电抗器在整流电源中的应用
1引言 随着电力电子技术的迅速发展，整流电源、直流电机调速电源其应用范围日益广泛。但是由于整流电源被使用在各种不同的电气环境，若不采取恰当的保护措施，就会影响整流电源及负载运行的稳定性和可靠性。实践证明，适当选配电抗器与整流电源配套使用，可以有效地防止因操作交流进线开关而产生的过电压和浪涌电流对它的冲击，降低电流脉动系数，确保电流连续，同时亦可以减少整流电源产生的谐波对电网的污染，并可提高整流电源的功率因数。因此探讨与整流电源配套用的各类电抗器的作用和容量选择等问题是十分必要的。 2整流电源配套用的电抗器有2种 与整流电源配套用的电抗器有2种，一种是进线电抗器，用于无整流变压器的整流电源中，现多用于直流调速器中。另一种是平波电抗器，用于直流回路中。 1）进线电抗器：SLK进线电抗器，它能够限制电网电压突变和操作过电压引起的电流冲击，有效地保护整流器（直流调速器）和改善其功率因数。接入与不接入进线电抗器时，整流器（直流调速器）输入电网的谐波电流的情况，图1所示。从图1可以看出接入电抗器后，能有效地抑制谐波电流。
2）平波电抗器： DCL 平波电抗器接在整流电源的直流整流环节与负载之间，DCL 能改善电压脉动系数，使电流连续负载运行更稳定，及改善整流电源的功率因数。
二种电抗器在整流电源中的连接如图2所示。
3需要安装进线电抗器的场合
进线电抗器既能阻止来自电网的谐波干扰，又能减少整流单元产生的谐波对电网的污染，可以防止各种过电压引起的电流冲击，因为，谐波对整流电源中的整流二极管和滤波电容器都是有害的。因此接入进线电抗器，对改善整流器的运行状况是有好处的。根据运行经验，在下列场合一定要安装进线电抗器，才能保证整流器可靠的运行。
1）整流模块交流侧无整流变压器，应加装进线电抗器。
2）直流调速器应加装进线电抗器。
4进线电抗器容量的选择
进线电抗器的容量可按额定电流和在电抗器上每相绕组上的阻抗电压来决定。一般选择压降为网侧相电压的 2％～4％。
电感量L的计算公式如式（2）所示： L = U / 2πfI
U——电抗器阻抗电压；
I——电抗器额定电流；
f——电网频率。
进线电抗器压降不宜取得过大，压降过大会影响电机转矩。一般情况下选取进线电压的 2％（5V）已足够。
5需要安装平波电抗器的场合
1） 有纹波系数要求的，且无电容器滤波装置的。
2） 55kW以上的变频器。
3） 整流电源负载是直流电动机的。
6平波电抗器电感量的选择
变频器用平波电抗器在此不再叙述，在此谈一下大功率整流电路中平波电抗器电感量的估算。
1）从电流连续观点出发估算电抗器的电感量。整流电流断续会使整流元件条件恶化，并引起电动机转速异常，因此，必须保证有足够的电感量使电动机在最小工作电流时，仍能维持电枢电流的连续。
为使电流连续，平波电抗器的临界电感量可按下式计算：
Llj = Klj*U2 / Iz·min -（Ld+Lb）
式中 Llj ---临界电感量（mH）；
Klj ---系数，与整流电路形式有关；
U2----整流变压器二次侧相电压（V）；
Iz·min ----最小负荷电流（A）；
Ld ----电动机的电感量(mH)；
Lb ----整流变压器的每相电感量(mH)。
2）从限制电流脉动观点出发估算电抗器的电感量。整流电流中的脉动分量会使直流电动机换相性能恶化，铜耗增加，电机发热等。
为限制电流脉动，平波电抗器的电感量可按下式计算：
Lmd =（ Kmd*U2 ）/ (S*Iz·min ) –（Ld+Lb）
式中 Lmd ---平波电抗器电感量（mH）；
Kmd ---系数，与整流电路形式有关；
S----电流最大允许脉动系数；
Iez ----额定负荷电流（A）；
其它符号同上。
电流脉动系数按下式计算：
S =（Imax – Imin）/ （Imax + Imin）
式中Imin ----电抗器流过的直流电流最小瞬时值（A）；
Iman ----电抗器流过的直流电流最大瞬时值（A）。
4） 估算电动机和变压器的电感量
A）电动机电感量可按下式计算：
Ld =（500* Kd*Ue ）/ （pneIe）
Kd ----系数，与电动机种类有关。一般无补偿电动机取8-12；快速无补偿电动机取6-8；有补偿电动机取5-6；
Ue ----电动机额定电压（V）；
P----电动机极对数；
ne----电动机额定转速（r/min）；
Ie----电动机额定电流（A）。
B）变压器每相电感量可按下式计算：
Lb = (Kb*KU*U2) / Iez
Kb ----系数，与整流电路形式有关；
KU ----变压器短路电压百分比。
结束语
与整流电源配套的的二种电抗器对整流电源系统的稳定、可靠运行有相当大的作用，进线电抗器作用是它能有效 地保护整流逆变系统免遭过电压和浪涌电流的冲击，并能提高系统的功率因数；平波电抗器主要作用是限制电流脉动系数，维持电流连续，并能提高系统的功率因数。国产电抗器质量良好，造价低廉，值得推广应用。 上一篇：机房电源的故障处理办法的实际应用
