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技術(shù)頻道

宙康電氣 電抗器在變頻系統(tǒng)中的應(yīng)用

1引言

電力電子技術(shù)的迅速發(fā)展,使交流變頻調(diào)速成為電氣傳動(dòng)的主流,其應(yīng)用范圍日益廣泛。但是,由于變頻器使用在各種不同的電氣環(huán)境,變頻器不采取恰當(dāng)?shù)谋Wo(hù)措施,就會(huì)影響變頻器運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。事實(shí)證明,適當(dāng)選配電抗器與變頻器配套使用,可以有效地防止因操作交流進(jìn)線開(kāi)關(guān)而產(chǎn)生的過(guò)電壓和浪涌電流對(duì)它的沖擊,同時(shí),可以降低來(lái)自電網(wǎng)的諧波干擾,亦可以減少變頻器產(chǎn)生的諧波對(duì)電網(wǎng)的污染,并可提高變頻器的功率因數(shù)。因此探討與變頻器配套用的各類電抗器的作用和電抗器選型等問(wèn)題是十分必要的。

2與變頻器配套用的電抗器有3種:

1)進(jìn)線電抗器ACL又稱輸入電抗器,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,抑制諧波相互傳遞,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1。從圖1可以看出接入電抗器后能有效地抑制諧波電波。

2)輸出電抗器OCL又稱出線電抗器,接在變頻器輸出端與負(fù)載(電機(jī))之間,起到可以鈍化變頻器輸出電壓(開(kāi)關(guān)頻率)的陡度,減少逆變器中的功率元件的擾動(dòng)和沖擊,另外可降低由于電纜電容引起的電機(jī)繞組過(guò)電壓,可延長(zhǎng)變頻器到電機(jī)之間的距離,提高電機(jī)的使用壽命,并能抑制變頻器噪聲。

3)平波電抗器 DCL 又稱直流電抗器,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,DCL 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)。

三種電抗器在變頻器中的連接如圖2所示。

3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)的諧波干擾,又能減少整流單元產(chǎn)生的諧波電流對(duì)電網(wǎng)的污染。加裝進(jìn)線電抗器可以降低電流上升率,平滑電源電壓中包含的尖峰脈沖,或者平滑橋式整流電路換相時(shí)產(chǎn)生的電壓凹陷,將大幅度降低變頻器的故障。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),變頻器一定要安裝進(jìn)線電抗器,才能保證變頻器可靠的運(yùn)行。

4進(jìn)線電抗器的選擇

進(jìn)線電抗器的選擇可按預(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 1.5%~3%,也可按變頻器指定的數(shù)據(jù)選取。
電抗器的電感量L是按電壓電流法計(jì)算得到的。

5輸出電抗器的選擇

輸出電抗器的選擇可按預(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 0.5%~2%,也可按變頻器指定的數(shù)據(jù)選取,同時(shí)要考慮變頻器與電動(dòng)機(jī)之間的距離既電纜線的電容量來(lái)選擇。

6平波電抗器的選擇

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。

7三相交流進(jìn)線電抗器的電感量計(jì)算

當(dāng)選定了電抗器的額定電壓降ΔUL,確定額定工作電流In以后,就可以計(jì)算電抗器的電感量L。電抗器的電感量L=ΔUL/(2πfIn)
式中:ΔUL——單位V;
f——電源頻率(Hz);

注: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 1000Hz,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——電流表法測(cè)量。

8結(jié)語(yǔ)

三種電抗器對(duì)變頻器系統(tǒng)的穩(wěn)定、可靠運(yùn)行,是有很大的作用,其中以進(jìn)線電抗器作用最大,通常進(jìn)線電抗器是必選的。國(guó)產(chǎn)電抗器質(zhì)量良好,造價(jià)低廉,值得推廣應(yīng)用。


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