[发明专利]一种220V交流输入的电机控制器滤波电容的选择方法

说明书

技术领域

本发明涉及电机控制技术领域，尤其涉及一种220V交流输入的电机控制器滤波电容的选择方法。

背景技术

小功率的电机控制器中，输入的电源一般为单相交流220VAC，控制器的电源处理电路将正弦220V交流电整流、滤波成直流电源。如图1所示永磁电机控制器的功率转换主电路，BR为单相整流桥，L2为电流谐波抑制电感，C为滤波电容，Q1～Q6为功率开关管。

图1中，整流桥BR输出的正弦半波电压经过电容C滤波后，变换为直流电压UC。在交流电源供电的系统中，滤波电容C的作用有：滤除控制电路斩波过程中产生的谐波分量；平滑整流桥输出的正弦半波电压；向控制系统主电路提供能量等。滤波电容C的值过小，无法实现电机运行预定的控制精度，电容C的值过大，会造成产品体积过大，价格过高等问题。

现有技术中滤波电容的选择一般通过实验测试的方法选择，或者参考已有产品的容值选择，不能定量的分析计算。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种220V交流输入的电机控制器滤波电容的选择方法，主要针对小功率电机控制器滤波电容，能够根据电机的功率及电压等参数计算得到最小电容值，选择大于最小电容值的电容即可满足系统需要。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种220V交流输入的电机控制器滤波电容的选择方法，包括：

根据输入电压计算得到整流滤波后的电压值；

根据整流滤波后的电压值、被控电机的最大输入功率及被控电机的额定直流电压计算得到一最小电容值；

选择大于最小电容值的电容为电机控制器的滤波电容。

输入电压为220V交流电压时，经过整流滤波得到的电压为310V直流电压。

最小电容值的计算方法为：

其中，U_M为输入电压整流滤波后的电压值，P_D为被控电机的最大输入功率，U_L为被控电机的额定直流电压，f为220V交流输入电压的频率。

选择的电容为组合电容，经过多个电容并联或串联后得到，组合电容的等效电容值大于最小电容值。

选择的电容为单个电容。

本发明的有益效果：

能够根据电机的功率和额定电压，定量的计算控制器所需的电容量，避免了控制器设计时电容量设计过大或不足的缺点。有利于控制器体积优化，成本控制，具有实际的应用价值。

附图说明

图1为永磁电机控制器的功率转换主电路；

图2为整流滤波电路的电压及电流波形；

其中，1-整流桥输入端电压V_AC的波形曲线；2-电容C的输出电压U_C的波形曲线；3-没有滤波电容C时整流桥BR输出的正弦半波电压U_D的波形曲线。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

一种220V交流输入的电机控制器滤波电容的选择方法，包括：

(1)根据公式计算最小电容值，计算公式为：

其中，U_M为220VAC整流滤波后的电压为310VDC，P_D为被控电机的最大输入功率，U_L为被控电机的额定直流电压，f为220VAC输入电压的频率。

(2)实际电容选择方法，选择市场上标准的电容的容值，也可并联或者串联使用，使组合后的容值大于计算的最小电容值即可。

小功率的电机控制器中，输入的电源一般为单相交流220VAC，控制器的电源处理电路将正弦220V交流电整流、滤波成直流电源。如图1所示，BR为单相整流桥，L₂为电流谐波抑制电感，C为滤波电容，Q₁～Q₆为功率开关管。

整流桥BR及电容C的电压、电流波形如图2所示。其中整流桥输入端电压V_AC的波形曲线1如图2中最上面的曲线所示；电容C的输出电压U_C的波形曲线如图2所示；没有滤波电容C时整流桥BR输出的正弦半波电压U_D的波形曲线3如图2所示。