变频器专用滤波器原理及选型

    变频器专用滤波器，就是为了消除变频器工作时对电网及其他数字电子设备产生干扰的频谱分量、增强变频器的电磁兼容性而专门设计的。    变频器专用滤波器由电感和电容组成的低通滤波电路构成，它允许有用信号的电流通过，对频率较高的干扰信号则有较大的衰减作用。由于干扰信号有差模和共模两种，因此滤波器要对这两种干扰都具有衰减作用，其基本原理有三种：    (1)利用电容通高频隔低频的特性，将相线、中性线高频干扰电流导入地线（共模），或将相线高频干扰电流导人中性线（差模）。    (2)利用电感线圈的阻抗特性，将高频干扰电流反射回干扰源。    (3)利用干扰抑制铁氧体可将一定频段的干扰信号吸收转化为热量的特性，针对某干扰信号的频段选择合适的干扰抑制铁氧体磁环、磁珠直接套在需要滤波的电缆上。    变频器专用滤波器选型时，要确定以下几方面：    (1)额定电压。额定电压是变频器专用滤波器用在指定电源频率时的工作电压，也是滤波器最高允许的电压值。如用在50Hz单相电源的滤波器，额定电压为250V;用在50Hz三相电源的滤波器，额定电压为440V。若输入滤波器的电压过高，会使内部电容器损坏。    (2)额定电流。额定电流是在额定电压和指定环境温度条件下所允许的最大连续工作电流。随着环境温度的升高，或由于电感导线的铜损、磁芯损耗以及周围环境温度等原因导致工作温度高于室温，就难以确保插入损耗的性能。因此，应该根据实际可能的最大工作电流和工作环境温度来选择EMI电源滤波器的额定电流。    (3)插入损耗。插入损耗是变频器专用滤波器最重要的技术参数之一，设计人员和工程应用人员考虑的中心问题就是：在保证滤波器安全、环境、机械和可靠性能满足有关标准要求的前提下，实现尽可能高的插入损耗。变频器专用滤波器的插入损耗是频率的函数，用dB（分贝）表示。    (4)阻抗搭配。对被控制的干扰信号，当变频器专用滤波器两端阻抗都处于失配状态时，EMI信号会在滤波器的输入和输出端口产生很强的反射，则变频器专用滤波器对EMI信号的衰减，等于变频器专用滤波器的固有插入损耗加上反射损耗。变频器专用滤波器实际使用时，可通过阻抗失配而对EMI信号达到更加有效的抑制。因此选用变频器专用滤波器时，一定要仔细分析其端口阻抗是否正确搭配，以产生尽可能大的反射，从而对EMI信号有效控制。    (5)工作环境。变频器专用滤波器一般采用高磁导率软磁材料锰锌铁氧体，初始磁导率μi=7000～10000，但其居里点温度不高，优质的仅为130℃左右。磁导率越高，居里点温度越低，过居里点后磁导率迅速下降，从而导致EMI电源滤波器中的电感值下降，严重影响滤波效果。    因此要根据工作温度正确选择频器专用滤波器的额定电流，或者改善滤波器的散热条件（工作环境）。