电抗器在变频改造中的妙用
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电抗器在变频改造中的妙用
一、滑差调速电机在进行变频节能改造时，由于考虑到在变频器出现故障后，还能应急调速运行，故保留了原励磁盒（简称调速盒）及原滑差机构。在运行中将调速盒上的调速旋钮调至全速位置，负载侧所需转速改由变频器给定，以达到调速和节能运行之目的。但如此改造后，出现了调速盒或滑差机构中的励磁线圈屡次烧毁的事故。为什么原工频调速时不易损坏，改造为变频拖动后屡次损坏呢？分析如下：1、原工频时，在一定的调速范围内，反馈电压的建立，使励磁线圈内的励磁电流，维持在一个较小的幅度内，基本上不会达到最大值，除非是全速运行状态下才能达到最大值。在变频运行中，电机实际转速为变频器所控制，也许只达到额定转速的一半，速度反馈电压只达到一半的幅度，此时调速盒给定的转速却是全速。调速盒“以为”电机转速小于给定值，因而一直输出最大的励磁电流（电压），施加于励磁线圈上，励磁线圈的温升加大，是造成励磁线圈易于损坏的一种因素。2、调速盒的励磁线圈的电源与变频器进线电源在同一供电支路上，实质上是接于一处的。变频器内部的三相整流器为非线性元件，较大幅度整流电流的吸入，导致了电源侧电压（电流）波型的严重畸变，形成了不可忽视的尖峰电压和谐波电流，这就有可能造成励磁线圈的匝间击穿，或调速盒内的续流二极管击穿、调压可控硅击穿也同时导致了励磁线圈的烧毁！这应是调速盒和励磁线圈屡次烧毁的主要因素。二、在某地安装了一台小功率变频器，先后出现了烧毁三相整流桥的故障。变频器为2.2kW，所配电机为1.1kW，且负载较轻，运行电流不到2A，电源电压在380V左右，很稳定。因而现场看不出什么异常。但先后更换了三台变频器，运行时间均不足二个月，检查都是三相整流桥烧毁，原因何在呢？赴现场全面检查，发现在同一车间、同一供电线路上还安装了另两台大功率变频器，三台变频器既有同时运行、也有不同时起/停的可能。大功率变频器的运行与起停，也许就是小功率变频器损坏的元凶！原因同上，流入两台大功率变频器的非线性电流，使得电源侧电压（电流）波型的畸变分量大大增加（相当于在现场安装了两台电容补偿柜，因而形成了波荡的电容投切电流），但对于大功率变频器而言，由于其内部空间较大，输入电路的绝缘处理易于加强，所以不易造成过压击穿，但小功率变频器，因内部空间较小，绝缘耐压是个薄弱环节，电源侧的浪涌电压冲击，便使其在劫难逃了。另外，相对于电源容量而言，小功率变频器的功率显然太不匹配。当变频器的功率容量数倍小于电源容量时，变频器输入侧的谐波分量则大为增强，这种能量，也是危及变频器内三相整流桥的一个不容忽视的因素。三、某化工厂安装了数台进口变频器，工作电流和运行状态都正常，但也屡次出现炸毁整流桥的故障，往往在运行中毫无征兆地就爆裂了。现场勘测和分析：该厂为补偿无功功耗，在电控室安装了数台电容补偿柜。大容量电容器的投、切在电网中形成了幅值极高的浪涌电压和浪涌电流。观察电容补偿柜中的电容进线，并未按常规要求加装浪涌抑制，此的作用实质上不但抑制了进入电容器的浪涌电流，也同时改善了整个电网内的浪涌冲击。当生产线进行了后，补偿电容的投、切（充、放电）电流与变频器整流造成的谐波电流互相放大，在电网系统中形成了瞬时的动荡的电压尖峰，该电压尖峰远远超过了电源电压，击穿变频器中的整流模块也就顺理成章了。如何解决以上问题呢？综合起来看，以上三个问题其实只是一个问题，即电网电压波形的畸变形成了电压尖峰，使电器设备不堪其冲击而损坏，因而处理的措施也很简单。在调速电机励磁线圈的电源输入侧，就地取材，串入了由BK型控制变压器二次测12V或24V绕组的“”；在小功率变频器的电源输入侧，也串入了价廉物美的由XD1电容浪涌抑制线圈改做的“三相电抗器”；为无功功率补偿柜中的电容器加装了XD1电容浪涌电流抑制器。经上述处理后，此三个问题未再出现过。使用效果是优良的，改造成本是低廉的。且免去了外地加工购料的麻烦，缩短了改造工期。举一反三，临机应变，好多繁琐的问题其实是可以“简易”为之的。
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当变频器输入端三相不平衡时为什么要加交流电抗器?
