變頻器輸出正弦波濾波器

時(shí)間：2020-12-28作者：旦佛（上海）電氣有限公司瀏覽：112

變頻器輸出正弦波濾波器

**：對(duì)于感性負(fù)載
我們知道，電感的表達(dá)式是：，式中的就是電流對(duì)時(shí)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(dòng)勢(shì)一定大于正弦波電源產(chǎn)生的反向電動(dòng)勢(shì)。
同時(shí)，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(huì)變大，波形會(huì)變寬。
這樣一來(lái)，會(huì)出現(xiàn)何種結(jié)果呢？電機(jī)會(huì)嚴(yán)重發(fā)熱，鋼結(jié)構(gòu)的渦流會(huì)增加。它的直接后果是冰箱電機(jī)和空調(diào)電機(jī)會(huì)提前老化。并且所有帶有電機(jī)的電器，例如吹風(fēng)機(jī)、干衣機(jī)和吸塵器等等，都會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。
*二：對(duì)于阻性負(fù)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(fù)載的發(fā)熱功率會(huì)加大。例如電爐、電飯煲和電炒鍋之類(lèi)的電器發(fā)熱會(huì)加大，白熾燈會(huì)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?huì)把頭發(fā)給多燒幾根，而男生用的剃須器也可能手感較熱。
看來(lái)這是好事，但電線和電纜的阻性發(fā)熱也趨于嚴(yán)重，因此現(xiàn)有的導(dǎo)線將提前老化，甚至出現(xiàn)絕緣破壞的漏電事故。
*三：對(duì)于容性負(fù)載
同樣由于方波的電壓脈沖上升沿斜率為，因此對(duì)電容器件輸出的波形會(huì)產(chǎn)生很大的影響。我們來(lái)看下圖：
對(duì)于圖1，若RC的乘積小于方波頻率，則電容上的電壓會(huì)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(huì)上升。
對(duì)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(huì)上升。
這樣一來(lái)，對(duì)家用電器會(huì)產(chǎn)生何種后果？答案是：家用電器中的電源部分會(huì)受到重大影響。不管是電視、電話(huà)，甚至是手機(jī)充電器，都會(huì)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(guò)**的描述，我們可以推測(cè)，在方波下，這些元件的發(fā)熱必然嚴(yán)重，整個(gè)電源的工作會(huì)受到嚴(yán)重影響。
對(duì)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(huì)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(huì)越加嚴(yán)重起來(lái)。
*四：對(duì)于線路保護(hù)
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(chēng)的空氣開(kāi)關(guān)：
對(duì)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(dòng)作會(huì)提前，因此斷路器有可能把正常運(yùn)行的較大電流認(rèn)為是短路并加以保護(hù)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(huì)提前動(dòng)作，把正常運(yùn)行的較大電流當(dāng)作是過(guò)載電流，并加以保護(hù)跳閘。
其后果是：我們天天就守著總開(kāi)關(guān)，不停地合閘和分閘。笑！
剩余電流保護(hù)裝置也即漏電開(kāi)關(guān)則不會(huì)受到影響。
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以下用高中生能看懂的方法，來(lái)探討方波電源和正弦波電源下短路電流對(duì)線路的沖擊作用。當(dāng)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(dǎo)線之間的電動(dòng)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(guò)，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(dòng)力表達(dá)式中，我們發(fā)現(xiàn)電動(dòng)力由兩部分構(gòu)成。
**部分是：，也即電動(dòng)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(dòng)力的脈動(dòng)分量。同樣注意到這里的I是正弦電流的有效值。
即：
仔細(xì)觀察一下，因?yàn)橛嘞业闹涤蚴恰?1，1】，因此電動(dòng)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(gè)結(jié)論對(duì)于方波電源是否成立？
我們發(fā)現(xiàn)對(duì)于方波來(lái)說(shuō)，根本就沒(méi)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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