正弦波濾波器原理_正弦波濾波器的作用


正弦波濾波器原理_正弦波濾波器的作用

2021-01-07 電子發燒友

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正弦波濾波器原理_正弦波濾波器的作用

發表於 2019-08-30 14:55:52

  正弦波濾波器原理

  正弦波濾波器,就是將SPWM調製波濾成近似正弦的電壓波形。

  如圖1所示正弦波濾波器由串聯電抗L和並聯電容C構成。


  假設變頻器輸出電壓爲U1,經過LC正弦波濾波器後變爲U0,則A=U0/U1=1/[1+(2ππ)2LC]

  因此截止頻率f=1/(2πLC)。

  如果變頻器的載波頻率爲fc,則輸出的PWM波形中除了基波外,還含有豐富的諧波,頻率爲fc的整數倍(主要是fc、2fc及3f)。選取適當的截止頻率,就可以將輸出PWM波形中的大部分諧波濾除,是的U0近似爲正弦波。圖2爲在平台下的仿真波形。

  正弦波濾波器特點

  1.延長電機壽命

  2.保護電機絕緣

  3.減小電機軸承電流

  4.增加傳輸距離

  5.提高系統可靠性

  6.應用該濾波器後普通電機可以取代變頻電機

  7.對電磁干擾的抑制效果好

  8.由於變頻器的輸出含有高頻諧波,增加了動力電纜及電機的損耗;同時極高的dv/dt會引起數MHz的輻射干擾;如果電機需要長線傳輸時(電機線纜超過50米),由於行波反射引起電機端電壓疊加,使電機絕緣破壞,甚至使電纜爆裂。

  9.對於諧波電流,可以通過改變調製方式,降低諧波分量但並不能完全消除。由dv/dt引起的射頻干擾,可以加裝dv/dt電磁濾波器,但只能對一定長度的電纜有效,並不適合任意長度的電纜。

  10.能同時解決以上問題的有效方法使在變頻器輸出側加裝正弦波濾波器,將SPWM調製波濾成近似正弦的電壓波形,正弦波濾波器由高頻出相電抗器,RC迴路,共模電抗器組成。可以有效的抑制高頻損耗及dv/dt射頻干擾,並使電機和變頻器的線纜延長至500米,甚至使3千米。

  正弦波濾波器的作用

  正弦波濾波器的作用是將變頻輸出的PWM波轉換成正弦波。在電機電壓爲50Hz時,使用正弦波濾波器其畸變係數約爲5% (部分品牌的變頻器應用後,畸變率會大於此數據)。

  其主要的功能包括兩個方面:

  1、調整變頻器輸出的波形。變頻器輸出的波形爲PWM波,是介於方波和正弦波之間的波形,加上正弦波濾波器之後,會把PWM波改造成比較像正弦波的波形;

  2、實現變頻器的遠距離傳輸。一般情況下,國產的變頻器與負載的距離,超過50米,就必須要加電抗器,如果對變頻器輸出波形有要求的話,就要加正弦波濾波器;對於進口變頻器來講,一般情況下,距離超過100米,就要加。這個距離,指的是連線的長度。由於正弦波濾波器的價格比較高,一般情況下,如無特殊要求,加個變頻器專用濾波器就夠了。關於DV/DT濾波器,其實,就是變頻器專用濾波器,只有專業廠家生產的變頻器專用濾波器,才具有DV/DT抑制功能的。而DV/DT,就是指的電壓變化率,是衡量電壓突變的一個指數。

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