對變頻器輸入輸出設備維護的分析

由于電源容量、輸入電壓、變頻器與電動機的電纜長短、變頻器輸出頻率的大小等不同，選擇保護設備不能一概而論，勢必給工程設計人員帶來一定的困難。為此，下面給出相關的選擇方法和計算依據(jù)。

　　變頻器外圍保護設備的組成為了提高變頻器的工作性能，實現(xiàn)變頻器和電動機的保護，減少變頻器和周圍其他電氣設備的相互影響，在變頻器的輸入、輸出端配備的外圍保護設備如圖1 所示。

　　由于電源容量、輸入電壓、變頻器與電動機的電纜長短、變頻器輸出頻率的大小等不同，選擇保護設備并不一定按圖1的方式，有些外圍設備可以不要。要與不要根據(jù)實際情況而定，下面將給出選擇的依據(jù)。

　　各部分的作用及選擇設計的依據(jù)

　　1.隔離開關

　　隔離開關的作用是在電源切除后，將線路與電源明顯地隔開，以確保檢修人員的安全。其選擇應根據(jù)其額定電壓、額定電流和裝置環(huán)境來考慮。

　　2.斷路器

　　斷路器的的作用有二：一是用于回路的正常通斷；二是當出現(xiàn)過流或短路故障時能自動切斷電源，避免因后級設備故障造成故障范圍擴大。其選擇原則同一般斷路器。

　　3.輸入電抗器

　　輸入電抗器又稱電源協(xié)調(diào)電抗器，它能夠限制電網(wǎng)電壓突變和操作過電壓引起的電流沖擊，有效地保護變頻器和改善其功率因數(shù)，有效地抑制諧波電流。輸入電抗器串連在電源進線與變頻器輸入側，用于抑制輸入電流的高次諧波，減少電源浪涌對變頻器的沖擊，改善三相電源的不平衡性，提高輸入電源的功率因數(shù)（可提高到0.85）。輸入電抗器既能阻止來自電網(wǎng)的干擾，又能減少整流單元產(chǎn)生的諧波電流對電網(wǎng)的污染。當電源容量很大時，更要防止各種過電壓引起的電流沖擊，因為它們對變頻器內(nèi)整流二極管和濾波電容器都是有威脅的。

　?。?）要安裝輸入電抗器的場合

　　并非任何場合都需要安裝輸入電抗器，下面三種情況則需安裝輸入電抗器。

　　1 ） 變頻器所用之處的電源容量與變頻器容量之比為10∶1 以上；電源容量為600 kVA 及以上，且變頻器安裝位置離大容量電源在10 m 以內(nèi)。圖2 為需要安裝輸入電抗器的電源容量。

　　2）三相電源電壓不平衡率大于3%。電源電壓不平衡系數(shù)K 按下式計算：

　　式中，Umax 為最大一相電壓；Umin 為最小一相電壓；Up 為三相平均電壓。

　　3）當有其他晶閘管整流裝置與變頻器共同用同一進線電源，或進線電源端接有通過開關切換以調(diào)整功率因數(shù)的電容器裝置。為減少浪涌對變頻器的沖擊，須安裝輸入電抗器。

　?。?）輸入電抗器參數(shù)選擇

　　1）輸入電抗器壓降的選擇 輸入電抗器的容量一般按預期在電抗器每相繞組上的壓降來決定，而選擇壓降或用網(wǎng)側相電壓的2%～4%，或按表1 的數(shù)據(jù)選取。

　　輸入電抗器壓降不宜取得過大，壓降過大會影響電動機轉矩。一般情況下選取進線電壓的4%（8.8 V）已足夠，在較大容量的變頻器中如75 kW 以上可選用10 V 壓降。

　　2）輸入電抗器的額定電流IL的選取 單相變頻器配置的輸入電抗器的額定電流IL ＝變頻器的額定電流IN，三相變頻器配置的輸入電抗器的額定電流I L ＝變頻器的額定電流IN × 0.82。

　　3）輸入電抗器的電感量L的計算 知道了壓降和額定電流，則輸入電抗器的電感量L 的計算公式下：