变频器在使用中大家经常会看到有各种不同的配置。有的在进线处设计了电抗器，有的在出线处设计了电抗器，还有的在进线和出线处都增加了电抗器。那么这些电抗器都起什么作用呢？搞清楚这些电抗器的作用，对我们理解这些配置非常有用。

进线电抗器

进线电抗器是用来抗干扰的，可以抑制变频器对电网的干扰，也可以防止变频器和其它设备之间互相干扰。主要目的是为了减小变频器的整流单元和整流/回馈单元的谐波电流，同时也减小了换向缺口。电抗器的作用同电网短路功率和传动装置功率之比有关。电网短路功率同传动装置功率之比推荐大于33:1。进线电抗器也能限制由于电源电位的突降(如由于补偿设备或接地故障)而产生的电流冲击。

选择进线电抗器需考虑的因素

1）进线电抗器的电流按照装置的进线电流选择即可，也就是按照变频器最大输入电流来选择进线电抗器的工作电流；

2）进线电抗器压降值：当变频器的整流单元为不可回馈的整流装置时，进线电抗器选择2%电压降；当变频器的整流单元为可回馈的整流装置时，应使用4%的网侧进线电抗器。

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干扰，又能减少整流单元产生的谐波电流对电网的污染，当电源容量很大时，更要防止各种过电压引起的电流冲击，因为它们对变频器内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，对改善变频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，才能保证变频器可靠的运行。

1）电源容量为600kVA及以上，且变频器安装位置离大容量电源在10m以内；

2）三相电源电压不平衡率大于3％；

3）其它晶闸管变流器与变频器共用同一进线电源，或进线电源端接有通过开关切换以调整功率因数的电容器装置。

出线电抗器

出线电抗器是用来滤波用的，优化变频器输出的交流电波形，一般变频的载波频率在2~10kHz之间，滤波可以使得输出波形更平滑，减少损耗！另外还可以减小变频器出线侧的对地电容，延长变频器到电机侧的电缆长度。如果电动机距离变频器不是太远可以不加，如果超过100米就需要加！

下面就常见的变频器接线及其与电抗器的组合配置的一些案例做一些具体分析。

问题1. 110KW风机变频控制，变频器要不要加电抗器，是加进线端，还是电机端，变频器到电机的电缆有120米。

不需要。输入端加电抗器是为了防止对输入电源的干扰，输出端加电抗器是为了变频器输入脉冲波对外界的干扰及削弱高频脉冲，一般场合都不需要。

110KW的风机，一般用95mm^2的电缆，对于120米的距离，绰绰有余，不存在降压的问题，所以，没必要增加电抗器。即使要增加，输出端电抗器还要变频器专用，价格比较贵。

问题2. 132kW电机由变频器控制需要加进线和出线电抗器吗？

132kW属于大功率的变频设备，工作时对附近的电子设备和电源有一定的干扰。加了当然好，但也不是必须的，如果与变频器共用同一电源的还有其他一些功率较小的设备或者工作环境内有一些电子设备，建议加一个，否则有时候会出一些莫名其妙的干扰问题，原因很难查找找！

问题3. 变频器到电机电缆长500米，输出电抗器铁心温度达到130度，有什么办法解决？

电抗器铁芯温度高的原因是谐波含量太大了，导致铁芯的涡流损耗太大。

1）如果重新制作的话，可以更换低损耗的硅钢片来降低励磁损耗；或者选取更薄的硅钢片，来降低涡流损耗；或者降低设计的磁感应强度B。

2）如果已经是成品，可以加风扇冷却一下；或者在电路中增加电感量，这样就能降低谐波的含量，来降低铁芯的涡流损耗。在变频柜的顶部安装一个轴流风机进行强制通风，既经济，散热效果又好，该设计在实际中经常采用。

