時(shí)間:2019-11-13 19:47:49來源:周志敏
摘要:本文在簡介變頻器專用型輸出電抗器分類的基礎(chǔ)上,闡述了變頻器專用型輸出電抗器的平滑濾波、補(bǔ)償長線分布電容的功能及選擇方法。
關(guān)鍵詞:分類功能選擇
1.變頻器專用型輸出電抗器分類
變頻器專用型輸出電抗器安裝于變頻器輸出線端與電機(jī)之間,變頻器專用型輸出電抗器根據(jù)其選用的芯體材質(zhì)的不同分為以下兩類:
1)鐵芯式變頻器專用型輸出電抗器。鐵芯式變頻器專用型輸出電抗器,如圖1所示,當(dāng)變頻器的載波頻率小于3kHk時(shí)應(yīng)選用鐵芯式輸出電抗器。
2)鐵氧體式變頻器專用輸出電抗器。鐵氧體式變頻器專用型輸出電抗器,如圖2所示,當(dāng)變頻器的載波頻率小于6kHk時(shí)應(yīng)選用鐵氧體式輸出電抗器。
應(yīng)用于變頻調(diào)速系統(tǒng)中的鐵芯干式輸出電抗器的鐵芯采用優(yōu)質(zhì)低損耗冷軋硅鋼片,氣隙采用環(huán)氧層壓玻璃布板作間隔,以保證變頻器專用型輸出電抗器氣隙在運(yùn)行過程中不發(fā)生變化;變頻器專用型輸出電抗器的線圈采用H級漆包扁銅線繞制,排列緊密且均勻,外表不包絕緣層,且有較好的散熱性能。
變頻器專用型輸出電抗器的芯柱部分緊固件采用無磁性材料,減少運(yùn)行時(shí)的渦流發(fā)熱現(xiàn)象。外露部件均采取了防腐蝕處理,引出端子采用鍍錫銅管端子。與通用鐵芯干式輸出電抗器產(chǎn)品相比,變頻器專用型輸出電抗器具有體積小、重量輕、外觀美等優(yōu)點(diǎn)。
2.變頻器專用型輸出電抗器功能
變頻器的輸出是經(jīng)PWM調(diào)制的電壓波,如圖3所示,由于電動(dòng)機(jī)繞組的電感性質(zhì)能使電流連續(xù),因此電流基本上是正弦形的,脈沖寬度調(diào)制(PWM)有著陡峭的電壓上升和下降的前后沿,即du/dt很大,使得輸出引線向外發(fā)射含量極大的電磁干擾,并且在引出線對地、電動(dòng)機(jī)繞組匝間、電動(dòng)機(jī)繞組對地間都產(chǎn)生很大的脈沖電流。
為了減輕變頻器輸出du/dt對外界的干擾,降低輸出波形畸變及造成漏電流而達(dá)到環(huán)保標(biāo)準(zhǔn),減少對電動(dòng)機(jī)繞組的電壓沖擊造成絕緣損壞,降低電動(dòng)機(jī)的溫升和噪音及降低渦流損耗,避免在變頻器輸出功率管上因du/dt和流過過大的脈沖沖擊電流使功率管損壞,以及降低負(fù)載短路造成對變頻器的損傷,應(yīng)在變頻器輸端與電動(dòng)機(jī)之間增設(shè)電抗器。
在變頻器的輸出側(cè)增設(shè)電抗器可鈍化變頻器輸出電壓(開關(guān)頻率)的陡度,減少逆變器中的功率元件的擾動(dòng)和沖擊,且在負(fù)載合閘瞬間能夠有效地抑制回路涌流,保護(hù)回路中的變頻器裝置及其它元器件免受過電流沖擊。
由于變頻器的輸出電壓中高次諧波較多,故變頻器和電動(dòng)機(jī)之間的傳輸線不可過長。如果導(dǎo)線過長,分布電容將增大。在諧波電壓的作用下,高次諧波電流也將過大。采用變頻器專用型輸出電抗器可補(bǔ)償長線分布電容的影響,延長了變頻器到電動(dòng)機(jī)的有效傳輸距離(最大允許電動(dòng)機(jī)電纜長度主要取決于傳動(dòng)裝置的開關(guān)頻率和輸出電壓)。
從理論上說,功率等級不同的變頻器所允許敷設(shè)的電動(dòng)機(jī)電纜長度是不同的,并且不同生產(chǎn)廠商的變頻器所允許敷設(shè)的電動(dòng)機(jī)電纜長度也是不同的。因此,變頻器至電動(dòng)機(jī)電纜在超過多長距離時(shí)應(yīng)加裝輸出電抗器,應(yīng)參閱各變頻器生產(chǎn)廠商提供的使用手冊,表1是西門子公司提供的數(shù)據(jù)。
表1輸出濾波電抗器與允許導(dǎo)線長度
3.輸出電抗器選擇
在選擇變頻調(diào)速系統(tǒng)輸出電抗器時(shí)應(yīng)考慮額定交流電流、電壓降、電感量、對應(yīng)額定電流的電感量與電纜長度等方面:
