變頻器的無功功率與功率因數以及電抗器相關應用介紹

一、變頻器的無功功率與功率因數
　　變頻器輸入側功率因數偏低的原因，與工頻電動機的運行功率因數低有著重要的區(qū)別。由于電動機是感性負載，運行電流的相位滯后于電壓，功率因數的高低取決于電流與電壓之間的相位關系。而變頻器功率因數低是由其電路結構造成的。變頻器通常是“交一直一交”式結構，即三相交流電源經三相整流橋和濾波電容器變?yōu)橹绷鳎俳浛刂齐娐泛湍孀児苻D換為頻率可調的交流電。在整流過程中，只有當交流電源的瞬時值大于直流電壓UD時，整流二極管才會導通，整流橋中才有充電電流，顯然，充電電流總是出現在電源峰值附近的有限時間內，呈不連續(xù)的脈沖波形。這種非正弦波具有很強的高次諧波成分。高次諧波的瞬時功率一部分為“+ ”，另一部分為“一”，屬于無功功率。這種無功功率使得變頻調速系統(tǒng)的功率因數較低，約為 O . 7 ～ 0 . 75。 
　　二、提高功率因數的措施 
　　由于變頻器輸入側功率因數較低的原因。不是電流波形滯后于電壓，而是高次諧波電流造成的，所以不能通過并聯(lián)補償電容器來提高功率因數.而應設法減小高次諧波電流，具體措施就是接入電抗器。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提高到 0 . 95以上。直流電抗器除了提高功率因數外。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，即與電動機的連接端并接電容器。因為變頻器輸出的所謂正弦波，實際上是脈沖寬度和占空比的大小按正弦規(guī)律分布的脈寬調制波，這個脈沖序列是變頻器中逆變管不斷交替導通形成的，如果在輸出端接入電容器，則逆變管在交替導通過程中，不但要向電動機提供電流，還會增加電容器的充電電流和放電電流，會導致逆變管損壞。 
　　三、電抗器的選用
　　電抗器對大部分變頻器來說不是標準配置，是選配件。應根據需要選用。
　　四、交流電抗器的相關應用
　　有時為了降低設備投資的成本而不接交流電抗器，容忍變頻調速系統(tǒng)在低功率因數下運行。但在下列運行環(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)中的電子設備較多，變頻器的高次諧波將影響電子設備正常工作，這時應在變頻器輸入側連接交流電抗器，同時用1000V 、 100nF-220nF 的電容器進行濾波，盡量減小高次諧波的干擾。
　　2.同一供電系統(tǒng)中有容量較大的可控硅設備，由于可控硅設備也會導致電壓波形的畸變，與變頻器相互產生影響，因此，兩種設備的輸入端都應接入交流電抗器。 
　　3.多臺變頻器運行于同一供電系統(tǒng)中，除了變頻器之間互相影響外，還會導致相鄰設備工作失常，這時每臺變頻器輸入端都應接入交流電抗器。
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