電抗器在變頻器中的使用

電抗器在變頻器中的使用電抗器在變頻器中的使用：1、 當(dāng)變頻器到電機(jī)的連線超過(guò)30米，建議采用抑制高頻振蕩的交流輸出電抗器，避免電機(jī)絕緣損壞，漏電流過(guò)大變頻器保護(hù)頻繁動(dòng)作。2、 在輸出側(cè)增加AC輸出電抗器，可防止輸出側(cè)短路導(dǎo)致的變頻器損壞。與變頻器配套用的電抗器有3種：1）進(jìn)線電抗器LA1又稱電源協(xié)調(diào)電抗器，它能夠限制電網(wǎng)電壓突變和操作過(guò)電壓引起的電流沖擊，有效地保護(hù)變頻器和改善其功率因數(shù)。接入與未接入進(jìn)線電抗器時(shí)，變頻器輸入電網(wǎng)的諧波電流的情況,示于圖lo從圖1可以看出接入電抗器后能有效地抑制諧波電波。60(MS4000*>2000%0oos電浪iff60(MS4000*>2000%0oos電浪iff泳O<|/? 0JUuIIn17 19 232S用5階次出I6脈波虬々互登蕓與樹(shù)fell述此電收唇當(dāng)此枚2） 直流電抗器LDC直流電抗器接在變頻系統(tǒng)的直流整流環(huán)節(jié)與逆變環(huán)節(jié)之間，LDC能使逆變環(huán)節(jié)運(yùn)行更穩(wěn)定，及改善變頻器的功率因數(shù)。3） 輸出電抗器LA2接在變頻器輸出端與負(fù)載（電機(jī)）之間，起到抑制變頻器噪聲的作用。三種電抗器在變頻器中的連接如圖2所示?！鯰構(gòu)必」占■T構(gòu)必」占御2三伴電撫8在交笫耳,中知*雌需要安裝進(jìn)線電抗器的場(chǎng)合進(jìn)線電抗器既能阻止來(lái)自電網(wǎng)的干擾，又能減少整流單元產(chǎn)生的諧波電流對(duì)電網(wǎng)的污染，當(dāng)電源容量很大時(shí)，更要防止各種過(guò)電壓引起的電流沖擊，因?yàn)樗鼈儗?duì)變頻器內(nèi)整流二極管和濾波電容器都是有害的。因此接入進(jìn)線電抗器，對(duì)改善變頻器的運(yùn)行狀況是有好處的。根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，在下列場(chǎng)合一定要安裝進(jìn)線電抗器，才能保證變頻器可靠的運(yùn)行。電源容量為600kVA及以上，且變頻器安裝位置離大容量電源在lOm以內(nèi)，如圖3所示：@3三相電源電壓不平衡率大于3%。電源電壓不平衡率K按式(1)計(jì)算：她大,相鄒福"斌勝臨炒面其它晶閘管變流器與變頻器共用同一進(jìn)線電源，或進(jìn)線電源端接有通過(guò)開(kāi)關(guān)切換以調(diào)整功率因數(shù)的電容器裝置。進(jìn)線電抗器容量的選擇進(jìn)線電抗器的容量可按預(yù)期在電抗器每相繞組上的壓降來(lái)決定。一般選擇壓降為網(wǎng)側(cè)相電壓的2%?4%,也可按表1的數(shù)據(jù)選取。?|網(wǎng)側(cè)進(jìn)線電抗器壓降女■冷入線電4電抗罵欷定電IK降2305.叫X.K ?J60叫wlQ電感量L的計(jì)算公式如式(2)所示：UV——交流輸入相電壓有效值(V)；△UL——電抗器額定電壓降(V)；In 電抗器額定電流(A)；f——電網(wǎng)頻率(iiz)o進(jìn)線電抗器壓降不宜取得過(guò)大，壓降過(guò)大會(huì)影響電機(jī)轉(zhuǎn)矩。一般情況下選取進(jìn)線電壓的4%(8.8V)已足夠，在較大容量的變頻器中如75kW以上可選用10V壓降。直流電抗器和輸出電抗器的作用在有直流環(huán)節(jié)的變頻系統(tǒng)中，在整流器后接入直流電抗器可以有效地改善功率因數(shù)，配合得當(dāng)可以將功率因數(shù)提高到0.95,另外，直流電抗器能使逆變器運(yùn)行穩(wěn)定，并能限制短路電流，所以很多廠家生產(chǎn)的55kW以上的變頻器都隨機(jī)供應(yīng)直流電抗器。輸出電抗器的主要作用是補(bǔ)償長(zhǎng)線分布電容的影響，并能抑制變頻器輸出的諧波，起到減小變頻器噪聲的作用。