1)額定交流電流的選擇。額定交流電流是從發(fā)熱方面來選擇電抗器的長期工作電流,同時(shí)應(yīng)該考慮足夠的高次諧波分量,即輸出電抗器實(shí)際流過的電流是變頻器驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)負(fù)載的電流。
2)電壓降。電壓降是指50Hz時(shí),對應(yīng)實(shí)際額定電流時(shí)電抗器線圈兩端的實(shí)際電壓降。通常選擇電壓降在4V~8V左右。
3)電感量的選擇。電抗器的額定電感量也是一個(gè)重要的參數(shù)!若電感量選擇不合適,會(huì)直接影響額定電流下的電壓降的變化,從而引起故障。而電感量的大小取決于電抗器鐵芯的截面積和線圈的匝數(shù)與氣隙的調(diào)整。輸出電抗器電感量的選擇是根據(jù)在額定頻率范圍內(nèi)的電纜長度來確定,然后再根據(jù)電動(dòng)機(jī)的實(shí)際額定電流來選擇相應(yīng)電感量要求下的鐵芯截面積和導(dǎo)線截面積,才能確定實(shí)際電壓降,對應(yīng)額定電流的電感量與電纜長度見表2。
表2對應(yīng)額定電流的電感量與電纜長度
理想的電抗器在額定交流電流及以下時(shí),其電感量應(yīng)保持不變,隨著電流的增大,而電感量逐漸減小。當(dāng)額定電流大于2倍時(shí),電感量減小到額定電感量的0.6倍。當(dāng)額定電流大于2.5倍時(shí),電感量減小到額定電感量的0.5倍。當(dāng)額定電流大于4倍時(shí),電感量減小到額定電感量的0.35倍。
在實(shí)際使用中,只要負(fù)載是感性的,電抗器可采用1%阻抗或更低一些都是可行的,因?yàn)?,PWM調(diào)制頻率遠(yuǎn)高于基波頻率,輸出電抗器的電感量是以基波電流流經(jīng)電抗器時(shí)的電壓不大于額定電壓為佳。因此,輸出側(cè)交流電抗器電感量可按下式計(jì)算:
例如:380V、90kW、50Hz、170A變頻器的輸出側(cè)交流電抗器的選用:
mH
選擇電感值在0.041mH左右,工作電流為170A的電抗器即可。
輸出側(cè)交流電抗器繞制在磁芯上的導(dǎo)線頭尾的位置關(guān)系到電感向外發(fā)射干擾能量的程度,變頻器輸出側(cè)交流電抗器的斷面結(jié)構(gòu)如圖4所示,繞組頭1在里層,尾2在外層,因此1接變頻的輸出,2接負(fù)載電動(dòng)機(jī)較好,這樣,變頻器輸出端的強(qiáng)干擾被外層屏蔽,減少干擾向外發(fā)射。
輸出側(cè)交流電抗器的抑制頻率若在較高頻率范圍,應(yīng)使用鐵氧體磁芯,以減少損耗,但體積較大。在變頻器與負(fù)載之間若設(shè)有變壓器,變壓器輸入繞組的漏抗和變壓器損耗大大削弱調(diào)制波,起到了輸出側(cè)電抗器的作用,因此可以省略輸出側(cè)交流電抗器。
標(biāo)簽:
中國傳動(dòng)網(wǎng)版權(quán)與免責(zé)聲明:凡本網(wǎng)注明[來源:中國傳動(dòng)網(wǎng)]的所有文字、圖片、音視和視頻文件,版權(quán)均為中國傳動(dòng)網(wǎng)(m.u63ivq3.com)獨(dú)家所有。如需轉(zhuǎn)載請與0755-82949061聯(lián)系。任何媒體、網(wǎng)站或個(gè)人轉(zhuǎn)載使用時(shí)須注明來源“中國傳動(dòng)網(wǎng)”,違反者本網(wǎng)將追究其法律責(zé)任。
本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明其他來源的稿件,均來自互聯(lián)網(wǎng)或業(yè)內(nèi)投稿人士,版權(quán)屬于原版權(quán)人。轉(zhuǎn)載請保留稿件來源及作者,禁止擅自篡改,違者自負(fù)版權(quán)法律責(zé)任。
產(chǎn)品新聞
更多>新品發(fā)布:CD300系列總線型伺服驅(qū)動(dòng)器
2024-10-31
2024-10-31
2024-10-31
新勢能 新期待|維智B1L直線伺服驅(qū)動(dòng)器
2024-10-31
2024-10-29
2024-10-18
推薦專題
更多>