正弦波濾波器原理

　　正弦波濾波器，就是將SPWM調(diào)制波濾成近似正弦的電壓波形。

　　如圖1所示正弦波濾波器由串聯(lián)電抗L和并聯(lián)電容C構(gòu)成。

　　假設(shè)變頻器輸出電壓為U1，經(jīng)過(guò)LC正弦波濾波器后變?yōu)閁0，則A=U0/U1=1/［1+（2ππ）2LC］

　　因此截止頻率f=1/（2πLC）。

　　如果變頻器的載波頻率為fc，則輸出的PWM波形中除了基波外，還含有豐富的諧波，頻率為fc的整數(shù)倍（主要是fc、2fc及3f）。選取適當(dāng)?shù)慕刂诡l率，就可以將輸出PWM波形中的大部分諧波濾除，是的U0近似為正弦波。圖2為在平臺(tái)下的仿真波形。

　　正弦波濾波器特點(diǎn)

　　1.延長(zhǎng)電機(jī)壽命

　　2.保護(hù)電機(jī)絕緣

　　3.減小電機(jī)軸承電流

　　4.增加傳輸距離

　　5.提高系統(tǒng)可靠性

　　6.應(yīng)用該濾波器后普通電機(jī)可以取代變頻電機(jī)

　　7.對(duì)電磁干擾的抑制效果好

　　8.由于變頻器的輸出含有高頻諧波，增加了動(dòng)力電纜及電機(jī)的損耗；同時(shí)極高的dv/dt會(huì)引起數(shù)MHz的輻射干擾；如果電機(jī)需要長(zhǎng)線傳輸時(shí)（電機(jī)線纜超過(guò)50米），由于行波反射引起電機(jī)端電壓疊加，使電機(jī)絕緣破壞，甚至使電纜爆裂。

　　9.對(duì)于諧波電流，可以通過(guò)改變調(diào)制方式，降低諧波分量但并不能完全消除。由dv/dt引起的射頻干擾，可以加裝dv/dt電磁濾波器，但只能對(duì)一定長(zhǎng)度的電纜有效，并不適合任意長(zhǎng)度的電纜。

　　10.能同時(shí)解決以上問(wèn)題的有效方法使在變頻器輸出側(cè)加裝正弦波濾波器，將SPWM調(diào)制波濾成近似正弦的電壓波形，正弦波濾波器由高頻出相電抗器，RC回路，共模電抗器組成。可以有效的抑制高頻損耗及dv/dt射頻干擾，并使電機(jī)和變頻器的線纜延長(zhǎng)至500米，甚至使3千米。

　　正弦波濾波器的作用

　　正弦波濾波器的作用是將變頻輸出的PWM波轉(zhuǎn)換成正弦波。在電機(jī)電壓為50Hz時(shí)，使用正弦波濾波器其畸變系數(shù)約為5% （部分品牌的變頻器應(yīng)用后，畸變率會(huì)大于此數(shù)據(jù)）。

　　其主要的功能包括兩個(gè)方面：

　　1、調(diào)整變頻器輸出的波形。變頻器輸出的波形為PWM波，是介于方波和正弦波之間的波形，加上正弦波濾波器之后，會(huì)把PWM波改造成比較像正弦波的波形；

　　2、實(shí)現(xiàn)變頻器的遠(yuǎn)距離傳輸。一般情況下，國(guó)產(chǎn)的變頻器與負(fù)載的距離，超過(guò)50米，就必須要加電抗器，如果對(duì)變頻器輸出波形有要求的話，就要加正弦波濾波器；對(duì)于進(jìn)口變頻器來(lái)講，一般情況下，距離超過(guò)100米，就要加。這個(gè)距離，指的是連線的長(zhǎng)度。由于正弦波濾波器的價(jià)格比較高，一般情況下，如無(wú)特殊要求，加個(gè)變頻器專用濾波器就夠了。關(guān)于DV/DT濾波器，其實(shí)，就是變頻器專用濾波器，只有專業(yè)廠家生產(chǎn)的變頻器專用濾波器，才具有DV/DT抑制功能的。而DV/DT，就是指的電壓變化率，是衡量電壓突變的一個(gè)指數(shù)。