当变频器输入端三相不平衡时为什么要加交流电抗器?
提问者:朱韵雯
电力系统电抗器的概述与常用分类电力网中所采用的电抗器,实质上是一个无导磁材料的空心线圈。它可以根据需要布置为垂直、水平和品字形三种装配形式。在电力系统发生短路时,会产生数值很大的短路电流。如果不加以限制,要保持电气设备的动态稳定和热稳定是非常困难的。因此,为了满足某些断路器遮断容量的要求, 常在出线断路器处串联电抗器, 增大短路阻抗, 限制短路电流。由于采用了电抗器,在发生短路时, 电抗器上的电压降较大,所以也起到了维持母线电压水平的作用,使母线上的电压波动较小,保证了非故障线路上的用户电气设备运行的稳定性。电力系统中常见的有串联电抗器和并联电抗器。串联电抗器主要用来限制短路电流,也有在滤波器中与电容器串联或并联用来限制电网中的高次谐波。在220kV、110kV、35kV、10kV电网中的电抗器是用来吸收电缆线路的充电容性无功的。可以通过调整并联电抗器的数量来调整运行电压。超高压并联电抗器有改善电力系统无功功率有关运行状况的多种功能,主要包括:(1)轻空载或轻负荷线路上的电容效应,以降低工频暂态过电压。(2)改善长输电线路上的电压分布。(3)使轻负荷时线路中的无功功率尽可能就地平衡,防止无功功率不合理流动 同时也减轻了线路上的功率损失。(4)在大机组与系统并列时 降低高压母线上工频稳态电压,便于发电机同期并列。(5)防止发电机带长线路可能出现的自励磁谐振现象。(6)当采用电抗器中性点经小电抗接地装置时,还可用小电抗器补偿线路相间及相地电容,以加速潜供电流自动熄灭,便于采用。电抗器的接线分串联和并联两种方式。串联电抗器通常起限流作用,并联电抗器经常用于无功补偿。主要用于无功补偿和滤波.1、半芯干式并联电抗器:在超高压远距离输电系统中,连接于变压器的三次线圈上。用于补偿线路的电容性充电电流,限制系统电压升高和操作过电压,保证线路可靠运行。2、半芯干式串联电抗器:安装在电容器回路中,在电容器回路投入时起依靠线圈的感抗起阻碍电流变化作用的电器。电抗器可按用途、按有无铁心和按绝缘结构分类。1、按用途分为7种。①限流电抗器:串联在电力电路中,用来限制短路电流的数值。②并联电抗器:一般接在超高压输电线的末端和地之间,用来防止输电线由于距离很长而引起的工频电压过分升高,作无功补偿用。③通信电抗器:又称阻波器,串联在兼作通信线路用的输电线路中,用来阻挡载波信号,使之进入接收设备,以完成通信的作用。④消弧电抗器:又称消弧线圈,接在三相变压器的中性点和地之间,用以在三相电网的一相接地时供给电感性电流,来补偿流过接地点的电容性电流,使电弧不易持续起燃,从而消除由于电弧多次重燃引起的过电压。⑤滤波电抗器:用于两个方面,一是用于减小整流电路中直流电流上纹波的幅值;二是和电容器构成对某种频率能发生共振的电路,用以消除电力电路某次谐波的电压或电流。⑥电炉电抗器:和电炉变压器串联,用来限制变压器的短路电流。⑦起动电抗器:与电动机串联,用来限制电动机的起动电流。2、按有无铁心可分为2种。①空心式电抗器:线圈中无铁心,其磁通全部经空气闭合②铁心式电抗器:其磁通全部或大部分经铁心闭合。铁心式电抗器工作在铁心饱和状态时,其电感值大大减少,利用这一特性制成的电抗器叫饱和式电抗器。3、按绝缘结构又可分为2种。①干式电抗器:其线圈敞露在空气中,以纸板、木材、层压绝缘板、水泥等固体绝缘材料作为对地绝缘和匝间绝缘。