变频器配套使用的电抗器、滤波器简述

一、三相输入电抗器

将三相输入电抗器L接在电源和变频器之间，如图1所示，能限制电网电压突变和操作电压引起的电流冲击，有效地保护变频器并能够改善变频器的功率因数，抑制变频器输入电网的谐波电流。三相输入电抗器的外形如图2所示。

图1 变频器接入三相输入电抗器

图2 三相输入电抗器

一般出现如下情况时应使用三相输入电抗器：

1）一条电源供电线路上有多台变频器同时运行，这时变频器相互之间会有明显的干扰。为了滤除或减轻这种干扰，可使用三相输入电抗器。

2）电源相间电压不平衡度超过额定电压的1.8% 。

3）给变频器提供电源的变压器容量较大，数值达到变频器容量的10倍以上时。

4）其他应该使用输入电抗器的情况。

二、三相输出电抗器

与输入电抗器一样，三相输出电抗器的结构也是在三相铁心上绕制三相线圈，如图3所示。由于电抗器是长期接入电路的，所以导线截面积应足够大，允许长时间流过变频器的额定电流。电抗器的电感量以基波电流流经电抗器时的电压降不大于额定电压的3%为宜。

图3 三相输出电抗器

如果电动机与变频器之间的距离无法减小到规定的数值以内，可以采取在变频器输出侧接入输出电抗器的方法，如图4所示。这时可以适当延长电动机与变频器之间的距离。输出电抗器可以补偿长线分布电容的影响，并能抑制输出谐波电流，提高输出高频阻抗,有效抑制dv/dt.减低高频漏电流,起到保护变频器,减小设备噪声的作用。

图4 输出电抗器的连接

三、直流电抗器

直流电抗器又称平波电抗器，主要用于变流器的直流侧，将叠加在直流电流上的交流分量限定在某一规定值,保持整流电流连续性，减小电流脉动值,改善输入功率因数。一种直流电抗器的外形如图5所示。图6所示是接入变频器电路中的直流电抗器。

图5 直流电抗器

图6 直流电抗器接入

四、能量回馈电抗器

经常工作在发电状态的变频调速系统中，为更好的实现节能，把这部分能量进行并网或直接通过变频器直流母线被其他变频器负载吸收利用，在此过程中电抗器主要起到滤波、降压、防止涌流冲击以及最大限度输出正弦波电压和电流的作用，一般用在电梯、港口吊机、煤矿井架等负载可能具有位能的场合，能量回馈电抗器采用优质冷轧硅刚片和高温导线制作，具有耐动热稳定能力强，电感稳定、噪音小等特点。图7所示为一款回馈电抗器的外形图。

图7 回馈电抗器

五、输入、输出滤波器
变频器滤波器是一种无源低通滤波器，它是基于变频器在工作时，对电网及其他数字电子设备产生干扰的频谱分量电磁兼容性特点而专门设计的。能有效抑制沿电源线传播的传导干扰。

变频器滤波器有输入滤波器和输出滤波器两种。一种常用的输入滤波器内部电路结构如图8所示。由图中可见其主要由线圈、电容器和电阻等构成。一种输入滤波器的外形见图9。输出滤波器的外形与此类似。

图8 输入滤波器内部电路结构图

图9 输入滤波器外形图

输出滤波器与输入滤波器有一定的区别，一是线圈的匝数不同，输入滤波器线圈的匝数稍多，这是由于输出电流中的高次谐波分量频率较高，等于载波频率；输入端的谐波是由于二极管整流电路、电容充电电路形成的，电源对变频器的输入电流实际上就是电容器的充电电流，这里的谐波频率略低，因此，绕制输入滤波器线圈的圈数稍多于输出滤波器。两者之间的第二个区别是电路结构不同，各滤波器生产厂商都会在滤波线圈两端加接电容器，但在输出滤波器的电路结构中，靠近变频器的一侧不允许有电容器，在电动机一侧连接的电容器应该串入限流电阻。输出滤波器的内部电路如图10所示。

图10 输出滤波器内部电路结构图