电抗器在变频器系统中的应用(2)

三 相 交 流 进 线 电 抗 器 的 设 计 计 算 信息来源:365zhanlan.com

　当 选 定 了 电 抗 器 的 额 定 电 压 降 Δ UL， 再 计 算 出 电 抗 器 的 额 定 工 作 电 流 In以 后 ， 就 可 以 计 算 电 抗 器 的 感 抗 XL。 电 抗 器 的 感 抗 XL由 式 （ 3） 求 得 ：

　XL=Δ UL/In (Ω )(3)
　有 了 以 上 数 据 便 可 以 对 电 抗 器 进 行 结 构 设 计 。
　电 抗 器 铁 芯 截 面 积 S与 电 抗 器 压 降 Δ UL的 关 系 ， 如 式 （ 4） 所 示 ：

　
式 中 ： Δ UL— — 单 位 V；
　　　　 f— — 电 源 频 率 （ Hz） ；
　　　　 B — — 磁 通 密 度 （ T） ；
　　　　 N— — 电 抗 器 的 线 圈 圈 数 ；
　　　　 Ks— — 铁 芯 迭 片 系 数 取 Ks=0.93。
　电 抗 器 铁 芯 窗 口 面 积 A与 电 流 In及 线 圈 圈 数 N的 关 系 如 式 (5)所 示 ：
　A=InN/(jKA)(5)
式 中 ： j— — 电 流 密 度 ， 根 据 容 量 大 小 可 按 2～ 2.5 A/ mm2选 取 ；
　　　KA— — 窗 口 填 充 系 数 ， 约 为 0.4～ 0.5。
　铁 芯 截 面 积 与 窗 口 面 积 的 乘 积 关 系 如 式 （ 6） 所 示 ：
　SA=UI/(4.44fBjKsKA× 10－4)（ 6）
　由 式 (6)可 知 ， 根 据 电 抗 器 的 容 量 UI(=Δ ULIn)值 ， 选 用 适 当 的 铁 芯 使截 面 积 SA的 积 能 符 合 式 (6)的 关 系 。

　假 设 选 用 B=0.6 T， j=200 A/cm2 ， Ks=0.93，KA=0.45， 设 A=1.5S,则 电 抗 器 铁 芯 截 面 与 容 量 的 关 系 为 ：

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　为 了 使 进 线 电 抗 器 有 较 好 的 线 性 度 ， 在 铁 芯 中 应 有 适 当 的 气 隙 。 调 整 气 隙 ， 可 以 改 变 电 感量 。 气 隙 大 小 可 先 选 定 在 2～ 5 mm内 ,通 过 实 测 电 感 值 进 行 调 整 。

7 电 抗 器 电 感 量 的 测 定

7． 1 直 流 电 抗 器 LDC电 感 量 的 测 定　铁 芯 电 抗 器 的 电 感 量 和 它 的 工 作 状 况 有 很 大 关 系 ， 而 且 是 呈 非 线 性 的 ， 所 以 应 尽 可 能 使 电抗 器 处 于 实 际 工 作 条 件 下 进 行 测 量 。 图 4所 示 是 测 量 直 流 电 抗 器 的 电 路 。在 电 抗 器 上 分 别 加 上 直 流 电 流 Id与 交 流 电 流 I～ ， 用 电 容 C=200 μ F隔 开 交 直 流 电 路 ， 测 出 LDC两 端 的 交 流 电 压 U～ 与 交 流 电 流 I～ ， 可 由 式 （ 9） 、 式 （ 10） 式 近 似 计 算 电 感 值 L。

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7． 2 交 流 电 抗 器 电 感 量 的 测 定　带 铁 芯 的 交 流 电 抗 器 的 电 感 量 不 宜 用 电 桥 测 量 ， 因 为 测 电 感 电 桥 的 电 源 频 率 一 般 是 采 用 1 000 Hz， 因 此 测 电 感 电 桥 只 可 用 于 测 量 空 心 电 抗 器 。

　对 于 用 硅 钢 片 叠 制 而 成 的 交 流 电 抗 器 ， 电 感 量 的 测 量 可 用 工 频 电 源 的 交 流 电 压 表 — — 电 流 表 法 测 量 ， 如 图 5所 示 。 通 过 电 抗 器 的 电 流 可 以 略 小 于 额 定 值 ， 为 求 准确 可 以 用 电 桥 测 量 电 抗 器 线 圈 内 阻 rL， 每 相 电 感 值 可 按 式 （ 11） 计 算 ：

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式 中 ： U— — 交 流 电 压 表 的 读 数 (V)；
　　　　 I— — 交 流 电 流 表 的 读 数 (A)；
　　　　 rL— — 电 抗 器 每 相 线 圈 电 阻 (Ω )。
　由 于 电 抗 器 线 圈 内 阻 rL很 小 ， 在 工 程 计 算 中 常 可 忽 略 。 信息来源:www.365zhanlan.com

8 结 语

　与 变 频 器 配 套 的 的 三 种 电 抗 器 对 变 频 器 系 统 的 稳 定 、 可 靠 运 行 有 相 当 大 的 作 用 ， 其 中 以 进线 电 抗 器 作 用 最 大 ， 它 能 有 效 地 保 护 整 流 逆 变 系 统 免 遭 过 电 压 和 浪 涌 电 流 的 冲 击 ， 并 能 提 高变 频 系 统 的 功 率 因 数 ， 国 产 电 抗 器 质 量 良 好 ， 造 价 低 廉 ， 值 得 推 广 应 用 。