②油浸式电抗器:其线圈装在油箱中,以纸、纸板和变压器油作为对地绝缘和匝间绝缘。电抗器的实际应用全解1.三相进线电抗器在整流线路中的应用。采用三相整流电路时,一般功率都在几千瓦到几十千瓦,如果电源电压发生突变,其电压上升率dV/dt&20V/us时,就可能导致可控整流元器件误导通,如果有整流变压器,见图2所示电路,此主变压器的漏感和阻容保护吸收回路能起到限制浪涌电压的作用。而现在大多数电流设备上都节约了大功率的整流变压器,将三相交流电网电压直流加到三相整流电路上,为了防止在接通电源的瞬间所产生的浪涌电流,需在电源输入端插入三相电抗器,见图3所示。2谐波电抗器(单相或三相)在电网或电气设备中含有高次谐波的成分,使正弦波的波形发生畸变,会使用电设备产生附加的损耗,使机箱内的温度升高,所以要将此谐波分量吸收掉,改善供电质量,谐波成分有:三次谐波,即150Hz的成分约占30%,五次谐波,即250Hz的成分约占10%,而七次谐波仅占5%。吸收回路采用LC串联谐振,谐振频率与谐波频率相等时,当XL=XC时回路阻抗Z=R2+(XL-XC)由于谐振频率f等于谐波分量时,在此一频率上的阻抗Z=R,R为回路中的电阻,因此阻抗Z=0,即可对此谐波频率进行短路,但对主回路50Hz是没有影响的,但是谐波成分是三、五、七、九、十一次之多,所以对不同频率需要设备不同的吸收回路,好在九、十一次的谐波分量按级数递减,可以忽略不计,因此在电气设备中,大多只设备五次、七次LC吸收回路,三次谐波分量虽很大,但因LC吸收回路的频率与主频50Hz比较接近,一般不设置三次LC吸收回路,只有在铁磁谐振式稳压器中,设置三次和五次吸收回路,以改善波形失真。各次吸收回路的LC参数,以供大家参考!见图4。3并联电抗器在电容器两端加上工频交流电压测试时,有很大的容性电流,如交流450V的电力电容器其容量很大,无功功率达10KVar,耐压试验时要在电容器两端加上二倍的工作电压,即在900V时,无功功率要增大到40 KVar,那么测试交流耐压的设备容量要很大,如果在电容两端并联一个电抗器,使感抗XL等于容抗XC,以抵消电容电流,使测试时的耐压试验设备的容量可大大减小,例如图5的LC并联电路中的电抗器,可以减小电容器在测试时的无功电流。4.中性点接地电抗器有的低压电网供电线路是380V三相三线制,没有中性线,如果要用单相相电压由于没有中性线无法接出相电压,要另加三相Y/Y。变压器则体积太大,而用三相交流电抗器,人为地造出一个中性点,那么就可以在任何一相中接出相电压,见图6所示。5滤波扼流圈在整流电路中,交流电经整流后变为脉动直流电,除了蓄电池充电或电镀等可直接使用外,其它电子、电器设备对脉动直流电要经过滤波后,将纹波电压减到最小才能使用,而用滤波振流图的π形滤波效果更好,输出直流电压的波动更小,见图7所示。滤波振流图的特性有二种,一种是线性振流圈,即通过直流电流变化时,电感量基本上不变化,另一种称为摇摆振流圈,即通过电流大时电感量小,通过电流小时电感量大6其它电抗器高压电网上用的限流空心电抗器,大型电动机的降压起动电抗器、电炉用的匹配电抗器、三相均衡电流用的均流电抗器、雷达用的储能电抗器、还有分裂电抗器、试验电抗器等很多用途。电抗器的执行标准:IEC289《电抗器》国际标准1987年版。GB10229-88电抗器国家标准。JB半导体电气件动用电抗器行业标准。常用电抗器的作用1.空心电抗器空心电抗器是相对有铁心的电抗器而言的。