变频器输入电抗器

时间：2020-12-28

作者：旦佛（上海）电气有限公司

一、输入电抗器的选用

输入、输出、直流电抗器的选择（三相380V系列）对照表：

1.1 输入电抗器的用途

输入电抗器串联在电源与变频器输入侧，用于抑制输入电流的高次谐波，减少电源浪涌对变频器的冲击，改善三相电源的不平衡性，提高输入电源的功率因数（提高到0.75-0.85）。

由于变频器的整流部分为三相全波不可控整流，直流回路采用大电容作为滤波器。这样，虽然变频器的电网侧输入电压波形基本上是正弦波，但输入电流是脉冲式的充电电流，含有丰富的谐波。其波形如图1.1所示。

图1.1 变频器的输入电压和电流波形

变频器电网侧电流的波形由线路总等效阻抗和主电容两端的电压共同决定，同时受二极管整流器本身参数的影响。另外，其电流大小和波形与直流侧电压密切相关，而直流侧电压又会随着负载变化而波动。因此，通过解析表达式定量地计算变频器网侧电流比较困难，在工程上也不实用。一般分析时，可采用简化的近似方法来计算。网侧总线路阻抗越大，输入电流就越平滑，谐波电流越小。因此常用直流或交流电抗器来增加线路阻抗，从而改善输入电流波形。在加入电抗器之后，输入电流的尖峰变小，同时二极管的导通时间变长，因此可以降低变频器的网侧电流谐波含量。变频器输入电抗器的安装如图1.2所示

图1.2 变频器输入电抗器的安装

直流电抗器和交流电抗器都可以用于抑制谐波，但两者各有特点。Fe变频器的电抗器附件使用效果对比如下：

表1 交流电抗器和直流电抗器使用效果比较

1.2 建议加装输入电抗器的情况

A、变频器所用之处的电源容量与变频器容量之比为10：1以上，如图1.3所示。

图1.3 加装进线电抗器的电源情况

B、同一电源上接有晶闸管设备或带有开关控制的功率因数补偿装置；

因为晶闸管设备也*使电网的电压波形发生畸变，和变频器互相影响。所以，变频器输入侧和晶闸管设备的输入侧都应该接入交流电抗器。

C、三相电源的电压不平衡度较大（≥3％）；

变频器三相整流桥在运行过程中，由于每相电压接近振幅值时，滤波电容器上的电压并不恒定，因此，三相充电电流的大小常常是不平衡的。线路电压的不平衡，将导致变频器三相输入电流的更加不平衡。所以，当三相电压的不平衡度>3%时，应考虑接入交流电抗器。

D、电压综合变形率大于5％，应加入交流电抗器或直流电抗器，以抑制谐波电流。

采用数字频谱分析仪对各次谐波进行分析，然后对系统进行综合判断，其标准为电压综合变形率D：

E、由于交流电抗器体积较大，成本较高，变频器功率＞30kW时才考虑配置交流电抗器。

1.3 输入电抗器的选择

交流电抗器的选型主要依据有额定交流电流，电压降，下面分别说明。

1.3.1 额定电流

额定交流电流是从发热方面设计电抗器的长期工作电流，同时应该考虑足够的高次谐波分量。电流值一定要大于等于电机的额定值。

1.3.2 电压降

电压降是指50HZ时，对应实际额定电流时电抗器线圈两端的实际电压降。进线电抗器的额定电压降

，UN为线电压电压，UP为相电压，通常选择电压降在4V~8V左右。

1.3.3 电感量的计算

电抗器的感抗(1)

电抗器的电感量LAC由式（1）求得： (2)

IN——为电抗器流过的较大电流。

例如:对380V、90kW、50Hz、170A的变频器，需要配置输入侧交流电抗器的电感量为：

取电感值在0.123mH左右，额定电流为170A的电抗器即可。

对于使用者，需考虑电感值和电流值两方面，电感值略有大小问题不大，偏大有利于减少谐波，但电压降会增加，使用者还要考虑电源内部阻抗，电源变压器功率大于10倍变频器功率，而且线路很短的场合，电源内阻小，不仅需要使用输入侧交流电抗器，而且要选择较大的电感值，例如选用4～5%阻抗的电感量。

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词条
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