正弦波滤波器原理_正弦波滤波器的作用

屈育成 2019-08-30 27750

调谐/滤波

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描述

　　正弦波滤波器原理

　　正弦波滤波器，就是将SPWM调制波滤成近似正弦的电压波形。

　　如图1所示正弦波滤波器由串联电抗L和并联电容C构成。

变频器

　　假设变频器输出电压为U1，经过LC正弦波滤波器后变为U0，则A=U0/U1=1/［1+（2ππ）2LC］

　　因此截止频率f=1/（2πLC）。

　　如果变频器的载波频率为fc，则输出的PWM波形中除了基波外，还含有丰富的谐波，频率为fc的整数倍（主要是fc、2fc及3f）。选取适当的截止频率，就可以将输出PWM波形中的大部分谐波滤除，是的U0近似为正弦波。图2为在平台下的仿真波形。

　　正弦波滤波器特点

　　1.延长电机寿命

　　2.保护电机绝缘

　　3.减小电机轴承电流

　　4.增加传输距离

　　5.提高系统可靠性

　　6.应用该滤波器后普通电机可以取代变频电机

　　7.对电磁干扰的抑制效果好

　　8.由于变频器的输出含有高频谐波，增加了动力电缆及电机的损耗；同时极高的dv/dt会引起数MHz的辐射干扰；如果电机需要长线传输时（电机线缆超过50米），由于行波反射引起电机端电压叠加，使电机绝缘破坏，甚至使电缆爆裂。

　　9.对于谐波电流，可以通过改变调制方式，降低谐波分量但并不能完全消除。由dv/dt引起的射频干扰，可以加装dv/dt电磁滤波器，但只能对一定长度的电缆有效，并不适合任意长度的电缆。

　　10.能同时解决以上问题的有效方法使在变频器输出侧加装正弦波滤波器，将SPWM调制波滤成近似正弦的电压波形，正弦波滤波器由高频出相电抗器，RC回路，共模电抗器组成。可以有效的抑制高频损耗及dv/dt射频干扰，并使电机和变频器的线缆延长至500米，甚至使3千米。

　　正弦波滤波器的作用

　　正弦波滤波器的作用是将变频输出的PWM波转换成正弦波。在电机电压为50Hz时，使用正弦波滤波器其畸变系数约为5% （部分品牌的变频器应用后，畸变率会大于此数据）。

　　其主要的功能包括两个方面：

　　1、调整变频器输出的波形。变频器输出的波形为PWM波，是介于方波和正弦波之间的波形，加上正弦波滤波器之后，会把PWM波改造成比较像正弦波的波形；

　　2、实现变频器的远距离传输。一般情况下，国产的变频器与负载的距离，超过50米，就必须要加电抗器，如果对变频器输出波形有要求的话，就要加正弦波滤波器；对于进口变频器来讲，一般情况下，距离超过100米，就要加。这个距离，指的是连线的长度。由于正弦波滤波器的价格比较高，一般情况下，如无特殊要求，加个变频器专用滤波器就够了。关于DV/DT滤波器，其实，就是变频器专用滤波器，只有专业厂家生产的变频器专用滤波器，才具有DV/DT抑制功能的。而DV/DT，就是指的电压变化率，是衡量电压突变的一个指数。

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