问题4. 150kW电机用变频器启动，需要在变频的输入端加电抗器还是加个接触器呢？这两个都有那些好处？

直接安装自动空气断路器就可以了，加电抗器可以延缓输入电压的衰减，不能安装接触器，原因是，当变频器是由于故障停止时，接触器释放了，变频器就失电了，变频器上就没有故障时的信息了。给故障查找和判断会造成很大的麻烦。

问题5. 为什么变频器输入侧多接电抗器而不接电容器？

这是因为一般的交-直-交变频器的直流滤波多采用电容器。这样，整流桥对电容器的充电电流总是出现在电源线电压的瞬时值大于电容器两端的直流电压时，即呈现不连续的脉冲形状，属非正弦波，含有大量的高次谐波成分。这些高次谐波电流的平均功率都等于零，即无功功率。这些高次谐波电流所占基波的比例称为畸变因数。

可见，变频器输入端的无功功率增大、功率降低是由畸变因数决定的，而不是习惯上理解的正弦交流电网电流滞后电压相位引起的。这种无功功率增大不是并入电容器就可以得到改善的，但是在变频器输入侧串入电抗器可以削弱高次谐波电流，进而降低畸变因数，提高功率因数。

问题6. 变频器和电机连接的电缆线多长需要安装电抗器？

变频器与电机的距离较长时，电缆的压降会导致电机的转矩降低，电缆的高频漏电流会增加，从而引起变频器输出电流的增加，使变频器发生过流跳闸。应采取分布电容削减措施（电缆外不要使用金属套管，将各相电缆分开进行接线等），同时降低载波频率这个参数，来减小高频漏电流。

电缆线多长需要安装电抗器？如果不是太远可以不加，如果超过100米就需要加！

安装电抗器，有助于改善电源侧的功率因数。为了改善电源侧的功率因数可以安装电抗器。

当有下述情况时必须设置DC电抗器或AC电抗器：

1.变频器连接到了600KVA以上的电源变压器上或进行进相电容器的切换时。

2.当同一电源系统连接有直流驱动器等晶闸管变换器时，必须设置DC电抗器或AC电抗器。

问题7. 如何根据电机功率选择合适的变频器？变频器的输入端和输出端在什么情况下可以不加电抗器？

在选择变频器时，对应厂家有功率匹配表，依照这个来进行选择。

一般都是根据功率来选择，变频器的功率和电机功率一样即可，一般都不用加电抗器，大变频器带小电机是没有问题的，但小变频器带不动大电机。

如果电机功率小而选择的变频器功率大，会出现怎样的现象？大马拉小车，投资大一点，变频器的保护功能可能面临失效的危险，如过流、过载保护等，要重新审核变频器的设定值，一定要与所拖动的电动机相匹配。

电机功率大而变频器却选了小，会出现什么样的现象呢？带不动，就好比小马拉大车，把小马给累死了，而车未必能拉动，即使拉动了，小马也会因为过度劳累而导致早衰，变频器非常容易报过电流。

变频器选小了起动不是那么平滑，甚至吃力或者烧毁变频器，这是肯定的，变频器输入端一般在电网不稳定的时候加入进线电抗器，如果稳定的话可以不加进线电抗器，输出侧的电抗器的选型一般看变频器到电机的距离了，如果不是太远可以不加，如果超过100米就要加了！

问题8. 变频器该怎么选型？

1、采用变频的目的；恒压控制或恒流控制等。

2、变频器的负载类型；如叶片泵或容积泵等，特别注意负载的性能曲线，性能曲线决定了应用时的方式方法。

3、变频器与负载的匹配问题。

I.电压匹配；变频器的额定电压与负载的额定电压相符。

II. 电流匹配；普通的离心泵，变频器的额定电流与电机的额定电流相符。对于特殊的负载如深水泵等则需要参考电机性能参数，以最大电流确定变频器电流和过载能力。

III.转矩匹配；这种情况在恒转矩负载或有减速装置时有可能发生。

4、在使用变频器驱动高速电机时，由于高速电机的电抗小，高次谐波增加导致输出电流值增大。因此用于高速电机的变频器的选型，其容量要稍大于普通电机的选型。

5、变频器如果要长电缆运行时，此时要采取措施抑制长电缆对地耦合电容的影响，避免变频器出力不足，所以在这样情况下，变频器容量要放大一档或者在变频器的输出端安装输出电抗器。

