一、引言
如今的電力電子技術隨著時代的變遷,歷經多年的發展,從20世紀90年代開始,交流變頻調速就成為了電力傳動領域中的主流,在整個工業領域中的應用面也在日益拓寬。但考慮到變頻器主要是應用在各種電氣環境中,一旦未采用適當的保護措施,就會直接影響到設備運行的穩定性和可靠性。經過多年實踐證明,使用電抗器能夠有效防止操作交流進線開關引起的過電壓和浪涌電流對其的影響,與此同時還可以減少諧波對電網的污染,提高功率因數。
二、應用在變頻控制系統當中的三種常見電抗器
(1)進線電抗器LA1,又稱功率協調電抗器,可以限制電網電壓突變和操作過電壓引起的電流沖擊,提供有效保護,提高其功率因數。電抗器接入或不接入進線時,輸入電網的諧波電流。
(2)DC電抗器LDC DC電抗器連接在變頻系統的DC整流環節和變頻環節之間。LDC可以使變頻環節運行更加穩定,提高功率因數。
(3)輸出電抗器LA2連接到輸出和負載(電機)之間,以抑制噪聲。
三、有那些地方需要安裝進線電抗器?
進線電抗器既能防止電網的干擾,又能減少整流機組產生的諧波電流對電網的污染。當電源容量較大時,更需要防止各種過電壓引起的電流沖擊,因為它們對設備內的整流二極管和濾波電容是有害的。因此,連接進線電抗器有利于改善設備運行系列。根據運行經驗,在以下場合,必須安裝進線電抗器,以保持可靠運行。
(1)電源容量600千伏安及以上時,安裝位置距大容量電源10m以內。
(2)三相電源電壓不平衡率大于3%。
(3)其他晶閘管變流器共用同一個進線電源,或者進線電源的端子連接一個可以通過開關調節功率因數的電容裝置。
四、進線電抗器容量的選擇
輸入電抗器的容量可以根據電抗器各相繞組上的預期電壓降來確定。進線電抗器的壓降不宜過大,會影響電機轉矩。正常情況下,4% (8.8V)的進線電壓就足夠了。在較大容量的設備中,如75kW以上,可以選擇10V壓降。
五、直流和輸出電抗器的功能都有哪些?
在有DC環節的變頻系統中,整流后接DC電抗器可有效提高功率因數,配合得當可提高到0.95。另外,DC電抗器可以使逆變器穩定運行,限制短路電流,所以很多廠家生產的55kW以上的變頻產品都是隨機供給DC電抗器的。其主要作用是補償長線分布電容的影響,抑制輸出諧波,從而降低噪聲。有些廠家也提供在有或無輸出電抗器的情況下,連接電動機的導線的最大允許長度。
六、相交流進線電抗器的設計計算
選擇電抗器的額定壓降δ ul,計算出電抗器的額定工作電流in后,即可計算出電抗器的電感XL。電抗器的電感x1由公式(3)獲得:XL =δUL/英寸(ω)(3)
利用上述數據,可以設計反應器的結構。
反應堆堆芯窗口面積a、電流in和線圈匝數n之間的關系如公式(5)所示:A=InN/(jKA)(5)
式中:j-電流密度,可根據容量選擇2 ~ 2.5a/mm2;
ka-窗口填充系數,約為0.4 ~ 0.5。
鐵芯截面積與窗口面積的乘積關系如公式(6)所示:
SA=UI/(4.44fBjKsKA×10-4)(6)
從公式(6)可以看出,根據反應器容量UI (= δ ulin)的值,通過選擇合適的鐵芯,橫截面積SA的乘積能量可以符合公式(6)的關系。
為了使進線電抗器具有更好的線性度,鐵芯中應有適當的氣隙。調整氣隙可以改變電感。氣隙的大小可以先通過測量2 ~ 5 mm內的電感值來調整。
七、電抗器電感的測定
(1)反應堆電感的測定
電抗器的電感與其工作條件有很大的關系,并且是非線性的,因此應盡可能在實際工作條件下測量電抗器。在電抗器上分別加上DC電流Id和交流電流I ~后,用電容C=200μF分開交流和DC電路,測量LDC兩端的交流電壓U ~和交流電流I ~值。
(2)交流電抗器電感的測量
帶鐵芯的交流電抗器的電感不宜用電橋測量,因為電感測量電橋的工頻一般為1000Hz,所以電感測量電橋只能用于測量空心電抗器。
對于疊放硅鋼片的交流電抗器,可用電源的交流伏特計-安培計法測量電感,通過電抗器的電流可略小于額定值。
結語:
與變頻器匹配的三種電抗器對變頻控制系統的穩定可靠運行起著至關重要的作用,其中進線電抗器的作用最為重要,可以有效保護整流變頻系統免受過電壓和浪涌電流的影響,提高變頻系統的功率因數。國產反應器質量好,成本低,值得推廣應用。
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