电抗器在变频器体系中的运用

2017-08-05 23:37分类：机械维修阅读：

1导言
跟着电力电子技能的活络翻开，从20世纪90年代以来沟通变频调速已变成电气传动的干流，其运用方案日益广泛。可是由于变频器被运用在各种纷歧样的电气环境，若不选用恰当的维护办法，就会影响变频器作业的安稳性和牢靠性。实习证实，适中选配电抗器与变频器配套运用，能够有用地避免因操作沟通进线开关而发作的过电压和浪涌电流对它的冲击，一同亦能够削减变频器发作的谐波对电网的污染，并可跋涉变频器的功率因数。因而议论与变频器配套用的各类电抗器的效果和容量挑选等疑问对错常必要的。
2变频器体系配套用的三种电抗器
与变频器配套用的电抗器有3种：
1）进线电抗器LA1又称电源谐和电抗器，它能够绑缚电网电压骤变和操作过电压致使的电流冲击，有用地维护变频器和改进其功率因数。接入与未接入进线电抗器时，变频器输入电网谐波电流的状况, 示于图1。从图1能够看出接入电抗器后能有用地按捺谐波电波。

2）直流电抗器LDC直流电抗器接在变频体系的直流整流环节与逆变环节之间，LDC能使逆变环节作业更安稳，及改进变频器的功率因数。
3）输出电抗器LA2接在变频器输出端与负载（电机）之间，起到按捺变频器噪声的效果。三种电抗器在变频器中的联接如图2所示。

3需求设备进线电抗器的场合
进线电抗器既能阻遏来自电网的烦扰，又能削减整流单元发作的谐波电流对电网的污染，当电源容量很大时，更要避免各种过电压致使的电流冲击，由于它们对变频器内整流二极管和滤波电容器都是有害的。因而接入进线电抗器，对改进变频器的作业状况是有利益的。依据作业阅历，鄙人列场合必定要设备进线电抗器，才调确保变频器牢靠的作业。
1）电源容量为600kVA及以上，且变频器设备方位离大容量电源在10m以内，如图3所示：

2）三相电源电压不平衡率大于3％，电源电压不平衡率K按式（1）核算：

3）其它晶闸管变流器与变频器共用同一进线电源，或进线电源端接有经过开关怀换以调整功率因数的电容器设备。
4进线电抗器容量的挑选
进线电抗器的容量可按预期在电抗器每相绕组上的压降来挑选。通常挑选压降为网侧相电压的2％～4％，也可按表1的数据挑选。

电感量L的核算公式如式（2）所示：
UV?——沟通输入相电压有用值（V）；
ΔUL——电抗器额外电压降（V）；
In——电抗器额外电流（A）；
f——电网频率（Hz）。
进线电抗器压降不宜取得过大，压降过大会影响电机转矩。通常状况下挑选进线电压的4％（8.8V）已满意,在较大容量的变频器中如75kW以上可选用10V压降。
5直流电抗器和输出电抗器的效果
在有直流环节的变频体系中，在整流器后接入直流电抗器能够有用地改进功率因数，协作稳妥能够将功率因数跋涉到0.95，别的，直流电抗器能使逆变器作业安稳，并能绑缚短路电流，所以许多厂家出产的55kW以上的变频器都随机供给直流电抗器。
输出电抗器的首要效果是抵偿长线散布电容的影响，并能按捺变频器输出的谐波，起到减小变频器噪声的效果。有些厂家还供给有输出电抗器与无输出电抗器时，联接电机的导线容许的最大长度，表2是西门子公司供给的数据。

6三相沟通进线电抗器的方案核算
中选定了电抗器的额外电压降ΔUL，再核算出电抗器的额外作业电流In往后，就能够核算电抗器的感抗XL。电抗器的感抗XL由式（3）求得：
XL=ΔUL/In(Ω)(3)
有了以上数据便能够对电抗器进行结构方案。
电抗器铁芯截面积S与电抗器压降ΔUL的联络，如式（4）所示：

式中：ΔUL——单位V；
f——电源频率（Hz）；
B——磁通密度（T）；
N——电抗器的线圈圈数；
Ks——铁芯迭片系数取Ks=0.93。
电抗器铁芯窗口面积A与电流In及线圈圈数N的联络如式(5)所示：
A=InN/(jKA)(5)
式中：j——电流密度，依据容量巨细可按2～2.5A/mm2挑选；
KA——窗口填充系数，约为0.4～0.5。
铁芯截面积与窗口面积的乘积联络如式（6）所示：
SA=UI/(4.44fBjKsKA×10－4)（6）
由式(6)可知，依据电抗器的容量UI(=ΔULIn)值，选用恰当的铁芯使截面积SA的积能契合式(6)的联络。
假定选用B=0.6T，j=200A/cm2，Ks=0.93，KA=0.45，设A=1.5S,则电抗器铁芯截面与容量的联络为：

为了使进线电抗器有较好的线性度，在铁芯中应有恰当的气隙。调整气隙，能够改动电感量。气隙巨细可先选定在2～5mm内,经过实测电感值进行调整。
7电抗器电感量的测定
7．1直流电抗器LDC电感量的测定
铁芯电抗器的电感量和它的作业状况有很大联络，并且是呈非线性的，所以应尽或许使电抗器处于实习作业条件下进行丈量。图4所示是丈量直流电抗器的电路。在电抗器上别离加上直流电流Id与沟通电流I～，用电容C=200μF离隔交直流电路，测出LDC两头的沟通电压U～与沟通电流I～，可由式（9）、式（10）式近似核算电感值L。

7．2沟通电抗器电感量的测定
带铁芯的沟通电抗器的电感量不宜用电桥丈量，由于测电感电桥的电源频率通常是选用1000Hz，因而测电感电桥只可用于丈量空心电抗器。