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變頻器運(yùn)行時(shí)輸入側(cè)功率因數(shù)較低采取的措施

發(fā)布時(shí)間:2019-08-02 15:46:55來(lái)源:

變頻器運(yùn)行時(shí)其輸入側(cè)的功率因數(shù)一般較低,通常都要采取一些措施于以改善。
  一、變頻器的無(wú)功功率與功率因數(shù)
  變頻器輸入側(cè)功率因數(shù)偏低的原因,與工頻電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行功率因數(shù)低有著重要的區(qū)別。由于電動(dòng)機(jī)是感性負(fù)載,運(yùn)行電流的相位滯后于電壓,功率因數(shù)的高低取決于電流與電壓之間的相位關(guān)系,如圖 1 所示。而變頻器功率因數(shù)低是由其電路結(jié)構(gòu)造成的。變頻器通常是“交一直一交”式結(jié)構(gòu),即三相交流電源經(jīng)三相整流橋和濾波電容器變?yōu)橹绷鳎俳?jīng)控制電路和逆變管轉(zhuǎn)換為頻率可調(diào)的交流電。在整流過(guò)程中,如圖 2 所示,只有當(dāng)交流電源的瞬時(shí)值大于直流電壓 UD 時(shí),整流二極管才會(huì)導(dǎo)通,整流橋中才有充電電流,顯然,充電電流總是出現(xiàn)在電源峰值附近的有限時(shí)間內(nèi),呈不連續(xù)的脈沖波形。這種非正弦波具有很強(qiáng)的高次諧波成分。高次諧波的瞬時(shí)功率一部分為“ + ”,另一部分為“一”,屬于無(wú)功功率。這種無(wú)功功率使得變頻調(diào)速系統(tǒng)的功率因數(shù)較低,約為 O . 7 ~ 0 . 75 。
  二、提高功率因數(shù)的措施
  由于變頻器輸入側(cè)功率因數(shù)較低的原因。不是電流波形滯后于電壓,而是高次諧波電流造成的,所以不能通過(guò)并聯(lián)補(bǔ)償電容器來(lái)提高功率因數(shù).而應(yīng)設(shè)法減小高次諧波電流,具體措施就是接入電抗器,見(jiàn)圖 3 。圖中 AL 是交流電抗器,接在三相電源與整流橋之間。 DL 是直流電抗器,接在整流橋與濾波電容器之間。使用其中一種就有明顯效果,兩種共同使用可將功率因數(shù)提高到 0 . 95 以上。直流電抗器除了提高功率因數(shù)外。還能限制接通電源瞬間的充電涌流。另外,不允許在變頻器輸出端,即與電動(dòng)機(jī)的連接端并接電容器。因?yàn)樽冾l器輸出的所謂正弦波,實(shí)際上是脈沖寬度和占空比的大小按正弦規(guī)律分布的脈寬調(diào)制波,這個(gè)脈沖序列是變頻器中逆變管不斷交替導(dǎo)通形成的,如果在輸出端接入電容器,則逆變管在
  交替導(dǎo)通過(guò)程中,不但要向電動(dòng)機(jī)提供電流,還會(huì)增加電容器的充電電流和
  放電電流,會(huì)導(dǎo)致逆變管損壞。
  三、電抗器的選用
  電抗器對(duì)大部分變頻器來(lái)說(shuō)不是標(biāo)準(zhǔn)配置,是選配件。應(yīng)根據(jù)需要選用。常用的直流電抗器規(guī)格見(jiàn)表 1 。交流電抗器規(guī)格見(jiàn)表 2 。
  四、交流電抗器的相關(guān)應(yīng)用
  有時(shí)為了降低設(shè)備投資的成本而不接交流電抗器,容忍變頻調(diào)速系統(tǒng)在低功率因數(shù)下運(yùn)行。但在下列運(yùn)行環(huán)境中連接交流電抗器則是必需的:
  1 .如與變頻器在同一供電系統(tǒng)中的電子設(shè)備較多,變頻器的高次諧波將影響電子設(shè)備正常工作,這時(shí)應(yīng)在變頻器輸入側(cè)連接交流電抗器,同時(shí)用 1000V 、 100nF-220nF 的電容器進(jìn)行濾波,盡量減小高次諧波的干擾,如圖 4 所示。
  2 .同一供電系統(tǒng)中有容量較大的可控硅設(shè)備,由于可控硅設(shè)備也會(huì)導(dǎo)致電壓波形的畸變,與變頻器相互產(chǎn)生影響,因此,兩種設(shè)備的輸入端都應(yīng)接入交流電抗器。

  3 .多臺(tái)變頻器運(yùn)行于同一供電系統(tǒng)中,除了變頻器之間互相影響外,還會(huì)導(dǎo)致相鄰設(shè)備工作失常,這時(shí)每臺(tái)變頻器輸入端都應(yīng)接入交流電抗器。

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