有些廠家還提供有輸出電抗器與無(wú)輸出電抗器時(shí)，連接電機(jī)的導(dǎo)線允許的最大長(zhǎng)度，表2是西門子公司提供的數(shù)據(jù)。?2 *出泣波電抗?與允許導(dǎo)線*度變旌莽用奉M宅電非解敢導(dǎo)線允訂的AU、長(zhǎng)2m/k\\/\無(wú)輸出電抗備“給出電抗舞42(X>-600501505.52(K>-NK>702(M)7.52(X>-1()0225II2(X>-(MMI110240152<X?125260l?.52<XI-MX)1352X02(M>1503()0U)-2(X)WO-690150di；)典三相交流進(jìn)線電抗器的設(shè)計(jì)計(jì)算當(dāng)選定了電抗器的額定電壓降A(chǔ)UL,再計(jì)算出電抗器的額定工作電流In以后，就可以計(jì)算電抗器的感抗XL。電抗器的感抗XL由式(3)求得：XL=AUL/In(Q)(3)有了以上數(shù)據(jù)便可以對(duì)電抗器進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。電抗器鐵芯截面積S與電抗器壓降A(chǔ)UL的關(guān)系，如式(4)所示：/(4.U/MU.xlO ?4-式中：AUL——單位V;f——電源頻率(IIz)；B——磁通密度(T)；N——電抗器的線圈圈數(shù)；Ks——鐵芯迭片系數(shù)取Ks=O.93o電抗器鐵芯窗口面積A與電流In及線圈圈數(shù)N的關(guān)系如式(5)所示：A=InN/(jKA)(5)式中：j一一電流密度，根據(jù)容量大小可按2-2.5A/mm2選??；KA——窗口填充系數(shù)，約為0.4?0.5。鐵芯截面積與窗口面積的乘積關(guān)系如式(6)所示：SA=UI/(4.44fBjKsKAX10-4)(6)由式(6)可知，根據(jù)電抗器的容量UI(=AULIn)值，選用適當(dāng)?shù)蔫F芯使截面積SA的積能符合式(6)的關(guān)系。假設(shè)選用B=0.6T,j=200A/cm2,Ks=O.93,KA=O.45,設(shè)A=l.5S,則電抗器鐵芯截面與容量的關(guān)系為：=4.44x50x().6x200x0.93x().45x1()4?I.115電抗器鐵芯的截面積S=（）.773E.⑺鐵芯般面積求出后，即可從式（8）求出線圈匝數(shù)：*=222KSAx|（）Vww.diangoJ.以om為了使進(jìn)線電抗器有較好的線性度，在鐵芯中應(yīng)有適當(dāng)?shù)臍庀?。調(diào)整氣隙，可以改變電感量。氣隙大小可先選定在2-5mm內(nèi)，通過(guò)實(shí)測(cè)電感值進(jìn)行調(diào)整。電抗器電感量的測(cè)定5.1直流電抗器LDC電感量的測(cè)定鐵芯電抗器的電感量和它的工作狀況有很大關(guān)系，而且是呈非線性的，所以應(yīng)盡可能使電抗器處于實(shí)際工作條件下進(jìn)行測(cè)量。圖4所示是測(cè)量直流電抗器的電路。在電抗器上分別加上直流電流Id與交流電流I?，用電容C=200uF隔開(kāi)交直流電路，測(cè)出LDC兩端的交流電壓U?與交流電流I?，可由式（9）、式（10）式近似計(jì)算電感值Lof-V./w <IO>5.2交流電抗器電感量的測(cè)定帶鐵芯的交流電抗器的電感量不宜用電橋測(cè)量，因?yàn)闇y(cè)電感電橋的電源頻率一般是采用lOOOIIz,因此測(cè)電感電橋只可用于測(cè)量空心電抗器。對(duì)于用硅鋼片疊制而成的交流電抗器，電感量的測(cè)量可用工頻電源的交流電壓表一一電流表法測(cè)量，如圖5所示。通過(guò)電抗器的電流可以略小于額定值，為求準(zhǔn)確可以用電橋測(cè)量電抗器線圈內(nèi)阻rL,每相電感值可按式(11)計(jì)算:小昂’（號(hào)）'"" ""式中：U——交流電壓表的讀數(shù)(V)；I一一交流電流表的讀數(shù)(A)；rL——電抗器每相線圈電阻