基于电压型变频调速系统滤波参数的计算

式(7)和式(8)分别为电容两端电压和电容放电时电流的变化规律。
同理可求得电容两端在充电过程中C两端电压的变化规律，在此略去。于是可得到uC(t)，iC(t)，i2(t)的波形图如图4所示。

3 滤波电容参数工程计算公式的推导
考虑式(8)对iC(t)从ti到ti+1。进行积分，可得到电容所充电荷的最大值。考虑最严重情况，电容存储电荷的最大值为△QM，相应引起的电压脉动最大值为△UP。于是把电压脉动限制到某一定值，则要求：
CF=△QM／△UP (9)
式(9)即为六阶梯波逆变器滤波电容参数的计算公式。对所研究的系统来说，逆变器为SPWM逆变器，它和六阶梯波逆变器的差别就是开关的频率不同，也即就是电容充放电的时间不同，而且通过逆变器输出的是SPWM波形的交流电压。
考虑到在1个充放电周期内，电容所充电荷等于放电电荷。设放电时间为T，则有：

又根据电容两端电压脉动系数(按照峰一峰值定义)

考虑到对中小功率电机来说，R较小，可以忽略。于是式(12)可简化为：

式(13)表明：
(1)系统要求的电压脉动越小，则所需滤波电容量越大；
(2)变频调压的频率越高，则要求CF的容量可以减小；
(3)电机每相漏感L越大，则要求CF的容量可以减小。
综上所述，滤波电容参数计算应考虑最严重情况为宜。其漏波电容的电压额定值按Ucc≥1．5Ud选取即可。

4 结 语
上述设计思想在实验室JR2-4S 3 kW异步电机变频调速系统中进行了实验。实验电机的参数为：Ule=380 V，Ile=6．9 V，E2e=195 V，I2e=9．5 A，ne=1 400 rpm，λM=2。在要求电压脉动系数K=0．02的情况下，理论计算参数CF=650μF，而系统实际参数CF=600μF，两者基本吻合。实验结果表明其设计思想基本正确。这里所推荐的工程计算公式可用于中小功率变频调速系统滤波电容参数的计算。