變頻器配套使用的電抗器、濾波器簡述

一、三相輸入電抗器

將三相輸入電抗器L接在電源和變頻器之間，如圖1所示，能限制電網(wǎng)電壓突變和操作電壓引起的電流沖擊，有效地保護(hù)變頻器并能夠改善變頻器的功率因數(shù)，抑制變頻器輸入電網(wǎng)的諧波電流。三相輸入電抗器的外形如圖2所示。

圖1 變頻器接入三相輸入電抗器

圖2 三相輸入電抗器

一般出現(xiàn)如下情況時(shí)應(yīng)使用三相輸入電抗器：

1）一條電源供電線路上有多臺變頻器同時(shí)運(yùn)行，這時(shí)變頻器相互之間會(huì)有明顯的干擾。為了濾除或減輕這種干擾，可使用三相輸入電抗器。

2）電源相間電壓不平衡度超過額定電壓的1.8% 。

3）給變頻器提供電源的變壓器容量較大，數(shù)值達(dá)到變頻器容量的10倍以上時(shí)。

4）其他應(yīng)該使用輸入電抗器的情況。

二、三相輸出電抗器

與輸入電抗器一樣，三相輸出電抗器的結(jié)構(gòu)也是在三相鐵心上繞制三相線圈，如圖3所示。由于電抗器是長期接入電路的，所以導(dǎo)線截面積應(yīng)足夠大，允許長時(shí)間流過變頻器的額定電流。電抗器的電感量以基波電流流經(jīng)電抗器時(shí)的電壓降不大于額定電壓的3%為宜。

圖3 三相輸出電抗器

如果電動(dòng)機(jī)與變頻器之間的距離無法減小到規(guī)定的數(shù)值以內(nèi)，可以采取在變頻器輸出側(cè)接入輸出電抗器的方法，如圖4所示。這時(shí)可以適當(dāng)延長電動(dòng)機(jī)與變頻器之間的距離。輸出電抗器可以補(bǔ)償長線分布電容的影響，并能抑制輸出諧波電流，提高輸出高頻阻抗,有效抑制dv/dt.減低高頻漏電流,起到保護(hù)變頻器,減小設(shè)備噪聲的作用。

圖4 輸出電抗器的連接

三、直流電抗器

直流電抗器又稱平波電抗器，主要用于變流器的直流側(cè)，將疊加在直流電流上的交流分量限定在某一規(guī)定值,保持整流電流連續(xù)性，減小電流脈動(dòng)值,改善輸入功率因數(shù)。一種直流電抗器的外形如圖5所示。圖6所示是接入變頻器電路中的直流電抗器。

圖5 直流電抗器

圖6 直流電抗器接入

四、能量回饋電抗器

經(jīng)常工作在發(fā)電狀態(tài)的變頻調(diào)速系統(tǒng)中，為更好的實(shí)現(xiàn)節(jié)能，把這部分能量進(jìn)行并網(wǎng)或直接通過變頻器直流母線被其他變頻器負(fù)載吸收利用，在此過程中電抗器主要起到濾波、降壓、防止涌流沖擊以及最大限度輸出正弦波電壓和電流的作用，一般用在電梯、港口吊機(jī)、煤礦井架等負(fù)載可能具有位能的場合，能量回饋電抗器采用優(yōu)質(zhì)冷軋硅剛片和高溫導(dǎo)線制作，具有耐動(dòng)熱穩(wěn)定能力強(qiáng)，電感穩(wěn)定、噪音小等特點(diǎn)。圖7所示為一款回饋電抗器的外形圖。

圖7 回饋電抗器

五、輸入、輸出濾波器
變頻器濾波器是一種無源低通濾波器，它是基于變頻器在工作時(shí)，對電網(wǎng)及其他數(shù)字電子設(shè)備產(chǎn)生干擾的頻譜分量電磁兼容性特點(diǎn)而專門設(shè)計(jì)的。能有效抑制沿電源線傳播的傳導(dǎo)干擾。

變頻器濾波器有輸入濾波器和輸出濾波器兩種。一種常用的輸入濾波器內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)如圖8所示。由圖中可見其主要由線圈、電容器和電阻等構(gòu)成。一種輸入濾波器的外形見圖9。輸出濾波器的外形與此類似。

圖8 輸入濾波器內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)圖

圖9 輸入濾波器外形圖

輸出濾波器與輸入濾波器有一定的區(qū)別，一是線圈的匝數(shù)不同，輸入濾波器線圈的匝數(shù)稍多，這是由于輸出電流中的高次諧波分量頻率較高，等于載波頻率；輸入端的諧波是由于二極管整流電路、電容充電電路形成的，電源對變頻器的輸入電流實(shí)際上就是電容器的充電電流，這里的諧波頻率略低，因此，繞制輸入濾波器線圈的圈數(shù)稍多于輸出濾波器。兩者之間的第二個(gè)區(qū)別是電路結(jié)構(gòu)不同，各濾波器生產(chǎn)廠商都會(huì)在濾波線圈兩端加接電容器，但在輸出濾波器的電路結(jié)構(gòu)中，靠近變頻器的一側(cè)不允許有電容器，在電動(dòng)機(jī)一側(cè)連接的電容器應(yīng)該串入限流電阻。輸出濾波器的內(nèi)部電路如圖10所示。

圖10 輸出濾波器內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)圖