变频器输出电抗器作用和选型
输出电抗器接在变频器输出端与负载(电机)之间,是交流电抗器,有效抑制变频器的IGBT开关时产生的瞬间高电压,减少此电压对电缆绝缘和电机的不良影响,补偿长线分布电容的影响,增加变频器到电动机的导线距离。
变频器输出是脉冲宽度调制的电压波(PWM波)它是前后沿很陡的一联串脉冲方波,存在丰富的谐波,这些谐波有害于电机和负载的寿命(典型的是电机绕阻匝间瞬变电压dv/dt过高,造成匝间击穿),以及对周围电器干扰;当负载端电容分量大时,造成变频器的开关器件流过大的冲击电流,会损坏开关器件。如图3.1所示。

图3.1 变频器输出调制波形
为了减轻变频器输出dv/dt对外界的干扰,降低输出波形畸变,达到环保标准,减少对电机绕组的电压冲击造成绝缘损坏,降低电机的温升和噪音,避免在变频器输出功率管上因dv/dt和流过过大的脉冲冲击电流使功率管损坏,以及降低负载短路造成对变频器的损伤,有必要在变频器输端增设交流电抗器。
同时为了增加变频器到电机之间的距离可以适当加粗电缆,增加电缆的绝缘强度,尽量选用非屏蔽电缆。
建议加装输出电抗器的情况
当变频器输出到电机的电缆长度大于产品规定值时,应加输出电抗器来补偿电机长电缆运行时的耦合电容的充放电影响,避免变频器过流。
变频器输出的脉冲电压通过长的输电线时,由于长线上电波的反射叠加使得在长线(即变频器输出导线)超过临界长度后,电压有可能达到直流母线(变频器内直流母线)电压的2倍。因此变频器输出线长度受到了限制,为解除这种限制,必须接入输出侧交流电抗器。接入后,送到电机等负载上的波形就接近正弦电压波形了。
输出侧交流电抗器其抑制频率在较高频率范围,因此,使用铁氧体磁芯,以减少损耗,但体积较大。在有变压器插入于变频器与负载之间的使用条件下,变压器输入绕组的漏抗和变压器损耗大大削弱了调制波,起到了输出侧电抗器的作用,因此有利于输出到负载电机的波形滤波平滑,此时往往有了输出侧变压器就可以省略输出侧交流电抗器。
对于电动机的电缆超过50米的用户输出端应加交流输出电抗器。
​输出电抗器的选择
输出电抗器有两种类型:一种是铁芯式电抗器,当变频器的载波频率小于3KHZ时采用;另一种是铁氧体式,当变频器的载波频率大于3KHZ而小于6KHZ时采用。
一般电抗器生产厂家给出了电抗器的压降和额定电流,其电感量可以通过公式计算出来(同进线电抗器的计算方法)。输出电抗器的额定电流应以电机额定电流相当。电压降应不超过额定线电压的0.5~1.5%。一般取2~5V。