直流平波电抗器

直流电抗器的作用

直流电抗器，又称平波电抗器，主要用于变流器的直流侧，在通用变频器上有较多的应用。电抗器中有流过的具有交流分量的直流电流。主要用途是将叠加在直流电流上的交流分量限定在某一规定值，保持整流电流连续，减小电流脉动值，实际效果为主输入功率因数，并可以阻止变流装置产生的谐波。由于在达到同样降低谐波水平时，采用直流电抗器比采用交流电抗器成本比较低而损失的压降也较小。故越来越多的变频器通过内置直流电抗器，来实现日益受到重视的降低谐波的要求。

但在起重行业，由于不可省去交流电抗器，而交流电抗器的降谐波效果与直流电抗基本相同。同时使用交直流电抗器固然可以较好的降低谐波干扰，但也加大了电动机侧的电压损失（交直流电抗器上都存在1%～3%的压降）。

直流电抗器结构设计

直流平波电抗器用于整流电路输出侧的滤波电路，因为通有直流电流成分，铁芯磁通工作在一象限而出现偏磁。为了增大电感量，防止磁通饱和，直流平波电抗器都采用切开铁芯，并加有空气隙，使其磁滞回线横向加长，这在道理上有点像单端反激变压器的情况。这样在通有同样大小的电流时，B小，不易饱和。

切开铁芯电抗器的结构设计，要考虑四个方面的因素：

1）流过电抗器的电流的直流成分I，也就是电感电流iL的平均值，它决定了绕组导线的截面积，也决定了绕组的发热。

2）交流电流成分的峰一峰值，用△Ipp表示，或简写成△I，它是由电感电流的连续性要求决定的。一般地，在不影响输出电压纹波的情况下，整流滤波电路输出的小负载电流ILmin的两倍，就是所要求的滤波电感电流变化的峰一峰值。

3）滤波电路所需要的电感量L，是由交流电流成分的频率和峰一峰值△Ipp决定的，它是在电抗器结构设计过程中的一个中间计算值，而不是需要预先考虑的因素。

4）功率损耗和温升是在电抗器结构设计过程中需要预先考虑的因素。

直流电抗器选择方法

变频器输入与输出稳定电路中输出侧是否需要设置直流电抗器，应根据变频器的工作环境来确定，当出现以下几种情况时，应考虑选用直流电抗器。

1．有开关式无功补偿电容器或带有晶闸管相控负载

对于提供给变频器工作电源的同一路电源节点上有开关式无功补偿电容器屏，或带有晶闸管相控负载的场合，应选用直流电抗器。这主要是由于电容器屏开关切换时导致的无功瞬间变化，会造成电网电压的突变；而相控负载引起的谐波和电网波形缺口，有可能会对变频器的输入整流电路造成危害。

2．三相供电电源不平衡

在提供给变频器三相供电电源的不平衡度超过3%的情况时，应选用直流电抗器。

3．有功率因数要求

如果对变频器的输入端功率因数有确定要求，需要将其提高到0.93以上时，应选用直流电抗器。

4．大容量变压器

如果变频器接入的是大容量的变压器，而且变频器的输入电源回路流过的电流有可能对变频器的整流电路造成危害的情况下，应选用直流电抗器。

直流电抗器性能说明

1.该直流电抗器为单相铁芯干式结构；

2.铁芯采用优良低损耗冷轧硅钢片，芯柱由多个气隙分成均匀小段，气隙采用环氧层压玻璃布板作间隔，并涂以粘接剂，以使电抗气隙在运行过程中不发生变化且无噪音；

3.线圈采用F级或H级漆包铜扁线绕制，排列紧密且均匀，外表不包绝缘层，小容量线圈采用层式结构，大容量线圈采用饼式结构，具有较好的通风散热效果；

4.直流电抗器的线圈和铁芯组装成一体后经过预烘——真空浸漆——热烘固化这一工艺流程，采用H级浸渍漆，使Satons电抗器的线圈和铁芯牢固地结合在一起，不但很大减小了运行时的噪音，而且具有高的耐热等级，可确认电抗器在高温下亦能无噪音地运行；

5.直流电抗器芯柱部分紧固件采用无磁性材料，确认电抗器具有较低的温升；