6、对于一些特殊的应用场合，如高温，高海拔，此时会引起变频器的降容，变频器容量要放大一挡。

下面讲一些电动机变频控制方面的其他技术。

一、变频器和电机的距离确定电缆和布线方法

1、变频器和电机的距离应该尽量的短。这样减小了电缆的对地电容，减少干扰的发射源。

2、控制电缆选用屏蔽电缆，动力电缆选用屏蔽电缆或者从变频器到电机全部用穿线管屏蔽。

3、电机电缆应独立于其它电缆走线，其最小距离为500mm。同时应避免电机电缆与其它电缆长距离平行走线，这样才能减少变频器输出电压快速变化而产生的电磁干扰。如果控制电缆和电源电缆交叉，应尽可能使它们按90度角交叉。与变频器有关的模拟量信号线与主回路线分开走线，即使在控制柜中也要如此。

4、与变频器有关的模拟信号线最好选用屏蔽双绞线，动力电缆选用屏蔽的三芯电缆（其规格要比普通电机的电缆大档）或遵从变频器的用户手册。

二、变频器的控制

A. 主回路：

电抗器的作用是防止变频器产生的高次谐波通过电源的输入回路返回到电网从而影响其他的受电设备，需要根据变频器的容量大小来决定是否需要加电抗器；滤波器是安装在变频器的输出端，减少变频器输出的高次谐波，当变频器到电机的距离较远时，应该安装滤波器。虽然变频器本身有各种保护功能，但缺相保护却并不完美，断路器在主回路中起到过载，缺相等保护，选型时可按照变频器的容量进行选择。可以用变频器本身的过载保护代替热继电器。

B. 控制回路：

具有工频变频的手动切换，以便在变频器出现故障时可以手动切工频运行，因输出端不能加电压，故工频和变频要有互锁。

三、变频器控制的辅助设计

A. 变频器控制柜设计：

变频器应该安装在控制柜内部，控制柜在设计时要注意以下问题:

散热问题：变频器的发热是由内部的损耗产生的。在变频器中各部分损耗中主要以主电路为主，约占98%控制电路。为了保证变频器正常可靠运行，必须对变频器进行散热我们通常采用风扇散热；变频器的内装风扇可将变频器的箱体内部散热带走，若风扇不能正常工作，应立即停止变频器运行；大功率的变频器还需要在控制柜上加风扇，控制柜的风道要设计合理，所有进风口要设置防尘网，排风通畅，避免在柜中形成涡流，在固定的位置形成灰尘堆积；根据变频器说明书的通风量来选择匹配的风扇，风扇安装要注意防震问题。

B. 接地：

变频器正确接地是提高系统稳定性，抑制噪声能力的重要手段。变频器的接地端子的接地电阻越小越好，接地导线的截面不小于4mm，长度不超过5m。变频器的接地应和动力设备的接地点分开，不能共地。信号线的屏蔽层一端接到变频器的接地端，另一端浮空。变频器与控制柜之间电气相通。

C. 电磁干扰：

1、变频器在工作中由于整流和变频，周围产生了很多的干扰电磁波，这些高频电磁波对附近的仪表、仪器有一定的干扰，而且会产生高次谐波，这种高次谐波会通过供电回路进入整个供电网络，从而影响其他仪表。如果变频器的功率很大占整个系统25以上，需要考虑控制电源的抗干扰措施。

