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          工业自动化

          变频器外围设备中输入输出电抗器选择

          发布日期:2014-11-15 |
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          简介

          变频器外围设备中输入输出电抗器选择(此文章转载于网络仅供参考)

          在工业生产中,变频器调速既能实现无级调速,又可以节能,因而应用十分广泛。然而变频器输入侧是一个非线性的整流电路,外接电源电网含有谐波,还有其他设备的高次谐波等等。为了防止电网和其他干扰源对变频器的干扰,同时减少变频器将对其他设备和电网的影响,常在变频器的输入、输出端配置相应的滤波器、电抗器、断路器等外围设备。所以变频器;ね馕璞傅暮侠硌≡,是保证变频器正常运行的先决条件。本文将对变频器外围设备中输入输出电抗器的选择做简单介绍。

          变频器外围设备构成(变频器外围设备一般如下图所示)

          由于电源容量、输入电压、变频器与电动机的电缆长短、变频器输出频率的大小等不同,选择;ど璞覆荒芤桓哦,所以上图中有些设备在有些情况下是可以不配置的。

          2.输入电抗器

          2.1输入电抗器作用

          输入电抗器又称电源协调电抗器,它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;け淦灯骱透纳破涔β室蚴,有效地抑制谐波电流。输入电抗器串连在电源进线与变频器输入侧,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。输入电抗器既能阻止来自电网的干扰,又能减少整流单元产生的谐波电流对电网的污染。当电源容量很大时,更要防止各种过电压引起的电流冲击,因为它们对变频器内整流二极管和滤波电容器都是有威胁的。

          2.2 要安装输入电抗器的场合

          并非任何场合都需要安装输入电抗器,下面三种情况则需安装输入电抗器。

          1 ) 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;电源容量为600 kVA 及以上,且变频器安装位置离大容量电源在10 m 以内。图2为需要安装输入电抗器的电源容量。

          图2

          2)三相电源电压不平衡率大于3%。电源电压不平衡系数

          K按下式进行计算 

          式中Umax为最大一相电压值,Umin为最小一相电压值,Up为三相平均电压值。

          3)当有其他晶闸管整流装置与变频器共同用同一进线电源,或进线电源端接有通过开关切换以调整功率因数的电容器装置。为减少浪涌对变频器的冲击,须安装输入电抗器。

          2.3 输入电抗器参数选择

          1)输入电抗器压降的选择

          输入电抗器的容量一般按预期在电抗器每相绕组上的压降来决定,而选择压降或用网侧相电压的2%~4%,或按表1 的数据选取。

          表1

          交流输入线电压3 Uv

          230

          380

          460

          电抗器额定电压降△UL=2πfLIn

          5

          8.8

          10

          注:

          Uv------交流输入相电压有效值,V;

          △UL------电抗器额定电压降,V;

          In------电抗器额定电流,A;

          f------电网频率,HZ。

          输入电抗器压降不宜取得过大,压降过大会影响电动机转矩。一般情况下选取进线电压的4%(8.8 V)已足够,在较大容量的变频器中如75 kW 以上可选用10 V 压降。

          2)输入电抗器的额定电流IL的选取

          单相变频器配置的输入电抗器的额定电流IL =变频器的额定电流In,

          三相变频器配置的输入电抗器的额定电流IL =变频器的额定电流In × 0.82。

          3)输入电抗器的电感量L的计算

          知道了压降和额定电流,则输入电抗器的电感量L 的计算公式下:

          L=△UL/(2*3.14159*f*In)

          3.输出电抗器

          3.1输出电抗器作用

          输出电抗器有助于改善变频器的过电流和过电压。变频器和电动机之间采用长电缆或向多电动机(10~50 台)供电时,由于变频器工作频率高,连接电缆的等效电路成为一个大电容,而引起下列问题:①电缆对地电容给变频器额外增加了峰值电流。②由于高频瞬变电压,给电动机绝缘额外增加了瞬态电压峰值。为了补偿长线分布电容的影响,并能抑制变频器输出的谐波,减小变频器噪声,避免电动机绝缘过早老化和电动机损坏,可以选用输出电抗器来减小在电动机端子的du/dt 值。当变频器和电动机之间用长电缆时,输出电抗器可以减小负荷电流的峰值。但是输出电抗器不能减小电动机端子上瞬变电压的峰值。

          3.2 配置输出电抗器

          在变频器的输出侧是否要配置电抗器,可根据工程实际情况而定。表2 是输出滤波电抗器与允许导线长度。

          表2

          变频器功率

          额定电压

          非屏蔽导线允许的最大长度/m

          无输出电抗器

          有输出电抗器

          4

          200~600

          50

          150

          5.5

          200~600

          70

          200

          7.5

          200~600

          100

          225

          11

          200~600

          110

          240

          15

          200~600

          125

          260

          18.5.

