电抗器使用原因

电抗器电抗器的简介及应用一.电抗器的种类与概述电抗器又称为扼流圈、电感器或铁芯电感器，在电子设备中应用极为广泛，品种也很繁多。通常可分为电流滤波扼流圈、交流扼流圈、电感线圈三种。1．按线圈数量可分为：单相电抗器（1只或2只线圈）；三相电抗器（3只线圈）.2．按铁芯型式可分为：空芯电抗器、铁芯电抗器两种，而铁芯电抗器又分为有气隙铁芯电抗器和无气隙铁芯电抗器。二.常用电抗器的介绍与主要技术指标1.电源滤波电抗器（单相电抗器、有气隙铁芯电抗器）。用途：用于平滑整流后的直流成分，减小其波纹电压，以满足电子设备对直流电源的要求。主要技术指标：电抗器名称、型号、电感量、直流电位、直流磁化电流、波纹电压、波纹频率、绝缘等级和环境温度。2.单相（三相）交流电抗器（输入、输出电抗器）用途：用于交流回路中，作为平衡、镇流、限流和滤波的一种铁芯电感器。主要技术指标：电抗器名称、型号、电感量、额定工作电流、工作频率、绝缘等级、环境温度。三.电抗器工作环境及绝缘等级的分类1．绝缘等级：YAEBFHC90℃105℃120℃130℃155℃180℃180℃以上2．环境温度：-5℃～+40℃如有特殊要求时，应保证电抗器最高工作温度小于绝缘等级极限温度。3．海拔高度：≤2000m.要求高海拔时，允许最大电流相应降低如下图所示：100电抗器010002000300040005000M4．空气相对湿度：≤90％5．绝缘水平：额定绝缘（工作）电压介电性能试验电压AC660V及以下2.5KV750V～800V3KV1200V3.5KV6KV25KV/1min10KV35KV/1min35KV85KV/1min四.常用基本名词的定义1．电感量L（H）电抗器的电感量是相电感，是在规定频率下相电压降为Δµ时相电感值。2．电抗百分比（％）电抗器的电抗值与串连的电容器容抗值之比，以百分值表示。3．电压降Δµ（V）电抗器通过额定电流In时，电抗器的相电压降。4．相对电压降µx（％）电抗器相电压降Δµ与电网进线的相电压u相的比值的百分值表示。5．额定电压Un（V）电抗器连接线路系统电网的线电压.常用如下：单相：230V400V三相：400V500V690V750V1140V6．额定交流电流In(A)020406080%87%电抗器电抗器长期工作电流的数值，考虑了足够的高次谐波分量以及电抗器绝缘等级所限制发热量方面的因素所设定的数值。7．最大交流电流Inmax(A)电抗器电压降为Δµ时所通过的交流电流的最大数值。一般情况In=Inmax(100%)In=0.8Inmax(80%)8．额定基波频率f(HZ)电抗器运行的电网（线路）基本频率。50HZ或60HZ9．电抗器常用的符号：五、电抗器的应用及电路1.变频器配套电抗器的应用现代工业生产几乎都使用变频器，例如机电工程、鼓风机运转、皮带运输机械、起重设备、造纸机械、电线电缆生产机械等都要用到变频调速，在这些设备运行中电抗器和滤波器是必不可少的辅助装置，它能在变频电源向电动机供电时减小线路中的谐波成分，保护机电系统安全运行。典型的应用如图1所示：1.1在图1中的SJKS是该设备的三相输入电抗器（进线电抗器）。每个网络应用电抗器，应正确选择电抗器的规格，相关的阻抗压降（相对电压降）为2％，如果供电的是低内阻的电源，那么电抗器的阻抗压降为4％，进线SJKSSPKDSCKSMABC图（1）电抗器电抗器的电感，特性应具有高的线性度，这样可防止由于电网的波动而影响负载的变化。1.2在图1中的SPKD是单相直流电抗器（平波电抗器），在整流电路过程中将叠加在直流电源中的交流分量限定在某规定值以下，还用于限制环流控制线路中的环流以及应用直流快速开关切断故障电流时限制其电流上升率。1.3在图1中的SCKS是三相输出电抗器（出线电抗器），由于变频器输出与电动机之间用电缆连接，而电缆的分布电容较大，采用输出电抗器可以将峰值充电电流减至最小，若用无屏蔽的电缆连接，那么长度可达360米，如果有屏蔽的电缆连接，那么长度不可超过200米。