平滑コンデンサ容量の最適設計

質問

平滑コンデンサの容量計算についての質問です。

3相インバータでモーター制御を行いたいのですが、
インバーター部の平滑コンデンサの容量をどれくらいにすればよいのでしょうか？各相電流に200Arms出力時、リプル電流120Armsを許容できればよいと考えています。(バス電圧は昇圧回路を用い900V程度としている)
また小型化できる技術的方法があれば教えていただければと思います。

バス電圧のリプル電圧は±30V程度を許容したいと考えています。

回答No.3

noname#230359 · ベストアンサー

ログインできず遅くなってしまいましたが角右衛門です。
コンデンサの容量計算ですが、
?コンデンサの許容リップル電流に入っているかどうか
?直流の許容リップル電圧が入っているかどうか
?コンデンサの寿命が何年あるか
の３点から決めます。
３相ＡＣ４００Ｖの電源から可変周波数の３相ＡＣの０～４００Ｖを出すインバータだと思いますが容量が大きいですね。
?は３相ですので整流器による３００Ｈｚのリップルと高周波（１０ｋＨｚ程度ですか？）のリップル電流が流れます。
この両方を計算してコンデンサの実効値のリップル電流を計算します。このコンデンサの実効値に入っているかどうかを検討します
?は回答２で答えられているように商用分と高周波分に分けてＣＶ＝ｉｔで計算して両方の値を加算します。±３０Ｖ程度ということなのでこれに入っていればｏｋです。
?はコンデンサの種類によって温度と寿命の関係が決まっていますが、周囲温度と温度上昇を加算してコンデンサの温度を決めます（普通は最高周囲温度と全負荷時の温度上昇）この温度で１０度Ｃ２倍則（１０度上がると寿命半分）でコンデンサの寿命を計算します。
●リップル電圧、リップル電流を決めるとき、入力の３相のアンバランスをどの程度にするかは３～１０％程度でみます（普通５％）。バランスが悪ければ悪いほど３００Ｈｚのリップルは大きくなります。
また３相入力が１相が欠相したときインバータを動かしておくのか止めてしまうのかによっても大きく違い、１相が欠相すると単相になってしまい３００Ｈｚは１００Ｈｚになってしまいコンデンサのリップル電流も数倍大きくなってしまいますので検出して止めるのが普通です。

お礼

ご返答ありがとうございます。
具体的なご提案とても助かりました。
ありがとうございました。

回答No.2

noname#230359

インバータなどのパワーものは専門外なので、一般的な意見です。

平滑コンデンサの容量は、次の式の展開/拡張で計算できると思います。
　　Q = C × V = I × t　[C]

小型電子機器などによく使用される電源回路の例を。
トランス出力を全波整流した電圧波形は、
ハンバーガーのマクドナルドのロゴのような、山と谷の波形になります。
平滑コンデンサの働きは、この山の部分で充電した電荷を
谷の部分(トランスから電流が来ない期間)に放出することで、
負荷への電圧低下を補うのが目的です。

ですので、負荷電流がわかっているでしょうから、 I × t で、必要な電荷を求め
許すリップル電圧からCを算出します。
多くの場合は、この容量に　余裕を見積って、コンデンサの容量とします。

お礼

ご返答ありがとうございます。
具体的なご提案とても助かります。
一度自分なりにももう少し詳しく調べてみたいと思います。
ありがとうございました。

回答No.1

noname#230359

毎度ＪＯです。
質問の意味する所が良くわかりませんが、
平滑コンデンサの容量を算出する場合、電源電圧と負荷インピダンス及び許容できるリップル電圧で計算されます、

>>(バス電圧は昇圧回路を用い900V程度としている)
これの意味する所は？？

再度ＪＯです。
>>電源電圧が900V　？？
国内では２００Ｖか４００Ｖが一般的で９００Ｖの事例は聞いたことがありません
３相誘導モータ用インバータですよね？？

補足

わかりづらい書き方で申し訳ございません。
電源電圧が900Vと言うことです。

容量算出の計算式などあれば教えていただければと思います。

よろしくお願いいたします。

400Vの間違いです。申し訳ございません。
3相誘導モーター用のインバータを検討しています。
よろしくお願いいたします。