變頻器輸出正弦波濾波器

時間：2020-12-28作者：旦佛（上海）電氣有限公司瀏覽：111

變頻器輸出正弦波濾波器

**：對于感性負載
我們知道，電感的表達式是：，式中的就是電流對時間的變化率。
顯然，方波的要大于正弦波。因此，在方波電源中電感器件產(chǎn)生的反向電動勢一定大于正弦波電源產(chǎn)生的反向電動勢。
同時，由于方波的電壓脈沖上升沿斜率為，因此凡帶有鐵磁體的材料它的磁通會變大，波形會變寬。
這樣一來，會出現(xiàn)何種結(jié)果呢？電機會嚴重發(fā)熱，鋼結(jié)構(gòu)的渦流會增加。它的直接后果是冰箱電機和空調(diào)電機會提前老化。并且所有帶有電機的電器，例如吹風機、干衣機和吸塵器等等，都會出現(xiàn)問題。
*二：對于阻性負載
由于方波電源的有效值大于正弦波電源的有效值，所以所有阻性負載的發(fā)熱功率會加大。例如電爐、電飯煲和電炒鍋之類的電器發(fā)熱會加大，白熾燈會較亮，而女孩子用的加熱頭發(fā)的電器（我不知道叫做什么名字，笑?。┛赡軙杨^發(fā)給多燒幾根，而男生用的剃須器也可能手感較熱。
看來這是好事，但電線和電纜的阻性發(fā)熱也趨于嚴重，因此現(xiàn)有的導線將提前老化，甚至出現(xiàn)絕緣破壞的漏電事故。
*三：對于容性負載
同樣由于方波的電壓脈沖上升沿斜率為，因此對電容器件輸出的波形會產(chǎn)生很大的影響。我們來看下圖：
對于圖1，若RC的乘積小于方波頻率，則電容上的電壓會下降；若RC的乘積大于方波頻率，則此積分電路的輸出電壓會上升。
對于圖2，若RC的乘積小于方波頻率，則此微分電路電阻上的輸出電壓會上升。
這樣一來，對家用電器會產(chǎn)生何種后果？答案是：家用電器中的電源部分會受到重大影響。不管是電視、電話，甚至是手機充電器，都會受到一定程度的沖擊，其效果就是加劇了電器內(nèi)部電源的發(fā)熱。
下圖是充電器電路板：
我們看到其中有電感，有電容，還有其它元件。通過**的描述，我們可以推測，在方波下，這些元件的發(fā)熱必然嚴重，整個電源的工作會受到嚴重影響。
對于普通的雙股線，也由于電容效應(yīng)，也包括鄰近效應(yīng)在內(nèi)，電線也會發(fā)熱。再加上電線的阻性發(fā)熱，則合并后的線纜發(fā)熱會越加嚴重起來。
*四：對于線路保護
下圖是居家的配電箱，我們能看到其中的微型斷路器面板。所謂微型斷路器，就是俗稱的空氣開關(guān)：
對于方波電源，由于電壓方波脈沖的垂直上升沿的原因，斷路器的磁脫扣器動作會提前，因此斷路器有可能把正常運行的較大電流認為是短路并加以保護跳閘。
同樣，方波電源的有效值較大，因此斷路器的熱脫扣器也會提前動作，把正常運行的較大電流當作是過載電流，并加以保護跳閘。
其后果是：我們天天就守著總開關(guān)，不停地合閘和分閘。笑！
剩余電流保護裝置也即漏電開關(guān)則不會受到影響。
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以下用高中生能看懂的方法，來探討方波電源和正弦波電源下短路電流對線路的沖擊作用。當然，不感興趣就將這段文字忽略：
由畢奧薩法爾定律，我們可以推得兩條導線之間的電動力作用：

在這里，Kh是回路系數(shù)，Kc是截面系數(shù)。
如果方波電源和正弦波電源分別在完wei全相同的電路中流過，我們只需要分析電流的區(qū)別即可。
設(shè)正弦波的電流為：
于是電流的平方為：
這里的I是有效值。
我們把電流值代入到電動力表達式中，我們發(fā)現(xiàn)電動力由兩部分構(gòu)成。
**部分是：，也即電動力的穩(wěn)定分量。注意，這里的I是正弦電流的有效值。
*二部分是：，也即電動力的脈動分量。同樣注意到這里的I是正弦電流的有效值。
即：
仔細觀察一下，因為余弦的值域是【-1，1】，因此電動力的較大值為穩(wěn)定分量的兩倍，而較小值為零。也即：，
那么這個結(jié)論對于方波電源是否成立？
我們發(fā)現(xiàn)對于方波來說，根本就沒有較小值，而且電流的有效值就等于電流的較大值，也即：

注意這里的電流不是有效值，而是較大值Im。

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