本公司生产的各种规格的空心电抗器,电压范围从380V―35KV,容量100VAR至3500KVAR,常用于无功补偿、滤除谐波、限流等场合。空心电抗器主要分为:串联电抗器、滤波电抗器、限流电抗器、并联电抗器等系列。干式空心电抗器是近几年来研制开发的新型电抗器,它具有线性度好,参数稳定,无噪声,过流能力强,散热能力强,机械结构简单、坚固,户内、户外都可使用,防火性能好的特点。基本上免维护。缺点是体积较大,损耗较大。2.串联电抗器在电容器回路安装阻尼电抗器(即串联电抗器),电容器回路投入时起抑制涌流的作用。同时与电容器组一起组成谐波回路,起各次谐波的滤波作用。串联电抗器主要作用是抑制谐波、限制涌流和滤除谐波。电抗率是电抗器的主要参数,电抗率的大小直接影响它的作用。限流电抗器电抗率在0.1-1%,而抑制谐波的电抗器电抗率在4.5%-13%,限流电抗器把涌流限制在电容器额定电流10倍以下为宜。配置限流电抗器时,应考虑线路电抗(1μH/M)。3.并联电抗器并联电抗器的作用1、削弱空载或轻载时长线路的电容效应所引起的工频电压升高。这种电压升高是由于空载或轻载时,线路的电容(对地电容和相间电容)电流在线路的电感上的压降所引起的。它将使线路电压高于电源电压。通常线路愈长,则电容效应愈大,工频电压升高也愈大。对超高压远距离输电线路而言,空载或轻载时线路电容的充电功率是很大的,通常充电功率随电压的平方面急剧增加,巨大的充电功率除引起上述工频电压升高现象之外,还将增大线路的功率和电能损耗以及引起自励磁,同期困难等问题。装设并联电抗器可以补偿这部分充电功率。2、改善沿线电压分布和轻载线路中的无功分布并降低线损。当线路上传输的功率不等于自然功率时,则沿线各点电压将偏离额定值,有时甚至偏离较大,并联电抗器的补偿,则可以仰低线路电压得升高。3、加速单相瞬时接地故障时电弧的熄灭,提高线路自动重合闸的成功率。4. 启动电抗器交流异步电动机启动电流大,是额定电流的5―7倍,因此,大型电动机在启动时,会对电网产生较大的电压降,对线路的电气设备产生较大的影响。通常用降压的方法来限制电动机的启动电流。降压启动的可在电动机的线路上串联电抗器,一般匹配的电动机的功率在220KW―4800KW。5.限流电抗器当电力系统发生故障时,用来限制馈线过流的电抗器。6.滤波电抗器滤波电抗器与连接作调谐滤波回路,用来减低或滤除谐波。 滤波电抗器既可并联在系统上,也可串联在系统上。7.半芯电抗器半芯电q器是介于铁芯电q器和空芯电抗器之间的一种新型电q器,在空芯电抗器绕组内加上不闭合磁路的铁芯,使半芯电抗器兼有铁芯电抗器和空芯电抗器的优点,它是一种只有芯柱没有铁轭的电抗器,相对传统电抗器具有以下优势:1. 线性特性好,线性度接近于直线,阻抗不随电流增加而减小,即使过电流,电感值仍可保持不变,线性度可做到6―10,满足启动、滤波等冲击较频繁的特殊场合使用的要求。3.芯柱可调节,从而实现对电感量的微调。2. 体积小。半芯电抗器线本侗瓤招镜缈蛊髦本缎20% 电抗器损耗低25%,便于在柜内安装,是无功补偿较好的串联电抗器。3. 噪声小。噪声低于50db。因取消上下铁轭,所以半芯电抗器噪声小,噪声低于50db并采用了辐射铁芯结构,散热好,温升低。4.节能降耗,安全可靠,具有较高的性能和经济性。
回答者:马望绿
Mail: Copyright by ；All rights reserved.变频器输入、输出端安装接触器和电抗器的作用是什么?
