本發(fā)明涉及電機控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種220v交流輸入的電機控制器濾波電容的選擇方法。

背景技術(shù)：

小功率的電機控制器中，輸入的電源一般為單相交流220vac，控制器的電源處理電路將正弦220v交流電整流、濾波成直流電源。如圖1所示永磁電機控制器的功率轉(zhuǎn)換主電路，br為單相整流橋，l2為電流諧波抑制電感，c為濾波電容，q1～q6為功率開關(guān)管。

圖1中，整流橋br輸出的正弦半波電壓經(jīng)過電容c濾波后，變換為直流電壓uc。在交流電源供電的系統(tǒng)中，濾波電容c的作用有：濾除控制電路斬波過程中產(chǎn)生的諧波分量；平滑整流橋輸出的正弦半波電壓；向控制系統(tǒng)主電路提供能量等。濾波電容c的值過小，無法實現(xiàn)電機運行預(yù)定的控制精度，電容c的值過大，會造成產(chǎn)品體積過大，價格過高等問題。

現(xiàn)有技術(shù)中濾波電容的選擇一般通過實驗測試的方法選擇，或者參考已有產(chǎn)品的容值選擇，不能定量的分析計算。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是為了解決上述問題，提供一種220v交流輸入的電機控制器濾波電容的選擇方法，主要針對小功率電機控制器濾波電容，能夠根據(jù)電機的功率及電壓等參數(shù)計算得到最小電容值，選擇大于最小電容值的電容即可滿足系統(tǒng)需要。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種220v交流輸入的電機控制器濾波電容的選擇方法，包括：

根據(jù)輸入電壓計算得到整流濾波后的電壓值；

根據(jù)整流濾波后的電壓值、被控電機的最大輸入功率及被控電機的額定直流電壓計算得到一最小電容值；

選擇大于最小電容值的電容為電機控制器的濾波電容。

輸入電壓為220v交流電壓時，經(jīng)過整流濾波得到的電壓為310v直流電壓。

最小電容值的計算方法為：

其中，um為輸入電壓整流濾波后的電壓值，pd為被控電機的最大輸入功率，ul為被控電機的額定直流電壓，f為220v交流輸入電壓的頻率。

選擇的電容為組合電容，經(jīng)過多個電容并聯(lián)或串聯(lián)后得到，組合電容的等效電容值大于最小電容值。

選擇的電容為單個電容。

本發(fā)明的有益效果：

能夠根據(jù)電機的功率和額定電壓，定量的計算控制器所需的電容量，避免了控制器設(shè)計時電容量設(shè)計過大或不足的缺點。有利于控制器體積優(yōu)化，成本控制，具有實際的應(yīng)用價值。

附圖說明

圖1為永磁電機控制器的功率轉(zhuǎn)換主電路；

圖2為整流濾波電路的電壓及電流波形；

其中，1-整流橋輸入端電壓vac的波形曲線；2-電容c的輸出電壓uc的波形曲線；3-沒有濾波電容c時整流橋br輸出的正弦半波電壓ud的波形曲線。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖與實施例對本發(fā)明作進一步說明。

一種220v交流輸入的電機控制器濾波電容的選擇方法，包括：

(1)根據(jù)公式計算最小電容值，計算公式為：

其中，um為220vac整流濾波后的電壓為310vdc，pd為被控電機的最大輸入功率，ul為被控電機的額定直流電壓，f為220vac輸入電壓的頻率。

(2)實際電容選擇方法，選擇市場上標(biāo)準(zhǔn)的電容的容值，也可并聯(lián)或者串聯(lián)使用，使組合后的容值大于計算的最小電容值即可。

小功率的電機控制器中，輸入的電源一般為單相交流220vac，控制器的電源處理電路將正弦220v交流電整流、濾波成直流電源。如圖1所示，br為單相整流橋，l2為電流諧波抑制電感，c為濾波電容，q1～q6為功率開關(guān)管。

整流橋br及電容c的電壓、電流波形如圖2所示。其中整流橋輸入端電壓vac的波形曲線1如圖2中最上面的曲線所示；電容c的輸出電壓uc的波形曲線如圖2所示；沒有濾波電容c時整流橋br輸出的正弦半波電壓ud的波形曲線3如圖2所示。

曲線ab及de段電壓uc及ud基本是重合的，整流橋br為既主電路提供能量，也為電容c充電；bd段b點后，ud小于uc，整流橋br截止，只有電容c為主電路提供能量；經(jīng)過d點后，ud大于uc，整流橋再次為主電路和電容c提供能量。

電容c在d點的輸出電壓最低(設(shè)為ul)，在b點和e點的輸出電壓最高(設(shè)為um)。電容在b點存儲的電荷量qb為：

qb＝cum(1)

電容c在d點存儲的電荷qd為：

qd＝cul(2)

設(shè)電容輸出的平均電流為iav，bd段電容c的放電時間為δt，有：

將式(1)、(2)帶入(3)得：

設(shè)f為交流輸入電源的頻率，將δt轉(zhuǎn)換為弧度δθ：

δθ＝2π·f·δt(5)

由圖2可知，d點電壓為：

可得及δt分別為：

將式(5)～(8)帶入式(4)得電流iav：

電容c在d點的輸出功率pd為：

可計算得c的容值為：

圖2中電容c的輸出電壓uc的波形曲線2的d點電壓ul是電容c為主電路提供的最低電壓，設(shè)計整流濾波器時，只要被控電機的額定線電壓的峰值un低于該值，就能滿足控制要求。

220vac整流濾波后的電壓um為310vdc，根據(jù)上述式(11)知，給出被控電機的最大功率pd、被控電機的額定直流電壓ul、即可計算電容c的最小值。

上述雖然結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式進行了描述，但并非對本發(fā)明保護范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護范圍以內(nèi)。