變頻器輸入電抗器

時(shí)間：2020-12-28作者：旦佛（上海）電氣有限公司瀏覽：106

一、輸入電抗器的選用

輸入、輸出、直流電抗器的選擇（三相380V系列）對(duì)照表：

1.1 輸入電抗器的用途

輸入電抗器串聯(lián)在電源與變頻器輸入側(cè)，用于抑制輸入電流的高次諧波，減少電源浪涌對(duì)變頻器的沖擊，改善三相電源的不平衡性，提高輸入電源的功率因數(shù)（提高到0.75-0.85）。

由于變頻器的整流部分為三相全波不可控整流，直流回路采用大電容作為濾波器。這樣，雖然變頻器的電網(wǎng)側(cè)輸入電壓波形基本上是正弦波，但輸入電流是脈沖式的充電電流，含有豐富的諧波。其波形如圖1.1所示。

圖1.1 變頻器的輸入電壓和電流波形

變頻器電網(wǎng)側(cè)電流的波形由線路總等效阻抗和主電容兩端的電壓共同決定，同時(shí)受二極管整流器本身參數(shù)的影響。另外，其電流大小和波形與直流側(cè)電壓密切相關(guān)，而直流側(cè)電壓又會(huì)隨著負(fù)載變化而波動(dòng)。因此，通過解析表達(dá)式定量地計(jì)算變頻器網(wǎng)側(cè)電流比較困難，在工程上也不實(shí)用。一般分析時(shí)，可采用簡(jiǎn)化的近似方法來計(jì)算。 網(wǎng)側(cè)總線路阻抗越大，輸入電流就越平滑，諧波電流越小。因此常用直流或交流電抗器來增加線路阻抗，從而改善輸入電流波形。 在加入電抗器之后，輸入電流的尖峰變小，同時(shí)二極管的導(dǎo)通時(shí)間變長(zhǎng)，因此可以降低變頻器的網(wǎng)側(cè)電流諧波含量。 變頻器輸入電抗器的安裝如圖1.2所示

圖1.2 變頻器輸入電抗器的安裝

直流電抗器和交流電抗器都可以用于抑制諧波，但兩者各有特點(diǎn)。Fe變頻器的電抗器附件使用效果對(duì)比如下：

表1 交流電抗器和直流電抗器使用效果比較

1.2 建議加裝輸入電抗器的情況

A、變頻器所用之處的電源容量與變頻器容量之比為10：1以上，如圖1.3所示。

圖1.3 加裝進(jìn)線電抗器的電源情況

B、同一電源上接有晶閘管設(shè)備或帶有開關(guān)控制的功率因數(shù)補(bǔ)償裝置；

因?yàn)榫чl管設(shè)備也*使電網(wǎng)的電壓波形發(fā)生畸變，和變頻器互相影響。所以，變頻器輸入側(cè)和晶閘管設(shè)備的輸入側(cè)都應(yīng)該接入交流電抗器。

C、三相電源的電壓不平衡度較大（≥3％）；

變頻器三相整流橋在運(yùn)行過程中，由于每相電壓接近振幅值時(shí)，濾波電容器上的電壓并不恒定，因此，三相充電電流的大小常常是不平衡的。線路電壓的不平衡，將導(dǎo)致變頻器三相輸入電流的較加不平衡。所以，當(dāng)三相電壓的不平衡度>3%時(shí)，應(yīng)考慮接入交流電抗器。

D、電壓綜合變形率大于5％，應(yīng)加入交流電抗器或直流電抗器，以抑制諧波電流。

采用數(shù)字頻譜分析儀對(duì)各次諧波進(jìn)行分析，然后對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行綜合判斷，其標(biāo)準(zhǔn)為電壓綜合變形率D：

E、由于交流電抗器體積較大，成本較高，變頻器功率＞30kW時(shí)才考慮配置交流電抗器。

1.3 輸入電抗器的選擇

交流電抗器的選型主要依據(jù)有額定交流電流，電壓降，下面分別說明。

1.3.1 額定電流

額定交流電流是從發(fā)熱方面設(shè)計(jì)電抗器的長(zhǎng)期工作電流，同時(shí)應(yīng)該考慮足夠的高次諧波分量。電流值一定要大于等于電機(jī)的額定值。

1.3.2 電壓降

電壓降是指50HZ時(shí)，對(duì)應(yīng)實(shí)際額定電流時(shí)電抗器線圈兩端的實(shí)際電壓降。進(jìn)線電抗器的額定電壓降

，UN為線電壓電壓，UP為相電壓，通常選擇電壓降在4V~8V左右。

1.3.3 電感量的計(jì)算

電抗器的感抗(1)

電抗器的電感量LAC由式（1）求得： (2)

IN——為電抗器流過的較大電流。

例如:對(duì)380V、90kW、50Hz、170A的變頻器，需要配置輸入側(cè)交流電抗器的電感量為：

取電感值在0.123mH左右，額定電流為170A的電抗器即可。

對(duì)于使用者，需考慮電感值和電流值兩方面，電感值略有大小問題不大，偏大有利于減少諧波，但電壓降會(huì)增加，使用者還要考慮電源內(nèi)部阻抗，電源變壓器功率大于10倍變頻器功率，而且線路很短的場(chǎng)合，電源內(nèi)阻小，不僅需要使用輸入側(cè)交流電抗器，而且要選擇較大的電感值，例如選用4～5%阻抗的電感量。

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