＰａｒａｍｅｔｅｒｓａｎｄＣｏｎｔｒｏｌＳｔｒａｔｅｇｙｏｆｔｈｅＡＣ ＤＣ ＡＣＣｏｎｖｅｒｔｅｒＭＥＮＧＹａｎｊｉｎｇ， ＷＡＮＧＹｉｚｈａｏ， ＭＡＨｕｉｈａｉ， ＧＡＯＹｕｑｉ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌａｎｄＣｏｎｔｒｏｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｈａｎｘｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｉ’ａｎ７１００２１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＡｓｍａｌｌｃａｐａｃｉｔｏｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅｗｉｔｈＤＣｓｉｘ ｐｕｌｓｅｖｏｌｔａｇｅａｎｄｆｒｅｑｕｅｎｃｙｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｙｂａｓｅｄｏｎＡＣ ＤＣ ＡＣｃｏｎｖｅｒｔｅｒｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｐｕｌｓｅｗｉｄｔｈｏｆｓｐａｃｅｖｏｌｔａｇｅｖｅｃｔｏｒｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｉｓｃａｌｃｕｌａｔｅｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｆｌｕｘｔｒａｊｅｃｔｏｒｙｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔａｎｄｂｕｓｐｕｌｓａｔｉｏｎｖｏｌｔａｇｅ，ａｎｄｔｈｅｉｎｖｅｒｔｅｒｏｕｔｐｕｔｗｉｔｈｌｅｓｓｈａｒｍｏｎｉｃｃｏｎｔｅｎｔｉｓｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｔｈｅｉｎｄｕｃｔｉｖｅｆｅｅｄｂａｃｋｅｎｅｒｇｙｏｆｔｈｅｍｏｔｏｒ，ｔｈｅｍｉｎｉｍｕｍＤＣｃａｐａｃｉｔｏｒｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｒｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｉｎｓｔａｎｔａｎｅｏｕｓｆｅｅｄｂａｃｋｃｕｒｒｅｎｔ．Ｉｔａｌｓｏｓｕｐｐｒｅｓｓｅｓｔｈｅｉｎｅｒｔｉａｌｆｅｅｄｂａｃｋｅｎｅｒｇｙｃａｕｓｅｄｂｙｔｈｅｉｎｓｔａｎｔａｎｅｏｕｓｌｏａｄａｎｄｔｈｅｓｕｄｄｅｎｆｒｅｑｕｅｎｃｙｃｈａｎｇｅｂｙｔｈｅｉｎｓｔａｎｔａｎｅｏｕｓｓｈｕｔｄｏｗｎｏｕｔｐｕｔｍｅｔｈｏｄａｎｄｂｒａｋｉｎｇｕｎｉｔ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔａｎｄｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｉｓｖｅｒｉｆｉｅｄｔｈｒｏｕｇｈＳｉｍｕｌｉｎｋｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＡＣ ＤＣ ＡＣｃｏｎｖｅｒｔｅｒ；ＤＣ ｌｉｎｋｃａｐａｃｉｔｏｒ；ｓｐａｃｅｖｏｌｔａｇｅｖｅｃｔｏｒ；ｅｎｅｒｇｙｆｅｅｄｂａｃｋ收稿日期：２０２０ ０３ １１基金项目：国家自然科学基金项目（５１５７７１１０）作者简介：孟彦京（１９５６－），男陕西咸阳人，博士，教授，研究方向为电力电子与电力传动。
变频器闲置长时间后需要对直流母线电容进行充电
变频器闲置长时间后需要对直流母线电容进行充电及如何操作如果变频器闲置时间过久，使用之前必须根据操作说明对直流母线电容进行充电操作。
存放时间必须从生产日期而不是从交货日期起计算。
操作原则如下：存放时间小于1年：无须充电操作。
存放时间 1 - 2 年：第一次ON命令之前，变频器必须通电1小时。
存放时间 2 - 3 年：使用调压电源给变频器充电：? 加25% 额定电压30分钟，然后? 加50% 额定电压30分钟，再? 加75% 额定电压30分钟，最后? 加100% 额定电压30分钟。
