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 变频器的进线电抗器和输出电抗器有什么区别?

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李岩
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楼主    2022-11-24 18:00:09
主题:变频器的进线电抗器和输出电抗器有什么区别? 精华帖 

本胖知道进线电抗器的作用是防止变频器对电网的污染(应该是高次谐波)、输出电抗器是为了平滑波形(这个不知道对不对)、减小变频器对电机的绝缘损坏、延长电缆长度...

但进线电抗器和输出电抗器的工作原理或者说是制造工艺有啥不同呢?

任老师能看到吗?大佬们给指点一二吧。

国人当自强 共同努力 抵制日货
ashlow
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1楼    2022-11-25 09:05:04
主题:回复:变频器的进线电抗器和输出电抗器有什么区别?

输入电抗器和输出电抗器在变频器的电路作用理解正确的。

变频器输入侧是二极管整流,没有开关频率产生的纹波电流。输出侧是PWM电路,相对来说,输出电抗器的硅钢片制作选材质要更好些,性价比要高。输出电抗器可以用在输入电抗器。大咖们可以研讨。


yming
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2楼    2022-11-27 11:02:39
精华帖  主题:回复:变频器的进线电抗器和输出电抗器有什么区别?

进线侧的整流回路是二极管的称为(BLM),它后面是电容储能的直流母线。

由于电容储能特性,整流桥上电流是以至少两倍的视在电流的脉动电流。(显示电流100A,实际上是1.4x200A的峰值脉动电流。)若进线线路变压器容量较小、线路压降较大;线路电压波形畸变。(畸变即表示含有高次谐波。)

若电压波形畸变影响到线路上其他电器,就是造成EMC影响。

若变压器容量相比变频器容量特别大时,由于线路完全没有压降,会造成脉动电流特别窄又高(电流有效值不变。)。当超过整流管极限电流时,造成进线侧整流二极管损坏。

上述两种情况,就需要在前端加装进线电抗器了。

电抗器是电感元件,特点是电感会抑制电流突变。由此平滑了流过它的电流。

最好的是空心(纯)电感。但成本太高。通常用带铁心的增加电感量。所带来的是发热损耗。其实2%压降的电感,我认为就是2%热功率能源损耗的意思。


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李岩
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3楼    2022-11-27 20:05:41
主题:回复:变频器的进线电抗器和输出电抗器有什么区别?

感谢乐版的指点。但进线电抗器和输出电抗器本身的参数或者构造有区别吗?

这两个应该是不能互换的吧,一个叫ACL、一个叫OCL,有个网友和淘宝的电抗器卖家的说法正好相反,关于哪个电感量大。

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yming
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4楼    2022-11-27 21:06:34
精华帖  主题:回复:变频器的进线电抗器和输出电抗器有什么区别?

不能互换,两者的目的完全不同。

关于进线电抗器:在工厂环境下,低压电网供电的变压器容量的负载率比较大时,大多情况下,完全用不到进线电抗器。像G120-2这种内置直流电抗器的变频器,更用不到加装电抗器了。除非同路的线路上有EMC敏感实验电子设备。


出线电抗器要看具体环境要求了。例如长电缆(几十米 - 百米以上),大功率(电流)的驱动。电机的耐压、耐冲击性能不佳时,会考虑使用电抗器。

因为,电缆上的载波是500V几千Hz的。出线电抗器是针对这类高频的。

出线电缆有泄漏电流存在,有电压波的反射可能。

工厂环境下,尽量布置为短电缆、配电场屏蔽、磁场屏蔽为好。避免使用出线电抗器。

在EMC敏感场合(医院、实验室、居民区),可能就不是电抗器,而是出线滤波器了。


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李岩
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5楼    2022-11-28 01:33:41
主题:回复:变频器的进线电抗器和输出电抗器有什么区别?

