變頻器改造中的電抗器妙用與電網(wǎng)諧波對(duì)電子設(shè)備的危害
在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中，變頻器作為電機(jī)調(diào)速節(jié)能的關(guān)鍵設(shè)備，其應(yīng)用日益廣泛。然而，在變頻器改造過(guò)程中，一些不為人注意的問(wèn)題往往會(huì)導(dǎo)致設(shè)備損壞，特別是電網(wǎng)諧波對(duì)電子設(shè)備的影響尤為顯著。本文將結(jié)合實(shí)例，深入探討變頻器改造中電抗器的妙用，以及電網(wǎng)諧波對(duì)電子設(shè)備的危害，并提出相應(yīng)的解決方案。
一、變頻器改造中的電抗器應(yīng)用
在進(jìn)行滑差調(diào)速電機(jī)的變頻節(jié)能改造時(shí)，出于變頻器故障時(shí)應(yīng)急調(diào)速操作的考慮，通常會(huì)保留原有的勵(lì)磁箱（簡(jiǎn)稱(chēng)調(diào)速箱）和滑差機(jī)構(gòu)。改造后，調(diào)速箱上的調(diào)速旋鈕被調(diào)至全速位置，而負(fù)載側(cè)所需速度則由變頻器設(shè)定，以實(shí)現(xiàn)調(diào)速和節(jié)能運(yùn)行。然而，這種改造后常常出現(xiàn)調(diào)速箱內(nèi)勵(lì)磁線圈或滑差機(jī)構(gòu)反復(fù)燒毀的事故。
究其原因，在于原工頻勵(lì)磁調(diào)速時(shí)，反饋電壓的建立使得勵(lì)磁線圈中的勵(lì)磁電流保持在小幅度內(nèi)波動(dòng)，基本不會(huì)達(dá)到最大值。而在變頻運(yùn)行時(shí)，電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速由變頻器控制，可能僅達(dá)到額定轉(zhuǎn)速的一半，速度反饋電壓也僅達(dá)到一半幅度。此時(shí)，調(diào)速箱給出的速度是全速，因此調(diào)速箱會(huì)持續(xù)輸出最大勵(lì)磁電流（電壓），導(dǎo)致勵(lì)磁線圈溫升增加，易于損壞。
此外，變頻器內(nèi)部的三相整流器是非線性元件，其整流電流的顯著吸收會(huì)導(dǎo)致電源側(cè)電壓（電流）波形嚴(yán)重畸變，形成不可忽視的峰值電壓和諧波電流。這些諧波電流和電壓峰值可能導(dǎo)致勵(lì)磁線圈匝間擊穿，或調(diào)速箱內(nèi)續(xù)流二極管和可控硅擊穿，進(jìn)而造成勵(lì)磁線圈燒毀。
為了解決這一問(wèn)題，可以在調(diào)速電機(jī)勵(lì)磁線圈的電源輸入側(cè)串聯(lián)一個(gè)電抗器。電抗器的引入能夠有效抑制諧波電流，降低電壓波形畸變，從而保護(hù)勵(lì)磁線圈免受損害。
二、電網(wǎng)諧波對(duì)電子設(shè)備的危害
電網(wǎng)諧波不僅影響調(diào)速設(shè)備，還對(duì)變頻器等電子設(shè)備構(gòu)成嚴(yán)重威脅。例如，在某處安裝的一臺(tái)小功率變頻器，多次出現(xiàn)三相整流橋燒毀的故障。盡管該變頻器功率較小，負(fù)載較輕，且電源電壓穩(wěn)定，但仍無(wú)法避免故障的發(fā)生。經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)，同一車(chē)間和供電線路上還安裝有兩臺(tái)大功率變頻器。這三臺(tái)變頻器可能同時(shí)運(yùn)行或不同時(shí)啟停，而大功率變頻器的運(yùn)行和啟停產(chǎn)生的諧波電流，正是導(dǎo)致小功率變頻器損壞的根源。
大功率變頻器產(chǎn)生的非線性電流導(dǎo)致電源側(cè)電壓（電流）波形畸變?cè)黾?，形成諧波分量。對(duì)于大功率變頻器而言，由于其內(nèi)部空間大，輸入電路的絕緣處理容易加強(qiáng)，因此不易受過(guò)電壓擊穿。然而，對(duì)于小功率變頻器而言，其內(nèi)部空間有限，絕緣耐壓是薄弱環(huán)節(jié)，電源側(cè)的涌電壓沖擊難以承受。
三、解決方案與電抗器的應(yīng)用
針對(duì)上述問(wèn)題，最有效的解決方案是在電子設(shè)備的電源輸入側(cè)串聯(lián)電抗器。電抗器能夠抑制諧波電流，降低電壓波形畸變，從而保護(hù)電子設(shè)備免受損害。
調(diào)速電機(jī)勵(lì)磁線圈：在勵(lì)磁線圈的電源輸入側(cè)串聯(lián)一個(gè)BK型控制變壓器二次測(cè)量繞組的電抗器，可以有效保護(hù)勵(lì)磁線圈。
小功率變頻器：在電源輸入側(cè)串聯(lián)一個(gè)由XD1電容涌流抑制線圈制成的經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的“三相電抗器”，可以顯著降低諧波電流的影響。
無(wú)功補(bǔ)償電容柜：在電容器的進(jìn)線端安裝XD1電容涌流抑制器，以抑制電容器充放電產(chǎn)生的涌電流和諧波電流。
通過(guò)上述處理措施，上述三個(gè)問(wèn)題均得到了有效解決。電抗器的應(yīng)用不僅提高了電子設(shè)備的運(yùn)行可靠性，還降低了改造成本，縮短了改造周期。因此，在變頻器改造和電子設(shè)備保護(hù)中，電抗器的妙用不容忽視。通過(guò)類(lèi)比和適應(yīng)不同情況，許多繁瑣的問(wèn)題實(shí)際上都可以得到輕松解決。