存放时间大于3年：使用调压电源给变频器充电：? 加25% 额定电压2小时，然后? 加50% 额定电压2小时，再? 加75% 额定电压2小时，最后? 加100% 额定电压2小时。
使用调压电源对变频器充电的操作方法：可调电源的选择取决于变频器的供电电源，对于进线电压为单相/ 三相230V AC的变频器, 可采用单相230V AC / 2A 调压器。
单相或三相变频器均可以采用单相调压电源充电(L+ 接L1 、N 接L2 或L3 )。
由于是同一个整流器，因此所有的直流母线电容将同时充电。
高电压等级的变频器充电时必须要保证所需的电压（如400V）。
因为电容充电时几乎不需要电流，所以可以使用小容量的电源（2A足够）。
使用电阻（白炽灯）对变频器充电的操作方法：如果直接连接供电电源给驱动装置的直流母线电容充电，充电时间应至少为60分钟。
这项操作必须在正常室温和没有连接负载的情况下进行，并且必须在供电电源的三相回路中串联电阻：a) 400V 驱动装置：使用1k/100W电阻（如Vishay 公司的产品：GWK150J1001KLX000）。
在电源电压不大于400V的情况下，也可以使用100W 白炽灯。
如果使用白炽灯，在整个充电过程中有可能熄灭或者灯光非常微弱。
b) 690V 驱动装置：使用1k/160W电阻（如Vishay 公司的产品：GWK200J1001KLX000）。
直流母线电容作用,变频器直流母线电容选择(精)
直流母线电容
在进线经过整流后部分的电容就是直流母线电容。
直流母线电容一般分为
变频器直流母线电容、逆变器直流母线电容。
作用
直流母线电容在变频器或者逆变器当中的作用
变频器带感性负载时,无功能量只能靠直流环节中滤波器的储能元件来缓冲。
电压型变频器用电容储能,而电流型变频器用电感储能。
具体有以下几种; (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提供逆变器货变频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保护逆变器或变频器免受电网瞬时峰值冲击。
参数与选型
直流母线电容的选型所需要考虑的主要因素有以下几个:
直流母线电压:在选型过程中首先考虑它的电压;根据实际电压来选出电容器的耐压。
电容器的容量:这个主要根据电容器功率大小来判断。
电容器的纹波电流:在选择时候要选择能够耐更高纹波电流的电容。
电容器的温升与散热:一般情况下电容都是 105度的。
电容器的寿命:它的寿命除了跟电容器本身问题有关,还跟以上参数有关, 如果选型不当会影响寿命。
电容器品牌:直流母线电容在产品中是非常重要的一个元器件之一,好的一个品牌除了品质有保证之外,对售后等各方面也比较放心。
比较靠谱的有:红宝石、黑金刚、尼基康、万裕、江海、 KFSON/康富松、 CAPXON/丰宾等。
直流母线电容对以上这些参数因素非常重要,对变频器、逆变器的性能都
起到关键性作用。
单相、三相整流的输入电流与输出电流的关系
)
其中 Up 为输入相电压，T3 变频器 Up 为 220V，Uo 为 380V。 （3）三相输入电流峰值
当负载电流升高时，母线电流可能进入连续状态，临界点为 RωC = 3 。RωC > 3 时，
电流断续； RωC < 3 时，电流连续。负载越重，导通角度越大，峰值电流也越大。
当达到最大导通角π/3 时，类似与单相输入电流峰值的计算，可得：
= 图中 vs (t) 2Vs *sin(ωt + δ ) ，电流计算式如下：
可以得到：
变频器使用条件下，负载 R 需要通过折算直流母线电流来确定。sinδ 约为母线电压最
小值与额定值的比。
起始导电角、导通角、负载、电容间的关系如下表：
设输入电压为 2Uin sin(ωt + δ ) 。
（1）单相输入电流有效值 忽略效率，假设输入功率等于输出功率，则 Pin=Pout。 Pin=Uin*Iin，（电流电压均为有效值）。
当导通角为θ ，可得：
Iin(MAX ) =
6 4
*π
*
Io
cos λ
π
π* Iin(MAX ) = 3θ
6 4
*π
* Io
cos λ
，（
Iin(MAX )
=
3 θ
*1.92* Io cos λ ）
同样，当负载电流很大，有直流电抗器时，如图 2，电流为连续状态，输入电流不再是 正弦半波，母线电流的直流分量很高，所以峰值电流会减小。
yMAX * 2
θ π
单个二极管的电流为母线电流波形的一半，则单个二极管输入电流有效值：
id (RMS )
=
Iin(MAX ) 2
θ 2π