非常感谢版主大人的指点。这次的具体情况是这样的:

一种德国的多级罗茨泵,内置了一个台达的变频器,标配了EMI滤波器,变频器到电机的接线长度不到半米。但由于这次的使用环境有较强的辐射,而变频器是怕辐射的(泵和电机不怕辐射),所以需要把变频器移到60米左右的距离。本胖记得当年大量使用MM440的时候,有个参数,变频器到电机的距离,屏蔽线超过30米、非屏蔽线超过50米,要求加输出电抗器,所以就想加一个。台达的参数是75米和100米。但本胖也不能确定电缆的距离绝对不会超过60米,甲方没有提供现场的布局(2D、3D图纸都没有)。

假设变频器到电机的距离是60米,本胖认为还是加上输出电抗器比较好。而且输出电抗器应该在变频器端。这样,变频器产生的干扰应该较小。

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锋言锋语
至圣

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6楼    2022-11-28 08:33:42
主题:回复:变频器的进线电抗器和输出电抗器有什么区别?

工艺一样, 都是电感而已。 差别只是电感值不同;


进线电感主要两个作用, 一是将变流器和电网解耦, 也就是隔离谐波, 尤其是高频谐波;

二是 降低短路电流, 因为变流器内部故障, 如果系统阻抗低, 电网容量大, 将是灾难性的短路。现在LCI不是有个说法,叫无快熔保护电流吗, 做法就是增加变压器的漏抗。


出线电感, 按教科书的解释, 是为了和出线电缆的电容构成LC震荡, 减少漏电流,减少dv/dt.

不忘初心
yming
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7楼    2022-11-28 11:27:02
主题:回复:变频器的进线电抗器和输出电抗器有什么区别?

辐射?核辐射?

要是电磁辐射。变频器没有怕电磁辐射的。它本身就是电磁辐射源。

要做的就是把它用铁磁屏蔽箱体封起来。

它要是怕电磁辐射,都上不了市。


以前,上海一客户的产线就是。隔壁厂家中频炉一开机;这边产线就不定停机。

一检查,只要那边开机,网络电压就掉到300多。你装什么电抗器也没用。申请换条供电线路就好了。

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李岩
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8楼    2022-11-28 11:42:37
主题:回复:变频器的进线电抗器和输出电抗器有什么区别?

不是电磁辐射,是另外那种。

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yming
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9楼    2022-11-28 13:29:56
主题:回复:变频器的进线电抗器和输出电抗器有什么区别?

哦,那就不行了。可能出线滤波器也要用。

出线电抗器、滤波器都是发热元件。考虑好散热位置;设计留出位置。可以先不装;

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李岩
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10楼    2022-11-28 15:19:34
主题:回复:变频器的进线电抗器和输出电抗器有什么区别?

好的,谢谢乐版。

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HUANGZE75
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11楼    2022-11-28 16:55:35
主题:回复:变频器的进线电抗器和输出电抗器有什么区别?

可以加一个铅盒来屏蔽辐射。

李岩
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12楼    2022-11-28 18:59:34
主题:回复:变频器的进线电抗器和输出电抗器有什么区别?

是的,这也是常用的方案,但这次领导决定把怕辐射的东西搬远,本胖只能照做。

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ashlow
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13楼    2022-11-29 08:42:34
主题:回复:变频器的进线电抗器和输出电抗器有什么区别?

没想到一个不经意的问题,带来了这么深入的讨论。跟大咖们学习了

李岩
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14楼    2022-11-29 11:54:49
主题:回复:变频器的进线电抗器和输出电抗器有什么区别?

你自己就是大咖!其实吧,本胖发现,有些习以为常的或者不注意的东西,如果深究,还真不一定能知道。比如下图中的那些参数都是啥意思?


本胖问过很多电工,也算是专业人士了吧,没几个能说对的。

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kdrjl
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15楼    2022-11-29 22:02:32
主题:回复:变频器的进线电抗器和输出电抗器有什么区别?

刚看到这个帖子,讨论的很不错。y版讲的很详细。在此受教了。楼主做什么去了?要接触这样的辐射?不要命了?可要注意安全哟。


不过,60m的距离也不算很远。用台达的变频器?要和台达的技术支持联系,征求他们的意见。罗茨泵是恒转矩负载。所以最好是矢量控制。输出侧先看看直接电缆连接的情况,能不加输出电抗最好不加。关键是处理好EMC的等电位安装布线。个见。

我是你的朋友
李岩
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16楼    2022-11-29 23:26:29
主题:回复:变频器的进线电抗器和输出电抗器有什么区别?

