在变频控制系统中电抗器都起到了哪些作用？

一、引言

如今的电力电子技术随着时代的变迁，历经多年的发展，从20世纪90年代开始，交流变频调速就成为了电力传动领域中的主流，在整个工业领域中的应用面也在日益拓宽。但考虑到变频器主要是应用在各种电气环境中，一旦未采用适当的保护措施，就会直接影响到设备运行的稳定性和可靠性。经过多年实践证明，使用电抗器能够有效防止操作交流进线开关引起的过电压和浪涌电流对其的影响，与此同时还可以减少谐波对电网的污染，提高功率因数。

二、应用在变频控制系统当中的三种常见电抗器

（1）进线电抗器LA1，又称功率协调电抗器，可以限制电网电压突变和操作过电压引起的电流冲击，提供有效保护，提高其功率因数。电抗器接入或不接入进线时，输入电网的谐波电流。

（ 2）DC电抗器LDC DC电抗器连接在变频系统的DC整流环节和变频环节之间。LDC可以使变频环节运行更加稳定，提高功率因数。

（3）输出电抗器LA2连接到输出和负载(电机)之间，以抑制噪声。

三、有那些地方需要安装进线电抗器？

进线电抗器既能防止电网的干扰，又能减少整流机组产生的谐波电流对电网的污染。当电源容量较大时，更需要防止各种过电压引起的电流冲击，因为它们对设备内的整流二极管和滤波电容是有害的。因此，连接进线电抗器有利于改善设备运行系列。根据运行经验，在以下场合，必须安装进线电抗器，以保持可靠运行。

（1）电源容量600千伏安及以上时，安装位置距大容量电源10m以内。

（2）三相电源电压不平衡率大于3%。

（3）其他晶闸管变流器共用同一个进线电源，或者进线电源的端子连接一个可以通过开关调节功率因数的电容装置。

四、进线电抗器容量的选择

输入电抗器的容量可以根据电抗器各相绕组上的预期电压降来确定。 进线电抗器的压降不宜过大，会影响电机转矩。正常情况下，4% (8.8V)的进线电压就足够了。在 较大容量的设备中，如75kW以上，可以选择10V压降。

五、直流和输出电抗器的功能都有哪些？

在有DC环节的变频系统中，整流后接DC电抗器可有效提高功率因数，配合得当可提高到0.95。另外，DC电抗器可以使逆变器稳定运行，限制短路电流，所以很多厂家生产的55kW以上的变频产品都是随机供给DC电抗器的。 其主要作用是补偿长线分布电容的影响，抑制输出谐波，从而降低噪声。有些厂家也提供在有或无输出电抗器的情况下，连接电动机的导线的最大允许长度。

六、相交流进线电抗器的设计计算

选择电抗器的额定压降δ ul，计算出电抗器的额定工作电流in后，即可计算出电抗器的电感XL。电 抗器的电感x1由公式(3)获得:XL =δUL/英寸(ω)(3)

利用上述数据，可以设计反应器的结构。

反应堆堆芯窗口面积a、电流in和线圈匝数n之间的关系如公式(5)所示:A=InN/(jKA)(5)

式中:j-电流密度，可根据容量选择2 ~ 2.5a/mm2；

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关系如公式(6)所示:

SA=UI/(4.44fBjKsKA×10-4)(6)

从公式(6)可以看出，根据反应器容量UI (= δ ulin)的值，通过选择合适的铁芯，横截面积SA的乘积能量可以符合公式(6)的关系。

为了使进线电抗器具有更好的线性度，铁芯中应有适当的气隙。调整气隙可以改变电感。气隙的大小可以先通过测量2 ~ 5 mm内的电感值来调整。

七、电抗器电感的测定

（1）反应堆电感的测定

电抗器的电感与其工作条件有很大的关系，并且是非线性的，因此应尽可能在实际工作条件下测量电抗器。在电抗器上分别加上DC电流Id和交流电流I ~后，用电容C=200μF分开交流和DC电路，测量LDC两端的交流电压U ~和交流电流I ~值。

（2）交流电抗器电感的测量

带铁芯的交流电抗器的电感不宜用电桥测量，因为电感测量电桥的工频一般为1000Hz，所以电感测量电桥只能用于测量空心电抗器。

对于叠放硅钢片的交流电抗器，可用电源的交流伏特计-安培计法测量电感，通过电抗器的电流可略小于额定值。

结语：

与变频器匹配的三种电抗器对变频控制系统的稳定可靠运行起着至关重要的作用，其中进线电抗器的作用最为重要，可以有效保护整流变频系统免受过电压和浪涌电流的影响，提高变频系统的功率因数。国产反应器质量好，成本低，值得推广应用。

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