浪涌对变频器的冲击,提高变频系统可靠性。 变频器功率因数低是由其电路结构造成的。变频器通常是“交一直一交”式结构
,即三相交流电源经三相整流桥和滤波电容器变为直流,再经控制电路和逆变管转换为频率可调的交流电。在整流过程中,只有
当交流电源的瞬时值大于直流电压 UD 时,整流二极管才会导通,整流桥中才有充电电流,显然,充电电流总是出现在电源峰值
附近的有限时间内,呈不连续的脉冲波形。这种非正弦波具有很强的高次谐波成分。高次谐波的瞬时功率一部分为“ + ”,另
一部分为“一”,属于无功功率。这种无功功率使得变频调速系统的功率因数较低,约为 O . 7 ~ 0 . 75。 变频器输入侧
功率因数偏低的原因,与工频电动机的运行功率因数低有着重要的区别。由于电动机是感性负载,运行电流的相位滞后于电压,
功率因数的高低取决于电流与电压之间的相位关系。 由于变频器输入侧功率因数较低的原因。不是电流波形滞后于电压,而
是高次谐波电流造成的,所以不能通过并联补偿电容器来提高功率因数,而应设法减小高次谐波电流,具体措施就是接入电抗器
。 直流电抗器接在整流桥与滤波电容器之间。使用其中一种就有明显效果,两种共同使用可将功率因数提高到 0 . 95 以上。
直流电抗器除了提高功率因数外,还能限制接通电源瞬间的充电涌流。另外,不允许在变频器输出端,即与电动机的连接端并接
电容器。因为变频器输出的所谓正弦波,实际上是脉冲宽度和占空比的大小按正弦规律分布的脉宽调制波,这个脉冲序列是变频
器中逆变管不断交替导通形成的,如果在输出端接入电容器,则逆变管在交替导通过程中,不但要向电动机提供电流,还会增加
电容器的充电电流和放电电流,会导致逆变管损坏。 电抗器对变频器来说不是标准配置,是选配件。应根据需要选用。 五. 变
频器系统配套的三种电抗器 与变频器配套的电抗器有三种: 1. 输入电抗器 也称进线电抗器,它能限制电网电压突变和操作过
电压引起的电流冲击,有效地保护变频器和改善其功率因数,大幅度地抑制了谐波电流。进线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。 2. 直流电抗器 接在变频系统的直流整流环节与逆变环节之间,抑制电流的
谐波成分,进一步提高变频器的功率因数,限制逆变侧的短路电流,使逆变器运行更稳定。 3. 输出电抗器 接在变频器输出端
与负载(电机)之间,吸收变频器输出的谐波,起滤波的作用,降低电机的噪声,限制电机绕组电压上升率。 三种电抗器在变频
器中的应用接线图如下图所示。 变频器的输入回路是整流和滤波电路,如图所示。由于二极管的整流作用,在这非线性电气线
路的作用下,高次谐波电流大,功率因数很低,这个低功率因数并不是输入交流电源电流滞后电压的结果,而是因是整流线路含
有大量的高次谐波,造成的功率因数很低。 因此,要改善功率因数,必须对症下药,削弱高次谐波电流。具体方法是: 1. 接
入交流输入电抗器 (附图) 它接在电源和整流桥之间,如上图所示的电源侧串接的输入电抗器,它外形如三相小变压器,如下图
所示。 接入交流输入电抗器AL后,功率因数可从原输入侧的0.6左右提高到0.85以上。以某设备为例,接入输入电抗器后,各次
谐波电流被削弱的情况见下表。 2. 接入直流电抗器 (附图) 直流电抗器串接在整流桥和滤波电容器之间,如上图所示。有单绕
组或串联的双绕组,二个接头。其外形如下图所示。 接入直流电抗器后,功率因数可提高到0.9以上,有的额定电流小,体积小
,故不少变频器将直流电抗器直接安装在变频器内。直流电抗器除了提高功率因数外,还可削弱电源刚接通瞬间的冲击电流。
如同时配用输入电抗器和直流电抗器,或将变频器的输入侧的功率因数提高到0.95以上。 3. 接入输出电抗器 接在变频器输出
端与负载(电机)之间,吸收变频器输出的谐波,起滤波的作用,降低电机的噪声,限制电机绕组电压上升率。 当电动机与变频
器之间的距离较长,如超过30米时,线路的分布电容和分布电感都随着导线的延长而增大,线路的谐振频率将减小,当线路的振
荡频率接近于变频器输出电压的载波频率时,电动机侧的电压将可能因进入谐振带而升高,电动机绕组容易被击穿。 接入输出
电抗器后,可以有效地削弱输出电流中的高次谐波成分,从而避免了对电机的过压击穿事故。 由于变频器输出电流中含有谐波