变频器系统中的电抗器选用

2013-8-11 17:52| 编辑:电工学习网| 查看: 23425| 评论: 0

1引言

电力电子技术的迅速发展，使交流变频调速成为电气传动的主流，其应用范围日益广泛。但是，由于变频器使用在各种不同的电气环境，变频器不采取恰当的保护措施，就会影响变频器运行的稳定性和可靠性。事实证明，适当选配电抗器与变频器配套使用，可以有效地防止因操作交流进线开关而产生的过电压和浪涌电流对它的冲击，同时，可以降低来自电网的谐波干扰，亦可以减少变频器产生的谐波对电网的污染，并可提高变频器的功率因数。因此探讨与变频器配套用的各类电抗器的作用和电抗器选型等问题是十分必要的。

2与变频器配套用的电抗器有3种：

1）进线电抗器ACL又称输入电抗器，它能够限制电网电压突变和操作过电压引起的电流冲击，抑制谐波相互传递，有效地保护变频器和改善其功率因数。接入与未接入进线电抗器时，变频器输入电网的谐波电流的情况，示于图1。从图1可以看出接入电抗器后能有效地抑制谐波电波。

2）输出电抗器OCL又称出线电抗器，接在变频器输出端与负载（电机）之间，起到可以钝化变频器输出电压（开关频率）的陡度，减少逆变器中的功率元件的扰动和冲击，另外可降低由于电缆电容引起的电机绕组过电压，可延长变频器到电机之间的距离，提高电机的使用寿命，并能抑制变频器噪声。

3）平波电抗器 DCL 又称直流电抗器，接在变频系统的直流整流环节与逆变环节之间，DCL 能使逆变环节运行更稳定，及改善变频器的功率因数。

三种电抗器在变频器中的连接如图2所示。

3需要安装进线电抗器的场合

进线电抗器既能阻止来自电网的谐波干扰，又能减少整流单元产生的谐波电流对电网的污染。加装进线电抗器可以降低电流上升率，平滑电源电压中包含的尖峰脉冲，或者平滑桥式整流电路换相时产生的电压凹陷，将大幅度降低变频器的故障。因此，接入进线电抗器，对改善变频器的运行状况是有好处的。根据运行经验，变频器一定要安装进线电抗器，才能保证变频器可靠的运行。

4进线电抗器的选择

进线电抗器的选择可按预期在电抗器每相绕组上的压降来决定。一般选择压降为网侧相电压的 1.5％～3％，也可按变频器指定的数据选取。

电抗器的电感量L是按电压电流法计算得到的。

5输出电抗器的选择

输出电抗器的选择可按预期在电抗器每相绕组上的压降来决定。一般选择压降为网侧相电压的 0.5％～2％，也可按变频器指定的数据选取，同时要考虑变频器与电动机之间的距离既电缆线的电容量来选择。

6平波电抗器的选择

在有直流环节的变频系统中，在整流器后接入直流电抗器可以有效地改善功率因数，配合得当可以将功率因数提高到0.95，另外，直流电抗器能使逆变器运行稳定，并能限制短路电流，所以很多厂家生产的55kW以上的变频器都随机供应直流电抗器。

7三相交流进线电抗器的电感量计算

当选定了电抗器的额定电压降ΔUL，确定额定工作电流In以后，就可以计算电抗器的电感量L。电抗器的电感量L=ΔUL/(2πfIn)

式中：ΔUL——单位V；

f——电源频率（Hz）；

注：带铁芯的交流电抗器的电感量不宜用电桥测量，因为测电感电桥的电源频率一般是采用 1000Hz，因此测电感电桥只可用于测量空心电抗器。对于用硅钢片叠制而成的交流电抗器，电感量的测量可用工频电源的交流电压表——电流表法测量。