任老师能介绍一下加输出电抗器的优缺点吗?淘宝上的截图如下:

上面的没看太懂,下面的一目了然。



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kdrjl
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17楼    2022-11-30 09:09:23
主题:回复:变频器的进线电抗器和输出电抗器有什么区别?

嘻嘻,我是这么理解的。


第一,变频器和电机之间尽可能不加东西,非必要不加。原因很简单,加了输出电抗和滤波就加了损耗,滤波越完美,损耗越大。所以能减小损耗就不要加电抗器和滤波器了。前面y版讲的很好了。你仔细的研读一下y版的那几个发言即可。


第二,你贴的图非常明确,就是加了输出电抗器可以改善变频器的输出波形。更近似正弦波。仅此而已。假如,你的变频器输出不是作为电源使用,而是驱动电机或者电感负载,那负载对变频器的谐波是不惧怕的。电机的绝缘强度都能抗噪的。除非电缆线过长必须要加输出电抗器。


第三,你这个应用,60m的距离,不算太远。先试试直接接电机的情况。假如EMC做得好,特别是等电位和接地达标,什么都不加试试呗。


个见。

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18楼    2022-11-30 09:19:05
主题:回复:变频器的进线电抗器和输出电抗器有什么区别?

向各位老师学习!致敬!

海纳百川,厚德务实!
李岩
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19楼    2022-11-30 17:21:50
主题:回复:变频器的进线电抗器和输出电抗器有什么区别?

感谢任老师的恢复。但本胖还是有下列疑问:

1、前面乐版的回复,本胖觉得应该提倡加输出电抗器的,甚至还提出可能需要输出滤波器。

2、按照本胖的知识体系,是要尽量减小dV/dt的。很高的dV/dt不但会干扰别人、还容易导致电机的绝缘老化、轴电流上升。而变频器的输出波形是PWM,恰好就是dV/dt很高的。输出电抗器可以大幅降低dV/dt。

综上所述,本胖觉得加上输出电抗器是有好处的,虽然电抗器本身会有一些损耗,但平滑后的波形,应该减少电机端的损耗。定量关系本胖也不知道,但定性基本上应该是这样的。

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kdrjl
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20楼    2022-11-30 18:37:46
主题:回复:变频器的进线电抗器和输出电抗器有什么区别?

你的思路与我大相径庭。是,你说的变频器输出电抗器和滤波器的作用没错。就像现在抗疫,口罩的作用,这个大家都知道吧。但是没有疫情你戴口罩和不戴口罩都是一样的。


防护,只要到位即好。60m距离,变频器的输出对其dv/dt完全没有问题。可以抗住。干嘛要上防护呢?电机绝缘强度只要是F级以上,对变频器的输出谐波就能防护。加和不加防护都一样。


反正如果是我,能不加就不加。仅此而已。

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yming
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21楼    2022-11-30 19:03:28
精华帖  主题:回复:变频器的进线电抗器和输出电抗器有什么区别?

关于dV/dt:

你得知道dv/dt是啥。它指的是上升沿、下降沿。这种电抗器只对上升沿、下降沿起作用。

是为了避免绝缘击穿、橡胶老化等等这类问题。

你是准备用橡胶电缆,还是电机绝缘不行?

要想输出到近似正弦波,就得用那个8%+输出滤波器。

那个1%的,只能把特别尖的3-4倍的电压瞬间峰值(矩形波作用在电感负载上都有。)消掉。

你要是用16kHz载波么,还效果好一些。(损耗留在变频器中了,需要加大变频器容量。)

总之,这个是以损耗换波形。

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yming
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22楼    2022-11-30 19:29:15
精华帖  主题:回复:变频器的进线电抗器和输出电抗器有什么区别?