          200~600

          135

          280

          22

          200~600

          150

          300

          30~200

          200~600

          150

          300

           

          由于变频器输出电压中高次谐波较多,变频器与电动机之间的传输线不宜太长。导线过长,其分布电容也大,则在高次谐波电压作用下,高次谐波电流过大。当输出电缆过长时就应设置输出电抗器。在允许的范围内,可不要输出电抗器。

          3.3 如何选择输出电抗器

          其计算和设计的原则同输入电抗器,其电抗器的电感量是以基波电流流经电抗器时的电压降不大于额定电压为宜。

          交流输入电抗器产品概述

          输入电抗器接在电源和变频器之间的,它能限制电网电压突变和操作过电压引起的电流冲击,有效的;け淦灯鞑⒛芄桓纳票淦灯鞯墓β室蚴,抑制变频器输入电网的谐波电流; 输入交流电抗器限制以谐波形式出现的电路反馈。它们还可以降低因为转换直流连接电容器中的输入整流器而导致的交流电流及其频率。
          交流输入电抗器性能特点
          铁芯采用优质硅钢片,芯柱经多个气隙分成均匀小块,气隙采用高温高强度粘接胶将芯柱的每个小段与上、下铁轭紧密粘接起来,铁芯端面采用高品质防锈漆喷涂工艺,解决了电抗器铁芯表面生锈问题。在运行中大大减小了噪音和振动。
          电抗器均采用真空浸漆工艺,经高温热烘固化。线圈有良好的绝缘性能,整体机械强度高,防潮性能好线圈采用F、H级绝缘系统,大大提高了长期运行的可靠性
          温升低,损耗小,成本低,综合利用率高。体积小,重量轻,占用空间小,便于安装。

          交流输入电抗器型号含义

          交流输入电抗器产品介绍
          ◆ 电源对其它设备有明显的干扰(干扰、过压)
          ◆ 电源相间电压不平衡>额定电压的2.0%
          ◆ 阻抗极低的线路(动力变压器为变频器额定值的10倍多)
          ◆ 在一条线路上为减小线电流而安装的大量变频器
          ◆ 使用cosφ(功率因数)校正电容或功率因数校正单元
          交流输入电抗器技术参数
          1、额定工作电压: 380V/50Hz或660V/50Hz
          2、额定工作电流:5A至1600A@40℃
          3、抗电强度: 铁芯-绕组 3500VAC/50Hz/10mA/10s无飞弧击穿
          4、绝缘电阻: 1000VDC绝缘阻值≥100MV
          5、电抗器噪音: 小于65dB
          6、防护等级: IP00
          7、绝缘等级: F级以上
          8、产品执行标准: IEC289:1987电抗器
          GB10229-88电抗器(eqv IEC289:1987)
          JB9644-1999半导体电气传动用电抗器

          交流输出电抗器 产品概述

          输出交流电抗器用于变频器的负载侧,输出交流电抗器补偿长电缆的电容性电荷反转电流;如果是长电机电缆,则可以限制电机端子的 dv/dt,延长变频器的有效传输距离,抑制变频器的IGBT?榭厥辈乃布涓哐 。主要应用于工业自动化系统工程中,特别是使用变频器的场合。

          交流输出电抗器 性能特点
          铁芯采用优质取向硅钢片,芯柱经多个气隙分成均匀小块,气隙采用高温高强度粘接胶将芯柱的每个小段与上、下铁轭紧密粘接起来,铁芯端面采用高品质防锈漆喷涂工艺,解决了电抗器铁芯表面生锈问题。在运行中大大减小了噪音和振动
          电抗器均采用真空浸漆工艺,经高温热烘固化。线圈有良好的绝缘性能,整体机械强度高,防潮性能好。线圈采用F、H级绝缘系统,大大提高了长期运行的可靠性。温升低,损耗小,成本低,综合利用率高。体积小,重量轻,占用空间小,便于安装。

