变频器中输入电抗器使用范围及注意事项

    使用输入电抗器的主要目的有：实现变频器和电源的匹配，改善功率因数，减少高次谐波的不良影响。    在下述情况下，因为变频器和电源不匹配，所以会使变频器输入电流的峰值显著增加并对变频器内部电路产生不良影响，所以应设置输入电抗器。    (1)电源容量在500kVA以上，并且为变频器的容量的10倍以上时（如图5-6所示）。
   图5-6    根据电源容量和变频器容量决定是否需要输入电抗    (2)和采用了晶闸管换流的设备接在同一变压器上时。    (3)和弧焊设备等畸变波发生源接在同一电源系统上时。    (4)存在大的电压畸变时（例如，当电路中接有改善功率因数用的电容器时，将变频器接入电源时电容的充电电流将引起电压畸变，而这种电压畸变将有可能使运行状态中的变频器出现过电流现象并烧坏主电路二极管）。    (5)电源电压不平衡时。    由于半导体换流器件的影响，变频器的输入电压和电流波形存在着畸变，即除了基波之外还存在着高次谐波。变频器功率因数的计算也不能像通常那样，用电网电源基波的电压和电流的余弦值表示，而必须用电源的有功和无功的比值来表示。变频器的功率因数因系统而异，在某些情况下它们可能很差，因此必须采取适当措施对其加以改善，以达到提高整个交流调速系统的运行效率的目的。    为了改善变频器的输入功率因数，可以在变频器输入端接入输入电抗器来减少高次谐波。而对于大容量变频器来说，有时也采用在变频器内部的整流电路和平滑电容之间接入直流电抗器的方法来代替输入电抗器。    虽然输入电抗器的容量选择和电源容量有较大关系，但在一般情况下可以按照在额定电压和额定电流的条件下使电抗器上的电压降在2%~5%之间的原则进行选择。这时，综合功率因数一般可以改善至80%~85%。    当在同一电源系统中接有改善功率因数用的电容器时，变频器产生的电流的高次谐波成分流人电容器将使电容器电压上升，并可能产生不良影响。虽然在考虑高次谐波的影响时应该考虑电源系统本身的阻抗大小，但一般来说，只要电容器的容量满足下式，就不会出现问题。    改善功率因数用电容器容量<电源短路容量/200    此外，在考虑变频器产生的高次谐波对改善功率因数用电容器产生的不良影响时还应考虑电容器是否会出现过载。当有可能出现过载时，则应根据需要采取以下对策。    (1)以和电容串联的形式接入电抗器；    (2)在变频器输入端接入输入电抗器，以减少高次谐波；    (3)重新考虑改善功率用电容器的位置。