3.5 变频器整流电路常用电容器和电阻器的使用方法

3.5.1 变频器内部整流电路中多只电容器并联使用的特点

1.并联电容器的原因

由于变频器内部整流电路的工作电压较高，而电解电容器的耐压一般较低，最大也只有450V，而三相380V的交流电压，经全波整流后的直流电压峰值可达537V，平均值电压也会达到513V。因此，滤波电容器通常只得采用两个（或两组）电解电容器串联后来使用，以增大电容器的耐压。同时，为了增大电容器的电容量，改善滤波效果，通常是先把若干个电解电容器并联成一组，然后再将两组电容器串联起来接入电路，其典型连接方式如图3-11所示。

2.并联电阻器的作用

由于多个并联电容器之间的电容器不可能完全一样，特别是电解电容器，电容量的离散性较大，多个电容器并联以后，两组电容器的电容量之间的差异较为明显。电容器串联以后，两个电容器组上的电压分配就可能出现不均衡，由此就有可能造成两组电容器的使用寿命不一致。

为了使电容器组上的电压分配得到均衡，通常是在两个电容器组的两端分别并联电阻值相同的均压电阻器R1与R2，如图3-11所示。

3.电压分配均衡电阻器均衡原理

图3-11中的CX1为C1～C4并联电容器的容量，CX2为C5～C8并联电容器的容量，IC1为CX1这组电容器的总充电电流，IC2为CX2这组电容器的总充电电流。均衡电阻器的均衡原理简述如下。

①如果电容器组CX1的电容量小于电容器组CX2的电容量，就会使电容器组CX1两端电压UD1大于电容器组CX2两端电压UD2，这将导致IC2大于IC1。也就是说，CX2上的充电电流较大，由于均压电阻器R1与R2的作用，UD2有所提高，从而使UD1与UD2趋于均衡。

②由于均压电阻器的电阻值可以做得比较精确，由此就可以保证两组电容器组的均压效果，延长电容器的使用寿命。

3.5.2 变频器常用电源主限流电阻器的功能

1.变频器整流桥与滤波电容器之间连接电阻器和接触器触点的作用

变频器整流桥与滤波电容器之间通常都有一只电阻和一个接触器触点（有的电路采用一只晶闸管，晶闸管的阳极和阴极与电阻器并联，控制极受主电路的控制）并联后串接在电路之中，如图3-12所示。该电阻器R1在电路中起限流保护作用。

（1）没有电阻器R1的情况

如果没有设置电阻器R1和接触器触点KM2并联电路，此时相当于C1电容器直接连接在三相整流电源的输出端（即VD1、VD3、VD5三只整流二极管负极端）。这样，在通电变频器接通电源（接触器触点KM1闭合后）时，滤波电容器C1上的电压为0V，输入的交流电源电压为380V，三相整流后的振幅直流电压值达到537V左右，且为了提高滤波效果，滤波电容器的容量值又很大。因此，在通电的瞬间，产生的冲击电流很大，该电流很有可能损坏整流二极管；同时，也会使电源电压瞬间下降为0V，形成了对网络的干扰。

（2）加设电阻器R1的情况

当在三相整流桥与滤波电容器之间加接电阻器R1和接触器触点KM2并联电路以后，就可以把滤波电容器的充电电流限制在一个允许值范围内。

如果电阻器R1长期连接在电路中，就会影响直流电压与变频器输出电压的大小。因此，一旦滤波电容器充电结束，在主电路板微电脑的控制下，KM2触点会闭合接通将电阻器R1两端短路，以使后级电路得到全电压进行工作。这就是电阻器R1和接触器触点KM2并联电路的作用。

2.变频器整流桥与滤波电容器之间连接限流电阻器后的处理方法

（1）确定限流电阻器的电阻值

如图3-12所示，变频器整流桥与滤波电容器之间连接的限流电阻器损坏以后，一般可以按照变频器的额定电流来进行选择。例如，某一变频器的额定电流为20A，三相整流后的振幅直流电压值一般达到537V左右，则限流电阻器的电阻值可按以下方法计算得到。

R1≥537/20=26.85Ω≈27Ω

一般来说，对于容量较小的变频器，限流电阻器R1的电阻值可以在50～100Ω之间选择。对于容量较大的变频器，限流电阻器R1的电阻值可以在10～40Ω之间选择。

（2）确定限流电阻器的功率

变频器整流桥与滤波电容器之间连接的限流电阻器在工作时，由于其上的充电电流衰减较快，且很快就被开关器件短路，通电的时间一般较短，故限流电阻器的功率PR1不必太大，通常可以取：

PR1≥50～100W

一般情况下，限流电阻器的电阻值较大的，其功率可以取小值；限流电阻器的电阻值较小的，其功率可以取大值。