電抗器在變頻改造中的妙用

一、滑差調(diào)速電機(jī)在進(jìn)行變頻節(jié)能改造時(shí)，由于考慮到在變頻器出現(xiàn)故障后，還能應(yīng)急調(diào)速運(yùn)行，故保留了原勵(lì)磁盒（簡(jiǎn)稱調(diào)速盒）及原滑差機(jī)構(gòu)。在運(yùn)行中將調(diào)速盒上的調(diào)速旋鈕調(diào)至全速位置，負(fù)載側(cè)所需轉(zhuǎn)速改由變頻器給定，以達(dá)到調(diào)速和節(jié)能運(yùn)行之目的。但如此改造后，出現(xiàn)了調(diào)速盒或滑差機(jī)構(gòu)中的勵(lì)磁線圈屢次燒毀的事故。為什么原工頻調(diào)速時(shí)不易損壞，改造為變頻拖動(dòng)后屢次損壞呢？

分析如下：
1、原工頻勵(lì)磁調(diào)速時(shí)，在一定的調(diào)速范圍內(nèi)，反饋電壓的建立，使勵(lì)磁線圈內(nèi)的勵(lì)磁電流，維持在一個(gè)較小的幅度內(nèi)，基本上不會(huì)達(dá)到最大值，除非是全速運(yùn)行狀態(tài)下才能達(dá)到最大值。在變頻運(yùn)行中，電機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速為變頻器所控制，也許只達(dá)到額定轉(zhuǎn)速的一半，速度反饋電壓只達(dá)到一半的幅度，此時(shí)調(diào)速盒給定的轉(zhuǎn)速卻是全速。調(diào)速盒“以為”電機(jī)轉(zhuǎn)速小于給定值，因而一直輸出最大的勵(lì)磁電流（電壓），施加于勵(lì)磁線圈上，勵(lì)磁線圈的溫升加大，是造成勵(lì)磁線圈易于損壞的一種因素。

2、調(diào)速盒的勵(lì)磁線圈的電源與變頻器進(jìn)線電源在同一供電支路上，實(shí)質(zhì)上是接于一處的。變頻器內(nèi)部的三相整流器為非線性元件，較大幅度整流電流的吸入，導(dǎo)致了電源側(cè)電壓（電流）波型的嚴(yán)重畸變，形成了不可忽視的尖峰電壓和諧波電流，這就有可能造成勵(lì)磁線圈的匝間擊穿，或調(diào)速盒內(nèi)的續(xù)流二極管擊穿、調(diào)壓可控硅擊穿也同時(shí)導(dǎo)致了勵(lì)磁線圈的燒毀！這應(yīng)是調(diào)速盒和勵(lì)磁線圈屢次燒毀的主要因素。

二、在某地安裝了一臺(tái)小功率變頻器，先后出現(xiàn)了燒毀三相整流橋的故障。變頻器為2.2kW，所配電機(jī)為1.1kW，且負(fù)載較輕，運(yùn)行電流不到2A，電源電壓在380V左右，很穩(wěn)定。因而現(xiàn)場(chǎng)看不出什么異常。但先后更換了三臺(tái)變頻器，運(yùn)行時(shí)間均不足二個(gè)月，檢查都是三相整流橋燒毀，原因何在呢？赴現(xiàn)場(chǎng)全面檢查，發(fā)現(xiàn)在同一車間、同一供電線路上還安裝了另兩臺(tái)大功率變頻器，三臺(tái)變頻器既有同時(shí)運(yùn)行、也有不同時(shí)起/停的可能。大功率變頻器的運(yùn)行與起停，也許就是小功率變頻器損壞的元兇！

原因同上，流入兩臺(tái)大功率變頻器的非線性電流，使得電源側(cè)電壓（電流）波型的畸變分量大大增加（相當(dāng)于在現(xiàn)場(chǎng)安裝了兩臺(tái)電容補(bǔ)償柜，因而形成了波蕩的電容投切電流），但對(duì)于大功率變頻器而言，由于其內(nèi)部空間較大，輸入電路的絕緣處理易于加強(qiáng)，所以不易造成過壓擊穿，但小功率變頻器，因內(nèi)部空間較小，絕緣耐壓是個(gè)薄弱環(huán)節(jié)，電源側(cè)的浪涌電壓沖擊，便使其在劫難逃了。

另外，相對(duì)于電源容量而言，小功率變頻器的功率顯然太不匹配。當(dāng)變頻器的功率容量數(shù)倍小于電源容量時(shí)，變頻器輸入側(cè)的諧波分量則大為增強(qiáng)，這種能量，也是危及變頻器內(nèi)三相整流橋的一個(gè)不容忽視的因素。

三、某化工廠安裝了數(shù)臺(tái)進(jìn)口變頻器，工作電流和運(yùn)行狀態(tài)都正常，但也屢次出現(xiàn)炸毀整流橋的故障，往往在運(yùn)行中毫無征兆地就爆裂了。現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)和分析：該廠為補(bǔ)償無功功耗，在電控室安裝了數(shù)臺(tái)電容補(bǔ)償柜。大容量電容器的投、切在電網(wǎng)中形成了幅值極高的浪涌電壓和浪涌電流。觀察電容補(bǔ)償柜中的電容進(jìn)線，并未按常規(guī)要求加裝浪涌抑制電抗器，此電抗器的作用實(shí)質(zhì)上不但抑制了進(jìn)入電容器的浪涌電流，也同時(shí)改善了整個(gè)電網(wǎng)內(nèi)的浪涌沖擊。

當(dāng)生產(chǎn)線進(jìn)行了變頻改造后，補(bǔ)償電容的投、切（充、放電）電流與變頻器整流造成的諧波電流互相放大，在電網(wǎng)系統(tǒng)中形成了瞬時(shí)的動(dòng)蕩的電壓尖峰，該電壓尖峰遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了電源電壓，擊穿變頻器中的整流模塊也就順理成章了。

如何解決以上問題呢？綜合起來看，以上三個(gè)問題其實(shí)只是一個(gè)問題，即電網(wǎng)電壓波形的畸變形成了電壓尖峰，使電器設(shè)備不堪其沖擊而損壞，因而處理的措施也很簡(jiǎn)單。

在調(diào)速電機(jī)勵(lì)磁線圈的電源輸入側(cè)，就地取材，串入了由BK型控制變壓器二次測(cè)12V或24V繞組的“電抗器”；在小功率變頻器的電源輸入側(cè)，也串入了價(jià)廉物美的由XD1電容浪涌抑制線圈改做的“三相電抗器”；為無功功率補(bǔ)償柜中的電容器加裝了XD1電容浪涌電流抑制器。經(jīng)上述處理后，此三個(gè)問題未再出現(xiàn)過。使用效果是優(yōu)良的，改造成本是低廉的。且免去了外地加工購(gòu)料的麻煩，縮短了改造工期。舉一反三，臨機(jī)應(yīng)變，好多繁瑣的問題其實(shí)是可以“簡(jiǎn)易”為之的。