三相半波整流電路濾波電容計(jì)算

小陳保肝整理了三相半波整流電路，包括帶電容濾波和不帶電容濾波的，并使用Saber軟件對(duì)兩種電路進(jìn)行仿真，其中著重對(duì)帶電容濾波仿真模型中電容參數(shù)進(jìn)行了詳細(xì)計(jì)算。

關(guān)鍵詞：三相半波整流電路;

01三相半波整流電流——不帶濾波

1.1、電路結(jié)構(gòu)圖

電路基本結(jié)構(gòu)圖如圖1-1所示：

圖1-1 三相半波整流電路—不帶濾波

圖1-1中三相電壓源是通過(guò)【ThreePhase】產(chǎn)生，設(shè)置幅值電壓為311V，頻率為50Hz，相位默認(rèn)120°，輸出端濾波電容C2為0F(表示斷路)，輸出端負(fù)載為169.5Ω。

1.2、電路分析

由于輸出波形沒(méi)有經(jīng)過(guò)濾波電容，所以其波形是半波，最高輸出電壓為：

輸入電源的電壓有效值為220V，其峰峰值為：

輸出電壓最大值也就是輸入電壓減去二極管正向電壓：

輸出電壓的最低值兩相于30°的相交點(diǎn)：

輸出電壓的頻率：

75Hz指的是兩個(gè)波形的頻率，單個(gè)波形的頻率為150Hz。

1.3、仿真分析

圖1-2是三相輸入波形與輸出電壓波形圖：

圖1-2 輸入與輸出電壓波形圖

圖1-2測(cè)得輸出電壓最大值為309V，輸出電壓最小值為154V; 輸入電壓最大值310V，輸入電壓最低值為-310，輸出電壓的頻率為：

實(shí)際計(jì)算為150Hz，與仿真測(cè)試值相差不多，即驗(yàn)證了電路分析的正確性。

02三相半波整流電流——帶濾波

2.1、電路結(jié)構(gòu)圖

圖2-1三相半波整流電路—帶濾波

圖2-1中三相電壓源是通過(guò)【ThreePhase】產(chǎn)生，設(shè)置幅值電壓為311V，頻率為50Hz，相位默認(rèn)120°，輸出端濾波電容C2經(jīng)過(guò)計(jì)算為485F，輸出端負(fù)載為169.5Ω。

2.2、電路分析

這個(gè)電路就需要計(jì)算濾波電容的大小了，不同電容的濾波大小帶來(lái)的輸出電壓的紋波值也是各不相同，圖2-2表示整流輸入電壓濾波波形圖：

圖2-2 整流輸入電壓濾波圖

設(shè)置輸入輸出參數(shù)：

表2-1 輸入輸出參數(shù)表

計(jì)算步驟：

輸入峰值電壓：

最大輸入功率：

電容可以通過(guò)下式確定：

式(1.8)中Iinave是輸入電流的平均電流，T3是電容放電時(shí)間，Vr是設(shè)定的電源紋波。

方法一：

輸入電流的平均值為：

其中輸出頻率fo為：

由于T=t1+t2，其中t1是一個(gè)波形的一半周期，其值為：

t2時(shí)間為：

式(1.12)用反函數(shù)可以求出輸出電壓峰峰值之間的時(shí)間，然后減去波形的相交點(diǎn)時(shí)間，就可的t2時(shí)間。

所以總時(shí)間T3為：

輸出紋波電壓為：

那么將上述所得代入式(1.8)可得電容為：

同時(shí)輸出電流為30A時(shí)，負(fù)載為：

方法二：

電容儲(chǔ)能公式為：

其中電容能量為：

同理根據(jù)方法一求得參數(shù)，可求得電容為：

2.3、仿真分析

圖2-3是三相輸入波形與輸出電壓波形圖：

圖2-3輸入與輸出電壓波形圖

圖2-3測(cè)得輸出電壓最大值為309V，輸出電壓最小值為291V;輸入電壓最大值310V，輸入電壓最低值為-310，輸入電壓的頻率為：

測(cè)得紋波電壓為Vr=309V-291V=18V,電容放電時(shí)間測(cè)得為5.34ms，這些與理論計(jì)算值相差不大，說(shuō)明電容計(jì)算是正確的。