三相降压电抗器：利用串联电抗器降压，节能降耗

通常，接于3～380V电源/负载回路中的电抗器，如用于变频器电源和输出回路的电抗器，称为输入电抗器和输出电抗器，连接方式为串联接法，主要起到抑制浪涌电流、滤除有害谐波，提高电网侧功率因数的作用，其串联电压降一般为供电电源电压的2%～4%，在应用中也不希望产生太大的压降，以免由此降低负载电动机的运转转矩。可称为“低压降串联电抗器”。

而在本装置上采用的三相电抗器，恰恰是利用串联电抗器降压性能，来达到降压节电的目的，正如风扇调速电路中所用到的电抗器，是对串联电抗器的特殊应用了，是一种多档降压规格的串联电抗器产品。

（1）电抗器的电气特性

电抗器也属于电感元件的一种，电感是衡量线圈产生电磁感应能力的物理量。给一个线圈通入电流，线圈周围就会产生磁场，线圈中会产生磁通。通入线圈的电流越大，磁场就越强，通过线圈的磁通量就越大。实验证明，通过线圈的磁通量和通入的电流是成正比的，它们的比值叫做自感系数，也叫做电感。表示电抗器的电感量，单位是亨利。

电感元件对交流电有一定的阻碍作用，称为感抗。电感量大，交流电难以通过线圈，说明电感量大，电感的阻碍作用大；交流电的频率高，交流电也难以通过线圈，说明频率高，电感的阻碍作用也大。实验证明，感抗和电感成正比，和频率也成正比。如果感抗用X_L表示，电感用L表示，频率用f表示，那么

X_L=2πfL

感抗的单位是欧。知道了交流电的频率f和线圈的电感L，就可以用上式把感抗计算出来。

当选定了电抗器的额定电压降ΔU_L，再计算出电抗器的额定工作电流I_n以后，就可以计算电抗器的感抗X_L。

（2）降压电抗器的初步设计方案(www.xing528.com)

考虑到负载情况下，当电动机端电压降低时，其转矩相应减小，但转矩与供电电压的下降并不完全呈线性趋势，所以每组抽头的绕组匝和电压降不应该按等份均分，否则易造成电动机低压运行时的转矩不足而“丢转”，导致工作电流异常上升，降压节能运行控制的失败。下面以图4-3所示的4抽头单相电感为例，加以说明。

图4-3所示为4抽头、4档位串联降压电抗器，抽头0，为无降压（全电压引入）档位；抽头2，为降压1档输出，降压幅度为60V；抽头2，为降压2档输出，降压幅度为60V+30V；抽头3，为降压3档输出，降压幅度为60V+30V+10V。

如果将L分为60V、30V、10V等3个串联绕组的话，以抽头0/1为基准，按60∶30∶10的比例，形成多档降压输出模式。这是考虑到电动机降压运行时的转矩能力，所给出的档位降压比例。如进入降压3档运行时，降压幅度若仍为30V，则有可能导致电动机“丢转”运行电流突增，而致使降压运行失败。而降压10V，有可能是“稳妥”地进一步拓展了电动机降压运行的节能空间，取得更好的节能效果。

1）确定电抗器的额定工作电流值，应等于或略大于负载电动机的额定工作电流值，由此可确定电抗器绕组的线径；

2）确定每组抽头的电压降，得出0～3抽头间的总电压降，由此可计算出电抗器的感抗；

3）由1）、2）项、结合电源频率，设计并制作电抗器，根据试运情况，可进一步调整抽头匝数比，以达到更好地适应实际运行和拓展节能空间的目的。

图4-3 降压电抗器的抽头匝数比示意图