如何选择合适的电抗器？

2025-09-29 理论教育版权反馈

【摘要】：而接在变频器输出端和电动机之间的输出电抗器，其主要作用则是为了降低电动机的运行噪声。虽然输入电抗器容量的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条件使电抗器上的电压降低2%～5%之间的原则进行选择。当这些现象出现时，应该选用输出电抗器使变频器的输出平滑，以减小输出谐波产生的不良影响。常用直流电抗器的规格见表3-2。

根据使用目的不同，电抗器可分为输入电抗器和输出电抗器。接在电网电源与变频器输入端之间的输入电抗器，其主要作用是改善系统的功率因素和实现变频器驱动系统与电源之间的匹配。而接在变频器输出端和电动机之间的输出电抗器，其主要作用则是为了降低电动机的运行噪声。三相交流电压经二极管整流和电容滤波后将产生含有许多奇次谐波成分的整流电流，其谐波成分影响到电网，造成公害，采用交流或直流电抗器可以有效地抑制这种谐波。

在变频情况下，输入电流的基波分量和电压之间的相位差角约为零，造成变频器输入侧功率因数下降的主要原因已不是相位差角，而是输入电流里包含的谐波分量，因此，提高功率因数的方法不能靠增加电容补偿，而只能靠抑制输入电流的谐波分量。可在交流输入侧加装电抗器L，或在直流侧加装电抗器（效果更好）。当电源容量为变频器容量的10倍以上或电源容量为500kVA以上时，通常都采用交流电抗器。

在选择电抗器的容量L时，一般可以根据式（3-23）进行计算。

式中 U_e——额定电压，单位为V；

I_e——额定电流，单位为A；

f——最大频率，单位为Hz。

1.输入电抗器

使用输入电抗器的主要目的是实现变频器和电源的匹配，改善功率因数，降低由变频器产生的谐波。同时也可用于增加电源阻抗，并帮助吸收附近设备投入工作时产生的浪涌电压和主电源的电压尖峰。进线电抗器串接在电源和变频器功率输入端之间，如果还使用了FIL滤波器，则FIL滤波器应串接在进线电抗器和变频器之间。

在下述情况下，由于变频器和电源不匹配，会使变频器输入电流显著增加，并对变频器内部电路产生不良影响，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；

2）和采用了晶闸管的换相设备接在同一电源系统上时；

3）和焊接设备等畸变波发生源接在同一电源系统上时；

4）存在大的电压畸变或电源电压不平衡时。

由于电力电子器件的影响，变频器的输入电压和电流波形存在着畸变，即除了基波以外，还存在着谐波。变频器的功率因数计算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，在某些情况下可能很差，因此必须采用适当的措施加以改善，以达到提高整个交流调速系统的运行效率。

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电抗器来减少谐波。对于大容量变频器而言，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。(https://www.chuimin.cn)

虽然输入电抗器容量的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条件使电抗器上的电压降低2%～5%之间的原则进行选择。这时，综合功率因素一般可以改善至0.80～0.85之间。

当在同一电源系统中接有用于改善功率因素的电容器时，变频器产生的谐波流入电容器，将使电容器的电压上升，可能产生不良影响。虽然在考虑谐波影响时应该考虑电源系统本身的阻抗大小，但通常用于改善功率因素的电容器容量小于电容器短路容量的1/200时，就不会出现问题。

此外，在考虑变频器产生的谐波对于改善功率因素的电容器产生的不良影响时，还应考虑电容器是否出现过载，若有过载可能，应采取相应措施。

2.输出电抗器

使用输出电抗器的主要目的是为了降低变频器输出中存在的谐波产生的不良影响，包括以下两方面的内容：

1）降低电动机噪声。在利用变频器进行调节控制时，由于谐波的影响，电动机产生的电磁噪声和金属音噪声将大于采用电网电源直接驱动的电动机噪声。通过接入电抗器，可以将噪声由70～80dB降至5dB左右。

2）降低输出谐波的不良影响。当负载电动机的阻抗比标准电动机小时，随着电动机电流的增加，有可能出现过电流、变频器限流动作，以至于出现得不到足够大的转矩、效率降低及电动机过热等异常现象。当这些现象出现时，应该选用输出电抗器使变频器的输出平滑，以减小输出谐波产生的不良影响。

电抗器按电源性质分为交流电抗器和直流电抗器两种，交流接触器具有提高功率因数、削弱由电源侧短暂的尖峰电压引起的冲击电流、削弱三相电压不平衡的影响的功能。常用的交流电抗器的规格见表3-1。

表3-1 常用交流电抗器的规格表

直流电抗器可将功率因数提高到0.9以上，而且它还可削弱在电源侧通电瞬间的冲击电流。由于其体积较小，因此许多变频器已将直流电抗器直接装在变频器内。如果同时配用交流电抗器和直流电抗器，则可将变频器调速系统的功率因素提高至0.95以上。常用直流电抗器的规格见表3-2。

表3-2 常用直流电抗器的规格表

交流或者直流电抗器抑制了变频器对于电网以及电网对于变频器的大部分干扰，通常，输入侧电抗器总是需要的。

如何选择合适的电抗器？

相关推荐