2.三相进线电抗器在整流电线中的应用。采用三相整流电路时，一般功率都在几千瓦到几十千瓦，如果电源电压发生突变，其电压上升率dV/dt20V/us时，就可能导致可控整流元器件误导通，如果有整流变压器，见图2所示电路，此主变压器的漏感和阻容保护吸收回路能起到限制浪涌电压的作用。而现在大多数电流设备上都节约了大功率的整流变压器，将三相交流电网电压直流加到三相整流电路上，为了防止在接通电源的瞬间所产生的浪涌电流，需在电源输入端插入三相电抗器，见图3所示。2.1谐波电抗器（单相或三相）ABCRL图（2）电抗器在电网或电气设备中含有高次谐波的成分，使正弦波的波形发生畸变，会使用电设备产生附加的损耗，使机箱内的温度升高，所以要将此谐波分量吸收掉，改善供电质量，谐波成分有：三次谐波，即150Hz的成分约占30％，五次谐波，即250Hz的成分约占10％，而七次谐波仅占5％。吸收回路采用LC串联谐振，谐振频率与谐波频率相等时，当XL=XC时回路阻抗Z＝R2+(XL-XC)由于谐振频率f等于谐波分量时，在此一频率上的阻抗Z＝R，R为回路中的电阻，因此阻抗Z＝0,即可对此谐波频率进行短路，但对主回路50Hz是没有影响的，但是谐波成分是三、五、七、九、十一次之多，所以对不同频率需要设备不同的吸收回路，好在九、十一次的谐波分量按级数递减，可以忽略不计，因此在电气设备中，大多只设备五次、七次LC吸收回路，三次谐波分量虽很大，但因LC吸收回路的频率与主频50Hz比较接近，一般不设置三次LC吸收回路，只有在铁磁谐振式稳压器中，设置三次和五次吸收回路，以改善波形失真。各次吸收回路的LC参数，以供大家参考！见图4。2.2并联电抗器在电容器两端加上工频交流电压测试时，有很大的容性电流，如交流450V的电力电容器其容量很大，无功功率达10KVar，耐压试验时要在电容器两端加上二倍的工作电压，即在900V时，无功功率要增大到40KVar,那么测试交流耐压的设备容量要很大，如果在电容两端并联一个电抗器，使感抗XL等150uF7.5mH三次150HZ100uF4.1mH五次250HZ80uF2.6mH七次350HZ50uF2.5mH九次450HZ40uF2.1mH十一次550HZ图（4）5155uF65.43mH900V50HZ75uF135.2mH900V50HZ50uF202.85mH900V50HZ25uF405.7mH900V50HZ图（5）电抗器于容抗XC，以抵消电容电流，使测试时的耐压试验设备的容量可大大减小，例如图5的LC并联电路中的电抗器，可以减小电容器在测试时的无功电流。2.3中性点接地电抗器有的低压电网供电线路是380V三相三线制，没有中性线，如果要用单相相电压由于没有中性线无法接出相电压，要另加三相Y/Y。变压器则体积太大，而用三相交流电抗器，人为地造出一个中性点，那么就可以在任何一相中接出相电压，见图6所示。2.4滤波振流圈在整流电路中，交流电经整流后变为脉动直流电，除了蓄电池充电或电镀等可直接使用外，其它电子、电器设备对脉动直流电要经过滤波后，将纹波电压减到最小才能使用，而用滤波振流图的π形滤波效果更好，输出直流电压的波动更小，见图7所示。滤波振流图的特性有二种，一种是线性振流圈，即通过直流电流变化时，电感量基本上不变化，另一种称为摇摆振流圈，即通过电流大时电感量小，通过电流小时电感量大。2.5其它电抗器高压电网上用的限流空心电抗器，大型电动机的降压起动电抗器、电炉用的匹配电抗器、三相均衡电流用的均流电抗器、雷达用的储能电抗器、还有分裂电抗器、试验电抗器等很多用途。ABCN图（6）7图（7）LLRLC1C1C1RL电抗器2.6电抗器的执行标准：IEC289《电抗器》国际标准1987年版。GB10229-88电抗器国家标准。JB9644-1999半导体电气件动用电抗器行业标准。