虽然变频器有很多优点,但也可能引起一些问题,比如产生谐波对电源产生干扰、功率因数降低、无线电干扰、噪声、振动等。为了避免这些问题的发生,必须在变频器的主电路中安装适当的电抗器。图4-18为变频器的电抗器的连接图,说明如下:
(1)在变频器中使用电力晶体管或IGBT高速开关可能引起噪声,对附近10MHz以下频率的无线电测量及控制设备等无线电波产生影响,必要时选用无线电干扰(RFI)抑制电抗器,能降低这类噪声。RFI抑制电抗器的连接方法因变频器的容量不同而异。小容量时,每相导线按相同方向绕4圈以上,如图4-19a所示;容量变大时,若导线线径太大不好绕,则将四个电抗器固定在一起,三相导线按同方向穿过其内孔,如图4-19b和4-19c所示。
图4-18 各种电抗器的连接
(2)图4-20的电抗器中以电源侧AC电抗器最为重要。当电源容量大(即电源阻抗小)时,会使输入电流的谐波增高,使整流二极管或电解电容器的损耗增大而发生故障。为了减少外部干扰,在电源容量为500kVA以上,并且是变频器额定容量的10倍以上(见图4-20所示的容量范围),请选购连接电源侧的AC电抗器。
图4-19 无线电干扰(RFI)抑制电抗器的连接
(3)功率因数校正DC电抗器用于校正功率因数,校正后的功率因数为0.9~0.95。(www.xing528.com)
(4)由变频器供电的电动机振动和噪声比通用常规电网供电的要大,这是因为变频器输出的谐波增加了电动机的振动和噪声。如在变频器和电动机之间加入降低噪声用电抗器,则具有缓和金属音质的效果,噪声可降低5dB左右。
图4-20 需要AC电抗器的容量范围
(5)输入电压不能超过最大值,200V系列的极限是242V,400V系列的极限是418V,如果主电路外加输入电压超过极限,即使变频器没运行也会有问题发生。输入电压过低时,会使最大输出电压降低,所以在高速时会造成电动机转矩不足的现象。
(6)功率因数补偿可以如(3)中所述使用DC电抗器,绝不可在变频器的输出端连接电容器以补偿功率因数,因为变频器输出的是PWM电压,含有很多次谐波,一旦连接有电容器,由于谐波作用,将增加变频器输出电流,可能会损坏变频器的大功率开关器件和所连接的电容器。另外,变频器的输入侧功率因数取决于变频器的AC/DC变换电路系统,绝不取决于电动机的功率因数,所以在变频器的输出端连接电容器,不能改善输入功率因数。
(7)当电动机运行于恒转矩范围内时,电动机电流(变频器输出电流)基本恒定,所以铜损耗不变。然而,当电动机转速下降时,电动机自冷却电扇的冷却效果将会下降,所以用户使用时应该注意。或者说,当频率下降时,由于散热变差,允许的电动机连续运行电流下降,也即转矩下降,这是在变频器驱动系统中必然遇到的情况。
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