首先你要清楚:(脉宽调制)交变电压,它是一个交变电场。

在交变电场作用下,(导电)物体之间必定有等效电容。

因此,会有位移电流流过两者之间(交变部分),在此就是泄漏电流。

当使用屏蔽电缆时,交变电场作用下的位移电流,只能在线缆芯线与屏蔽层之间。

一台变频器的设计储能电容是一定的,允许的泄漏电流设计是有限的。

当外部没有EMC敏感装置时,不要屏蔽层,输出每米的等效电容值很小,因此可以使用长距离电缆。

当使用屏蔽电缆时,因为屏蔽层很近,每米等效电容较大,因此只能使用较短的距离。使泄漏电流不超过设计值。


别忘了,对外界还有交变磁场的干扰,而这个的主因是交变电流!与电压、电压波形无关!

而交变磁场的干扰更能作用在旁边的电路中,形成共模、差模电压。


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李岩
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24楼    2022-12-01 01:17:11
主题:回复:变频器的进线电抗器和输出电抗器有什么区别?

任老师的观点本胖是看明白了,乐版的观点,本胖看的不是很懂。赶脚您的分析,似乎是应该加输出电抗器,但又没有是否明确的说明。我等上班时间问问那个电机的电缆,是不是屏蔽线,如果是屏蔽线,那就不用犹豫了,上输出电抗器;如果是非屏蔽电缆,我就找台达确定一下。

补充一点:变频器的输出频率应该是1000Hz。

前面忘了说这个了,载波频率我忘了是多少,但应该也比最高50Hz的变频器高,好像是8K还是10K的吧。我找找电脑,但不一定能找到,移动硬盘坏过,格式化了;电脑也重装过了,,数据有可能会丢失。

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27楼    2022-12-01 13:14:36
主题:回复:变频器的进线电抗器和输出电抗器有什么区别?

给你看看MM4的输出情况吧。(其他厂家的变频器我也没有)

这是单相220V的变频器,它的三相输出的线间电压(直流母线311V)应该是由+/-311V脉宽调制的输出构成。

但实际上是这样滴!





为啥变成460V了呢?

其实,把波形展开来看,原来是这样滴:(16kHz载波)



原来是它带的是电感性负载,在斩波调制的矩形脉冲,电感的反电势叠加为很高的dV/dt(每秒电压上升速率)

输出加装dV/dt电抗器,最多就是切掉这多余的毛刺!



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29楼    2022-12-01 18:35:19
主题:回复:变频器的进线电抗器和输出电抗器有什么区别?

乐版的图片中460V会不会是峰值、310是有效值啊?

我原来的理解,变频器后面加电抗器,应该是利用电感的特性,电感两端的电流不会突变,电感也是一个储能元件,只不过存储的是电流(电容存的是电压),这样就能平滑变频器的输出电流。那为啥不用电容来平滑电压呢?本胖的理解是电容的充电瞬间电流可能过大,损坏IGBT。这个理解是自己想的,不能保证是对的。

上面乐版说的电感的反电势带来更高的dv/dt,这个原来本胖还真没想过,现在仔细想想,还真是有可能,因为降低dv/dt,应该加电容才对啊,而电抗器是电感,应该不会降低dv/dt。但好像网上的资料公认的就是加了输出电抗器,会降低dv/dt,这个又是什么原理呢?本胖实在是想不清楚了。

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yming
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30楼    2022-12-01 22:38:44
主题:回复:变频器的进线电抗器和输出电抗器有什么区别?

电抗器是串联在线路中的。

正是因为它上面的电流不能突变,所以它后面的负载上电压不会突然上升。

但是它前面的(变频器输出端到电抗器)就会更尖。

但IGBT不怕呀,它有反并联二极管。


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33楼    2022-12-02 09:57:27
主题:回复:变频器的进线电抗器和输出电抗器有什么区别?

除了看书,还要实践检验。书上、网上(包括我)说的未必正确,符合现场实际。

“工欲善其事必先利其器”!你不是有了工具么?

像这种百米的长距离传输,去库里借一盘电缆出来(带屏蔽的,不带屏蔽的;三芯的,四芯的。)又用不坏,接上变频器、电机用示波表看看,记录下来,心里就有数了。

现在还有磁场片,贴到铁芯上就能看见磁场状态。

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