本文在简介电抗器在变频调速系统中的配置的基础上,对变频器输入端配置和未配置输入电抗器的电网谐波电流进行比较,阐述了变频调速系统输入电抗器的容量及额定电流IL的选择方法。
1.电抗器在变频调速系统中的配置
由于变频器是通过6组脉宽可调的SPWM波控制三相6组功率元件导通、关断,从而形成电压、频率可调的三相输出电压,其输出电压和输出电流是由SPWM波和三角载波的交点产生的,不是标准的正弦波,包含较强的高次谐波成分,将对同一电网上的其他用电设备产生很强的干扰,甚至造成不能使用;同时由于其他设备启动或工作时对电网造成冲击,或电网自身出现的电压波动、浪涌对变频器也产生干扰,影响其正常工作,甚至造成变频器损坏。
大量工程实践证明,为了减小变频器对其他设备和电网的干扰,同时防止电网和其他干扰源对变频器的干扰,在变频器的输入、输出端配置滤波器、交流电抗器、平波电抗器等抗干扰设备是有效的抑制干扰措施。输入电抗器LA1、输出电抗器LA2和直流电抗器LDC在变频调速系统中的连接如图1所示。变频调速系统采用的电抗器分为铁心电抗器与铁氧体电抗器,两者的zuijia应用条件是:
1)铁心电抗器适用于频率从50Hz~200Hz间的变频调速系统作为进线电抗器及输出电抗器。
2)铁氧体电抗器适用于异步电动机额定频率(弱磁频率)为200Hz,最大频率为300Hz,磁阻电动机或永磁同步电动机最大频率为600Hz的变频调速系统作为进线电抗器及输出电抗器。
2.输入电网的谐波电流比较
变频器将电网电压交流转变为直流经整流后都经电容滤波,电容器的使用使输入电流呈尖峰脉冲状,当电网阻抗小时,这种尖峰脉冲电流极大,造成很大的谐波干扰,并使变频器整流桥和电容器容易损坏。输入电抗器串联在电源进线与变频器输入侧(R、S、T),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)。交流变频调速系统输入侧设置交流电抗器或EMC滤波器,应根据变频器安装场所的其它用电设备对电网品质的要求,若变频器工作时已影响这些设备正常运行,可在变频器输入侧装交流电抗器或EMC滤波器,来抑制由功率元件通断引起的谐波和传导辐射。若与变频器连接的电网的变压器中性点不接地,则不能选用EMC滤波器。
电源侧交流输入电抗器,用于改善输入电流波形、提高整流器和滤波电容寿命、减少不良输入电流波形对电网的干扰、协调同一电源网上晶闸管等变换器造成的波形影响、减少功率切换和三相不平衡的影响,因此也称为电源协调电抗器,输入电抗器LA1能够限制电网电压突变和操作过电压引起的电流冲击,有效地保护变频器和改善其功率因数。变频调速系统接入与未接入输入电抗器时,输入电网的谐波电流的情况如图2所示。从图2可以看出接入电抗器后能有效地抑制谐波电流。电抗器的作用是防止变频器产生的高次谐波通过电源的输入回路返回到电网从而影响其它用电设备。
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