          交流输电抗器型号含义

          交流输出电抗器 产品介绍
          ◆ 降低电机的噪音,降低涡流损耗。
          ◆ 降低输入高次谐波造成的漏电流。
          ◆ 用于平滑滤波,降低瞬变电压dv/dt,延长电机寿命。
          ◆ ;け淦灯髂诓康墓β士仄骷。
          交流输出电抗器 技术参数
          1、额定工作电压: 380V/50Hz或660V/50Hz
          2、额定工作电流:5A至1600A@40℃
          3、抗电强度: 铁芯-绕组 3500VAC/50Hz/10mA/10s无飞弧击穿
          4、绝缘电阻: 1000VDC绝缘阻值≥100MV
          5、电抗器噪音: 小于65dB
          6、防护等级: IP00
          7、绝缘等级: F级以上
          8、产品执行标准: IEC289:1987电抗器
          GB10229-88电抗器(eqv IEC289:1987)
          JB9644-1999半导体电气传动用电抗器

           

          直流平波电抗器产品概述

          直流电抗器又称平波电抗器,主要用于变流器的直流侧,在通用变频器上有较多的应用。电抗器中有流过的具有交流分量的直流电流。主要用途是将叠加在直流电流上的交流分量限定在某一规定值,保持整流电流连续,减小电流脉动值,改善输入功率因数,并可以抑制变流装置产生的谐波。如果整流器连接导致直流电机的直流纹波过高,那么就必须使用这些电抗器来实现无故障的换相并降低电机损耗。

          直流平波电抗器性能特点
          铁芯采用优质硅钢片,芯柱经多个气隙分成均匀小块,气隙采用高温高强度粘接胶将芯柱的每个小段与上、下铁轭紧密粘接起来,铁芯端面采用高品质防锈漆喷涂工艺,解决了电抗器铁芯表面生锈问题。在运行中大大减小了噪音和振动。
          电抗器均采用真空浸漆工艺,经高温热烘固化。线圈有良好的绝缘性能,整体机械强度高,防潮性能好线圈采用F、H级绝缘系统,大大提高了长期运行的可靠性。温升低,损耗小,成本低,综合利用率高。体积小,重量轻,占用空间小,便于安装。

          直流平波电抗器产品作用

          1、 改善电容滤波造成的输入电流波形畦变。
          2、 减少和防止因冲击电流造成整流桥损坏和电容过热。
          3、 提高功率因素,降低直流母线交流脉冲。
          4、 限制电网电压的瞬变。

          直流平波电抗器产品型号

          直流平波电抗器技术参数

          1、额定工作电压: 400V-1200V/50Hz
          2、额定工作电流:3A至1500A@40℃
          3、抗电强度: 铁芯-绕组 3000VAC/50Hz/5mA/10s无飞弧击穿(工厂测试)
          4、绝缘电阻: 1000VDC绝缘阻值≥100MV
          5、电抗器噪音: 小于65dB(与电抗器水平距离点1米测试)

          6、防护等级: IP00

          7、绝缘等级: F级以上
          8、产品执行标准: IEC289:1987电抗器

          直流平波电抗器电气原理图

           

          直流平波电抗器铁芯尺寸图

           

          直流平波电抗器外形尺寸图

           

          变频器专用输入滤波器的作用

          抑制变频器产生的高次谐波:变频器在整流过程中,就相当于一个高速开关,因此,会产生大量的高次谐波,这些高次谐波,会随着电源的流动,被带入电网,进而导致了使用同一电网的敏感设备受到干扰;

          防止变频器被干扰:变频器是个干扰源,也是个受扰源,或者是叫敏感设备。如果电网中的谐波频率过高、谐波含量过大的情况下,变频器就会发出过压、过流过载等误报警;

          提高系统功率因数:变频器输入滤波器,具有一定的补偿功能,可以提高整个工控自动化系统的功率因数,具有一定的节能功效;

          缓解三相不平衡:如果变频器的输入端三相不平衡,严重的情况下,就会导致变频器无法正常工作,加上变频器输入滤波器之后,可以有效缓解这一问题。

           

          变频器专用输出滤波器作用

          有效降低IGBT输出的高频谐波;抑制dv/dt,延长电机寿命;;で爸玫缌Φ缱釉皇苤鞯缭醇夥宓缌鞒寤;提高系统可靠性型。

          变频器用滤波器,内部组件主要是由滤波电感、滤波电容和电阻

          变频器专用型滤波器适用于任何品牌变频器、电源、电梯等行业。

          滤波器详细选型及技术参数请联系民恩公司。

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