变频器直流母线电容纹波电流计算方法

(8)
其中fr为整流输出脉动频率，po为逆变器输出功率。由于整流器引起的直流母线电容纹波电流计算如下：
（9）
其中c为直流母线电容，tc，tdc代表直流母线电容的充放电时间，其计算如下：
（10）
至此，流过直流母线电容的纹波电流计算如下：
（11）

（12）
由上式可见，直流母线电容电流的纹波与变频器输入电压和频率、输出电流、负载功率因数、pwm调制比、电容量、允许直流电压脉动率等因素密切相关。

3 设计计算举例
以某型中压变频器为例，具体的变频器参数为：三相交流输入电压为1140v/50hz，输出功率为110kw，负载为三相异步电动机。假定其中直流母线电压脉动率为5%， pwm逆变器调制比为0.9，负载电机功率因数为0.85。具体直流母线电容的设计计算与选型如下：
考虑变频器采用常规整流器输出与两电平逆变器拓扑结构，其直流母线电压为，若采用耐压为450v的电解电容，则需要4个电容串联形成一组，然后多组并联后满足总电容量要求。
根据公式（8）可以得到最小的直流母线电容为：

根据公式（12）可以得到流过直流母线电容的纹波电流为ic,rms=72.7a。初步选择cd138 pc系列的6800μf/450v的电解电容四串四并组成，其等效电容为c=5600μf。
查阅产品手册，得到该型号电容的允许纹波电流为18.3a（在85℃/120hz时），则总的电容器允许纹波电流为4×18.3=73.2a>72.7a，满足上面的计算要求。实验仿真的结果也同样验证了该计算方法的有效性，由于篇幅有限，不再赘述。

4 结束语
本文通过分析计算给出了一种较为精确的变频器直流母线电容纹波电流计算方法，对于变频器设计过程中，合理选择电解电容器这一关键器件，具有一定的指导作用。既避免了设计的盲目性，也便于合理的成本控制。

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