2、当系统中有高频冲击负载如电焊机、电镀电源时，变频器本身会因为干扰而出现保护，则考虑整个系统的电源质量问题。

D. 防水防尘防腐蚀：

1、防水防结露：如果变频器放在现场，需要注意变频器柜上方不的有管道法兰或其他漏点，在变频器附近不能有喷溅水流，总之现场柜体防护等级要在IP43以上。

2、防尘：所有进风口要设置防尘网阻隔絮状杂物进入，防尘网应该设计为可拆卸式，以方便清理，维护。防尘网的网格根据现场的具体情况确定，防尘网四周与控制柜的结合处要处理严密。

3、防腐蚀性气体：在化工行业这种情况比较多见，此时可以将变频柜放在控制室中。

E. 变频器接线：

信号线与动力线必须分开走线：使用模拟量信号进行远程控制变频器时，为了减少模拟量受来自变频器和其它设备的干扰，请将控制变频器的信号线与强电回路（主回路及顺控回路）分开走线。距离应在30cm以上。即使在控制柜内，同样要保持这样的接线规范。该信号与变频器之间的控制回路线最长不得超过50m。

信号线与动力线必须分别放置在不同的金属管道或者金属软管内部：连接PLC和变频器的信号线如果不放置在金属管道内，极易受到变频器和外部设备的干扰；同时由于变频器无内置的电抗器，所以变频器的输入和输出级动力线对外部会产生极强的干扰，因此放置信号线的金属管或金属软管一直要延伸到变频器的控制端子处，以保证信号线与动力线的彻底分开。 模拟量控制信号线应使用双股绞合屏蔽线，电线规格为0.75mm2。在接线时一定要注意，电缆剥线要尽可能的短（5-7mm左右），同时对剥线以后的屏蔽层要用绝缘胶布包起来，以防止屏蔽线与其它设备接触引入干扰。

F. 变频器的运行和相关参数设置：

变频器的设定参数多，每个参数均有一定的选择范围，使用中常常遇到因个别参数设置不当，导致变频器不能正常工作的现象。

控制方式：即速度控制、转距控制、PID控制或其他方式。采取控制方式后，一般要根据控制精度，需要进行静态或动态辨识。

最低运行频率：即电机运行的最小转速，电机在低转速下运行时，其散热性能很差，电机长时间运行在低转速下，会导致电机烧毁。而且低速时，其电缆中的电流也会增大，也会导致电缆发热。

最高运行频率：一般的变频器最大频率到60Hz，有的甚至到400Hz，高频率将使电机高速运转，这对普通电机来说，其轴承不能长时间超额定转速运行，要认真核对电动机铭牌上标明的正常运行的额定转速。

载波频率：载波频率设置的越高其高次谐波分量越大，这和电缆的长度，电机发热，电缆发热，变频器发热等因素是密切相关的。

电机参数：变频器在参数中设定电机的功率、电流、电压、转速、最大频率，这些参数可以从电机铭牌中直接得到。 跳频：在某个频率点上，有可能会发生共振现象，特别在整个装置比较高时；在控制压缩机时，要避免压缩机的喘振点。

G. 常见故障分析：

过流故障：过流故障可分为加速、减速、恒速过电流。其可能是由于变频器的加减速时间太短、负载发生突变、负荷分配不均，输出短路等原因引起的。这时一般可通过延长加减速时间、减少负荷的突变、外加能耗制动元件、进行负荷分配设计、对线路进行检查。如果断开负载变频器还是过流故障，说明变频器逆变电路已环，需要更换变频器。

过载故障：过载故障包括变频过载和电机过载。其可能是加速时间太短，电网电压太低、负载过重等原因引起的。一般可通过延长加速时间、延长制动时间、检查电网电压等。负载过重，所选的电机和变频器不能拖动该负载，也可能是由于机械润滑不好引起。如前者则必须更换大功率的电机和变频器；如后者则要对生产机械进行检修。 欠压：说明变频器电源输入部分有问题，需检查后才可以运行。

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