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摘要: 变频器会在输入端加接触器和电抗器是正常的配置，接触器的作用就相对于是电源开关，在紧急情况下使用接触器直接来停止变频器电源，加电抗器是为了保护整流块，对尖峰电压起平滑作用。输出端电抗器的作用就是变频器和 ...
会在输入端加和电抗器是正常的配置，接触器的作用就相对于是开关，在紧急情况下使用接触器直接来停止变频器电源，加电抗器是为了保护整流块，对尖峰电压起平滑作用。输出端电抗器的作用就是变频器和电机距离比较远情况下加，加接触器如果是一拖一情况下是没有必要加，且加了没有好处的，在变频器和电机是一拖二一用一备情况下是需要加接触器来转换电机的，在做控制时候需要先让接触器动作吸合后，使用接触器的常开触点作为变频器运行的条件之一。电源侧接触器 使用目的：电源一旦断电，自动将变频器与电源脱开，以免在外部端子控制状态下重新供电时变频器自行工作，以保护设备的安全及人身安全；在变频器内部保护功能起作用时，通过接触器使变频器与电源脱开。 使用时请注意，不要用电磁接触器进行频繁地起动或停止（变频器输入回路的开闭寿命大约为10万次），不能用电源侧的电磁接触器停止变频器 选择合适的电抗器与变频器配套使用，既可以抑制谐波电流，降低变频器系统所产生的谐波总量，提高变频器的功率因数，又可以抑制来自电网的浪涌电流对变频器的冲击，保护变频器、降低噪声。保证变频器和电动机的可靠运行。进线电抗器LA1连接在电源与变频器之间，它能限制电网电压突变和操作过电压所引起的冲击电流，有效保护变频器，改善变频器的功率因数，抑制变频器输入电网的谐波电流，大幅度削减5、7、11、13次谐波。采用输出电抗器的主要目的和作用是补偿长线路分布的影响，并抑制通用变频输出的谐波分量，起到降低变频器噪声的作用。输出电抗器装于靠近变频器的输出端与电动机之间，以补偿电动机及其电缆相对相和相对地间的分布寄生电容，从而可以延长电动机电缆的接线长度。一般，通用变频器厂商都对允许连接电动机电缆的最大长度作了规定，使用时应参照产品说明书的规定接线。1、Input Reactor进线电抗器：输入电抗器可以抑制谐波电流，提高功率因数以及削弱输入电路中的浪涌电压、电流对变频器的冲击，削源电压不平衡的影响，一般情况下，都必须加进线电抗器。&&&&& 如果变频器的前端，有单独为其供电的变压器绕组，则可以不加进线电抗器；如果变频器的前端，没有单独为其供电的变压器绕组，则必须加进线电抗器，否则的话，会影响到变频器的正常运行工作。2、Output reactor 输出电抗器：当变频器输出到电机的电缆长度大于产品规定值时，应加输出电抗器来补偿电机长电缆运行时的耦合电容的充放电影响，避免变频器过流。输出电抗器有两种类型，一种输出电抗器是铁芯式电抗器，当变频器的载波频率小于3KHZ时采用。另一种输出电抗器是铁氧体式，当变频器的载波频率小于6KHZ时采用。变频器输出端增加输出电抗器的作用是为了增加变频器到电动机的导线距离，输出电抗器可以有效抑制变频器的IGBT开关时产生的瞬间高电压，减少此电压对电缆绝缘和电机的不良影响。同时为了增加变频器到电机之间的距离可以适当加粗电缆，增加电缆的绝缘强度，尽量选用非屏蔽电缆。3、输入端加接触器，只要不频繁的通断对变频器威胁不大。输出端加接触器，输出端在端开时将有过电压（电机感性负载）作用在功率组件上，虽然有吸收回路防止过电压，造成故障不是必然的，但应避免。所以不加是最好的，就算要加要在变频器停止输出后才能断开，还要做连锁防止变频器有输出时接通，否则大电流将烧坏IGBT。
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